優(yōu)化探究過程培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力的教學(xué)與思考

易 欣

(寧波市鎮(zhèn)海區(qū)蛟川書院 浙江 寧波 315201)

學(xué)習(xí)能力[1]，是指由學(xué)習(xí)動力，學(xué)習(xí)毅力直接驅(qū)動而產(chǎn)生的接受新知識、新信息并用所接受的知識和信息分析問題、認識問題、解決問題的智力，主要包括感知力、記憶力、思維力、想象力等．新課程實施以來，科學(xué)探究的觀念已經(jīng)深入人心，圍繞培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)習(xí)能力”的教學(xué)策略也越來越“給力”，課堂教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式都有了很大改觀．但同時也看到當(dāng)前探究課堂中，相當(dāng)部分“形式化”的探究“猜想”無法觸動學(xué)生的“感知力”，相當(dāng)部分忽視學(xué)生原有知識結(jié)構(gòu)的探究“分析”無法助推學(xué)生的“思維力”，相當(dāng)部分的觀賞型“成功論證”無法促進學(xué)生的“想象力、創(chuàng)造力”，相當(dāng)部分重復(fù)“板書”試的“總結(jié)交流”無法強化學(xué)生的“記憶力”，簡而言之，當(dāng)前僵化的“探究過程”蠶食著學(xué)生本來就脆弱的“學(xué)習(xí)能力”．

如何通過優(yōu)化問題探究各個環(huán)節(jié)有效培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力值得關(guān)注，下面以教學(xué)案例“電能的度量”(第一課時)的探究過程優(yōu)化過程為例來談一些做法和想法．

1 圍繞學(xué)習(xí)動機的“提出問題”

1.1 實踐 拓展開放問題空間

本課教學(xué)時天氣寒冷，筆者直接采用取暖器實物引入．“今天天氣寒冷，老師帶來一份禮物，給大家送來溫暖(展示電取暖器，接上電源，燈管發(fā)紅、發(fā)熱)．通電后，電流通過取暖器，這里的取暖器把電能轉(zhuǎn)化成了熱能．你還能舉出其他用電器，并說出電能通過那些電器時轉(zhuǎn)化成了什么其他形式的能嗎？”引導(dǎo)學(xué)生看頭頂?shù)碾姛?、電扇以及樓道外的充電中?yīng)急燈，讓學(xué)生交流、發(fā)言．

目標(biāo)問題：請大家談?wù)勀J為電流做功的大小與哪些因素有關(guān)呢？

1.2 思考 創(chuàng)設(shè)“有價值”的問題情境

問題情境不是追求簡單的“新”“奇”，那些都是表象，問題情境可貴之處在于它必須“有價值”．“有價值”有兩層意思：一是立足學(xué)生的學(xué)習(xí)動機而言，問題情境緊密聯(lián)系學(xué)生的生活實際或者是當(dāng)前學(xué)生甚為關(guān)切的事物，其中所蘊含的問題學(xué)生有強烈的探究欲望；二是立足學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)而言，問題情境中所提煉出來的問題或者問題方向能直指探究主題．問題情境必須聯(lián)系學(xué)生心理環(huán)境和認知水平，必須吸引學(xué)生眼球刺激學(xué)生興趣的同時，能夠激發(fā)學(xué)生大腦的問題意識，從而產(chǎn)生有探究空間的問題，強化學(xué)習(xí)動機、提供產(chǎn)生學(xué)習(xí)毅力載體的同時，直接驅(qū)動學(xué)習(xí)能力．

2 觸動學(xué)生“感知力”的“猜想假設(shè)”

2.1 實踐 層層遞進構(gòu)建“科學(xué)猜想”

具體的感知力包括：表情神態(tài)感知力、肢體語言感知力、說話語氣感知力、文字閱讀感知力、圖形圖像感知力、觸覺感知力、嗅覺感知力、味覺感知力、還有心靈溝通感知力．學(xué)生根據(jù)電流的相關(guān)概念，“直接猜想”電功可能和電壓、電流、電阻、時間有關(guān)．但，往往很大程度是“猜”，或者看教材“看來”的．教師可以通過層層遞進的引導(dǎo)幫助學(xué)生構(gòu)建“科學(xué)猜想”．

因為學(xué)生最初的“猜想”往往只是簡單的羅列相關(guān)概念，追問能不能舉出相關(guān)的實例來支持自己的猜想？(一般無法作答)引導(dǎo)：科學(xué)猜想不是胡思亂想，電流做功的概念比較抽象，有必要與類似形象的事物進行類比．學(xué)習(xí)電流時候把電流類比成水流，把電壓類比成水壓．如果把電流做功類比成水流做功，有必要先來看看影響水流做功的因素有哪些．引導(dǎo)：如圖1所示，水流對紙片的做功情況可通過紙片的運動觀察．相同時間內(nèi)，水流沖向紙片使紙片運動離開平衡位置越遠，則水流對紙片做功越多．

學(xué)生實驗一：當(dāng)用力壓針筒(使水壓增大)時，噴出的水流在相同時間內(nèi)使紙片運動越遠．類比猜想：電路中，當(dāng)其他條件不變時，電壓越大時，相同時間內(nèi)電流做功越多．

圖1 水噴紙片實驗

學(xué)生實驗二：取下針頭，用和剛才相同大小的力壓針筒，噴出的水柱變粗，相同的時間內(nèi)，水流沖向紙片使紙片運動離開平衡位置越遠．引導(dǎo)分析：取下針頭，橫截面積增大，通過某一橫截面積的水量多了．相同時間內(nèi)，水流做功更多．電路中，將水量視作電荷量，單位時間內(nèi)通過某一橫截面積的電荷量在電學(xué)中對應(yīng)的物理量是電流．類比猜想：電路中，當(dāng)其他條件不變時，電流越大，相同時間內(nèi)電流做功越多．

2.2 思考 夯實科學(xué)猜想方法

對事物的變化、發(fā)展進行合理、正確的猜測或提出假設(shè)，是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分．作為科學(xué)探究的核心要素之一，“猜想與假設(shè)”決定著探究的方向，是探究活動的前提．而實際教學(xué)過程中，在這一環(huán)節(jié)上教師“走過場”的現(xiàn)象比較普遍，甚至許多教師把它當(dāng)作可有可無的環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的提升．高質(zhì)量的猜想與假設(shè)必須同時具有三個基本特性：科學(xué)性、可驗證性、預(yù)測性[2]，初中生建構(gòu)科學(xué)猜想與假設(shè)的方法有類比法、歸納法、演繹法和模型法．

3 助推學(xué)生“思維力”的“方案設(shè)計”

3.1 實踐 濃墨重彩追尋最佳方案

思維力是人腦對客觀事物間接的、概括的反映能力．控制變量法是學(xué)生熟悉的研究這類問題的方法．思維力的發(fā)散點在于如何分析控制的條件、變量概括操作性強的方案，教學(xué)中助推“思維力”的著力點是實驗方案的討論．

(1)時間的影響

如果控制電流和電壓不變，通電時間越長，電流做功會發(fā)生怎樣的改變？(預(yù)設(shè)學(xué)生回答：變多，因為功具有累積性，例如上課前帶來的取暖器，開的時間越長，消耗的電能越多，也就是消耗的電能越多．)

(2)電功的表示

電流做功太抽象了，我們看不見摸不著，如何比較電流做功的大小問題呢？——用轉(zhuǎn)化法去定性的研究：通過燈泡的亮暗來確定電功的大小，燈泡越亮，說明電流在相同時間里做功越多．

(3)變量的控制

探究電流與電功的關(guān)系，應(yīng)該怎樣連接電路？引導(dǎo)學(xué)生要使燈泡兩端的電壓相等，要求小組討論，然后畫出電路圖．

預(yù)設(shè)學(xué)生回答：設(shè)計成并聯(lián)電路，測出每條電路上的電流，觀察燈泡亮度和電流的關(guān)系．追問沒能畫出前面問題的小組成員，探究電壓與電功的關(guān)系該如何設(shè)計電路？投影學(xué)生設(shè)計的電路(預(yù)設(shè)電路如圖2)．

圖2

3.2 思考 搭好思維“腳手架”

根據(jù)認知心理學(xué)的研究結(jié)果[3]，確定解決問題的方向和方法(制定實驗方案)時，是最需要探究的階段，這個階段的探究可以激活學(xué)生的思維，習(xí)得問題解決的方法．學(xué)生的頭腦畢竟不是一張任人描繪的白紙，他們有豐富多彩的原有認知結(jié)構(gòu)，他們對于探究問題空間有著自己的圖景和認知．教師要做的是以此作為教學(xué)的起點和依據(jù)弘揚學(xué)生的“成就動機”，教師要做的是搭好學(xué)生思維活動的“腳手架”助推學(xué)生思維力，在學(xué)習(xí)能力上強化分析和推理能力．

4 促進學(xué)生“想象力、創(chuàng)造力”的實驗論證

4.1 實踐 師生合作呈現(xiàn)高質(zhì)量的實驗現(xiàn)象

基于學(xué)生設(shè)計的實驗方案，教學(xué)中為了讓現(xiàn)象更加明顯(全體學(xué)生都能看見)，我們采用了兩只220 V(額定功率分別是60 W和45 W)的白熾燈泡，以教室插頭提供的220 V交流電為電源，為了學(xué)生的安全，采用教師來演示，由學(xué)生評價的方式．

演示實驗一：電流與電功的關(guān)系

根據(jù)某個小組設(shè)計的電路圖連接實物(讓小組成員檢查電路)，閉合開關(guān)后觀察，哪盞燈較亮？

現(xiàn)象：如圖3所示，電壓相同的甲乙兩燈中乙燈更亮，而且通過乙燈電流比甲燈大．

圖3 電壓相同，電流大的燈(乙)亮

結(jié)論：白熾燈兩端電壓和通電時間相同的情況時，通過用電器的電流越大，電流做功越多．

演示實驗二：電壓與電功的關(guān)系

根據(jù)某個小組設(shè)計的電路圖連接實物(讓小組成員檢查電路)，閉合開關(guān)前讓同學(xué)預(yù)計哪盞燈較亮．

現(xiàn)象：如圖4所示，電流相同的甲乙兩燈中甲燈更亮，而且電壓表示數(shù)越大的燈泡越亮．

圖4 電流相同，電壓大的燈(甲)亮

結(jié)論：通過白熾燈的電流和通電時間相同的情況時，用電器兩端的電壓越大，電流做功越多．

4.2 思考 師生“共創(chuàng)”“給力”的證據(jù)

在實驗操作的階段，由于動作技能是人類長期實驗操作經(jīng)驗積累的結(jié)果，難以在短時間內(nèi)實施探究，即便有探究，其思維含量也不高．教學(xué)中要做的是證實或者是證偽“猜想與假設(shè)”，重要的是現(xiàn)象直觀、證據(jù)震撼有力．這個環(huán)節(jié)重在提升學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察力、記憶力、抽象概括能力、注意力、理解能力等學(xué)習(xí)能力要素．

5 沉淀學(xué)習(xí)毅力的探究總結(jié)

5.1 實踐 厚積薄發(fā)歸納探究成果

在此環(huán)節(jié)，首先請同學(xué)嘗試歸納剛才兩個實驗中的結(jié)論．

預(yù)設(shè)學(xué)生歸納：電功與電壓、電流、時間的關(guān)系——電路中電壓越大，電流越大，通電時間越長，電流所做的功越多．請同學(xué)相互評價對方的歸納(略)．

引導(dǎo)：通過前面的探究努力，我們證明了自己的猜想，甚至發(fā)現(xiàn)了電功與電壓、電流之間的關(guān)系．科學(xué)家進一步的理論研究和大量精確的實驗表明電流所做的功跟電壓、電流和通電時間成正比，電功等于電壓、電流和通電時間的乘積．

5.2 思考 肯定的“過程”與審慎的“結(jié)論”

實驗探究得出的結(jié)論往往是分散的，而科學(xué)規(guī)律的結(jié)論則是從各個“表面獨立”的結(jié)論中歸納出來的，其語言的表述非常精煉．如果學(xué)生自己缺乏歸納提煉的體驗，那么學(xué)習(xí)能力的“記憶力”部分只能是死記硬背．

另一方面，在總結(jié)探究成果環(huán)節(jié)，經(jīng)常聽到類似“我們一起發(fā)現(xiàn)XX規(guī)律”的話，嚴(yán)重削弱了學(xué)生對于“真理”應(yīng)有的敬畏之情．不可否認，總結(jié)中要盡可能肯定學(xué)生的成績，加強學(xué)習(xí)的外部動機，但是不能建立在對于科學(xué)探究艱辛曲折的漠視，否則“盲目肯定”對于學(xué)生學(xué)習(xí)毅力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)而言無疑是飲鴆止渴．

6 研究反思

優(yōu)化探究過程的出發(fā)點是學(xué)習(xí)能力．優(yōu)化探究措施必須針對如何提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力，具體優(yōu)化策略必須與注意力、觀察力、思考力、應(yīng)用力、自覺力、記憶力、想象力、創(chuàng)造力等學(xué)生能力的要素緊密關(guān)聯(lián)．優(yōu)化探究過程不是一時、一處“?；ㄕ小薄靶阏n堂”，而是教師期待通過自己的指導(dǎo)而讓學(xué)生掌握科學(xué)學(xué)習(xí)方法即通常所說“會學(xué)”能力的意識反映．

優(yōu)化探究過程中心點是科學(xué)思維．優(yōu)化探究全過程必須緊緊圍繞學(xué)生的思維活動、緊緊盯住培養(yǎng)學(xué)生思維能力．把思維貫穿于優(yōu)化探究全過程才能讓學(xué)生自覺自愿地去“探究”，真正提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性．唯有如此，才能避免學(xué)生對知識簡單的吸收而是能動性轉(zhuǎn)化成精神的正能量，才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)吐故納新、融會貫通具有創(chuàng)造性，才能從本質(zhì)上提升學(xué)生學(xué)習(xí)能力．其相關(guān)具體策略可以概括地借用浙江省特級教師吳家澍老師的一句話“以思維為中心，過程為主線”，即在優(yōu)化問題情境環(huán)節(jié)以趣誘思、以疑激思、以美引思；在猜想假設(shè)環(huán)節(jié)給學(xué)生以思維的方向、給學(xué)生思維的階梯和時間；在實驗設(shè)計環(huán)節(jié)突出物理思想；在論證分析環(huán)節(jié)給學(xué)生思維的空間．

優(yōu)化探究過程的制高點是以生為本．“理解科學(xué)、理解教學(xué)、理解學(xué)生”已經(jīng)是許多科學(xué)教師的教學(xué)共識，但“理解學(xué)生”方面很容易被忽視．優(yōu)化探究實踐中，教師往往不自覺地以自己的認知方式推測學(xué)生的知識建構(gòu)特點，缺乏基于學(xué)生的立場思考探究過程．優(yōu)化探究過程須做到“生本”思想總攬優(yōu)化全局，就是要在優(yōu)化探究的準(zhǔn)備階段、優(yōu)化探究的全部環(huán)節(jié)、優(yōu)化策略的縱深動態(tài)生成等方面都要首先站在學(xué)生的立場來思考、體驗、感悟．

參考文獻

1 柯偉林，金粒.學(xué)習(xí)力.?？冢耗戏匠霭嫔?，2005.7～10

2 王高.假設(shè):基本特性與建構(gòu)方法.教育研究與評論(中學(xué)教育教學(xué)),2011(6)

4 梁旭.認識物理教學(xué)研究.杭州：浙江教育出版社，2011.75