教学设计:从学生的思维起点出发

2016-12-17 18:28盛建国
关键词:学生思维教学设计

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。

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