巧轉螺旋構建生長型物理課堂

王曉榮

【摘要】文章從理論研習切入，嘗試在概念和規律教學中，在重難點有效突破的策略中實施螺旋式上升教學設計，挖掘學生思維能力的生長點和開發探究方法的生長點，提出教師應該致力于研究高質量、高效益、高境界的品質教學，創設輕負高效的生長型課堂。

【關鍵詞】螺旋式上升設計；生長型物理課堂； 思維能力；探究方法

物理課堂教學在理念新穎、力度空前的課程改革的沖擊和洗禮中取得了令人矚目的成就。多種新的教學理論和思想紛沓而至，多種新的教學模式、方法、技術和手段層出不窮。在物理教學中，教師常常由于自身對學科理解不準確，不深透，課程目標的視野狹窄，過分強調“知識與技能”的要求，授課過程繁、淺、散，導致課堂上學生學科素養的缺位。這種教學一定程度上犯了“方向和路線錯誤”，教師的要求越嚴格，教育的負面影響就越大，既無益于教師專業素質的發展和生命質量的提升，更忽視了諸如學習興趣、實踐意識、思維習慣、科學態度、方法能力等影響學生終身發展的基本素養的潤澤，影響了學生學科素養發展的高度和寬度。

基于這樣的認識，筆者開始了對教學設計呈螺旋式上升，向課程頂層設計靠近的深入思考，同時也開始了教學設計螺旋式上升的實踐探索。

一、以理論研習為切入，契合實際確定方向

螺旋式教學的理論依據“螺旋式課程”是美國著名教育家、心理學家布魯納在20世紀60年代提出的。布魯納認為，要掌握并有效地運用自然科學、數學的基本觀念和文學的基本課題，不能只靠一次學習就達到目的，必須通過反復學習，通過在越來越復雜的形式中加以運用，不斷地加深理解，進而逐漸掌握。這與“一步到位”式的教學在知識的深度、廣度和時間上都有很大的不同，更注重知識的階段教學，在一階段內只學習某一知識的一部分，在后續的教學中逐步地加深和拓寬，達到不斷拓寬強化上升的結果，合理的課程結構安排會使課程內容得以更加有效地組織。

螺旋式上升教學法的實質在于把課堂作為教授課程及進行思維操練的實驗室，使課堂從古典的講習演變為生動活潑的學習過程，促使教師和學生的相互作用發生“共振”，從而構建一種“振作、啟迪、進步、反思”的課堂文化。有了足夠的心理準備后，我很快將實施螺旋式上升教學設計的重心初步鎖定在了概念和規律的形成和重難點有效突破的策略的課堂觀察上。

二、在概念和規律教學中體現螺旋式上升設計，挖掘思維能力的生長點

在教學“導體的電阻是導體本身的性質”這一概念時，我創設了這樣的教學程序：呈現問題→認知沖突→交流討論→設計實驗→矯正前概念→建立概念→應用概念。

師：既然同學們猜想電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關，怎樣用實驗驗證電阻與長度之間的關系？（答：可用相同橫截面積、相同溫度的銅絲，觀察長度不同時電阻是否相同。）

師：怎樣用實驗驗證電阻與橫截面積之間的關系？（答：可用相同長度、相同溫度的銅絲，觀察橫截面積不同時電阻是否相同。）

師：研究電阻與材料、電阻與溫度之間的關系呢？（答：也用相同的方法）

師：這幾種方法有什么特點？（答：都采用了控制變量法。）

經過如此一系列的問題，學生已經抽象出共同點，在教師的點撥下，學生運用控制變量法自主設計實驗進行探究，得出了導體電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度的定性關系。

師：導體的材料、長度、橫截面積及溫度是加之于導體的外部條件呢還是導體本身的特征呢？（答：導體自身的特征。）

師：也就是說，導體的電阻是導體本身的一種性質，與外加的電壓及流過的電流均無關。（將清晰的概念教給學生。）

在這個教學過程中，問題很小，目標集中在電阻概念這個“螺”上。當學生初步形成概念后，我又及時地給學生運用概念的機會，將一道相關中考題簡化后拋給學生，讓學生將抽象的概念“返回”到日常生活的物理現象中去，使他們在運用概念聯系實際或解決具體問題的過程中，加深和鞏固對物理概念的理解，提高思維能力。

師：請同學們思考：某段細鐵絲，兩端加1.5V電壓時，測得流過它的電流為0.3A，它的電阻是5Ω，若在其兩端加3V的電壓，則其電阻為多大？若流過的電流為0，電阻又為多大？（幾個學生爭論不下，老師又及時提供相關的實驗器材，讓他們通過實驗驗證。）

問題的設置為學生提供了互補情境，然后讓學生基于這一情境自主建構問題，引起知識結構的順應——質的變化，并尋求問題的答案。這個圍繞著“螺”的“旋”的設計，對培養學生的科學意識和質疑能力是大有裨益的。

在接下來的電學基本規律——歐姆定律的學習中，我將細鐵絲的問題再次提了出來，要求學生運用歐姆定律計算出細鐵絲在U=1.5V，I=0.3A時的電阻以及U=3V時的電流。在學生讀題時，教師作如下引導：

1.抓住關鍵字詞，分析題中關鍵詞是 “加在其兩端的電壓”；

2.悟出言外之意，細鐵絲是定值電阻，在電壓和電流改變時，阻值不變，然后再追問下去，要求細鐵絲的電阻，是否知道了加在它兩端的“電壓”和流過鉛筆的“電流”，在讀題中使思考進一步深入；

3.將關鍵文字轉化為直觀電路圖，養成把抽象的文字表述內容、關鍵的信息轉化為具體直觀圖示的習慣，呈現分析問題的思維路徑，從而幫助學生提高閱讀題目的領悟能力和準確運用規律分析問題的答題能力；

4.將關鍵文字轉化為符號公式，將關鍵文字用筆勾劃出來，標上已知和待測物理量的符號，再根據物理量選擇恰當的公式。

反復體驗、回應、強化，即回“旋”的結果使學生鞏固和深化了“導體的電阻是導體本身的性質”這一概念，牢牢地記住了R=U/I這個變形式只能用來計算電阻，而不能決定電阻的大小。至此，“導體的電阻是導體本身的性質”這一概念通過實驗的探究、規律的驗證，已經深植于學生的心田，既培養了學生的答題能力，也考查了其聯想、遷移能力，還訓練了他們的評價、綜合能力，實現了知識與方法、智慧的共同生長，有效地將學生思維能力的訓練貫穿其中。

物理概念的建立是人們認識物理規律的起點，是探索物理世界的科學方法的基礎，是解決物理問題的鑰匙。在各地區各年段的中考試題中，對理解概念和規律的各種能力的考查比比皆是。上述螺旋式上升的教學程序的設計有效地避免了以下問題：對概念、規律教學應達到的目的不明確；忽視概念和規律建立的條件和背景，斷頭去尾，取其表而略其質；忽視概念間的相互聯系，把概念孤立起來等弊病，立足于教材，立意新但不偏難于教材。每個螺旋都是由教師引導學生獨立積極參與思維的過程，從而在學生思想中達到兩個“有序”，即知識系統的有序和各種思維方法的有序，著力培養了學生的各種內化的（如關聯、反思、豐富、整合等）能力，從而培養和提升了學生的思維能力。

二、在重難點有效突破的策略中體現螺旋式上升設計，開發探究方法的生長點

“樂音的三個特征”這一節內容幾乎涵蓋了初中聲學所有知識，與生活聯系緊密，具有較強的現實意義和作用，但其中音調和音色兩個特征的理解對于學生而言其實是懵懂含糊、有難度的。在教學“音調”時，為了更有效地突破難點，我設計了如表1所示的探究程序。

在這個難點突破的序列中，“螺”就是對音調的理解，“旋”就是各種突破難點的方法。自制水琴演奏讓學生驚詫于普通的水杯竟然能演奏出音色單一但曲調明晰好聽的歌曲，猶如在干涸的心田下了一場及時雨，歡快之情立即展現，接下來的同曲異調讓學生進入聆聽狀態，全體學生歸于沉靜，陷入思考：“原來這就是音調的不同。同樣的樂器，卻發出不同音調的聲音，這是怎樣做到的呢？”急于探究的心理讓學生躍躍欲試。教師適時地停頓下來：

師：怎樣操作才能讓喉噥發出不同音調的聲音呢？

生1：用手按住不同的位置。

生2：發聲的時候用力不同。

生3：一次小點兒聲，一次大點兒聲。

師：請你摸著自己的喉噥，發聲試試看。

至此，教師的“旋”開始起轉了，緊接著設計的兩個小旋——齒輪聽音和刻度尺發聲是為圍繞著決定音調高低的因素這個小“螺”而設。而后的“小型音樂會”的設計將課堂帶入第一個高潮。全班同學興致勃勃地用自帶的樂器吹奏出了一個極富美感的場面，笛子、小號、大號、電子琴、口琴、吉他，全場音韻和諧，曲聲悠揚，高低錯落，此起彼伏。不用擔心學生會脫離課堂的主旨，所有的學生都非常認真地變換著聲音的高低，嘗試著用改變發聲體長度或者松緊或者粗細的方法去回應剛學到的知識，臉上寫著滿滿的成就感。

另一個倍感成功的設計環節是請學生自愿模仿灌開水時發出的聲音，學生的模仿大大超乎我的意料，可謂惟妙惟肖，非常逼真。每個學生帶著辨析的任務和沖突與自己的認知作比較，在觀看和聆聽了視頻揭秘時才如釋重負，會心一笑。在課程的最后，螺旋再次旋轉，極富視覺和聽覺沖擊力的《音樂噴泉》視頻將本節課引向最高潮，畫面取自杭州西湖音樂噴泉，場面宏大壯觀，嘆為觀止，學生們沉浸不舍的神情是對這節課最好的點評。自此，螺旋完成了它“淺層趣味-認知-歸因-深層趣味-升華運用-美的欣賞”的最美妙的旋轉。

在這節課的教學中，還有一個“螺”就是音色。按以往的常規教學經驗來看，學生對音色的認識總是停留在可意會不可言傳的階段，難以在概念上廓清思想困頓。由于在之前的音調環節濃墨重彩地設計了較大環節的“旋”。突破音色概念這個“旋”就不能設計得太大。

體驗：

1.傾聽四種樂器彈奏的樂曲，搶答發聲體分別是哪種樂器；

1.小游戲：他是誰？聽者到講臺上背對同學，辨別教室里誰在呼喚自己。

3.觀察鋼琴、音叉、薩克斯、二胡等樂器的波形圖，嘗試找出決定音色的因素。

這個小“旋”設計的精巧之處不僅體現在三個體驗型小實驗的組合上，更體現在順序上。先憑經驗猜想，再在游戲中驗證，最后通過科學的波形圖分析出音色的實質。看似很“土”的小游戲，卻喚起了學生爭先恐后的參與熱情，尤其當呼叫者故意變換聲音而被呼者依然能準確地說出其姓名時，全班同學歡笑不已，這是怎樣的一幅畫面，怎樣的一種科學和人文情懷！

一節課下來，高潮迭起，生氣盎然，思維的火花頻頻閃現，學生和教師都輕松愉快。反觀課堂設計，螺旋式上升的探究方法的設計和實施功不可沒。這種收獲已經超越了知識和技能本身，教師和學生在課堂的生長中，形成了“發展共同體”，實現了智慧共生，教學相長。

教育即生長，這是杜威先生著名的觀點之一。課堂教學是教師和學生共同的生命歷程，它應當煥發出無窮的生命的活力，我們應當看到它努力生長的力量。正如我國新一輪課程改革的領軍人物、華東師范大學終身教授和博士生導師鐘啟泉說的那樣：“課堂教學應該關注在生長、成長中的人的整個生命……沒有生命氣息的課堂不具有生長性。從生命的高度來看，每一節課都是不可重復的激情與智慧綜合生長的過程。” 螺旋式上升教學設計致力于轉變學科的理解方式，創設輕負高效的生長型課堂。教學有法，但無定法。好教師應該致力于研究高質量、高效益、高境界的優質教學，將物理教學方法的研究在教師不斷的學習-實踐-反思中提煉出第三只眼，這只眼才會成為將知識、方法、素養、能力各種元素灌注于物理教學的的智慧之眼！

【參考文獻】

[1]呂達，劉立德，鄒海燕.杜威教育文集（第2卷）[M].北京：人民教育出版社，2008.

[2]鐘啟泉.課程改革：新視點與生長點[J].中國教育學刊，2005（08）：20-22.