利用萨奇曼模式探究楞次定律

朱加沐

(南通市天星湖中学 江苏 南通 226000 )

1 萨奇曼探究模式[1]

心理学家斯腾伯格指出,在学校中所探讨的问题与日常生活中遇到的问题之间存在着很大的不同.美国教学法专家理查德·萨奇曼教授的探究模式，正是试图将学生在学校中学习的问题解决与真实生活中遇到的问题解决统一起来，让学生掌握科学家用以组织知识形成原理的各种方式，教会学生进行探究的一般程序及掌握探究的技巧.萨奇曼认为,探究教学不仅仅是教师的一种教学方式,更是学生学习的内容，当然，要让学生掌握科学家们探索未知的方法要经过一定的科学训练，其探究模式便建立于这一前提之上.

萨奇曼还根据科学研究的一般步骤设计了探究训练教学模式的5个教学程序.

(1)明确课题，设置情境.

课题的设定要能引起学生足够的兴趣，激发学生的求知欲，而且利用现有的知识可以探究、解决.先要向学生介绍开展探究过程的规则，使学生明确如何去寻求可能的解决方案，然后,教师给出阶梯状的问题情境，并鼓励他们像科研人员一样提出问题，分析研究[2].

(2)搜集资料，获取信息.

教学中同样注重学生已有的经验，在搜集资料的过程中可以提出问题以获得更多的信息，教师充当资料的提供者，仅做肯定或否定回答，帮助学生澄清问题.

(3)验证假设，形成结论.

本阶段鼓励学生提出多种结论，它不应该跟已有的理论相矛盾，如果无法解释说明例题现象的话，则要进行再一次的搜集—分析—验证的循环过程.

(4)解释理论，形成系统.

经历了从感性认识到理性认识之后，要对这一理论的原则或效果或条件，以及应用于其他情境的预测性价值进行分析、理解、表达.

(5)分析过程，提高素养.

讨论总结经历的探究过程，探究的技巧.例如，如何达成才最有效，这类问题如何切入等，从而提高学生的探究技能.

2 萨奇曼探究模式的优势

作为当前美国中小学的科技教育所倡导的一种教学模式，与传统的教学模式相比较，萨奇曼探究模式主要是师生角色的转变而带来的一系列影响.就学生而言，第一，尊重了学生的需求和学生的主动参与，真正落实了学生的主体地位，从感兴趣的课题着手，调动了学生的学习热情，不同学生之间的优势可以得到互补，培养其科学的协作精神；第二，锻炼了学生的理智能力，探究过程可以帮助学生学习如何解决问题，如何摈弃试误法作出合理的假设，如何将新信息与已有知识联系起来寻找问题的突破口，如何坚持到底直至问题解决[1]；第三，训练了学生的探究技巧，只有通过练习和开展探究过程，学生才会懂得如何最佳地解决问题，学生参与探究过程的练习越多，就越能够将这一过程迁移到解决其他问题的情境之中[3]；第四，降低了学生的学习梯度，学生更容易记住自己发现的内容，科学概念在不同的情况下出现，并以不同的方式叙述，学生更容易掌握.但对教师而言，要求提高了，要备足知识、设计好情境与营造氛围，要接触学生、欣赏学生，要及时了解课堂表现好的学生，给予评价,还要动态生成课堂上碰到的各种问题等[4].

3 教学案例设计

楞次定律教学的一般设计为：重温演示实验—学生观察记录—教师引导分析—学生概括结论—解题归纳思路—随堂训练—课后练习.教师在课前往往先给学生预设如下表格(表1).

表1 教师课前预设表格

现象实验 原磁场的方向磁通量的变化G表指针摆动方向感应电流方向感应电流的磁场方向两磁场方向关系N极朝下抽出S极朝下抽出结论

不难看出，这种教学模式仍为接受式的教学，学生并没有体验到科学家当时的困惑与思考方向，学生的探究能力、创新意识亦难以进一步提升.试问，当时楞次也是有人给他设计了表格，让他找规律么？学生解题时，也总是靠教师帮助审题给思路吗？日常生活中的问题也是其他人包办填空么？也有正确的答案吗？

结合教学要求，笔者根据萨奇曼的探究训练教学模式设计了如下5个教学程序.

3.1 明确课题 设置情境

演示上节课的实验(教材图4.2-2)，发现了有感应电流的现象，但还发现电流计指针左右摆动的现象，说明了感应电流有方向之分.下面向学生宣布课题，即如何判断线圈中感应电流的方向？并展示教材图4.3-1.

3.2 搜集资料 获取信息

学生：电流表指针摆动的方向与哪些因素有关？

教师：这个答案不能告诉你，换种问法，或者查找《物理·选修3-1》教材中的磁电式电表的原理.

学生：摆动方向不同，说明安培力的方向不同，表明电流的方向不同？

教师：是.

学生：也就是说，我们先要获知流进电流表的电流与指针摆动方向的关系？

教师：是，怎么获知？

学生：有内部结构图或者说明书？

教师：否，但可以利用桌子上的器材.

学生：连接电路，改变电源接入电路的极性，应该可行吧？

教师：试试看.

学生动手操作，得出电流由正极流进，指针往正极摆动，反之，指针往负极摆动.

教师：也就是说,哪一极流进，指针摆向哪一极(板书).再做图4.3-1实验.

学生：我们还发现环螺线管上的红色导线，是不是表示导线的绕向？

教师：是的，那电流表指针的左、右摆动就可以标在线圈上了.试一试.

学生： N极向下插入，N极向下抽出，指针摆动、电流方向不同，应该表明这两次操作是有区别的?

学生：研究对象都为线圈，那也就是，穿过线圈的某些物理量有区别?

教师：很好，能具体一点么？

学生：是磁通量的变化不同引起的?

教师：是，那你为什么这样假设？能否形象地表示这种变化不同？

学生：引起感应电流的原因是磁通量的变化，第一次操作变大，第二次操作变小，可以作磁体周围的磁感线.

学生：但磁体N极插入和S极插入，磁通量都变大，电流方向却也不同，为什么会这样呢？

教师：是不同，但我不能够回答你，有没有哪种方式很形象地表示几次操作异同点？

(学生列表，这是关键，此处只能得出G表指针摆动方向，感应电流的方向，磁通量的变化，教师后面要不断地补充表格，最终演变成表1)

学生：表格中感应电流方向与磁通量的变化无直接关系，还需要其他物理量辅助思考？

教师：是的，那此情境一定还能确定一些物理量哦.

学生讨论感应电流的磁场，条形磁体的磁场.

学生：这里电流的磁场也可用右手螺旋定则来判断吗？

教师：当然，只要是电流与之产生磁场方向的互判，都可以的.

学生：要确定的感应电流方向与确定它产生的磁场的方向是一回事的，是吧？

教师：是的.

学生：感应电流在这里的作用是不是产生的磁场总是与磁体的磁场相反？

教师：否，但已经接近核心了，只是有点儿片面！再全面把握，整体分析看看.

学生：我们把4次操作，磁体分别插入与抽出，作出对比，发现如果磁通量变大，感应磁场就与原磁场相反，而磁通量变小，感应磁场就与原磁场相同.这是不是我们要得到的？

教师：可能这就是理论，让我们记到黑板上看看.

3.3 验证假设 形成结论

对于结论的验证，给出教材例题1(图4.3-3)，利用变压器的原副线圈演示,一方面可以验证结论，另外还可以归纳应用楞次定律解题的步骤.

3.4 解释理论 形成系统

鼓励学生用更加简洁的语言描述理论上两磁场的关系，得到楞次定律的内容.接着，理解“阻碍”，提出问题，谁阻碍，阻碍谁，如何阻碍，为何阻碍，阻碍结果等等，归纳应用楞次定律的步骤.由教材思考与讨论的图4.3-6来判断导体棒切割磁感线时感应电流的方向，得出楞次定律的特例——右手定则.

3.5 分析过程 提高素养

教师和全体学生讨论总结经历的探究过程、收获.例如,原磁场的产生有几种情况？磁通量的变化可能有哪几种情形？突破口在哪里？有无更直观的判断方法？等等，从而提高学生的探究技能.

从上面的教学设计，我们可以看出,萨奇曼模式在教学中强调理解的实质，而不仅仅是信息的量，尽量多地为学生提供实践机会，有意识地培养学生尝试建立与已有技能间联系的能力.也只有这样，才能将探究过程迁移到解决其他问题的情境之中.其实，我们在解决物理题目时，不就是一个让学生提出问题，建立情境，分析信息，形成结论的过程吗？只不过，有时学生不太容易确定，需要教师作出肯定或否定的评论.

总之，物理课堂教学要面向全体学生，关注学生的需求，关注学生的探究能力，关注学生终身学习的愿望与能力，追求知识与过程的统一.而萨奇曼探究模式不失为一个很好的课堂教学模式.

参考文献

1 萨奇曼探究模式.http://www.docin.com/p-254959484.html

2 管建祥.在中学物理教学中应用萨奇曼探究教学理论的体会.中学物理,2012,30(01):7～8

3 对美国中小学课堂教学模式的认识与思考.http://wenku.baidu.com/view/592a474533687e21af45a96d.html

4 王高荣.让探究动起来.物理教师,2006(11)