先做后學 同頻共振 完形頓悟

【摘要】 怎樣的科學學習是學生喜歡的？怎樣的科學學習道路是學生喜歡走的？三十年的教育教學，我先做后學，邊走邊學，學習著、求解著、實踐著，從早期的“建立積極期望·鼓勵不斷創新”，到中期的“主題探究·同頻共振”，再到現在的“先做后學·同頻共振·完形頓悟”，在體驗中感悟，在求解中升華。

【關鍵詞】 科學教育；先做后學；同頻共振；完形頓悟

學習是自己去從容求解的過程，這樣在求知的道路上心境就會得到淬煉和升華……教師所要做的應該是一起走（或者再走）一遍，而不是將一切講解得明明白白……

三十年的小學教育，二十多年的小學科學教育，我深刻地領悟到學習（讀書）首先必須是學生自個兒的事，因為是學生自個兒的事，所以我們要做的唯一一件事情就是陪著每一個學生（盡可能）在學習的道路上一起走，走過了（這個內容你已教過很多遍），請你以不同的角色再走一遍。

怎樣的科學學習是學生喜歡的？怎樣的科學學習道路是學生喜歡走的？我學習著、求解著、實踐著。通過一個階段的學習、思考和實踐，我認為自然教學（后來改為科學）應該建立積極期望，鼓勵不斷創新（這是我評昆山市自然學科帶頭人時概括的教育教學特色）。《建立積極預期、正確認識成功》《創造的天梯》《創新的認知障礙》《想學生所想——談學生心理的預測》《用適合學生的方式引領科學學習》《從教師期望談學生科學實驗能力的培養》《其樂融融話合作》等文章就是這個階段寫的，有的發表在《教師教育》《實驗教學與儀器》《教育科研論壇》等雜志上，有的在“教海探航”等論文評比中獲獎。應該說，這個階段，我雖然讀了一些教育教學理論，進行了一些嘗試，現在來看，其實很是生搬硬套，沒有充分考慮到學習是學生自己的事。

一、同頻共振

怎樣的科學學習是學生喜歡的？怎樣的科學學習道路是學生喜歡走的？我學習著、思考著、實踐著。我認為科學教學應該：先做后學·同頻共振·完形頓悟（這是我評江蘇省科學學科特級教師時概括的教育教學特色）。

1.什么是課堂教學“同頻共振”

共振是一種極為普遍的自然現象。教學其實也一個“同頻共振”的過程。我們知道， 課堂教學是一個師生互動、生生互動、共同成長的多邊過程。這一過程中當教師、學生和教學內容三者處在同一頻率上時，師與生、生與生、師生與教學內容之間便出現了多邊的、互動的、和諧的共振作用，教師、學生和教學內容三者互為振源，在振源策動力的影響下，教師和學生雙方相互配合、步調一致、共同活動、同步前進。

2.課堂教學為什么要“同頻共振”

課堂教學為什么要“同頻共振”，可以從多個維度來看。

首先，從課堂教學實踐來看，課堂教學是一個師生互動、生生互動、共同成長的多邊過程，有效、高效的課堂教學實質上是教師、學生和教學內容三者處在同一頻率上共振的和諧統一，但是，教師和學生、學生和學生之間，由于思維、智力、能力、知識、家庭等存在差異，也就是說教師和學生、學生和學生之間學習（思維、認知、情感）的固有頻率存在一定的差異，因此，教師教學的頻率不一定和學生學習的頻率一致，更不可能與所有學生的固有頻率一致。

其次，從以人為本的理念來看，“同頻共振”的課堂教學充分體現了學生在學習過程中的主體地位，極大地調動學生的學習主動性和積極性， 增加了學生在學習過程中參與的廣度和深度。

再次，從教育教學理論來看，“同頻共振”的課堂教學蘊含著“主體性學習” “互動共享”“合作學習”“分層學習”等思想理念。

最后，在“先做后學·同頻共振·完形頓悟”這一教學話題里，“同頻共振”主要是一種教學方式、一種教學策略，為“完形頓悟”服務，是“完形頓悟”的關鍵，它的作用就是共振，讓教師、學生（思維、認知、情感）和教材三者之間產生共振。

3.課堂教學中怎樣“同頻共振”

課堂教學實踐中，“同頻共振”的核心是全員全程參與、積極實踐和多邊互動。在參與、實踐和互動中了解、暴露和調控，所以 “同頻共振”實施的方法主要是了解、暴露和調控。了解是指教師要熟知教學內容及教學內容之間的內在聯系，了解學生的思維、認識、情感以及科學前概念等；暴露是指在課堂教學實踐中，盡可能把教師和學生的思維、認知、情感、科學前概念等呈現出來，特別是學生的思維，教師應引導學生勇敢地暴露自己真實的思維；調控是指在課堂教學中，教師以學生的思維、認知、情感、科學前概念等為基礎，預設和生成教學環節，在學生原有知識和所要完成的學習目標之間搭建起“腳手架”，學生沿著“腳手架” 獨立探索，逐步攀升，從而達到教師、學生和教學內容三者處在同一頻率上和諧共振，完成對所學內容的意義建構。

例如，在教學《抵抗彎曲》這一課時，為讓教師、學生（思維、認知、情感）和教材三者之間產生和諧共振，我進行了以下四個方面的調整。

（1）改變實驗小組人數，讓不同層次的學生全程參與

常見的實驗小組合作學習，人數一般為4人，為什么會4人一組呢？不外乎有以下幾個原因：一是多人合作更能體現、培養學生的團隊精神和合作精神；二是實驗比較復雜時，需要多個學生協同完成；三是節省了實驗器材，也節省了老師準備器材的時間。可是在很多時候，我們會發現，這樣的小組合作，那些能力較強、活潑外向、喜歡表現的優秀學生，他們居于合作學習的中心，潛能得到了發揮，個性得到了張揚。而一些學習困難、不喜歡表現的學生，因為基礎薄弱，參與性主動性欠缺，思維的敏捷性深刻性稍遜，無形中失去了思考、發言、表現的機會，在一定程度上被變相剝奪了學習的權利。為讓不同層次的學生都能全程參與到學習中來，了解、暴露和調控每個學生實驗時的固有頻率，我改變了實驗小組人數，變4人一組為2人一組。

（2）制作精美大橋模型，引導師生多層次互動

試教時，按照教材提供的實驗方法，發現各組學生的數據相差很大，究其原因是變量之一的控制（橋墩之間的距離）出現了問題。實驗時雖然要求統一橋墩之間的距離，但在操作中，由于實驗次數較多，學生往往會不經意之間移動了橋墩，改變了橋墩之間的距離，造成各組的數據相差較大。雖也能說明紙梁越寬，抗彎曲能力越強，但會出現寬度比厚度更能抵抗彎曲的錯誤現象。為統一橋墩之間的距離，我特地設計制作了精美大橋模型（橋墩之間的距離固定了）。相對精確的實驗數據，有效地引導師生進行多層次的互動，為了解、暴露和調控每個學生的固有頻率奠定了基礎。

（3）更換承重物，讓每個學生體驗成功喜悅

材料可以調控課堂的節奏，可以影響師生的互動，從而影響“同頻共振”能否實現。本課實驗中，材料的選用是最為頭疼的事情。如紙太薄，不能承重，紙太厚，承重太大；墊圈太輕，數量需求太多，墊圈太重，不能感受到力的逐漸增加。為讓每一個學生真實進入實驗，都能體驗成功喜悅，我到各處五金店，精心挑選，最后選出三種承物：50克的鉤碼、5克的鐵螺帽、2.5克的鐵墊圈。2.5克的鐵墊圈剛好能夠滿足最窄紙梁的承重要求，有效地解決了承重物與紙之間的矛盾，保證了實驗的成功率，讓每個學生體驗到了成功的喜悅，從而有效地了解、暴露和調控每個學生實驗時的固有頻率（特別是學生的情感頻率）。

二、先做后學

怎樣的科學學習是學生喜歡的？怎樣的科學學習道路是學生喜歡走的？我學習著、思考著、實踐著。我認為自然教學（后來改為科學）應該：主題探究·同頻共振（這是我評蘇州市自然學科帶頭人時概括的教育教學特色）。

1.什么是“先做后學”

這里的“做”是指以學生個體為主的學習活動，包含三個方面的行動：第一個方面，學生通過各種途徑，收集、整理、分析、歸納和項目活動相關的知識和信息（這個方面以下簡稱信息行動），信息行動原則上應該由學生自己來完成，假如限于各方面的原因，收集、整理可由老師來完成，學生只需要閱讀、分析和歸納；第二個方面，學生個人分析項目活動的要求，設計與規劃完成項目活動的方法和步驟，形成一個初步能夠實施的方案（這個方面以下簡稱計劃行動），計劃行動應該由學生獨立完成；第三個方面，實施設計方案，方案實施時，應要求學生記錄方案實施過程中所遇到的困難、困難解決的方法和最終的結果等。還可以要求學生用不同的顏色對方案中不合理、不完善的地方進行修改、補充（這個方面以下簡稱實踐行動），這個時候的實踐行動最好也是由學生單獨完成。在課堂教學中要注意兩點：①以上三個方面的行動沒有先后的順序（可以先進行實踐行動，后進行信息行動），也不強調是一個完整的過程，我們可以根據學生的實際情況和項目活動具體要求，靈活自由組合；②以上三個方面的行動也應該根據學生的實際情況來進行，不是說有了就可以了，應該是一個循環往復、不斷推進的過程。

這里的“學”是指師生一起學習，一起實踐，一起成長的學習活動。包含兩個方面的行動：第一個方面，小組學生討論實施方案（討論之前學生可以再次進行信息行動），取長補短，形成一個相對完善的方案（這個方面以下簡稱風暴行動）；第二個方面，小組學生一起實施設計方案，方案實施時，同樣應要求學生記錄方案實施過程中所遇到的困難、困難解決的方法和最終的結果等（為和上面實踐行動區分開，更為強調突出學習活動的團隊性，這個方面以下簡稱合作行動）。

通過以上分析我們不難發現：

（1）“先做后學”首先是一種教育思想、一種教育理念，體現了以學生為主體，把學習活動視為個體主動建構的過程；強調的是學生真實的知識、真實的能力、真實的情感和真實的體驗，期望的是學習活動能在學生自動自悟中完成。

（2）“先做后學”其次是一種教學方式、一種教學策略。“先做后學”做在前面，學在后面，這樣學習活動的出發點和歸宿點落在了學生身上，整個學習活動是為了解決學生在做的過程中遇到的問題，師生共同先實踐，發現問題，然后師生、生生討論、探究去解決問題。

（3）“先做后學”其實是“先做后學、邊做邊學、再做再學”這樣一個螺旋推進的學習過程。

2.為什么要“先做后學”

為什么要“先做后學”？可以從多個維度來看。

首先，從哲學層面來看，“先做后學”中的“先做”是師生共同先去實踐，從而對要學習的內容形成初步認識（老師在實踐的時候，要換位思考，想學生所想）；“后學”則可以讓師生在已有實踐與認識的基礎上，進一步提升實踐和認識的廣度和深度。可以看出，這種 “實踐—認識—再實踐—再認識”是符合認識論基本規律的。

其次，從心理學角度來看，所謂“先做后學”，是由小學生的認知規律決定的。小學生的認識規律與成人的認識規律是有一定區別的，一般情況下，是先行后知的行知律。因為小學生科學概念及科學能力的儲備，相對來說非常少（有些科學前概念也不一定是正確的），他們的頭腦相對來說是空洞的，而相對空洞的頭腦是不能有效、高效思維的。這種情況下，小學生更重要的是通過自己的活動（實踐）去獲得科學概念和科學能力。因此，在小學科學課堂教學中，我們應當讓學生盡量先做，使他們的頭腦充實了，然后才是學。

再次，從教育教學理論來看，“先做后學”則內蘊著 “做中學”“教學做合一”“主體性教學”“因材施教”等思想理念。

最后，在“先做后學·同頻共振·完形頓悟”這一教學話題里，“先做后學”主要是一種教學方式、一種教學策略，為“同頻共振”服務，是“同頻共振”的前提，它的作用就是為了調頻，調整教師、學生（思維、認知、情感）和教材三者之間的頻率。

3.怎樣“先做后學”

這里的“做”，不是就學生先做，而是師生一起先做。對教師而言，就是指教師事先要對課程和學生做出科學分析和問題預設，深度開發出相應的實踐活動，然后有目的先做。對學生而言，就是指課前對老師要求進行的實踐活動，進行自主、合作、探究。也就是說，通過師生先做來產生問題。這里的“學”，不單是指教師指導下的學生學習，也指師生之間、學生之間的互動。

學生是教育最重要的資源，“先做后學”是激發調動這一資源比較行之有效的方法。當教師把一個任務交給學生時，就是對學生極大的信任。學生自己是這一資源的主人，只有他自己在一種有興趣、有任務、有目標且充分自由的狀態下，才能通過他自己把資源發揮和利用得最合理。

例如，還是《抵抗彎曲》這一課，為充分激發學生這一課程資源，為了解、暴露、調整師生的情感狀態、認知結構和思維層次，課的一開始，我設計了一個與日常生活密切相關的實踐活動——用紙制作一個橋面（紙的情況：長度是15厘米，寬度是13厘米；橋面要求：①橋面平整堅固；②橋面長13厘米以上，寬10厘米以上）。這一看似簡單的實踐活動，不單充分激發了學生這一課程資源，引導師生的情感快速進入狀態，最為重要的是，暴露了教師和學生的認知結構和思維層次，讓我對學生的科學前概念、思維能力、設計制作能力、合作能力等有了一個比較清晰的認識。

（1）橋面想要堅固，下面應該放置橫梁，這一生活中的科學，雖然在日常生活中經常看到，但學生制作紙橋面時沒有幾組同學用到，有的學生是就剪下多余的紙做成了一個橋面，有的同學雖然做了橫梁，但太短了，兩頭不能和橋墩接觸，起不到什么作用。

（2）符合要求的橋面，制作方法有很多，但實際操作過程中，很多學生東張西望，遲遲不能動手。

（3）有幾個小組只有一個同學在制作，另外一個同學在玩其他的實驗器材。

通過用紙制作一個橋面這一與學生的日常生活密切相關且學生研究、制作非常感興趣的實踐活動來先做后學、邊做邊學、再做再學貫穿整節課，我個人覺得不單能了解、暴露學生的科學前概念、思維能力、設計制作能力（第一次制作橋面時），而且更主要的是有利于教師調頻，從而達到教師、學生和教學內容三者之間和詣共振（進行橫梁抗彎曲能力的研究，發現橫梁的抗彎曲能力與寬度、厚度等因素有關；增加橫梁的厚度比增加橫梁的寬度效果更好，最后再次制作橋面等教學環節）。

三、完形頓悟

1.什么是“完形頓悟”

完形—頓悟說是德國的格式塔心理學派提出的一種學習理論，代表人物是韋特海墨、考夫卡和苛勒。其基本內容是：

（1）學習是通過頓悟過程實現的。

（2）學習的實質是在主體內部構造完成。

（3）刺激與反應之間的聯系不是直接的，而需以意識為中介。

在“先做后學·同頻共振·完形頓悟”這一教學話題里，“完形頓悟”還具有感悟、漸悟、恍然大悟等意思。

2.為什么要“完形頓悟”

完形頓悟說作為最早的一個認知學習理論，雖然沒有形成完整的系統，但它肯定了主體的能動作用，強調心理具有一種組織的功能，把學習視為個體主動構造完形的過程，強調觀察、頓悟和理解等認知功能在學習中的重要作用。

這里借用“完形頓悟”并不是完全照搬“完形—頓悟”說，只是為了突出以下三個方面。

（1）完形頓悟說是認知學習理論，認知結構具有建構的性質。認知結構理論認為存在于人頭腦中的認知結構始終處于變動與建構之中， 學習過程就是認知結構不斷變化和重組的過程， 其中， 環境和學習者的個體特征是決定性因素。現代認知心理學家奈瑟認為， 認知過程是建構性質的， 認知結構就是在外在刺激和學習者個體特征相結合的情況下進行具有漸進性的自我建構的過程。

（2）完形頓悟說是認知學習理論，研究發現， 良好的認知結構對學習有五個功能：建構與理解功能， 整合與遷移功能， 搜索與預測功能， 推論與補充功能， 指導與策劃功能。 認知結構既是知識貯存的形式， 又通過加工同化新知識來處理新課題。

（3）完形頓悟說是認知學習理論，認知結構理論把學生作為研究的中心。 學生是決定學習了什么的直接因素， 教材、教法、環境、社會影響等外部條件固然重要， 但都是間接因素。 對學生的研究以認知結構的研究為起點， 不僅研究學生的認知過程、認知策略、認知條件等， 還研究認知活動開展的支持系統如情感、意志等。這種研究使得對學生的重視不再停留在思想或經驗的水平， 而是深入到科學行動的階段， 它為有效發揮學生的主體性提供了科學的依據和實用的操作方法。

最后，在“先做后學·同頻共振·完形頓悟”這一教學話題里，“完形頓悟”是最后一個環節，是先做后學、同頻共振的目的。

3.課堂教學中的“完形頓悟”

苛勒（W.Khler）是格式塔心理學派頓悟說學習原理的主要創立者，他指出，學習結果（解決問題）受制于整個學習情境和學習者在各部分之間所發現的關系，學習就是依托此關系重建知覺場的過程；這一過程的關鍵是頓悟，即在學習者意識中突然出現一個包含著能達到預期的整個錯綜復雜的手段在內的新“格式塔”；學習者需要一個完全開放的情境，否則只能不斷嘗試錯誤的行為，教育者必須使學習者在引起頓悟之前看到問題的各個部分之間的關系。

例如，還是《抵抗彎曲》這一課，為創設一個完全開放的學習情景和讓學生發現各個活動之間的關系，整節課我設計了這些關鍵性的問題。

（1）（教師出示橋墩）這是一座橋，沒有橋面，課前老師給了你們這么一張紙，（長度是15厘米，寬度是13厘米）請你們做這樣一個的橋面（①橋面平整堅固；②橋面長13厘米以上，寬10厘米以上），現在做好了嗎？

（2）下面我們來進行一場比賽，看看哪一組同學做的橋面最結實、最堅固。我們應該怎么比呢？

（3）同樣的紙，為什么做出來的橋面，抵抗彎曲的能力不一樣呢？

（4）這根橫著放的紙梁我們叫什么呢？生活中有沒有這種現象？

（5）橫梁這么重要，我們要不要來研究一下？

（6）橫梁的抗彎曲能力與什么因素有關呢？

（7）請同學們比較紙橫梁寬度實驗和紙橫梁厚度實驗，你們發現了什么？

（8）現在，老師再給了你們這么一張紙，（長度是15厘米，寬度是13厘米）請你們做這么一個的橋面（①橋面平整；②橋面長13厘米以上，寬10厘米以上）。做完以后，我們再來進行一次比賽好不好？

四、小結

從上面圖中和《抵抗彎曲》這一課的實例中，我們不難發現，“先做后學·同頻共振·完形頓悟”是一個大循環，課前我們可以先設計一個集成式的工程問題，然后師生先共做，進行實踐，讓師生的思維、認知、情感等先進入狀態，了解、暴露老師和學生就這一實踐活動中的固有頻率（包括列出自已能夠解決的問題和不能解決的問題），進行調頻。接著上課時，師生可以就課前的實踐活動進行討論，互動，讓師生的思維、認知和情感進入全方位的同頻共振，最后在同頻共振的基礎上師生或頓悟、感悟、恍然大悟，進入主動建構的狀態。

其次，我想還要說明的是，“先做后學·同頻共振·完形頓悟”還是一個小循環，比如說在“先做后學”這一環節，假如學生在做的過程中，他自己的固有頻率和集成式的工程問題的固有頻率本來就相差不大，自己邊做邊學，也可以“同頻共振”，最后“完形頓悟”，或者學生在做的過程中，和其他同學討論互動，也有可能“同頻共振”，最后“完形頓悟”了。

最后，我還想說，“先做后學·同頻共振·完形頓悟”也是對我近三十年從事小學科學教育的一個詮釋。剛工作時我不是教科學的（也就是當時的自然學科），當時對小學科學雖然不能說不喜歡，但肯定是沒有現在這么喜歡，不過因為學校領導的安排，也只能先做起來了，科學學科對我來說真的是先做后學，邊做邊學，做著學著，我和科學學科一次一次同頻共振了，一次次感悟了，在這樣一個求解（怎樣的科學學習道路是學生喜歡走的？）的過程中，我的心境得到了淬煉和升華，慢慢的我也就喜歡上了科學。

【參考文獻】

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【作者簡介】

張建國，男，1969年11月生，高級教師，本科學歷。現任昆山市教育局教育室教研員。

工作至今，先后榮獲江蘇省特級教師、江蘇省教育科研先進個人、蘇州市名教師、蘇州市優秀教育工作者、蘇州市小學自然學科帶頭人，蘇州市“雙十佳”、蘇州市教育科研先進個人；昆山市名教師、學術帶頭人、昆山市優秀專業技術拔尖人才等榮譽稱號。