ADI教學模式在高中物理教學的實踐研究

郭志堅

摘 要：論證——探究式教學模型（argument-driveninquiry，ADI）是將科學論證融入科學探究活動中的一種教學模式。ADI教學模式有利于教師通過指導學生進行實驗設計——收集數據——展開論證——撰寫研究報告等學習實踐，切實提高學生科學論證和推理探究的能力。將ADI教學模式應用于高中物理課堂，有利于深化學生對高中物理抽象性知識點的論證探究學習，從而培養學生探索科學、探究真理的精神，并提升其科學探究能力。

關鍵詞：ADI教學模式;高中物理;論證;探究

引言：《普通高中物理新課程標準》明確指出學生的培養目標和核心素養為通過多樣化的教學方式，幫助學生培養科學探究能力，使其逐步形成科學態度與科學精神。可見，培養學生的論證探究能力是高中物理學科的核心素養之一。

ADI教學模基于構建主義理論和認知學習主義理論之上發展而成，將科學探究活動與教學實踐相結合，旨在通過引導學生參與到論證和探究的過程中，從根本上改變傳統課堂上教師單一輸出教學，學生被動學習的教學模式，從本質上推動學生發散性思維的發展和推理探究能力的提升，從而培養學生的科學精神。基于此，本文將ADI教學模式，應用到高中物理課堂教學實踐中，結合魯教版高中物理教材內容，對如何在高中物理教學中應用ADI教學進行探索，旨在為一線教育工作者培養學生論證能力提供新思路。

一、ADI教學模式的內涵和步驟

（一）ADI教學模式的內涵

論證是科學的語言，是解決科學觀點沖突最重要的途徑。20世紀之初，國外教育工作者便關注學生探究和論證能力的培養。在論證式教學過程中，學生需要像科學家一樣通過資料收集和整理，提出主張，通過實驗、設計等手段進行探究，對觀點進行論證，并最終形成報告，這就是ADI教學的最初雛形。直到2008年，Sampson等人在建構主義理論和認知學習理論基礎上，發展ADI教學模型，其理論思想是知識不是從教學者身上簡單的遷移到學習者身上，而是以浸入式的形式進行教學，將學生作為主體，由教師引導學生參與到科學論證的探究過程中，通過學生自己提出主張，并為自己的主張進行論證和辨析。

（二）ADI教學模式的內涵

在此后的幾年里，Sampson團隊為了讓ADI教學模型更加適應美國K-12科學教育框架提出的八項目標，對ADI教學模式進行改進，將其分為八個教學步驟。

ADI教學模式在各階段教學內容應遵循上述八個步驟：首先教師確定探究的現象或問題，開展“工具對話”，并對學生參與論證可利用的手頭工具進行說明;其次，學生以小組合作的形式，對資料進行收集;第三，在資料和信息分析基礎上，對論證所需要的實驗進行設計，初步進行論證，在此過程中教師應進行記錄，引導學生剔除無效信息;第四，論證是重要環節，小組之間依附于材料和證據，對觀點進行論證和反駁;第五，教師帶領同學進行討論總結，對于證據不足的應返回第二步驟進行證據收集整理和論證;第六，通過書面的形式完成報告，報告中應包括要研究的主題，在此過程中你做了什么，你的觀點是什么，你如何得出觀點等內容;第七，小組之間隱去姓名，相互驗證觀點，在此過程中教師作為裁判官應對學生強調客觀性和公平性;第八，形成完整報告。

二、ADI教學模式應用于高中物理教學的意義

物理學是一門基于實驗——論證——探究的科學，在物理知識的網絡構架中，學習者通過理解物理基本概念和規律，實驗驗證，推理探究，形成總結的學習過程，形成對物理知識關鍵點的理解。因此，培養學習者的論證和探究能力，是學好物理學科的關鍵基礎。

在目前的高中物理教學中，由于高考應試壓力的影響，教師在教學過程中更加側重對知識點和考點的講解，甚至在一些概念的梳理上，強調死記硬背，缺乏探究和論證，高中物理學科的科學精神和生命力正在慢慢消退。因此，將ADI教學模式應用到高中物理教學中，其論證——探究的教學過程不僅有利于促進學生真正從興趣出發，以主體身份參與到學習過程中來，并通過創建觀點，收集數據支持觀點，以促進自身論證探究和批判性思維能力的發展，同時小組討論也促進學生和團體之間的協作、溝通、交流，報告總結提升學生總結歸納和書寫能力。可見，ADI教學應用于高中物理教學中，有利于真正發揮物理作為科學學科中論證與探究的科學精神，從而內在培養學生的探究能力。

三、ADI教學模式在高中物理學科的教學案例設計

（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律，是力學與電學的融合，該課程也蘊含了抽象與概括、分析與綜合、推理與論證等最基本的科學思維方法，是很具探究價值的教學內容。同時也由于其抽象性，“楞次定律”既是高中物理教學重點，也是難點。本文以魯教版高中物理選修3-2教材中第二章《楞次定律和自感現象》單元教學為例，對ADI教學模式如何在高中物理課堂進行教學應用進行探索。

（二）教學目標

1.理解“楞次定律”的內容;

2.理解“楞次定律”和能量守恒相符合;

3.通過實驗探索，培養學生的論證——探究能力;

4.能夠用“楞次定律”解釋生活中的一些有關現象。

（三）教學設計

該教學案例將ADI教學模式中論證——探究的思路貫穿到教學中，通過提出任務—收集資料—初步論證——論證會議—反思討論—撰寫報告—雙盲評議——形成報告的環節進行教學案例設計，旨在從科學論證的視角培養學生批判性思維能力和深度學習能力，契合新課程標注對人才的培養要求。

1.提出任務，開展“工具對話”

教師引入生活情境和實驗情境，通過強磁鐵和裝載用漆包線順時針纏繞線圈的小車進行演示實驗，在小車漆包線兩側安裝紅、藍發光二極管（紅、藍發光二極管在線圈兩側并聯安裝形成閉合電路，磁鐵的插入和拔出類似于線圈導體在磁場中做切割磁感線運動）。當強磁鐵插入線圈時，紅燈亮起;當強磁鐵抽離線圈時，藍燈亮起，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”的現象。由此引發單元需要論證的任務：楞次定律。同時，教師應引導學生從以下幾個方面進行探究：

問題一：紅、藍二極管為何交替發光？

問題二：感應電流方向的改變遵循怎樣的規律？

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？從何而來？

問題四：嘗試從對上述問題的探討中尋覓線索，解答感應磁場的方向的改變遵循著怎么樣的變化規律？

2.收集資料，為論證奠定數據基礎

帶著問題，教師引導學生開始觀察生活中關于電流感應的現象，以便作為資料基礎。

3.動手探究，進行初步論證

關于感應電流方向的實驗探究，制定合理的實驗方案并科學實驗，探究過程中應要求學生做好實驗記錄。

4.論證會議，初步形成論證結果

學生在教師所布置的任務的驅動下，對實驗結果進行討論，得到判斷方案的感應電流方向的結論。學生通過討論對結論進行歸納和延伸：無論是導體棒切割磁感線、磁鐵插入還是拔出螺線管、開關通斷，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。經過概括，結論具有了一般性，即感應電流直接是由磁通量的變化而產生的，但學生仍無法找到二者之間的某種確定的對應關系。

5.反思討論，對主張進行驗證深化

反思討論的過程旨在讓學生在實驗中經歷與科學家發現規律相類似的科學探究過程，以培養其內在的探究和論證精神。在學生通過實驗已經驗證了感應電流和磁通量變化之間關系后，教師引導學生進行論證，即感應電流的方向與原磁場的方向，以及磁通量之間的變化關系呢如何？為了確立之間的關系，教師引導學生通過實驗中增加“感應電流的磁場”作為中介，來描述感應電流的方向與磁通量變化之間的的關系。學生在增加變量后，并記錄實驗結果，最終探究發現：感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，這就是楞次定律。

6.撰寫報告

在實驗和討論之后，教師應要求學生以小組為單位撰寫報告記錄，將實驗數據和論據以書面的形式展現，這期間即培養了學生的寫作能力，同時也提升了學生歸納總結的能力。同時，繪制楞次定律思維導圖加深理解和記憶。

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行評審，通過指出報告中論據不精確或證據不足之處，引導學生在以后的報告中提升嚴謹性和科學性，培養學生嚴謹學習的科學精神。

8.形成報告

學生修改報告并上交。

（四）教學評價

通過上述教學案例的設計和實施結果可見，在ADI教學模式下，學生一改往日被動灌輸的學習模式，他們自行收集分析數據、探究關系、歸納規律、表述結論，在整個學習過程中實現了知識點的向上遷移和深度學習。教師在教學過程中可發現，ADI教學模式將學生從定律的學習轉變為定律的探究與思索，學生學習興趣顯著提升。該教學模式綜合了培養學生邏輯推理、驗證探究、協作表達等深度學習能力，同時也讓學生感受到楞次定律從無到有的曲折的探究過程，學生親歷探究過程后更能體會現今物理規律、概念等得來得不易。

結束語

ADI教學模式應用于高中物理等理科教學過程中，有利于激發學生的探究欲望，促進學生探究性學習能力的發展，是推動我國教育改革和形成學生核心素養的有效教學手段。

教師在高中物理教學過程中，應注意ADI教學模式的應用應注重在引導學生論證——探究過程中，應引導學生開展實驗設計和推理演繹，通過對現象的觀察，實驗數據的記錄和匯總，自我反思，總結出規律，并進行驗證，這也是科學發展的一般路徑。只有讓學生以主體地位參與到論證過程中，才能更好地培養學生質疑和批判的精神，學習證據的收集和應用，并以此來驗證或推翻主張，做到學習的有理有據。

參考文獻

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