“教学共振”的探索_教法学法-查字典物理网

自1986年起，华东师大教科院成功教育实验研究组和上海市松江县教师进修学校物理组一起，会同松江县10所中学物理教改实验班教师，就成功教学系列研究之一“教学共振”问题，进行专题实验研究，并边研究边将成果推广到全县26所中学。经四年探索，已取得明显成效。松江县全县物理学科教学质量，以初、高中毕业班学生参加同年全市统一命题的会考和高考平均成绩比较统计，四年前均在全市十县中的第六位以下。但1989、1990两年的高考平均成绩，均已达到十县的第一位。初中及高中毕业班会考平均成绩，1989及1990两年分别达到第一和第二位及第二和第一位。经改革后的物理学科，不占用规定外课时，不增加课外作业，但教学质量却在各门学科的前列。学生学习物理兴趣浓、进步快、成绩好。普遍反应：“不用加班，只需在课堂上边学习、边理解就记住了，而且不易忘记。

理论研究和实验探索表明：科学地揭示“教学共振”规律，正确地运用“教学共振”的原理和方法，对于大幅度地提高教学效率，大面积地提高教学质量。保证全体学生不断地获得学习和发展的成功，具有十分重要的意义。现将我们对于“教学共振”规律的研究和实验的初步成果介绍如下。

共振现象是自然界中一种极为普遍的现象。在机械振动中，当策动力的频率与系统的固有频率一致时，受迫振动的振幅达到极大值。这种现象称之为共振。在电磁现象中，当接收回路的固有频率，同振源发送的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。这就是电磁波的共振现象，称为电谐振。在光学、声学、原子及核物理等许多领域中，也普遍存在共振现象。在社会领域的许多方面也有共振现象存在。

在教育领域中，教和学之间相互联系，并相互影响。我们借用共振概念，以“教学共振”来比喻在教学过程中，教和学双方互相配合、协调一致、共同活动、同步前进，以达到最大教学效果的现象和过程。具体做法是：在教学过程中，教师依据教材内容发出教学信息，通过课堂被学活动传输到信息接受体学生身上。学生则记过学习活动施加作用于教师和教学过程，以吸收这些教学信息。当教师发出教学信息的速度和进程，与学生接受这些信息的速度和进程接近或相同时，教学中传输的信息量达到最大值，产生的教学效率和教学效果最显著。我们称这种现象为教学共振。

我们实验研究的中心问题是：如何才能有效地产生教学共振，以使教学效率和效果达到最大值。实验证明：教学共振的产生涉及以下备个方面的因素。只有这几个方面的因素和谐地、协同一致地发生作用时，教学才产生共振现象，使教学的效率和效果达到最大值。

一、情感共振

教学共振首先体现为教师和学生双方的情感共振，也称情感并鸣。情感共振是出发和引起整个教学过程中，教和学双方一系列因果全面共振的前提和基础。因为教学过程并非单纯传授知识过程，而同时又是一种情感过程和智能过程。教学共振是这三者三位一体的并振。而启动这三位一体共振的基础是情感共振。这是因为唯有在热烈的情感、兴奋地探求、强烈地求知的气氛中，认知活动和思维发展才能达到最高水平。反之，缺少这种气氛，认知活动和思维发展会不断下降，甚至停止。

情感并振首先表现为教师对自己学生和自己所授学科的热爱，由此而引起学生对教师和对教师所授学科的热爱。这种爱将成为学生学习这门学科的持久的动力。教师在授课中，会把自己对这门学科的热爱之情溢于言表，并把自己从每一课课文中受到感染而燃起的情感之火，去点燃学生的炽烈的感情，从而使整个教学成为浸沉在美好任感激荡中的教学。如有一位实验班教师在讲授能源开发问题时，讲到太阳能是全人类共同拥有的财富，可人类至今极少使用它，与它的“无限贮量”不可比。而现在全世界却在担忧威胁人类生存的“能源危机”，这就需要我们青年一代学好科学知识，去探索和开发太阳能和其它能源，来为人类服务。这位敬师经常在教学中向学生传输自已对科学和人类关系的这种认知和感情，学生们总是聚精会神、屏息区听，并认真学好每一堂课。久而久之，学生们逐渐建立起为探索自然出秘、攻克科学堡垒立志奋斗的崇高理想和献身精神。该实验班学生不仅物理学科成绩占各门学科之首，而且问卷调查表明热爱物理学科的学生数也占各学科的首位。

情感共振还表现在教师的教学能够唤起学生强烈的求知欲、探究欲、浓厚的兴趣、热烈的情绪。实验担教学重视仍感发生点的激发。如讲“自由落体”一课时，提出：一头重一头轻的哑铃状物体，从高处水平释放，它将如何运动？两地落地先后的顺序如何？学生顿时被吸引，进而产生悬念，议论纷纷。“自感”课用新奇的实验：氖管与线圈并联在电路的两端。电镀闭合时灯管不亮，而电镀断开时灯管却闪烁出美丽的粉红色光芒。这种奇妙精彩的现象，使学生惊讶、茫然、沉思而进行求索。又如用制作模拟教具和实验，展现学生看不见的物理世界：分子力、分子运动的机率、电子枪、原子核的结合能、原子核的人工转变等。这些模拟演示和实验都使学生浸沉于对物理世界的求知的欢乐之中。

二、认知共振

认知过程是师生间的教学信息传递过程，是教师和学生共同活动将教材中的客体知识转化为学生主体的认知结构的过程。众所周知，客体知识的形成是有一个过程的，人对客体知识的认知也是有其自然过程的。教学只有将这两种过程结合在一起，形成一种合乎认知规律的、科学的认知程序，并使教和学双方的教学活动，与这种科学程序处处吻合，达到进程一致，进度一致，那么，就会实现教学共振，教学效率和效果就会达到最大值。能够有效地实现认知共振的这种科学的认知程序有两大类；

一是常规性认知程序。它依据知识形成过程和认知发展规律，遵循从巳知到未知，从自知到新知，从感性到理性，从具体到抽象，再从抽象到具体，从理论到实践，由先到后，由浅入深，由分到合，由低到高的原则，组成先后有序，前后连贯的认知程序和序列。按这种程序和序列认知，就能循序前进，清晰透剔，自然贯通。这样，往往能有效地从掌握一个知识点开始，然后一步接一步地到达认知序列中的每一个环节，并从一个知识点到另一个知识点，直至认知相关知识点群所组成的整个体系。师生间在教学过程中能以相同速度和进程，循着这种程序和序列前进，将发生认知共振，取得最大的教学效果。如实验班在上气体的等温变化，玻意耳一马略特定律”的研究课时，首先利用旧知识牛顿第二定律F＝ma的学习中，关于探索三个参量相互关系的方法，将它迁移到气体的三个状态参量多p、v、t之间，让学生认识到同样可以采用这种方法（将旧知迁移到新知）。然后进入实验、探索在t不变时，p和v之间变化关系。记录实验数据，进行分析，得出在误差允许范围内，唯一恒量的结论（从实验到理论）。然后应用此原理，求解一道典型的例题，从而加深了对结论的理解，并进行了检验（从理论到实践）。由于这堂课按认知程序进行，符合学生认知规律，教学双方活动的速度和进程也一致。因此，一学生边学习边得到理解，情感积极、思维活跃、认知清晰，实现了认知共振。当堂检查达标率达到95%。

二是突破性认知程序。这不是一种由前到后的链式程序，而是由表及里，由现象到本质，由形象到抽象，由问题到结论的直觉式程序，亦称突破性程序。这种程序有利于探索和发现，有利于发展智力和创造性，也能激发兴趣，是青少年认知客观事物的重要方式。但由于这种认知方式对于尚不习惯的学生，尤其是认知水平较低的学生会产生一定困难，也较为费时，因此在现实的教学中还使用不多。但应该大力提倡，成为与常规程序互相配合、互相呼应的认知方式。那样，认知共振将会取得更好的效果。如实验班教“阿基米德定律”关于“浮力大小的定量关系”，不是现成地通过演示实验得出结论交给学生，而是让学生自己“猜想”，既然浮力跟排开液体的体积有关，又跟液体的密度有关，那么浮力是否跟排开的液体重量有关呢？根据此“猜想”，由学生自行设计实验。全班学生设计了多个实验方案。其中有一个极简便的方案是：将物体放入一只自制装水量杯，记下物体放入前后水位差的方法，得出“浮力大小等于物体排开的水的重量”的结论（这种方法比阿基米德的方法和课本上的方法均要简便）。这充分显示了研究课对学生智力和创造性的开发，达到了认知共振的理想效果。

三、思维共振

教学共振还表现为思维共振。那就是师生双方在教学过程中，在思维活动上处处呼应、时时合拍、步调一致、速度相同。思维活动是由思维矛盾引起的，所以，实现思维共振是学习新知识贯穿始终的驱动力。众所周知，智能的核心是思维能力，所以思维共振是开发智能的重要环节。思维矛盾的克服过程还会激发情感活动，并推动认知的深入，所以思维共振是情感共振和认知共振的枢纽和桥梁。思维共振包括三个步骤：

思维引发。即揭示思维矛盾，将思维激活，使之激化，让学生进入激烈的思维活动状态。实验班在教“带电粒子在电场中的加速运动”一节时，首先让学生回忆力学中一般物体运动过程的三种途径及解题的一般步骤。然后引入“带电粒子在电场中运动”，让学生认识它与力学的运动过程完全相同，只是增加了电场力而已，从而引发了解决新问题的思路和动力。

思维展开是思维矛盾和冲突的展开和转化，以寻求矛盾的解决和克服。实验教师接着提出一个带电粒子在电场中运动的典型例题②，要求有上述三种途径去解。在学生人人自解的基础上，教师让几种代表性解法板书在黑板上，引导全班讨论。从而弄清：运用牛顿定律和运动学解的根据是匀强电场中电荷受的力是恒力。所以可用匀加速直线运动的公式求解。运用动量定理和动能定理解更为方便。这样的电场能使带电粒子加速，故称加速电场，并让学生叙述和弄清这种电场有什么特点。

思维深化，当学生思维已经展开，并已获得思维发展的成果下，在学生力所能及和可能条件下，把思维引向深化，以扩大学生的思维成果。实验教师在完成上述典型例题求解基础上，将例题内容适当转换和改变，把思维引向深入，如：两个极板中央各有一个小孔，求带电粒子自电场外从A板小孔以一定初速穿进再从B板小孔穿出时的速度，若改为负电荷，结果将如何，如A板改为全周曲面板，以上解题过程及结论是否还成立。经过深入研讨得到结论后，学生思维的深度和灵活度大大增强。思维共振取得了良好效果。本研究课经当堂测试反馈，达标率为94%。

四、同步互动

教学过程是教和学双方交互共同活动的过程。内隐情感的思维认知活动是通过外显的教和学的活动来实现的。教学归根到底必须通过学生主体对于客体知识进行变革和改造的活动、才能使客体知识转化为学生自身的认知结构。因此，学生主体活动对于认知新知识具有基础的决定的作用。然而，学生的这种认知活动，又是由教师预先设计好的教学目标、内容、方法和程序，经过操作进行引导下实现的。因此教师的教学活动，对于学生学习活动的成败和效果的大小，有着重大的相对决定的意义。据此，我们认为，教学是一种师生双方的互动过程。必须把传统的单动式教学（即教师活动占90％以上），改造为互动式教学（学生活动在课堂教学中时间占50％以上，同时重视教师活动时间的比重）。实践证明，教学互动，或互动式教学是实施教学共振的最好方式，教学互动是教学共振的一种具体体现。它能使教学效率和效果达到最佳状态。实验班在“热传递”教学中，首先由教师设计并提出“什么叫热现象。试举例说明”。“以下现象是否同热现象（共三个问题略）？”“上述三例中，它们的温度发生了怎样变化？”“三者有何共同特点？”然后引导学生讨论，再由学生阅读课本，由学生自己归纳出热传递的定义和规律。紧接着教师演示课本三个实验：传导、水的对流、辐射，引导学生仔细观察。在观察基础上，教师再设下列问题让学生讨论：热是怎样传递的？传递的方式有什么特点？经讨论学生得出传导、对流、辐射三个概念及它们的各自特点。当堂课中学生主动地讨论、阅读、观察、归纳小结等活动，占70%以上；教师又始终进行强有力的引导、讲解、演示等活动，实现了较佳的教和学双方的互动共振。经当堂反馈测试，达标率达到90%，而使用讲授式单动教学的另一个班级，当堂达标率为70%（两班其它条件均相同）。另一堂实验课“杠杆的应用”，采用同样的互动式教学，当堂达标率达到95%。实验证明，教学互动是实现教学共振的一个重要方式。松江县26所学校中，实施互动式教学的学校已达16所，占62％以上，这是全县能较快地大幅度提高教学质量的重要原因之一。1990年春，松江全县青年教师举行物理学科教学评比大赛，获一、二、三等奖的十名教师，全都是采用这种互动式教学的。

五、双向反馈

双向反馈是教学共振的重要基础。在教学过程中，教学双方唯其具有不断互相反馈的机制，才使教学共振获得更加协调和谐的条件，使双方互相间离目标、互相偏离同步轨道的行为及时地不断地得到纠正，从而使双方的目标和轨道达到接近和完全相同的地步，使有效的教学共振得以产生和正常地进行。

双向反馈是完整的教学过程不可缺少的组成部分。教和学双方只有不断得到评价，取得反馈信息的情况下，才能使自己不断实现优化。具有反馈系统的教学过程，才是一种构成控制论的闭合回路的教学系统，才能大大提高教学效率，并使教学自身不断优化。

双向反馈也是实现优良的教学效果和效率的必不可少的重要条件。实践证明，人的认识不是一次完成的。学生在初次学习某一知识时，虽然有了初步认识，但还不可能是很完整的。这是由于学生自身存在着旧的认知和思维定势、狭隘的生活经验，前提知识的不完备和智力上的缺陷等原因，阻碍他去完全地正确地认知某一个知识。这就必须经过不断反馈、不断暴露认知上的不完整、不准确的种种矛盾，使其及时得到调节和纠正，才能使认知逐步臻于完善。同时，经过多次反馈，对初学的知识得到必要反复，从记忆规律来讲，会使记忆更加牢固。加之，由于及时克服了前面知识掌握上的缺陷，使后续知识的学习扫清了障碍，创造了良好前提，也使后面的学习更加顺利，从而使整个教学呈现良性循环。

我们在松江县开展的教学共振实验中，把教和学的双向反馈作为一个必不可少的因素开展研究，实施了五种双向反馈的方式：1．前馈。是上新课前对旧知识的检查、复习和激活。凡前馈达标率不达90%以上的不进入亲课教学。2、课间反馈。在前后知识组块教学的间隙中进行，每堂课至少有1—2次，多的课达7—8次。3、每堂课结束前进行目标反馈测试，用以检查本堂课的目标实现的程度，并使知识得到一次巩固。4、单元形成性评介、测试、反馈。5、按章过行总结性评价、测试、反馈。一般说来，实验班教学在经过前三个反馈后，达标率达到95%以上。从而实现了全体学生人人成功的目标，达到大面积提高教学质量和大幅度提高教学效率的目的。

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