教學設計：從學生的思維起點出發

盛建國

摘 要：生本理念下的教學設計應從關注學生思維出發，從研究學生的思維起點入手，創設情境營造思維沖突，創造條件實現思維呈現，促進學生的思維發展。

關鍵詞：教學設計；思維起點；學生思維

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）17-043-2

在教學中我們經常遇到這樣的情況：教師課前認真備了課，也做了精心預設，滿以為課堂會思維流暢，實現預期精彩呈現，但實際教學效果卻讓人大失所望，學生對教師預設的教學情境可能反應平淡，甚至有時走向了預期結果的反面，讓教師始料未及，不知所措。下面是一節八年級物理課“光的折射”的教學案例：

一、意料之外：優秀學生為什么也會畫錯

1.課前教學預設：思維順暢，信心滿滿

筆者在某次執教“光的折射”時，課前認真設計后，決定這樣實施教學：

[1體驗] 根據事實，提出問題。指導學生將筷子斜插入水中，請學生觀察后說出在水面斜上方觀察筷子時看到的現象。學生都看到筷子似乎在水面處折斷了，水下部分向上彎折（如圖1），以此激發學生的好奇心，并適時提出三個循序漸進的思考問題：

（1）光在均勻的空氣中是怎樣傳播的？

（2）你認為光從空氣斜射入水中時，是否仍然沿直線傳播？

（3）如果不是，你覺得光將會怎樣傳播呢？

[2探究] 提供支架，輔助猜想。為了讓學生對光從空氣斜射入水中的傳播有進一步了解，為科學猜想提供一些依據和幫助，我接下來又讓同學二人一組做了下面的探究小實驗：

取一個空一次性紙杯，用激光手電從上方斜著射向紙杯內，并在紙杯外壁上光斑處標記為A點（如圖2）；接著，一位同學保持激光束方向不變，另一位同學慢慢往紙杯中加水，同時觀察紙杯外壁上光斑位置的變化情況。發現加水后，紙杯外壁A處的光斑位置向下移了（如圖3）。

[3作圖] 根據猜想，試畫光路。請學生根據猜想試畫光從空氣斜射入水中時的傳播方向（如圖4）。

在教學預設中，筆者認為學生觀察到斜插入水中的筷子在水面處好象“彎折了”的事實，應該知道：光從空氣斜射入水中時將不再沿直線傳播。接著，再觀察到激光束斜射入水中后，紙杯外壁上的光斑位置向下移，雖然學生看不到具體的光路，也可以推測出光入水后的偏折方向，接下來再讓學生猜想并畫折射光線，應該不是難事了，所以對課堂學生的反應信心滿滿，充滿期待。

2.課堂實施效果：意料之外，大失所望

課堂實施中，當學生觀察到水中筷子“彎折”現象時，都很感興趣，于是自然引出問題：光從空氣斜射入水中時，將怎樣傳播呢？教學進程似乎盡在掌控之中。但是，在學生完成紙杯實驗時，由于沒有提供固定激光手電的支架，要求學生手握紙杯不動，將激光手電靠在紙杯沿上，保持激光束方向不變，另一名學生往紙杯中緩慢加水，同時觀察杯外壁光斑位置的變化。這一實驗操作比較困難，而且要求兩名學生默契配合，才能觀察到明顯的實驗現象。事實上，許多學生沒能明了實驗操作辦法，甚至操作不當或錯誤，所以我只能請成功觀察到“光斑向下移動”的幾個小組向全班作了交流。

接著就到了第三步畫圖的環節，我特意請了一位優秀學生上黑板畫出她的猜想，但讓我始料不及，大跌眼鏡的是，她畫的竟然和正確答案完全相反，折射光線遠離法線向水面上方偏折了（如圖5），那一刻我真不敢相信自己的眼睛，連優秀生都沒能達到教學預設的效果，感覺自己的教學設計完全失敗了……

二、深刻反思：學生錯誤的背后隱藏著什么

1.課后反思：課堂失敗，原來事出有因

課后反思本課，按照備課時的設想：有了筷子“彎折”這第一個事實為依據，學生已經不可能猜想光從空氣斜射入水中時仍沿直線傳播了，再有激光紙杯實驗為腳手架，學生應該很容易想到，光從空氣斜射入水中時將靠近法線偏折，然后只需進一步實驗驗證，即可得出光從空氣斜射入水中的折射結論，教學似乎順理成章。但教后反思，這一設計看似思維順暢，其實只是教師一廂情愿的設想。學生經歷第一個體驗活動，看到水中筷子發生“彎折”的現象，只能得出光從空氣斜射入水中時將不再沿原來的直線傳播；第二個探究實驗由于沒有固定激光筆，實驗操作難度較大，學生不易觀察到清晰的現象，而且就算看到紙杯壁上的光斑在加水后向下移，要得出光線斜射入水中的偏折情況，仍需較為復雜的思維過程，因為整個光路并不可見。

事實證明，初中學生正處在由感性思維向理性思維發展的關鍵時段，且以感性思維為主，對直觀性強的所見所聞比較敏感，他們尚未形成復雜的理性思維能力。因此，當學生由第一次體驗中看到筷子“向上彎折”這一事實時，對他們產生了很強刺激，他們由筷子“向上彎折”直接認為光線也是向上偏折的。如果沒有紙杯實驗的細心觀察，認真思考，學生根本不會，也不可能想到我們看到水中的筷子時，光線是由水射向空氣的，而現在是研究光從空氣斜射向水，兩者剛好完全相反。因此，從這一點上來說，本課在學生剛接觸“光的折射”時，就安排“筷子彎折”現象作為猜想光從空氣斜射入水中時偏折情況的依據，并不是最合適，因為“筷子彎折”產生的原因是光從水中斜射入空氣中時發生偏折，其偏折情況和我們剛開始研究的空氣到水中正好相反。從學生思維發展和教學邏輯角度來說，課堂失敗事出有因。

2.改進優化：順勢而為，營造思維沖突

在對本課進行重新分析，尤其是對學生思維的起點和思維發展過程進行重點研究后，筆者又進行了課堂重構。鑒于水中筷子“向上彎折”的現象非常明顯直觀，觀察活動用時很少，引入直截了當，所以仍然用了這個體驗活動，但對后續教學作了整體的安排和調整。

一是創設問題情境，營造思維沖突。在觀察到水中筷子“向上彎折”的現象后，教師提出問題：光從空氣斜射入水中時，將怎樣傳播？并讓學生分組討論，學生討論后基本都會認為，光從空氣斜射入水中時將像水中筷子一樣向水面上偏折。接著，教師將原來的“觀察紙杯壁上光斑移動”的實驗改成演示實驗，用大紙桶，激光手電固定在鐵架臺上，這樣一來，演示的效果非常好，全班學生都清晰地觀察到紙桶中加水后，光斑向下移動了。此時，教師再問學生：光從空氣斜射入水中時，將怎樣傳播？這時，學生觀察到兩個現象，產生了強烈的思維沖突，迫切地想知道為什么水中筷子“向上彎折”，而水中光斑會向下偏折？光從空氣斜射入水中時，究竟會怎樣傳播？二是開發創新實驗，清晰展示光路。在學生產生強烈的思維沖突后，教師引入效果震憾的創新實驗，讓學生親晰地觀察到整個光路。這里采用了二點創新，首先是用大功率綠激光手電清晰地展示水中的光路，其次是用噴水壺制造水霧，水霧所到之處，空氣中的光路一清二楚，效果震憾，學生情不自禁地歡呼起來。清晰地光路用事實給出了答案，解決了前面的問題。但在學生心中還有一個問題迫切地想知道答案：為什么我們會觀察到水中筷子“向上彎折”？正是在這樣的思維沖突和強烈欲望下，我們的物理課堂象磁鐵一樣牢牢地吸引著學生，引領他們去探究、思考，不斷解開心中的疑惑。

三、深入研究：教學應更關注學生的思維活動

1.思維起點：教學活動的起始和依據

實踐經驗告訴我們，教學應更關注以生為本，更關注學生的思維活動。奧蘇貝爾曾經說過：“如果我不得不把教育心理學的所有內容簡約成一條原理的話，我會說：影響學習的最重要因素是學生已知的內容。弄清了這一點后，進行相應的教學。”具體在教學中，我們應該研究學生的思維起點，并以此作為教學活動的起始和依據。

例如：在初三物理電學中，學完“電流”一節后，學生第一次遇到如圖6所示的習題時總是要出錯：原來S1、S2兩開關均閉合，當S2斷開時，問兩電流表示數如何變化？絕大多數學生會認為，A2示數將不變，A1示數將增大。一開始并不以為意，后來發現大量同學都錯，問他們是怎么考慮的，學生普遍認為：當斷開S2時，干路中的電流是恒定不變的，當一條支路斷開時，另一支路中電流將增大。這才知道，原來學生認為電源流出的電流始終是恒定的，這一思維完全出乎教師的意料之外。再進一步深究，為什么許多學生都會有這種錯誤的想法呢？我們的教學中有沒有什么問題呢？追溯后發現：原來我們大部分教師在電流概念引入教學時，都采用了教材上將電流類比作水流的辦法：干路比作河流的干流，支路比為支流。而河流中干流的水量是相對一定的，如果一條支流堵住無水，其它支流的水量將增加，這就是學生“恒流說”的來源。由此發現，學生錯誤的源頭還在我們教師的教學上，只有找到學生思維的起點，教學才有了原點和支撐。

2.思維沖突：破舊立新的自主性建構

許多展示的公開課上，我們常常看到教師煞費苦心，預先破解了一個個教學難點，為學生的理解鋪平了道路。課堂上，師生你問我答，順風順水，一路表演到下課。這樣“過分順利”的課堂其實少了許多思維訓練和思維的深度，也少了深刻的內涵。學生的自主建構需要一個破舊立新的過程，尤其在我們物理概念的建構中，許多時候要破除學生錯誤的前概念，就必須要有一個強烈的思維沖突。因此，課堂需要產生思維的沖突和思想的碰撞，這是學生思維發展的必經環節。

3.思維呈現：學生主體的保障和落實

課堂需要有精彩的高潮，但同樣也該有一定的留白。課堂要留給學生沉思和討論的時空，課堂還應設計各種環節和方式，讓學生的思維得以呈現，這是保障落實學生主體地位的客觀需要。研究學生，是教師進行教學研究的永恒話題，而學生的思維，更是我們進行教學設計時值得重點關注和分析的內容。教學設計，應該從研究學生的思維起點出發。