有礙學生思維能力發展的教學行為及改進建議

徐宏武

思維是人腦以已有的知識為中介，對客觀事物概括的、間接的反映. 思維過程是在表象、概念的基礎上進行分析、綜合、判斷、推理等認識活動，思維能力主要包括理解力、分析力、綜合力、比較力、概括力、抽象力、推理力、論證力、判斷力等能力.思維能力是整個智慧的核心，參與、支配著一切智力活動.一個人聰明不聰明，有沒有智慧，主要就看他的思維能力強不強.要使自己聰明起來，智慧起來，最根本的辦法就是培養思維能力.《初中科學課程標準》（2011年版）中明確規定科學課程應發展“學生思維能力、創新精神和實踐能力”，因此，發展學生的思維能力，是初中科學課堂教學的重要任務.筆者作為一名從教多年再走向教學研究崗位的教研員，平時到學校聽課時，經常發現任課教師存在諸多有礙學生思維能力發展的教學行為，本文[JP3]分析有礙學生思維能力發展的一些教學行為與同仁們交流、探討.

1重視知識傳授，輕視證據尋找的行為

尋找證據是一個人論證能力強弱的集中體現，小到生活中的探究（比如食物是否變質的證明），大到科學上的發現（比如達爾文生物進化論的發現）都是證據思想的具體應用，可見，證據思想是學生科學素養的重要組成部分.盡管證據的思想對學生來說如此重要，但是筆者在日常聽課中發現教學中老師們只重視對知識的傳授，而輕視對證據尋找意識的培養.比如，在“物質的構成”教學時，老師們對于其中“將整塊的蔗糖研磨變碎后放入杯子里的清水中，攪拌蔗糖溶解在水中后，我們再也看不見那些蔗糖小顆粒，這時蔗糖是以一種更小的微粒存在于水中”教學內容的處理如下.

教師設問： 蔗糖溶解在水中后，我們再也看不見那些蔗糖小顆粒.這時蔗糖到哪里去了呢？

教師回答：其實，蔗糖還在水里，此時蔗糖是以一種很小的微粒——蔗糖分子存在于水中.由于蔗糖分子很小，只是我們看不見它們而已.

問題分析：老師這樣教學顯然很快就完成了傳授知識的任務——“蔗糖還在水里，以很小的微粒分子存在著，蔗糖是由蔗糖分子構成的”，但是老師沒有提供讓學生動腦思考的機會——“我們看不見那些蔗糖小顆粒，這就能說明蔗糖顆粒是以一種更小的微粒存在于水中？”學生的思維能力，尤其是尋找證據的思想沒能得到培養和強化，對培養學生的可持續發展能力不利.

改進建議教師在學生觀察了“將研磨變碎的蔗糖放到清水里，攪拌蔗糖溶解在水中后，我們再也看不見那些蔗糖小顆粒”現象之后，提出問題：你們認為蔗糖到哪里去了呢？有哪些證據可以證明你的觀點.這里常用的證據有：（1）眾所周知蔗糖是有甜味的，而白開水（清水）是沒有味道的，當蔗糖溶解到水里后，原來無味的水變甜了，這可以證明蔗糖跑到水里去了；（2）我們把杯子里的水倒出一部分放到太陽底下曬，當水曬干后，在杯底可以看到蔗糖，這說明蔗糖沒有消失，而是溶解在水中.特別需要強調的是，證據和證明過程都應該由學生自己提出，而非教師講授，若是教師和盤托出，又陷入了重視知識傳授、忽視證據尋找的泥沼，對學生建構證據思想的效果將大打折扣.

總結應用尋找證據是學生思維能力的重要組成部分，是培養學生科學態度、求實精神的重要抓手，是學生質疑、創新的基礎.因此，在教學中教師要舍得花時間、善于用問題來培養學生的證據意識和證據本領.

2誤解編者思想，改變教學順序的行為

“用教材教，而不是教教材”，是新課程改革以來老師們接觸比較多的一種理念.為此，許多老師開展了轟轟烈烈的改造“教材”行動，他們似乎都忘記了“教材”是學科專家根據課程標準編寫的、最能體現新課程理念的范本.“教材”雖然不能完全適合每一個學生的學習，但毋庸置疑“教材”始終都是教師教學時應該使用的最重要的教學資源.教師在使用“教材”時，應該好好理解“教材”編寫專家的意圖和思想，而不要輕易改變教學內容，甚至不能隨意改變教學內容的教學順序，否則往往會導致“增加學生學習難度或有礙學生思維發展”的狀況發生.比如，初中科學七上第四章第一節“物質的構成”中[JP3]關于“分子間存在間隙”的教學內容及教師的處理教材情況如下.

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許多教師在常態課，甚至大范圍的公開課教授該項內容時，改變教材內容的教學順序，先開展圖4-5（后稱活動2）黃豆與芝麻混合實驗，分析得出混合后兩者的總體積變小的原因——由于黃豆之間存在空隙，芝麻跑到黃豆之間的空隙里去了.之后再來完成圖4-4（后稱活動1）水和酒精混合實驗，學生“順理成章”地得出：水分子和酒精分子之間存在空隙，構成它們的分子相互跑到對方分子的間隙里去了，所以混合后兩者的總體積減小.

問題分析先完成活動2，再開展活動1，表面上看起來學生得到水分子和酒精分子之間存在空隙的知識非常順利，但學生是真正理解了相關知識，還是由于活動2引起的假象呢？據筆者調查，這種“順應”是無意義的，知識順利遷移的假象掩蓋了[HJ1.2mm]學生對知識未能掌握的事實，特別是無形之中剝奪了學生思考問題的權力.筆者認為先完成活動2至少存在兩點不足：第一是教學內容上顯得突兀.根據教材安排，學生們著力想研究的問題是：“構成物質的分子是緊密無間的擠在一起，還是彼此間存在一定空隙的？”老師卻突然演示一個黃豆與芝麻混合實驗，讓人“丈二和尚摸不著頭腦”，不知道做這個實驗的意圖是什么？有什么用意？第二是剝奪了學生思考問題的權力.按照教材順序先完成活動1，學生就會著眼“水和酒精混合之后總體積減小”的原因分析，無論學生對該問題思考得出的結論是什么，但他們都圍繞問題思考過了，動過腦筋了，訓練了同學們的思維.在同學們動腦思考之后，再進行活動2，此時活動2的作用是對活動1原因分析起到“點撥”的作用，讓學生產生醍醐灌頂、豁然開朗的感覺，遵循了啟發性的教學原則.

改進建議本片斷按照教材編寫的活動順序進行教學，符合學生的心理認知特點，所以不宜對調活動1、2的順序.

總結應用教育學、心理學告訴我們，知識序反映了教材知識演化的邏輯順序，認知序體現了學生學習活動的心理順序，而教學順序則是反映課堂教學流程的時空順序.教學中學生的認知序應高于教材的知識序，更應是教學序的基礎，只有符合學生認知序的課堂才是真正的高效課堂.

2實驗強調記憶，忽略手腦并用的行為

初中科學是一門以實驗為基礎的綜合性學科，實驗對學生的動手能力、思維能力、探究能力和綜合素質的影響巨大.盡管老師們主觀上都承認實驗很重要，但在日常實驗教學中，老師們的行動卻與思想相悖，他們要么草草應付一下實驗，要么就根本不做實驗，自己在黑板上講實驗、學生在照著實驗冊背實驗.可以毫不夸張地說，當前這種形勢已經嚴重影響到學生科學素養的進一步提高.比如，在“顯微鏡使用”的教學中，不少老師的教學過程如下：

師：同學們，今天我們要學習一種非常重要的儀器——顯微鏡.顯微鏡在今后科學和高中生物課里都要用到，所以請大家務必重視，好好學好相關知識.顯微鏡的具體操作步驟是：安放—對光—觀察.

安放：取鏡時右手握鏡壁，左手托鏡座.將顯微鏡平穩地放在接近光源、靠身體前略偏左的地方，使鏡壁對著身體，顯微鏡的底座一定要放平.

對光：第一步，轉動物鏡轉換器，使低倍鏡正對通光孔；第二步，轉動遮光器，讓較大的一個光圈對準通光孔；第三步，將玻片標本放在載物臺上，使待檢查部分位于通關孔中心，用壓片夾壓住載玻片兩端.

觀察：兩眼從側面盯住物鏡，向前轉動粗準焦螺旋，使鏡筒慢慢下降，當其降至距標本0.5 cm時停止.然后左眼朝目鏡內注視，同時向后轉動粗準焦螺旋，使鏡筒緩緩上升，當看到物像時停止.再用細準焦螺旋調節，直至物像清晰為止.

師：接下來，請同學們對照實驗冊回憶顯微鏡使用步驟，時間3分鐘.待會比賽，看誰背下來了.

……

師：會背的人可真不少，很好.接下來，我演示一下用顯微鏡觀察“上”字片，請你們注意觀察老師的具體操作.

教師演示實驗.

學生觀察.

……

師：現在請同學們利用桌上的顯微鏡，觀察“上”字片.若實驗步驟還沒有記住的，請參看實驗冊上的實驗步驟.大家動手實驗的時間是3分鐘.

……

[HJ1.25mm]問題分析課堂上老師非常盡力地將顯微鏡的操作步驟講解了幾遍、學生背誦了顯微鏡的操作步驟、老師自己利用演示實驗又示范了顯微鏡的具體操作，整個教學過程應該說已經對顯微鏡講得非常“透”了.可是學生在實際操作中，依然冒出這樣那樣的錯誤，而且在問題多的情況下，老師都根本應付不過來，只好讓學生暫停實驗，自己再次講解相關使用規則.學生暴露出來的問題有：鏡筒下降時眼睛沒有從側面看而是看著鏡筒里面；瞇上一只眼或用手擋住一只眼觀察；同組學生進行了錯誤的合作（一位同學在用眼睛通過目鏡對光，另一位同學在調節反光鏡；一位同學在目鏡里觀察，另一位同學在調節粗準焦螺旋等）；蓋玻片不按照科學的方法，導致產生氣泡；對好光后一個學生觀察好了，另一個學生觀察時，就將顯微鏡拿過去，結果什么也看不到等等.歸結主要原因：一是教學過程中學生的思維深度不夠.顯微鏡為什么要這么操作，不那么操作的原因是什么？老師沒有讓學生思考，學生不清楚；二是顯微鏡學生剛剛接觸，使用就更少了，對于他們來說比較陌生，需要學生多練多想，因為實驗操作技能的習得不同于理論知識的學習，實驗技能的獲得更需要學習者多次操作、反復體驗.

改進建議在面對學生諸多有關顯微鏡疑難問題時，老師要善于反思、善于總結，善于改變.在顯微鏡使用教學的各個環節適時拋出能讓學生動腦思考的問題，同時采用學生在思考的基礎上動手做實驗解決疑問的策略.比如取用顯微鏡時，拋出問題1：為什么顯微鏡要放置在身體偏左側？相關建議——學生應該親身體驗顯微鏡放置的偏左、正前方、偏右時，操作上存在怎樣的差別，體驗正確的做法.解釋“顯微鏡對光后不能隨便移動的原因”時，給出問題2：為什么顯微鏡對光好后不能移動顯微鏡了？相關建議——可以用一平面鏡反射太陽光確定好反射光線在天花板上某一位置，然后移動平面鏡，比較反射光線在天花板上位置變動來幫助同學理解這個問題；也可以讓學生在對好光后，移動顯微鏡，看看顯微鏡鏡筒內光線是否依然明亮來體驗這個問題，從而徹底理解這個問題的結論.在解決“物體按順時針方向移動時與視野中的像應該按什么方向移動”疑問時，拋出問題3：若一只小蟲在載物臺上順時針方向爬行，則視野中的像是順時針方向還是逆時針方向爬行？相關建議——以“分段”的方法幫助學生理解這個問題.假如裝片左側有一個向上的箭頭，則看到的像應該在視野右邊一個向下的箭頭；若裝片上方有一個向右的箭頭，則看到的像應該在視野下方一個向左的箭頭；若裝片右側有一個向下的箭頭，則看到的像應該在視野的左側一個向上的箭頭；若裝片下方有一個向左的箭頭，則看到的像應該在視野上方一個向右的箭頭（裝片上的4個箭頭方向正好表示小蟲子順時針的爬行方向，此時視野中四個箭頭的方向正好是看到小蟲子爬行像的方向，也恰好是順時針方向），因此，像也是順時針方向的.當然，也可以采用在裝片上直接用筆順時針畫圈，同時在目鏡中觀察“筆尖”的移動方向或“圓圈”的形成方向予以解決.

總結應用“只動手，不動腦”的實驗教學，只能把學生培養成“照方抓藥”的操作工；“只動腦，不動手”的實驗教學，只能把學生培養成“紙上談兵”的空談者；“既動腦，又動手”的實驗教學，才能把學生培養成“真才實學”的建設者.正如大教育家陶行知所言：“中國教育之通病是教用腦的人不用手，不教用手的人用腦，所以一無所能.中國教育革命的對策是手腦聯盟，結果是手與腦的力量都可以大到不可思議.”

3關注自己的教法，無視學生思維的行為

學生的思維，尤其是學生的錯誤思維，是提高教學效果的重要資源，但在日常教學時，尤其在習題課教學中，教師們的講解更關注的是自己對問題的認識，而無視學生的錯誤思維.我們都清楚，在師生共同面對一個相同的問題時，作為一個熟練掌握學科系統知識的老師，往往能透過現象抓住問題的本質，而作為初學者的學生，則不具備這種能力，他們往往會被一些表面現象迷惑，掉入命題者挖好的陷阱.在分析這些習題時，若教師撇開學生的真實思維，而一味按自己的方案講解，學生對于這種正確的解法貌似接受了，但他還不明白為什么自己的解法錯了？錯在哪里？在下次碰到相同或相似的問題時，他頭腦中原有“圖式”又將發揮作用，導致在相同或相似問題上的反復出錯. 這正是對“老師講的時候懂的，自己一做就錯”現狀的真實寫照和原因剖析.比如，針對下面題目：

例1圖1為靜止在豎直墻面上的“爬墻遙控車”，質量為0.03千克，“腹部”有吸盤.當“爬墻遙控車”的真空泵將吸盤內的空氣向外抽出時，遙控車能牢牢地吸在豎直的墻面上而不會掉落，這是因為遙控車

A.質量小，重力可以忽略不計

B.受到墻面對它向上的摩擦力

C.受到大氣對它的壓力

D.受到空氣對它的浮力

老師的分析過程是：力是改變物體運動狀態的原因，題中豎直方向上，小車受到自身重力和墻面對小車的摩擦力作用，當它自身的重力和墻面對小車的摩擦力大小相等時，遙控車就能牢牢地吸在豎直的墻面上而不會掉落.因此本題正確答案應選B.

問題分析老師做出上述合情入理的分析，本身沒有什么不對，特別是對于已經能夠運用二力平衡條件分析問題的學生來講，也很容易接受.但關鍵是，還有一些學生他們內心不是按照老師講解的方式思考的，他們認為：假如該遙控小車的真空泵沒有將吸盤內的空氣向外排出，則小車是無法吸在豎直墻面上的；就是讓真空泵抽出的氣體少一些，小車都可能不能吸在墻上，所以本題的答案應該選擇C.在聽了老師的解釋后，覺得老師的方法正確，但對自己想法錯在哪里還是搞不清楚，所以在以后遇到類似問題時，又會出錯.

改進建議教師應該讓有不同想法的學生表達出自己的看法，然后根據具體情況予以幫扶.針對本案例中學生的想法，教師可以通過舉例、分析等方法引導學生建立新的思考圖式：假如大氣壓強保持不變，但墻面變得很光滑，則小車還能否吸在墻上？為什么？讓學生思考得出：不能，因為摩擦力為零，則小車在重力作用下要掉落；再引發同學對他們自己的觀點“若小車的真空泵沒有將吸盤內的空氣向外排出，則小車是無法吸在豎直墻面上的；就是讓真空泵抽出的氣體少一些，小車都可能不能吸在墻上”進行本質分析——若沒有大氣壓強，就會造成小車與墻壁之間的摩擦力為零，因而小車要掉落.但引起小車掉落與否的直接原因是：小車自身的重力與小車受到墻壁施加的摩擦力之間的大小關系，雖然本題中大氣壓強是影響小車與墻壁之間摩擦力大小的一個因素，但造成小車下落與否的直接原因是摩擦力，而非大氣壓力.再比如在一塊豎直放置的磁性黑板上，將一塊磁鐵吸在上面，若該黑板處于真空環境，磁鐵并不會掉落，因為此時磁鐵受到的重力和摩擦力大小始終相等，不會隨著大氣壓強的變化而變化.

總結應用根據學生實際情況而開展針對性的教學是高效教學，要了解學生的實際，教學中就必須關注并展示學生的真實想法，從而立足學生的思維，幫助和引導學生主動發現問題，并為其提供精準指導.上述行為是“教師是學生學習指導者，學生是學習主體”的新課程理念的具體落實.

4注重概念教學，缺少本質探尋的行為

在密度、功、功率等科學概念教學時，教師應該特別重視概念引入的目的，使學生明確為什么要引入這個概念？沒有這個概念為什么不行？這個概念可以用來解決什么問題？只有讓學生明確引入這個概念的目的，才能調動學生學習的積極性，才能幫助學生更深層次理解概念的本質，從而達到較理想的教學目的.但在日常的聽課中發現，在概念教學中，很多老師不喜歡對概念“追本溯源”，而喜歡“先列出概念的含義，然后解釋概念，最后用練習來鞏固概念”.比如，在九年級上冊“功的概念”教學中，老師們通常的做法是：

分析實例從力和運動的角度分析，舉重和馬拉車兩種情景有何共同特點？

總結提升科學上規定，物體在力的作用下，沿力的方向通過一段距離，我們就說這個力對物體做了“功”.

歸納要素通過出示“叉車把貨物從地面抬升到一定高度”等實例，歸納做功的兩個必要因素：（1）作用在物體上的力的大小；（2）物體在這個力的方向上通過的距離.

練習鞏固提出“人用力搬石頭，石頭沒有搬動，人是否對石頭做功？”等問題，供學生練習.通過練習，進一步鞏固對功的二要素的認識.

問題分析上述教學過程思路清晰，學生對功的概念也似乎理解了.但由于整個過程沒有涉及到“為什么要引入功這個概念”的相關內容，所以如果你問一下學生：“為什么要引入功這個概念？引入功這個概念是出于什么目的？功的本質是什么？”結果學生們什么也不清楚、什么也不知道.學生學習概念，只有從本質上把握了概念，才能稱得上是真正理解概念了.

改進建議在功的概念教學時，教師可以舉一個例子讓學生思考“人推車”（當然可以多舉幾個例子引導學生思考），此時車子受到人施加的一個作用力F，在克服摩擦力之后車子將如何運動？答案是車子將從靜止開始向前運動，換句話說，車子的運動狀態發生了變化，過一段時間之后車子的速度將從零變化到某一個數值，速度變化的大小反映了力F對車子的作用效果，但我們要問一下力F對車子的作用效果即車子運動狀態變化的大小（這里是速度變化的大小）除了與力F有關以外，還與什么因素有關？通過引導，學生大多能得到答案：是力的大小和車子通過的距離這兩個因素，力F的大小暫且不討論，先研究車子通過的距離這個因素，可以這樣說，如果車子通過的距離為零，則力F對車子的作用效果為零，[HJ]這說明力F對車子的作用效果同時與力F和物體通過的距離有關，單靠力F或者路程都無法描寫力F對車子的作用效果.力F對物體的作用效果，不僅取決于力F的大小，還取決于力F作用下物體通過的距離S的大小，為了反映力對物體作用一段距離而產生的效果，因此引入“功”這個物理量.當力F對物體產生了作用效果時，我們就說力對物體做了功，此時物體的運動狀態或者物體的能量發生相應的變化，反之亦然.在概念的引入過程中，要注意引導學生思考、回答問題，盡量由學生自己體會引入功這個物理量的必要性.讓學生真正懂得從能量轉化的角度認識功的概念，理解“功是能量轉化的量度”這句話的內涵，知道從能量是否轉化的角度來判斷物體是否做功，實現對功的本質和意義更深層次的感悟.

總結應用概念教學中，教師要善于引導學生進行相關概念本源問題的探索，學生只有解決了概念的本源問題，學習起來才會事半功倍，準確把握概念的外延和內涵.