李雪娟

摘要：學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的主體和教學(xué)最直接的受益者，在教師教學(xué)設(shè)計(jì)中占據(jù)著非常重要的位置。學(xué)生的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，無(wú)論是知識(shí)的增長(zhǎng)還是思維的變化。文章以“常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”為例，總結(jié)與反思學(xué)情分析在提高學(xué)生的科技素養(yǎng)上的重要作用。

關(guān)鍵詞：教學(xué)設(shè)計(jì)；學(xué)情分析；教學(xué)終點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2021）14-0099

教學(xué)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)始于課堂教學(xué)之前的活動(dòng)，也是每位老師都需要在課前做好的教學(xué)活動(dòng)，分析教材、分析學(xué)生進(jìn)而才能制定符合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容緊跟社會(huì)的發(fā)展而不斷有所更改，同樣學(xué)生情況也在社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步中不斷變化。[1]葉瀾教授指出，在教學(xué)過(guò)程中，教師不僅要把學(xué)生看成教學(xué)的對(duì)象、學(xué)習(xí)主體、還要把學(xué)生看成教學(xué)資源的重要構(gòu)成和生成者。沒(méi)有正確的學(xué)習(xí)分析，會(huì)導(dǎo)致課堂教學(xué)內(nèi)容流于表面，沒(méi)法突破教學(xué)重難點(diǎn)。

一、教材和學(xué)情分析

1.教材分析

文章案例選自蘇教版《技術(shù)與設(shè)計(jì)2》第一單元“結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”第一節(jié)“常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)”，具體內(nèi)容包括：無(wú)處不在的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)與力。第一部分通過(guò)展示生活中各式各樣的結(jié)構(gòu)圖片，如蜂巢、蜘蛛網(wǎng)、螳螂臂等以及對(duì)這些結(jié)構(gòu)分析，使學(xué)生了解結(jié)構(gòu)的一般含義，認(rèn)識(shí)到自然界中存在的結(jié)構(gòu)給了人們無(wú)限的創(chuàng)造靈感和啟示，人們將其應(yīng)用到生活各個(gè)領(lǐng)域，來(lái)更好地服務(wù)和發(fā)展人類(lèi)。第二部分選用虎門(mén)大橋抖動(dòng)和美國(guó)華盛頓州塔科馬海峽吊橋坍塌事件，來(lái)分析結(jié)構(gòu)與力之間的關(guān)系，也讓學(xué)生深刻體驗(yàn)到力與結(jié)構(gòu)之間的重要關(guān)系和設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。運(yùn)用生活中的一些實(shí)例加深學(xué)生對(duì)不同形狀結(jié)構(gòu)受力形式的理解，為強(qiáng)化學(xué)生的理解，在課堂中教師增加了學(xué)生活動(dòng)———通過(guò)簡(jiǎn)易模型的制作，來(lái)測(cè)試不同形狀的承重能力。

2.學(xué)情分析

教學(xué)對(duì)象為高一學(xué)生，學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)并不陌生，在學(xué)習(xí)和日常生活中他們已經(jīng)接觸了很多結(jié)構(gòu)，但學(xué)生對(duì)結(jié)構(gòu)的理解較為零散，模糊并不全面。通過(guò)列舉各式各樣的結(jié)構(gòu)，圖片展示以及對(duì)各種結(jié)構(gòu)的分析，讓學(xué)生了解[2]“結(jié)構(gòu)是指事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配和排列”，認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)與日常生活的重要性。

學(xué)生在數(shù)學(xué)上的幾何學(xué)部分和物理學(xué)中已經(jīng)接觸過(guò)結(jié)構(gòu)與力了，所以學(xué)生對(duì)本節(jié)課涉及的力學(xué)知識(shí)是有一定的理論基礎(chǔ)的。盡管學(xué)生對(duì)從物理學(xué)角度來(lái)分析力是有基礎(chǔ)的，但是物理學(xué)和工程學(xué)在研究力上是存在一定差別，物理更注重研究外力，把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，哪怕是地球，在分析它繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，仍把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)，而工程則關(guān)注一個(gè)物體內(nèi)部受力情況。本節(jié)課的難點(diǎn)也是通過(guò)案例分析強(qiáng)化學(xué)生從工程學(xué)的角度分析結(jié)構(gòu)的受力形式和分析結(jié)構(gòu)受損。

二、從教學(xué)設(shè)計(jì)到教學(xué)過(guò)程

1.無(wú)處不在的結(jié)構(gòu)

“無(wú)處不在的結(jié)構(gòu)”由“結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵”和“為什么要研究結(jié)構(gòu)”兩部分構(gòu)成，注重強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)是什么和為什么要研究結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。案例的選擇也比較貼近學(xué)生的生活和學(xué)習(xí)，如：蒼耳子與尼龍搭扣；鳥(niǎo)與飛機(jī)；鷹眼與導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)；鋸與螳螂臂或鋸齒草；魚(yú)與潛艇等。課堂教學(xué)中學(xué)生能理解結(jié)構(gòu)的內(nèi)涵，也能認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)在社會(huì)生活中的巨大作用。

2.結(jié)構(gòu)與力

“結(jié)構(gòu)與力”由“五種基本受力形式”和“不同形狀紙張的承重能力”兩部分構(gòu)成。通過(guò)兩起橋梁事件，引出從力學(xué)的角度分析結(jié)構(gòu)是指[2]可承受一定力的架構(gòu)形態(tài)，可以抵抗能引起形狀和大小改變的力。同時(shí)橋梁案例的引入也是為了讓學(xué)生明白設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性的重要性。通過(guò)自行車(chē)輪胎是由哪幾部分構(gòu)成的說(shuō)明實(shí)際生活中構(gòu)件的受力是很復(fù)雜的，根據(jù)構(gòu)件的受力和變形的形式，將構(gòu)件分為受拉力、受壓力、受剪切力、受扭轉(zhuǎn)力和受彎曲力五種受力形式。學(xué)生能理解五種基本受力形式，并能分析日常生活中結(jié)構(gòu)的構(gòu)建都受到哪些力的作用設(shè)計(jì)為教學(xué)重點(diǎn)。第一部分的學(xué)習(xí)是以學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)為主，筆者在學(xué)生們討論和分享時(shí)予以指導(dǎo)，學(xué)生任務(wù)為結(jié)合物理知識(shí)并完成對(duì)五種受力形式概念和舉例的探究學(xué)習(xí)，并在全班交流與分享學(xué)習(xí)成果。

在備課過(guò)程中為讓學(xué)生深刻的理解結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系，筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的邏輯性，設(shè)計(jì)了小組合作探究學(xué)習(xí)項(xiàng)目———使用A4紙疊成不同形狀，來(lái)測(cè)試不同形狀紙張的承重能力。考慮到教學(xué)時(shí)間筆者給出了要測(cè)試的形狀———三棱柱、四棱柱和圓柱體，要求學(xué)生用課本（技術(shù)與設(shè)計(jì)2和信息技術(shù)）作為承重物來(lái)測(cè)試三種形狀的結(jié)構(gòu)的承重能力。在教學(xué)過(guò)程中筆者要求學(xué)生根據(jù)所給的三種形狀，優(yōu)先選擇認(rèn)為承重能力比較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，之后再測(cè)試其它兩種結(jié)構(gòu)，在學(xué)生活動(dòng)過(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象：絕大部分學(xué)生首先選擇的結(jié)構(gòu)是三棱柱，只有少部分學(xué)生選擇圓柱和四棱柱。對(duì)于為什么選擇三角形，學(xué)生們給出的原因總結(jié)起來(lái)就是三角形具有穩(wěn)定性。對(duì)于學(xué)生的第一選擇這并不在筆者的教學(xué)設(shè)計(jì)之中，備課時(shí)預(yù)想的是學(xué)生更多的選擇應(yīng)該是四棱柱和圓柱這兩種結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谌粘Ｉ钪杏眠@兩種形狀作為承重的地方隨處可見(jiàn)，如房屋和家居構(gòu)造中的橫梁、大梁等。

筆者并沒(méi)有馬上指出學(xué)生的選擇，因?yàn)樵囼?yàn)是能打破學(xué)生知識(shí)的碎片化和零散化，將知識(shí)掌握和能力發(fā)展協(xié)調(diào)一致。在操作的過(guò)程中學(xué)生們才逐漸發(fā)現(xiàn)盡管三角形具有穩(wěn)定性，但強(qiáng)度卻不是最好的結(jié)構(gòu)。在這一次教學(xué)中，筆者也發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于基本概念的理解和運(yùn)用———結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度的理解是存有誤差的。[2]穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下維持其原有平衡狀態(tài)的能力；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是指具有的抵抗被外力破壞的能力。最終的試驗(yàn)結(jié)果是圓柱的承重能力比其它兩個(gè)形狀要相對(duì)強(qiáng)一些。

3.試驗(yàn)總結(jié)與改進(jìn)

設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)筆者把學(xué)生使用的紙張材料控制好，但在試驗(yàn)設(shè)計(jì)上還是存在不足：（1）使用課本作為承重物，但沒(méi)有用稱(chēng)重器來(lái)對(duì)承重物稱(chēng)重，使得試驗(yàn)結(jié)果缺少科學(xué)的規(guī)范性，同時(shí)也導(dǎo)致學(xué)生們只能組內(nèi)比較，沒(méi)法擴(kuò)展到組外比較；（2）A4紙是豎著疊還是橫著疊（豎著比橫著的重心高，易倒），學(xué)生的不同疊法也使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)法全班比較，這也是筆者沒(méi)有在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)考慮到的試驗(yàn)變量問(wèn)題。試驗(yàn)設(shè)計(jì)存在的這些問(wèn)題也就導(dǎo)致學(xué)生在做試驗(yàn)的過(guò)程中過(guò)于注重體驗(yàn)結(jié)構(gòu)的承重能力而缺少了探究不同結(jié)構(gòu)的承重能力，試驗(yàn)可以繼續(xù)改進(jìn)從注重體驗(yàn)變?yōu)楦⒅靥骄?，更讓學(xué)生明白為什么。

筆者認(rèn)為這個(gè)試驗(yàn)作為學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)與力的關(guān)系的學(xué)生任務(wù)活動(dòng)是很好的，因?yàn)樵囼?yàn)材料易得，組織者可以選擇A4紙也可以選擇厚紙板；操作簡(jiǎn)單；這些承重或者支撐的形狀在日常生活中比較常見(jiàn)，試驗(yàn)也可以拉近學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)與生活的距離。圓柱沒(méi)有轉(zhuǎn)角處或接角處，任何加在上面的重量都會(huì)均勻地分布，所以圓柱上的每一點(diǎn)承受力，雖然不大，但整體卻能承受比較大的力。三棱柱和四棱柱一樣有棱角，不能把加在上面的重量均勻地分散開(kāi)，每一個(gè)點(diǎn)承受的力都比較大，所以容易破裂，由于三角形是最穩(wěn)定的形狀，故工程結(jié)構(gòu)中的桁架結(jié)構(gòu)都由三角形組成的。

三、學(xué)情分析是教學(xué)的起點(diǎn)也是終點(diǎn)

1.教學(xué)起點(diǎn)

教師和學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的兩大主要參與者，而學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的主體，是人類(lèi)文明知識(shí)的傳承者。建構(gòu)主義認(rèn)為學(xué)生不是空著腦袋走進(jìn)教室的，在每天的學(xué)習(xí)中學(xué)生已經(jīng)形成了豐富的經(jīng)驗(yàn)，這些經(jīng)驗(yàn)伴隨著每天的學(xué)習(xí)在不斷地增長(zhǎng)，所以教師對(duì)學(xué)生學(xué)情的分析也應(yīng)該從靜態(tài)的過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的過(guò)程。對(duì)學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)水平有足夠的了解才能合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，這應(yīng)該是學(xué)情分析最重要的一項(xiàng)內(nèi)容。

筆者在教學(xué)中應(yīng)忽視了對(duì)學(xué)生前面所學(xué)知識(shí)的了解。教學(xué)中每節(jié)課都會(huì)涉及到要應(yīng)用先前知識(shí)來(lái)推理新知識(shí)，回顧前面知識(shí)不能花費(fèi)太多時(shí)間，不然40分鐘新知識(shí)的講授就沒(méi)法順利進(jìn)行。除了分析學(xué)生的知識(shí)水平還要兼顧學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)。結(jié)構(gòu)在日常生活中運(yùn)用的很廣泛，如教學(xué)樓、桌子和椅子等它們既有穩(wěn)定性也有強(qiáng)度，但是這些依舊還是被學(xué)生忽視。這是一代生活在社會(huì)高速發(fā)展下的學(xué)生，學(xué)生與社會(huì)的接觸有著非常矛盾點(diǎn)：教師和家長(zhǎng)希望學(xué)生了解的他們不了解，他們所關(guān)注的我們又認(rèn)為不重要。矛盾的點(diǎn)往往被教育者所忽視，其實(shí)我們可以將矛盾的點(diǎn)作為教學(xué)設(shè)計(jì)的依靠點(diǎn)，來(lái)提高學(xué)生的聽(tīng)課效率。

學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)和生活經(jīng)驗(yàn)各不相同，教師很難兼顧到每個(gè)學(xué)生的具體情況，當(dāng)然教育者可以使用很多方法來(lái)輔助學(xué)情的收集，如問(wèn)卷調(diào)查、課堂導(dǎo)學(xué)案、學(xué)生總結(jié)與反思等，當(dāng)然如果是教學(xué)環(huán)境允許，還可以借助電子表格、小程序等方式來(lái)收集。

2.教學(xué)終點(diǎn)

本節(jié)課是學(xué)生對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，按照布魯姆的認(rèn)知領(lǐng)域來(lái)分，知識(shí)的運(yùn)用是最基本的應(yīng)用階段，評(píng)價(jià)才是認(rèn)知領(lǐng)域的最高階段。學(xué)生對(duì)于所學(xué)知識(shí)與日常生活的聯(lián)系是存在分離的，學(xué)生在知識(shí)的運(yùn)用上已經(jīng)存有問(wèn)題，更何況評(píng)價(jià)知識(shí)。學(xué)生能通過(guò)做試驗(yàn)來(lái)得出正確的結(jié)論，可是在面對(duì)日常生活為什么有的時(shí)候要選擇四棱柱作為支撐柱，有的時(shí)候用圓柱作為支撐柱，他們依舊沒(méi)法給出具體的解答，因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題不僅僅是物理和數(shù)學(xué)其實(shí)也涉及藝術(shù)。今天的社會(huì)飛速發(fā)展，已經(jīng)不再是某門(mén)學(xué)科知識(shí)的簡(jiǎn)單運(yùn)用了，更多的時(shí)候是綜合知識(shí)和能力的體現(xiàn)，社會(huì)對(duì)人才的需要也不再是簡(jiǎn)單的獲取知識(shí)和表達(dá)交流的能力。

學(xué)情分析不僅要分析學(xué)生的現(xiàn)在，也要兼顧到學(xué)生的未來(lái)。[3]培生集團(tuán)首席教育顧問(wèn)、前英國(guó)首相教育顧問(wèn)邁克·巴伯表示，應(yīng)對(duì)21世紀(jì)的挑戰(zhàn)，教育應(yīng)培育創(chuàng)新適用型人才，人才培養(yǎng)不僅要發(fā)展讀寫(xiě)識(shí)別能力，也要把合作、創(chuàng)新和創(chuàng)造力、創(chuàng)意思維等因素加入進(jìn)來(lái)。教學(xué)的終點(diǎn)不僅僅是考試，更是學(xué)生今后走入社會(huì)面對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題時(shí)能否自我解決。無(wú)論是知識(shí)的傳授還是方法的傳授，都是為了讓學(xué)生快速地將人類(lèi)文明內(nèi)化。學(xué)生的身心發(fā)展、認(rèn)知水平和經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)方法以及個(gè)體差異性等都是需要授課老師分析的，合理、準(zhǔn)確的學(xué)情分析能為教學(xué)起到事半功倍的效果，當(dāng)然教育教學(xué)環(huán)境的復(fù)雜性，學(xué)生的千差萬(wàn)別，沒(méi)法找到一種適合所有學(xué)生的學(xué)情分析，所以學(xué)情分析無(wú)形中也給奮斗在一線(xiàn)的教師帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]邵燕楠，黃燕寧.學(xué)情分析：教學(xué)研究的重要生長(zhǎng)點(diǎn)[J].中國(guó)教育學(xué)刊，2013，2.

[2]顧建軍.技術(shù)與設(shè)計(jì)2[M].江蘇鳳凰教育出版社：江蘇，2002.

[3]中國(guó)教育論壇2013舉辦探討人才培育問(wèn)題[J].學(xué)苑教育，2013， 000（006）：4-4.

（作者單位：廣西大學(xué)附屬中學(xué)崇左校區(qū) 532200）