王健 陳鋒

摘? ?要：文章針對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容無趣湮滅了學(xué)生注意、教師過度追求分?jǐn)?shù)泯滅了學(xué)生自信、過多過難的作業(yè)替代了學(xué)生滿意等現(xiàn)象，理性選擇“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型，設(shè)計(jì)初中物理問題解決的課堂教學(xué)，提供了浙教版“電能”的教學(xué)設(shè)計(jì)范例。

關(guān)鍵詞：“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型;問題解決教學(xué)設(shè)計(jì);激發(fā)動(dòng)機(jī)

問題解決教學(xué)通過一系列真實(shí)的問題情境，以學(xué)生為主體，以問題為主線，吸引學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)生積極思維，培養(yǎng)學(xué)生自信，主動(dòng)建構(gòu)物理知識(shí)，運(yùn)用物理知識(shí)解決生活問題，達(dá)成學(xué)習(xí)滿意。這與“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型中的注意、相關(guān)性、自信、滿足四個(gè)策略相通，也與新課程改革的理念相通，是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的一種教學(xué)策略。

1? ? 當(dāng)前初中物理教學(xué)的問題

1.1? ? 學(xué)習(xí)內(nèi)容無趣湮滅了學(xué)生注意

在真實(shí)情境的學(xué)習(xí)中引起注意，然后把這種注意轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，是一種有益的學(xué)習(xí)方式。然而，我們對(duì)150名7—9年級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了“物理教學(xué)調(diào)查問卷”，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，高達(dá)76%的學(xué)生認(rèn)為物理教學(xué)內(nèi)容無趣或缺乏挑戰(zhàn)。教師不能創(chuàng)設(shè)新奇的、不合理的、不確定的情境來吸引學(xué)生的注意，不是問題太大，學(xué)生無法入手而失去了學(xué)習(xí)動(dòng)力;就是問題太小，學(xué)生由于問題太簡(jiǎn)單而缺乏挑戰(zhàn)的動(dòng)力。課堂不能引起學(xué)生的注意，學(xué)生習(xí)慣于被動(dòng)學(xué)習(xí)，習(xí)慣于做“記憶、理解、應(yīng)用”低階思維試題，缺乏“分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)新”等高階思維能力的培養(yǎng)。

1.2? ? 過度追求分?jǐn)?shù)泯滅了學(xué)生自信

老師為了提高分?jǐn)?shù)，選擇和追求 “難、怪、異”的題目成了時(shí)髦，當(dāng)然也成了學(xué)生的夢(mèng)魘，過度的競(jìng)爭(zhēng)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)充滿焦慮和壓力，常常是提高一分、干掉千人。在對(duì)7—9年級(jí)學(xué)生進(jìn)行的“物理教學(xué)調(diào)查問卷”中，68%的學(xué)生感到學(xué)習(xí)有壓力，這其中有61%的學(xué)生認(rèn)為測(cè)試題目難度太大，使他們喪失了學(xué)習(xí)動(dòng)力和自信。初中物理知識(shí)的難度已經(jīng)讓他們感到前途渺茫，在今后高中選課過程中，很少有學(xué)生選擇物理。經(jīng)調(diào)查，杭州的高中生選擇物理學(xué)科的比例甚少，追究原因，主要問題是物理題目太難或脫節(jié)，不能讓學(xué)生體驗(yàn)由成功而獲得的自信。

1.3? ? 過多過難的作業(yè)替代了學(xué)生滿意

各種各樣的課外輔導(dǎo)書、練習(xí)冊(cè)、試卷、機(jī)械抄寫等成為了學(xué)生作業(yè)的必備品。這些作業(yè)已經(jīng)讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)物理的樂趣，學(xué)生成了沒有思想的學(xué)習(xí)機(jī)器。學(xué)生的努力和他們的期待不一致，不能用所學(xué)內(nèi)容解決實(shí)際生活問題，體驗(yàn)不到所希望得到的東西，缺乏滿意感。教師也不能在多種真實(shí)情境中創(chuàng)設(shè)運(yùn)用新知識(shí)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生體會(huì)不了學(xué)習(xí)的滿意。在對(duì)7—9年級(jí)學(xué)生進(jìn)行的“物理教學(xué)調(diào)查問卷”中，76%的學(xué)生認(rèn)為物理學(xué)習(xí)沒有任何滿意感，其中33%的學(xué)生由于缺乏滿意逐漸對(duì)物理學(xué)科產(chǎn)生了厭學(xué)情緒。

2? ? “ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型

“ARCS” （Attention、 Relevance、Confidence、 Satisfaction，即注意、相關(guān)性、自信、滿意）動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模式，是科勒在1983年提出的一個(gè)激發(fā)與維持學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的模型[1]。“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型第一要素是通過豐富多彩的教學(xué)活動(dòng)激發(fā)和維持學(xué)生的注意力;第二要素是運(yùn)用與學(xué)生動(dòng)機(jī)特征一致的相關(guān)性教學(xué)策略;第三要素是保證學(xué)生都有成功的體驗(yàn)，建立學(xué)習(xí)自信;第四要素是使學(xué)生的努力和自身期望一致，創(chuàng)設(shè)滿意感。

“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型中的幾個(gè)要素在教學(xué)過程中不僅能激發(fā)行為，而且還影響行為的持續(xù)時(shí)間。所以在教學(xué)設(shè)計(jì)中，首先要引起學(xué)生注意，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;然后讓學(xué)生聚焦目標(biāo)指向，動(dòng)機(jī)匹配;再次讓學(xué)生在真實(shí)情境中主動(dòng)探究，維持動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生自信;最后提供多種在真實(shí)情境中運(yùn)用新知識(shí)的技能，創(chuàng)設(shè)滿意感。

3? ? “ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用

針對(duì)上述初中物理教學(xué)中存在的問題，我們選擇“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型作為教學(xué)設(shè)計(jì)的理論依據(jù)，再結(jié)合初中物理問題解決教學(xué)中的特點(diǎn)，通過激發(fā)動(dòng)機(jī)、聚焦問題、維持興趣、調(diào)節(jié)自我，將“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型與四個(gè)教學(xué)策略緊密地結(jié)合在一起，凸顯它在教學(xué)設(shè)計(jì)中的作用（圖1）。

4? ? 基于“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型的“電能”問題解決的教學(xué)設(shè)計(jì)案例

【課標(biāo)要求】

（1）說出用電器額定功率的含義，知道電能表的作用;

（2）觀察家用電器的銘牌和電能表，調(diào)查家庭每月用電，并提出節(jié)約用電的措施;

（3）描述電功、電功率的概念，說出P與U、I的關(guān)系，進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。

【教材分析】

通過“電能”的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生知道電功是度量電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的物理量，電功率是度量電能轉(zhuǎn)化快慢的物理量，清晰電功和電功率的單位，理解電能表的參數(shù)，應(yīng)用電流表和電壓表測(cè)量小燈泡的電功率，利用電功率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。

【學(xué)情分析】

九年級(jí)學(xué)生已經(jīng)有一定的生活常識(shí)，特別是通過課前資料的預(yù)習(xí)，對(duì)電能的來源和應(yīng)用有了深入的了解，對(duì)電能表參數(shù)的意義以及使用有了一定的認(rèn)識(shí)，并通過第三節(jié)《能量轉(zhuǎn)化的量度》和第四節(jié)《簡(jiǎn)單機(jī)械》的學(xué)習(xí)，對(duì)后續(xù)電流做功的實(shí)質(zhì)以及電功率的定義能進(jìn)行一定的學(xué)習(xí)正向遷移。

【教學(xué)目標(biāo)】

（1）了解核心概念“電功與電功率”的形成過程;

（2）通過科學(xué)探究學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)換法、控制變量法等科學(xué)方法;

（3）體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生過程及科學(xué)本質(zhì)。

【教學(xué)重點(diǎn)】

電功率概念以及電功率的大小與哪些因素有關(guān)。

【教學(xué)難點(diǎn)】

（1）理解電功、電功率概念;

（2）初步認(rèn)識(shí)電功率與哪些因素有關(guān)。

【基于“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型的教學(xué)設(shè)計(jì)】 （圖2）

【教學(xué)過程】

4.1? ? 注意策略——激發(fā)動(dòng)機(jī)

播放美輪美奐的G20西湖音樂噴泉視頻，西湖音樂噴泉的水柱最高可以達(dá)到20多米，有108個(gè)水泵，每場(chǎng)在15分鐘左右，消耗電能大約12度。

問題1：用什么儀器測(cè)量音樂噴泉消耗的電能？

問題2：西湖音樂噴泉工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為哪些形式的能？

問題3：西湖音樂噴泉工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能用哪個(gè)物理量來度量？

學(xué)生回顧機(jī)械功的內(nèi)容，并遷移出電功的概念。

設(shè)計(jì)意圖：西湖音樂噴泉視頻馬上吸引了學(xué)生眼球，引起學(xué)生注意，一系列圍繞音樂噴泉的問題串順勢(shì)導(dǎo)出，不但激活了學(xué)生已有的知識(shí)，更激發(fā)了學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)生一旦有想解決問題的意愿，就會(huì)促使學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，通過系列化研究解決矛盾、建構(gòu)知識(shí)。這樣的策略會(huì)抓住學(xué)生的注意力，主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來，這是“ARCS”的注意策略環(huán)節(jié)。

4.2? ? 相關(guān)策略——聚焦問題

問題1：在相同時(shí)間內(nèi)，將相同質(zhì)量的水按不同方法噴射，第一次噴射高度低，第二次噴射高度高（其他條件均相同），哪一次電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能多？哪一次電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢(shì)能快？

學(xué)生通過有熟悉感的概念，進(jìn)行目標(biāo)指向和動(dòng)機(jī)匹配[1]：因?yàn)樵谙嗤瑫r(shí)間里，不同的用電器消耗電能不同，電流做功不同，與機(jī)械做功一樣也有快慢之分（機(jī)械功率），所以科學(xué)上用“電功率”表示電流做功快慢（圖3）。

設(shè)計(jì)意圖：通過注意策略來激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，并順利進(jìn)入“ARCS”相關(guān)策略環(huán)節(jié)。通過熟悉化的機(jī)械功和機(jī)械功率的激活，進(jìn)行電功和電功率的目標(biāo)定向，學(xué)生回顧機(jī)械功（機(jī)械功率）舊知，并遷移電功（電功率）新知。這不僅讓學(xué)生清晰機(jī)械功（機(jī)械功率）與電功（電功率）的異同點(diǎn)，而且也讓學(xué)生體會(huì)了在概念遷移過程中如何讓知識(shí)點(diǎn)間建立聯(lián)系。通過相關(guān)策略，激活舊知，聚焦新知，有助于厘清物理概念、明晰概念間的區(qū)別、增進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解、激發(fā)學(xué)生的求知欲。

4.3? ? 自信策略——維持興趣

問題1：音樂噴泉中，有些燈亮，有些燈暗，說明什么？

設(shè)計(jì)意圖：通過豐富多彩的教學(xué)活動(dòng)來維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，燈泡電功率大小可以通過亮暗來呈現(xiàn)，滲透轉(zhuǎn)化法等科學(xué)方法，并為后續(xù)電功率影響因素的探究打好基礎(chǔ)（圖4）。

問題2：在音樂噴泉中，燈泡電功率的影響因素有哪些？

學(xué)生通過大膽猜想，方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行討論交流、修正完善、實(shí)驗(yàn)探究（圖5）。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)成功是否有期待是激勵(lì)學(xué)生的關(guān)鍵，學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的討論、交流、修正、完善……真正成為課堂的主人。在評(píng)估分析中鍛煉了思維能力和批判能力，在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中獲得了挑戰(zhàn)，并得出了電功率的影響因素，培養(yǎng)主動(dòng)探究能力，增加主動(dòng)學(xué)習(xí)信心，這是“ARCS”自信策略環(huán)節(jié)（圖6）。

4.4? ? 滿意策略——調(diào)節(jié)自我

問題1：假設(shè)音樂噴泉每場(chǎng)消耗電能由如圖7所示的電能表記錄，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)了1440 r， 求：

①這場(chǎng)音樂噴泉工作消耗的電能？

②同時(shí)又記錄了如下數(shù)據(jù)：總電壓為220 V，總電流為10 A，問音樂噴泉工作時(shí)的總電功率？

設(shè)計(jì)意圖：進(jìn)入“ARCS”滿意策略環(huán)節(jié)，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際生活問題。一方面讓學(xué)生知道生活問題是可以通過物理知識(shí)來解釋的，增加滿足感;另一方面讓學(xué)生明白不要局限于知識(shí)本身，要用科學(xué)的眼光去了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間的關(guān)系，初步形成對(duì)自然界的整體認(rèn)識(shí)。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?問題2：音樂噴泉中有一些節(jié)能燈，工作時(shí)與白熾燈功率相同，但是節(jié)能燈比白熾燈亮得多，這是什么原因呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)電功率的研究，又出現(xiàn)一個(gè)與現(xiàn)有認(rèn)知相矛盾的現(xiàn)象，引起學(xué)生的又一輪注意。當(dāng)然，這個(gè)問題對(duì)于大多數(shù)學(xué)生來說，是稍難的問題。學(xué)生如果沒有思路，筆者會(huì)出示節(jié)能燈與白熾燈的信息，這是物理問題解決教學(xué)的策略之一，當(dāng)然也是“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)理論中的通過相關(guān)策略來聚焦自信策略。

5? ? 結(jié)束語

筆者利用“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行初中物理問題解決的教學(xué)設(shè)計(jì)，將“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型的四個(gè)策略在“電能”的教學(xué)設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)，圍繞初中物理的學(xué)科特點(diǎn)，將激發(fā)動(dòng)機(jī)、聚焦問題、維持興趣、調(diào)節(jié)自我等策略滲透到每一個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)中。培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維能力，提升了學(xué)生主動(dòng)探究的能力和對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，拓展了學(xué)生創(chuàng)造性和批判性思維，同時(shí)也取得了良好的教學(xué)效果，所任教班級(jí)的各項(xiàng)指標(biāo)在區(qū)統(tǒng)考中都遙遙領(lǐng)先，學(xué)生也喜歡筆者的教學(xué)方法。

然而，對(duì)于大部分教師而言，“ARCS”動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)模型能否成功實(shí)施，很大程度取決于教師對(duì)該模型以及對(duì)教材本身的領(lǐng)悟、理解、參透和創(chuàng)造性，這一點(diǎn)值得我們物理教師去實(shí)踐、探索和完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳鋒.初中科學(xué)概念教學(xué)范式創(chuàng)新研究[M].上海：上海教育出版社，2017：27-29.

（欄目編輯? ? 趙保鋼）