基于思維型課堂教學理論的“物體的浮沉條件及應用”教學設計

郎 和 孟菲菲

(西北師范大學教育學院 甘肅 蘭州 730070)

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基于思維型課堂教學理論的“物體的浮沉條件及應用”教學設計

郎 和 孟菲菲

(西北師范大學教育學院 甘肅 蘭州 730070)

本文以思維型課堂教學理論為依據，遵循思維互動的核心思想，探討了以激發學生思維的積極主動性、發揮思維的效能、提高課堂教學的效果為目的初中物理課堂教學設計程序，并將其應用于人教版初中物理“物體的浮沉條件及應用”的教學設計中．

思維型課堂 思維互動 浮沉條件及應用

培養學生的思維能力是初中物理教學的一個重要方面，在初中物理教學中如何有效地培養學生的思維能力，很多教師都進行了不同的探索．林崇德與胡衛平教授指出思維是智力和能力的核心，思維活動是課堂教學中師生的核心活動，并以林崇德教授的“三棱結構”思維模型為理論依據，二人提出了思維型課堂教學理論．經過三十幾年的中小學教學實踐，證明該理論可以有效提高課堂教學質量．如何將該理論應用到初中物理課堂教學中培養學生的思維能力，提高課堂教學的效果呢？本文設計了基于該理論的教學程序，并應用于“物體的浮沉條件及應用”的教學．

1 思維型課堂教學理論

基于“三棱結構”思維模型，思維型課堂教學理論包括4個基本原理：認知沖突、自主建構、自我監控和應用遷移；依據“課堂教學中師生的核心活動是思維”以及“思維結構的構成要素及其影響因素”[1]，該理論中提出7個課堂基本要求：明確課堂教學目標、突出知識形成過程、聯系已有知識經驗、重視非智力因素培養、訓練思維品質以提高智力能力、創設良好教學情境、分層教學因材施教．同時，該理論還倡導師生的課堂互動，強調了在教學活動中“雙主體”的師生關系的重要性，突出了課堂教學中的核心是教師和學生積極思維．

2 基于思維型課堂教學理論的教學設計程序

以4個基本原理為指導，以思維互動為核心思想，在遵循7個基本要求的基礎上，設計的教學程序如圖1所示．

圖1 基于思維型課堂教學理論的教學設計程序

“創設情境”基于“認知沖突”原理提出，它遵循“明確課堂教學目標”與“聯系已有知識經驗”的要求．即教師在明確教學目標的基礎上，聯系學生的已有知識經驗創設情境．

“提出問題”、“整理問題”均基于“自主建構”原理提出，二者都遵循“明確課堂教學目標”的要求．即由學生自主提出問題，初步明確教學目標后，教師謹記教學目標的基礎上引導學生整理問題，使學生進一步明確教學目標．

“探究解疑”基于“自主建構”原理提出，它遵循“分層教學因材施教”與“訓練思維品質以提高智力能力”的要求．

“交流反思”基于“自主建構”與“自我監控”原理提出，它遵循“訓練思維品質以提高智力能力”的要求．

“遷移應用”基于“自主建構”與“應用遷移”原理提出，它遵循“訓練思維品質以提高智力能力”的要求．

從“提出問題”到“遷移應用”這5個教學程序沿著“為什么引出這一概念和規律，怎樣得出這個概念和規律，以及它的應用”這樣的主線來設計，整個過程教師為主導、學生為主體，體現了“突出知識形成過程”以及學生“聯系已有知識經驗”的要求．

“共建框架”是教師引導學生共同將本節課的內容與已有相關知識建立知識框架，體現了學生“聯系已有知識經驗”的要求．

整個教學程序要求教師給學生營造一個平等的、生動活潑的、相互接納的氛圍，只有這樣學生才能積極主動地去思維、去建構，非智力因素才能得以培養，即“良好教學情境的創設”與“重視非智力因素培養”是貫穿于整個程序的要求，并且“重視非智力因素培養”依賴于“良好教學情境的創設”．

3 “物體的浮沉條件及應用”教學設計

本節內容包括2個知識點：一是物體的浮沉條件，二是浮沉條件的應用．該內容是對浮力概念和阿基米德原理的進一步學習，與前兩節內容構成完整的浮力知識體系，并與二力平衡、運動與力的關系等知識緊密聯系，是前面所學力學知識的綜合應用，因此需要較強的思維能力，同時也是一節能夠很好地訓練學生思維能力的教學內容．

3.1 創設情境

課前準備：教師事先準備一杯清水和3個乒乓球，其中乒乓球A不做處理，乒乓球B用注射器注入鹽水，乒乓球C注入清水．進入教室前把3個乒乓球放入盒子里并用毛巾遮住，目的是讓學生以為課堂的3個演示中用的同一個乒乓球．

課堂演示1：教師首先拿出乒乓球B，讓學生猜想將它放入水中由靜止釋放(如課堂演示1圖所示)后會怎樣運動？學生根據生活經驗，認為球會漂浮在水面上．然后教師進行演示，實驗顯示其沉到水底，從而引發學生的第一次認知沖突．

課堂演示2：在學生驚嘆之際，教師假裝用遮乒乓球的毛巾擦球B，趁機將其換為球C，讓學生猜想：將球C放入水中(如課堂演示2圖所示)，會怎樣運動？學生根據演示1的現象，可能有點不知所措，但教師依然要讓學生猜想后再進行演示，實驗顯示球C懸浮在水中，從而引發學生的第二次認知沖突．

課堂演示3：教師再次假裝擦球C，趁機將其換為球A，同樣讓學生猜想：將球A放入水中(如課堂演示3圖所示)，會怎樣運動？學生根據演示1和2的現象，已經不敢猜想球會漂浮在水面上．隨后教師進行演示，演示結果球A漂浮在水面上，從而引發學生的第三次認知沖突，將課堂氣氛推向高潮．

圖2 課堂演示

說明:認知沖突是促進學生積極思維和主動學習的動力．因此，按照“明確課堂教學目標”和“聯系已有知識經驗”這兩個要求，教師在明確教學目標的基礎上，根據學生的認知特點和已有知識經驗，選取能夠把學生的思維聚焦到教學目標上的實例，呈現出讓學生驚嘆、感覺“不可思議”的情境，增強參與欲望，激發解決“為什么”的動機．

3.2 提出問題

由上述演示學生已經產生疑問：為什么同一個乒乓球會出現一會兒下沉、一會兒飄在水面上、一會兒又靜止在水中？老師是如何使平時飄在水面上的乒乓球靜止在水中、沉到水底的？然后，教師引導學生：“通過觀察演示實驗，大家有什么疑問嗎？想要解決哪些問題呢？大膽地提出來，我們一起探討．”

說明：只要教學情境創設的恰當，當學生與原認知發生沖突時，一般情況下學生的疑問會和教學內容緊密聯系．這樣做的目的是讓學生感覺到自己在課堂上有充分的主動權、發言權，并且初步意識到本節課的學習目標，體現了學生“明確課堂教學目標”的要求，能更大程度上激發學生思維的積極性和主動性．

3.3 整理問題

在教師的引導下，學生想要解決的問題可以歸納如下(歸納前，結合演示中乒乓球的不同狀態，給學生講清楚下沉、懸浮、上浮、漂浮等概念)：

(1)物體的浮沉條件是什么？

(2)如何使漂浮的物體下沉？

(3)如何使下沉的物體上??？

說明：教師結合教學目標，按照一定的邏輯體系，歸納概括學生提出的問題，意在使學生對學習目標更加清晰、明確，體現了師生“明確課堂教學目標”的要求．

3.4 探究解疑

首先,教師可以由表及里沿著這樣的思路引導學生：懸浮、下沉、上浮的運動狀態分析→受力情況分析→浮力和重力的關系→液體和物體的密度關系，并呈現如表1所示板書．然后進行學生實驗：先將預先準備好的雞蛋、橡皮泥、小空瓶等分別放入盛水的燒杯中，觀察并記錄它們的浮沉情況，再逐一改變它們的浮沉狀態．實驗中教師要利用好橡皮泥，讓學生意識到并不是只要物體的密度比液體的大，物體就一定會下沉，同時也為后面分析輪船做準備．最后讓學生總結如何改變物體的浮沉狀態，并引導學生揭秘課堂開始時的小魔術．

表1 板書

說明:本環節中，相關的概念、規律、定理等，都由學生探討后自己總結得出，然后教師再對學生的回答進行指導、對知識的關鍵部分進行強調．這樣使學生結合自己的知識經驗背景，主動地給物理知識賦予意義，同時營造了一個輕松愉悅的、探索物理的通道，學生不僅與經典的、權威的、界定的知識有了更深層次的溝通，而且有利于增強學習物理的信心、興趣，促進學生積極主動的思維，是“重視非智力因素培養”的要求．在這個過程中，學生表述不同的思路、共同參與知識的建構，從不同的角度、不同的方面去思考問題，用不同的知識、不同的方法去解決問題，有利于培養思維的靈活性，這體現了“訓練思維品質”的要求．教師無論是對小組內進行指導還是請學生個體發言，針對不同層次的學生要用不同的方法，這體現了“分層教學因材施教”的要求．

3.5 交流反思

教師指導小組內對以下3個問題進行討論：

(1)對開始提出的問題還存在哪些疑惑？

(2)研究物體的浮沉條件時，探究的思路是怎樣的？

(3)對物體浮沉條件的實驗探究還能怎樣設計？

然后以小組為單位發言，鼓勵其他小組補充或發表不同的見解．

說明：本環節是對學生經過“探究解疑”而初步建構起來的認知的完善和鞏固，是知識建構過程中的進一步升華．在這個過程中，教師引導學生對學習過程、學習方法、思維方式等進行反思和總結，進而加深對知識和方法的理解，形成自己的認知策略，完善自己的認知結構；學生把握事物的本質和規律，開展系統的、全面的思維活動，深入地、邏輯清晰地思考問題．因此，有利于培養思維的批判性和深刻性，提高思維的自我監控能力，這體現了“訓練思維品質”的要求．

3.6 遷移應用

教師請同學列舉生活中浮沉條件的運用并指導分析其中蘊含的浮力知識,學生可能會想到潛水艇、輪船、熱氣球等生活中常見的．然后教師播放沉船事件的相關視頻，讓學生觀看后課后查閱“沉船打撈法”在我國古代和現今的運用(如：懷丙打撈鐵牛、打撈中山艦、東方之星沉船事件)．

說明：思維的發展是在掌握和運用知識的過程中逐步完成的，知識的應用和遷移，是檢驗知識掌握情況的主要標志，也是加深理解的重要環節，學生把握事物本質去正確解決問題，體現了“訓練思維品質”的要求．本環節重點是讓學生分析潛水艇、輪船的浮沉原理，課后查閱古代和現今浮沉條件的運用有助于學生加深知識理解的同時培養民族自豪感，體現了“重視非智力因素培養”的要求．

3.7 共建框架

教師引導學生，共同建構本節知識的完整框架，如圖3所示.

圖3 物體的浮沉條件及應用知識框架

說明：本環節教師引導學生共同將本節課的內容與已有相關知識建立知識框架，體現了學生“聯系已有知識經驗”的要求，這樣不僅有助于學生對以往知識的鞏固，而且對知識間的內在的聯系會有更深層次的理解．

4 小結

依據思維型課堂教學理論的基本原理和要求，設計了思維型課堂教學程序，并將其應用于“物體的浮沉條件及應用”教學中，從學生主動參與、積極思考的狀態，以及“遷移應用”中的反饋，可以看出教學目標得到了很好的落實，激發了學生的思維．

實踐表明該程序在初中物理的教學中具有可操作性，應注意：“創設情境”是關鍵，它關系到能否把學生的思維聚焦到教學目標上，情境的創設要緊扣教學目標并能引起認知沖突；“探究解疑”、“交流反思”是中心，是教師主導性、學生主體性充分發揮的主要環節，也是培養學生思維能力的最佳環節；“遷移應用”、“共建框架”是升華，是學生加深理解的重要環節，需要教師關注生活、社會，恰當引入、靈活應用．

1 林崇德，胡衛平.思維型課堂教學的理論與實踐.北京師范大學學報(社會科學版)，2010(1):29～36

2 李慶安,吳國宏.聚焦思維結構的智力理論——林崇德的智力理論述評.心理科學，2006,29(1)：216～220

3 人民教育出版社,課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心.義務教育教科書物理八年級下冊.北京：人民教育出版社, 2010

4 閆金鐸.義務教育教科書物理教師教學用書八年級下冊(第2版).北京：北京師范大學出版社,2014

2015-12-31)