結(jié)構(gòu)化教學(xué)促進(jìn)思維衍化

沈達(dá)偉

摘 要：思維衍化過(guò)程可分為“思維內(nèi)衍”和“思維外衍”。思維內(nèi)衍指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生思維能力這個(gè)因變量隨不同教學(xué)因素影響而不斷發(fā)展;思維外衍指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生思維能力這個(gè)因變量促進(jìn)教學(xué)因素變化和發(fā)展。日常教學(xué)中我們可以通過(guò)理解深度化、實(shí)驗(yàn)日常化、板書(shū)精致化和比較常態(tài)化來(lái)促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)化，從而形成學(xué)生思維衍化。

關(guān)鍵詞：思維衍化;結(jié)構(gòu)化;板書(shū)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）12-0051-4

思維衍化過(guò)程可分為“思維內(nèi)衍”和“思維外衍”。思維內(nèi)衍指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生思維能力這個(gè)因變量隨不同教學(xué)因素影響而不斷發(fā)展，學(xué)生對(duì)物理原理的感悟、積累和運(yùn)用中促進(jìn)思維的認(rèn)同、發(fā)展和求異，經(jīng)歷思維的隱性化、顯性化、結(jié)構(gòu)化和品質(zhì)化。思維外衍指在教學(xué)活動(dòng)中學(xué)生思維能力這個(gè)因變量促進(jìn)教學(xué)因素變化和發(fā)展，具有個(gè)性特征的高階思維促進(jìn)學(xué)生對(duì)教材的深度理解，能讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中善于把握物理事物的本質(zhì)和規(guī)律，以整體聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)物理事物、掌握物理知識(shí)，能讓學(xué)生深入論證并創(chuàng)新地構(gòu)建物理模型來(lái)解決物理問(wèn)題，能改變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)因素關(guān)系從而促進(jìn)課堂教學(xué)的開(kāi)放和生成。

日常教學(xué)中，我們可以通過(guò)理解深度化、實(shí)驗(yàn)日?；?、板書(shū)精致化和比較常態(tài)化來(lái)促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)化，從而形成學(xué)生思維衍化。

1? ? 理解深度化

結(jié)構(gòu)化教學(xué)需要深度學(xué)習(xí)，深度學(xué)習(xí)提倡將新信息與已知概念和原理聯(lián)系起來(lái)，整合到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，從而引起對(duì)新的知識(shí)信息的理解、長(zhǎng)期保持及遷移應(yīng)用。而淺層學(xué)習(xí)將信息看成是孤立的、無(wú)聯(lián)系的單元來(lái)接受和記憶，不能促進(jìn)對(duì)信息和知識(shí)的理解和長(zhǎng)期保持。在我們?nèi)粘＝虒W(xué)中，需要讓學(xué)生從不同層次、不同的角度理解某一概念和原理，從而達(dá)到有意義學(xué)習(xí)。

例1 如圖1所示，三個(gè)底面積相同的輕質(zhì)容器內(nèi)裝有相同質(zhì)量的水，比較水對(duì)三個(gè)容器底部的壓力。

分析思路1：

由p=ρgh可知水對(duì)容器底部壓強(qiáng)的大小關(guān)系，根據(jù)壓力F=pS，三個(gè)容器受力面積相同，所以可以得出水對(duì)容器底部的壓力大小關(guān)系。

上述分析思路需要先分析液體壓強(qiáng)，再分析液體對(duì)容器底部的壓力。對(duì)于邏輯思維不強(qiáng)的學(xué)生，他們會(huì)奇怪為什么分析壓力卻要先分析壓強(qiáng)呢？知道水質(zhì)量相同即水受到的重力相同，為什么壓力大小不同？所以我們還需要從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)來(lái)設(shè)計(jì)問(wèn)題，讓學(xué)生能從直接分析力的角度進(jìn)行。

分析思路2：

教師引導(dǎo)學(xué)生思考，容器中的水除了受到重力和容器底部給水的支持力，還有哪些地方和水接觸，可以給水作用力，學(xué)生容易想到容器的側(cè)壁會(huì)給水壓力，方向垂直于接觸面。接著，教師進(jìn)一步引導(dǎo)分析。

師：我們用站在水平地面上的同學(xué)來(lái)模擬容器中水的受力情況（圖2），此時(shí)同學(xué)若受到斜向下的壓力（模擬水受到容器側(cè)壁的壓力），他對(duì)地面的壓力大小將會(huì)怎樣變化？

生：壓力將會(huì)變大，對(duì)地面的壓力大于自身受到重力的大小。

師：同理，圖2的第一個(gè)容器中水對(duì)容器底部壓力的大小大于自身重力大小。你能分析另外兩個(gè)容器中水對(duì)容器底部壓力與自身重力的大小關(guān)系嗎？

生：第二個(gè)容器中水對(duì)底部壓力大小等于自身重力大小，第三個(gè)容器中水對(duì)底部壓力大小小于自身重力大小。

師：若容器側(cè)面形狀是曲線，還是否方便用這種方法分析呢？對(duì)比上述兩種思路，你認(rèn)為液體對(duì)容器底部壓力大小以后如何分析呢？

生：若容器側(cè)面形狀不規(guī)則，不太好對(duì)液體進(jìn)行整體受力分析，需要先分析液體對(duì)底部的壓強(qiáng)，然后再分析壓力。

2? ? 實(shí)驗(yàn)日?；?/p>

《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》明確指出：利用日常物品做實(shí)驗(yàn)，不但具有簡(jiǎn)便、直觀的優(yōu)點(diǎn)，而且有利于學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)機(jī)和創(chuàng)設(shè)真實(shí)物理情境，讓學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中善于把握物理事物的本質(zhì)和規(guī)律，以整體聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)物理事物、掌握物理知識(shí)，能運(yùn)用高階思維創(chuàng)新地構(gòu)建物理模型來(lái)解決實(shí)際物理問(wèn)題，完善學(xué)生思維結(jié)構(gòu)。

例2 小白兔分蘿卜是常見(jiàn)的理解杠桿平衡的習(xí)題（圖3）。

學(xué)生的前概念認(rèn)為平衡后兩邊質(zhì)量相等。以往的解決方法是根據(jù)杠桿原理進(jìn)行分析，這種方法的缺點(diǎn)在于：一是學(xué)生剛開(kāi)始不容易想到，二是需要重心的相關(guān)知識(shí)，綜合分析較為復(fù)雜。筆者在教學(xué)過(guò)程中利用兩張同樣的紙來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。首先取兩張同樣的紙將其折成長(zhǎng)條（圖4），然后將一張長(zhǎng)條狀紙纏繞在另一張紙的一端并放在手指上使其水平平衡（圖5），從支點(diǎn)處將紙撕開(kāi)，一邊是一張完整的紙（纏繞的那張）加一小張紙，另一邊只是一張紙的部分（圖6），學(xué)生看完實(shí)驗(yàn)后非常清楚支點(diǎn)兩邊的物體質(zhì)量不相等。

例3 單擺在擺到最低點(diǎn)時(shí)（圖7）拉力和重力大小的關(guān)系如何？

當(dāng)學(xué)生思考這個(gè)問(wèn)題時(shí)，由于未學(xué)習(xí)高中向心力的相關(guān)知識(shí)，利用初中的知識(shí)難以解決，筆者在教學(xué)過(guò)程中也同樣利用了小實(shí)驗(yàn)。用一根橡皮筋，上方固定，下方懸掛一鉤碼，此時(shí)由于鉤碼處于平衡狀態(tài)，所以橡皮筋對(duì)鉤碼的拉力等于鉤碼受到的重力，此時(shí)可以標(biāo)記出鉤碼的位置。然后將鉤碼拉起，讓其擺動(dòng)，發(fā)現(xiàn)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)鉤碼的位置比原來(lái)更低，說(shuō)明橡皮筋伸長(zhǎng)更長(zhǎng)，從而得出此時(shí)橡皮筋對(duì)鉤碼的拉力大于鉤碼受到的重力（圖8）。

3? ? 板書(shū)精致化

板書(shū)是教師在備課中構(gòu)思的藝術(shù)結(jié)晶，是學(xué)生感知信息的視覺(jué)渠道，是發(fā)展學(xué)生智力和形成良好的思想品質(zhì)的橋梁和工具。好的板書(shū)要求內(nèi)容系列化、結(jié)構(gòu)整體化，能用靜態(tài)的文字反映動(dòng)態(tài)的思維過(guò)程。

在力與運(yùn)動(dòng)復(fù)習(xí)課中，主要的目的讓學(xué)生形成對(duì)力與運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的本質(zhì)認(rèn)識(shí)，結(jié)構(gòu)化的板書(shū)對(duì)于學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)具有非常重要的作用。

例4 力與運(yùn)動(dòng)板書(shū)（表1）。

關(guān)于利用干冰在舞臺(tái)上制造白霧的過(guò)程，若學(xué)生的思維不夠深刻，很容易受到干冰的干擾，認(rèn)為白霧就是二氧化碳，其實(shí)學(xué)生是沒(méi)有理解干冰的作用。我們可以通過(guò)板書(shū)展示思維過(guò)程，讓學(xué)生理解更深刻。

例5 舞臺(tái)上白霧的形成過(guò)程板書(shū)（圖9）。

4? ? 比較常態(tài)化

比較是確定事物之間差異點(diǎn)和共同點(diǎn)的思維方法，包括類似比較、差異比較和系統(tǒng)比較。事物之間的共同點(diǎn)會(huì)使學(xué)生用聯(lián)系的眼光看待，也會(huì)使學(xué)生混淆兩者，認(rèn)識(shí)到事物之間的差異點(diǎn)可以加深認(rèn)知，促進(jìn)學(xué)生的理解結(jié)構(gòu)化。

在我們?nèi)粘＝虒W(xué)中，學(xué)生容易混淆平衡力和相互作用力，需要對(duì)它們的不同點(diǎn)進(jìn)行深度挖掘，這樣學(xué)生才能分清兩者的區(qū)別。

例6 平衡力和相互作用力比較（表2）。

在教學(xué)中，電飯煲的保溫檔與加熱檔有2種電路，學(xué)生時(shí)常會(huì)混淆。若通過(guò)比較找出其共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，可以加深對(duì)系統(tǒng)的理解，形成系統(tǒng)思維。

例7 電飯煲保溫檔和加熱檔比較（表3）?；谒季S衍化的結(jié)構(gòu)化學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的發(fā)展需求，有利于挖掘?qū)W習(xí)者的學(xué)習(xí)潛力，讓學(xué)生在有效價(jià)值判斷的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)新知識(shí)，并有策略地融入自身原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化，學(xué)習(xí)過(guò)程既是可視的，更是觸及心靈的。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉炳昇，李容.義務(wù)教育教科書(shū)物理九年級(jí)上冊(cè)教師教學(xué)用書(shū)[M].南京：江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社，2013.

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（欄目編輯? ? 羅琬華）