郭志堅

摘 要：論證——探究式教學(xué)模型（argument-driveninquiry，ADI）是將科學(xué)論證融入科學(xué)探究活動中的一種教學(xué)模式。ADI教學(xué)模式有利于教師通過指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計——收集數(shù)據(jù)——展開論證——撰寫研究報告等學(xué)習(xí)實(shí)踐，切實(shí)提高學(xué)生科學(xué)論證和推理探究的能力。將ADI教學(xué)模式應(yīng)用于高中物理課堂，有利于深化學(xué)生對高中物理抽象性知識點(diǎn)的論證探究學(xué)習(xí)，從而培養(yǎng)學(xué)生探索科學(xué)、探究真理的精神，并提升其科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：ADI教學(xué)模式;高中物理;論證;探究

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

ADI教學(xué)?；跇?gòu)建主義理論和認(rèn)知學(xué)習(xí)主義理論之上發(fā)展而成，將科學(xué)探究活動與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，旨在通過引導(dǎo)學(xué)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(xué)，學(xué)生被動學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，從本質(zhì)上推動學(xué)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(xué)生的科學(xué)精神。基于此，本文將ADI教學(xué)模式，應(yīng)用到高中物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，結(jié)合魯教版高中物理教材內(nèi)容，對如何在高中物理教學(xué)中應(yīng)用ADI教學(xué)進(jìn)行探索，旨在為一線教育工作者培養(yǎng)學(xué)生論證能力提供新思路。

一、ADI教學(xué)模式的內(nèi)涵和步驟

（一）ADI教學(xué)模式的內(nèi)涵

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

（二）ADI教學(xué)模式的內(nèi)涵

在此后的幾年里，Sampson團(tuán)隊(duì)為了讓ADI教學(xué)模型更加適應(yīng)美國K-12科學(xué)教育框架提出的八項(xiàng)目標(biāo)，對ADI教學(xué)模式進(jìn)行改進(jìn)，將其分為八個教學(xué)步驟。

ADI教學(xué)模式在各階段教學(xué)內(nèi)容應(yīng)遵循上述八個步驟：首先教師確定探究的現(xiàn)象或問題，開展“工具對話”，并對學(xué)生參與論證可利用的手頭工具進(jìn)行說明;其次，學(xué)生以小組合作的形式，對資料進(jìn)行收集;第三，在資料和信息分析基礎(chǔ)上，對論證所需要的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計，初步進(jìn)行論證，在此過程中教師應(yīng)進(jìn)行記錄，引導(dǎo)學(xué)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(jù)，對觀點(diǎn)進(jìn)行論證和反駁;第五，教師帶領(lǐng)同學(xué)進(jìn)行討論總結(jié)，對于證據(jù)不足的應(yīng)返回第二步驟進(jìn)行證據(jù)收集整理和論證;第六，通過書面的形式完成報告，報告中應(yīng)包括要研究的主題，在此過程中你做了什么，你的觀點(diǎn)是什么，你如何得出觀點(diǎn)等內(nèi)容;第七，小組之間隱去姓名，相互驗(yàn)證觀點(diǎn)，在此過程中教師作為裁判官應(yīng)對學(xué)生強(qiáng)調(diào)客觀性和公平性;第八，形成完整報告。

二、ADI教學(xué)模式應(yīng)用于高中物理教學(xué)的意義

物理學(xué)是一門基于實(shí)驗(yàn)——論證——探究的科學(xué)，在物理知識的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，學(xué)習(xí)者通過理解物理基本概念和規(guī)律，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，推理探究，形成總結(jié)的學(xué)習(xí)過程，形成對物理知識關(guān)鍵點(diǎn)的理解。因此，培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的論證和探究能力，是學(xué)好物理學(xué)科的關(guān)鍵基礎(chǔ)。

在目前的高中物理教學(xué)中，由于高考應(yīng)試壓力的影響，教師在教學(xué)過程中更加側(cè)重對知識點(diǎn)和考點(diǎn)的講解，甚至在一些概念的梳理上，強(qiáng)調(diào)死記硬背，缺乏探究和論證，高中物理學(xué)科的科學(xué)精神和生命力正在慢慢消退。因此，將ADI教學(xué)模式應(yīng)用到高中物理教學(xué)中，其論證——探究的教學(xué)過程不僅有利于促進(jìn)學(xué)生真正從興趣出發(fā)，以主體身份參與到學(xué)習(xí)過程中來，并通過創(chuàng)建觀點(diǎn)，收集數(shù)據(jù)支持觀點(diǎn)，以促進(jìn)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(jìn)學(xué)生和團(tuán)體之間的協(xié)作、溝通、交流，報告總結(jié)提升學(xué)生總結(jié)歸納和書寫能力。可見，ADI教學(xué)應(yīng)用于高中物理教學(xué)中，有利于真正發(fā)揮物理作為科學(xué)學(xué)科中論證與探究的科學(xué)精神，從而內(nèi)在培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

三、ADI教學(xué)模式在高中物理學(xué)科的教學(xué)案例設(shè)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(xué)與電學(xué)的融合，該課程也蘊(yùn)含了抽象與概括、分析與綜合、推理與論證等最基本的科學(xué)思維方法，是很具探究價值的教學(xué)內(nèi)容。同時也由于其抽象性，“楞次定律”既是高中物理教學(xué)重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。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(xiàn)象》單元教學(xué)為例，對ADI教學(xué)模式如何在高中物理課堂進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行探索。

（二）教學(xué)目標(biāo)

1.理解“楞次定律”的內(nèi)容;

2.理解“楞次定律”和能量守恒相符合;

3.通過實(shí)驗(yàn)探索，培養(yǎng)學(xué)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(guān)現(xiàn)象。

（三）教學(xué)設(shè)計

該教學(xué)案例將ADI教學(xué)模式中論證——探究的思路貫穿到教學(xué)中，通過提出任務(wù)—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(jìn)行教學(xué)案例設(shè)計，旨在從科學(xué)論證的視角培養(yǎng)學(xué)生批判性思維能力和深度學(xué)習(xí)能力，契合新課程標(biāo)注對人才的培養(yǎng)要求。

1.提出任務(wù)，開展“工具對話”

教師引入生活情境和實(shí)驗(yàn)情境，通過強(qiáng)磁鐵和裝載用漆包線順時針纏繞線圈的小車進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，在小車漆包線兩側(cè)安裝紅、藍(lán)發(fā)光二極管（紅、藍(lán)發(fā)光二極管在線圈兩側(cè)并聯(lián)安裝形成閉合電路，磁鐵的插入和拔出類似于線圈導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動）。當(dāng)強(qiáng)磁鐵插入線圈時，紅燈亮起;當(dāng)強(qiáng)磁鐵抽離線圈時，藍(lán)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(xiàn)象。由此引發(fā)單元需要論證的任務(wù)：楞次定律。同時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從以下幾個方面進(jìn)行探究：

問題一：紅、藍(lán)二極管為何交替發(fā)光？

問題二：感應(yīng)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(zhì)？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(yīng)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(shù)據(jù)基礎(chǔ)

帶著問題，教師引導(dǎo)學(xué)生開始觀察生活中關(guān)于電流感應(yīng)的現(xiàn)象，以便作為資料基礎(chǔ)。

3.動手探究，進(jìn)行初步論證

關(guān)于感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)探究，制定合理的實(shí)驗(yàn)方案并科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究過程中應(yīng)要求學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)記錄。

4.論證會議，初步形成論證結(jié)果

學(xué)生在教師所布置的任務(wù)的驅(qū)動下，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，得到判斷方案的感應(yīng)電流方向的結(jié)論。學(xué)生通過討論對結(jié)論進(jìn)行歸納和延伸：無論是導(dǎo)體棒切割磁感線、磁鐵插入還是拔出螺線管、開關(guān)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(jīng)過概括，結(jié)論具有了一般性，即感應(yīng)電流直接是由磁通量的變化而產(chǎn)生的，但學(xué)生仍無法找到二者之間的某種確定的對應(yīng)關(guān)系。

5.反思討論，對主張進(jìn)行驗(yàn)證深化

反思討論的過程旨在讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷與科學(xué)家發(fā)現(xiàn)規(guī)律相類似的科學(xué)探究過程，以培養(yǎng)其內(nèi)在的探究和論證精神。在學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)已經(jīng)驗(yàn)證了感應(yīng)電流和磁通量變化之間關(guān)系后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行論證，即感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向，以及磁通量之間的變化關(guān)系呢如何？為了確立之間的關(guān)系，教師引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)中增加“感應(yīng)電流的磁場”作為中介，來描述感應(yīng)電流的方向與磁通量變化之間的的關(guān)系。學(xué)生在增加變量后，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終探究發(fā)現(xiàn)：感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。

6.撰寫報告

在實(shí)驗(yàn)和討論之后，教師應(yīng)要求學(xué)生以小組為單位撰寫報告記錄，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和論據(jù)以書面的形式展現(xiàn)，這期間即培養(yǎng)了學(xué)生的寫作能力，同時也提升了學(xué)生歸納總結(jié)的能力。同時，繪制楞次定律思維導(dǎo)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(jìn)行評審，通過指出報告中論據(jù)不精確或證據(jù)不足之處，引導(dǎo)學(xué)生在以后的報告中提升嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)習(xí)的科學(xué)精神。

8.形成報告

學(xué)生修改報告并上交。

（四）教學(xué)評價

通過上述教學(xué)案例的設(shè)計和實(shí)施結(jié)果可見，在ADI教學(xué)模式下，學(xué)生一改往日被動灌輸?shù)膶W(xué)習(xí)模式，他們自行收集分析數(shù)據(jù)、探究關(guān)系、歸納規(guī)律、表述結(jié)論，在整個學(xué)習(xí)過程中實(shí)現(xiàn)了知識點(diǎn)的向上遷移和深度學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)過程中可發(fā)現(xiàn)，ADI教學(xué)模式將學(xué)生從定律的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎傻奶骄颗c思索，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣顯著提升。該教學(xué)模式綜合了培養(yǎng)學(xué)生邏輯推理、驗(yàn)證探究、協(xié)作表達(dá)等深度學(xué)習(xí)能力，同時也讓學(xué)生感受到楞次定律從無到有的曲折的探究過程，學(xué)生親歷探究過程后更能體會現(xiàn)今物理規(guī)律、概念等得來得不易。

結(jié)束語

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

教師在高中物理教學(xué)過程中，應(yīng)注意ADI教學(xué)模式的應(yīng)用應(yīng)注重在引導(dǎo)學(xué)生論證——探究過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計和推理演繹，通過對現(xiàn)象的觀察，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和匯總，自我反思，總結(jié)出規(guī)律，并進(jìn)行驗(yàn)證，這也是科學(xué)發(fā)展的一般路徑。只有讓學(xué)生以主體地位參與到論證過程中，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑和批判的精神，學(xué)習(xí)證據(jù)的收集和應(yīng)用，并以此來驗(yàn)證或推翻主張，做到學(xué)習(xí)的有理有據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]張瑜.重構(gòu)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，落實(shí)核心素養(yǎng)培養(yǎng)的策略[J].物理教學(xué)，2018，40（06）：18-20.

[3]鄭穎、梁平、張軍朋.高中物理科學(xué)論證能力的內(nèi)涵及其認(rèn)知表現(xiàn)層次[J].物理教師，2018，39（05）：6-9.

[4]唐小俊.基于“論證”的教學(xué)過程模式及其應(yīng)用策略研究[J].當(dāng)代教育科學(xué)，2016（07）：51-54.