利用薩奇曼模式探究楞次定律

朱加沐

(南通市天星湖中學 江蘇 南通 226000 )

1 薩奇曼探究模式[1]

心理學家斯騰伯格指出,在學校中所探討的問題與日常生活中遇到的問題之間存在著很大的不同.美國教學法專家理查德·薩奇曼教授的探究模式，正是試圖將學生在學校中學習的問題解決與真實生活中遇到的問題解決統(tǒng)一起來，讓學生掌握科學家用以組織知識形成原理的各種方式，教會學生進行探究的一般程序及掌握探究的技巧.薩奇曼認為,探究教學不僅僅是教師的一種教學方式,更是學生學習的內容，當然，要讓學生掌握科學家們探索未知的方法要經過一定的科學訓練，其探究模式便建立于這一前提之上.

薩奇曼還根據科學研究的一般步驟設計了探究訓練教學模式的5個教學程序.

(1)明確課題，設置情境.

課題的設定要能引起學生足夠的興趣，激發(fā)學生的求知欲，而且利用現(xiàn)有的知識可以探究、解決.先要向學生介紹開展探究過程的規(guī)則，使學生明確如何去尋求可能的解決方案，然后,教師給出階梯狀的問題情境，并鼓勵他們像科研人員一樣提出問題，分析研究[2].

(2)搜集資料，獲取信息.

教學中同樣注重學生已有的經驗，在搜集資料的過程中可以提出問題以獲得更多的信息，教師充當資料的提供者，僅做肯定或否定回答，幫助學生澄清問題.

(3)驗證假設，形成結論.

本階段鼓勵學生提出多種結論，它不應該跟已有的理論相矛盾，如果無法解釋說明例題現(xiàn)象的話，則要進行再一次的搜集—分析—驗證的循環(huán)過程.

(4)解釋理論，形成系統(tǒng).

經歷了從感性認識到理性認識之后，要對這一理論的原則或效果或條件，以及應用于其他情境的預測性價值進行分析、理解、表達.

(5)分析過程，提高素養(yǎng).

討論總結經歷的探究過程，探究的技巧.例如，如何達成才最有效，這類問題如何切入等，從而提高學生的探究技能.

2 薩奇曼探究模式的優(yōu)勢

作為當前美國中小學的科技教育所倡導的一種教學模式，與傳統(tǒng)的教學模式相比較，薩奇曼探究模式主要是師生角色的轉變而帶來的一系列影響.就學生而言，第一，尊重了學生的需求和學生的主動參與，真正落實了學生的主體地位，從感興趣的課題著手，調動了學生的學習熱情，不同學生之間的優(yōu)勢可以得到互補，培養(yǎng)其科學的協(xié)作精神；第二，鍛煉了學生的理智能力，探究過程可以幫助學生學習如何解決問題，如何擯棄試誤法作出合理的假設，如何將新信息與已有知識聯(lián)系起來尋找問題的突破口，如何堅持到底直至問題解決[1]；第三，訓練了學生的探究技巧，只有通過練習和開展探究過程，學生才會懂得如何最佳地解決問題，學生參與探究過程的練習越多，就越能夠將這一過程遷移到解決其他問題的情境之中[3]；第四，降低了學生的學習梯度，學生更容易記住自己發(fā)現(xiàn)的內容，科學概念在不同的情況下出現(xiàn)，并以不同的方式敘述，學生更容易掌握.但對教師而言，要求提高了，要備足知識、設計好情境與營造氛圍，要接觸學生、欣賞學生，要及時了解課堂表現(xiàn)好的學生，給予評價,還要動態(tài)生成課堂上碰到的各種問題等[4].

3 教學案例設計

楞次定律教學的一般設計為：重溫演示實驗—學生觀察記錄—教師引導分析—學生概括結論—解題歸納思路—隨堂訓練—課后練習.教師在課前往往先給學生預設如下表格(表1).

表1 教師課前預設表格

現(xiàn)象實驗 原磁場的方向磁通量的變化G表指針擺動方向感應電流方向感應電流的磁場方向兩磁場方向關系N極朝下抽出S極朝下抽出結論

不難看出，這種教學模式仍為接受式的教學，學生并沒有體驗到科學家當時的困惑與思考方向，學生的探究能力、創(chuàng)新意識亦難以進一步提升.試問，當時楞次也是有人給他設計了表格，讓他找規(guī)律么？學生解題時，也總是靠教師幫助審題給思路嗎？日常生活中的問題也是其他人包辦填空么？也有正確的答案嗎？

結合教學要求，筆者根據薩奇曼的探究訓練教學模式設計了如下5個教學程序.

3.1 明確課題 設置情境

演示上節(jié)課的實驗(教材圖4.2-2)，發(fā)現(xiàn)了有感應電流的現(xiàn)象，但還發(fā)現(xiàn)電流計指針左右擺動的現(xiàn)象，說明了感應電流有方向之分.下面向學生宣布課題，即如何判斷線圈中感應電流的方向？并展示教材圖4.3-1.

3.2 搜集資料 獲取信息

學生：電流表指針擺動的方向與哪些因素有關？

教師：這個答案不能告訴你，換種問法，或者查找《物理·選修3-1》教材中的磁電式電表的原理.

學生：擺動方向不同，說明安培力的方向不同，表明電流的方向不同？

教師：是.

學生：也就是說，我們先要獲知流進電流表的電流與指針擺動方向的關系？

教師：是，怎么獲知？

學生：有內部結構圖或者說明書？

教師：否，但可以利用桌子上的器材.

學生：連接電路，改變電源接入電路的極性，應該可行吧？

教師：試試看.

學生動手操作，得出電流由正極流進，指針往正極擺動，反之，指針往負極擺動.

教師：也就是說,哪一極流進，指針擺向哪一極(板書).再做圖4.3-1實驗.

學生：我們還發(fā)現(xiàn)環(huán)螺線管上的紅色導線，是不是表示導線的繞向？

教師：是的，那電流表指針的左、右擺動就可以標在線圈上了.試一試.

學生： N極向下插入，N極向下抽出，指針擺動、電流方向不同，應該表明這兩次操作是有區(qū)別的?

學生：研究對象都為線圈，那也就是，穿過線圈的某些物理量有區(qū)別?

教師：很好，能具體一點么？

學生：是磁通量的變化不同引起的?

教師：是，那你為什么這樣假設？能否形象地表示這種變化不同？

學生：引起感應電流的原因是磁通量的變化，第一次操作變大，第二次操作變小，可以作磁體周圍的磁感線.

學生：但磁體N極插入和S極插入，磁通量都變大，電流方向卻也不同，為什么會這樣呢？

教師：是不同，但我不能夠回答你，有沒有哪種方式很形象地表示幾次操作異同點？

(學生列表，這是關鍵，此處只能得出G表指針擺動方向，感應電流的方向，磁通量的變化，教師后面要不斷地補充表格，最終演變成表1)

學生：表格中感應電流方向與磁通量的變化無直接關系，還需要其他物理量輔助思考？

教師：是的，那此情境一定還能確定一些物理量哦.

學生討論感應電流的磁場，條形磁體的磁場.

學生：這里電流的磁場也可用右手螺旋定則來判斷嗎？

教師：當然，只要是電流與之產生磁場方向的互判，都可以的.

學生：要確定的感應電流方向與確定它產生的磁場的方向是一回事的，是吧？

教師：是的.

學生：感應電流在這里的作用是不是產生的磁場總是與磁體的磁場相反？

教師：否，但已經接近核心了，只是有點兒片面！再全面把握，整體分析看看.

學生：我們把4次操作，磁體分別插入與抽出，作出對比，發(fā)現(xiàn)如果磁通量變大，感應磁場就與原磁場相反，而磁通量變小，感應磁場就與原磁場相同.這是不是我們要得到的？

教師：可能這就是理論，讓我們記到黑板上看看.

3.3 驗證假設 形成結論

對于結論的驗證，給出教材例題1(圖4.3-3)，利用變壓器的原副線圈演示,一方面可以驗證結論，另外還可以歸納應用楞次定律解題的步驟.

3.4 解釋理論 形成系統(tǒng)

鼓勵學生用更加簡潔的語言描述理論上兩磁場的關系，得到楞次定律的內容.接著，理解“阻礙”，提出問題，誰阻礙，阻礙誰，如何阻礙，為何阻礙，阻礙結果等等，歸納應用楞次定律的步驟.由教材思考與討論的圖4.3-6來判斷導體棒切割磁感線時感應電流的方向，得出楞次定律的特例——右手定則.

3.5 分析過程 提高素養(yǎng)

教師和全體學生討論總結經歷的探究過程、收獲.例如,原磁場的產生有幾種情況？磁通量的變化可能有哪幾種情形？突破口在哪里？有無更直觀的判斷方法？等等，從而提高學生的探究技能.

從上面的教學設計，我們可以看出,薩奇曼模式在教學中強調理解的實質，而不僅僅是信息的量，盡量多地為學生提供實踐機會，有意識地培養(yǎng)學生嘗試建立與已有技能間聯(lián)系的能力.也只有這樣，才能將探究過程遷移到解決其他問題的情境之中.其實，我們在解決物理題目時，不就是一個讓學生提出問題，建立情境，分析信息，形成結論的過程嗎？只不過，有時學生不太容易確定，需要教師作出肯定或否定的評論.

總之，物理課堂教學要面向全體學生，關注學生的需求，關注學生的探究能力，關注學生終身學習的愿望與能力，追求知識與過程的統(tǒng)一.而薩奇曼探究模式不失為一個很好的課堂教學模式.

參考文獻

1 薩奇曼探究模式.http://www.docin.com/p-254959484.html

2 管建祥.在中學物理教學中應用薩奇曼探究教學理論的體會.中學物理,2012,30(01):7～8

3 對美國中小學課堂教學模式的認識與思考.http://wenku.baidu.com/view/592a474533687e21af45a96d.html

4 王高榮.讓探究動起來.物理教師,2006(11)