黃皓 馬宇澄

摘 要：在高中階段，學(xué)科知識(shí)邏輯與認(rèn)知心理邏輯之間，有時(shí)并不一致，因此執(zhí)教者需要在兩者之間尋求一個(gè)適切的平衡.為此，教材視角下的教學(xué)設(shè)計(jì)需要關(guān)注教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法與學(xué)生心理發(fā)展順序的適配，立足于讓學(xué)生樂學(xué)、會(huì)學(xué)和學(xué)會(huì).執(zhí)教者精心設(shè)計(jì)的、學(xué)生能夠興致盎然地參與的教學(xué)活動(dòng)是學(xué)科邏輯與心理邏輯聯(lián)結(jié)的紐帶，基于經(jīng)驗(yàn)的教材重構(gòu)可以調(diào)和學(xué)科邏輯與心理邏輯的矛盾，教師對(duì)教材的組織將決定學(xué)科邏輯與心理邏輯統(tǒng)一的成效.

關(guān)鍵詞：心理邏輯;教材;教學(xué)設(shè)計(jì);經(jīng)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B???? 文章編號(hào)：1008-4134（2021）21-0041-03

基金項(xiàng)目：江蘇省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃重點(diǎn)自籌課題“基于教師高階反思的高中物理學(xué)科單元有效教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施研究”（項(xiàng)目編號(hào)：B-b/2020/02/160）.

作者簡介：黃皓（1974-），男，江蘇無錫人，碩士，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：初高中物理學(xué)科教學(xué);

馬宇澄（1968-），男，江蘇無錫人，本科，中學(xué)高級(jí)教師，研究方向：初高中物理學(xué)科教學(xué).

1 問題背景

自有班級(jí)授課制始，在教學(xué)組織方面，就伴隨著內(nèi)容和學(xué)生兩個(gè)取向.物理教學(xué)需要傳遞特定內(nèi)容，有其固有的學(xué)科知識(shí)邏輯;與此同時(shí)，必須兼顧學(xué)生的認(rèn)知心理邏輯.目前對(duì)學(xué)科邏輯和心理邏輯的主流認(rèn)識(shí)是，要注重兩者的統(tǒng)一.如何統(tǒng)一兩者，既是教學(xué)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，更是教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵.在教學(xué)實(shí)踐中，執(zhí)教者均會(huì)在兩者之間尋求一個(gè)適切的平衡，而不是非此即彼或簡單折中.就個(gè)體而言，對(duì)適切程度的認(rèn)識(shí)差異，就導(dǎo)致了教學(xué)設(shè)計(jì)的行為差異.

筆者認(rèn)為，對(duì)統(tǒng)一學(xué)科邏輯和心理邏輯的研究有助于優(yōu)化教師對(duì)新版教材的使用，發(fā)展融匯貫通的教材組織原則.為此，本文以“力的合成和分解”第二課時(shí)為例加以說明.

2 教材視角下的教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教材

目前看來，對(duì)教材的理解至少有三種觀點(diǎn)，詳見表1.本文對(duì)教材的理解以第三種為準(zhǔn).

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)

從教材的角度看，教學(xué)設(shè)計(jì)即設(shè)計(jì)教材展開的順序.教學(xué)設(shè)計(jì)既要順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知心理邏輯，也要遵循物理學(xué)科的知識(shí)邏輯.基于物理學(xué)科邏輯，教材的呈現(xiàn)一般遵循由表象到本質(zhì)，由概念到定理，由結(jié)果到原因的順序;而高一學(xué)生的思維方式正從具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡，基于對(duì)具體事物認(rèn)知的經(jīng)驗(yàn)思維仍占優(yōu)勢(shì).因此，教學(xué)設(shè)計(jì)中最需要關(guān)切的問題是：如果學(xué)生的心理發(fā)展順序與學(xué)科知識(shí)邏輯體系不相吻合，如何調(diào)和兩者之間的矛盾？

2.3 教學(xué)目標(biāo)與方法

2.3.1 教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生適配

學(xué)生學(xué)完以后要有所得，這就是教學(xué)目標(biāo).它是教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，也是設(shè)計(jì)者期望達(dá)到的結(jié)果.從課程意義上分析，課時(shí)教學(xué)目標(biāo)指向?qū)W生學(xué)習(xí)素養(yǎng)的發(fā)展，落實(shí)到心理邏輯層面上，具體包括學(xué)會(huì)、會(huì)學(xué)、樂學(xué)三個(gè)維度.筆者認(rèn)為，只有樂學(xué)才能會(huì)學(xué)，才有可能真正學(xué)會(huì);單方面追求“教會(huì)”，其結(jié)果很可能是屢教不會(huì).在教學(xué)設(shè)計(jì)中，就是要立足于讓學(xué)生樂學(xué)、會(huì)學(xué)和學(xué)會(huì)，為其終身學(xué)習(xí)服務(wù).

課堂時(shí)空是有限的，所以少而精的教學(xué)目標(biāo)更可能有效達(dá)成.依據(jù)2017年版課標(biāo)，2003年版課標(biāo)中的“應(yīng)用力的合成與分解解決實(shí)際問題”已改成“能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題”，顯然2017年版課標(biāo)對(duì)“力的合成與分解”的要求發(fā)生了變化.據(jù)此，確定本節(jié)第一課時(shí)的目標(biāo)是形成初步的合力、分力、力的合成與分解、標(biāo)量、矢量的概念，了解合力與分力的等效替代關(guān)系，探究力的平行四邊形定則;第二課時(shí)的目標(biāo)是初學(xué)者學(xué)習(xí)、體會(huì)平行四邊形定則，規(guī)范作圖，理解矢量和標(biāo)量的不同.第二課時(shí)具體目標(biāo)及對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)素養(yǎng)指向見表2.

2.3.2 教學(xué)方法與學(xué)生適配

“力的合成和分解”要求學(xué)生具有一定的分析、想象、推理、概括能力，其運(yùn)算又從單純的代數(shù)運(yùn)算過渡到圖像、矢量、極值等運(yùn)算;這些都對(duì)抽象思維能力相對(duì)較弱的高一學(xué)生在思維的質(zhì)和量上提出了挑戰(zhàn).據(jù)此，執(zhí)教者將演示實(shí)驗(yàn)改成分組實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生在活動(dòng)中體驗(yàn);有意識(shí)地“設(shè)疑”“析疑”，促進(jìn)他們?cè)趩栴}中思考;鼓勵(lì)他們大膽猜想和勇于發(fā)表見解，令他們?cè)谔剿髦薪?gòu);從而營造和諧、平等、融洽的課堂氣氛.

3 學(xué)科邏輯與心理邏輯的統(tǒng)一

3.1 以何統(tǒng)一

學(xué)科邏輯與心理邏輯以何統(tǒng)一？杜威先生的答案是經(jīng)驗(yàn).假定這個(gè)觀點(diǎn)成立，那么問題就轉(zhuǎn)化為執(zhí)教者應(yīng)該如何基于經(jīng)驗(yàn)的方式指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展.學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展大體上可分成三個(gè)階段：經(jīng)歷、體驗(yàn)、探索，如圖1所示.據(jù)此，在用趣味實(shí)驗(yàn)引入后，筆者設(shè)計(jì)了如下四個(gè)活動(dòng).

3.1.1 教學(xué)活動(dòng)1（經(jīng)歷）

如果已知力F1=30N，方向水平向左;另一個(gè)力F2=20N，與水平方向成30°角斜向右上方，作用在同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，求合力為多少？教師引導(dǎo)、師生互動(dòng)，板書過程：建模、作力的圖示、通過測量對(duì)角線的長度來得到合力的大小.

經(jīng)驗(yàn)從外向內(nèi)看是一種結(jié)果狀態(tài)，設(shè)計(jì)活動(dòng)1的目的是還原教材為直接經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生獲得對(duì)于“力的合成”最原始的經(jīng)驗(yàn).

3.1.2 教學(xué)活動(dòng)2（體驗(yàn)）

上題中，如果保持F1大小和方向都不變，F(xiàn)2逐漸變大，但是方向不變，則它們的合力會(huì)有什么變化？（作圖觀察：合力變大，且方向偏離F1，靠近F2）

如果保持F1大小和方向都不變，F(xiàn)2大小也不變，但是與水平方向的夾角逐漸變大，則它們的合力又會(huì)有什么變化？（作圖觀察：合力變大，且方向靠近F1）

經(jīng)驗(yàn)從內(nèi)向外看就是一個(gè)體驗(yàn)過程.設(shè)計(jì)活動(dòng)2的目的是將“力的合成”引入到學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)中，從簡單到復(fù)雜、從感知到理解，而不是停留在字面上.

3.1.3 教學(xué)活動(dòng)3（探索）

提問、討論：針對(duì)以上三個(gè)例子，大家有什么想法或者體會(huì)？比如以下問題：

（1）合力一定比分力大嗎？（合力可以比分力大，也可以比任意一個(gè)分力小，舉例）

（2）那么，大小分別為3N與4N的合力可能為多少呢？（合力的范圍）

（3）求解多個(gè)力的合力時(shí)，可以怎么辦？如何確定已知大小的三個(gè)力的合力大小范圍？

（4）如果一對(duì)分力的大小和方向確定，那么合力是唯一的嗎？

（5）后兩個(gè)例子，基于什么原因?qū)е潞狭Φ拇笮『头较?，出現(xiàn)這種變化的？

再次證實(shí)由于力是矢量，有大小也有方向，每一個(gè)分力的大小和方向都會(huì)對(duì)最終的作用效果產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致合力的大小和方向發(fā)生變化，所以求解力的合成時(shí)，只能使用平行四邊形定則，而不是簡單的代數(shù)相加.

經(jīng)驗(yàn)與事物之間的聯(lián)結(jié)可通過反省性的思維來形成、鞏固.設(shè)計(jì)活動(dòng)3的目的是讓學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)不斷豐富、從定性到定量、從特殊到一般，積累和形成有組織、有邏輯的經(jīng)驗(yàn).

3.1.4 教學(xué)活動(dòng)4（探索）

已知一個(gè)力大小為100N，方向豎直向下.求它的分力（學(xué)生主導(dǎo)分析）？

特征：多解性.

學(xué)生自己給定可以順利作圖分解的需要條件，以下四種情況供選擇：

（1）已知兩個(gè)分力的方向;

（2）已知一個(gè)分力的大小和方向;

（3）已知一個(gè)分力的大小和另一個(gè)分力的方向;

（4）已知兩個(gè)分力的大小.

板書作圖：視具體情況臨場決定是否延伸至三角形定則.

學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的發(fā)展不但需在復(fù)演中連續(xù)還需要適當(dāng)?shù)娘w躍.設(shè)計(jì)活動(dòng)4的目的是提出必要的刺激，從具體到抽象、從模仿到創(chuàng)造，引導(dǎo)有組織、有邏輯的經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生新的價(jià)值.

通過以上活動(dòng)，筆者期望以經(jīng)驗(yàn)的形式將教材中的內(nèi)容內(nèi)化為學(xué)生所得，從實(shí)驗(yàn)到理論，通過基于經(jīng)驗(yàn)的教材重構(gòu)調(diào)和學(xué)科邏輯與心理邏輯的矛盾.

3.2 何以統(tǒng)一

學(xué)科邏輯與心理邏輯何以統(tǒng)一？杜威先生的答案是教師對(duì)教材的組織.即便教材上呈現(xiàn)的知識(shí)邏輯是靜態(tài)的，教師依然可以通過教學(xué)情境讓學(xué)生獲得動(dòng)態(tài)的體驗(yàn);至于知識(shí)的傳遞是以傾向于心理邏輯或是學(xué)科邏輯的方式發(fā)生的，更是取決于教師對(duì)教學(xué)情境的具體安排.

例如，平行四邊形定則的表述，教科書上只有靜態(tài)的結(jié)論，而將動(dòng)態(tài)推演過程大量省略.這些省略必然造成學(xué)科知識(shí)邏輯與學(xué)生心理邏輯的疏離，進(jìn)而造成理解上的困難.據(jù)此，筆者設(shè)計(jì)了活動(dòng)1、2、3以幫助學(xué)生經(jīng)歷對(duì)矢量合成法則的認(rèn)知過程.

又如，在活動(dòng)3中，“合力一定比分力大嗎？”這是個(gè)物理問題;執(zhí)教者通過設(shè)計(jì)討論“大小分別為3N與4N的合力可能為多少呢？”將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)問題;待得出正確結(jié)果后再回到物理問題“求解多個(gè)力的合力時(shí)，可以怎么辦？”活動(dòng)3的教學(xué)設(shè)計(jì)是以知識(shí)邏輯為藍(lán)本，依據(jù)學(xué)生已有知識(shí)準(zhǔn)備和認(rèn)知發(fā)展準(zhǔn)備理性構(gòu)建教學(xué)版塊，以便新的認(rèn)知被已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的同化.

再如，盡管教科書對(duì)“力的分解”的表述邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、推理論述嚴(yán)密，但這樣的知識(shí)體系很難打動(dòng)學(xué)生，真實(shí)學(xué)習(xí)也就無法發(fā)生.據(jù)此，執(zhí)教者設(shè)計(jì)了活動(dòng)4以引導(dǎo)學(xué)生連續(xù)進(jìn)行知識(shí)的建構(gòu)和解構(gòu);活動(dòng)4的每一步，建構(gòu)都是暫時(shí)的，每次建構(gòu)都將被解構(gòu)，當(dāng)經(jīng)歷了建構(gòu)和解構(gòu)的多次循環(huán)，學(xué)生將明晰知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)真正理解知識(shí).

4 結(jié)束語

如果教學(xué)設(shè)計(jì)只關(guān)注學(xué)科知識(shí)邏輯，那么那些遠(yuǎn)離生活經(jīng)驗(yàn)的抽象的概念和假設(shè)很可能成為堵塞航道的沉船，這有可能是學(xué)生主動(dòng)放棄物理學(xué)習(xí)的誘因之一.當(dāng)然，一味地遷就學(xué)生的心理邏輯同樣不可取;中外各國的教育實(shí)踐已證明，如果完全不加干預(yù)，多數(shù)學(xué)生會(huì)滿足于僅僅是游戲性質(zhì)的活動(dòng).所以，執(zhí)教者精心設(shè)計(jì)的、基于知識(shí)邏輯的、學(xué)生能夠興致盎然地參與的教學(xué)活動(dòng)是知識(shí)邏輯與心理邏輯聯(lián)結(jié)的紐帶;在活動(dòng)中，強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣和注意力會(huì)自發(fā)產(chǎn)生;學(xué)生將會(huì)發(fā)現(xiàn)物理學(xué)科知識(shí)與他們熟知的日常生活經(jīng)驗(yàn)之間存在著大量的、真實(shí)的聯(lián)系;學(xué)生將會(huì)深切地認(rèn)識(shí)到物理學(xué)習(xí)的價(jià)值和意義，他們的學(xué)習(xí)將會(huì)更加自然、主動(dòng)和有效.

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（收稿日期：2021-07-12）