【摘要】 怎样的科学学习是学生喜欢的？怎样的科学学习道路是学生喜欢走的？三十年的教育教学，我先做后学，边走边学，学习着、求解着、实践着，从早期的“建立积极期望·鼓励不断创新”，到中期的“主题探究·同频共振”，再到现在的“先做后学·同频共振·完形顿悟”，在体验中感悟，在求解中升华。

【关键词】 科学教育；先做后学；同频共振；完形顿悟

学习是自己去从容求解的过程，这样在求知的道路上心境就会得到淬炼和升华……教师所要做的应该是一起走（或者再走）一遍，而不是将一切讲解得明明白白……

三十年的小学教育，二十多年的小学科学教育，我深刻地领悟到学习（读书）首先必须是学生自个儿的事，因为是学生自个儿的事，所以我们要做的唯一一件事情就是陪着每一个学生（尽可能）在学习的道路上一起走，走过了（这个内容你已教过很多遍），请你以不同的角色再走一遍。

怎样的科学学习是学生喜欢的？怎样的科学学习道路是学生喜欢走的？我学习着、求解着、实践着。通过一个阶段的学习、思考和实践，我认为自然教学（后来改为科学）应该建立积极期望，鼓励不断创新（这是我评昆山市自然学科带头人时概括的教育教学特色）。《建立积极预期、正确认识成功》《创造的天梯》《创新的认知障碍》《想学生所想——谈学生心理的预测》《用适合学生的方式引领科学学习》《从教师期望谈学生科学实验能力的培养》《其乐融融话合作》等文章就是这个阶段写的，有的发表在《教师教育》《实验教学与仪器》《教育科研论坛》等杂志上，有的在“教海探航”等论文评比中获奖。应该说，这个阶段，我虽然读了一些教育教学理论，进行了一些尝试，现在来看，其实很是生搬硬套，没有充分考虑到学习是学生自己的事。

一、同频共振

怎样的科学学习是学生喜欢的？怎样的科学学习道路是学生喜欢走的？我学习着、思考着、实践着。我认为科学教学应该：先做后学·同频共振·完形顿悟（这是我评江苏省科学学科特级教师时概括的教育教学特色）。

1.什么是课堂教学“同频共振”

共振是一种极为普遍的自然现象。教学其实也一个“同频共振”的过程。我们知道， 课堂教学是一个师生互动、生生互动、共同成长的多边过程。这一过程中当教师、学生和教学内容三者处在同一频率上时，师与生、生与生、师生与教学内容之间便出现了多边的、互动的、和谐的共振作用，教师、学生和教学内容三者互为振源，在振源策动力的影响下，教师和学生双方相互配合、步调一致、共同活动、同步前进。

2.课堂教学为什么要“同频共振”

课堂教学为什么要“同频共振”，可以从多个维度来看。

首先，从课堂教学实践来看，课堂教学是一个师生互动、生生互动、共同成长的多边过程，有效、高效的课堂教学实质上是教师、学生和教学内容三者处在同一频率上共振的和谐统一，但是，教师和学生、学生和学生之间，由于思维、智力、能力、知识、家庭等存在差异，也就是说教师和学生、学生和学生之间学习（思维、认知、情感）的固有频率存在一定的差异，因此，教师教学的频率不一定和学生学习的频率一致，更不可能与所有学生的固有频率一致。

其次，从以人为本的理念来看，“同频共振”的课堂教学充分体现了学生在学习过程中的主体地位，极大地调动学生的学习主动性和积极性， 增加了学生在学习过程中参与的广度和深度。

再次，从教育教学理论来看，“同频共振”的课堂教学蕴含着“主体性学习” “互动共享”“合作学习”“分层学习”等思想理念。

最后，在“先做后学·同频共振·完形顿悟”这一教学话题里，“同频共振”主要是一种教学方式、一种教学策略，为“完形顿悟”服务，是“完形顿悟”的关键，它的作用就是共振，让教师、学生（思维、认知、情感）和教材三者之间产生共振。

3.课堂教学中怎样“同频共振”

课堂教学实践中，“同频共振”的核心是全员全程参与、积极实践和多边互动。在参与、实践和互动中了解、暴露和调控，所以 “同频共振”实施的方法主要是了解、暴露和调控。了解是指教师要熟知教学内容及教学内容之间的内在联系，了解学生的思维、认识、情感以及科学前概念等；暴露是指在课堂教学实践中，尽可能把教师和学生的思维、认知、情感、科学前概念等呈现出来，特别是学生的思维，教师应引导学生勇敢地暴露自己真实的思维；调控是指在课堂教学中，教师以学生的思维、认知、情感、科學前概念等为基础，预设和生成教学环节，在学生原有知识和所要完成的学习目标之间搭建起“脚手架”，学生沿着“脚手架” 独立探索，逐步攀升，从而达到教师、学生和教学内容三者处在同一频率上和谐共振，完成对所学内容的意义建构。

例如，在教学《抵抗弯曲》这一课时，为让教师、学生（思维、认知、情感）和教材三者之间产生和谐共振，我进行了以下四个方面的调整。

（1）改变实验小组人数，让不同层次的学生全程参与

常见的实验小组合作学习，人数一般为4人，为什么会4人一组呢？不外乎有以下几个原因：一是多人合作更能体现、培养学生的团队精神和合作精神；二是实验比较复杂时，需要多个学生协同完成；三是节省了实验器材，也节省了老师准备器材的时间。可是在很多时候，我们会发现，这样的小组合作，那些能力较强、活泼外向、喜欢表现的优秀学生，他们居于合作学习的中心，潜能得到了发挥，个性得到了张扬。而一些学习困难、不喜欢表现的学生，因为基础薄弱，参与性主动性欠缺，思维的敏捷性深刻性稍逊，无形中失去了思考、发言、表现的机会，在一定程度上被变相剥夺了学习的权利。为让不同层次的学生都能全程参与到学习中来，了解、暴露和调控每个学生实验时的固有频率，我改变了实验小组人数，变4人一组为2人一组。

（2）制作精美大桥模型，引导师生多层次互动

试教时，按照教材提供的实验方法，发现各组学生的数据相差很大，究其原因是变量之一的控制（桥墩之间的距离）出现了问题。实验时虽然要求统一桥墩之间的距离，但在操作中，由于实验次数较多，学生往往会不经意之间移动了桥墩，改变了桥墩之间的距离，造成各组的数据相差较大。虽也能说明纸梁越宽，抗弯曲能力越强，但会出现宽度比厚度更能抵抗弯曲的错误现象。为统一桥墩之间的距离，我特地设计制作了精美大桥模型（桥墩之间的距离固定了）。相对精确的实验数据，有效地引导师生进行多层次的互动，为了解、暴露和调控每个学生的固有频率奠定了基础。

（3）更换承重物，让每个学生体验成功喜悦

材料可以调控课堂的节奏，可以影响师生的互动，从而影响“同频共振”能否实现。本课实验中，材料的选用是最为头疼的事情。如纸太薄，不能承重，纸太厚，承重太大；垫圈太轻，数量需求太多，垫圈太重，不能感受到力的逐渐增加。为让每一个学生真实进入实验，都能体验成功喜悦，我到各处五金店，精心挑选，最后选出三种承物：50克的钩码、5克的铁螺帽、2.5克的铁垫圈。2.5克的铁垫圈刚好能够满足最窄纸梁的承重要求，有效地解决了承重物与纸之间的矛盾，保证了实验的成功率，让每个学生体验到了成功的喜悦，从而有效地了解、暴露和调控每个学生实验时的固有频率（特别是学生的情感频率）。

二、先做后学

怎样的科学学习是学生喜欢的？怎样的科学学习道路是学生喜欢走的？我学习着、思考着、实践着。我认为自然教学（后来改为科学）应该：主题探究·同频共振（这是我评苏州市自然学科带头人时概括的教育教学特色）。

1.什么是“先做后学”

这里的“做”是指以学生个体为主的学习活动，包含三个方面的行动：第一个方面，学生通过各种途径，收集、整理、分析、归纳和项目活动相关的知识和信息（这个方面以下简称信息行动），信息行动原则上应该由学生自己来完成，假如限于各方面的原因，收集、整理可由老师来完成，学生只需要阅读、分析和归纳；第二个方面，学生个人分析项目活动的要求，设计与规划完成项目活动的方法和步骤，形成一个初步能够实施的方案（这个方面以下简称计划行动），计划行动应该由学生独立完成；第三个方面，实施设计方案，方案实施时，应要求学生记录方案实施过程中所遇到的困难、困难解决的方法和最终的结果等。还可以要求学生用不同的颜色对方案中不合理、不完善的地方进行修改、补充（这个方面以下简称实践行动），这个时候的实践行动最好也是由学生单独完成。在课堂教学中要注意两点：①以上三个方面的行动没有先后的顺序（可以先进行实践行动，后进行信息行动），也不强调是一个完整的过程，我们可以根据学生的实际情况和项目活动具体要求，灵活自由组合；②以上三个方面的行动也应该根据学生的实际情况来进行，不是说有了就可以了，应该是一个循环往复、不断推进的过程。

这里的“学”是指师生一起学习，一起实践，一起成长的学习活动。包含两个方面的行动：第一个方面，小组学生讨论实施方案（讨论之前学生可以再次进行信息行动），取长补短，形成一个相对完善的方案（这个方面以下简称风暴行动）；第二个方面，小组学生一起实施设计方案，方案实施时，同样应要求学生记录方案实施过程中所遇到的困难、困难解决的方法和最终的结果等（为和上面实践行动区分开，更为强调突出学习活动的团队性，这个方面以下简称合作行动）。

通过以上分析我们不难发现：

（1）“先做后学”首先是一种教育思想、一种教育理念，体现了以学生为主体，把学习活动视为个体主动建构的过程；强调的是学生真实的知识、真实的能力、真实的情感和真实的体验，期望的是学习活动能在学生自动自悟中完成。

（2）“先做后学”其次是一种教学方式、一种教学策略。“先做后学”做在前面，学在后面，这样学习活动的出发点和归宿点落在了学生身上，整个学习活动是为了解决学生在做的过程中遇到的问题，师生共同先实践，发现问题，然后师生、生生讨论、探究去解决问题。

（3）“先做后学”其实是“先做后学、边做边学、再做再学”这样一个螺旋推进的学习过程。

2.为什么要“先做后学”

为什么要“先做后学”？可以从多个维度来看。

首先，从哲学层面来看，“先做后学”中的“先做”是师生共同先去实践，从而对要学习的内容形成初步认识（老师在实践的时候，要换位思考，想学生所想）；“后学”则可以让师生在已有实践与认识的基础上，进一步提升实践和认识的广度和深度。可以看出，这种 “实践—认识—再实践—再认识”是符合认识论基本规律的。

其次，从心理学角度来看，所谓“先做后学”，是由小学生的认知规律决定的。小学生的认识规律与成人的认识规律是有一定区别的，一般情况下，是先行后知的行知律。因为小学生科学概念及科学能力的储备，相对来说非常少（有些科学前概念也不一定是正确的），他们的头脑相对来说是空洞的，而相对空洞的头脑是不能有效、高效思维的。这种情况下，小学生更重要的是通过自己的活动（实践）去获得科学概念和科学能力。因此，在小学科学课堂教学中，我们应当让学生尽量先做，使他们的头脑充实了，然后才是学。

再次，从教育教学理论来看，“先做后学”则内蕴着 “做中学”“教学做合一”“主体性教学”“因材施教”等思想理念。

最后，在“先做后学·同频共振·完形顿悟”这一教学话题里，“先做后学”主要是一种教学方式、一种教学策略，为“同频共振”服务，是“同频共振”的前提，它的作用就是为了调频，调整教师、学生（思维、认知、情感）和教材三者之间的频率。

3.怎样“先做后学”

这里的“做”，不是就学生先做，而是师生一起先做。对教师而言，就是指教师事先要对课程和学生做出科学分析和问题预设，深度开发出相应的实践活动，然后有目的先做。对学生而言，就是指课前对老师要求进行的实践活动，进行自主、合作、探究。也就是说，通过师生先做来产生问题。这里的“学”，不单是指教师指导下的学生学习，也指师生之间、学生之间的互动。

学生是教育最重要的资源，“先做后学”是激发调动这一资源比较行之有效的方法。当教师把一个任务交给学生时，就是对学生极大的信任。学生自己是这一资源的主人，只有他自己在一種有兴趣、有任务、有目标且充分自由的状态下，才能通过他自己把资源发挥和利用得最合理。

例如，还是《抵抗弯曲》这一课，为充分激发学生这一课程资源，为了解、暴露、调整师生的情感状态、认知结构和思维层次，课的一开始，我设计了一个与日常生活密切相关的实践活动——用纸制作一个桥面（纸的情况：长度是15厘米，宽度是13厘米；桥面要求：①桥面平整坚固；②桥面长13厘米以上，宽10厘米以上）。这一看似简单的实践活动，不单充分激发了学生这一课程资源，引导师生的情感快速进入状态，最为重要的是，暴露了教师和学生的认知结构和思维层次，让我对学生的科学前概念、思维能力、设计制作能力、合作能力等有了一个比较清晰的认识。

（1）桥面想要坚固，下面应该放置横梁，这一生活中的科学，虽然在日常生活中经常看到，但学生制作纸桥面时没有几组同学用到，有的学生是就剪下多余的纸做成了一个桥面，有的同学虽然做了横梁，但太短了，两头不能和桥墩接触，起不到什么作用。

（2）符合要求的桥面，制作方法有很多，但实际操作过程中，很多学生东张西望，迟迟不能动手。

（3）有几个小组只有一个同学在制作，另外一个同学在玩其他的实验器材。

通过用纸制作一个桥面这一与学生的日常生活密切相关且学生研究、制作非常感兴趣的实践活动来先做后学、边做边学、再做再学贯穿整节课，我个人觉得不单能了解、暴露学生的科学前概念、思维能力、设计制作能力（第一次制作桥面时），而且更主要的是有利于教师调频，从而达到教师、学生和教学内容三者之间和诣共振（进行横梁抗弯曲能力的研究，发现横梁的抗弯曲能力与宽度、厚度等因素有关；增加横梁的厚度比增加横梁的宽度效果更好，最后再次制作桥面等教学环节）。

三、完形顿悟

1.什么是“完形顿悟”

完形—顿悟说是德国的格式塔心理学派提出的一种学习理论，代表人物是韦特海墨、考夫卡和苛勒。其基本内容是：

（1）学习是通过顿悟过程实现的。

（2）学习的实质是在主体内部构造完成。

（3）刺激与反应之间的联系不是直接的，而需以意识为中介。

在“先做后学·同频共振·完形顿悟”这一教学话题里，“完形顿悟”还具有感悟、渐悟、恍然大悟等意思。

2.为什么要“完形顿悟”

完形顿悟说作为最早的一个认知学习理论，虽然没有形成完整的系统，但它肯定了主体的能动作用，强调心理具有一种组织的功能，把学习视为个体主动构造完形的过程，强调观察、顿悟和理解等认知功能在学习中的重要作用。

这里借用“完形顿悟”并不是完全照搬“完形—顿悟”说，只是为了突出以下三個方面。

（1）完形顿悟说是认知学习理论，认知结构具有建构的性质。认知结构理论认为存在于人头脑中的认知结构始终处于变动与建构之中， 学习过程就是认知结构不断变化和重组的过程， 其中， 环境和学习者的个体特征是决定性因素。现代认知心理学家奈瑟认为， 认知过程是建构性质的， 认知结构就是在外在刺激和学习者个体特征相结合的情况下进行具有渐进性的自我建构的过程。

（2）完形顿悟说是认知学习理论，研究发现， 良好的认知结构对学习有五个功能：建构与理解功能， 整合与迁移功能， 搜索与预测功能， 推论与补充功能， 指导与策划功能。 认知结构既是知识贮存的形式， 又通过加工同化新知识来处理新课题。

（3）完形顿悟说是认知学习理论，认知结构理论把学生作为研究的中心。 学生是决定学习了什么的直接因素， 教材、教法、环境、社会影响等外部条件固然重要， 但都是间接因素。 对学生的研究以认知结构的研究为起点， 不仅研究学生的认知过程、认知策略、认知条件等， 还研究认知活动开展的支持系统如情感、意志等。这种研究使得对学生的重视不再停留在思想或经验的水平， 而是深入到科学行动的阶段， 它为有效发挥学生的主体性提供了科学的依据和实用的操作方法。

最后，在“先做后学·同频共振·完形顿悟”这一教学话题里，“完形顿悟”是最后一个环节，是先做后学、同频共振的目的。

3.课堂教学中的“完形顿悟”

苛勒（W.Khler）是格式塔心理学派顿悟说学习原理的主要创立者，他指出，学习结果（解决问题）受制于整个学习情境和学习者在各部分之间所发现的关系，学习就是依托此关系重建知觉场的过程；这一过程的关键是顿悟，即在学习者意识中突然出现一个包含着能达到预期的整个错综复杂的手段在内的新“格式塔”；学习者需要一个完全开放的情境，否则只能不断尝试错误的行为，教育者必须使学习者在引起顿悟之前看到问题的各个部分之间的关系。

例如，还是《抵抗弯曲》这一课，为创设一个完全开放的学习情景和让学生发现各个活动之间的关系，整节课我设计了这些关键性的问题。

（1）（教师出示桥墩）这是一座桥，没有桥面，课前老师给了你们这么一张纸，（长度是15厘米，宽度是13厘米）请你们做这样一个的桥面（①桥面平整坚固；②桥面长13厘米以上，宽10厘米以上），现在做好了吗？

（2）下面我们来进行一场比赛，看看哪一组同学做的桥面最结实、最坚固。我们应该怎么比呢？

（3）同样的纸，为什么做出来的桥面，抵抗弯曲的能力不一样呢？

（4）这根横着放的纸梁我们叫什么呢？生活中有没有这种现象？

（5）横梁这么重要，我们要不要来研究一下？

（6）横梁的抗弯曲能力与什么因素有关呢？

（7）请同学们比较纸横梁宽度实验和纸横梁厚度实验，你们发现了什么？

（8）现在，老师再给了你们这么一张纸，（长度是15厘米，宽度是13厘米）请你们做这么一个的桥面（①桥面平整；②桥面长13厘米以上，宽10厘米以上）。做完以后，我们再来进行一次比赛好不好？

四、小结

从上面图中和《抵抗弯曲》这一课的实例中，我们不难发现，“先做后学·同频共振·完形顿悟”是一个大循环，课前我们可以先设计一个集成式的工程问题，然后师生先共做，进行实践，让师生的思维、认知、情感等先进入状态，了解、暴露老师和学生就这一实践活动中的固有频率（包括列出自已能够解决的问题和不能解决的问题），进行调频。接着上课时，师生可以就课前的实践活动进行讨论，互动，让师生的思维、认知和情感进入全方位的同频共振，最后在同频共振的基础上师生或顿悟、感悟、恍然大悟，进入主动建构的状态。

其次，我想还要说明的是，“先做后学·同频共振·完形顿悟”还是一个小循环，比如说在“先做后学”这一环节，假如学生在做的过程中，他自己的固有频率和集成式的工程问题的固有频率本来就相差不大，自己边做边学，也可以“同频共振”，最后“完形顿悟”，或者学生在做的过程中，和其他同学讨论互动，也有可能“同频共振”，最后“完形顿悟”了。

最后，我还想说，“先做后学·同频共振·完形顿悟”也是对我近三十年从事小学科学教育的一个诠释。刚工作时我不是教科学的（也就是当时的自然学科），当时对小学科学虽然不能说不喜欢，但肯定是没有现在这么喜欢，不过因为学校领导的安排，也只能先做起来了，科学学科对我来说真的是先做后学，边做边学，做着学着，我和科学学科一次一次同频共振了，一次次感悟了，在这样一个求解（怎样的科学学习道路是学生喜欢走的？）的过程中，我的心境得到了淬炼和升华，慢慢的我也就喜欢上了科学。

【参考文献】

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[7]张庆林， 邱江.顿悟与原型中启发信息的激活[J] .心理科学，2005，28（1）.

【作者简介】

张建国，男，1969年11月生，高级教师，本科学历。现任昆山市教育局教育室教研员。

工作至今，先后荣获江苏省特级教师、江苏省教育科研先进个人、苏州市名教师、苏州市优秀教育工作者、苏州市小学自然学科带头人，苏州市“双十佳”、苏州市教育科研先进个人；昆山市名教师、学术带头人、昆山市优秀专业技术拔尖人才等荣誉称号。