基于巴特勒學習模式的電動勢課堂教學

唐娟娟 周慶 林叢

摘 ?要 為了提升課堂質(zhì)量，提高學生的課堂參與度，在電動勢概念的教學設計中滲透巴特勒學習模式的教學理念，合理建構(gòu)電動勢教學框架，幫助學生理解非靜電力、電動勢的抽象概念。

關鍵詞 電動勢;巴特勒學習模式;演示實驗

中圖分類號：G642 ? ?文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）21-0122-03

1 前言

有效的課堂教學指教師有效地運用教學手段、教學方法來展開教學活動。巴特勒學習模式提出“七段”教學法，作為一種具有普適性的教學模式，它以信息加工理論為主要理論依據(jù)，利用學習策略對學習任務進行加工，最后生成學習結(jié)果，是一種有效的教學法。基于巴特勒學習模式的課堂教學要求教師考慮學生的認知特點及學習環(huán)境，從而設置學習情境來激發(fā)學生學習動機，并結(jié)合精細加工策略使學生主動把所學的新信息和已有的知識聯(lián)系起來，達到組織教學的目的。同時以學生為主體，讓學生能夠應用新知識，教師要針對學生對新知識的初步嘗試進行評價，并通過練習來鞏固學生所學知識，最終使學生能夠進行學習遷移，將新知識拓展到其他情境中去。

2 巴特勒學習模式

巴特勒學習模式于20世紀70年代由美國教育心理學家巴特勒提出，其主要理論依據(jù)是信息加工理論。它的基本教學程序是：設置情境—激發(fā)動機—組織教學—應用新知—檢測評價—鞏固練習—拓展與遷移。設置情境和激發(fā)動機要遵循學生認知規(guī)律;組織教學、應用新知、檢測評價強調(diào)以學生為中心，教師起組織、指導、幫助和促進的作用，既強調(diào)學生的認知主體作用，又合理發(fā)揮教師的引導作用;鞏固練習和拓展遷移強調(diào)學生與教師的互動，培養(yǎng)學生科學探究思維，進行知識的重組和意義建構(gòu)。七個步驟應根據(jù)不同情況有所側(cè)重。

在整個巴特勒教學模式七步驟操作中要注意教師在教學中的主導作用，主要表現(xiàn)在善于觀察、善于整合、善于激發(fā)三個方面。善于觀察，即教師應密切關注學生的興趣點、關注點;善于整合，即教師應注重教學內(nèi)容的新穎性、時代性與易接受性;另外，教師還應具備善于激發(fā)的能力，調(diào)動學生參與的積極性，讓學生在輕松、活躍的氛圍中愉快領悟知識[1]。

3 基于巴特勒學習模式的“電動勢”課堂教學

設置情境：展示生活中的電池 ?教師向?qū)W生展示各種電池，并提問：在電路中它們有什么共同的特點？學生知道在電路中它們都能夠為電路提供持續(xù)的電流。教師繼續(xù)拋出問題：如果將充好電的電容器作為電源接入電路中，能提供持續(xù)的電流嗎？

【設計目的】教師從學生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，用生動有趣的提問、講解方式導入新課，不僅符合“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課程理念[2]，而且與本節(jié)內(nèi)容建立聯(lián)系，揭示主題：電源能為電路提供持續(xù)電流。

激發(fā)動機：演示實驗 ?教師演示實驗前交代學生觀察實驗中石英鐘指針是否會持續(xù)轉(zhuǎn)動，并將充好電的電容器通過導線接到石英鐘兩端進行演示實驗。學生觀察到指針偏轉(zhuǎn)了一會兒就停下了，進而產(chǎn)生疑問，教師此時繼續(xù)提問：請說出實驗中電容器只能提供短暫電流的原因。學生思考并討論是由于電容器兩極板電勢差逐漸減小，最后變?yōu)榱恪樽C實學生的答案以及讓學生直觀地理解，教師采用動畫展示并同時對各個階段進行講解（圖1）：是由于極板的電荷發(fā)生中和。那么如何使電容器兩極板維持恒定電勢差？學生會意識到運動到負極板的正電荷能夠繼續(xù)從負極板搬運到正極板，保證電荷不減少能實現(xiàn)。

【設計目的】物理教學過程中的非智力因素是間接影響認知效果的意向因素，它包括興趣、動機、情感、意志等心理因素[3]。因此，激發(fā)學生學習動機，對學生的認知與發(fā)展都有巨大的促進作用。教師要以學生為中心，通過演示實驗，引導學生觀察，啟發(fā)學生思考，加深學生理解，從而激發(fā)學生的學習興趣。

組織教學

1）引入非靜電力。由上述實驗中電容器不能提供恒定電流進而探討電源提供恒定電流的原因。學生對比可知，是由于電源能維持恒定電勢差。如何維持的？教師通過動畫對電源內(nèi)部進行演示：運動到負極板的正電荷能源源不斷地繼續(xù)向正極板運動，正電荷會受到向右的靜電力。如何使正電荷克服靜電力向左運動到正極板？學生自然知道需要一個與靜電力相反的力，這個與靜電力相反的力就被稱為非靜電力。

2）模型類比：理解靜電力。非靜電力的概念比較抽象，非靜電力的作用可以以生活中的水泵類比，方便學生理解。教師提問：水泵將水從低處抽往高處，水泵做功過程是怎樣的？學生回顧前面所學，了解到水泵要克服水的重力做功，并將機械能轉(zhuǎn)化成水的重力勢能。教師指導：其實電源內(nèi)部非靜電力的作用就相當于水泵。學生便能理解非靜電力要克服靜電力做功，將其他形式能轉(zhuǎn)化成電勢能。教師總結(jié)：電源由于非靜電力的作用，它能夠克服靜電力，將正電荷連續(xù)不斷運到正極板，使兩極板間的電勢差恒定。非靜電力做功的過程就是將其他形式能轉(zhuǎn)化成電勢能的過程。

3）舉例對比：定義電動勢。學生疑惑同樣是非靜電力做功，將其他形式能轉(zhuǎn)化成電能，為何有的電池是1.5 V，有的是2 V？教師提問：身高不同的兩個人舉起同一重物時，做功是否相同？學生能判斷雖然被舉的重物一樣，但由于身高不一樣，重物被舉起的高度不一樣，因此，重物重力勢能增加不一樣，做功自然不一樣。教師繼續(xù)引導：同樣，不同的電源雖然非靜電力搬運等量的電荷，但是不同電源非靜電力做功也不一樣。為描述電源的這種特性，引入電動勢。

【設計目的】教師發(fā)揮主導作用，電動勢概念抽象，學生很難理解，電源內(nèi)部看不見也難以測量，動畫形象直觀，結(jié)合動畫分析讓學生直觀看到電源內(nèi)部正電荷的運動，使學生在教師引導下發(fā)現(xiàn)探究問題所在。采用類比的方法，從學生熟悉的知識點出發(fā)促進知識遷移，有助于學生理解，也使抽象的知識形象化。

應用新知：練習 ?教師出示題目：

干電池通過非靜電力作用，驅(qū)動1 C正電荷從負極到正極，做功1.5 J;水果電池驅(qū)動2 C正電荷，非靜電力做功2 J。請判斷誰做功本領大？

學生聯(lián)系定義知干電池做功本領大，因為電動勢反映電源將其他形式能轉(zhuǎn)化成電能本領的大小，電動勢越大說明做功本領大，而電動勢數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負極移送到正極所做的功。綜上，干電池的電動勢是1.5 V，水果電池電動勢是1 V，因此，干電池勝出。

檢測評價：知識梳理 ?教師將學生分組，組織學生梳理本節(jié)課知識流程，并從每組選出一個代表描述;學生參與交流、思考、回答;教師最后總結(jié)。

【設計目的】通過讓學生梳理本節(jié)課所學，教師從學生回答中判斷其是否能將知識歸納整合，從而能夠做出評價并查漏補缺。

鞏固練習：區(qū)別概念 ?教師引導學生回顧前面哪個物理量的單位也是伏特（V），學生答電勢差。教師指出雖然單位一樣，但是它們描述的是完全不同的物理量，讓學生自己比較，會發(fā)現(xiàn)電勢差表示電場力做功時將電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領大小，，數(shù)值上等于將單位電荷量的正電荷從導體一端移動到另一端電場力所做的功;電動勢表示非靜電力做功，將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領的大小，，數(shù)值上等于將單位正電荷從電源負極移到正極，非靜電力所做的功。

【設計目的】物理概念是物理學最重要的基礎，是構(gòu)成物理知識體系的基本要素[4]。在物理概念教學中，要引導學生運用對比的方法，分清它與相關概念之間的區(qū)別與聯(lián)系，以加深對概念的理解。

拓展與遷移

1）科技發(fā)展。教師通過多媒體向?qū)W生展示新能源汽車，以純電動汽車為例，展示廢電池帶來的危害及處理方法，讓學生觀看，獲得感悟，開闊視野。

2）趣味實驗：水果電池。教師提供水果、導線、銅片、鋅片、二極管等實驗材料，讓學生分組實驗（圖2）。

【設計目的】讓本節(jié)所學聯(lián)系生活實際，開闊學生科學視野，提高學生科學素養(yǎng)，同時增強學生的節(jié)能環(huán)保意識。通過趣味實驗強化物理與生活的聯(lián)系，活學活用，提升學生的動手能力。

4 本節(jié)課評價

本節(jié)課運用巴特勒“七段”教學法，首先由生活中的電池引入，讓學生知道電池能夠為電路提供持續(xù)的電流;進而進行演示實驗，說明電容器只能為電路提供短暫的電流，解釋電容器不能持續(xù)供電的原因;進而探討電源為什么能維持恒定電勢差，對電源內(nèi)部進行分析，電源內(nèi)部要想維持恒定電勢差必須要有一個力，這個力就是非靜電力，利用抽水機模型讓學生理解非靜電力的作用，用不同身高的人舉同一物體做功不一樣，類比不同電源搬運等量電荷，非靜電力做功也會不一樣來定義電動勢，利用習題和概念對比，真正理解電動勢;最后是輕松一刻，開闊學生視野，讓學生親身體驗生活小實驗。

相對于以往教師灌輸，學生死記硬背，該模式對教師課前準備要求較高，教師應充分發(fā)揮主導作用，運用多種教學策略，化抽象為形象，引導學生積極參與并開展思維，真正理解概念。

5 巴特勒學習模式的優(yōu)勢

對于教師 ?在巴特勒學習模式中，教師是整個教學過程的領導者。在傳統(tǒng)課堂中，教師是課堂的“獨裁者”，主要以講授的方式傳播知識;而在運用巴特勒學習模式的課堂中，教師是引導者，善于激發(fā)，善于整合。在傳統(tǒng)教學中，教師在上課前設計好教案，上課時按照教案系統(tǒng)地為學生講解。如何讓學生把碎片化的知識變成一個完整的體系，對于所需知識的整體理解和應用非常重要。巴特勒模式為教師提供了一種操作性和條理性較強的教學框架，能更好地幫助學生進行知識內(nèi)化。

對于學生 ?在傳統(tǒng)的教學模式中，學生在上課時被動地聽教師講，很少去自我思考，知識應用困難。運用巴特勒學習模式，通過教師的激發(fā)，學生自主思考，參與課堂，理解概念后及時應用鞏固，并通過拓展、遷移以及實踐體驗，進而達到知識重組和知識內(nèi)化的目的，真正地理解概念表達的實際意義。

6 結(jié)語

巴特勒學習模式通過“七段”教學法，以信息加工策略中的精細加工策略為基礎，遵循學生認知特點，將新舊知識緊密聯(lián)系，將理論與生活緊密結(jié)合。通過對該學習模式的應用研究發(fā)現(xiàn)，該學習模式確實能提高教學效率，同時提高學生的學習積極性。

參考文獻

[1]黃蕾.基于巴特勒理論的高職思想政治教育課程“1+1”教學模式構(gòu)建[J].教育與職業(yè)，2015（24）：84-86.

[2]王較過，張紅洋.中學物理教師教學技能[M].西安：陜西師范大學出版總社，2012.

[3]喬際平.物理學科教育學[M].北京：首都師范大學出版社，1998：152-153.

[4]李新鄉(xiāng)，張軍朋.物理教學論[M].北京：科學出版社，2009：227-228.