实验教学中调整思维跨度的实践与思考

倪志峰+周梁琴

摘 要：物理教学要围绕培养学生思维而展开，而实验是最能培养学生思维的方式和手段.但是实验教学中思维跨度的设置往往过大或者过小.实验教学中如何将思维跨度设置合适呢？例举了实验猜想阶段，实验器材引入，实验方案选择，实验结论推得，实验解题中思维跨度调整的策略.

关键词：思维跨度；实验教学；调整策略

作者简介：倪志峰（1980- ），男，江苏无锡人，大学本科，中学一级教师，研究方向：实验教学；

周梁琴（1981- ），女，江苏苏州人，大学本科，中学一级教师，研究方向：教材教法.

1 引言

实验是物理的基础，而思维又是实验的灵魂.物理教学应该以实验为抓手，围绕思维的培养而展开，在实验教学中提升学生的思维能力与品质.但是在现在的实验教学中出现了两种现象：一是：将实验教学平原牧马，完全的撒开，课堂开放到漫无边际，思维跨度设置过大；二是：将实验的完整教学过程切割为若干小段，教师循循善诱的教，学生按部就班的学，思维跨度过小.

2 思维跨度设置问题表现及实质分析

案例1 探究电流与电阻关系的实验时，某生获得了表1数据.数据并没有很好满足：电压一定时，电流与电阻成反比的结论.于是教师提问：是什么原因造成表1 数据.教师的本意是希望学生通过思考，分析出是因为采用了图1的电路图，即电流表内接了.进而推出，正因为是电流表，电压表测量對象，导致了实验数据的偏差.而学生的回答大多是说该生的实验错误或者笼统的说是实验误差而不知其本质原因.教学并没有向教师希望的方向发展，这个精彩的课堂生成价值没有得到充分的挖掘.究其原因是教师设置的思维跨度过大.

课堂思维跨度设置过大，就是教师忽视了学生的知识现状，过高的估计了学生的认知能力.教师简单的认为设置思维跨度大，就能培养学生的思维能力.而现实却是学生不明白教师的意图，不清楚该往哪个方向思考.学生在物理课堂没有学习的方向感，感到迷茫与痛苦.

案例2 在体验“天平的使用”过程中，某教师例举出了如下的问题：（1）使用天平时，应将天平放在.（2）调节天平时，应先将游码移至，再调节横梁上的，使指针对准分度盘中央的刻度线.（3）测量时，物体放在，砝码放在.测量结果等于.教师设计问题串的本意是为了检验学生使用天平的效果.但是这样的问题串，学生单纯通过阅读书本既可得到答案，思维跨度极小.

“小步距，填空式”，是初中物理教学课堂中常见的.其思维设置跨度过小，实质是教师为了完成既定的教学内容和目标，没有给学生一定的思维空间.教师的教学过于功利.上课的预设性太强，课堂在教师的逐步铺垫之下，课堂几乎没有所谓的“意外”即课堂生成.看似是教师带领学生很好的完成了教学的任务，提高了课堂的效率.但实际上学生处于不积极思考状态，其思维是惰性的.对学生知识体系的建构，对思维能力的提升几乎没有作用.究其原因是实验教学的过程中学生没有真正参与其中，缺乏很好的思维训练过程.

3 调整合适思维跨度的总体方针及具体策略

笔者通过实践得出：大跨度引入，以激发学生思维.而后根据学生的实时反馈，逐步降低跨度，寻找到适合所教学生的思维跨度，是比较切实可行的方法.在实验教学不同场景中，调整思维跨度的时候，使用到了以下一些具体的策略：

3.1 实验“猜想”：增大感性直观材料，降低抽象程度

案例3 在探究“二力平衡条件”的实验时，如果任由学生猜想，太过于空洞抽象，思维的跨度过大；但如果学生根据书本结论作出猜想，则思维跨度过小.那如何引导学生做出合理的猜想呢，同时思维跨度是合适的呢？可以首先展示多组物体处于二力平衡的图片（匀速直线运动和静止），对图片中的物体进行受力分析，在受力图中找共同特点，据此作出猜想.将实实在在的东西摆在学生的面前，在感性材料的帮助下，降低了抽象程度.学生才可能做出合理的猜想.

初中学生的思维正由形象思维向抽象思维转变，但是很多的时候还是必须要借助于感性的材料.在必要的时候，借助于感性材料来调整思维跨度不失为一个可行的策略.

3.2 实验器材引入：设置合理的问题链，提供阶梯

案例4 在引出“滑动变阻器”的教学时.按照课本的方案：连接电路图，改变小灯泡的亮度，给出滑动变阻器.思维跨度极小.但是如果直接将滑动变阻器给出，学生会感觉突兀，思维跨度过大.如何调整思维跨度呢？首先安排学生活动：设计一个调光灯.器材：小灯泡，电池，开关，导线，一根较长的铅笔芯.在学生现有的能力基础上，学生很容易完成设计.然后教师给出问题链：（1）灯泡的亮度变化不是很明显，如何改进？（2）课桌空间不够，无法摆放很长的笔芯，如何处理？（3）在将电阻丝替代笔芯之后，绕起来后，电阻丝与电阻丝之间会出现短路.如何防止呢？（4）划片与电阻丝之间被绝缘层绝缘后，如何处理？通过问题链的设置，使得学生积极思考，滑动变阻器就在师生一系列“问—答”中逐步完善成型，当教师把滑动变阻器展示在学生面前的时候，学生会真正的体会到滑动变阻器为什么是这样的结构.这样的教学，学生既有动手的体验，又有动脑的思维过程.思维跨度是合适的，提升了学生思维的品质.

很多时候教师以自己的角度出发，想当然的认为学生可以，应该，能够.而忽视了学生真实的能力.

3.3 实验方案选择：借助相似问题，启发思维

案例5 在“测量一枚回形针的质量”实验时.由于学生对微小物体的测量方法，不是很熟悉.学生很难迅速想到“测多算少”的思想方法，思维跨度过大.教师在给学生一定的思考时间后，如果能够重提测量一张纸的厚度的问题.借助于相似问题，进行思维启发.就可以调整学生思维的跨度.

在教学过程中教师特别需要拿捏好留给学生的思考时间，既让学生动脑又不会冷场，浪费课堂宝贵的时间.

3.4 实验结论获得：数形结合，形象展示，体验获得结论endprint

案例6 实验的重要一环是：根据实验数据，推得结论.但是在很多时候，实验结论并非是学生“推”出来的，而是纯粹的复述书本上已知结论.获得结论过程中，学生实际上思维是惰性的，思维的跨度极小.教师无从知道，学生是否有完整的思维推演过程.所以教师应该让学生推得实验结论的过程显性化.在研究电流与电阻关系的实验中.得到一系列的数据之后，如何能够获得完整的结论？描点作图，将数据作图像处理.当数据在I-R图像中以双曲线的一支呈现出来，学生运用已有的数学知识，推出结论.笔者认为：反比例的双曲线并不是很完美，尤其是数据比较少的时候.笔者尝试让学生做出了I-1/R图像，图像是一根通过原点的直線，学生很容易理解I与1/R是正比关系，也即I与R时反比例关系.通过作图，从图像中找数据之间的定量关系.

数形结合，使得学生的思维过程呈现在教师的面前.教师可以清楚的知道学生对于结论的获得是经历过了思维活动的.思维跨度的设置是合适的.

3.5 实验解题中的案例：大跨度引入，再作特殊化探索，从特殊推一般

案例7 实验辅助解题，是物理解题的特色之一.例题：将一阻值为20Ω定值电阻，与0～50Ω的滑动变阻器串联，定值电阻的电功率在滑片由小到大的滑动过程中，其变化规律是什么？本题的解法有很多.直接用数学推出解析式进行解题，思维跨度过大.笔者的策略是让学生动手实验，用实验解题.在实验过程中选取几个特殊的电阻值，分别测出对应的电流，电压值计算出电功率.以此观察定值电阻的电功率总体变化的特点.然后在学生进入积极思维状态的时候，再利用解析法处理，推出表达式，绘制完整的变化图像.

由特殊值找到规律，使得学生有了一个明确的方向，然后做一般值的推导，降低了思维的跨度.

4 总结

实验教学中思维跨度设置的问题，根本原因在于教师.（1）是教师对所教的学生的认知现状没有一个全面清晰的认识.（2）是教师没有把握好所授内容的难易程度.（3）是教师对实验中学生可能采用的思想方法的掌握的熟练程度没有了然于心.

5 反思

实验教学中思维跨度的设置，关键在于“合适”.而“合适”的标准是什么呢？首先是需要关注教学对象即学生的思维能力现状.问题跨度的设置应以最近发展区的上限略高为标准设置.其次应考虑教师意图，并非所有的实验或问题对提升思维品质都有所帮助，值得花费上课宝贵的时间.但是对于有价值的实验或者问题，教师也要敢于给学生足够的自由度.再次需要考虑“合适”是一个动态的生成，并不是一成不变的.因时因人设置问题的跨度.而最为关键是了解学生.也就是教师应该转换视角，以学生的能力现状作为思维跨度设置的起点.依据学生的发展状态，去调整适合所教学生的思维跨度.endprint