段玉文

（上海市嘉定區(qū)第二中學，上海 201802）

所謂“結構”是事物內(nèi)部各要素的組合和結合方式，其核心是各要素間的邏輯關系.瑞士著名教育心理學家皮亞杰在《結構主義》一書中深刻地指出：“結構是一個整體、一個系統(tǒng)、一個幾何、一個心理整體.”課堂教學結構應是知識的邏輯結構、學生的認知結構、教學的時空結構等的集合，是一個綜合體.課堂教學結構不僅是規(guī)定時空中的教學活動的各個環(huán)節(jié)或步驟的具體排列，而且是教學目標、教學原則、教學內(nèi)容、教學方法等在課堂中的直接體現(xiàn).物理教學應當重視教學結構的設計，幫助學生從多個視角、多個維度、多個層次理解物理知識，不斷豐盈學生的知識表象，讓學生建構起知識內(nèi)外的多重關聯(lián)，從而促進學生知識結構、認識結構和認知結構的不斷完善和發(fā)展.

1 教學內(nèi)容呈現(xiàn)符合知識內(nèi)在的邏輯結構

教學內(nèi)容呈現(xiàn)符合知識內(nèi)在的邏輯結構，實質(zhì)就是在頭腦中明確知識間的邏輯關系（上位關系、下位關系、并列關系、結合關系），將知識按其邏輯關系組合起來，構筑成一定的知識體系.知識內(nèi)在的邏輯結構反映了各知識點之間的關系，客觀上為我們的教學順序安排提供了依據(jù).明確清晰的知識內(nèi)在的邏輯結構不僅可使知識體系完整、系統(tǒng)，使知識點之間的層次關系更為直觀，而且也能較容易地鑒別出重難點的內(nèi)容，為確定教學策略、安排教學活動打下良好的基礎.

物理知識是結構性的，物理知識在教材中的存在樣態(tài)也是結構性的.當然，物理知識的結構性與物理知識在教材中的結構性存在樣態(tài)不是完全匹配的.由于物理教材是教師進行物理教學的直接載體，因而對物理知識的結構性解讀就落實在對物理教材的結構性解讀上.解讀教材結構，要基于學生立場，讀懂教材的編寫意圖、內(nèi)涵、旨趣，讀懂教材中的知識的形成過程、知識的產(chǎn)生方式，讀懂教材中知識彼此之間的關聯(lián).

解讀教材結構一般分為3個層面，首先是教材中最為直觀的物理知識結構，其次是教材中的物理方法結構，再次是教材中的物理思想結構.對物理教材中的知識結構解讀分為兩個維度：其一是縱向的知識結構解讀維度，主要解讀知識的內(nèi)在發(fā)展脈絡、知識的前世今生；其二是橫向的知識結構解讀維度，主要解讀物理知識之間的內(nèi)在關聯(lián).

以“2019年人教版《物理》必修一第3章相互作用——力”為例.

教材編排順序是：1.重力與彈力，2.摩擦力，3.牛頓第三定律，4.力的合成和分解，5.共點力的平衡.

基于單元視角的結構是：“力的概念”“幾種常見的性質(zhì)的力”“關系”“特性”“應用”.

其縱向結構特征是：“觀念中認識力”——“實例中認識力”——“關系中認識力”——“規(guī)律中認識力”——“操作中認識力”.

其橫向結構特征是：力的認識是力的平衡綜合應用的教學基礎，同時也是學生后續(xù)學習牛頓運動定律、功和功率等的基礎.牛頓第三定律在人教版新教材被提前放在“相互作用——力”這一章里，有利于學生系統(tǒng)全面地認識力，形成完整的知識內(nèi)在邏輯結構.

解讀教材中的知識結構，可以立足于學生視角這樣思考：知識是怎樣產(chǎn)生的？本知識點與之前、之后的知識點有怎樣的關聯(lián)，發(fā)揮著怎樣的作用？怎樣去設計有結構的教學？……

2 教學情境創(chuàng)設契合學生已有的認知結構

教科書上的知識內(nèi)容是對現(xiàn)實生活的抽象和提煉，設計教學情境則是要還原知識的背景，恢復其原來的生動性、豐富性，為學習者提供完整真實的問題背景.這樣的背景有助于學習者產(chǎn)生學習的需要，有助于促進學習共同體中成員間的合作學習，有助于驅(qū)動學習者進行自主學習，從而達到主動建構知識意義的目的.

教學情境創(chuàng)設契合學生已有的認知結構，一是構建學習任務與學生經(jīng)驗產(chǎn)生有意義的聯(lián)系，二是促進知識、技能和經(jīng)驗之間產(chǎn)生連接，從而促進學生有效地尋求、識別、評價和使用信息.情境是主題的“背景”事件，通過這種“背景”事件，學生能更好地理解活動主題的含義，引發(fā)學生的認知沖突，激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生的學習積極性.設計教學情境，使相關的內(nèi)容顯示出不同尋?；蛄钊梭@奇的現(xiàn)象，情境要與所要學習的科學概念或原理緊密相聯(lián)，形成激發(fā)學生思考的問題，為學生開展進一步的探究作好鋪墊.

例如，在“力的合成”課堂教學中設計如下情境.

黑板上有一個物體用一只彈簧秤豎直懸掛，另一個物體（與前一物體等重）用兩只彈簧秤互成角度懸掛（兩物體已用不透明硬紙板遮?。?根據(jù)彈簧秤的示數(shù)，你能猜測這兩個物體誰重嗎？另一個物體的重等于兩只彈簧秤示數(shù)之和嗎？

這節(jié)課教學關鍵之一是：力的合成“代數(shù)和”的運算在部分學生頭腦中已成定勢，如何突破？等效思想怎樣建立？等效替代怎樣表現(xiàn)？

教學中突破這一個關鍵的方法是：從“猜測物體誰重”情境入手，形成思維沖突，突破學生力的合成“代數(shù)和”運算的思維定勢.結合“曹沖稱象”的故事等，激起興趣，感悟等效思想；通過提水桶等實例，觀看flash動畫，提出“共點力”、“合力和分力”、“力的合成”的概念.從而明確了教學任務，化解了教學疑難.

教學情境創(chuàng)設的功效在于情境的轉(zhuǎn)化，立足于學生已有的認知結構可以這樣思考，是否能把情境中的一段經(jīng)歷轉(zhuǎn)化為一個物理探究過程？是否能把情境的故事情節(jié)轉(zhuǎn)化為某種物理現(xiàn)象？是否能把描述情境的文字轉(zhuǎn)化為物理表述？是否能把情境中需要完成的工作轉(zhuǎn)化為相應的物理問題？能不能把問題中的實際情境轉(zhuǎn)化為解決問題的物理情境，建立相應的物理模型，這是應用物理觀念思考問題、應用物理知識分析解決問題的關鍵.在物理教學中，要讓學生獲得在實際情境中解決物理問題的大量經(jīng)驗，形成把情境與知識相關聯(lián)的意識.

3 教學事件設計貼合教學系統(tǒng)的時空結構

物理教學過程是由一系列按時間順序發(fā)生的教學活動構成的.教學藝術的一個重要表現(xiàn)，在于把一項復雜的教學任務轉(zhuǎn)化為一些分立的、并按某種順序排列的教學階段，其中的每一個階段都有具體的教學任務，它們有不同的類型，屬于不同的層次，要求不同的教學方式或條件.完成每一項教學任務的教學活動是教學過程中的一個階段，每一個教學階段都包含一些相互鏈接的程序或步驟.把完成一項具體的教學任務的教學活動作為一個教學階段，每個教學階段有其開端和結尾，運用合適的教學方法，經(jīng)歷一定的時間，達到預期的教學效果，這就構成了一個教學事件.教學事件包含一些教學活動，教學步驟的組織和安排是為了達成預期的教學效果.

加涅在《教學設計原理》中稱教學可以看成是經(jīng)過有意識安排的、旨在支持內(nèi)部學習過程的一套外部事件.我們把支持內(nèi)部學習過程的一套外部事件稱之為教學事件.物理教學事件就是在物理教學中，經(jīng)過物理教師有意識安排的，旨在支持學生內(nèi)部學習過程，促進學習任務完成的每一個教學步驟.教學事件是教學過程中承載教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學目標，落實教學思想的具體單元.對教學事件而言，教學環(huán)節(jié)是教學事件的過程性要素，教學資源是教學事件的內(nèi)容要素，教學行為就是教學事件的外在表現(xiàn).

教學事件設計貼合教學系統(tǒng)的時空結構，是能夠吸引學生參與，調(diào)動學生積極性的任務，是符合課程標準的要求，能夠合理地融入其中的知識與技能的任務.通過它，可以發(fā)展學生的高階思維，使每個學生都能感受到自己的成就.構建活動任務時，應充分考慮如下幾個方面.

（1）在教學目標分析的基礎之上提出一系列的問題，這些問題可分為主問題和多層次的子問題.

（2）學習任務要涵蓋教學目標所定義的知識，盡量復雜一些，不能過于簡單.

（3）設計學習任務要符合學習者的特征，不能超越學習者的知識能力太多.

（4）問題的設計適當開放一些.不要期望學生一定就能給出完美的答案，而重在鼓勵學生參與.

例如“萬有引力定律”，從教學系統(tǒng)的時空結構視角設計的教學事件，體現(xiàn)以下特點.

（1）以情境激發(fā)情感，教學“溫度”好.從“萬戶飛天”“翟志剛太空出艙”到“站在巨人的肩上”，借著萬有引力定律探尋之路，給學生面前打開一扇窗口，借此引發(fā)學生探索宇宙奧秘的興趣，吸引學生的注意力，激發(fā)學生學習的興趣，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題.緊接著讓學生根據(jù)自己的體驗展開猜想，互相交流，并與科學家的猜想作對比，增強他們的信心.再對牛頓的猜想進行分析，并將此猜想進一步大膽推廣，認為宇宙間任何兩個物體之間都存在引力，發(fā)揮學生的想象力，注重對學生進行情感教育.

（2）以問題啟發(fā)思維，教學“密度”高.從“第谷天文觀測資料”“開普勒三大定律”到“牛頓的理論推導及月地檢驗”，以物理學史為主線，讓學生以科學家的角度分析、思考問題.讓學生的思維經(jīng)歷萬有引力“發(fā)現(xiàn)”的過程，認識到科學規(guī)律的得出需要大膽的設想和推廣，體味了科學的本質(zhì).

（3）在討論中提升認識，教學“深度”大.從“宇宙觀”“微小量放大思想”“物理模型”到“猜想、推理、驗證”，介紹海王星的發(fā)現(xiàn)過程，應用萬有引力定律分析解決有關問題，讓學生在體驗中領悟科學的真諦，培養(yǎng)學生科學研究方法和科學探究意識.

教學事件設計的重點應放在引導學生參與學習過程上，對學生在獲取知識、方法的過程中可能出現(xiàn)的問題、困難要有充分的估計和對策.課堂教學要保證學生有充分的活動時間和空間，設計哪些學生活動？哪些地方由學生動手體驗？哪些地方讓學生討論？用怎樣的方式能吸引學生更主動地參與和思考？這些都要給予充分的考慮并落實.

綜上所述，在教學結構整體設計上，教學內(nèi)容、教學情境和教學事件三者是彼此關聯(lián)、相互融合、相互促進的.教學內(nèi)容的分析是為了將結構化的內(nèi)容融入活動情境中，使得結構化的內(nèi)容猶如“鋼架”支撐起房屋一樣，支撐起學習活動.同時，學習內(nèi)容結構的分析也是為了安排適合學生學習的活動任務，創(chuàng)設有趣的活動情境.而脫離學習情境的內(nèi)容結構猶如失去營養(yǎng)的種子，很難發(fā)芽、開花和結果.教學事件是教學設計的基本單元，是在分析教學內(nèi)容，創(chuàng)設教學情境的前提下，把課程所提供的知識內(nèi)容和結構，轉(zhuǎn)化為另一種按時間順序排列的學習過程結構，以使學生成功地從一個階段進入下一個階段，最后完成預期的教學任務.如果把每一個階段作為一個教學事件，依據(jù)知識的邏輯結構、學生的認知結構、教學的時空結構，精心設計，形成教學方案，就可以達到物理課堂教學設計最優(yōu)化的目的.