“三点一线”与探究教学的有效性＊

汪 明

（常州市田家炳实验中学 江苏 常州 213000）

一堂课怎样才能行云流水、意味深长呢？为此笔者构建出“三点一线”为基础的探究教学，并以“牛顿第二定律”教学为例，为提升物理探究课堂的有效性做出初步探索.

1 “三点一线”课堂教学内涵

“三点一线”教学认为，一是研究课堂教学的出发点，即上课伊始就要占据学生情感思维的制高点；二是研究课堂教学的着力点，即课堂中需掀起爆发学生思维潜能的冲击波；三是研究课堂教学归宿点，即结课时具有言尽旨远的教学穿透力.课堂教学应以“体验感知—问题猜想—理论演绎—实践检验—反馈评价”为主线组织，重视学生心理认知发展，侧重发挥学生主体作用，从而让学生体验物理概念和规律的形成过程，领悟物理思维方式对科学世界观形成的重要意义与无穷魅力.

“三点一线”教学实践源于前苏联教育学家维果斯基的“最近发展区”理论.维果斯基认为：在儿童的发展中，其实一直有两种发展水平，一种是现实发展水平，是呈现出来的显见的发展水平；一种是可能发展水平，在这种水平之间有一个区域，即“最近发展区”.如果给予适当的教育引导，那么，“最近发展区”就会变成“现实发展区”，可能发展水平就会变为现实发展水平.［1］实际上，物理课堂知识结构呈现为线性发展关系，而学生发展状态则是呈现非线性、偶然性和复杂性，教师在课堂教学中如何解决教学预设的有限性与生成的无限性之间的矛盾与统一关系，则直接表现为教师的教育智慧.因此，“三点一线”教学法强调，在课堂教学中应同时考虑教材设计起点和学生的发展状态两个方面，并从学生的现实状态与潜在状态两个维度组织教学.教学设计如果不能从学生的实际状态出发，很难让学生真正地情感参与，从而无法保证教学的有效性.但教学如果只关注学生已经表现出来的和达到的现实水平，而忽略学生的潜在发展可能，则很难提升学生的积极情感思维，无法促进学生多种潜力的发展.

其次，从认识论观点上看，教材的安排是以一节节课为主要构成；在编排教材时将整体知识分解成一个个由易到难、循序渐进的知识点，从而将原本有机关联的知识结构，人为地分为以“点”为单位的符号系统.如果仅依照教材设计出发而忽视对学生主体性的认识，可能会导致教师的教学设计局限在“知识点”的思考上，而忽视对教材内容的关联性整合处理，无法引导学生向整体性、纵深处思考，进而削减知识本身对学生多方面发展和高质量发展的力度.“三点一线”合理地吸收了建构主义教学观，强调课堂教学应从学生经验与情感出发，并通过扩展学生的直接经验、丰富学生学习情感的方式来学习人类文化知识，并最终走向对科学知识的系统掌握.事实上，学生是以完整的生命个体状态存在于课堂生活中，他们不仅是教学的对象，学习的主体，而且是教育的资源，是课堂教学的共同创造者.因此，教师在进行课堂教学组织时，要树立知识与情感相交融的生态意识.

2 “三点一线”课堂教学案例分析

2.1 课堂教学的出发点须令人怦然心动

清朝李渔在《闲情偶寄》中说：“开卷之初，当以奇句夺目，使之一见而惊，不敢弃去.”一语道出课堂教学起点的重要性.一位国内知名的教育家提出：“学科、书本知识在课堂教学中是‘育人’的资源与手段，要服务于‘育人’这一根本目的.”［2］具体说来，教师在设计起点教学时要善于突破认识论的框架，不仅仅从知识的层面理解与把握教材，而要从育人价值的高度，充分挖掘文本内容中所蕴含的科学方法和科学精神.因此，对于课堂教学的出发点，教师要充分考虑学生的情感体验，正确理解学生的认知规律和审美情趣，教学伊始时就要牢牢占据学生情感思维的制高点.

在探究“牛顿第二定律”教学中，首先，展现生活情景，让学生体验感知.

视频展示一：一辆小汽车和满载大货车同时由静止加速；

视频展示二：一辆普通小汽车和方程式赛车（两车质量相近）同时由静止加速.

问题1：想想看，加速度的大小可能与什么因素有关？

学生总结得出定性结论：质量大，加速度小；力越大，加速度越大.

其次，让学生回忆牛顿第一定律.提炼说明：一是物体运动状态改变是由其所受外力决定的，而不是其他因素；二是运动状态改变又与其自身质量有关，而加速度是描述物体运动状态变化快慢的基本物理量.

顺势确立问题2：如何定量探究加速度与外力、质量的关系？

接着，从科学研究方法角度切入问题3：研究一个量与多个量之间关系时，应采用何种方法研究？以前遇到过这种方法吗？

教师可根据学生的回答，点出控制变量法，自然地引出了探究课题.

再次，让学生结合探究主题提出问题4：控制变量法的具体步骤？控制什么？研究什么？引导学生设计具体探究方案.提示问题即需要测哪些物理量？需要用到什么器材？根据学生探究思维能力，小组讨论、组织交流，最后汇总设计方案.

通过学生体验问题情境，紧密联系学生的心理认知能力，设计4个小问题，采用层层深入的方式，巧妙地消除学生对科学家及其从事的科学研究的神秘感，而且润物无声，让学生在潜移默化中得以科学方法与科学精神的熏陶.

2.2 课堂教学的着力点须令人豁然开朗

维果斯基在论教学与发展的关系时指出：“教学是一种人为的发展，也就是说教学应该在发展的前面引导着学生发展.教学在儿童发展中的决定作用表现在发展的方向、内容、水平和智力活动的特点以及发展的速度上，即教学创造着最近发展区.”教学的交往本质是在知识经验存在着差异的人们之间进行，即有某种知识经验的人与准备学习此知识经验人之间的交往.这就要求教师对课堂教学的着力点有深刻的认识，即教师要善于选择和拓展重点和难点内容，精心设计和开展科学探究活动，能不断地在课堂中掀起激发学生思维潜能的冲击波，促进学生主动建构具有个体意义的知识与技能，从而使学生在获得知识的同时，更多地收获科学探究态度和科学精神的情感体验.因此，本节课中，教师努力让自己成为学生学习活动的有力促进者和合作者，以知识渴求者的面目和学生一起探索、讨论、交流，以丰富的人生体验影响学生对知识的建构，学生通过自主探索设计实验，选择四种实验方案进行协作交流.

【方案1】

实验器材：小车，打点计时器，纸带，一端带有定滑轮的长木板，细线，砝码，刻度尺，天平.（图1）

图1

步骤和原理：用天平测出小车的质量m，把砝码的总重力当作小车受到的拉力F，从打点计时器打出的纸带上测出Δs，由Δs＝at2计算出小车的加速度a.

引申问题1：此方案需平衡摩擦力，能否在实验中克服这一难题？

【方案2】

实验器材：气垫导轨，滑块，钩码.（图2）

步骤和原理：同上略.

引申问题2：在方案一和方案二中，都使用了钩码或砂桶作为系统的牵引力，系统误差不可避免.能否不使用钩码或砂桶作为系统的牵引力，进一步减小这一系统误差？

图2

【方案3】

实验器材：气垫导轨，滑块，垫块.（图3）

图3

步骤和原理：实验中使用垫块垫高气垫导轨，使其成为一小倾角的斜面.运用滑块M所受重力沿斜面方向分力F产生加速度（摩擦力可忽略），实验最后引导分析得出F与垫块高度h成正比.

引申问题3：以上方案中，需要测量出a，F，M的具体数值.通过数据分析，从而探究加速度与外力和质量的关系.能否通过比较法，探究它们之间的关系？

【方案4】

实验器材：两辆质量相同的小车，一端带有定滑轮的长木板，钩码若干.（图4）

图4

步骤和原理：一是测出质量相同的两辆小车，在不同合外力作用下，相同时间内发生的位移，看位移之比和合外力之比情况.二是两车挂相同质量的钩码，相同时间内发生的位移，看位移之比和质量之比情况.

引申问题4：实验设计舍弃了以往测量加速度具体数值的方法（这一方法仍然可用），进而探究加速度与其他量之间的比例关系，测量不同情况下物体加速度的比值，此种实验探究方法更加切合牛顿第二定律的本义.

以上4种方案既相互独立，又层层递进，逻辑思维逐渐深入.教师鼓励各小组按照自己的方案进行合作探究的同时，对小组出现的问题也及时反馈和认真解答，并对学生的实验过程进行必要的方法指导，使学生对牛顿第二定律的研究方式达到一种新的认知平衡高度.所以，真正的学习从来就不只是纯粹的知识增长，其主要意义是倡导学生运用已有知识经验建构新的知识结构，促进学生的发展与进步，取决于学生主体的课堂体验及其创造意识.

2.3 课堂教学的归宿点须令人怡然神往

任何教学内容都有知识和价值两个层面.在课堂交流反馈过程中，教师如能充分挖掘教材的思想内涵，超越工具性，凸显人文性，一定能培养学生的审美情趣，根植价值观和伦理修养，让学生真正做到“追求理性、热爱科学”.因此，探寻课堂教学的归宿点，让课堂充满生命的活力，成功的结课艺术必将令人意味深长.

本节课中，学生对加速度与力、加速度与质量之间的定量关系进行合理猜想和实验探究确实非常必要.如从养成学生科学态度与科学方法角度来观察，实验数据处理也是本节课教学重点之一.在反馈评价环节中，教师可点拨学生，无论从减小实验误差和直观认识角度，本实验都应采用图像法处理数据.

图5

其一，保证物体质量一定，测量物体在不同外力作用下的加速度，分析加速度与力的关系.猜测a与F成正比，建立坐标系，则各组数据描点后应在一条过原点的直线上.其二，保证物体所受外力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系.猜测a与m可能成反比，如图5（a）所示.告知学生此种数据处理上有技巧手段.它等同于a与成正比.根据图像是不是经过原点的直线，则能判断加速度a是否与质量m成反比，如图5（b）.还可向学生追问，如果猜测加速度与质量二次方成反比呢？其三，在运用比较法进行实验探究时，数据处理则变为以为纵坐标，以分别为横坐标进行数据描点并拟合曲线.让学生领悟用不同方案、不同方法研究同一问题，殊途同归，有利于培养学生的发散思维与求异思维.由此，学生不仅获得了处理问题与数据的能力，且还培养了其科学选择实验方案等思维能力，达到了“课虽终，而趣未尽，思未止”的教学目的.显然，这种处理方式对学生学习物理的思维方式和心理态度都将产生深刻的影响.

3 对“三点一线”课堂的实践反思

3.1 知识和技能是教学的基本内核

知识与技能既是课堂教学的出发点，也是课堂教学的归宿点.三维教学目标是通过知识与技能载体来实现的.以本节课为例，通过知识内容的学习，贯穿的科学思想是由经验做出猜测，做实验为猜测提供新的、半定量的佐证.学生学习的不仅是知识内容，锻炼的也不仅是动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，如何分析实验结果等.心理学认为学生通过对生活现象的观察与感知，得到的仅仅是初步的、不全面的、不深刻的感性认识.只有通过问题驱动，进行比较、分析、综合、抽象、推理等思维探究过程，认识和把握事物的本质与规律，才能将感性认识上升到理性认识.

3.2 课堂教学过程是生命交往过程

教学过程是一种生命交往过程.布鲁纳认为，发现是教育儿童的主要手段［3］.他强调，儿童应该在教师的启发引导下按自己观察事物的特殊方式表现学科知识的结构，发现事物的本质特征.需要强调的是，本节课中不必期望实验获得“a与F成正比，a与m成反比”的确切结果.实际上也没必要存有这样的期望，因为科学定律本来就不是从有限的实验数据直接归纳出来.成功的教学必须诱发问题，只感到“听得舒服，读来都懂，做出都对”是不够的；真正的收获还应该反映在有没有产生新的问题.知识的增长必然孕育着新问题的产生.强调学生的主体性，真诚地同学生进行对话交流，让学生的知识发展与生命成长相契合，在他们的心灵中留下或产生一些新问题，准备在今后的岁月里去寻求答案，这才是教育真正意义上的成功.

1 庞维国.自主学习：学与教的原理和策略.上海：华东师范大学出版社，2003

2 叶澜.重建课堂教学的价值观.教育研究，2002（5）

3 钟启泉，等.基础教育课程改革纲要（试行）解读.上海：华东师范大学出版社，2001