摘 要：ＳＮＰ是一種整合建模和論證過程的滲透式教學(xué)模式。將SNP教學(xué)模式引入初中物理課堂，能有效達成教學(xué)目標，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。以人教版教材“磁現(xiàn)象 磁場”一節(jié)為例，闡述ＳＮＰ教學(xué)模式的理論框架，并根據(jù)理論框架設(shè)計了教學(xué)流程，實現(xiàn)提高學(xué)生模型建構(gòu)能力和科學(xué)論證能力的教學(xué)目標。

關(guān)鍵詞：ＳＮＰ教學(xué)模式；教學(xué)設(shè)計；模型建構(gòu)；科學(xué)論證

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）12-0035-6

《義務(wù)教育物理課程標準（２０２２年版）》提出核心素養(yǎng)中的科學(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、質(zhì)疑創(chuàng)新和科學(xué)論證等方面［１］。在科學(xué)研究和實踐過程中建模和論證是重要環(huán)節(jié)，具有獨特作用和價值。建模有助于我們把復(fù)雜的概念、問題和現(xiàn)象簡單化和系統(tǒng)化；論證則能保證研究和實踐結(jié)論的科學(xué)性與可靠性。

ＳＮＰ教學(xué)模式的理論框架要求教學(xué)活動以學(xué)生為中心，教師扮演引導(dǎo)者的角色。該模式特別注重培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)科學(xué)模型的能力，提升學(xué)生運用理論知識進行科學(xué)論證的技巧，以此來改進傳統(tǒng)教學(xué)中存在的不足。該模式在大概念的基礎(chǔ)上提出問題，對于復(fù)雜抽象的物理概念和物理現(xiàn)象，通過建立模型來提高學(xué)生的參與度，并激發(fā)他們的興趣。學(xué)生可以根據(jù)建立的模型，針對某一特定問題收集相關(guān)數(shù)據(jù)和證據(jù)，進行科學(xué)論證，這樣可以改變傳統(tǒng)教學(xué)中的灌輸式和填鴨式教學(xué)。因此，本文將ＳＮＰ教學(xué)模式融入初中物理課堂教學(xué)，旨在提高課堂效果以及全體學(xué)生的參與度，實現(xiàn)教學(xué)目標。

１ ＳＮＰ教學(xué)模式簡介

ＳＮＰ模式（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｅｄａｇｏｇｙ）是美國教育者Ｃｈｅｎ提出的一種整合建模和論證過程的滲透式教學(xué)模式［２］。２０１３年，美國明尼蘇大學(xué)ＳＴＥＭ教育中心研究員Ｃｈｅｎ等人首先提出了ＮＣ教學(xué)模式［３］。２０１６年Ｃｈｅｎ等人又給ＮＣ模式加入了建構(gòu)模型環(huán)節(jié)，他們借鑒了ＳＷＨ模式和ＡＤＩ模式，將之與ＮＣ模式相互融合后提出了ＳＮＰ教學(xué)模式［２］。２０１８年，ＳＮＰ教學(xué)模式被引入國內(nèi)，并基于該模式開展了中學(xué)物理教學(xué)方面的研究，提出ＳＮＰ教學(xué)模式能夠促進學(xué)生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［４］。

近年來，ＳＮＰ教學(xué)模式在我國物理教學(xué)領(lǐng)域的研究主要集中在該模式的理論基礎(chǔ)和教學(xué)設(shè)計方面。ＳＮＰ教學(xué)模式的理論框架如圖1所示，其核心是以大概念為導(dǎo)向，學(xué)生在大概念的指導(dǎo)下，通過教師引導(dǎo)提出驅(qū)動性問題。學(xué)生基于現(xiàn)有知識和資料，圍繞驅(qū)動性問題建構(gòu)科學(xué)模型，最終師生共同圍繞這些模型進行深入討論、論證，并評估論證結(jié)果，包括主張、證據(jù)和推理過程［５］。

ＳＮＰ教學(xué)模式不僅能夠有效提高學(xué)生的模型建構(gòu)能力、邏輯推理能力和批判性思維能力，還能培養(yǎng)學(xué)生的小組合作能力和語言表達能力，在很大程度上有助于學(xué)生綜合能力的提高［６］。該模式基于其理論框架，有效建構(gòu)了以學(xué)生為中心、以教師為主導(dǎo)的課堂環(huán)境，并強調(diào)學(xué)生的積極參與。在人教版九年級《物理》第２０章《電與磁》的第一節(jié)“磁現(xiàn)象 磁場”教學(xué)中，教師為磁場和磁感線的內(nèi)容提供了豐富的模型基礎(chǔ)，學(xué)生也通過學(xué)習(xí)具備了科學(xué)論證的知識基礎(chǔ)。因此，ＳＮＰ教學(xué)模式在此背景下得以良好應(yīng)用（圖1），為學(xué)生提供了深入學(xué)習(xí)和探究的機會。

２ 融入ＳＮＰ教學(xué)模式的“磁現(xiàn)象 磁場”教學(xué)設(shè)計

２．１ 教學(xué)準備

（１）教材分析：“磁現(xiàn)象 磁場”是人教版九年級《物理》第20章第一節(jié)的內(nèi)容［７］。本節(jié)內(nèi)容為以后學(xué)習(xí)“電生磁”部分的“安培定則”等知識提供鋪墊?！按努F(xiàn)象”是日常生活中的常見現(xiàn)象，這一節(jié)課所對應(yīng)的大概念是“電與磁”。

（２）學(xué)情分析：在之前的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對磁性材料有了基本的直觀認識（如鐵和磁石），但可能尚未深入理解磁性的本質(zhì)。他們對日常生活中的磁現(xiàn)象有一定了解（如磁卡和磁帶的使用），但對這些現(xiàn)象背后的物理原理可能還不夠熟悉。盡管學(xué)生對一些抽象的物理概念有所涉獵，但對于磁感線和磁場等概念，仍需通過更多的實際實驗和具體實例來加深理解。

（3）教學(xué)目標：

①物理觀念：在小組合作建構(gòu)科學(xué)模型的過程中，能讓學(xué)生理解“磁現(xiàn)象 磁場”的規(guī)律。

②科學(xué)思維：通過小組合作建構(gòu)“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗?zāi)Ｐ?，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)建模能力；通過小組口頭論證、書面表達，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力。

③科學(xué)探究：能在小組合作和教師的指導(dǎo)下探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，提出物理問題，對實驗現(xiàn)象進行交流、評估、反思，最后得出結(jié)論的能力。

④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過小組合作探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識；通過口頭論證和書面論證，培養(yǎng)學(xué)生堅持觀點和修正錯誤的能力。

（4）教學(xué)重點：探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律。

（5）教學(xué)難點：運用轉(zhuǎn)換法建構(gòu)實驗?zāi)Ｐ汀?/p>

２．２ ＳＮＰ教學(xué)模式的教學(xué)流程

根據(jù)ＳＮＰ教學(xué)模式的理論框架，“磁現(xiàn)象 磁場”教學(xué)流程包括６個階段，如表１所示［８］。

２．２．１ 創(chuàng)設(shè)驅(qū)動問題

為了激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師設(shè)計一個情境——“會跳舞的回形針”。在這個場景中，教師佩戴磁性戒指，手持放置回形針的紙板，通過在紙板下移動右手，使回形針跳起舞來。隨后，教師邀請學(xué)生嘗試，卻意外發(fā)現(xiàn)回形針并未起舞。這時，教師提出疑問：是什么讓回形針“跳舞”？這個問題成為了本課的切入點。緊接著，教師通過展示“懸浮空中的錐形物品”和“磁體隔物吸引”等實驗，生動闡述了磁現(xiàn)象和磁場的概念。最后，師生共同探討，形成了核心問題：磁現(xiàn)象與磁場之間有何關(guān)聯(lián)？

設(shè)計意圖：通過直觀演示強化本節(jié)課的重點——磁體和磁場的定義與特性。通過實驗和推理，幫助學(xué)生克服磁場抽象難見的困難，建構(gòu)對磁場的理解，并揭示磁極相互作用的深層原因。

２．２．２ 小組合作初步建構(gòu)模型

教師引導(dǎo)學(xué)生提出驅(qū)動問題后，通過小組合作探究的方式，使用教師提供的實驗器材和導(dǎo)學(xué)案，建構(gòu)初步的磁現(xiàn)象與磁場關(guān)系模型，導(dǎo)學(xué)案如表２所示［９］。教師指導(dǎo)學(xué)生認識磁體及其特性，然后圍繞核心問題展開探索。在學(xué)生動手實驗前，教師通過問題串引導(dǎo)學(xué)生建立初步模型。例如，磁體能吸引哪些物質(zhì)？磁體的哪個部位吸引能力更強？如何確定磁體的南、北極？磁極間的相互作用規(guī)律是什么？為什么回形針被磁體吸引后，即使隔開也能相互吸引？

通過這些問題，學(xué)生進行了實驗觀察，并在教師的引導(dǎo)下總結(jié)出磁體的Ｎ極和Ｓ極、地磁場的知識以及磁極間的相互作用規(guī)律。對于“磁化”這一概念，需要教師通過實驗現(xiàn)象幫助學(xué)生建構(gòu)概念模型。

設(shè)計意圖：通過師生互動激發(fā)學(xué)生思考，增強學(xué)生的參與感，通過問題引導(dǎo)小組合作，使學(xué)生能夠初步建立起關(guān)于磁極、磁化概念的模型。

教師通過提問進一步推進學(xué)生對磁場模型的建構(gòu)。例如，“當小磁針靠近磁體時會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，但兩者并未接觸，這是為什么？”學(xué)生回答后，教師結(jié)合自己的觀點引入了“磁場”的概念，并解釋磁場雖看不見摸不著，但其存在可以通過實驗觀察到，如“懸浮空中的錐形物品”。為了幫助學(xué)生理解磁場的方向，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并演示實驗。在條形磁體周圍放置小磁針，觀察小磁針的排列來判斷磁場方向，如圖2所示［７］。教師還展示了“用鐵粉顯示磁場”實驗，通過在條形磁體上方輕敲撒有鐵屑的白紙板，觀察鐵屑的分布來形象化磁場。最后，師生一起總結(jié)實驗結(jié)果，建立“磁場”模型。教師提問：“磁體周圍存在什么？我們?nèi)绾蚊枋龃艌?？”并邀請學(xué)生上臺演示描述磁場方向的實驗，進而引入了“磁感線”的概念模型。教師進一步引導(dǎo)學(xué)生把一塊玻璃板放在紙板上方，用彩色筆在玻璃板上描繪鐵屑的分布，從Ｎ極到Ｓ極畫出帶有箭頭的曲線，如圖3所示。另外，展示空間中磁感線的分布（圖4），從而完善“磁感線”模型［１０］。

設(shè)計意圖：考慮到學(xué)生初次建模時可能出現(xiàn)的不準確性，教師應(yīng)積極鼓勵并指出其模型的優(yōu)點，同時提出針對性問題。通過導(dǎo)學(xué)案引導(dǎo)，學(xué)生在小組內(nèi)依據(jù)學(xué)習(xí)目標和實驗器材繼續(xù)探究驅(qū)動問題，再動手實驗以深化理解。在遇到難題時，教師以問題串的形式提供指導(dǎo)，助力學(xué)生科學(xué)探究和建模，為后續(xù)的科學(xué)論證打下堅實基礎(chǔ)。

２．２．３ 各小組初步建構(gòu)論證

各小組圍繞已建立的物理模型建構(gòu)科學(xué)論證，并將其呈現(xiàn)于白板上。在此過程中，學(xué)生可能會遇到困惑，此時教師提供書面指導(dǎo)，幫助他們完善論證結(jié)構(gòu)，包括明確主張、搜集證據(jù)和建構(gòu)邏輯論證（表3）。這有助于學(xué)生深入理解并修正模型，形成更為嚴謹?shù)目茖W(xué)論證。

在書面論證階段，教師可以通過提問了解學(xué)生對模型的理解程度，如詢問：“哪些證據(jù)能揭示磁現(xiàn)象與磁場的關(guān)系”，教師通過強調(diào)“轉(zhuǎn)換法”引導(dǎo)學(xué)生從實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。此環(huán)節(jié)旨在確保模型與論證的一致性，為口頭論證環(huán)節(jié)做好準備。

設(shè)計意圖：借助科學(xué)論證指導(dǎo)，幫助學(xué)生理清磁現(xiàn)象和磁場的關(guān)系，提升邏輯思維和書面表達能力，為接下來的口頭論證環(huán)節(jié)打下基礎(chǔ)。

２．２．４ 全班討論模型和論證過程，修正模型和論證

各小組完成模型建構(gòu)及書面論證后，將由代表上臺展示并進行全班討論。此階段基于前期模型和論證基礎(chǔ)，旨在通過交流與討論實現(xiàn)進一步優(yōu)化和完善。展示前，小組需確保模型與論證的準確性和邏輯性。在ＳＮＰ教學(xué)模式下，“磁現(xiàn)象 磁場”課程的論證水平評價標準如表４所示。

設(shè)計意圖：通過全班互動與教師指導(dǎo)，促使各小組精進模型建構(gòu)與論證，深入理解磁現(xiàn)象、 磁場間的聯(lián)系。小組討論與班級交流旨在提升學(xué)生的口頭表達與論證能力，助力他們建構(gòu)更精準、更全面的物理知識體系。

２．２．５ 咨詢“專家”

“專家”資源包括：教材、參考書、刊物、互聯(lián)網(wǎng)資源等［２］。

全班學(xué)生通過討論對小組內(nèi)建立的模型和論證進行修改。此階段通過與“專家”模型的對比，學(xué)生能更清晰地認識到自己的不足，進而提升自己的科學(xué)素養(yǎng)。因此，教師適時引入物理學(xué)史，帶領(lǐng)學(xué)生探尋“磁現(xiàn)象 磁場”的發(fā)展歷程。從最早的指南針——司南，到偉大的發(fā)明——羅盤，學(xué)生領(lǐng)略了人類智慧的結(jié)晶。這些實例讓學(xué)生更加直觀地感受到磁場的力量，也激發(fā)了他們對科學(xué)的興趣。教師詳細講解“地磁場”的奧秘，引導(dǎo)學(xué)生思考其與日常生活的聯(lián)系。這樣的教學(xué)方式讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷拓寬視野，增強對科學(xué)的敬畏之心。

學(xué)生回憶之前的學(xué)習(xí)過程，逐漸發(fā)現(xiàn)自身模型與“專家”模型的異同。他們分析差異，汲取經(jīng)驗，不斷完善自己的理解。這種自我反思的過程有助于學(xué)生更好地掌握科學(xué)知識，培養(yǎng)獨立思考的能力。通過這樣的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，學(xué)生不僅掌握了知識，還學(xué)會了如何在實踐中運用所學(xué)，真正實現(xiàn)了學(xué)以致用。

２．２．６ 反思性寫作

師生共憶課堂精華，學(xué)生梳理模型建構(gòu)與論證過程，領(lǐng)悟磁現(xiàn)象、磁場之間的聯(lián)系。教師引導(dǎo)學(xué)生整合知識點，形成系統(tǒng)性認知，以反思促提升，深化理解與應(yīng)用。最后，根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)內(nèi)容作出反思性評價，如表５所示。

設(shè)計意圖：本環(huán)節(jié)學(xué)生通過回憶知識后完成書面反思，這樣能更好地幫助學(xué)生理解建立的模型和論證。以后的學(xué)習(xí)過程也可以融入這個模型和論證，更進一步提高思維能力。

３ 總 結(jié)

通過以上６個環(huán)節(jié)可以看出，把ＳＮＰ教學(xué)模式適當?shù)厝谌氤踔形锢碚n堂，可全面提升學(xué)生的模型建構(gòu)、口頭與書面表達及反思能力。在“磁現(xiàn)象 磁場”教學(xué)中，以合作探究為核心，驅(qū)動問題引領(lǐng)學(xué)生深入理解關(guān)鍵概念，培養(yǎng)科學(xué)思維；面對挑戰(zhàn)，教師需耐心引導(dǎo)，借助問題串激發(fā)思考，強化科學(xué)探究精神；引入物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。雖然ＳＮＰ模式源自國外且多用于生物教學(xué)，但適當調(diào)整后，亦可在物理領(lǐng)域煥發(fā)新生，增強其實用性與適用性。

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收稿日期：2024-08-10

作者簡介：古再麗努爾·圖爾蓀（１９９８-），女，碩士研究生，主要從事物理教學(xué)研究。

*通信作者：何久洋（１９８３-），男，副教授，主要從事物理教學(xué)研究。