【省一等奖高中物理论文】例谈高中物理课堂教学中的思维能力进阶培育

【摘  要】深化课堂教学改革的关键，在于重构教与学的关系，实现从“ 以教为中心 ”到“ 以学为中心 ”的范式转型 。本文立足高中物理教学实际，以斯滕伯格的思维三元理论为核心支撑，构建“讲解示范—引导点拨—独立思考 ”思维能力三阶培育模型，系统阐释学生学习方式的转变路径及教师教学行为的调整策略。

【关键词】思维三元理论；高中物理教学；思维能力培育

深化课堂教学改革的关键，在于重构教与学的关系，实现从“ 以教为中心 ”到“ 以学为中心 ”的范式转型 。当前高中物理教学实践中，仍存在“重知识灌输轻思维培育、重教师主导轻学生主体 ”的积弊，导致对学生的高阶思维能力与真实问题解决能力培育不足，难以适配核心素养发展的要求。

斯滕伯格（R. J. Sternberg）的思维三元理论指出，智力的本质是分析性思维、创造性思维与实用性思维的动态协同，三者的均衡发展是学生适应未来复杂社会必备的核心素养 。本文立足高中物理教学实际，以斯滕伯格思维三元理论作为理论支撑，结合高中物理典型教学案例，构建“讲解示范—引导点拨—独立思考 ”的思维能力三阶培育模型，系统阐释学生学习方式的转变路径及教师教学行为的调整策略。

一、基础层：讲解示范赋能分析性思维

从思维三元理论视角看，分析性思维是学生构建物理学科基础的核心能力，其核心要义在于对问题的解构、对逻辑的梳理与对规律的精准应用，这与高中物理“重逻辑、重推导 ”的学科特质高度契合。三阶培育模型的基础层以“讲解示范 ”为核心，旨在通过教师的结构化引导，帮助学生建立规范的学科思维路径 。这既是思维三元理论中分析性思维培育的基础要求，也是适配高中学生认知、实现“低起点高达成”的关键。

例 1（斜抛运动速度变化量的比较）  甲 、乙两球于同一竖直平面内同时自同一水平线上抛出，并同时落至 P 点，其运动轨迹如下页图 1所示 。 甲、乙两球运动的最大高度相等，且不计空气阻力 。则在上述整个过程中 (       )

A. 甲球的速度变化量大于乙球的速度变化量。

B. 甲球抛出的初速度大于乙球抛出的初速度。

C. 甲球的最小动能大于乙球的最小动能。

D. 甲球相对于乙球做匀加速直线运动。

【教学目标】通过对斜抛运动规律的分析，培养学生对运动分解以及加速度与速度变化量的关系的理解能力。

【教学过程】（1）示范讲解：教师引导学生将斜抛运动分解为水平（匀速）与竖直（匀变速）方向，依据 Δv=g ·Δt（竖直方向加速度恒定），得出两球运动时间相同则速度变化量相同的结论。

（2）思维训练：通过追问“若两球抛出点高度不同，速度变化量将如何变化？”强化分析性思维中的变量控制能力。

（3）总结提升：平抛运动是高中物理的基本模型，平抛运动题型的解题方法为分解（分解运动 、分解速度 、分解位移 、分解加速度等）。 那么，斜抛运动是否也可以运用“分解 ”这一基本方法？ 是否能够把斜抛运动分解为两个平抛运动？ 引导学生对问题进行解构与重构。

【设计意图】本案例通过“回顾旧知—示范拆解—规律应用—追问深化 ”的结构化流程，精准落实了分析性思维的培育目标 。教师未直接给出结论，而是通过示范呈现“分解法 ”解决曲线运动问题的完整思维过程，既契合学生“跟着学、学着会 ”的认知特点，又帮助学生建立了“复杂问题简单化 ”的学科思维。后续的追问设计则进一步强化了变量控制这一核心分析方法，让分析性思维从“被动接受”向“主动应用”初步过渡。

二、进阶层：引导点拨激活创造性思维

思维三元理论强调，创造性思维的核心在 于突破固化认知、实现情境迁移与策略生成，这 需要依托“原有经验—新情境—策略重构 ”的思维链条 。三阶培育模型的进阶层以“引导点拨 ”为核心，通过教师的阶梯式提问搭建思维支架 ，帮助学生建立“基础模型—变式情境—核心规 律不变 ”的迁移逻辑 。这既是创造性思维培育的核心路径，也是破解学生思维僵化问题的关 键举措。

例 2（弹性碰撞模型的拓展）  如图 2 所示，具有光滑弧形的小车质量为M = 2m，置于光滑的水平面上 。一质量为 m 的铁块，以初速度 v0 沿水平轨道向上滑行，到达某一高度后再向下返回。则当铁块回到小车右端时，其运动状态为(       )

A. 以速度 v0 做平抛运动。

B. 以小于 v0 的速度做平抛运动。

C. 自由下落。

D. 静止于车上。

【教学目标】通过对比弹性碰撞与非弹性碰撞，培养学生的模型建构能力与情境迁移能力。

【教学过程】（1）引导点拨：教师给出基础模型（质量为 m 的铁块滑上质量 M = 2m 的小车），引导学生分析动量守恒与机械能守恒的条件。

（2）变式训练：设计诸如“若小车表面粗糙，以铁块和小车为系统，系统动量是否守恒？ 机械能是否守恒？”“铁块能够达到的最大高度是多少？”等变式问题，要求学生自主推导结论，以培养创造性思维中的“选择性合并 ”与“选择性比较 ”能力。

【设计意图】本案例精准把握了创造性思维培育的“支架式 ”逻辑，通过“基础模型回顾—新情境对比—变式问题探究 ”的层级设计，为学生搭建了可攀爬的思维阶梯 。教师的核心作用并非直接告知迁移方法，而是通过关键问题引导学生自主发现“弹性碰撞模型 ”与“铁块—小车模型 ”的共性与差异，让创造性思维在自主探究中自然生成。

三、高阶层：独立思考提升实用性思维

思维三元理论指出，实用性思维的核心是将学科知识与方法应用于真实复杂情境，解决实际问题，这与物理学科核心素养中“实践创新 ”“科学思维 ”的培育要求高度一致 。三阶培育模型的高阶层以“独立思考 ”为核心，通过真实情境驱动问题，让学生在自主探究与合作研讨中实现知识的落地应用 。这既是实用性思维培育的终极目标，也是高中物理教学衔接生活、提升育人价值的关键。

例 3（汽车与小鸟相遇问题） AB 是一条平直公路上的两块路牌，一辆汽车由右向左经过 B路牌时，一只小鸟恰自 A 路牌向B 飞去，小鸟飞到汽车正上方立即折返，以原速率飞回 A，过一段时间后，汽车也行驶到A。它们的位置与时间的关系如图 3 所示，图中 t2 = 2t1，由图可知(    )

A. 小鸟的速率是汽车的两倍。

B. 相遇时小鸟与汽车路程之比是 3 : 1。

C. 小鸟飞行的总路程是汽车的 3 倍。

D. 小鸟和汽车在 0-t2 时间内位移相等。

【教学目标】借助图像分析，培养学生在复杂情境中提取关键信息、构建物理模型的能力。

【教学过程】（1）独立思考：学生自主研读题目，尝试绘制“位移—时间 ”图像，并标注已知条件（t2 = 2t1）。

（2）合作研讨：小组探讨“小鸟往返时间是否相等 ”以及“汽车路程与小鸟路程的关系”，教师仅在关键环节予以引导（如“相遇时两者位移之和等于AB 间距”）。

（3）成果展示：学生代表阐述解题思路，其他学生质疑并进行补充，最终得出“小鸟速度是汽车速度的三倍 ”的结论，彰显实用思维中的情境应用能力。

【设计意图】本案例以真实的“相遇问题 ”为载体，完整呈现了实用性思维培育的“情境 导入—自主探究—合作解决—拓展应用 ”路径 。教师通过“弱化干预、强化引导 ”的方式，将问题解决的主动权交还给学生，让学生在自主梳理 条件、绘制图像、讨论质疑的过程中，提升信息 提取、模型建构、合作探究的核心能力 。课后拓展环节链接乡村公路交通实际，进一步强化了 “物理源于生活、用于生活 ”的认知，有效激发了学生的学习兴趣。

综上，思维三元理论为高中物理课堂思维培育提供了科学的理论指引，通过教与学关系 重构的双向实践路径，能有效摆脱传统教学困 境 。教师立足学情，坚持“分层递进、精准赋能 ”的原则，能让思维培育真正落地课堂，实现从 “ 知识传授 ”到“素养培育 ”的深层次变革，为高中教育高质量发展注入动力 。