教学问题选点与构建思维场

2015-05-30 10:48:04陈明标
中学理科园地 2015年6期
关键词:选点教学问题

陈明标

摘   要:教学问题选点是指问题设计切入的角度。思维场是指具有引发人们思维的氛围或环境,思维场形成的源头就是问题。然而由于问题内容不同,又会引起思维广度、深度、跨度等要素的变化。这就是教学问题选点与构建思维场的关系。本文所提出“盲点”、“难点”、“疑点”、“灵点”四种选点与构建思维场的观点,主要是源于“物理课程具有培养创造性人才价值”的课程意识。

关键词:教学问题;选点;思维场

教学问题选点是指问题设计切入的角度。思维场是指具有引发人们思维的氛围或环境,思维场形成的源头就是问题。然而由于问题内容不同,又会引起思维广度、深度、跨度等要素的变化。如对“物体下落”现象,它可以提出下列不同问题:①物体为什么会向下运动?②物体的运动快慢如何变化?③是否重力越大物体下落越快?显然,上述问题在思维的指向性、深刻性、进程性等形成的思维场都有着明显的区别,这就是教学问题选点与构建思维场的关系。学习心理表明:不知、可疑、是知非知的学习内容最容易引发学生的主动思维。本文就教学问题选点与构建思维场的问题,谈谈个人的认识。

1   针对盲点,唤醒洞察思维

盲点是指认知盲点,即知识与方法的空白点,也指对某种事物或现象司空见惯却视而不见的忽视点。如“为什么照相机不能设计为拍摄出比人大的照片”的问题,它牵涉到相机的设计、相机的体积、相纸的大小、相片的成本、相机的携带与实用等诸多技术问题,因此对初中生来说,它属于知识盲点问题。而对于骑自行车,绝大多数的人都不会思考为什么车不会倒的问题,这就属于忽视盲点问题。

洞察思维是一种特殊的思维能力,是指可以根据事物的表面现象,准确或者比较准确地认识到事物的本质及其内部结构或性质。洞察的过程,在认知方面是由不知到发现,在情感方面是由忽视到重视,因此认知盲点是唤醒学生洞察思维的良好内容。

对学生来说,课程中的绝大多数内容都属于学生的认知盲点,然而由于课题目标的指向性,教材中显性内容自然会引起学生足够的重视与思维,因此它不是唤醒学生洞察思维的教学素材,而能引发学生洞察思维的素材则是教材中那些隐性内容,即课题牵涉到的相关知识与方法。

洞察是指看穿或观察透彻,因此唤醒学生的洞察思维,关键是引导学生针对认知盲点进行认真细致的观察。在物理课程学习中,学生的观察活动主要体现在对物理过程、状态与现象的观察方面,而观察的对象可以是实验或有关图片。为有效唤醒学生的洞察思维,教师要给予必要的观察指导。

如在用量筒与量杯测量液体的体积时,教师就可以引导学生对比观察圆柱形量筒和圆台形量杯有什么区别,以至使学生发现两者在刻度间隔是否均匀的不同特点,在此基础上学生如果能认识到圆台形量杯的刻度间隔与两刻度线处的两个圆面积大小差值有关,无疑体现了学生优秀的洞察思维。再如指导学生对“平行光照射凸透镜的光路图”的细致观察,就可以有意识地培养学生发现“凸透镜对三条特殊光线的折射特点”的洞察思维能力。

2   借助难点——促进认知思维

难点,这里指认知难点,其形成的原因主要有两个:一是知识储备有欠缺,如学生对“流过机翼上方的空气速度大,流过下方的空气速度小”这句话不理解,因为它涉及到流量原理,学生未储备这方面的知识。二是缺乏相应的经验,如原子的核式结构,原子核的体积仅占原子体积约千分之一,电子围绕原子核在不同的轨道上做高速运动,整个原子体积中绝大部分的体积是空旷情形,由于学生无法直接观察原子结构,因此就难以构建原子核式结构的表象。

认知思维,指认知过程中的思维方式,即同化与顺应。同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程,而顺应则是指外部环境发生变化,而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的个体认知结构发生重组与改造的过程[1 ]。如理解原子的核式结构,借助“地球绕太阳的运动模型”来促进学生构建原子的核式结构模型就属于促进认知过程中的同化。对于机翼上下方的空气流速,可先通过分析河水流动快慢(河道窄水流急,河道宽水流缓)来建构流量原理知识,然后依据流量原理来理解机翼上下方的空气流速的快慢原因,这种认知过程就属于顺应。学生对学习难点的突破,实质上是同化与顺应这两种认知思维得以畅通。

促进学生在突破学习难点的认知思维在于教师的有效引导或启发。如学生理解“探究浮力实验”的原理是学习中的一个难点。用弹簧秤测量物体浸没于水中的“视重”原理,其中涉及到三个力的平衡问题,即浸在水中的物体受到重力G、浮力F浮,弹簧拉力F′三个力的作用,其数量关系为F浮=G-F′。然而学生只具备二力平衡条件知识,因此理解三力平衡关系式F浮=G-F′是这个实验原理的难点。要促进学生理解这个实验原理的认知思维,教学中就可以搭建思维过渡的桥梁。具体教学过程可以设计如下系列问题:①浸没水中的物体,其受到的重力G有无改变?弹簧对物体的拉力F′多大?②重力G与拉力F′的合力F合的大小等于多少?方向如何?③浸没水中的物体受到哪几个力的作用?④能否将水中物体受到的力等效看做是受到水的浮力F浮与合力F合两个力的作用,那么F浮与F合是什么关系?⑤如果物体受三个或三个以上力的作用而平衡,且所有力都在同一直线上,那么这些力具有怎样的关系?

在上面问题中,前面三个问题是促进学生的同化思维,而后两个问题则是促进学生的顺应思维。

3   抓住疑点——激发探究思维

疑点,这里指有疑问的知识或事物。如“红、绿、蓝是光的‘三基色,任何色光都可以由这三种色光混合而成”、或“空气对周围物体存在压力”等问题,学生通常持怀疑态度。学生疑点的形成是当前的问题与原有的认知建构相冲突。可能是知识方面的冲突,如“‘三基色可以混合成白色”的问题,学生以为,白色是浅色,而“三基色”都是深色,深色混合后何以能变浅色?这就是知识方面的冲突。也可能是经验方面的冲突,如“空气对周围物体存在压力”问题,人们无时无刻不生活在空气中,为什么都感受不到空气对身体的压力?疑问的出现,破坏了学生原有认知建构的不平衡,为达到新的认知平衡,学生自然会产生探究疑问的心理。可见,疑点是引发探究思维的火花。

由于初中学生认知的局限性,因此他们对课程教材中学习内容自然会存在各种疑问,教师稍作留意,都能找到或设计使学生存在疑点的内容或问题。如《光的色散》课题,教材中有这样一副彩色图片:红、绿、蓝三个光圆相交,其中三种颜色的交互区为白色,它说明白光是由红、绿、蓝这三种颜色的光组成。另外教材中关于太阳光的叙述为:太阳光可以分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光。就教材中提供的这两种信息,教师就可以提出如下问题:人们通常将太阳光看做是白光,试问太阳光是真正的白光吗?白炽灯光与日光灯光呢?再如在《来自地球的力》课题中有这样一幅图:把一金属汤匙放在食指上使其平衡,用以说明汤匙的平衡原因的是汤匙的重心落在食指这个支点上。对这个问题情境,教师只要稍作分析,就会发现其中还蕴含着杠杠平衡知识,因此教师就可以提出下面问题:将汤匙在食指支点处截断而分为两部分,试问两部分的重力是否相等?显然,上述这些问题都是学生的疑点问题,足以激发他们的探究思维。当然,上述问题都牵涉到课题以外乃至高中的课程知识,因此既要给学生足够的时间,即引导课外探究性学习,又要给予必要的指导。对于太阳光、白炽灯光、日光灯光是否为白光的问题,可以引导学生阅读高中教材或上网学习,而对于“汤匙截断的两部分是否重力相等”的问题就可以引导学生学习《科学探究:杠杠的平衡条件》课题。

4   瞄准灵点——启迪创造思维

灵点是指能启迪学生灵感或智慧的知识内容。灵感或智慧是科学创造与发明活动中重要的思维品质[2 ],因此,在课程教学中瞄准灵点来启迪学生创造性的思维是有效实现物理课程价值意识的重要方面。

物理实验是蕴含灵点的主要内容。教材中的实验,它是前人科学家在科学探究过程中思维与智慧的结晶,其中蕴含着创造性的灵感与智慧,对启迪学生的创造性思维,无疑是一种很好的启迪,因此教师就可以围绕其中的灵点来引导学生开展创造性的学习活动。

温度计的制成与测量原理中蕴含的科学思想与方法,主要为以下两点:①利用“液体的热胀冷缩性质将不能直观观察的温度转化能直观显示的物理量”的转化方法;②利用“温度计中细小液柱的伸缩来显示温度微小变化的放大思想。据此,在《温度与内能》的课题教学中,教师就可以提出下面问题来引导学生思考:坚硬的物体(如玻璃瓶)在压力作用下只会发生微小形变,设计怎样的实验装置可以直观地显示这种微小形变?如果学生能设计通过挤压啤酒瓶使瓶内的水在透明细塑料管中上升的装置,显然是温度计创造发明灵感思维的借鉴。再如在《科学探究:凸透镜成像》课题学习中,当学生获得正确的探究结论后,教师就可以用多媒体展示幻灯机将“马躺卧”放大成“马奔跑”且左右调换的放大图片,如图1所示。在学生细致观察的基础上教师就可以提出以下两个问题:①幻灯机的主要构件是光源与凸透镜,在图1幻灯机中,光源与凸透镜应大致放在什么位置?②在凸透镜成像中,物、透镜、像这三者中心的连线为一条直线,针对图1现象,幻灯机中增设了一种什么光学器件?这两个问题是关于幻灯机设计的构想问题,如果学生能正确回答,那么就是再造性思维的体现。虽然它与创造性思维还有一定的差距,但随着思维训练的增多,其差距就会逐渐减小,进而形成真正的创造能力。

教学选点与构建思维场,它是教师深入研究教材并活化教材信息资源功效的体现。然而针对“选点”内容,教学中设计怎样的问题并构建怎样的思维场,又是教师课程意识的具体反映。本文所提出“盲点”、“难点”、“疑点”、“灵点”四种选点与发展思维的观点,主要源于“物理课程具有培养创造性人才价值”的课程意识,这正是本文所列举的多数教学案例既依据于教材但又高于教材的原因所在。

参考文献:

[1](美)B·J·沃兹沃思.皮亚杰的认知发展理论[M].上海:华中师范大学出版社,1987.

[2]温寒江.思维的全面发展与中小学生创新能力培养[M].北京:教育科学出版社,2015.

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