高考结束后 物理给学生留下了什么

近几年，我国的基础教育领域开始关注培养学生的批判性思维，然而讨论主要还是集中在语文、历史等人文学科。我们一直缺乏如何在理科尤其是物理这样的基础性学科中进行批判性思维教育的系统梳理。汪明老师的《批判性思维与中学物理》不仅在理论上对物理学科的思维方式进行了系统的思考，而且提供了丰富的教学案例，实为一项开创之举。

物理与批判性思维是什么关系呢?

我在高中时学习的是理科，然而在高考结束之后，我的大学专业以及后来的工作都不再与物理有直接关系。所以，高中时学习的物理，除了模模糊糊剩下几个人名和公式之外，时至今日全部都交还回去了。最近几年，我关注基础教育领域的批判性思维教学，一直思索的问题是：物理(以及其他各学科)应该教会学生什么?难道三年甚至更长时间的辛苦学习仅仅是作为一个应付高考的工具?我们希望学生从这门学科中获得哪些可以终身受益的东西?

我向一位物理学博士提出这些问题，他想了想，说：“假如现在有个人跟你说他在某个地方看到一个身高20米的巨人，就像是姚明放大了10倍，你信不信?”我说：“当然不信。”为什么不信呢?因为有悖常识。一般而言，有悖常识的断言需要承担相当大的举证责任。所以，不管对方描述得多么绘声绘色，如果看不到相当确凿的证据，我不会轻易相信。那么，物理学博士是怎么看待这样消息的呢?他说：“这样的巨人是不可能存在的。要知道，随着物体尺寸的增长，其体积(以及相应的重量)的增长速度快于表面积的增长速度。因为面积与平方成正比，而体积与立方成正比。假设有这么一个相当于普通人等比例放大10倍的巨人，那么他的重量就大概是普通人的1000倍，而其骨骼横截面则是普通人的100倍。在单位面积上，巨人的骨骼必须承受的重量就是普通人体骨骼所承受的10倍，而人的大腿骨在单位面积承重增加不到10倍的时候就会断裂。所以，这个巨人只要跨出一步，他的大腿骨就会断裂。不仅是骨骼，巨人的其他身体机能，如供氧、消化等，也会受到表面积与体积的不相称带来的限制。这些系统性的限制决定了这样等比例放大的巨人是不可能存在的。”

他的一番见解让我看到了经过长期系统的物理学科训练的人与我这样为应试学习物理的人的区别。在《普通高中物理课程标准(2017年版)》中，物理学科的核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。上面这个小例子就很好地说明了“物理观念”和“科学思维”在日常生活中体现在什么地方。这可以从对比中看出来：作为一个批判性思维的研究者，我知道面对一则信息时不应该轻信，在作出判断时要依靠确凿的证据和严谨的推理。但是当面对这样的具体问题时，我能想到的仅仅是常识或经验等主观的角度。我在中学所学习的物理并没有内化成那位博士所具有的物理观念和思考角度：从所讨论的对象本身的特性和结构出发，从物理的客观规律出发，通过量化的计算推出结论。

正如这本书中所说的“物理学科思维的特征是用准确的表述和严谨的方法对事实真相进行描述”，“准确的表述、严谨的推理、追求真相、尊重理性”都属于批判性思维的核心要素，这些要素在不同的学科领域有不同的具体表现。在物理学中，它表现为对物理对象的特性进行细致考察、严格定义物理量、可量化的计算、基于客观物理规律进行推理，从而将判断和信念建立在坚实的基础上。如果说在高考结束之后物理学科应该留给学生什么，我觉得这应该是清单上的重要一项。

2018年在常州高级中学举办的“第三届全国基础教育批判性思维教学研讨会”上，我与汪明老师初次见面。当时我就很惊奇且佩服汪老师在烦冗的校务工作之余仍然对教学有精湛的研究。在阅读本书初稿的时候，我与汪老师有了进一步的交流，他的谦虚认真和对书稿的精益求精更加令我印象深刻。在谦虚认真的背后，我看到的是一个批判性思考者的态度：不盲从他人的意见，愿意不断反思自己的想法。唯有这样，思考才能够精益求精。

该书第十二章提出的“基于批判性思维的深度学习模型”，与我所一直推行的基于建构主义思想的探究式学习不谋而合。深度学习的目标是思维技能的迁移，也就是给学生留下点儿什么可以令其终身受益的东西。在一次论教育的讲演中，爱因斯坦引用了这样一句谚语:“教育就是当在学校所学的一切全都忘记之后还剩下来的东西。”愿这本书为向着这样的目标摸索前进的教育者们带来启发。

(作者系加拿大麦克马斯特大学哲学博士，《权衡：批判性思维之探究途径》中文版译者)