柴海鑫 孔紅艷

(陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院 陜西 西安 710119)

1 引言

新課改一直強調(diào)更新教育觀念，落實以人為本的核心理念，一切為了學(xué)生的發(fā)展，強調(diào)形成主動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)態(tài)度.然而傳統(tǒng)課堂只是教師單一的講知識點、做題、講題，忽視了學(xué)生在課堂教學(xué)中學(xué)習(xí)的主體性，學(xué)生學(xué)習(xí)停留在淺層學(xué)習(xí)、表面學(xué)習(xí)，沒能深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容，因此，找到科學(xué)系統(tǒng)的教學(xué)方式促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)顯得尤為重要.

深度學(xué)習(xí)是素質(zhì)教育理念下的有效學(xué)習(xí)[1].指的是區(qū)分于淺層學(xué)習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行批判理解吸收，可以自主將新舊知識加以整合歸類，從而順利進行知識的遷移，促進問題的解決.ARCS動機模型是由凱勒教授提出的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機的動機模型[2].該模型旨在通過激發(fā)學(xué)生的注意力，加強在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生生活的相關(guān)性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，從而促進學(xué)習(xí)的滿意度，通過4項動機激發(fā)與維持，形成良性循環(huán)，從而維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機.模型各維度的交互關(guān)系如圖1所示.

圖1 ARCS動機模型各策略交互關(guān)系

2 教學(xué)內(nèi)容選擇

在物理課程中，通過ARCS動機模型激發(fā)并維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，激起學(xué)生自主探究的欲望，可以進一步引導(dǎo)學(xué)生高階思維，使學(xué)生在物理問題解決過程中對頭腦中已有經(jīng)驗進行“提取或檢索”并形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，從而促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí)[3].

牛頓第三定律除涉及力與運動的相互關(guān)系外，還可以分析轉(zhuǎn)換物理復(fù)雜的受力情況，也可以探究高中物理的碰撞問題.牛頓第三定律探究過程中進行的各項小實驗?zāi)軐W(xué)生的物理思維更加充分地體現(xiàn)出來.課程內(nèi)容主要包括，探究相互作用力以及作用力和反作用力之間的大小、方向、作用線的問題和其與平衡力的異同.本節(jié)內(nèi)容是2019年人教版高中物理教科書必修一第三章第3節(jié)的內(nèi)容，在此之前，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識了摩擦力、彈力等力的基本概念，也掌握了運動學(xué)的相關(guān)知識.牛頓第三定律課程主干如圖2所示.

圖2 牛頓第三定律課程主干

3 基于ARCS動機模型的教學(xué)設(shè)計與實踐

3.1 課程預(yù)設(shè)——基于ARCS動機模型的教學(xué)設(shè)計框架

課堂開始前，進行前期分析和內(nèi)容設(shè)計.前期分析包括對學(xué)生分析、動機分析及課程內(nèi)容分析；內(nèi)容設(shè)計包括動機目標(biāo)設(shè)計，教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，教學(xué)環(huán)節(jié)及教學(xué)內(nèi)容設(shè)計等.具體如圖3所示.

圖3 教學(xué)設(shè)計流程圖

學(xué)生分析包括學(xué)生信息分析和學(xué)情分析：本節(jié)課授課對象為高一年級學(xué)生，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了幾個基本的力的概念，對于運動學(xué)的基本規(guī)律有了初步掌握；課程分析包括學(xué)習(xí)資料分析和課程信息分析：本節(jié)課是學(xué)習(xí)動力學(xué)知識的基礎(chǔ)，把一個物體受到的力與其他力聯(lián)系起來，在日常生活中的應(yīng)用也十分廣泛；動機分析主要為學(xué)生的動機水平分析：高一年級學(xué)生剛接觸這部分力學(xué)知識，對于新知識有較強的學(xué)習(xí)動機.

動機設(shè)計包括動機目標(biāo)設(shè)計和動機策略設(shè)計：學(xué)完本節(jié)之后，學(xué)生對力學(xué)知識更加感興趣，學(xué)習(xí)物理知識的動機更強，動機策略分為注意策略(A)、相關(guān)策略(R)、自信策略(C)、滿意策略(S)4種策略；教學(xué)目標(biāo)則分別從物理觀念出發(fā)：明白力的作用是相互的；作用力和反作用力的概念、性質(zhì)及其與平衡力的異同；牛頓第三定律的內(nèi)涵及應(yīng)用;科學(xué)思維：培養(yǎng)通過實驗總結(jié)物理規(guī)律的能力;科學(xué)探究：根據(jù)彈簧測力計和實例探究力的作用是相互的這一特點；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：從能夠運用牛頓第三定律的相關(guān)知識解決生活、生產(chǎn)中的實際問題展開.教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容通過新課導(dǎo)入與課堂講授，結(jié)合ARCS4個維度的動機策略來進行[4].如圖4所示，注意策略從板書設(shè)計、教師課堂的表達方式、有效問題導(dǎo)入、創(chuàng)設(shè)情境、與學(xué)生情感交流、喚醒學(xué)生認(rèn)知沖突等方面進行；相關(guān)策略通過類比新舊知識、將具體教學(xué)內(nèi)容情境化、告知學(xué)生近期意義及遠(yuǎn)期意義、與學(xué)生已有生活經(jīng)驗相聯(lián)系等方面進行；信心策略從由淺入深的進階教學(xué)、引導(dǎo)學(xué)生正確歸因、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、聯(lián)系學(xué)生生活、與學(xué)生積極探討、及時鼓勵學(xué)生等方面進行；滿意策略從針對不同學(xué)生因材施教、布置相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)、及時回復(fù)學(xué)生問題、順應(yīng)學(xué)生的思維、為學(xué)生創(chuàng)設(shè)積極的教學(xué)環(huán)境、促進學(xué)生積極參與課堂討論等方面來進行.

圖4 各維度動機策略運用圖

3.2 教學(xué)過程——基于ARCS動機模型的課堂實踐

3.2.1 創(chuàng)設(shè)情境 導(dǎo)入新課

在教學(xué)中，抓住學(xué)生上課時對新課的注意力，及時創(chuàng)設(shè)有效問題情境導(dǎo)入新課.

教學(xué)情境1：上課開始，教師播放音樂“感到幸福你就拍拍手”，學(xué)生跟著音樂一起拍手.

師：同學(xué)們，你們拍手的時候有什么感覺?

生：感到手疼.

師：哪只手疼？

生：都疼.

師：在拍手的過程中，一只手是施力方的同時，也是受力方.

設(shè)計意圖：A——通過音樂吸引學(xué)生注意力，拋出問題，激起學(xué)生探究的欲望，喚起感知；R——學(xué)生拍拍手，與生活實際相聯(lián)系.

教學(xué)情境2：在講臺上放置兩塊完全相同的磁鐵，將其中一塊的N極靠近另一塊的S極，學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象.

師:同學(xué)們仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象有什么發(fā)現(xiàn)？

生:N極向S極靠近，同時S極也在向N極靠近.

設(shè)計意圖：A——運用生活中常見的物體，吸引學(xué)生注意；C——學(xué)生自己觀察發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象，對學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握較輕松；R——與學(xué)生之前的經(jīng)驗結(jié)合，得出結(jié)論.

繼續(xù)列舉生活中的其他事例并插入圖片、視頻，如海綿相互擠壓；游泳；蹦床等.

設(shè)計意圖：S——學(xué)生通過這幾個例子，可以自己總結(jié)出規(guī)律；R——列舉的都是生活中常見的例子，學(xué)生較為熟悉，并且可以獲得持續(xù)強化.

3.2.2 探究思考 形成概念

通過設(shè)計一些小實驗，讓學(xué)生動手參與，自主探究，對新概念形成認(rèn)知.

每位同學(xué)的桌子上都放有一個彈簧測力計，甲乙兩人一組，同學(xué)們自己按步驟操作并將結(jié)果填入表1相應(yīng)位置.

表1 實驗記錄

設(shè)計意圖：R——實驗過程中體現(xiàn)切實的相關(guān)性;C——學(xué)生自己動手參與實驗設(shè)計，總結(jié)規(guī)律，體現(xiàn)自己的價值，建立自信；S——學(xué)生進行一項新的任務(wù)，獲得持續(xù)強化.

播放冰上互推的演示實驗視頻.通過觀察實驗，學(xué)生自己回答實驗現(xiàn)象：兩人同時遠(yuǎn)離，朝著相反的方向運動.

學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論：作用力與反作用力方向相反.

設(shè)計意圖：A——用實驗視頻持續(xù)維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

播放力傳感器的視頻.觀察實驗，得出結(jié)論：作用力與反作用力大小相等、方向相反，作用在同一條直線上.

設(shè)計意圖：A——使用視頻呈現(xiàn)方式，吸引學(xué)生注意力，同時，視頻中出現(xiàn)的物理儀器及設(shè)備，可以激發(fā)學(xué)生物理探究的興趣.

3.2.3 學(xué)以致用 鞏固深化

學(xué)生頭腦中形成概念之后，及時將知識加以運用，鞏固新知，促進知識遷移.

舉一反三：分析下述問題及原因.

師：以卵擊石，雞蛋與石頭之間力的關(guān)系是怎樣的？

生：雞蛋對石頭的力和石頭對雞蛋的力是相等的.

師：那為什么雞蛋會碎？

生：二者之間的力雖然相等，但是雞蛋的承受能力較弱，是力的作用效果不同導(dǎo)致的.

設(shè)計意圖：C、S——通過習(xí)題，檢測學(xué)生本堂課的學(xué)習(xí)成果，獲得較大的自信心和滿足感.

3.2.4 聯(lián)系舊知 探究新知

當(dāng)新舊知識發(fā)生關(guān)聯(lián)時，及時通過新舊知識對比，加強學(xué)生學(xué)習(xí)的滿意度和自信心.

帶領(lǐng)學(xué)生一起回顧之前所學(xué)平衡力的內(nèi)容，并探究作用力和反作用力與平衡力的關(guān)系.

設(shè)計意圖：C——回顧學(xué)生之前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，引發(fā)自信心；R——與之前所學(xué)內(nèi)容相關(guān)，得到持續(xù)強化；S——回憶起之前的知識內(nèi)容，獲得滿足感.

手握酒瓶時，分析瓶身此時的受力情況，區(qū)分哪些是相互作用力，哪些是平衡力.

設(shè)計意圖：R——以身邊的事例出發(fā)，獲得相關(guān)性；A——常見的道具，易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.

3.2.5 課后思考 聯(lián)系生活

布置課后任務(wù)，讓學(xué)生查找相關(guān)資料，尋找相互作用力在我們生活中的廣泛應(yīng)用，并利用作用力與反作用力原理思考，盡可能多地去找出牛頓第三定律在實際生活中的應(yīng)用，并利用牛頓第三定律原理給出解釋，深度思考如何能夠使牛頓第三定律更好地服務(wù)于我們的社會.

設(shè)計意圖：R——利用已有知識來解決實際問題、學(xué)以致用.

3.3 課堂反思——基于ARCS動機模型教學(xué)能否促進學(xué)生深度學(xué)習(xí)

在ARCS動機模型視角下進行一堂物理課時，首先對課程、學(xué)情、學(xué)生及動機分別進行分析，進而根據(jù)模型的各維度動機策略來進行課堂教學(xué)及實踐，與傳統(tǒng)課堂最大區(qū)別在于，在課堂中持續(xù)關(guān)注學(xué)生動機的激發(fā)與維持，從各個角度出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)動機.“教育的本質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生的思維，而落實思維最好的方式是在課堂教育”，學(xué)生深度學(xué)習(xí)的過程就是不斷養(yǎng)成高階思維的過程，而通過不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，加深課堂參與度，能有效促進學(xué)生的深度學(xué)習(xí).

傳統(tǒng)課堂，教師僅通過單一的講—練—講模式來進行授課，學(xué)生機械化地學(xué)習(xí)，檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)就是通過單一的試題考試成績進行，沒能關(guān)注到學(xué)生的思想動機狀態(tài)及對知識深入的理解，是相對簡單的淺層學(xué)習(xí)；基于ARCS動機模型的教學(xué)課堂，對學(xué)生進行動機設(shè)計+教學(xué)目標(biāo)設(shè)計，從學(xué)生的心理狀態(tài)和學(xué)習(xí)狀態(tài)多方位準(zhǔn)備，授課過程注意對學(xué)生動機的激發(fā)與維持，教學(xué)設(shè)計多種多樣，適時變換教學(xué)方式因材施教，在課堂中與學(xué)生多次互動，教學(xué)環(huán)境積極豐富，極易促進學(xué)生思維進階，從而促進深度學(xué)習(xí)的發(fā)生.ARCS動機模型課堂與傳統(tǒng)課堂對比如圖5所示.

圖5 ARCS動機模型課堂與傳統(tǒng)課堂對比

4 基于ARCS動機模型的物理深度學(xué)習(xí)課堂構(gòu)建策略

4.1 靈活教學(xué)手段 加強課堂參與

學(xué)生對于物理課堂的興趣需要教師不斷引領(lǐng)，好的課堂能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.因此，在物理課堂中，教師要靈活選擇不同的教學(xué)方式和教學(xué)手段，如采用多媒體教學(xué)，播放視頻，設(shè)計豐富多彩的板書，在課堂中做一些小實驗等，讓學(xué)生全方位感知物理知識的存在[5]，激發(fā)學(xué)生物理探究的欲望，促進學(xué)生物理課堂的參與度.

4.2 巧創(chuàng)生活情境 助力意義建構(gòu)

物理知識本身的難度以及知識點的繁多冗雜，本就使多數(shù)學(xué)生望而卻步，但其與生活的聯(lián)系十分密切.教師可以從日常生活的角度出發(fā)，在課堂中融入多種生活情境，通過生活情境將學(xué)生引入物理問題情境中，幫助學(xué)生建構(gòu)腳手架，讓學(xué)生感受到物理知識的意義，并非枯澀難懂，加深學(xué)生的有意義學(xué)習(xí).

4.3 正確引導(dǎo)歸因 培養(yǎng)高階思維

每節(jié)課堂制定明確的教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生的動機目標(biāo)，在與預(yù)期教學(xué)效果不相符時，既要幫學(xué)生找原因，也要從自身出發(fā)進行反思.很多學(xué)生物理成績不太理想的原因在于沒有及時調(diào)整，把成績歸因于物理科目及習(xí)題本身，而忽略了自身的努力因素，教師此時應(yīng)當(dāng)與學(xué)生交流，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，同時反思自己的教學(xué)行為，在教學(xué)過程中因材施教，找到與學(xué)生相契合的方式方法，進而培養(yǎng)學(xué)生的高階思維.

4.4 及時鼓勵反饋 促進知識遷移

學(xué)生是自己行為的主體，是學(xué)習(xí)的主人，是獨立的全面發(fā)展的人.在教學(xué)過程中，對學(xué)生進行及時的鼓勵，對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及時反饋，不斷進行形成性評價，同時，對同樣的學(xué)生采用同樣的標(biāo)準(zhǔn)，注意教學(xué)的公平性，一方面可以不斷維持學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，另一方面，可以加強學(xué)生對自己學(xué)習(xí)行為的反思，促進知識遷移，從而促進深度學(xué)習(xí)的發(fā)生.