李俊永 王長江 陳亮

摘? ?要：“導·學·講·練·悟”教學模式是以學生學習為中心，以突出學生主體性地位為內(nèi)涵，以發(fā)展能力為旨歸，體現(xiàn)“學”為特點、“講”為特色、“練”為特征、“悟”為特質的高效教學模式。文章著眼于導、學、講、練、悟，以“機械能守恒定律”教學為例，探討了該教學模式下的物理規(guī)律教學研究范式，進一步探索圍繞教學五環(huán)節(jié)的教學范式研究之路，為物理教學理論提供實踐支撐，以期豐富物理教學研究方式，開拓新的研究路徑。

關鍵詞：“導·學·講·練·悟”教學模式;規(guī)律教學;機械能守恒定律

通過對“思維型”課堂教學理論的深入研究，我們認識到“思維型”課堂教學理論提出的四個教學環(huán)節(jié)雖然能夠對具體教學實踐起到指導作用，但是在操作層面往往會出現(xiàn)教學環(huán)節(jié)不完整，這既是理論問題又是實踐問題。有鑒于此，從“思維型”課堂教學的基本原理出發(fā)并以此為重要理論根基，為使該理論具有更強的教學指導意義，我們提出了“導·學·講·練·悟”教學模式，希望該模式能夠成為溝通理論與實踐的橋梁。以現(xiàn)行人教版物理必修2“機械能守恒定律”教學為例，對此加以闡釋。

1? ? “導·學·講·練·悟”課堂教學模式概述

“思維型”課堂教學理論認為，課堂教學中師生活動的核心是“思維活動”，通過引發(fā)學生積極思考、主動探究來加速認知過程。它強調以誘發(fā)思維動機為特征的教學導入，以引發(fā)思維動力為特征的教學過程，以進行思維監(jiān)控為特征的教學反思，以達到靈活思考為目的的應用遷移。其核心部分為認知沖突、自主建構、應用遷移、思維監(jiān)控四塊[1]。

“導·學·講·練·悟”課堂教學模式發(fā)源于該理論。其基本內(nèi)涵是在教師的導引下調動學生的多感官，圍繞學科基本知識主動、自發(fā)地進行自主學習，基于學習困惑積極、能動地進行小組合作學習，為發(fā)展學科能力、提升學科核心素養(yǎng)進行探究學習，最終實現(xiàn)導學目標。我們認為，在教學過程中，應顯化并強調以誘發(fā)思維動機為特征的學本位式的“導”的環(huán)節(jié)，以引發(fā)思維動力為特征的自主建構式的“學”的環(huán)節(jié)，以觸發(fā)思維廣角為特征的“講”的環(huán)節(jié)，以達到靈活思考為目的應用遷移式的“練”的環(huán)節(jié)，以進行思維監(jiān)控為特征的學反思式的“悟”的環(huán)節(jié)，以體現(xiàn)“學”為特點、“講”為特色、“練”為特征、“悟”為特質。

2? ? “機械能守恒定律”的教材分析

現(xiàn)行人教版物理必修2“機械能守恒定律”是繼重力勢能、動能、動能定理之后的一節(jié)內(nèi)容，其后是關于能量守恒定律的介紹。本節(jié)課首先通過演示實驗“小球能擺多高”引入，以“物體自由落體或沿光滑斜面滑下……由于慣性在空中豎直上升或沿光滑斜面上升”的說白構造情境，以“小孩松手后橡皮筋收縮，彈簧對模型飛機做功”插圖為輔助，說明動能與勢能的相互轉化，并直接指出機械能的三種表現(xiàn)形式，以“物體沿光滑斜面滑下”“滑雪者沿斜面下滑時……只有重力做功”兩幅插圖為展現(xiàn)場景，結合動能定理、重力做功與重力勢能變化的關系推導了機械能守恒定律，最后通過單擺運動闡釋該定律的應用[2]。

如何做好這節(jié)課的教學，有3點值得思考：1.教材中該定律的描述有一個很重要的前提——忽略空氣阻力、接觸面光滑，從科學探究的角度講，規(guī)律的學習應當從實際現(xiàn)象出發(fā)，那么教材“告訴式”（在理想化條件之下）的編排方式對學生思維能力提升究竟有多大幫助？2.科學方法未能體現(xiàn)，未能突出重力、彈力在機械能轉化過程中的對等地位，未能讓僅有彈力做功下的機械能守恒規(guī)律和僅有重力做功下的情形發(fā)生有機的聯(lián)系。3.未把彈力做功下的機械能守恒與重力做功下的情形作比對，科學視域狹窄。

3? ? “導·學·講·練·悟”教學模式下的物理規(guī)律教學

3.1? ? 規(guī)律教學中“導”的研究

“導”的功能包括導向——揭示教學內(nèi)容，導標——明細課堂任務，指導——學習方法提示，引導——避免盲目蠻干，定位——吸引學生注意?！皩А绷⒆阌趯W生思維的發(fā)展，直接指向學習的核心，教師要為“導”注入源源不斷的個性化的思想，力圖體現(xiàn)以誘發(fā)思維動機為特征的學本位式的“導”的內(nèi)涵。

通過教材解讀本節(jié)有4項任務：1.知道何為機械能及動能與勢能可以相互轉化;2.理解機械能守恒定律成立的條件;3.經(jīng)過情境分析與理論推導初步形成守恒思想，掌握規(guī)律的應用;4.通過能量守恒的教學樹立科學觀點，解決實際問題。教師需要讓學生明白學習方法是什么。本節(jié)中，需要讓學生從動能定理入手，緊扣機械能的概念，通過觀察、分析，研究僅有重力做功下的機械能守恒與僅有彈力做功下的情形，建構較完備的知識結構。

開課前應當給學生展示導學目標及學習路徑，以便學生做到心里有數(shù)。教學伊始，教師需要向學生呈現(xiàn)豐富的生活素材，如從高處飛落的瀑布產(chǎn)生巨大的能量，彈弓將石子拋出去，撐桿跳運動員越過橫桿，秋千來回擺動等，以此充實認知表象。

“導”的策略：提出問題——引入新課。

問題1：觀察、分析瀑布下落的過程中重力做功情況及動能和重力勢能如何轉化？

問題2：觀察、分析彈弓拋石子的過程中彈力做功情況及動能和彈性勢能如何轉化？

問題3：分析撐桿跳運動員從助跑到越過橫桿全程都有哪些能量相互轉化？

借此總結出動能與勢能（重力勢能或彈性勢能）可以相互轉化以及機械能的概念。

設計說明：該教學片段補充、優(yōu)化了教材內(nèi)容，豐富了機械能轉化類別，避免了教材中能量轉化的單向研究。在多個情境中選取了3個鏡頭，觀察、分析在有重力或者彈力做功時機械能相互轉化的定性規(guī)律：（1）重力做正功，重力勢能轉化為動能;（2）彈力做正功，彈性勢能轉化為動能;（3）動能轉化為彈性勢能和重力勢能，彈性勢能轉化為動能和重力勢能。這樣的設計，為科學、系統(tǒng)地學習機械能守恒定律做好了認知準備。

3.2? ? 規(guī)律教學中“學”的研究

以引發(fā)思維動力為特征的自主建構式的“學”的環(huán)節(jié)是該部分的全部內(nèi)涵，包括認知建構和社會建構。認知建構強調，學習是學習者積極主動建構的過程，知識是學習者經(jīng)驗的合理化;社會建構則強調師生互動、生生互動，應關注行為互動、情感互動。就課堂學習形態(tài)而言，表現(xiàn)為自學、互學、樂學等。因此，自主學習和互動學習是“學”的環(huán)節(jié)的關鍵構成。

在教材分析環(huán)節(jié)，我們已經(jīng)提到教材始終讓學生在理想化的條件之下分析問題，這不利于學生思維向縱深發(fā)展。那么，如何既能解決教材編寫給教學帶來的不足，又能高效地加速學生的認知發(fā)展。在此，我們因“導”誘“學”，立足現(xiàn)實物理情境，自主建構物理規(guī)律。

1.“學”的策略：因“導”誘“學”——規(guī)律建構。

如圖1所示的演示實驗——小球撞鼻子，細繩一端懸掛在鐵架臺上，另一端懸掛質量較大的小金屬球。將細繩拉直并與豎直方向成較大角度且緊靠一名學生的鼻子（未畫出）。由靜止釋放小球，當小球再次擺回來時，觀察該學生的回縮反應動作。作為教師應引導學生分析該過程動能與重力勢能轉化的方向，并思考“回縮反應”是否有必要。

（1）因“導”誘“學”——定性分析1。

認知建構的關鍵問題：

問題1：在擺動過程中小球受到了哪些力？各力分別做何種類型的功？

問題2：“回縮反應”是否有必要？最關鍵的原因是什么？機械能怎么變化？

問題3：若將小球換成乒乓球，兩者的機械能又將如何變化？哪個變化得更快一些？原因何在？

（2）因“導”誘“學”——定性分析2。

圖2中水平放置的小金屬球拴在一輕質彈簧上，中軸線上為一細絲，兩端分別固定，O點位于平衡位置，先把小球拉離平衡位置到C點。

問題4：在運動過程中小球受到了哪些力？各力分別做何種類型的功？

問題5：能否回到C點？最關鍵的原因是什么？機械能怎么變化？

問題6：若將小球換成乒乓球，兩者的機械能又將如何變化？哪個變化得更快一些？原因何在？

設計說明：兩組實驗演示情境圖為學生認真思考問題提供了依據(jù)，彌補了教材對彈力做功的蒼白表述，逐步為實現(xiàn)機械能守恒定律內(nèi)容的完備表述創(chuàng)造條件。兩種情況下，運動過程中的阻力做功都將使機械能減少，但是在將金屬小球換作乒乓球以后，對各自前后機械能變化快慢的分析，成為認知發(fā)展的重要節(jié)點。經(jīng)分析便可知道，各阻力做功與重力做功或彈簧彈力做功相比較很少時，機械能減少得就比較慢，反之就快。當認為阻力可以忽略不計，則機械能守恒。此處設計有兩個比較，同一演示實驗先后不同操作下現(xiàn)象分析的比較，不同保守力做功參與下的平行比較。這樣就順利得到機械能守恒的條件，構造了與教材完全不同的教學路徑。

2.“學”的策略：因“導”誘“學”——規(guī)律形成。

定性分析作為規(guī)律建構的先在思辨分析，需要理論推證增強分析結果的可信度。對兩組演示情境分別取乒乓球的運動，以空氣中擺動的乒乓球為例（如圖3）。

問題7：能對乒乓球寫出A—C過程動能定理的表達式嗎？

問題8：A—C過程中重力勢能的變化與重力做功關系的數(shù)學表達如何？

問題9：將你寫出的兩個式子綜合起來，你能得到什么樣的結果？請分析說明，并把該分析過程遷移到有彈簧彈力做功的情境中去。

問題10：請認真思考，除重力或者彈力以外的力不做功時，機械能將會怎樣？

設計說明：通過反面揭示物理過程找到了建立機械能守恒定律的路徑，體現(xiàn)了與教材截然不同的研究過程，同時也尋找到了機械能守恒的條件。這一連串的問題是學生自主學習的主要抓手，因此，為保證“學”的環(huán)節(jié)順暢進行，精心設置關鍵問題是該教學模式在備課環(huán)節(jié)需要關注的焦點之一。

3.3? ? 規(guī)律教學中“講”的研究

“學”與“講”是學生參與的重要外顯行為，對掌握學習和提升教學質量至關重要。愛德加·戴爾發(fā)現(xiàn)并提出學習金字塔理論，揭示了不同的教學方式給學生帶來的學習效果是不同的[3]。教學中應當發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生相互討論，并講出相關知識之間的來龍去脈;學生應當努力轉變被動學習方法，要由被動聽變?yōu)橹鲃訉W，要多種器官綜合使用[4]?！爸v”的環(huán)節(jié)既涉及認知建構也涉及社會建構——生生互動、師生互動，該模式更看重社會建構。語言作為思維表達的有效工具，具有梳理思維、順化思維、增強思維邏輯性與深刻性的功能。在認知建構的基礎上，以合作學習的形式進行社會建構，把“問題”講出來則學習效率將大大增強，以體現(xiàn)觸發(fā)思維廣角為特征的“講”。

“講”的策略：據(jù)“學”施“講”——問題解決。

如圖4所示，該環(huán)節(jié)學生將會圍繞認知建構環(huán)節(jié)中的問題相互交流討論，機械能守恒定律教學中，最應當理解和讓學生講出來的是該定律與動能定理之間的關系，該定律蘊藏了怎樣的物理學思想或方法，又體現(xiàn)了什么樣的物理觀念。

行課至此，有必要活化、深化學生對該定律的認識。為此，需要解決的問題有以下幾個：

問題1：加速度為g的物體機械能就守恒嗎？反之就不守恒嗎？

問題2：物體所受合外力為零，機械能就守恒嗎？

問題3：系統(tǒng)所受到的合外力不為零，但合外力不做功或做功為零，系統(tǒng)機械能就守恒嗎？

問題4：若系統(tǒng)無動能與勢能的轉化，能認為機械能守恒嗎？

設計說明：在該階段突出“講”的功能，需要以“學”為鋪墊，否則“講”將會變成無本之木，無源之水。上述4個問題將會有力地幫助學生建構關于機械能守恒定律的正確認知圖式，思維的張角因此變大。

3.4? ? 規(guī)律教學中“練”的研究

在完成基本知識學習之后，掌握科學方法，形成和發(fā)展物理能力的教學任務亟需完成。能力形成最重要的特征就是能夠在不同的情境中抓住問題本質，學會方法的遷移應用，并能夠利用所學原理解釋新現(xiàn)象、新問題。該部分力圖體現(xiàn)為達到靈活思考為目的的應用遷移。

“練”的策略：析“變”抓“恒”——應用遷移。

從教材的例題出發(fā)（圖3），把一個小球用細線懸掛起來，擺長為l，最大偏角為θ。如果阻力可以忽略，小球擺動到最低位置時的速度是多大？訓練內(nèi)容主要有：

問題1：分別選取懸點、最低點、釋放點所在平面為零勢能平面，列式計算會得到什么結論？

問題2：試利用機械能守恒定律的變式ΔEk=-ΔEP進行計算，有何心得？

在此基礎上，可以進一步思考變式。

變式1，求解小球到達最低點輕繩的拉力;變式2，設細線的懸點距離地面高為h，當小球擺到最低位置時，擺線被拉斷，求小球落地時的水平位移和速度大小;變式3，在懸點的正下方釘一個釘子D，小球從最大偏角為θ處擺下，則釘子到懸點的距離為多少時，小球恰好通過釘子的正上方。如此等等，不斷變化條件改編教材習題，可以得到更多的變式。

設計說明：通過在變中求不變的不間斷訓練，有利于重新審視所學知識，增強知識的運用能力，一題多解，多解歸一，一題多變，都是較好的研究策略。本環(huán)節(jié)中的3個變式，極大地拓展了學生的認知視野，為培育思維靈活性創(chuàng)造了新路子。

3.5? ? 規(guī)律教學中“悟”的研究

“悟”的環(huán)節(jié)需要通過“啟發(fā)式自問清單”撬動學生的思維，全程“反視”自己的學習歷程。所謂“啟發(fā)式自問清單”是指以自我發(fā)問的形式調動個人元認知的監(jiān)控功能，所以教師對啟發(fā)式問題的設置要巧妙構思，在實施過程中保持安靜讓學生思考整個過程，有可能的話讓學生寫出他們對本節(jié)課的認識，評價自己的學習過程。

借助圖5所示的圖譜，讓思維的思悟活動更為清晰。

知識思悟清單：

問題1：什么是機械能？有哪幾種類型，它們之間有何種聯(lián)系？

問題2：機械能守恒定律的內(nèi)容是什么？守恒條件是什么，與動能定理有何聯(lián)系？

方法思悟清單：

問題3：你是經(jīng)歷了怎樣的科學研究歷程得到該定律的，都用到了哪些科學研究方法？

問題4：這些科學研究方法的有用性體現(xiàn)在哪里？請舉例說明。

素養(yǎng)思悟清單：

問題5：你認為機械能守恒定律體現(xiàn)了什么樣的科學觀念？

問題6：通過機械能守恒定律的學習你如何認識其他科學定律、定理。

設計說明：“悟”不是簡單的回憶鞏固，思悟的目的在于要讓學生感覺和體會到知識、方法的實在感，進而觸動思維，升華物理原理。切勿讓教師對規(guī)律的總結代替了學生自我的深度思考，把學生的感悟異化為教師對學生的“趕悟”。

4? ? 規(guī)律教學研究總結

“導·學·講·練·悟”課堂教學模式讓“思維型”課堂教學理論在“學為中心”理念下變得更具操作性，導、學、講、練、悟五個環(huán)節(jié)都直接指向學生的學習思維。該教學框架的建構實現(xiàn)了學生由知識的被動接受者向積極的建構者、教師由知識的搬運者向設計者、課堂教學時空由一維向多維的重大轉變。

（1）該教學模式有清晰的操作流程：導—學—講—練—悟，五個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，步步為營，整體融合，教學暗線在于學生思維在知識邏輯與方法邏輯這兩條軌道上的變遷易位，思維、知識、方法共同構成了該模式的教學邏輯。

（2）該教學模式下的規(guī)律教學需要以對課的結構及其形態(tài)的深度研討為至關重要的前提，明晰物理規(guī)律教學的固有特征，以清晰的導學目標為切入點，準確把握學、講、練的要義，“反視”思維，最終直抵思悟的內(nèi)核，提升學生能力，發(fā)展科學思維。

（3）該教學模式下的規(guī)律教學應始終把尋找導、學、講、練、悟與思維的結合點作為重中之重，物理規(guī)律的形成都將基于這些結合點，進而由結合點轉變?yōu)樯L點。

參考文獻：

[1]林崇德，胡衛(wèi)平.思維型課堂教學的理論與實踐[J].北京師范大學學報（社會科學版），2010（1）：29-36.

[2]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.物理2必修[M].北京：人民教育出版社，2006：75-78.

[3]魏書生.教學方法漫談[M].桂林：漓江出版社，2005.

[4]于莉.運用學習金字塔理論構建高效數(shù)學課堂[J].語數(shù)外學習，2012（8）：32-33.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）