物理实验逻辑小模块如何提高思维能力

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摘要：针对教师在用实验资源开展实验教学时，对学生思维能力提升缺乏实验整合，思维培养深度不够的情况。研究发现：通过“多项发散”“深度联想”“迁移拓展”等遵循科学逻辑思维规律的方法建构实验逻辑小模块，结合案例阐述建构实验小模块提高思维能力可行性策略。

关键词：多项发散；深度联想；迁移拓展；逻辑小模块；思维能力

物理核心素养之一是培养科学思维能力，思维能力是能力结构中的核心。科学思维包括：模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新。物理科学课程内容（2011版）[1]突出整合的特点。物理“逻辑小模块”指针对学生学习过程的“动态最近发展区”（学生当下要学习知识点的即时认知发展状态），通过建构符合学生认知规律的“模块思维链接”，以知识点小模块为思维载体的思维原型，整合思维融合实施达成提升思维能力目的。“物理逻辑小模块”就是指“模块思维链接”的内在逻辑关系，此逻辑关系遵循科学思维的要求。遵循科学思维四个部分和学科整合特点，研究团队在实践研究中剔除低效、无效的逻辑小模块建构，通过多次综合性考试检验和实践中访谈、观察，查阅文献综述，请专家指导，在有效实施基础上科学论证，最终总结出有效建构物理逻辑小模块且操作性强的“模块思维链接”主要有：多项发散、深度联想、迁移拓展等。应用以上几种“模块思维链接”建构物理逻辑小模块展开教学（包括实验教学，篇幅有限本文主论逻辑小模块在实验教学中应用）有效性数据如下：2020-2021北师大海沧附校运用物理逻辑小模块教学九年（1）（2）班市、区质检成绩变化表（见表1）。说明：（1）我区均分不低于市均分,我校均分基本在区最前面；（2）成绩提升是多方面因素综合努力的结果,但还是可以说明实验逻辑小模块建构与实施是有效的；（3）以上是全卷成绩，把实验为主题型独立测算发现：进步情况不低于以上统计结果；（4）成绩与思维能力发展是正相关的，成绩提升是可以反映思维能力发展了；（5）2021年4月起开始分层教学,但辅导与一些复习课还是运用逻辑小模块引领学习。综合以上数据与分析：实验逻辑小模块提升思维能力教学是有效的。下面主要从多项发散、深度联想、迁移拓展形成模块思维链接,建构实验逻辑小模块提升思维能力进行案例式阐述。

1通过多项发散形成思维链接建构实验逻辑小模块提升思维能力

科学思维能力培养与提升首先要模型建构,多项发散形成思维链接就是一种实践证明有效的模型建构方法,可以较好提升思维能力。因为它在培养与提升学生思维能力过程中不仅贯穿到思维培养的实施反馈阶段，在思维载体即逻辑小模块建构过程中就在引领学生提升思维能力，而且内在思维逻辑链接丰富。多项发散包括：横向发散、纵向发散、分合发散、颠倒发散等。应用多项发散形成思维链接建构逻辑小模块可以引导学生思维灵活性，扩大思维广度。【案例1】“杠杆动力最小”实验常态教学与建构逻辑小模块提升思维能力教学有效性对比分析（见表2）。*北京师范大学厦门海沧附属学校2021年校本课题：建构物理主题小模块【案例2】通过逆向发散建构实验逻辑小模块：从相反的角度去思考问题。如热机做功冲程“内能转化为机械能”逆向思考压缩冲程是“机械能转化为内能；镜面反射表面光滑度发生变化变为漫反射，反过来漫反射条件发生变化也可以变为镜面反射等。【案例3】通过分合发散建构逻辑小模块如天平称质量太小物体可以称相同N个物体再计算等。以上案例都可以通过上面对比分析发现通过多项发散建构逻辑小模块可以有效提升思维能力。相关案例不甚枚举，仅以上面这些案例阐述是有效的。

2通过深度联想形成思维链接建构实验逻辑小模块提升思维能力

联想是由某事物、概念想起其他事物、概念的思维方法。通过深度联想形成思维链接建构逻辑小模块利于提升学生思维深度[2]。【案例4】“音叉振动发声”实验常态教学与深度联想建构逻辑小模块提升思维能力教学有效性对比分析（见表3）。【案例5】通过相似联想建构逻辑小模块：相似联想指在性质上或形式上相似的事物之间所形成的联想。热机效率概念和物理意义学生不易理解，可相似联想机械效率的概念和物理意义建构逻辑小模块。学习电功率公式时，可联想机械功率建构逻辑小模块有效学习。【案例6】通过迁移拓展形成模块思维链接,建构实验逻辑小模块提升思维能力的，如直导线电流周围存在磁场：拓展弯导线通电也有磁场，进一步迁移导线绕圈，引出通电螺线管磁场，逐步拓展迁移形成思维链接建构逻辑小模块引领学习。学生学起来思维顺畅多了，化难为易，整合成模块，思维容易融会贯通，能起到较好效果。通过多种方法形成内在思维链接建构逻辑小模块展开实验教学，符合初中生抽象思维刚刚开始发展，主要以形象思维为主。逻辑小模块作为思维载体，较好地构建了思维模型，并引导科学推理等，遵循了科学思维能力培养规律。通过课题组实践研究和效果反馈，证明是有效的、可操作性强的、接地气的教学方法，培养与提升了学生科学思维核心素养。

参考文献:

［1］中华人民共和国教育部.初中科学课程标准［S］.北京：北京师范大学出版社，2011.

［2］张浩,吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析［J］.中国电化教育，2018,309（10）：21.

作者：罗小春 单位：北京师范大学厦门海沧附属学校