“三點(diǎn)一線”與探究教學(xué)的有效性＊

汪 明

（常州市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué) 江蘇 常州 213000）

一堂課怎樣才能行云流水、意味深長呢？為此筆者構(gòu)建出“三點(diǎn)一線”為基礎(chǔ)的探究教學(xué)，并以“牛頓第二定律”教學(xué)為例，為提升物理探究課堂的有效性做出初步探索.

1 “三點(diǎn)一線”課堂教學(xué)內(nèi)涵

“三點(diǎn)一線”教學(xué)認(rèn)為，一是研究課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，即上課伊始就要占據(jù)學(xué)生情感思維的制高點(diǎn)；二是研究課堂教學(xué)的著力點(diǎn)，即課堂中需掀起爆發(fā)學(xué)生思維潛能的沖擊波；三是研究課堂教學(xué)歸宿點(diǎn)，即結(jié)課時(shí)具有言盡旨遠(yuǎn)的教學(xué)穿透力.課堂教學(xué)應(yīng)以“體驗(yàn)感知—問題猜想—理論演繹—實(shí)踐檢驗(yàn)—反饋評(píng)價(jià)”為主線組織，重視學(xué)生心理認(rèn)知發(fā)展，側(cè)重發(fā)揮學(xué)生主體作用，從而讓學(xué)生體驗(yàn)物理概念和規(guī)律的形成過程，領(lǐng)悟物理思維方式對(duì)科學(xué)世界觀形成的重要意義與無窮魅力.

“三點(diǎn)一線”教學(xué)實(shí)踐源于前蘇聯(lián)教育學(xué)家維果斯基的“最近發(fā)展區(qū)”理論.維果斯基認(rèn)為：在兒童的發(fā)展中，其實(shí)一直有兩種發(fā)展水平，一種是現(xiàn)實(shí)發(fā)展水平，是呈現(xiàn)出來的顯見的發(fā)展水平；一種是可能發(fā)展水平，在這種水平之間有一個(gè)區(qū)域，即“最近發(fā)展區(qū)”.如果給予適當(dāng)?shù)慕逃龑?dǎo)，那么，“最近發(fā)展區(qū)”就會(huì)變成“現(xiàn)實(shí)發(fā)展區(qū)”，可能發(fā)展水平就會(huì)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)發(fā)展水平.［1］實(shí)際上，物理課堂知識(shí)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為線性發(fā)展關(guān)系，而學(xué)生發(fā)展?fàn)顟B(tài)則是呈現(xiàn)非線性、偶然性和復(fù)雜性，教師在課堂教學(xué)中如何解決教學(xué)預(yù)設(shè)的有限性與生成的無限性之間的矛盾與統(tǒng)一關(guān)系，則直接表現(xiàn)為教師的教育智慧.因此，“三點(diǎn)一線”教學(xué)法強(qiáng)調(diào)，在課堂教學(xué)中應(yīng)同時(shí)考慮教材設(shè)計(jì)起點(diǎn)和學(xué)生的發(fā)展?fàn)顟B(tài)兩個(gè)方面，并從學(xué)生的現(xiàn)實(shí)狀態(tài)與潛在狀態(tài)兩個(gè)維度組織教學(xué).教學(xué)設(shè)計(jì)如果不能從學(xué)生的實(shí)際狀態(tài)出發(fā)，很難讓學(xué)生真正地情感參與，從而無法保證教學(xué)的有效性.但教學(xué)如果只關(guān)注學(xué)生已經(jīng)表現(xiàn)出來的和達(dá)到的現(xiàn)實(shí)水平，而忽略學(xué)生的潛在發(fā)展可能，則很難提升學(xué)生的積極情感思維，無法促進(jìn)學(xué)生多種潛力的發(fā)展.

其次，從認(rèn)識(shí)論觀點(diǎn)上看，教材的安排是以一節(jié)節(jié)課為主要構(gòu)成；在編排教材時(shí)將整體知識(shí)分解成一個(gè)個(gè)由易到難、循序漸進(jìn)的知識(shí)點(diǎn)，從而將原本有機(jī)關(guān)聯(lián)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，人為地分為以“點(diǎn)”為單位的符號(hào)系統(tǒng).如果僅依照教材設(shè)計(jì)出發(fā)而忽視對(duì)學(xué)生主體性的認(rèn)識(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致教師的教學(xué)設(shè)計(jì)局限在“知識(shí)點(diǎn)”的思考上，而忽視對(duì)教材內(nèi)容的關(guān)聯(lián)性整合處理，無法引導(dǎo)學(xué)生向整體性、縱深處思考，進(jìn)而削減知識(shí)本身對(duì)學(xué)生多方面發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的力度.“三點(diǎn)一線”合理地吸收了建構(gòu)主義教學(xué)觀，強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)應(yīng)從學(xué)生經(jīng)驗(yàn)與情感出發(fā)，并通過擴(kuò)展學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)、豐富學(xué)生學(xué)習(xí)情感的方式來學(xué)習(xí)人類文化知識(shí)，并最終走向?qū)茖W(xué)知識(shí)的系統(tǒng)掌握.事實(shí)上，學(xué)生是以完整的生命個(gè)體狀態(tài)存在于課堂生活中，他們不僅是教學(xué)的對(duì)象，學(xué)習(xí)的主體，而且是教育的資源，是課堂教學(xué)的共同創(chuàng)造者.因此，教師在進(jìn)行課堂教學(xué)組織時(shí)，要樹立知識(shí)與情感相交融的生態(tài)意識(shí).

2 “三點(diǎn)一線”課堂教學(xué)案例分析

2.1 課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)須令人怦然心動(dòng)

清朝李漁在《閑情偶寄》中說：“開卷之初，當(dāng)以奇句奪目，使之一見而驚，不敢棄去.”一語道出課堂教學(xué)起點(diǎn)的重要性.一位國內(nèi)知名的教育家提出：“學(xué)科、書本知識(shí)在課堂教學(xué)中是‘育人’的資源與手段，要服務(wù)于‘育人’這一根本目的.”［2］具體說來，教師在設(shè)計(jì)起點(diǎn)教學(xué)時(shí)要善于突破認(rèn)識(shí)論的框架，不僅僅從知識(shí)的層面理解與把握教材，而要從育人價(jià)值的高度，充分挖掘文本內(nèi)容中所蘊(yùn)含的科學(xué)方法和科學(xué)精神.因此，對(duì)于課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，教師要充分考慮學(xué)生的情感體驗(yàn)，正確理解學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和審美情趣，教學(xué)伊始時(shí)就要牢牢占據(jù)學(xué)生情感思維的制高點(diǎn).

在探究“牛頓第二定律”教學(xué)中，首先，展現(xiàn)生活情景，讓學(xué)生體驗(yàn)感知.

視頻展示一：一輛小汽車和滿載大貨車同時(shí)由靜止加速；

視頻展示二：一輛普通小汽車和方程式賽車（兩車質(zhì)量相近）同時(shí)由靜止加速.

問題1：想想看，加速度的大小可能與什么因素有關(guān)？

學(xué)生總結(jié)得出定性結(jié)論：質(zhì)量大，加速度??；力越大，加速度越大.

其次，讓學(xué)生回憶牛頓第一定律.提煉說明：一是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變是由其所受外力決定的，而不是其他因素；二是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變又與其自身質(zhì)量有關(guān)，而加速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢的基本物理量.

順勢(shì)確立問題2：如何定量探究加速度與外力、質(zhì)量的關(guān)系？

接著，從科學(xué)研究方法角度切入問題3：研究一個(gè)量與多個(gè)量之間關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用何種方法研究？以前遇到過這種方法嗎？

教師可根據(jù)學(xué)生的回答，點(diǎn)出控制變量法，自然地引出了探究課題.

再次，讓學(xué)生結(jié)合探究主題提出問題4：控制變量法的具體步驟？控制什么？研究什么？引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)具體探究方案.提示問題即需要測哪些物理量？需要用到什么器材？根據(jù)學(xué)生探究思維能力，小組討論、組織交流，最后匯總設(shè)計(jì)方案.

通過學(xué)生體驗(yàn)問題情境，緊密聯(lián)系學(xué)生的心理認(rèn)知能力，設(shè)計(jì)4個(gè)小問題，采用層層深入的方式，巧妙地消除學(xué)生對(duì)科學(xué)家及其從事的科學(xué)研究的神秘感，而且潤物無聲，讓學(xué)生在潛移默化中得以科學(xué)方法與科學(xué)精神的熏陶.

2.2 課堂教學(xué)的著力點(diǎn)須令人豁然開朗

維果斯基在論教學(xué)與發(fā)展的關(guān)系時(shí)指出：“教學(xué)是一種人為的發(fā)展，也就是說教學(xué)應(yīng)該在發(fā)展的前面引導(dǎo)著學(xué)生發(fā)展.教學(xué)在兒童發(fā)展中的決定作用表現(xiàn)在發(fā)展的方向、內(nèi)容、水平和智力活動(dòng)的特點(diǎn)以及發(fā)展的速度上，即教學(xué)創(chuàng)造著最近發(fā)展區(qū).”教學(xué)的交往本質(zhì)是在知識(shí)經(jīng)驗(yàn)存在著差異的人們之間進(jìn)行，即有某種知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的人與準(zhǔn)備學(xué)習(xí)此知識(shí)經(jīng)驗(yàn)人之間的交往.這就要求教師對(duì)課堂教學(xué)的著力點(diǎn)有深刻的認(rèn)識(shí)，即教師要善于選擇和拓展重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)和開展科學(xué)探究活動(dòng)，能不斷地在課堂中掀起激發(fā)學(xué)生思維潛能的沖擊波，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)具有個(gè)體意義的知識(shí)與技能，從而使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，更多地收獲科學(xué)探究態(tài)度和科學(xué)精神的情感體驗(yàn).因此，本節(jié)課中，教師努力讓自己成為學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的有力促進(jìn)者和合作者，以知識(shí)渴求者的面目和學(xué)生一起探索、討論、交流，以豐富的人生體驗(yàn)影響學(xué)生對(duì)知識(shí)的建構(gòu)，學(xué)生通過自主探索設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇四種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行協(xié)作交流.

【方案1】

實(shí)驗(yàn)器材：小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，一端帶有定滑輪的長木板，細(xì)線，砝碼，刻度尺，天平.（圖1）

圖1

步驟和原理：用天平測出小車的質(zhì)量m，把砝碼的總重力當(dāng)作小車受到的拉力F，從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上測出Δs，由Δs＝at2計(jì)算出小車的加速度a.

引申問題1：此方案需平衡摩擦力，能否在實(shí)驗(yàn)中克服這一難題？

【方案2】

實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌，滑塊，鉤碼.（圖2）

步驟和原理：同上略.

引申問題2：在方案一和方案二中，都使用了鉤碼或砂桶作為系統(tǒng)的牽引力，系統(tǒng)誤差不可避免.能否不使用鉤碼或砂桶作為系統(tǒng)的牽引力，進(jìn)一步減小這一系統(tǒng)誤差？

圖2

【方案3】

實(shí)驗(yàn)器材：氣墊導(dǎo)軌，滑塊，墊塊.（圖3）

圖3

步驟和原理：實(shí)驗(yàn)中使用墊塊墊高氣墊導(dǎo)軌，使其成為一小傾角的斜面.運(yùn)用滑塊M所受重力沿斜面方向分力F產(chǎn)生加速度（摩擦力可忽略），實(shí)驗(yàn)最后引導(dǎo)分析得出F與墊塊高度h成正比.

引申問題3：以上方案中，需要測量出a，F(xiàn)，M的具體數(shù)值.通過數(shù)據(jù)分析，從而探究加速度與外力和質(zhì)量的關(guān)系.能否通過比較法，探究它們之間的關(guān)系？

【方案4】

實(shí)驗(yàn)器材：兩輛質(zhì)量相同的小車，一端帶有定滑輪的長木板，鉤碼若干.（圖4）

圖4

步驟和原理：一是測出質(zhì)量相同的兩輛小車，在不同合外力作用下，相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移，看位移之比和合外力之比情況.二是兩車掛相同質(zhì)量的鉤碼，相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移，看位移之比和質(zhì)量之比情況.

引申問題4：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舍棄了以往測量加速度具體數(shù)值的方法（這一方法仍然可用），進(jìn)而探究加速度與其他量之間的比例關(guān)系，測量不同情況下物體加速度的比值，此種實(shí)驗(yàn)探究方法更加切合牛頓第二定律的本義.

以上4種方案既相互獨(dú)立，又層層遞進(jìn)，邏輯思維逐漸深入.教師鼓勵(lì)各小組按照自己的方案進(jìn)行合作探究的同時(shí)，對(duì)小組出現(xiàn)的問題也及時(shí)反饋和認(rèn)真解答，并對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行必要的方法指導(dǎo)，使學(xué)生對(duì)牛頓第二定律的研究方式達(dá)到一種新的認(rèn)知平衡高度.所以，真正的學(xué)習(xí)從來就不只是純粹的知識(shí)增長，其主要意義是倡導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)建構(gòu)新的知識(shí)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展與進(jìn)步，取決于學(xué)生主體的課堂體驗(yàn)及其創(chuàng)造意識(shí).

2.3 課堂教學(xué)的歸宿點(diǎn)須令人怡然神往

任何教學(xué)內(nèi)容都有知識(shí)和價(jià)值兩個(gè)層面.在課堂交流反饋過程中，教師如能充分挖掘教材的思想內(nèi)涵，超越工具性，凸顯人文性，一定能培養(yǎng)學(xué)生的審美情趣，根植價(jià)值觀和倫理修養(yǎng)，讓學(xué)生真正做到“追求理性、熱愛科學(xué)”.因此，探尋課堂教學(xué)的歸宿點(diǎn)，讓課堂充滿生命的活力，成功的結(jié)課藝術(shù)必將令人意味深長.

本節(jié)課中，學(xué)生對(duì)加速度與力、加速度與質(zhì)量之間的定量關(guān)系進(jìn)行合理猜想和實(shí)驗(yàn)探究確實(shí)非常必要.如從養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)態(tài)度與科學(xué)方法角度來觀察，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理也是本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)之一.在反饋評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，教師可點(diǎn)撥學(xué)生，無論從減小實(shí)驗(yàn)誤差和直觀認(rèn)識(shí)角度，本實(shí)驗(yàn)都應(yīng)采用圖像法處理數(shù)據(jù).

圖5

其一，保證物體質(zhì)量一定，測量物體在不同外力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系.猜測a與F成正比，建立坐標(biāo)系，則各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)后應(yīng)在一條過原點(diǎn)的直線上.其二，保證物體所受外力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系.猜測a與m可能成反比，如圖5（a）所示.告知學(xué)生此種數(shù)據(jù)處理上有技巧手段.它等同于a與成正比.根據(jù)圖像是不是經(jīng)過原點(diǎn)的直線，則能判斷加速度a是否與質(zhì)量m成反比，如圖5（b）.還可向?qū)W生追問，如果猜測加速度與質(zhì)量二次方成反比呢？其三，在運(yùn)用比較法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)，數(shù)據(jù)處理則變?yōu)橐詾榭v坐標(biāo)，以分別為橫坐標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)描點(diǎn)并擬合曲線.讓學(xué)生領(lǐng)悟用不同方案、不同方法研究同一問題，殊途同歸，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與求異思維.由此，學(xué)生不僅獲得了處理問題與數(shù)據(jù)的能力，且還培養(yǎng)了其科學(xué)選擇實(shí)驗(yàn)方案等思維能力，達(dá)到了“課雖終，而趣未盡，思未止”的教學(xué)目的.顯然，這種處理方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維方式和心理態(tài)度都將產(chǎn)生深刻的影響.

3 對(duì)“三點(diǎn)一線”課堂的實(shí)踐反思

3.1 知識(shí)和技能是教學(xué)的基本內(nèi)核

知識(shí)與技能既是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)，也是課堂教學(xué)的歸宿點(diǎn).三維教學(xué)目標(biāo)是通過知識(shí)與技能載體來實(shí)現(xiàn)的.以本節(jié)課為例，通過知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，貫穿的科學(xué)思想是由經(jīng)驗(yàn)做出猜測，做實(shí)驗(yàn)為猜測提供新的、半定量的佐證.學(xué)生學(xué)習(xí)的不僅是知識(shí)內(nèi)容，鍛煉的也不僅是動(dòng)手能力，更重要的是如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如何提出問題，以及如何操作，如何進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如何分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等.心理學(xué)認(rèn)為學(xué)生通過對(duì)生活現(xiàn)象的觀察與感知，得到的僅僅是初步的、不全面的、不深刻的感性認(rèn)識(shí).只有通過問題驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行比較、分析、綜合、抽象、推理等思維探究過程，認(rèn)識(shí)和把握事物的本質(zhì)與規(guī)律，才能將感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí).

3.2 課堂教學(xué)過程是生命交往過程

教學(xué)過程是一種生命交往過程.布魯納認(rèn)為，發(fā)現(xiàn)是教育兒童的主要手段［3］.他強(qiáng)調(diào)，兒童應(yīng)該在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下按自己觀察事物的特殊方式表現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)特征.需要強(qiáng)調(diào)的是，本節(jié)課中不必期望實(shí)驗(yàn)獲得“a與F成正比，a與m成反比”的確切結(jié)果.實(shí)際上也沒必要存有這樣的期望，因?yàn)榭茖W(xué)定律本來就不是從有限的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接歸納出來.成功的教學(xué)必須誘發(fā)問題，只感到“聽得舒服，讀來都懂，做出都對(duì)”是不夠的；真正的收獲還應(yīng)該反映在有沒有產(chǎn)生新的問題.知識(shí)的增長必然孕育著新問題的產(chǎn)生.強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，真誠地同學(xué)生進(jìn)行對(duì)話交流，讓學(xué)生的知識(shí)發(fā)展與生命成長相契合，在他們的心靈中留下或產(chǎn)生一些新問題，準(zhǔn)備在今后的歲月里去尋求答案，這才是教育真正意義上的成功.

1 龐維國.自主學(xué)習(xí)：學(xué)與教的原理和策略.上海：華東師范大學(xué)出版社，2003

2 葉瀾.重建課堂教學(xué)的價(jià)值觀.教育研究，2002（5）

3 鐘啟泉，等.基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）解讀.上海：華東師范大學(xué)出版社，2001