ADI教學模式在高中物理教學的實踐研究

郭志堅

摘 要：論證——探究式教學模型（argument-driveninquiry，ADI）是將科學論證融入科學探究活動中的一種教學模式。ADI教學模式有利于教師通過指導學生進行實驗設計——收集數據——展開論證——撰寫研究報告等學習實踐，切實提高學生科學論證和推理探究的能力。將ADI教學模式應用于高中物理課堂，有利于深化學生對高中物理抽象性知識點的論證探究學習，從而培養(yǎng)學生探索科學、探究真理的精神，并提升其科學探究能力。

關鍵詞：ADI教學模式;高中物理;論證;探究

引言：《普通高中物理新課程標準》明確指出學生的培養(yǎng)目標和核心素養(yǎng)為通過多樣化的教學方式，幫助學生培養(yǎng)科學探究能力，使其逐步形成科學態(tài)度與科學精神?？梢?，培養(yǎng)學生的論證探究能力是高中物理學科的核心素養(yǎng)之一。

ADI教學?；跇嫿ㄖ髁x理論和認知學習主義理論之上發(fā)展而成，將科學探究活動與教學實踐相結合，旨在通過引導學生參與到論證和探究的過程中，從根本上改變傳統(tǒng)課堂上教師單一輸出教學，學生被動學習的教學模式，從本質上推動學生發(fā)散性思維的發(fā)展和推理探究能力的提升，從而培養(yǎng)學生的科學精神?；诖耍疚膶DI教學模式，應用到高中物理課堂教學實踐中，結合魯教版高中物理教材內容，對如何在高中物理教學中應用ADI教學進行探索，旨在為一線教育工作者培養(yǎng)學生論證能力提供新思路。

一、ADI教學模式的內涵和步驟

（一）ADI教學模式的內涵

論證是科學的語言，是解決科學觀點沖突最重要的途徑。20世紀之初，國外教育工作者便關注學生探究和論證能力的培養(yǎng)。在論證式教學過程中，學生需要像科學家一樣通過資料收集和整理，提出主張，通過實驗、設計等手段進行探究，對觀點進行論證，并最終形成報告，這就是ADI教學的最初雛形。直到2008年，Sampson等人在建構主義理論和認知學習理論基礎上，發(fā)展ADI教學模型，其理論思想是知識不是從教學者身上簡單的遷移到學習者身上，而是以浸入式的形式進行教學，將學生作為主體，由教師引導學生參與到科學論證的探究過程中，通過學生自己提出主張，并為自己的主張進行論證和辨析。

（二）ADI教學模式的內涵

在此后的幾年里，Sampson團隊為了讓ADI教學模型更加適應美國K-12科學教育框架提出的八項目標，對ADI教學模式進行改進，將其分為八個教學步驟。

ADI教學模式在各階段教學內容應遵循上述八個步驟：首先教師確定探究的現象或問題，開展“工具對話”，并對學生參與論證可利用的手頭工具進行說明;其次，學生以小組合作的形式，對資料進行收集;第三，在資料和信息分析基礎上，對論證所需要的實驗進行設計，初步進行論證，在此過程中教師應進行記錄，引導學生剔除無效信息;第四，論證是重要環(huán)節(jié)，小組之間依附于材料和證據，對觀點進行論證和反駁;第五，教師帶領同學進行討論總結，對于證據不足的應返回第二步驟進行證據收集整理和論證;第六，通過書面的形式完成報告，報告中應包括要研究的主題，在此過程中你做了什么，你的觀點是什么，你如何得出觀點等內容;第七，小組之間隱去姓名，相互驗證觀點，在此過程中教師作為裁判官應對學生強調客觀性和公平性;第八，形成完整報告。

二、ADI教學模式應用于高中物理教學的意義

物理學是一門基于實驗——論證——探究的科學，在物理知識的網絡構架中，學習者通過理解物理基本概念和規(guī)律，實驗驗證，推理探究，形成總結的學習過程，形成對物理知識關鍵點的理解。因此，培養(yǎng)學習者的論證和探究能力，是學好物理學科的關鍵基礎。

在目前的高中物理教學中，由于高考應試壓力的影響，教師在教學過程中更加側重對知識點和考點的講解，甚至在一些概念的梳理上，強調死記硬背，缺乏探究和論證，高中物理學科的科學精神和生命力正在慢慢消退。因此，將ADI教學模式應用到高中物理教學中，其論證——探究的教學過程不僅有利于促進學生真正從興趣出發(fā)，以主體身份參與到學習過程中來，并通過創(chuàng)建觀點，收集數據支持觀點，以促進自身論證探究和批判性思維能力的發(fā)展，同時小組討論也促進學生和團體之間的協(xié)作、溝通、交流，報告總結提升學生總結歸納和書寫能力?？梢?，ADI教學應用于高中物理教學中，有利于真正發(fā)揮物理作為科學學科中論證與探究的科學精神，從而內在培養(yǎng)學生的探究能力。

三、ADI教學模式在高中物理學科的教學案例設計

（一）案例選擇

“楞次定律”是繼牛頓三大定律、動能定理、能量守恒定律之后的又一個重要規(guī)律，是力學與電學的融合，該課程也蘊含了抽象與概括、分析與綜合、推理與論證等最基本的科學思維方法，是很具探究價值的教學內容。同時也由于其抽象性，“楞次定律”既是高中物理教學重點，也是難點。本文以魯教版高中物理選修3-2教材中第二章《楞次定律和自感現象》單元教學為例，對ADI教學模式如何在高中物理課堂進行教學應用進行探索。

（二）教學目標

1.理解“楞次定律”的內容;

2.理解“楞次定律”和能量守恒相符合;

3.通過實驗探索，培養(yǎng)學生的論證——探究能力;

4.能夠用“楞次定律”解釋生活中的一些有關現象。

（三）教學設計

該教學案例將ADI教學模式中論證——探究的思路貫穿到教學中，通過提出任務—收集資料—初步論證——論證會議—反思討論—撰寫報告—雙盲評議——形成報告的環(huán)節(jié)進行教學案例設計，旨在從科學論證的視角培養(yǎng)學生批判性思維能力和深度學習能力，契合新課程標注對人才的培養(yǎng)要求。

1.提出任務，開展“工具對話”

教師引入生活情境和實驗情境，通過強磁鐵和裝載用漆包線順時針纏繞線圈的小車進行演示實驗，在小車漆包線兩側安裝紅、藍發(fā)光二極管（紅、藍發(fā)光二極管在線圈兩側并聯安裝形成閉合電路，磁鐵的插入和拔出類似于線圈導體在磁場中做切割磁感線運動）。當強磁鐵插入線圈時，紅燈亮起;當強磁鐵抽離線圈時，藍燈亮起，通過磁鐵插入線圈和拔出線圈生動直觀地演繹了“來拒去留”的現象。由此引發(fā)單元需要論證的任務：楞次定律。同時，教師應引導學生從以下幾個方面進行探究：

問題一：紅、藍二極管為何交替發(fā)光？

問題二：感應電流方向的改變遵循怎樣的規(guī)律？

問題三：磁鐵和線圈的相互作用說明線圈周圍存在什么物質？從何而來？

問題四：嘗試從對上述問題的探討中尋覓線索，解答感應磁場的方向的改變遵循著怎么樣的變化規(guī)律？

2.收集資料，為論證奠定數據基礎

帶著問題，教師引導學生開始觀察生活中關于電流感應的現象，以便作為資料基礎。

3.動手探究，進行初步論證

關于感應電流方向的實驗探究，制定合理的實驗方案并科學實驗，探究過程中應要求學生做好實驗記錄。

4.論證會議，初步形成論證結果

學生在教師所布置的任務的驅動下，對實驗結果進行討論，得到判斷方案的感應電流方向的結論。學生通過討論對結論進行歸納和延伸：無論是導體棒切割磁感線、磁鐵插入還是拔出螺線管、開關通斷，這些都可以概括成閉合回路磁通量的變化這個一般性因素。經過概括，結論具有了一般性，即感應電流直接是由磁通量的變化而產生的，但學生仍無法找到二者之間的某種確定的對應關系。

5.反思討論，對主張進行驗證深化

反思討論的過程旨在讓學生在實驗中經歷與科學家發(fā)現規(guī)律相類似的科學探究過程，以培養(yǎng)其內在的探究和論證精神。在學生通過實驗已經驗證了感應電流和磁通量變化之間關系后，教師引導學生進行論證，即感應電流的方向與原磁場的方向，以及磁通量之間的變化關系呢如何？為了確立之間的關系，教師引導學生通過實驗中增加“感應電流的磁場”作為中介，來描述感應電流的方向與磁通量變化之間的的關系。學生在增加變量后，并記錄實驗結果，最終探究發(fā)現：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。

6.撰寫報告

在實驗和討論之后，教師應要求學生以小組為單位撰寫報告記錄，將實驗數據和論據以書面的形式展現，這期間即培養(yǎng)了學生的寫作能力，同時也提升了學生歸納總結的能力。同時，繪制楞次定律思維導圖加深理解和記憶。

7.雙盲評議

在報告完成之后，教師隱去小組姓名，讓不同小組之間對報告進行評審，通過指出報告中論據不精確或證據不足之處，引導學生在以后的報告中提升嚴謹性和科學性，培養(yǎng)學生嚴謹學習的科學精神。

8.形成報告

學生修改報告并上交。

（四）教學評價

通過上述教學案例的設計和實施結果可見，在ADI教學模式下，學生一改往日被動灌輸的學習模式，他們自行收集分析數據、探究關系、歸納規(guī)律、表述結論，在整個學習過程中實現了知識點的向上遷移和深度學習。教師在教學過程中可發(fā)現，ADI教學模式將學生從定律的學習轉變?yōu)槎傻奶骄颗c思索，學生學習興趣顯著提升。該教學模式綜合了培養(yǎng)學生邏輯推理、驗證探究、協(xié)作表達等深度學習能力，同時也讓學生感受到楞次定律從無到有的曲折的探究過程，學生親歷探究過程后更能體會現今物理規(guī)律、概念等得來得不易。

結束語

ADI教學模式應用于高中物理等理科教學過程中，有利于激發(fā)學生的探究欲望，促進學生探究性學習能力的發(fā)展，是推動我國教育改革和形成學生核心素養(yǎng)的有效教學手段。

教師在高中物理教學過程中，應注意ADI教學模式的應用應注重在引導學生論證——探究過程中，應引導學生開展實驗設計和推理演繹，通過對現象的觀察，實驗數據的記錄和匯總，自我反思，總結出規(guī)律，并進行驗證，這也是科學發(fā)展的一般路徑。只有讓學生以主體地位參與到論證過程中，才能更好地培養(yǎng)學生質疑和批判的精神，學習證據的收集和應用，并以此來驗證或推翻主張，做到學習的有理有據。

參考文獻

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