巧转螺旋构建生长型物理课堂

王晓荣

【摘要】文章从理论研习切入，尝试在概念和规律教学中，在重难点有效突破的策略中实施螺旋式上升教学设计，挖掘学生思维能力的生长点和开发探究方法的生长点，提出教师应该致力于研究高质量、高效益、高境界的品质教学，创设轻负高效的生长型课堂。

【关键词】螺旋式上升设计；生长型物理课堂； 思维能力；探究方法

物理课堂教学在理念新颖、力度空前的课程改革的冲击和洗礼中取得了令人瞩目的成就。多种新的教学理论和思想纷沓而至，多种新的教学模式、方法、技术和手段层出不穷。在物理教学中，教师常常由于自身对学科理解不准确，不深透，课程目标的视野狭窄，过分强调“知识与技能”的要求，授课过程繁、浅、散，导致课堂上学生学科素养的缺位。这种教学一定程度上犯了“方向和路线错误”，教师的要求越严格，教育的负面影响就越大，既无益于教师专业素质的发展和生命质量的提升，更忽视了诸如学习兴趣、实践意识、思维习惯、科学态度、方法能力等影响学生终身发展的基本素养的润泽，影响了学生学科素养发展的高度和宽度。

基于这样的认识，笔者开始了对教学设计呈螺旋式上升，向课程顶层设计靠近的深入思考，同时也开始了教学设计螺旋式上升的实践探索。

一、以理论研习为切入，契合实际确定方向

螺旋式教学的理论依据“螺旋式课程”是美国著名教育家、心理学家布鲁纳在20世纪60年代提出的。布鲁纳认为，要掌握并有效地运用自然科学、数学的基本观念和文学的基本课题，不能只靠一次学习就达到目的，必须通过反复学习，通过在越来越复杂的形式中加以运用，不断地加深理解，进而逐渐掌握。这与“一步到位”式的教学在知识的深度、广度和时间上都有很大的不同，更注重知识的阶段教学，在一阶段内只学习某一知识的一部分，在后续的教学中逐步地加深和拓宽，达到不断拓宽强化上升的结果，合理的课程结构安排会使课程内容得以更加有效地组织。

螺旋式上升教学法的实质在于把课堂作为教授课程及进行思维操练的实验室，使课堂从古典的讲习演变为生动活泼的学习过程，促使教师和学生的相互作用发生“共振”，从而构建一种“振作、启迪、进步、反思”的课堂文化。有了足够的心理准备后，我很快将实施螺旋式上升教学设计的重心初步锁定在了概念和规律的形成和重难点有效突破的策略的课堂观察上。

二、在概念和规律教学中体现螺旋式上升设计，挖掘思维能力的生长点

在教学“导体的电阻是导体本身的性质”这一概念时，我创设了这样的教学程序：呈现问题→认知冲突→交流讨论→设计实验→矫正前概念→建立概念→应用概念。

师：既然同学们猜想电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关，怎样用实验验证电阻与长度之间的关系？（答：可用相同横截面积、相同温度的铜丝，观察长度不同时电阻是否相同。）

师：怎样用实验验证电阻与横截面积之间的关系？（答：可用相同长度、相同温度的铜丝，观察横截面积不同时电阻是否相同。）

师：研究电阻与材料、电阻与温度之间的关系呢？（答：也用相同的方法）

师：这几种方法有什么特点？（答：都采用了控制变量法。）

经过如此一系列的问题，学生已经抽象出共同点，在教师的点拨下，学生运用控制变量法自主设计实验进行探究，得出了导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度的定性关系。

师：导体的材料、长度、横截面积及温度是加之于导体的外部条件呢还是导体本身的特征呢？（答：导体自身的特征。）

师：也就是说，导体的电阻是导体本身的一种性质，与外加的电压及流过的电流均无关。（将清晰的概念教给学生。）

在这个教学过程中，问题很小，目标集中在电阻概念这个“螺”上。当学生初步形成概念后，我又及时地给学生运用概念的机会，将一道相关中考题简化后抛给学生，让学生将抽象的概念“返回”到日常生活的物理现象中去，使他们在运用概念联系实际或解决具体问题的过程中，加深和巩固对物理概念的理解，提高思维能力。

师：请同学们思考：某段细铁丝，两端加1.5V电压时，测得流过它的电流为0.3A，它的电阻是5Ω，若在其两端加3V的电压，则其电阻为多大？若流过的电流为0，电阻又为多大？（几个学生争论不下，老师又及时提供相关的实验器材，让他们通过实验验证。）

问题的设置为学生提供了互补情境，然后让学生基于这一情境自主建构问题，引起知识结构的顺应——质的变化，并寻求问题的答案。这个围绕着“螺”的“旋”的设计，对培养学生的科学意识和质疑能力是大有裨益的。

在接下来的电学基本规律——欧姆定律的学习中，我将细铁丝的问题再次提了出来，要求学生运用欧姆定律计算出细铁丝在U=1.5V，I=0.3A时的电阻以及U=3V时的电流。在学生读题时，教师作如下引导：

1.抓住关键字词，分析题中关键词是 “加在其两端的电压”；

2.悟出言外之意，细铁丝是定值电阻，在电压和电流改变时，阻值不变，然后再追问下去，要求细铁丝的电阻，是否知道了加在它两端的“电压”和流过铅笔的“电流”，在读题中使思考进一步深入；

3.将关键文字转化为直观电路图，养成把抽象的文字表述内容、关键的信息转化为具体直观图示的习惯，呈现分析问题的思维路径，从而帮助学生提高阅读题目的领悟能力和准确运用规律分析问题的答题能力；

4.将关键文字转化为符号公式，将关键文字用笔勾划出来，标上已知和待测物理量的符号，再根据物理量选择恰当的公式。

反复体验、回应、强化，即回“旋”的结果使学生巩固和深化了“导体的电阻是导体本身的性质”这一概念，牢牢地記住了R=U/I这个变形式只能用来计算电阻，而不能决定电阻的大小。至此，“导体的电阻是导体本身的性质”这一概念通过实验的探究、规律的验证，已经深植于学生的心田，既培养了学生的答题能力，也考查了其联想、迁移能力，还训练了他们的评价、综合能力，实现了知识与方法、智慧的共同生长，有效地将学生思维能力的训练贯穿其中。

物理概念的建立是人们认识物理规律的起点，是探索物理世界的科学方法的基础，是解决物理问题的钥匙。在各地区各年段的中考试题中，对理解概念和规律的各种能力的考查比比皆是。上述螺旋式上升的教学程序的设计有效地避免了以下问题：对概念、规律教学应达到的目的不明确；忽视概念和规律建立的条件和背景，断头去尾，取其表而略其质；忽视概念间的相互联系，把概念孤立起来等弊病，立足于教材，立意新但不偏难于教材。每个螺旋都是由教师引导学生独立积极参与思维的过程，从而在学生思想中达到两个“有序”，即知识系统的有序和各种思维方法的有序，着力培养了学生的各种内化的（如关联、反思、丰富、整合等）能力，从而培养和提升了学生的思维能力。

二、在重难点有效突破的策略中体现螺旋式上升设计，开发探究方法的生长点

“乐音的三个特征”这一节内容几乎涵盖了初中声学所有知识，与生活联系紧密，具有较强的现实意义和作用，但其中音调和音色两个特征的理解对于学生而言其实是懵懂含糊、有难度的。在教学“音调”时，为了更有效地突破难点，我设计了如表1所示的探究程序。

在这个难点突破的序列中，“螺”就是对音调的理解，“旋”就是各种突破难点的方法。自制水琴演奏让学生惊诧于普通的水杯竟然能演奏出音色单一但曲调明晰好听的歌曲，犹如在干涸的心田下了一场及时雨，欢快之情立即展现，接下来的同曲异调让学生进入聆听状态，全体学生归于沉静，陷入思考：“原来这就是音调的不同。同样的乐器，却发出不同音调的声音，这是怎样做到的呢？”急于探究的心理让学生跃跃欲试。教师适时地停顿下来：

师：怎样操作才能让喉哝发出不同音调的声音呢？

生1：用手按住不同的位置。

生2：发声的时候用力不同。

生3：一次小点儿声，一次大点儿声。

师：请你摸着自己的喉哝，发声试试看。

至此，教师的“旋”开始起转了，紧接着设计的两个小旋——齿轮听音和刻度尺发声是为围绕着决定音调高低的因素这个小“螺”而设。而后的“小型音乐会”的设计将课堂带入第一个高潮。全班同学兴致勃勃地用自带的乐器吹奏出了一个极富美感的场面，笛子、小号、大号、电子琴、口琴、吉他，全场音韵和谐，曲声悠扬，高低错落，此起彼伏。不用担心学生会脱离课堂的主旨，所有的学生都非常认真地变换着声音的高低，尝试着用改变发声体长度或者松紧或者粗细的方法去回应刚学到的知识，脸上写着满满的成就感。

另一个倍感成功的设计环节是请学生自愿模仿灌开水时发出的声音，学生的模仿大大超乎我的意料，可谓惟妙惟肖，非常逼真。每个学生带着辨析的任务和冲突与自己的认知作比较，在观看和聆听了视频揭秘时才如释重负，会心一笑。在课程的最后，螺旋再次旋转，极富视觉和听觉冲击力的《音乐喷泉》视频将本节课引向最高潮，画面取自杭州西湖音乐喷泉，场面宏大壮观，叹为观止，学生们沉浸不舍的神情是对这节课最好的点评。自此，螺旋完成了它“浅层趣味-认知-归因-深层趣味-升华运用-美的欣赏”的最美妙的旋转。

在这节课的教学中，还有一个“螺”就是音色。按以往的常规教学经验来看，学生对音色的认识总是停留在可意会不可言传的阶段，难以在概念上廓清思想困顿。由于在之前的音调环节浓墨重彩地设计了较大环节的“旋”。突破音色概念这个“旋”就不能设计得太大。

体验：

1.倾听四种乐器弹奏的乐曲，抢答发声体分别是哪种乐器；

1.小游戏：他是谁？听者到讲台上背对同学，辨别教室里谁在呼唤自己。

3.观察钢琴、音叉、萨克斯、二胡等乐器的波形图，尝试找出决定音色的因素。

这个小“旋”设计的精巧之处不仅体现在三个体验型小实验的组合上，更体现在顺序上。先凭经验猜想，再在游戏中验证，最后通过科学的波形图分析出音色的实质。看似很“土”的小游戏，却唤起了学生争先恐后的参与热情，尤其当呼叫者故意变换声音而被呼者依然能准确地说出其姓名时，全班同学欢笑不已，这是怎样的一幅画面，怎样的一种科学和人文情怀！

一节课下来，高潮迭起，生气盎然，思维的火花频频闪现，学生和教师都轻松愉快。反观课堂设计，螺旋式上升的探究方法的設计和实施功不可没。这种收获已经超越了知识和技能本身，教师和学生在课堂的生长中，形成了“发展共同体”，实现了智慧共生，教学相长。

教育即生长，这是杜威先生著名的观点之一。课堂教学是教师和学生共同的生命历程，它应当焕发出无穷的生命的活力，我们应当看到它努力生长的力量。正如我国新一轮课程改革的领军人物、华东师范大学终身教授和博士生导师钟启泉说的那样：“课堂教学应该关注在生长、成长中的人的整个生命……没有生命气息的课堂不具有生长性。从生命的高度来看，每一节课都是不可重复的激情与智慧综合生长的过程。” 螺旋式上升教学设计致力于转变学科的理解方式，创设轻负高效的生长型课堂。教学有法，但无定法。好教师应该致力于研究高质量、高效益、高境界的优质教学，将物理教学方法的研究在教师不断的学习-实践-反思中提炼出第三只眼，这只眼才会成为将知识、方法、素养、能力各种元素灌注于物理教学的的智慧之眼！

【参考文献】

[1]吕达，刘立德，邹海燕.杜威教育文集（第2卷）[M].北京：人民教育出版社，2008.

[2]钟启泉.课程改革：新视点与生长点[J].中国教育学刊，2005（08）：20-22.