郎 和 孟菲菲

(西北師范大學(xué)教育學(xué)院 甘肅 蘭州 730070)

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基于思維型課堂教學(xué)理論的“物體的浮沉條件及應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)

郎 和 孟菲菲

(西北師范大學(xué)教育學(xué)院 甘肅 蘭州 730070)

本文以思維型課堂教學(xué)理論為依據(jù)，遵循思維互動(dòng)的核心思想，探討了以激發(fā)學(xué)生思維的積極主動(dòng)性、發(fā)揮思維的效能、提高課堂教學(xué)的效果為目的初中物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)程序，并將其應(yīng)用于人教版初中物理“物體的浮沉條件及應(yīng)用”的教學(xué)設(shè)計(jì)中．

思維型課堂 思維互動(dòng) 浮沉條件及應(yīng)用

培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是初中物理教學(xué)的一個(gè)重要方面，在初中物理教學(xué)中如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，很多教師都進(jìn)行了不同的探索．林崇德與胡衛(wèi)平教授指出思維是智力和能力的核心，思維活動(dòng)是課堂教學(xué)中師生的核心活動(dòng)，并以林崇德教授的“三棱結(jié)構(gòu)”思維模型為理論依據(jù)，二人提出了思維型課堂教學(xué)理論．經(jīng)過三十幾年的中小學(xué)教學(xué)實(shí)踐，證明該理論可以有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量．如何將該理論應(yīng)用到初中物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，提高課堂教學(xué)的效果呢？本文設(shè)計(jì)了基于該理論的教學(xué)程序，并應(yīng)用于“物體的浮沉條件及應(yīng)用”的教學(xué)．

1 思維型課堂教學(xué)理論

基于“三棱結(jié)構(gòu)”思維模型，思維型課堂教學(xué)理論包括4個(gè)基本原理：認(rèn)知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控和應(yīng)用遷移；依據(jù)“課堂教學(xué)中師生的核心活動(dòng)是思維”以及“思維結(jié)構(gòu)的構(gòu)成要素及其影響因素”[1]，該理論中提出7個(gè)課堂基本要求：明確課堂教學(xué)目標(biāo)、突出知識(shí)形成過程、聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、重視非智力因素培養(yǎng)、訓(xùn)練思維品質(zhì)以提高智力能力、創(chuàng)設(shè)良好教學(xué)情境、分層教學(xué)因材施教．同時(shí)，該理論還倡導(dǎo)師生的課堂互動(dòng)，強(qiáng)調(diào)了在教學(xué)活動(dòng)中“雙主體”的師生關(guān)系的重要性，突出了課堂教學(xué)中的核心是教師和學(xué)生積極思維．

2 基于思維型課堂教學(xué)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)程序

以4個(gè)基本原理為指導(dǎo)，以思維互動(dòng)為核心思想，在遵循7個(gè)基本要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)的教學(xué)程序如圖1所示．

圖1 基于思維型課堂教學(xué)理論的教學(xué)設(shè)計(jì)程序

“創(chuàng)設(shè)情境”基于“認(rèn)知沖突”原理提出，它遵循“明確課堂教學(xué)目標(biāo)”與“聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”的要求．即教師在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，聯(lián)系學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境．

“提出問題”、“整理問題”均基于“自主建構(gòu)”原理提出，二者都遵循“明確課堂教學(xué)目標(biāo)”的要求．即由學(xué)生自主提出問題，初步明確教學(xué)目標(biāo)后，教師謹(jǐn)記教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生整理問題，使學(xué)生進(jìn)一步明確教學(xué)目標(biāo)．

“探究解疑”基于“自主建構(gòu)”原理提出，它遵循“分層教學(xué)因材施教”與“訓(xùn)練思維品質(zhì)以提高智力能力”的要求．

“交流反思”基于“自主建構(gòu)”與“自我監(jiān)控”原理提出，它遵循“訓(xùn)練思維品質(zhì)以提高智力能力”的要求．

“遷移應(yīng)用”基于“自主建構(gòu)”與“應(yīng)用遷移”原理提出，它遵循“訓(xùn)練思維品質(zhì)以提高智力能力”的要求．

從“提出問題”到“遷移應(yīng)用”這5個(gè)教學(xué)程序沿著“為什么引出這一概念和規(guī)律，怎樣得出這個(gè)概念和規(guī)律，以及它的應(yīng)用”這樣的主線來設(shè)計(jì)，整個(gè)過程教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，體現(xiàn)了“突出知識(shí)形成過程”以及學(xué)生“聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”的要求．

“共建框架”是教師引導(dǎo)學(xué)生共同將本節(jié)課的內(nèi)容與已有相關(guān)知識(shí)建立知識(shí)框架，體現(xiàn)了學(xué)生“聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”的要求．

整個(gè)教學(xué)程序要求教師給學(xué)生營造一個(gè)平等的、生動(dòng)活潑的、相互接納的氛圍，只有這樣學(xué)生才能積極主動(dòng)地去思維、去建構(gòu)，非智力因素才能得以培養(yǎng)，即“良好教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)”與“重視非智力因素培養(yǎng)”是貫穿于整個(gè)程序的要求，并且“重視非智力因素培養(yǎng)”依賴于“良好教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)”．

3 “物體的浮沉條件及應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)內(nèi)容包括2個(gè)知識(shí)點(diǎn)：一是物體的浮沉條件，二是浮沉條件的應(yīng)用．該內(nèi)容是對(duì)浮力概念和阿基米德原理的進(jìn)一步學(xué)習(xí)，與前兩節(jié)內(nèi)容構(gòu)成完整的浮力知識(shí)體系，并與二力平衡、運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系等知識(shí)緊密聯(lián)系，是前面所學(xué)力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，因此需要較強(qiáng)的思維能力，同時(shí)也是一節(jié)能夠很好地訓(xùn)練學(xué)生思維能力的教學(xué)內(nèi)容．

3.1 創(chuàng)設(shè)情境

課前準(zhǔn)備：教師事先準(zhǔn)備一杯清水和3個(gè)乒乓球，其中乒乓球A不做處理，乒乓球B用注射器注入鹽水，乒乓球C注入清水．進(jìn)入教室前把3個(gè)乒乓球放入盒子里并用毛巾遮住，目的是讓學(xué)生以為課堂的3個(gè)演示中用的同一個(gè)乒乓球．

課堂演示1：教師首先拿出乒乓球B，讓學(xué)生猜想將它放入水中由靜止釋放(如課堂演示1圖所示)后會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為球會(huì)漂浮在水面上．然后教師進(jìn)行演示，實(shí)驗(yàn)顯示其沉到水底，從而引發(fā)學(xué)生的第一次認(rèn)知沖突．

課堂演示2：在學(xué)生驚嘆之際，教師假裝用遮乒乓球的毛巾擦球B，趁機(jī)將其換為球C，讓學(xué)生猜想：將球C放入水中(如課堂演示2圖所示)，會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？學(xué)生根據(jù)演示1的現(xiàn)象，可能有點(diǎn)不知所措，但教師依然要讓學(xué)生猜想后再進(jìn)行演示，實(shí)驗(yàn)顯示球C懸浮在水中，從而引發(fā)學(xué)生的第二次認(rèn)知沖突．

課堂演示3：教師再次假裝擦球C，趁機(jī)將其換為球A，同樣讓學(xué)生猜想：將球A放入水中(如課堂演示3圖所示)，會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？學(xué)生根據(jù)演示1和2的現(xiàn)象，已經(jīng)不敢猜想球會(huì)漂浮在水面上．隨后教師進(jìn)行演示，演示結(jié)果球A漂浮在水面上，從而引發(fā)學(xué)生的第三次認(rèn)知沖突，將課堂氣氛推向高潮．

圖2 課堂演示

說明:認(rèn)知沖突是促進(jìn)學(xué)生積極思維和主動(dòng)學(xué)習(xí)的動(dòng)力．因此，按照“明確課堂教學(xué)目標(biāo)”和“聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”這兩個(gè)要求，教師在明確教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，選取能夠把學(xué)生的思維聚焦到教學(xué)目標(biāo)上的實(shí)例，呈現(xiàn)出讓學(xué)生驚嘆、感覺“不可思議”的情境，增強(qiáng)參與欲望，激發(fā)解決“為什么”的動(dòng)機(jī)．

3.2 提出問題

由上述演示學(xué)生已經(jīng)產(chǎn)生疑問：為什么同一個(gè)乒乓球會(huì)出現(xiàn)一會(huì)兒下沉、一會(huì)兒飄在水面上、一會(huì)兒又靜止在水中？老師是如何使平時(shí)飄在水面上的乒乓球靜止在水中、沉到水底的？然后，教師引導(dǎo)學(xué)生：“通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，大家有什么疑問嗎？想要解決哪些問題呢？大膽地提出來，我們一起探討．”

說明：只要教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的恰當(dāng)，當(dāng)學(xué)生與原認(rèn)知發(fā)生沖突時(shí)，一般情況下學(xué)生的疑問會(huì)和教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系．這樣做的目的是讓學(xué)生感覺到自己在課堂上有充分的主動(dòng)權(quán)、發(fā)言權(quán)，并且初步意識(shí)到本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，體現(xiàn)了學(xué)生“明確課堂教學(xué)目標(biāo)”的要求，能更大程度上激發(fā)學(xué)生思維的積極性和主動(dòng)性．

3.3 整理問題

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生想要解決的問題可以歸納如下(歸納前，結(jié)合演示中乒乓球的不同狀態(tài)，給學(xué)生講清楚下沉、懸浮、上浮、漂浮等概念)：

(1)物體的浮沉條件是什么？

(2)如何使漂浮的物體下沉？

(3)如何使下沉的物體上?。?/p>

說明：教師結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，按照一定的邏輯體系，歸納概括學(xué)生提出的問題，意在使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)更加清晰、明確，體現(xiàn)了師生“明確課堂教學(xué)目標(biāo)”的要求．

3.4 探究解疑

首先,教師可以由表及里沿著這樣的思路引導(dǎo)學(xué)生：懸浮、下沉、上浮的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析→受力情況分析→浮力和重力的關(guān)系→液體和物體的密度關(guān)系，并呈現(xiàn)如表1所示板書．然后進(jìn)行學(xué)生實(shí)驗(yàn)：先將預(yù)先準(zhǔn)備好的雞蛋、橡皮泥、小空瓶等分別放入盛水的燒杯中，觀察并記錄它們的浮沉情況，再逐一改變它們的浮沉狀態(tài)．實(shí)驗(yàn)中教師要利用好橡皮泥，讓學(xué)生意識(shí)到并不是只要物體的密度比液體的大，物體就一定會(huì)下沉，同時(shí)也為后面分析輪船做準(zhǔn)備．最后讓學(xué)生總結(jié)如何改變物體的浮沉狀態(tài)，并引導(dǎo)學(xué)生揭秘課堂開始時(shí)的小魔術(shù)．

表1 板書

說明:本環(huán)節(jié)中，相關(guān)的概念、規(guī)律、定理等，都由學(xué)生探討后自己總結(jié)得出，然后教師再對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行指導(dǎo)、對(duì)知識(shí)的關(guān)鍵部分進(jìn)行強(qiáng)調(diào)．這樣使學(xué)生結(jié)合自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景，主動(dòng)地給物理知識(shí)賦予意義，同時(shí)營造了一個(gè)輕松愉悅的、探索物理的通道，學(xué)生不僅與經(jīng)典的、權(quán)威的、界定的知識(shí)有了更深層次的溝通，而且有利于增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理的信心、興趣，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)的思維，是“重視非智力因素培養(yǎng)”的要求．在這個(gè)過程中，學(xué)生表述不同的思路、共同參與知識(shí)的建構(gòu)，從不同的角度、不同的方面去思考問題，用不同的知識(shí)、不同的方法去解決問題，有利于培養(yǎng)思維的靈活性，這體現(xiàn)了“訓(xùn)練思維品質(zhì)”的要求．教師無論是對(duì)小組內(nèi)進(jìn)行指導(dǎo)還是請學(xué)生個(gè)體發(fā)言，針對(duì)不同層次的學(xué)生要用不同的方法，這體現(xiàn)了“分層教學(xué)因材施教”的要求．

3.5 交流反思

教師指導(dǎo)小組內(nèi)對(duì)以下3個(gè)問題進(jìn)行討論：

(1)對(duì)開始提出的問題還存在哪些疑惑？

(2)研究物體的浮沉條件時(shí)，探究的思路是怎樣的？

(3)對(duì)物體浮沉條件的實(shí)驗(yàn)探究還能怎樣設(shè)計(jì)？

然后以小組為單位發(fā)言，鼓勵(lì)其他小組補(bǔ)充或發(fā)表不同的見解．

說明：本環(huán)節(jié)是對(duì)學(xué)生經(jīng)過“探究解疑”而初步建構(gòu)起來的認(rèn)知的完善和鞏固，是知識(shí)建構(gòu)過程中的進(jìn)一步升華．在這個(gè)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)方法、思維方式等進(jìn)行反思和總結(jié)，進(jìn)而加深對(duì)知識(shí)和方法的理解，形成自己的認(rèn)知策略，完善自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)；學(xué)生把握事物的本質(zhì)和規(guī)律，開展系統(tǒng)的、全面的思維活動(dòng)，深入地、邏輯清晰地思考問題．因此，有利于培養(yǎng)思維的批判性和深刻性，提高思維的自我監(jiān)控能力，這體現(xiàn)了“訓(xùn)練思維品質(zhì)”的要求．

3.6 遷移應(yīng)用

教師請同學(xué)列舉生活中浮沉條件的運(yùn)用并指導(dǎo)分析其中蘊(yùn)含的浮力知識(shí),學(xué)生可能會(huì)想到潛水艇、輪船、熱氣球等生活中常見的．然后教師播放沉船事件的相關(guān)視頻，讓學(xué)生觀看后課后查閱“沉船打撈法”在我國古代和現(xiàn)今的運(yùn)用(如：懷丙打撈鐵牛、打撈中山艦、東方之星沉船事件)．

說明：思維的發(fā)展是在掌握和運(yùn)用知識(shí)的過程中逐步完成的，知識(shí)的應(yīng)用和遷移，是檢驗(yàn)知識(shí)掌握情況的主要標(biāo)志，也是加深理解的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生把握事物本質(zhì)去正確解決問題，體現(xiàn)了“訓(xùn)練思維品質(zhì)”的要求．本環(huán)節(jié)重點(diǎn)是讓學(xué)生分析潛水艇、輪船的浮沉原理，課后查閱古代和現(xiàn)今浮沉條件的運(yùn)用有助于學(xué)生加深知識(shí)理解的同時(shí)培養(yǎng)民族自豪感，體現(xiàn)了“重視非智力因素培養(yǎng)”的要求．

3.7 共建框架

教師引導(dǎo)學(xué)生，共同建構(gòu)本節(jié)知識(shí)的完整框架，如圖3所示.

圖3 物體的浮沉條件及應(yīng)用知識(shí)框架

說明：本環(huán)節(jié)教師引導(dǎo)學(xué)生共同將本節(jié)課的內(nèi)容與已有相關(guān)知識(shí)建立知識(shí)框架，體現(xiàn)了學(xué)生“聯(lián)系已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)”的要求，這樣不僅有助于學(xué)生對(duì)以往知識(shí)的鞏固，而且對(duì)知識(shí)間的內(nèi)在的聯(lián)系會(huì)有更深層次的理解．

4 小結(jié)

依據(jù)思維型課堂教學(xué)理論的基本原理和要求，設(shè)計(jì)了思維型課堂教學(xué)程序，并將其應(yīng)用于“物體的浮沉條件及應(yīng)用”教學(xué)中，從學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考的狀態(tài)，以及“遷移應(yīng)用”中的反饋，可以看出教學(xué)目標(biāo)得到了很好的落實(shí)，激發(fā)了學(xué)生的思維．

實(shí)踐表明該程序在初中物理的教學(xué)中具有可操作性，應(yīng)注意：“創(chuàng)設(shè)情境”是關(guān)鍵，它關(guān)系到能否把學(xué)生的思維聚焦到教學(xué)目標(biāo)上，情境的創(chuàng)設(shè)要緊扣教學(xué)目標(biāo)并能引起認(rèn)知沖突；“探究解疑”、“交流反思”是中心，是教師主導(dǎo)性、學(xué)生主體性充分發(fā)揮的主要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的最佳環(huán)節(jié)；“遷移應(yīng)用”、“共建框架”是升華，是學(xué)生加深理解的重要環(huán)節(jié)，需要教師關(guān)注生活、社會(huì)，恰當(dāng)引入、靈活應(yīng)用．

1 林崇德，胡衛(wèi)平.思維型課堂教學(xué)的理論與實(shí)踐.北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010(1):29～36

2 李慶安,吳國宏.聚焦思維結(jié)構(gòu)的智力理論——林崇德的智力理論述評(píng).心理科學(xué)，2006,29(1)：216～220

3 人民教育出版社,課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.義務(wù)教育教科書物理八年級(jí)下冊.北京：人民教育出版社, 2010

4 閆金鐸.義務(wù)教育教科書物理教師教學(xué)用書八年級(jí)下冊(第2版).北京：北京師范大學(xué)出版社,2014

2015-12-31)