教学设计：从学生的思维起点出发

盛建国

摘 要：生本理念下的教学设计应从关注学生思维出发，从研究学生的思维起点入手，创设情境营造思维冲突，创造条件实现思维呈现，促进学生的思维发展。

关键词：教学设计；思维起点；学生思维

中图分类号：G633.7文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2016）17-043-2

在教学中我们经常遇到这样的情况：教师课前认真备了课，也做了精心预设，满以为课堂会思维流畅，实现预期精彩呈现，但实际教学效果却让人大失所望，学生对教师预设的教学情境可能反应平淡，甚至有时走向了预期结果的反面，让教师始料未及，不知所措。下面是一节八年级物理课“光的折射”的教学案例：

一、意料之外：优秀学生为什么也会画错

1.课前教学预设：思维顺畅，信心满满

笔者在某次执教“光的折射”时，课前认真设计后，决定这样实施教学：

[1体验] 根据事实，提出问题。指导学生将筷子斜插入水中，请学生观察后说出在水面斜上方观察筷子时看到的现象。学生都看到筷子似乎在水面处折断了，水下部分向上弯折（如图1），以此激发学生的好奇心，并适时提出三个循序渐进的思考问题：

（1）光在均匀的空气中是怎样传播的？

（2）你认为光从空气斜射入水中时，是否仍然沿直线传播？

（3）如果不是，你觉得光将会怎样传播呢？

[2探究] 提供支架，辅助猜想。为了让学生对光从空气斜射入水中的传播有进一步了解，为科学猜想提供一些依据和帮助，我接下来又让同学二人一组做了下面的探究小实验：

取一个空一次性纸杯，用激光手电从上方斜着射向纸杯内，并在纸杯外壁上光斑处标记为A点（如图2）；接着，一位同学保持激光束方向不变，另一位同学慢慢往纸杯中加水，同时观察纸杯外壁上光斑位置的变化情况。发现加水后，纸杯外壁A处的光斑位置向下移了（如图3）。

[3作图] 根据猜想，试画光路。请学生根据猜想试画光从空气斜射入水中时的传播方向（如图4）。

在教学预设中，笔者认为学生观察到斜插入水中的筷子在水面处好象“弯折了”的事实，应该知道：光从空气斜射入水中时将不再沿直线传播。接着，再观察到激光束斜射入水中后，纸杯外壁上的光斑位置向下移，虽然学生看不到具体的光路，也可以推测出光入水后的偏折方向，接下来再让学生猜想并画折射光线，应该不是难事了，所以对课堂学生的反应信心满满，充满期待。

2.课堂实施效果：意料之外，大失所望

课堂实施中，当学生观察到水中筷子“弯折”现象时，都很感兴趣，于是自然引出问题：光从空气斜射入水中时，将怎样传播呢？教学进程似乎尽在掌控之中。但是，在学生完成纸杯实验时，由于没有提供固定激光手电的支架，要求学生手握纸杯不动，将激光手电靠在纸杯沿上，保持激光束方向不变，另一名学生往纸杯中缓慢加水，同时观察杯外壁光斑位置的变化。这一实验操作比较困难，而且要求两名学生默契配合，才能观察到明显的实验现象。事实上，许多学生没能明了实验操作办法，甚至操作不当或错误，所以我只能请成功观察到“光斑向下移动”的几个小组向全班作了交流。

接着就到了第三步画图的环节，我特意请了一位优秀学生上黑板画出她的猜想，但让我始料不及，大跌眼镜的是，她画的竟然和正确答案完全相反，折射光线远离法线向水面上方偏折了（如图5），那一刻我真不敢相信自己的眼睛，连优秀生都没能达到教学预设的效果，感觉自己的教学设计完全失败了……

二、深刻反思：学生错误的背后隐藏着什么

1.课后反思：课堂失败，原来事出有因

课后反思本课，按照备课时的设想：有了筷子“弯折”这第一个事实为依据，学生已经不可能猜想光从空气斜射入水中时仍沿直线传播了，再有激光纸杯实验为脚手架，学生应该很容易想到，光从空气斜射入水中时将靠近法线偏折，然后只需进一步实验验证，即可得出光从空气斜射入水中的折射结论，教学似乎顺理成章。但教后反思，这一设计看似思维顺畅，其实只是教师一厢情愿的设想。学生经历第一个体验活动，看到水中筷子发生“弯折”的现象，只能得出光从空气斜射入水中时将不再沿原来的直线传播；第二个探究实验由于没有固定激光笔，实验操作难度较大，学生不易观察到清晰的现象，而且就算看到纸杯壁上的光斑在加水后向下移，要得出光线斜射入水中的偏折情况，仍需较为复杂的思维过程，因为整个光路并不可见。

事实证明，初中学生正处在由感性思维向理性思维发展的关键时段，且以感性思维为主，对直观性强的所见所闻比较敏感，他们尚未形成复杂的理性思维能力。因此，当学生由第一次体验中看到筷子“向上弯折”这一事实时，对他们产生了很强刺激，他们由筷子“向上弯折”直接认为光线也是向上偏折的。如果没有纸杯实验的细心观察，认真思考，学生根本不会，也不可能想到我们看到水中的筷子时，光线是由水射向空气的，而现在是研究光从空气斜射向水，两者刚好完全相反。因此，从这一点上来说，本课在学生刚接触“光的折射”时，就安排“筷子弯折”现象作为猜想光从空气斜射入水中时偏折情况的依据，并不是最合适，因为“筷子弯折”产生的原因是光从水中斜射入空气中时发生偏折，其偏折情况和我们刚开始研究的空气到水中正好相反。从学生思维发展和教学逻辑角度来说，课堂失败事出有因。

2.改进优化：顺势而为，营造思维冲突

在对本课进行重新分析，尤其是对学生思维的起点和思维发展过程进行重点研究后，笔者又进行了课堂重构。鉴于水中筷子“向上弯折”的现象非常明显直观，观察活动用时很少，引入直截了当，所以仍然用了这个体验活动，但对后续教学作了整体的安排和调整。

一是创设问题情境，营造思维冲突。在观察到水中筷子“向上弯折”的现象后，教师提出问题：光从空气斜射入水中时，将怎样传播？并让学生分组讨论，学生讨论后基本都会认为，光从空气斜射入水中时将像水中筷子一样向水面上偏折。接着，教师将原来的“观察纸杯壁上光斑移动”的实验改成演示实验，用大纸桶，激光手电固定在铁架台上，这样一来，演示的效果非常好，全班学生都清晰地观察到纸桶中加水后，光斑向下移动了。此时，教师再问学生：光从空气斜射入水中时，将怎样传播？这时，学生观察到两个现象，产生了强烈的思维冲突，迫切地想知道为什么水中筷子“向上弯折”，而水中光斑会向下偏折？光从空气斜射入水中时，究竟会怎样传播？二是开发创新实验，清晰展示光路。在学生产生强烈的思维冲突后，教师引入效果震憾的创新实验，让学生亲晰地观察到整个光路。这里采用了二点创新，首先是用大功率绿激光手电清晰地展示水中的光路，其次是用喷水壶制造水雾，水雾所到之处，空气中的光路一清二楚，效果震憾，学生情不自禁地欢呼起来。清晰地光路用事实给出了答案，解决了前面的问题。但在学生心中还有一个问题迫切地想知道答案：为什么我们会观察到水中筷子“向上弯折”？正是在这样的思维冲突和强烈欲望下，我们的物理课堂象磁铁一样牢牢地吸引着学生，引领他们去探究、思考，不断解开心中的疑惑。

三、深入研究：教学应更关注学生的思维活动

1.思维起点：教学活动的起始和依据

实践经验告诉我们，教学应更关注以生为本，更关注学生的思维活动。奥苏贝尔曾经说过：“如果我不得不把教育心理学的所有内容简约成一条原理的话，我会说：影响学习的最重要因素是学生已知的内容。弄清了这一点后，进行相应的教学。”具体在教学中，我们应该研究学生的思维起点，并以此作为教学活动的起始和依据。

例如：在初三物理电学中，学完“电流”一节后，学生第一次遇到如图6所示的习题时总是要出错：原来S1、S2两开关均闭合，当S2断开时，问两电流表示数如何变化？绝大多数学生会认为，A2示数将不变，A1示数将增大。一开始并不以为意，后来发现大量同学都错，问他们是怎么考虑的，学生普遍认为：当断开S2时，干路中的电流是恒定不变的，当一条支路断开时，另一支路中电流将增大。这才知道，原来学生认为电源流出的电流始终是恒定的，这一思维完全出乎教师的意料之外。再进一步深究，为什么许多学生都会有这种错误的想法呢？我们的教学中有没有什么问题呢？追溯后发现：原来我们大部分教师在电流概念引入教学时，都采用了教材上将电流类比作水流的办法：干路比作河流的干流，支路比为支流。而河流中干流的水量是相对一定的，如果一条支流堵住无水，其它支流的水量将增加，这就是学生“恒流说”的来源。由此发现，学生错误的源头还在我们教师的教学上，只有找到学生思维的起点，教学才有了原点和支撑。

2.思维冲突：破旧立新的自主性建构

许多展示的公开课上，我们常常看到教师煞费苦心，预先破解了一个个教学难点，为学生的理解铺平了道路。课堂上，师生你问我答，顺风顺水，一路表演到下课。这样“过分顺利”的课堂其实少了许多思维训练和思维的深度，也少了深刻的内涵。学生的自主建构需要一个破旧立新的过程，尤其在我们物理概念的建构中，许多时候要破除学生错误的前概念，就必须要有一个强烈的思维冲突。因此，课堂需要产生思维的冲突和思想的碰撞，这是学生思维发展的必经环节。

3.思维呈现：学生主体的保障和落实

课堂需要有精彩的高潮，但同样也该有一定的留白。课堂要留给学生沉思和讨论的时空，课堂还应设计各种环节和方式，让学生的思维得以呈现，这是保障落实学生主体地位的客观需要。研究学生，是教师进行教学研究的永恒话题，而学生的思维，更是我们进行教学设计时值得重点关注和分析的内容。教学设计，应该从研究学生的思维起点出发。