王長(zhǎng)江 胡衛(wèi)平
(1.延安大學(xué)物理與電子信息學(xué)院,陜西 延安 716000;2.陜西師范大學(xué)教師專(zhuān)業(yè)能力發(fā)展中心,陜西 西安 710062)
國(guó)內(nèi)外的教育者和政策制定者都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到培養(yǎng)具有創(chuàng)新素質(zhì)的學(xué)習(xí)者對(duì)于未來(lái)社會(huì)發(fā)展的重要性.但是,如何在課堂教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),確是擺在教育者和一線(xiàn)教師面前一個(gè)棘手的難題.本文以“思維型”課堂的基本原理為理論基礎(chǔ),嘗試將“思維型”課堂的基本原理融入到學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的過(guò)程中,引發(fā)學(xué)生積極的、主動(dòng)的思考,進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的發(fā)展.
在教學(xué)中我們注意到,有不少學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)中其思維處于“不思考狀態(tài)”,有些班級(jí)出現(xiàn)“集體不思考狀態(tài)”,甚至有些學(xué)生已經(jīng)習(xí)慣了課堂上的“不思考”狀態(tài),經(jīng)常性的表現(xiàn)為:教師提問(wèn),低頭不語(yǔ);課堂練習(xí),照抄書(shū)本;小組討論,人云亦云.課堂上產(chǎn)生這種“學(xué)而不思”現(xiàn)狀,有學(xué)生個(gè)性方面的因素,比如膽小、愛(ài)面子等,更為重要的是教師低效的教學(xué)方法產(chǎn)生的后果.
毫無(wú)疑問(wèn),如果學(xué)習(xí)者的思維處于滯留狀態(tài),教師的講授全然白費(fèi),知識(shí)理解、創(chuàng)造性思維、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等創(chuàng)新素質(zhì)的形成,都依賴(lài)于思維經(jīng)常性地處于“活動(dòng)狀態(tài)”.蘇霍姆林斯基曾反復(fù)強(qiáng)調(diào):“讓學(xué)生生活在思考的世界里——這才是應(yīng)當(dāng)在學(xué)生面前展示的生活中最美好的事物!也應(yīng)當(dāng)向教師指明這個(gè)方向”.[1]
教學(xué)實(shí)踐表明,營(yíng)造充滿(mǎn)思考的課堂,僅憑教師的某些教學(xué)技巧是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的.那么,有沒(méi)有一種教學(xué)框架,在這樣的框架下,學(xué)生都能積極地、主動(dòng)地思考?
我們對(duì)國(guó)內(nèi)外有重要影響的教學(xué)論述進(jìn)行了梳理后發(fā)現(xiàn),這些有重要影響的教學(xué)論述具有如下“共同特征”:所論述的教學(xué)過(guò)程,無(wú)論是明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、感知學(xué)習(xí)材料、理解所學(xué)知識(shí)、掌握學(xué)科方法、遷移運(yùn)用知識(shí)、反思學(xué)習(xí)過(guò)程,還是提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)等,其核心都是思維活動(dòng).對(duì)于教師教的活動(dòng)來(lái)講,明確教學(xué)目標(biāo)、了解學(xué)生基礎(chǔ)、進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境、組織教學(xué)活動(dòng)、反思教學(xué)過(guò)程等,核心也是思維活動(dòng).這些教學(xué)理論都將促進(jìn)學(xué)生積極思維、發(fā)展思維能力、培養(yǎng)思維習(xí)慣作為課堂教學(xué)的核心.
正是在考察國(guó)內(nèi)外教學(xué)理論的“共同特征”的基礎(chǔ)上,以皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論、建構(gòu)主義教學(xué)理論、學(xué)習(xí)科學(xué)的最新成果以及林崇德的思維結(jié)構(gòu)“三棱”模型為支撐,并在總結(jié)20多年的教學(xué)實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上,林崇德、胡衛(wèi)平提出了“思維型”課堂教學(xué)理論.可以說(shuō),“思維型”課堂教學(xué)理論吸收了國(guó)內(nèi)外有重要影響的教學(xué)理論的“最新成果”,它反映了現(xiàn)代教學(xué)理論最新探索.
“思維型”課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)以誘發(fā)思維動(dòng)機(jī)為特征的教學(xué)導(dǎo)入、以引發(fā)思維動(dòng)力為特征的教學(xué)過(guò)程、以思維監(jiān)控為特征的教學(xué)反思和以抽象概括為特征的應(yīng)用遷移.“思維型”課堂教學(xué)的基本原理如下.[2]
(1)認(rèn)知沖突.
認(rèn)知沖突(cognitive conflict)指認(rèn)知發(fā)展過(guò)程中原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)情境不相符時(shí)在心理上所產(chǎn)生的矛盾或沖突.在課堂教學(xué)中,教師要根據(jù)課堂教學(xué)目標(biāo),抓住教學(xué)重點(diǎn),聯(lián)系已有經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)一些能夠使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突的“兩難情境”或者看似與現(xiàn)實(shí)生活和已有經(jīng)驗(yàn)相矛盾的情境,以此使學(xué)生心理產(chǎn)生強(qiáng)烈的震顫,啟發(fā)學(xué)生積極的、主動(dòng)的思維,從而進(jìn)行質(zhì)疑問(wèn)難、預(yù)判猜測(cè)、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行探究,主動(dòng)完成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建過(guò)程.
(2)自主建構(gòu).
學(xué)習(xí)是學(xué)生的積極主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程;知識(shí)的接納是個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的合理化;對(duì)學(xué)生來(lái)講,已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)是進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基礎(chǔ).課堂教學(xué)中應(yīng)使學(xué)生處于積極的思維狀態(tài),促進(jìn)學(xué)生思維結(jié)構(gòu)的完善,教師可以通過(guò)列舉典型事例,喚起學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)、運(yùn)用觀察與實(shí)驗(yàn)來(lái)展示科學(xué)現(xiàn)象、事物發(fā)生和變化的過(guò)程,教師可以聯(lián)系學(xué)生已學(xué)知識(shí)進(jìn)行教學(xué).“思維型”課堂教學(xué)中,3種互動(dòng)的關(guān)系是:情感互動(dòng)是基礎(chǔ),行為互動(dòng)是表現(xiàn),思維互動(dòng)是核心.課堂教學(xué)中如果在師生互動(dòng)、生生互動(dòng)中會(huì)引發(fā)彼此的思維互動(dòng),此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)師生注意力高度集中,大腦皮層高度興奮,思維高度活躍且時(shí)間持續(xù),有人稱(chēng)之為思維流.[3]在思維流發(fā)生的過(guò)程中,師生表現(xiàn)為精神振奮、心情愉悅、感受性強(qiáng)、自覺(jué)性高、記憶清晰、反應(yīng)敏捷、聯(lián)想豐富,時(shí)間在不知不覺(jué)中過(guò)去,學(xué)習(xí)的效率達(dá)到平時(shí)的最高水平.
(3)應(yīng)用遷移.
學(xué)習(xí)的目的在于將習(xí)得知識(shí)、能力遷移到新的問(wèn)題情境中.遷移是與學(xué)習(xí)活動(dòng)中的概括密切相關(guān)的,產(chǎn)生遷移的重要條件是學(xué)習(xí)者能在新舊問(wèn)題情境中概括出共同的要素.學(xué)生遲遲進(jìn)入不了思考狀態(tài),一個(gè)主要因素在于沒(méi)有概括出新舊情境的共同要素.顯然,學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的概括水平越高,就越能揭示以前沒(méi)有認(rèn)識(shí)的同類(lèi)問(wèn)題的本質(zhì),就越容易將新的問(wèn)題情境同化、吸納進(jìn)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu),真正的思維也就越容易發(fā)生.
(4)思維監(jiān)控.
學(xué)習(xí)者必須對(duì)自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行思維監(jiān)控、自我檢查,以診斷和判斷自己在學(xué)習(xí)中所追求的是否符合自己設(shè)置的目標(biāo).在每一次課堂活動(dòng)將近結(jié)束時(shí),教師都要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)活動(dòng)對(duì)象、活動(dòng)過(guò)程、活動(dòng)思維方式進(jìn)行反思.通過(guò)反思,“把經(jīng)驗(yàn)含糊的、可疑的、矛盾的、某種失調(diào)的情境轉(zhuǎn)化為清楚的、有條理的、安定的以及和諧的情境”,[4]讓學(xué)生把活動(dòng)過(guò)程中的思維方法領(lǐng)悟上升到一定高度,形成自己的認(rèn)知策略,從而更容易在新的問(wèn)題情境中進(jìn)入積極的思考狀態(tài).
在“思維型”課堂中,物理概念教學(xué)的步驟有哪些呢?
第1階段:引入概念.概念教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié)是為什么要探索這個(gè)概念?教學(xué)要求是喚醒學(xué)生的科學(xué)前概念;聯(lián)系已有知識(shí),創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突,引發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).
例如,在初二物理“密度”一節(jié)的教學(xué)中,為什么要探索“密度”這個(gè)概念?以往教師在教學(xué)中,往往忽略這個(gè)問(wèn)題,而直接從探索“物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系”開(kāi)始,展開(kāi)教學(xué).要在每次概念教學(xué)的開(kāi)始,就使學(xué)生養(yǎng)成刨根究底的思維傾向.
第2階段:形成概念.這一階段是概念教學(xué)的核心,教學(xué)要求是盡量多地讓學(xué)生主動(dòng)探究,在經(jīng)歷、參與、融入中,引發(fā)思考,建立概念(亦即強(qiáng)調(diào)認(rèn)知建構(gòu));盡量多地讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行充分交流、深入研討(亦即強(qiáng)調(diào)社會(huì)建構(gòu)).
其教學(xué)環(huán)節(jié)主要有兩個(gè):其一,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷豐富的感知活動(dòng),進(jìn)而獲得豐富的感性認(rèn)識(shí);其二,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)材料進(jìn)行思維加工,進(jìn)而掌握正確的思維方法.這是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng),不僅需要運(yùn)用抽象思維,而且要依賴(lài)于形象思維和直覺(jué)思維,依賴(lài)于各種思維方法的綜合運(yùn)用.
在概念的形成階段,教師應(yīng)通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)、生活事例等巧妙地設(shè)置認(rèn)知沖突,引發(fā)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與現(xiàn)實(shí)情境的矛盾或沖突;教學(xué)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程,教師應(yīng)通過(guò)典型示例來(lái)喚醒學(xué)生的已有知識(shí),建構(gòu)新的知識(shí).另外,在教學(xué)中,教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,進(jìn)行聯(lián)想、想象,盡可能從多個(gè)角度提出問(wèn)題、猜想、方案,留心方案實(shí)施中的意外情況,利用已有的知識(shí)進(jìn)行推理,核查、確定可探究的、合理的假設(shè),評(píng)估實(shí)施方案,最后運(yùn)用比較、分類(lèi)、概括、分析綜合等技能進(jìn)行探究、得出結(jié)論.
第3階段:運(yùn)用概念.教學(xué)要求是精心設(shè)計(jì)能夠用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)解決的、富含生活情境的物理問(wèn)題.
在引導(dǎo)學(xué)生明確物理概念的內(nèi)涵、外延的基礎(chǔ)上,在新的問(wèn)題情境中,運(yùn)用概念解決問(wèn)題,深化、活化對(duì)物理概念的理解,進(jìn)而形成物理概念的結(jié)構(gòu).思維的發(fā)展是在掌握和運(yùn)用知識(shí)、技能的過(guò)程中完成的,穩(wěn)定的思維結(jié)構(gòu)只有在多次運(yùn)用概念解決問(wèn)題的過(guò)程中才能形成.例如,在“聲音是什么”這節(jié)課中,可以設(shè)計(jì)這樣一個(gè)問(wèn)題:請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量聲音在空氣中的傳播速度的實(shí)驗(yàn)方案.這個(gè)問(wèn)題涵蓋了對(duì)聲源的選擇、聲音傳播的介質(zhì)、時(shí)間的測(cè)量等問(wèn)題,既可以鞏固本節(jié)所學(xué)知識(shí),還可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)的深入理解.
第4階段:反思小結(jié).教學(xué)要求是設(shè)計(jì)啟發(fā)式“自我提問(wèn)清單”,培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力.
在上述3個(gè)階段結(jié)束后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)反思整個(gè)概念的學(xué)習(xí)過(guò)程,為以后概念的學(xué)習(xí)積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn).圖1是“思維型”課堂中概念教學(xué)過(guò)程的流程圖.
圖1 “思維型”課堂中概念教學(xué)流程
為了在物理概念教學(xué)中引發(fā)學(xué)生積極思考、主動(dòng)探究,進(jìn)而提升學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì),同時(shí)考慮到中學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念的認(rèn)知過(guò)程和思維障礙,在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)物理概念過(guò)程中,針對(duì)不同的概念教學(xué)階段,我們提出相應(yīng)的教學(xué)策略.
要使學(xué)生投入到概念學(xué)習(xí)中,教師在教學(xué)中應(yīng)想方設(shè)法激發(fā)學(xué)生思維動(dòng)機(jī),這是“思維型”課堂教學(xué)在教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié)最重要的要求.如何才能激發(fā)學(xué)生的思維動(dòng)機(jī)呢?
(1)診斷知識(shí)基礎(chǔ).
學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)是概念學(xué)習(xí)的出發(fā)點(diǎn).越來(lái)越多的物理研究者認(rèn)為,有效的物理教學(xué)是基于前概念基礎(chǔ)上的,要轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤的前概念,首先要知道學(xué)生存在哪些前概念.美國(guó)著名教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇伯爾:“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一句原理的話(huà),那么,我將一言以蔽之:影響學(xué)習(xí)的唯一最重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道什么,要探明這一點(diǎn),并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué).”學(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)科學(xué)概念之前,頭腦中對(duì)將要學(xué)習(xí)的概念已有了認(rèn)識(shí),教師要在教學(xué)準(zhǔn)備階段善于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的前概念,尤其是錯(cuò)誤的前概念,以此作為引發(fā)思維動(dòng)機(jī)的前提.
診斷的方法有課堂提問(wèn)、個(gè)別訪談、問(wèn)卷測(cè)試或?qū)⑵浣Y(jié)合起來(lái)等.例如,為了了解學(xué)生對(duì)力學(xué)概念的認(rèn)識(shí)情況,可以選用信度較高的力學(xué)問(wèn)卷或自行編織力學(xué)問(wèn)卷,對(duì)全班學(xué)生進(jìn)行測(cè)試;在測(cè)試的基礎(chǔ)上,再進(jìn)行個(gè)別訪談,深入了解個(gè)別學(xué)生頭腦存有的前科學(xué)概念,尤其是錯(cuò)誤的前科學(xué)概念.在課堂上使用精心設(shè)計(jì)的問(wèn)題,進(jìn)行不斷追問(wèn),也是了解學(xué)生存有的前科學(xué)概念的簡(jiǎn)便、有效的方法.
(2)運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn).
實(shí)驗(yàn)是獲得感性認(rèn)識(shí)的重要途徑.通常情況下,教師的演示實(shí)驗(yàn)有3種效果:第1種是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不顯著,教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生已經(jīng)猜到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果.因此,學(xué)生對(duì)教師的實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)動(dòng)于“心”.第2種是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常顯著,盡管學(xué)生猜到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但是,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象仍然留下了較深的印象.第3種是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常顯著,學(xué)生預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)際發(fā)生現(xiàn)象不一致,學(xué)生陷入了積極的思考中,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象留下了深刻的印象.
在“思維型”教學(xué)中,教師運(yùn)用演示實(shí)驗(yàn)的要求,就是應(yīng)該想法設(shè)法引發(fā)學(xué)生的好奇心、求知欲,使學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)、操作實(shí)驗(yàn)時(shí),大腦發(fā)生“驚奇”,心理產(chǎn)生“震顫”,“心”動(dòng)后更想“手動(dòng)”,從而引發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).
例如,在進(jìn)行“光的折射”教學(xué)時(shí),用如下3種方法演示實(shí)驗(yàn).
方法1:把筷子放入盛水的碗中,觀察筷子形狀的變化.
方法2:用激光筆照射盛水的碗,觀察光線(xiàn)的變化.
方法3:在空碗中放入一枚硬幣,向碗中慢慢倒水,觀察碗底看到了什么.
對(duì)于方法1,學(xué)生可以根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),知道放入碗中的筷子會(huì)發(fā)生彎折現(xiàn)象,學(xué)生預(yù)先已經(jīng)猜到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,只是他們不會(huì)解釋其中的道理,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并沒(méi)有很好地調(diào)動(dòng)起來(lái).對(duì)于方法2,一些學(xué)生猜到實(shí)驗(yàn)結(jié)果,一些學(xué)生猜不到,實(shí)驗(yàn)會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是個(gè)很好的演示實(shí)驗(yàn).對(duì)于方法3,學(xué)生預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(什么也看不到)與實(shí)際發(fā)生現(xiàn)象不一致(隨著水的倒入,看到了硬幣),營(yíng)造了強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,學(xué)生陷入了積極的思考中,對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象留下了深刻的印象.
(3)引發(fā)期待效應(yīng).
通過(guò)意義闡述,來(lái)引發(fā)學(xué)生的期待效應(yīng),從而引發(fā)思維動(dòng)機(jī),也是一種可取的方法.這是因?yàn)閷W(xué)習(xí)并非都充滿(mǎn)了娛樂(lè)性、趣味性,學(xué)習(xí)活動(dòng)需要長(zhǎng)久的專(zhuān)注和意志的能力;上學(xué)是強(qiáng)制性的,課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)活動(dòng)選擇的依據(jù)是國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn),而不是學(xué)生自由的選擇;國(guó)內(nèi)班級(jí)中人數(shù)多數(shù)在20人以上,教師無(wú)法一一滿(mǎn)足學(xué)生的需要.學(xué)習(xí)對(duì)于有些學(xué)生來(lái)說(shuō)是枯燥的;高競(jìng)爭(zhēng)性的學(xué)校環(huán)境,使得學(xué)生傾向于關(guān)注成功滿(mǎn)足的外部需求,而不是內(nèi)在的學(xué)習(xí)意愿傾向.
進(jìn)行意義闡述,促使學(xué)生對(duì)新的情境進(jìn)行價(jià)值判斷,從而引發(fā)思維動(dòng)機(jī).根據(jù)馬扎諾的學(xué)習(xí)行為模式,當(dāng)學(xué)習(xí)者遇到新的任務(wù)時(shí),自我系統(tǒng)先起作用,進(jìn)行明智的價(jià)值判斷,如果學(xué)習(xí)者認(rèn)為該任務(wù)很重要,就會(huì)決定積極行動(dòng),反之,就會(huì)產(chǎn)生消極影響.教師在教學(xué)中,尤其是在高年級(jí)的教學(xué)中,應(yīng)該充分闡述教學(xué)活動(dòng)的積極意義,使學(xué)生樂(lè)于接受活動(dòng),那么,學(xué)生的思維動(dòng)機(jī)就會(huì)調(diào)動(dòng)起來(lái).
在概念形成階段,“思維型”課堂教學(xué)的要求是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主建構(gòu)(包括認(rèn)知建構(gòu)和社會(huì)建構(gòu))等方式建立概念.
概念的形成離不開(kāi)思維加工.思維是人腦對(duì)客觀事物間接的、概括的反映,它的基本特點(diǎn)是概括,即思維反映的是一類(lèi)事物的共同特征、本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律性.它之所以能揭示事物的本質(zhì)屬性和內(nèi)在規(guī)律性,主要來(lái)自抽象和概括的過(guò)程.抽象過(guò)程,就是在思想上區(qū)別某種事物的本質(zhì)屬性或特征和非本質(zhì)屬性或特征,從而舍去后者并抽取出前者;概括過(guò)程,則是在思想上將某種事物的本質(zhì)屬性或特征,推廣到同類(lèi)事物中去.因此,學(xué)生只有在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)分析、綜合、抽象、概括等心理過(guò)程,才能形成物理概念.
在“思維型”課堂教學(xué)中,教師不僅重視在知識(shí)獲得過(guò)程中學(xué)生的分析綜合、歸納概括等思維方法的引導(dǎo),還十分重視學(xué)生思維加工的內(nèi)在動(dòng)力的激發(fā).在“思維型”概念教學(xué)的形成階段,教師除了應(yīng)巧妙、精心地設(shè)置認(rèn)知沖突外,還應(yīng)該開(kāi)啟好如下活動(dòng).
(1)精心準(zhǔn)備、組織學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).
物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué),幾乎所有的概念習(xí)得都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究.教師應(yīng)該準(zhǔn)備充足的實(shí)驗(yàn)器材,引導(dǎo)學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程.學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,自己會(huì)建構(gòu)意義,產(chǎn)生新的想法.正是教師設(shè)計(jì)的這些“實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)”,加速學(xué)生學(xué)習(xí)中的比較、分類(lèi)、抽象等思維加工的效率.
(2)精心準(zhǔn)備、組織學(xué)生的交流研討活動(dòng).
交流研討的力量在于語(yǔ)言和思維的相互作用.它使孩子在學(xué)習(xí)中從疑難達(dá)到用他們的語(yǔ)言有條理地解釋現(xiàn)象的“彼岸”.因此,充分的交流研討“成了從經(jīng)歷中探求意義、尋求結(jié)構(gòu)的探索,推動(dòng)學(xué)習(xí)者沿著概念箭頭前進(jìn)”.[6]概念習(xí)得是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng),教師應(yīng)營(yíng)造寬松的教學(xué)氣氛,開(kāi)展充分交流,引發(fā)師生之間、生生之間良性的行為互動(dòng)、情感互動(dòng),尤其是思維互動(dòng).
概念形成階段,基本上是圍繞著兩個(gè)基本問(wèn)題展開(kāi)的.
基本問(wèn)題1:如何探索這個(gè)概念?
圍繞著基本問(wèn)題1,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生在設(shè)計(jì)研究方案的過(guò)程中,會(huì)提出問(wèn)題,進(jìn)行想象、假設(shè).例如,學(xué)生在學(xué)習(xí)“密度”時(shí),學(xué)生已經(jīng)有了這樣的感性認(rèn)識(shí):質(zhì)量大的物體,它的體積也大;質(zhì)量小的物體,它的體積也小.那么,物質(zhì)的質(zhì)量與體積究竟有怎樣的關(guān)系?教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生會(huì)做出種種假設(shè):質(zhì)量與體積成正比;質(zhì)量與體積的平方成正比等等.當(dāng)其他學(xué)生有不同意見(jiàn)時(shí),教師要及時(shí)抓住時(shí)機(jī),讓學(xué)生進(jìn)行充分交流,培養(yǎng)學(xué)生共情傾聽(tīng)、互助思考、管理沖動(dòng)的思維傾向.接著,教師會(huì)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)研究方案,其中涉及到創(chuàng)造性想象、設(shè)計(jì)等思維技能.
基本問(wèn)題2:這個(gè)概念的建立經(jīng)歷了怎樣的過(guò)程?
圍繞著基本問(wèn)題2,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生要經(jīng)歷概念的建立過(guò)程,會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作、比較、分類(lèi)、概括等.涉及的思維傾向包括概括、力求準(zhǔn)確、理性分析.
總之,新的物理概念的建立,是從物理事實(shí)到物理本質(zhì)的巨大跨越,需要各種認(rèn)知過(guò)程的參與(包括形象的和直覺(jué)的、抽象的思維技能).如何在物理概念的構(gòu)建過(guò)程中,驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極思考?這就需要教師創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突情境,引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索,同時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生充分的、積極的交流,進(jìn)行深入研討,亦即通過(guò)認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)的種種策略,引發(fā)學(xué)生積極的思考狀態(tài).當(dāng)比較、分類(lèi)、概括、解釋等認(rèn)知過(guò)程都處于一種積極的思考狀態(tài)驅(qū)使下,概念習(xí)得會(huì)更有效.
在理解運(yùn)用階段,“思維型”課堂教學(xué)要求是精心設(shè)計(jì)能夠用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)解決的、富含生活情境的物理問(wèn)題,并運(yùn)用習(xí)得的物理概念、思維能力解決新的問(wèn)題.
當(dāng)初步建立概念后,需要進(jìn)一步深入理解概念的內(nèi)涵和理清概念的外延,同時(shí)學(xué)會(huì)使用概念.物理概念的內(nèi)涵是指物理概念所反映的對(duì)象、現(xiàn)象、過(guò)程所特有的本質(zhì)屬性.例如力的內(nèi)涵是指“一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用”;物理概念的外延是指具有物理概念所反映的本質(zhì)屬性的全體對(duì)象.例如重力、彈力、摩擦力、萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力等都屬于力這一概念的外延.在物理教學(xué)中,要使學(xué)生明確物理概念的內(nèi)涵,了解物理概念的外延,引導(dǎo)學(xué)生搞清概念間的聯(lián)系及關(guān)系,這是掌握物理概念的根本之一.在理解運(yùn)用階段,涉及到的認(rèn)知過(guò)程包括比較、分析、類(lèi)比、執(zhí)行或?qū)嵤┑?;涉及的思維傾向包括理性分析、勇于質(zhì)疑、堅(jiān)持不懈.
理解運(yùn)用階段,大體上是圍繞著兩個(gè)基本問(wèn)題展開(kāi)的.
基本問(wèn)題1:如何理解這個(gè)概念?
明確概念的定義、內(nèi)涵和外延.在對(duì)感性材料進(jìn)行思維加工的基礎(chǔ)上,給概念下一個(gè)明確的定義,這是把有關(guān)概念用語(yǔ)言精確地加以表述的過(guò)程.理解和掌握物理概念,首先要重視物理概念的定義內(nèi)容.定義既可以幫助我們理解概念的本質(zhì),又能易于記憶所研究的問(wèn)題.其次要理解物理概念的內(nèi)涵和外延、概念的真正含義.
例如,在密度概念初步建立后,可以提出如下問(wèn)題:質(zhì)量為2.7g的鋁,切去一半,剩下的一半其密度是多少?將這個(gè)鋁塊從北京帶到重慶,它的密度是多少?
基本問(wèn)題2:如何在新的問(wèn)題情境中運(yùn)用這個(gè)概念?
課堂教學(xué)時(shí)間很寶貴,教師應(yīng)該精心設(shè)計(jì)應(yīng)用本節(jié)知識(shí)可以解決的問(wèn)題.在“思維型”課堂中,我們對(duì)第3個(gè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題設(shè)計(jì)的要求是:(1)問(wèn)題可以運(yùn)用本節(jié)知識(shí)解決;(2)問(wèn)題需要多種認(rèn)知過(guò)程參與;(3)問(wèn)題情境能激發(fā)起學(xué)生探究的興趣.
例如學(xué)完“力”的概念后,可以設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題:明明犯錯(cuò)誤了,爸爸用棒子打了他的屁股,明明疼的嗷嗷叫,棒子也打斷了,可見(jiàn),力的作用是相互的;邁克·泰森是世界著名的拳擊手,他曾經(jīng)多次KO對(duì)手,請(qǐng)用本節(jié)知識(shí)解釋?zhuān)簽槭裁此躃O對(duì)手,而自己不會(huì)受傷?
首先,這個(gè)問(wèn)題容易激發(fā)學(xué)生探究的興趣;其次,如果要順利解決這個(gè)問(wèn)題,除了要知道拳擊運(yùn)動(dòng)中一些常識(shí),還需要深入理解下列知識(shí):力是物體對(duì)物體的作用;物體間力的作用是相互的;力的作用效果在于改變物體的形狀或改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).最后,要解決這個(gè)問(wèn)題,需要提取、比較、推理等多種認(rèn)知過(guò)程的參與.
運(yùn)用是形成概念的重要環(huán)節(jié).當(dāng)學(xué)生初步形成概念后,必須及時(shí)運(yùn)用概念解決實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)運(yùn)用、鞏固、深化和活化概念,同時(shí)能夠掌握運(yùn)用概念解決問(wèn)題的方法,提高能力.注意在應(yīng)用時(shí),問(wèn)題要有典型性、靈活性、啟發(fā)性和針對(duì)性.
在反思小結(jié)階段,“思維型”課堂教學(xué)要求是對(duì)概念學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行思維監(jiān)控、自我檢查,以診斷和判斷在學(xué)習(xí)中所追求的是否符合自己設(shè)置的目標(biāo).在這個(gè)階段,主要圍繞著下面的基本問(wèn)題展開(kāi)教學(xué)活動(dòng):在探究概念過(guò)程中,我們究竟是如何思考的?
在上述3個(gè)階段結(jié)束后,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)反思整個(gè)概念的學(xué)習(xí)過(guò)程,為以后概念的學(xué)習(xí)積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn).教師不僅要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)概念建構(gòu)歷程進(jìn)行梳理,更重要的是對(duì)概念建構(gòu)歷程進(jìn)行概括.只有概括力更強(qiáng)、抽象度更高的核心概念才有可能在新的情境中進(jìn)行遷移.
教師要引導(dǎo)學(xué)生梳理總結(jié)本節(jié)課中所學(xué)到思維策略.思維策略在學(xué)科教學(xué)中的作用極為重要.現(xiàn)在更多的學(xué)者支持在學(xué)校教育中教授思維的策略,“我們應(yīng)該教會(huì)學(xué)生如何思考,而不是教他們思考的內(nèi)容”.拜爾指出,思維策略是指為將要達(dá)到的目標(biāo)或?yàn)樗季S的成果所擬定的全盤(pán)計(jì)劃,比如做決定、解決問(wèn)題和形成概念等.
為了有效培養(yǎng)學(xué)生的思維監(jiān)控能力,我們建議教師在每節(jié)課的“反思小結(jié)”階段都采用波利亞的“啟發(fā)式自我提問(wèn)清單”,讓學(xué)生在策略訓(xùn)練之后的一段時(shí)間里反復(fù)運(yùn)用這個(gè)自我提問(wèn)單來(lái)加強(qiáng)思維監(jiān)控.
“啟發(fā)式自我提問(wèn)清單”可以通過(guò)教學(xué)生學(xué)會(huì)自我提問(wèn)來(lái)提高他們思維的自我監(jiān)控能力.對(duì)自己提問(wèn)題,反而能夠啟發(fā)自己的思路,主要有以下步驟.
(1)表征問(wèn)題.解決問(wèn)題的首要任務(wù)是表征問(wèn)題.為了促進(jìn)對(duì)概念相關(guān)問(wèn)題的理解,學(xué)生可以向自己提出如下問(wèn)題:已知條件是什么?物理過(guò)程是怎樣的?你能畫(huà)出物理圖景嗎?
(2)制定方案.這個(gè)步驟要形成一個(gè)問(wèn)題解決方案.關(guān)于方案的問(wèn)題包括:過(guò)去見(jiàn)過(guò)這個(gè)問(wèn)題嗎?實(shí)驗(yàn)探究還是理論探究?如果是實(shí)驗(yàn)探究,需要哪些實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)步驟該如何設(shè)計(jì)?如果是理論探究,應(yīng)該用哪種理論模型?
(3)執(zhí)行方案.這個(gè)步驟在于審查執(zhí)行解決方案,核查每一解決步驟.可以設(shè)計(jì)如下:這一步是合理的嗎?有根據(jù)嗎?
(4)總結(jié)回顧.可以設(shè)計(jì)如下問(wèn)題:你檢驗(yàn)結(jié)果的正確性了嗎?你能把這個(gè)結(jié)論或方法用于解決其他問(wèn)題嗎?
1 瓦·阿·蘇霍姆林斯基著.杜殿坤編譯.給教師的建議[M].北京:教育科學(xué)出版社,1984:215.
2 林崇德,胡衛(wèi)平.思維型課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào) (社會(huì)科學(xué)版),2010(1):29-36.
3 姜正川.思維流與教學(xué).教育科學(xué)[J],1994(3):17-19.
4 約翰·杜威著.姜文閔譯.我們?cè)鯓铀季S·經(jīng)驗(yàn)與教育[M].北京:人民教育出版社,2005:88.
5 蘭本達(dá)等著,陳德璋等譯.小學(xué)科學(xué)“探究-研討”教學(xué)法[M].北京:人民教育出版社,2008:142.