“三點一線”與探究教學的有效性＊

汪 明

（常州市田家炳實驗中學 江蘇 常州 213000）

一堂課怎樣才能行云流水、意味深長呢？為此筆者構建出“三點一線”為基礎的探究教學，并以“牛頓第二定律”教學為例，為提升物理探究課堂的有效性做出初步探索.

1 “三點一線”課堂教學內涵

“三點一線”教學認為，一是研究課堂教學的出發點，即上課伊始就要占據學生情感思維的制高點；二是研究課堂教學的著力點，即課堂中需掀起爆發學生思維潛能的沖擊波；三是研究課堂教學歸宿點，即結課時具有言盡旨遠的教學穿透力.課堂教學應以“體驗感知—問題猜想—理論演繹—實踐檢驗—反饋評價”為主線組織，重視學生心理認知發展，側重發揮學生主體作用，從而讓學生體驗物理概念和規律的形成過程，領悟物理思維方式對科學世界觀形成的重要意義與無窮魅力.

“三點一線”教學實踐源于前蘇聯教育學家維果斯基的“最近發展區”理論.維果斯基認為：在兒童的發展中，其實一直有兩種發展水平，一種是現實發展水平，是呈現出來的顯見的發展水平；一種是可能發展水平，在這種水平之間有一個區域，即“最近發展區”.如果給予適當的教育引導，那么，“最近發展區”就會變成“現實發展區”，可能發展水平就會變為現實發展水平.［1］實際上，物理課堂知識結構呈現為線性發展關系，而學生發展狀態則是呈現非線性、偶然性和復雜性，教師在課堂教學中如何解決教學預設的有限性與生成的無限性之間的矛盾與統一關系，則直接表現為教師的教育智慧.因此，“三點一線”教學法強調，在課堂教學中應同時考慮教材設計起點和學生的發展狀態兩個方面，并從學生的現實狀態與潛在狀態兩個維度組織教學.教學設計如果不能從學生的實際狀態出發，很難讓學生真正地情感參與，從而無法保證教學的有效性.但教學如果只關注學生已經表現出來的和達到的現實水平，而忽略學生的潛在發展可能，則很難提升學生的積極情感思維，無法促進學生多種潛力的發展.

其次，從認識論觀點上看，教材的安排是以一節節課為主要構成；在編排教材時將整體知識分解成一個個由易到難、循序漸進的知識點，從而將原本有機關聯的知識結構，人為地分為以“點”為單位的符號系統.如果僅依照教材設計出發而忽視對學生主體性的認識，可能會導致教師的教學設計局限在“知識點”的思考上，而忽視對教材內容的關聯性整合處理，無法引導學生向整體性、縱深處思考，進而削減知識本身對學生多方面發展和高質量發展的力度.“三點一線”合理地吸收了建構主義教學觀，強調課堂教學應從學生經驗與情感出發，并通過擴展學生的直接經驗、豐富學生學習情感的方式來學習人類文化知識，并最終走向對科學知識的系統掌握.事實上，學生是以完整的生命個體狀態存在于課堂生活中，他們不僅是教學的對象，學習的主體，而且是教育的資源，是課堂教學的共同創造者.因此，教師在進行課堂教學組織時，要樹立知識與情感相交融的生態意識.

2 “三點一線”課堂教學案例分析

2.1 課堂教學的出發點須令人怦然心動

清朝李漁在《閑情偶寄》中說：“開卷之初，當以奇句奪目，使之一見而驚，不敢棄去.”一語道出課堂教學起點的重要性.一位國內知名的教育家提出：“學科、書本知識在課堂教學中是‘育人’的資源與手段，要服務于‘育人’這一根本目的.”［2］具體說來，教師在設計起點教學時要善于突破認識論的框架，不僅僅從知識的層面理解與把握教材，而要從育人價值的高度，充分挖掘文本內容中所蘊含的科學方法和科學精神.因此，對于課堂教學的出發點，教師要充分考慮學生的情感體驗，正確理解學生的認知規律和審美情趣，教學伊始時就要牢牢占據學生情感思維的制高點.

在探究“牛頓第二定律”教學中，首先，展現生活情景，讓學生體驗感知.

視頻展示一：一輛小汽車和滿載大貨車同時由靜止加速；

視頻展示二：一輛普通小汽車和方程式賽車（兩車質量相近）同時由靜止加速.

問題1：想想看，加速度的大小可能與什么因素有關？

學生總結得出定性結論：質量大，加速度??；力越大，加速度越大.

其次，讓學生回憶牛頓第一定律.提煉說明：一是物體運動狀態改變是由其所受外力決定的，而不是其他因素；二是運動狀態改變又與其自身質量有關，而加速度是描述物體運動狀態變化快慢的基本物理量.

順勢確立問題2：如何定量探究加速度與外力、質量的關系？

接著，從科學研究方法角度切入問題3：研究一個量與多個量之間關系時，應采用何種方法研究？以前遇到過這種方法嗎？

教師可根據學生的回答，點出控制變量法，自然地引出了探究課題.

再次，讓學生結合探究主題提出問題4：控制變量法的具體步驟？控制什么？研究什么？引導學生設計具體探究方案.提示問題即需要測哪些物理量？需要用到什么器材？根據學生探究思維能力，小組討論、組織交流，最后匯總設計方案.

通過學生體驗問題情境，緊密聯系學生的心理認知能力，設計4個小問題，采用層層深入的方式，巧妙地消除學生對科學家及其從事的科學研究的神秘感，而且潤物無聲，讓學生在潛移默化中得以科學方法與科學精神的熏陶.

2.2 課堂教學的著力點須令人豁然開朗

維果斯基在論教學與發展的關系時指出：“教學是一種人為的發展，也就是說教學應該在發展的前面引導著學生發展.教學在兒童發展中的決定作用表現在發展的方向、內容、水平和智力活動的特點以及發展的速度上，即教學創造著最近發展區.”教學的交往本質是在知識經驗存在著差異的人們之間進行，即有某種知識經驗的人與準備學習此知識經驗人之間的交往.這就要求教師對課堂教學的著力點有深刻的認識，即教師要善于選擇和拓展重點和難點內容，精心設計和開展科學探究活動，能不斷地在課堂中掀起激發學生思維潛能的沖擊波，促進學生主動建構具有個體意義的知識與技能，從而使學生在獲得知識的同時，更多地收獲科學探究態度和科學精神的情感體驗.因此，本節課中，教師努力讓自己成為學生學習活動的有力促進者和合作者，以知識渴求者的面目和學生一起探索、討論、交流，以豐富的人生體驗影響學生對知識的建構，學生通過自主探索設計實驗，選擇四種實驗方案進行協作交流.

【方案1】

實驗器材：小車，打點計時器，紙帶，一端帶有定滑輪的長木板，細線，砝碼，刻度尺，天平.（圖1）

圖1

步驟和原理：用天平測出小車的質量m，把砝碼的總重力當作小車受到的拉力F，從打點計時器打出的紙帶上測出Δs，由Δs＝at2計算出小車的加速度a.

引申問題1：此方案需平衡摩擦力，能否在實驗中克服這一難題？

【方案2】

實驗器材：氣墊導軌，滑塊，鉤碼.（圖2）

步驟和原理：同上略.

引申問題2：在方案一和方案二中，都使用了鉤碼或砂桶作為系統的牽引力，系統誤差不可避免.能否不使用鉤碼或砂桶作為系統的牽引力，進一步減小這一系統誤差？

圖2

【方案3】

實驗器材：氣墊導軌，滑塊，墊塊.（圖3）

圖3

步驟和原理：實驗中使用墊塊墊高氣墊導軌，使其成為一小傾角的斜面.運用滑塊M所受重力沿斜面方向分力F產生加速度（摩擦力可忽略），實驗最后引導分析得出F與墊塊高度h成正比.

引申問題3：以上方案中，需要測量出a，F，M的具體數值.通過數據分析，從而探究加速度與外力和質量的關系.能否通過比較法，探究它們之間的關系？

【方案4】

實驗器材：兩輛質量相同的小車，一端帶有定滑輪的長木板，鉤碼若干.（圖4）

圖4

步驟和原理：一是測出質量相同的兩輛小車，在不同合外力作用下，相同時間內發生的位移，看位移之比和合外力之比情況.二是兩車掛相同質量的鉤碼，相同時間內發生的位移，看位移之比和質量之比情況.

引申問題4：實驗設計舍棄了以往測量加速度具體數值的方法（這一方法仍然可用），進而探究加速度與其他量之間的比例關系，測量不同情況下物體加速度的比值，此種實驗探究方法更加切合牛頓第二定律的本義.

以上4種方案既相互獨立，又層層遞進，邏輯思維逐漸深入.教師鼓勵各小組按照自己的方案進行合作探究的同時，對小組出現的問題也及時反饋和認真解答，并對學生的實驗過程進行必要的方法指導，使學生對牛頓第二定律的研究方式達到一種新的認知平衡高度.所以，真正的學習從來就不只是純粹的知識增長，其主要意義是倡導學生運用已有知識經驗建構新的知識結構，促進學生的發展與進步，取決于學生主體的課堂體驗及其創造意識.

2.3 課堂教學的歸宿點須令人怡然神往

任何教學內容都有知識和價值兩個層面.在課堂交流反饋過程中，教師如能充分挖掘教材的思想內涵，超越工具性，凸顯人文性，一定能培養學生的審美情趣，根植價值觀和倫理修養，讓學生真正做到“追求理性、熱愛科學”.因此，探尋課堂教學的歸宿點，讓課堂充滿生命的活力，成功的結課藝術必將令人意味深長.

本節課中，學生對加速度與力、加速度與質量之間的定量關系進行合理猜想和實驗探究確實非常必要.如從養成學生科學態度與科學方法角度來觀察，實驗數據處理也是本節課教學重點之一.在反饋評價環節中，教師可點撥學生，無論從減小實驗誤差和直觀認識角度，本實驗都應采用圖像法處理數據.

圖5

其一，保證物體質量一定，測量物體在不同外力作用下的加速度，分析加速度與力的關系.猜測a與F成正比，建立坐標系，則各組數據描點后應在一條過原點的直線上.其二，保證物體所受外力相同，測量不同質量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質量的關系.猜測a與m可能成反比，如圖5（a）所示.告知學生此種數據處理上有技巧手段.它等同于a與成正比.根據圖像是不是經過原點的直線，則能判斷加速度a是否與質量m成反比，如圖5（b）.還可向學生追問，如果猜測加速度與質量二次方成反比呢？其三，在運用比較法進行實驗探究時，數據處理則變為以為縱坐標，以分別為橫坐標進行數據描點并擬合曲線.讓學生領悟用不同方案、不同方法研究同一問題，殊途同歸，有利于培養學生的發散思維與求異思維.由此，學生不僅獲得了處理問題與數據的能力，且還培養了其科學選擇實驗方案等思維能力，達到了“課雖終，而趣未盡，思未止”的教學目的.顯然，這種處理方式對學生學習物理的思維方式和心理態度都將產生深刻的影響.

3 對“三點一線”課堂的實踐反思

3.1 知識和技能是教學的基本內核

知識與技能既是課堂教學的出發點，也是課堂教學的歸宿點.三維教學目標是通過知識與技能載體來實現的.以本節課為例，通過知識內容的學習，貫穿的科學思想是由經驗做出猜測，做實驗為猜測提供新的、半定量的佐證.學生學習的不僅是知識內容，鍛煉的也不僅是動手能力，更重要的是如何設計實驗，如何提出問題，以及如何操作，如何進行數據處理，如何分析實驗結果等.心理學認為學生通過對生活現象的觀察與感知，得到的僅僅是初步的、不全面的、不深刻的感性認識.只有通過問題驅動，進行比較、分析、綜合、抽象、推理等思維探究過程，認識和把握事物的本質與規律，才能將感性認識上升到理性認識.

3.2 課堂教學過程是生命交往過程

教學過程是一種生命交往過程.布魯納認為，發現是教育兒童的主要手段［3］.他強調，兒童應該在教師的啟發引導下按自己觀察事物的特殊方式表現學科知識的結構，發現事物的本質特征.需要強調的是，本節課中不必期望實驗獲得“a與F成正比，a與m成反比”的確切結果.實際上也沒必要存有這樣的期望，因為科學定律本來就不是從有限的實驗數據直接歸納出來.成功的教學必須誘發問題，只感到“聽得舒服，讀來都懂，做出都對”是不夠的；真正的收獲還應該反映在有沒有產生新的問題.知識的增長必然孕育著新問題的產生.強調學生的主體性，真誠地同學生進行對話交流，讓學生的知識發展與生命成長相契合，在他們的心靈中留下或產生一些新問題，準備在今后的歲月里去尋求答案，這才是教育真正意義上的成功.

1 龐維國.自主學習：學與教的原理和策略.上海：華東師范大學出版社，2003

2 葉瀾.重建課堂教學的價值觀.教育研究，2002（5）

3 鐘啟泉，等.基礎教育課程改革綱要（試行）解讀.上海：華東師范大學出版社，2001