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摘要：思维拐点是指学生思维的转折点，只有经过细致的课堂观察和课堂实验后发现的思维拐点才能代表大部分学生思维的共性。精准、合理、科学的教学设计要呈现人类思想发展的关键步骤，必须显示、把握和处理好学生的思维拐点。优秀的教学设计可以让不同层次的学生在不知不觉中经历、体验学习的过程，享受学习带来的成功和快乐，从而激发学习的热情，进而转化为学生主动学习的内驱力，学生的自主学习、合作学习、探究学习变得更为真实和深入。
关键词：思维拐点；教学设计
中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）02-076-2
我前两年参加了苏州市教科院组织的中小学课改观摩中开设展示课的活动，课题是《交变电流》。这节课同时也作为张家港市第十二届中小学、幼儿园课堂教学改革经验交流会的课堂展示，我从备课、磨课到展示，深感收获很大。
一、教学设计的核心
我将课堂程序设计成五个步骤，即“观察实验——分析现象——探究规律——实验验证——知识巩固”。我先让学生参与交流发电机发电过程的实验演示，全体同学观察小电珠的亮度变化、电流表指针摆动情况等实验现象，再探究实验现象产生的原因，从而理解什么是交变电流。从手摇交流发电机的结构抽象出交流发动机的简化模型，结合电脑模拟发电过程，让学生以完成导学案上的学习任务的形式来分析、探究交变电流产生的过程。教师在此基础上，通过示波器显示的交变电流的图像验证探究的结果，最后辅以必要的课堂练习巩固本课知识。
本节课的教学重点是交变电流产生的过程分析，难点是交变电流的变化规律及应用。分析交变电流的产生过程是呈现物理学家研究交变电流思想的关键性步子，我在导学案上设计了下面的导学图、表格、坐标，以期引导学生采用自主学习、合作学习、探究学习的方法。
表格是学生活动的核心，为了给学生提供思维的支点，我设计了以下几个问题：（1）线圈在顺时针转动一周的过程中，ab、cd边内电流方向是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？（2）线圈的磁通量是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？（3）线圈的感应电动势是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？
二、学生的思维拐点究竟在哪
由我主备的这一教学设计由我校一位教学基本功较好的青年老师先在重点班试上。但我在听课中发现，一人主讲，众人听讲的表象下，学生没有出现我所期待的紧张、有序、主动思考问题的场景。该教师和我在另外两个班级继续采用这个教学设计。课堂上教师只启发，学生活动，但学习的气氛沉闷了，学生面对表格中的内容开始讨论时出现了思维卡壳！
课堂上的冷场是教师的引导不到位，还是问题设计的思维难度超出了学生的基础？
经过多次研讨、分析，结合我的课堂观察及我与学生的课后的交流，发现电流方向的判断及其变化规律的寻找，根本没有我们想象地那么简单、顺畅！学生思维的难点在于线圈是在斜向切割磁感线，而且斜切的方向一直在变化。电流方向的判断阻碍了学生对磁通量及磁通量的变化率的变化规律的判断！学生完成表格中的学习任务的结果可想而知。
三、关于教学设计的反思
1.真正的思维拐点是要经过多次实践才能发现。
拐点是数学术语，是指曲线顶部或底部的那个转折点。这里的思维拐点是指学生思维的转折点，即是思维的突破点。美国的心理学教授威林厄姆指出了思考的三个特性，即思考是缓慢的、思考是费力的、思考是不可靠的。思维拐点的出现证明了思考是缓慢的、费力的，只有通过多次改变教学对象、调整教学设计后，再经过细致的课堂观察和课堂实验后发现的思维拐点才能代表大部分学生思维的共性，才是真正的思维拐点！
2.任务设计时要注意任务学习的开放性与导向性的平衡统一。
在本课最初的任务设计中突出了问题的开放性，表格中内容没有明确怎么回答，留下的空白一行用于学生回答规定以外的其它物理量变化规律和特征，给学生留下较为宽广的思考空间。坐标轴让学生可以描绘电流图像，也可以描绘电动势、电压图像等等。从课堂实际效果来看，开放的教学设计可以激发学生思维的热情和广度，但是太开放的任务设计会让学生思考的问题太散，细小、繁琐的问题有时会干扰重点内容的学习，有时还会导致教学过程难以掌控，影响教学内容的完整性和达成率。本课最终的教学设计明确了表格中填写的内容和要求，加强了任务的导向性，让学生学习的内容更集中，目标更聚集，有利于教学内容顺利完成。因此，教师在设计问题时应充分考虑任务学习的开放性与导向性的平衡和统一。
3.调整教材顺序，让思维更紧凑，教学更流畅。
用教材而不是教教材是新课程的理念。在实际的教学过程中，教师必须结合教学大纲、教学要求和高考考试说明的具体细则用好教材，让教材更加合理地、为教师的教、学生的学服务，可以更大地发挥教材的实际价值。在本节课中，我对教材的处理主要改变了两处。
一是有关波形图的介绍。教材开始是这样叙述的“利用电压传感器（或电流传感器）可以在荧光屏上绘出电压（或电流）随时间变化的图像。这样的图形在电工技术和电子技术中常常叫做‘波形图’”。教材的本意是借助传感器或示波器来演示直流电和交流电的不同情况，通过图像对比，先了解什么是交变电流，然后再学习交变电流是怎样产生的。让学生在获得感性认识的基础上再做深入的理性分析。
针对所教班级的教学实际，我感到如果按教材这样处理，存在两个方面的不利因素。一是直接给出波形图，从视觉的角度来看是比较直观，但学生要细细地考究起来，交变电流的图像还没有学，教师无法解释、学生无法理解图像的意义。二是利用传感器来演示，实际的教学条件还存在着一点点的困难。在学习完交变电流的图像后，教师演示交变电流的几种波形图，出现了重复演示和学习，显得画蛇添足，而且本节课容量大，时间上也不允许浪费。因此，我将这部分内容改为演示实验验证，取得了较好的效果。 二是有关交变电流峰值的处理。教材没有给出最大值的推导过程，但在后面有关交变电流的描述中，峰值对于有效值、瞬时值等的学习有着相当重要的作用，而且学生对于瞬时值的推导存在着较多的难点，因此在本节课中，我采取和学生共同分析、一起推导瞬时值表达式，让学生了解峰值的决定因素、理解瞬时值与峰值的关系等。
4.突出课堂学习侧重点，让学习过程详略得当。
本节课的学习内容很多、课堂容量较大，但一节课的时间仅有40分钟。为了突出学习的侧重点，我将课堂学习的侧重点放在交变电流产生的过程分析上，五幅平面图和表格成为本节课的一条学习主线。通过教师的问题导引、学生的充分讨论、相互评价来理解交变电流产生过程的变化规律和特点。通过课堂的实际效果来看，只有学生对这部分内容的理解充分了，才能加深对交变电流的规律中瞬时值、峰值和图像的理解，并对手摇交变发电机产生的实验现象更容易理解，更容易解释。
5.精心设计思维梯度，让学生思考更自然。
根据磨课中发现的学生思维拐点，为了让不同层次的学生都能得到发展，我在导学案中增加了知识的复习引导作为知识和方法的铺垫。我设计了两个问题：（1）是感应电流的方向如何判断？（2）计算电磁感应电动势大小的表达式有哪些？我在学生回答的基础上，进行简明扼要的点拨，立即组织学生进行单根导线斜切磁感线时电流方向的判断和感应电动势大小计算的训练。实践证明，经过这样的处理，学生在后面的讨论、探究交变电流的规律中电流（或电动势）的方向和大小时思考显得更加自然了。
其次，我调整了问题的次序。在交变电流产生过程中，将原来先探究电流方向改为先探究磁通量、感应电动势大小的变化规律。然后在分析出电流方向及其变化规律的基础上，自然地引出中性面的概念及其特点。这样的处理让流程更紧凑，学生的思考也更顺畅。
一堂展示课结束了，这堂课有成功也有遗憾。成功是这节课精准的教学设计，但留给我的思考还有很多，比如让学生以高涨的学习热情在热烈的讨论氛围中快乐地学习，这种理想的课堂情景常常要受到教材、教学内容、教学课时等条件的制约，单一的课堂时间长度也束缚了教师不能完全放开手脚，让学生尽情地去讨论、探究问题，也限制了教师可以穷尽地回答学生个人的提问或尽情指导学生的探究。目前，在新观点、新理念的实施过程中我们所面临的一个问题是：必须要寻找到与传统教学平衡的支点，不断探索与传统教育有机整合的最佳结合点。
关键词：思维拐点；教学设计
中图分类号：G427文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）02-076-2
我前两年参加了苏州市教科院组织的中小学课改观摩中开设展示课的活动，课题是《交变电流》。这节课同时也作为张家港市第十二届中小学、幼儿园课堂教学改革经验交流会的课堂展示，我从备课、磨课到展示，深感收获很大。
一、教学设计的核心
我将课堂程序设计成五个步骤，即“观察实验——分析现象——探究规律——实验验证——知识巩固”。我先让学生参与交流发电机发电过程的实验演示，全体同学观察小电珠的亮度变化、电流表指针摆动情况等实验现象，再探究实验现象产生的原因，从而理解什么是交变电流。从手摇交流发电机的结构抽象出交流发动机的简化模型，结合电脑模拟发电过程，让学生以完成导学案上的学习任务的形式来分析、探究交变电流产生的过程。教师在此基础上，通过示波器显示的交变电流的图像验证探究的结果，最后辅以必要的课堂练习巩固本课知识。
本节课的教学重点是交变电流产生的过程分析，难点是交变电流的变化规律及应用。分析交变电流的产生过程是呈现物理学家研究交变电流思想的关键性步子，我在导学案上设计了下面的导学图、表格、坐标，以期引导学生采用自主学习、合作学习、探究学习的方法。
表格是学生活动的核心，为了给学生提供思维的支点，我设计了以下几个问题：（1）线圈在顺时针转动一周的过程中，ab、cd边内电流方向是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？（2）线圈的磁通量是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？（3）线圈的感应电动势是如何变化的？有没有特殊的位置？在这个特殊位置有什么特点？
二、学生的思维拐点究竟在哪
由我主备的这一教学设计由我校一位教学基本功较好的青年老师先在重点班试上。但我在听课中发现，一人主讲，众人听讲的表象下，学生没有出现我所期待的紧张、有序、主动思考问题的场景。该教师和我在另外两个班级继续采用这个教学设计。课堂上教师只启发，学生活动，但学习的气氛沉闷了，学生面对表格中的内容开始讨论时出现了思维卡壳！
课堂上的冷场是教师的引导不到位，还是问题设计的思维难度超出了学生的基础？
经过多次研讨、分析，结合我的课堂观察及我与学生的课后的交流，发现电流方向的判断及其变化规律的寻找，根本没有我们想象地那么简单、顺畅！学生思维的难点在于线圈是在斜向切割磁感线，而且斜切的方向一直在变化。电流方向的判断阻碍了学生对磁通量及磁通量的变化率的变化规律的判断！学生完成表格中的学习任务的结果可想而知。
三、关于教学设计的反思
1.真正的思维拐点是要经过多次实践才能发现。
拐点是数学术语，是指曲线顶部或底部的那个转折点。这里的思维拐点是指学生思维的转折点，即是思维的突破点。美国的心理学教授威林厄姆指出了思考的三个特性，即思考是缓慢的、思考是费力的、思考是不可靠的。思维拐点的出现证明了思考是缓慢的、费力的，只有通过多次改变教学对象、调整教学设计后，再经过细致的课堂观察和课堂实验后发现的思维拐点才能代表大部分学生思维的共性，才是真正的思维拐点！
2.任务设计时要注意任务学习的开放性与导向性的平衡统一。
在本课最初的任务设计中突出了问题的开放性，表格中内容没有明确怎么回答，留下的空白一行用于学生回答规定以外的其它物理量变化规律和特征，给学生留下较为宽广的思考空间。坐标轴让学生可以描绘电流图像，也可以描绘电动势、电压图像等等。从课堂实际效果来看，开放的教学设计可以激发学生思维的热情和广度，但是太开放的任务设计会让学生思考的问题太散，细小、繁琐的问题有时会干扰重点内容的学习，有时还会导致教学过程难以掌控，影响教学内容的完整性和达成率。本课最终的教学设计明确了表格中填写的内容和要求，加强了任务的导向性，让学生学习的内容更集中，目标更聚集，有利于教学内容顺利完成。因此，教师在设计问题时应充分考虑任务学习的开放性与导向性的平衡和统一。
3.调整教材顺序，让思维更紧凑，教学更流畅。
用教材而不是教教材是新课程的理念。在实际的教学过程中，教师必须结合教学大纲、教学要求和高考考试说明的具体细则用好教材，让教材更加合理地、为教师的教、学生的学服务，可以更大地发挥教材的实际价值。在本节课中，我对教材的处理主要改变了两处。
一是有关波形图的介绍。教材开始是这样叙述的“利用电压传感器（或电流传感器）可以在荧光屏上绘出电压（或电流）随时间变化的图像。这样的图形在电工技术和电子技术中常常叫做‘波形图’”。教材的本意是借助传感器或示波器来演示直流电和交流电的不同情况，通过图像对比，先了解什么是交变电流，然后再学习交变电流是怎样产生的。让学生在获得感性认识的基础上再做深入的理性分析。
针对所教班级的教学实际，我感到如果按教材这样处理，存在两个方面的不利因素。一是直接给出波形图，从视觉的角度来看是比较直观，但学生要细细地考究起来，交变电流的图像还没有学，教师无法解释、学生无法理解图像的意义。二是利用传感器来演示，实际的教学条件还存在着一点点的困难。在学习完交变电流的图像后，教师演示交变电流的几种波形图，出现了重复演示和学习，显得画蛇添足，而且本节课容量大，时间上也不允许浪费。因此，我将这部分内容改为演示实验验证，取得了较好的效果。 二是有关交变电流峰值的处理。教材没有给出最大值的推导过程，但在后面有关交变电流的描述中，峰值对于有效值、瞬时值等的学习有着相当重要的作用，而且学生对于瞬时值的推导存在着较多的难点，因此在本节课中，我采取和学生共同分析、一起推导瞬时值表达式，让学生了解峰值的决定因素、理解瞬时值与峰值的关系等。
4.突出课堂学习侧重点，让学习过程详略得当。
本节课的学习内容很多、课堂容量较大，但一节课的时间仅有40分钟。为了突出学习的侧重点，我将课堂学习的侧重点放在交变电流产生的过程分析上，五幅平面图和表格成为本节课的一条学习主线。通过教师的问题导引、学生的充分讨论、相互评价来理解交变电流产生过程的变化规律和特点。通过课堂的实际效果来看，只有学生对这部分内容的理解充分了，才能加深对交变电流的规律中瞬时值、峰值和图像的理解，并对手摇交变发电机产生的实验现象更容易理解，更容易解释。
5.精心设计思维梯度，让学生思考更自然。
根据磨课中发现的学生思维拐点，为了让不同层次的学生都能得到发展，我在导学案中增加了知识的复习引导作为知识和方法的铺垫。我设计了两个问题：（1）是感应电流的方向如何判断？（2）计算电磁感应电动势大小的表达式有哪些？我在学生回答的基础上，进行简明扼要的点拨，立即组织学生进行单根导线斜切磁感线时电流方向的判断和感应电动势大小计算的训练。实践证明，经过这样的处理，学生在后面的讨论、探究交变电流的规律中电流（或电动势）的方向和大小时思考显得更加自然了。
其次，我调整了问题的次序。在交变电流产生过程中，将原来先探究电流方向改为先探究磁通量、感应电动势大小的变化规律。然后在分析出电流方向及其变化规律的基础上，自然地引出中性面的概念及其特点。这样的处理让流程更紧凑，学生的思考也更顺畅。
一堂展示课结束了，这堂课有成功也有遗憾。成功是这节课精准的教学设计，但留给我的思考还有很多，比如让学生以高涨的学习热情在热烈的讨论氛围中快乐地学习，这种理想的课堂情景常常要受到教材、教学内容、教学课时等条件的制约，单一的课堂时间长度也束缚了教师不能完全放开手脚，让学生尽情地去讨论、探究问题，也限制了教师可以穷尽地回答学生个人的提问或尽情指导学生的探究。目前，在新观点、新理念的实施过程中我们所面临的一个问题是：必须要寻找到与传统教学平衡的支点，不断探索与传统教育有机整合的最佳结合点。