教學(xué)設(shè)計(jì)：從學(xué)生的思維起點(diǎn)出發(fā)

盛建國

摘 要：生本理念下的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)從關(guān)注學(xué)生思維出發(fā)，從研究學(xué)生的思維起點(diǎn)入手，創(chuàng)設(shè)情境營造思維沖突，創(chuàng)造條件實(shí)現(xiàn)思維呈現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生的思維發(fā)展。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)；思維起點(diǎn)；學(xué)生思維

中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）17-043-2

在教學(xué)中我們經(jīng)常遇到這樣的情況：教師課前認(rèn)真?zhèn)淞苏n，也做了精心預(yù)設(shè)，滿以為課堂會思維流暢，實(shí)現(xiàn)預(yù)期精彩呈現(xiàn)，但實(shí)際教學(xué)效果卻讓人大失所望，學(xué)生對教師預(yù)設(shè)的教學(xué)情境可能反應(yīng)平淡，甚至有時(shí)走向了預(yù)期結(jié)果的反面，讓教師始料未及，不知所措。下面是一節(jié)八年級物理課“光的折射”的教學(xué)案例：

一、意料之外：優(yōu)秀學(xué)生為什么也會畫錯(cuò)

1.課前教學(xué)預(yù)設(shè)：思維順暢，信心滿滿

筆者在某次執(zhí)教“光的折射”時(shí)，課前認(rèn)真設(shè)計(jì)后，決定這樣實(shí)施教學(xué)：

[1體驗(yàn)] 根據(jù)事實(shí)，提出問題。指導(dǎo)學(xué)生將筷子斜插入水中，請學(xué)生觀察后說出在水面斜上方觀察筷子時(shí)看到的現(xiàn)象。學(xué)生都看到筷子似乎在水面處折斷了，水下部分向上彎折（如圖1），以此激發(fā)學(xué)生的好奇心，并適時(shí)提出三個(gè)循序漸進(jìn)的思考問題：

（1）光在均勻的空氣中是怎樣傳播的？

（2）你認(rèn)為光從空氣斜射入水中時(shí)，是否仍然沿直線傳播？

（3）如果不是，你覺得光將會怎樣傳播呢？

[2探究] 提供支架，輔助猜想。為了讓學(xué)生對光從空氣斜射入水中的傳播有進(jìn)一步了解，為科學(xué)猜想提供一些依據(jù)和幫助，我接下來又讓同學(xué)二人一組做了下面的探究小實(shí)驗(yàn)：

取一個(gè)空一次性紙杯，用激光手電從上方斜著射向紙杯內(nèi)，并在紙杯外壁上光斑處標(biāo)記為A點(diǎn)（如圖2）；接著，一位同學(xué)保持激光束方向不變，另一位同學(xué)慢慢往紙杯中加水，同時(shí)觀察紙杯外壁上光斑位置的變化情況。發(fā)現(xiàn)加水后，紙杯外壁A處的光斑位置向下移了（如圖3）。

[3作圖] 根據(jù)猜想，試畫光路。請學(xué)生根據(jù)猜想試畫光從空氣斜射入水中時(shí)的傳播方向（如圖4）。

在教學(xué)預(yù)設(shè)中，筆者認(rèn)為學(xué)生觀察到斜插入水中的筷子在水面處好象“彎折了”的事實(shí)，應(yīng)該知道：光從空氣斜射入水中時(shí)將不再沿直線傳播。接著，再觀察到激光束斜射入水中后，紙杯外壁上的光斑位置向下移，雖然學(xué)生看不到具體的光路，也可以推測出光入水后的偏折方向，接下來再讓學(xué)生猜想并畫折射光線，應(yīng)該不是難事了，所以對課堂學(xué)生的反應(yīng)信心滿滿，充滿期待。

2.課堂實(shí)施效果：意料之外，大失所望

課堂實(shí)施中，當(dāng)學(xué)生觀察到水中筷子“彎折”現(xiàn)象時(shí)，都很感興趣，于是自然引出問題：光從空氣斜射入水中時(shí)，將怎樣傳播呢？教學(xué)進(jìn)程似乎盡在掌控之中。但是，在學(xué)生完成紙杯實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于沒有提供固定激光手電的支架，要求學(xué)生手握紙杯不動(dòng)，將激光手電靠在紙杯沿上，保持激光束方向不變，另一名學(xué)生往紙杯中緩慢加水，同時(shí)觀察杯外壁光斑位置的變化。這一實(shí)驗(yàn)操作比較困難，而且要求兩名學(xué)生默契配合，才能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。事實(shí)上，許多學(xué)生沒能明了實(shí)驗(yàn)操作辦法，甚至操作不當(dāng)或錯(cuò)誤，所以我只能請成功觀察到“光斑向下移動(dòng)”的幾個(gè)小組向全班作了交流。

接著就到了第三步畫圖的環(huán)節(jié)，我特意請了一位優(yōu)秀學(xué)生上黑板畫出她的猜想，但讓我始料不及，大跌眼鏡的是，她畫的竟然和正確答案完全相反，折射光線遠(yuǎn)離法線向水面上方偏折了（如圖5），那一刻我真不敢相信自己的眼睛，連優(yōu)秀生都沒能達(dá)到教學(xué)預(yù)設(shè)的效果，感覺自己的教學(xué)設(shè)計(jì)完全失敗了……

二、深刻反思：學(xué)生錯(cuò)誤的背后隱藏著什么

1.課后反思：課堂失敗，原來事出有因

課后反思本課，按照備課時(shí)的設(shè)想：有了筷子“彎折”這第一個(gè)事實(shí)為依據(jù)，學(xué)生已經(jīng)不可能猜想光從空氣斜射入水中時(shí)仍沿直線傳播了，再有激光紙杯實(shí)驗(yàn)為腳手架，學(xué)生應(yīng)該很容易想到，光從空氣斜射入水中時(shí)將靠近法線偏折，然后只需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，即可得出光從空氣斜射入水中的折射結(jié)論，教學(xué)似乎順理成章。但教后反思，這一設(shè)計(jì)看似思維順暢，其實(shí)只是教師一廂情愿的設(shè)想。學(xué)生經(jīng)歷第一個(gè)體驗(yàn)活動(dòng)，看到水中筷子發(fā)生“彎折”的現(xiàn)象，只能得出光從空氣斜射入水中時(shí)將不再沿原來的直線傳播；第二個(gè)探究實(shí)驗(yàn)由于沒有固定激光筆，實(shí)驗(yàn)操作難度較大，學(xué)生不易觀察到清晰的現(xiàn)象，而且就算看到紙杯壁上的光斑在加水后向下移，要得出光線斜射入水中的偏折情況，仍需較為復(fù)雜的思維過程，因?yàn)檎麄€(gè)光路并不可見。

事實(shí)證明，初中學(xué)生正處在由感性思維向理性思維發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)段，且以感性思維為主，對直觀性強(qiáng)的所見所聞比較敏感，他們尚未形成復(fù)雜的理性思維能力。因此，當(dāng)學(xué)生由第一次體驗(yàn)中看到筷子“向上彎折”這一事實(shí)時(shí)，對他們產(chǎn)生了很強(qiáng)刺激，他們由筷子“向上彎折”直接認(rèn)為光線也是向上偏折的。如果沒有紙杯實(shí)驗(yàn)的細(xì)心觀察，認(rèn)真思考，學(xué)生根本不會，也不可能想到我們看到水中的筷子時(shí)，光線是由水射向空氣的，而現(xiàn)在是研究光從空氣斜射向水，兩者剛好完全相反。因此，從這一點(diǎn)上來說，本課在學(xué)生剛接觸“光的折射”時(shí)，就安排“筷子彎折”現(xiàn)象作為猜想光從空氣斜射入水中時(shí)偏折情況的依據(jù)，并不是最合適，因?yàn)椤翱曜訌澱邸碑a(chǎn)生的原因是光從水中斜射入空氣中時(shí)發(fā)生偏折，其偏折情況和我們剛開始研究的空氣到水中正好相反。從學(xué)生思維發(fā)展和教學(xué)邏輯角度來說，課堂失敗事出有因。

2.改進(jìn)優(yōu)化：順勢而為，營造思維沖突

在對本課進(jìn)行重新分析，尤其是對學(xué)生思維的起點(diǎn)和思維發(fā)展過程進(jìn)行重點(diǎn)研究后，筆者又進(jìn)行了課堂重構(gòu)。鑒于水中筷子“向上彎折”的現(xiàn)象非常明顯直觀，觀察活動(dòng)用時(shí)很少，引入直截了當(dāng)，所以仍然用了這個(gè)體驗(yàn)活動(dòng)，但對后續(xù)教學(xué)作了整體的安排和調(diào)整。

一是創(chuàng)設(shè)問題情境，營造思維沖突。在觀察到水中筷子“向上彎折”的現(xiàn)象后，教師提出問題：光從空氣斜射入水中時(shí)，將怎樣傳播？并讓學(xué)生分組討論，學(xué)生討論后基本都會認(rèn)為，光從空氣斜射入水中時(shí)將像水中筷子一樣向水面上偏折。接著，教師將原來的“觀察紙杯壁上光斑移動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)改成演示實(shí)驗(yàn)，用大紙桶，激光手電固定在鐵架臺上，這樣一來，演示的效果非常好，全班學(xué)生都清晰地觀察到紙桶中加水后，光斑向下移動(dòng)了。此時(shí)，教師再問學(xué)生：光從空氣斜射入水中時(shí)，將怎樣傳播？這時(shí)，學(xué)生觀察到兩個(gè)現(xiàn)象，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的思維沖突，迫切地想知道為什么水中筷子“向上彎折”，而水中光斑會向下偏折？光從空氣斜射入水中時(shí)，究竟會怎樣傳播？二是開發(fā)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，清晰展示光路。在學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的思維沖突后，教師引入效果震憾的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親晰地觀察到整個(gè)光路。這里采用了二點(diǎn)創(chuàng)新，首先是用大功率綠激光手電清晰地展示水中的光路，其次是用噴水壺制造水霧，水霧所到之處，空氣中的光路一清二楚，效果震憾，學(xué)生情不自禁地歡呼起來。清晰地光路用事實(shí)給出了答案，解決了前面的問題。但在學(xué)生心中還有一個(gè)問題迫切地想知道答案：為什么我們會觀察到水中筷子“向上彎折”？正是在這樣的思維沖突和強(qiáng)烈欲望下，我們的物理課堂象磁鐵一樣牢牢地吸引著學(xué)生，引領(lǐng)他們?nèi)ヌ骄?、思考，不斷解開心中的疑惑。

三、深入研究：教學(xué)應(yīng)更關(guān)注學(xué)生的思維活動(dòng)

1.思維起點(diǎn)：教學(xué)活動(dòng)的起始和依據(jù)

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，教學(xué)應(yīng)更關(guān)注以生為本，更關(guān)注學(xué)生的思維活動(dòng)。奧蘇貝爾曾經(jīng)說過：“如果我不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話，我會說：影響學(xué)習(xí)的最重要因素是學(xué)生已知的內(nèi)容。弄清了這一點(diǎn)后，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)?！本唧w在教學(xué)中，我們應(yīng)該研究學(xué)生的思維起點(diǎn)，并以此作為教學(xué)活動(dòng)的起始和依據(jù)。

例如：在初三物理電學(xué)中，學(xué)完“電流”一節(jié)后，學(xué)生第一次遇到如圖6所示的習(xí)題時(shí)總是要出錯(cuò)：原來S1、S2兩開關(guān)均閉合，當(dāng)S2斷開時(shí)，問兩電流表示數(shù)如何變化？絕大多數(shù)學(xué)生會認(rèn)為，A2示數(shù)將不變，A1示數(shù)將增大。一開始并不以為意，后來發(fā)現(xiàn)大量同學(xué)都錯(cuò)，問他們是怎么考慮的，學(xué)生普遍認(rèn)為：當(dāng)斷開S2時(shí)，干路中的電流是恒定不變的，當(dāng)一條支路斷開時(shí)，另一支路中電流將增大。這才知道，原來學(xué)生認(rèn)為電源流出的電流始終是恒定的，這一思維完全出乎教師的意料之外。再進(jìn)一步深究，為什么許多學(xué)生都會有這種錯(cuò)誤的想法呢？我們的教學(xué)中有沒有什么問題呢？追溯后發(fā)現(xiàn)：原來我們大部分教師在電流概念引入教學(xué)時(shí)，都采用了教材上將電流類比作水流的辦法：干路比作河流的干流，支路比為支流。而河流中干流的水量是相對一定的，如果一條支流堵住無水，其它支流的水量將增加，這就是學(xué)生“恒流說”的來源。由此發(fā)現(xiàn)，學(xué)生錯(cuò)誤的源頭還在我們教師的教學(xué)上，只有找到學(xué)生思維的起點(diǎn)，教學(xué)才有了原點(diǎn)和支撐。

2.思維沖突：破舊立新的自主性建構(gòu)

許多展示的公開課上，我們常?？吹浇處熒焚M(fèi)苦心，預(yù)先破解了一個(gè)個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，為學(xué)生的理解鋪平了道路。課堂上，師生你問我答，順風(fēng)順?biāo)宦繁硌莸较抡n。這樣“過分順利”的課堂其實(shí)少了許多思維訓(xùn)練和思維的深度，也少了深刻的內(nèi)涵。學(xué)生的自主建構(gòu)需要一個(gè)破舊立新的過程，尤其在我們物理概念的建構(gòu)中，許多時(shí)候要破除學(xué)生錯(cuò)誤的前概念，就必須要有一個(gè)強(qiáng)烈的思維沖突。因此，課堂需要產(chǎn)生思維的沖突和思想的碰撞，這是學(xué)生思維發(fā)展的必經(jīng)環(huán)節(jié)。

3.思維呈現(xiàn)：學(xué)生主體的保障和落實(shí)

課堂需要有精彩的高潮，但同樣也該有一定的留白。課堂要留給學(xué)生沉思和討論的時(shí)空，課堂還應(yīng)設(shè)計(jì)各種環(huán)節(jié)和方式，讓學(xué)生的思維得以呈現(xiàn)，這是保障落實(shí)學(xué)生主體地位的客觀需要。研究學(xué)生，是教師進(jìn)行教學(xué)研究的永恒話題，而學(xué)生的思維，更是我們進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)值得重點(diǎn)關(guān)注和分析的內(nèi)容。教學(xué)設(shè)計(jì)，應(yīng)該從研究學(xué)生的思維起點(diǎn)出發(fā)。