SNP教學模式在初中物理教學中的運用

【摘要】隨著教育改革的深入，如何更有效地培養學生科學思維已成為當前教育領域研究的重要課題。將SNP教學模式引入初中物理教學，旨在通過模型建構和科學論證有效滲透物理課堂，以解決傳統教學過程中學生建模和論證能力不足等問題。文章首先對SNP教學模式作了相關闡述，接著分析其在教學中的運用流程，最后以初中物理“光的折射”一課為例，基于SNP教學模式，從創設驅動問題、初步構建模型、初步論證模型、討論與修正模型、咨詢“專家”和反思性寫作這六個環節開展教學，促進學生自主學習、建模和論證能力，提升學生科學思維。

【關鍵詞】初中物理；SNP教學模式；光的折射

【中圖分類號】G633.7【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）23—0074—04

《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）明確指出，模型建構和科學論證是培養學生科學思維的兩大關鍵要素。因此，如何在初中物理教學中培養學生的建模和論證能力，提升學生科學思維，已成為當前初中物理教師教學研究的重點課題。SNP教學模式能夠整合模型建構和科學論證，能有效提高學生的建模和論證能力，培養學生批判性思維、邏輯性思維和解決問題的能力。當前，SNP教學模式多局限于高中物理教學研究，在初中物理教學中的運用研究較少。基于此，筆者以初中物理“光的折射”一課為例，討論SNP教學模式的運用問題。

一、SNP教學模式的相關概述

SNP教學模式是由國外學者Chen等人基于科學論證和核心概念教學基礎上提出的，2018年由郭玉英教授和弭樂教授引入國內。SNP是一種致力于將模型建構與科學論證有效聯合，滲透課堂教學的教學模式，以大概念（組織整合某個學科內容的少數關鍵核心概念）為核心指導，依據學生對大概念的認知為基礎，師生共同協商提出一個涵蓋核心概念和主要學習任務的驅動問題，學生結合現有知識和學習資料圍繞大概念和驅動問題建構模型（簡圖、圖表、數學關系等表征），最后對資料進行推理和加工，使其成為證據，以語言或文字形式支持大概念，并對驅動問題作出合理解答[1]。這樣通過模型建構和科學論證循環交互地開展課堂教學，解決學生建模實踐能力弱、論證單一的問題，有效提升他們的科學思維。

SNP教學模式在國外最早應用于生物學科。因此，國內研究學者大多側重于將該教學模式與我國生物教學融合研究。隨著新課標的頒布，SNP教學模式開始滲透到物理教學。筆者查閱國內有關SNP教學模式的文獻資料發現，該模式在物理教學中研究較少，且研究對象多涉及高中生。筆者認為，初中階段是學生培養模型建構和科學論證能力的關鍵時期，新課標中也明確要求培養學生模型建構和科學論證能力，所以將SNP教學模式融入初中物理教學，具有很大的研究空間。

二、SNP教學模式的教學流程

SNP教學模式強調學生的主體地位，學生通過自主學習、自我體驗、自我發現和自我構建掌握知識，根據該理論框架，實際教學流程包含六個環節（如圖1）。創設驅動問題（環節1），教師根據教學內容提煉大概念，師生共同協商創設具有啟發性和探究性的驅動問題，激發學生學習興趣，探究學習活動；隨后進入初步構建模型環節（環節2），學生分組探究驅動問題，利用已有知識和資料初步構建模型，在這一過程中教師鼓勵學生嘗試運用模型解釋和預測物理現象；接著在模型建構基礎上初步論證（環節3），學生需要為自己的模型提供書面論據和論證，在這個環節中學生要尊重事實和證據；然后到討論與修正模型（環節4），各小組選擇一名代表發言，論述模型建構過程，其他同學可提出質疑，彼此交互模型，各小組可以了解不同觀點和思路，拓寬視野，進一步完善模型和論證；下一步是咨詢“專家”（環節 5），這里的“專家”指的是教科書、參考書、互聯網資源等，小組成員將修改后的模型與“專家”總結標準模型對比，尋找細節問題[2]；最后進行反思性寫作（環節6），以書面形式反思和總結建模、論證學習過程和收獲，提升自我反思和批判性思維能力。通過以上這六個環節，完成SNP教學模式的整個流程，將其運用到初中物理學科教學中，能夠有效培養學生的建模能力、論證能力、邏輯思維能力。

三、SNP教學模式運用到物理教學中的具體實施路徑

1.創設驅動問題，引領探究活動。在傳統物理教學中，教師在新課教學前，往往會提出一系列問題，引導學生根據這些問題自主預習。但這種教學方式會使得學生難以掌握學習重點，打亂學習節奏，學生無法形成系統的知識體系。SNP教學模式提出利用具體、明晰的“驅動問題”，引領探究活動，把握教學核心概念和問題，既表征本節課的學習主題，又能整合學習要點。

為在“光的折射”教學中挖掘涵蓋核心概念和學習任務的驅動問題，教師可以提前準備實驗材料，比如準備一個透明玻璃杯和一根筷子，將筷子斜放到沒有盛水的透明玻璃杯中，讓學生觀察有什么現象，然后往杯中倒入水，再讓學生觀察倒入水后的筷子發生了什么變化。學生觀察得出：沒有加水的時候筷子是直的，加入水后筷子好像在水面處折斷了。通過這個小實驗，學生逐漸意識到折射光線的位置是存在規律的，最后在師生共同討論中提出本節課的驅動問題——折射光線的位置與什么有關？通過創設學生熟悉的生活情境，自然引入日常生活中的物理知識，讓學生體驗物理來源于實際生活，激發學生的好奇心，為后續建模和論證過程作好鋪墊。

2.小組合作，初步構建模型。在初步建構模型環節，學生通過分組形式合作探究驅動問題，教師在這個環節需要給學生準備實驗器材和指導講義（如表1），引導小組成員進行模型建構。在開展模型建構前，教師可以引導學生對折射光線的位置與什么有關進行探討。總結出與折射光線位置相關的因素有：光的強弱、入射光線、入射點。師：剛才激光斜射進入水中的小實驗過程中，我們觀察到筷子發生偏折，你們知道為什么嗎？生：因為光具有折射現象。師：那我們回顧之前學過的知識，光在真空中的傳播路徑是怎樣的？生：光在真空中的傳播路徑是直線。師：那改變了入射光線再觀察折射光線的位置，能直接看到折射光線嗎？接下來我們要初步構建模型，開展以上驅動問題的探究學習。

在這個過程中，學生可能在模型建構或者記錄現象過程中存在疑慮或困難，教師可以適時引導：“同學們，當入射光線的位置或角度改變時，折射光線的位置會發生怎樣的變化？”學生回答：“折射光線角度也會相應地改變它的位置。”教師再進一步引導：“那么入射光線與折射光線之間是否存在固定關系？在不同的介質中，入射光線與折射光線的關系是否會有所不同？”通過類似表達，學生進一步完善小組模型。

3.初步論證模型，完成書面報告。在此環節中，學生需要利用小組內構建的模型完成書面論證報告，具體包括主張、資料和推理，教師給學生提供論證指南，引導學生利用模型對生成的推論作出合理解釋，構建初階論點。隨后，教師可以提出問題，詢問學生的學習進度。比如，保持入射點（圓心）不變，當入射光沿著杯壁改變入射方向時，折射光線與入射光線有怎樣的位置關系？在你的模型中，你通過改變哪些位置因素來觀察光的折射變化？在這一書面論證過程中，一方面對探究過程作總結闡述，另一方面保證學生在模型、證據與主張之間的統一性，培養學生的語言表達和邏輯推理能力。

4.討論與修正模型，促進模型交互。討論與修正模型，是提高學生論證能力的重要環節。因此，教師要積極引導學生參與論證，各小組選擇一名代表，在班級展示本組的模型建構和論證觀點，在經過所有同學討論和質疑后，每個小組開始進一步完善和修正模型和論點。在這個過程中，可能會存在以下問題：有些學生可能會認為折射光線在不同介質表面上偏轉，沒有觀察到入射角和折射角的比例關系。針對這個問題，教師可以引導學生先觀察入射角和折射角的變化，然后測量并記錄具體數據，在觀察幾組數據后，就能發現入射角和折射角的比例關系。最后讓學生總結折射光的位置規律，研究發現：當光從空氣斜射入水中時，入射角增大，折射角也增大；入射角減小，折射角也減小。

在討論過程中，學生傾聽和思考其他小組的論證時，能夠有效識別其觀點中的邏輯性，提出質疑。在辯論過程中不斷提高學生的觀察和思考能力，從而對物理知識構建全面、系統的知識體系，為他們未來學習奠定堅實的理論和實踐基礎。

5.咨詢“專家”，答疑解惑。當學生在修正和完善模型，并總結研究結論后，發現欠缺“光在空氣中垂直射入水中或其他介質中時，其傳播方向有什么變化”的模型和論證研究，這時，學生可以咨詢“專家”——也就是教師，做一個研究該問題的小實驗[3]。將透明容器放到白紙上，確保容器一側緊貼白紙，向容器內倒入水或其他透明介質，將激光筆直射容器的水面，觀察現象。學生在觀察和測量中得出，光在垂直進入水面或其他介質時，仍處于垂直方向，沒有發生偏折，即入射角為0度，折射角也為0度。再讓學生思考：如何利用光的折射演示儀驗證三線共面？教師可以使用一個帶有刻度的圓形紙片，確保其平面與演示儀的界面保持平行，調整入射光線，使其通過紙片圓心，觀察折射光線是否也通過圓心。學生經過觀察得出：折射光線與入射光線、法線在同一平面內。在這一環節中，學生查漏補缺，補足自己在本節課遺漏的知識點，教師作為答疑解惑的“專家”，分析學生在本課中存在的問題，鞏固和引導學生帶著問題探究實驗，培養學生的探究能力和動手操作能力，從而提升學生的科學思維。

6.反思性寫作，促進綜合發展。本環節主要是教師和學生一起回顧本節課所學內容、模型建構和論證過程及結果，讓學生以書面形式總結，分析自己在本課中是利用什么方法、通過哪些步驟學習光的折射相關內容的，記錄自己在學習過程中遇到的問題，是否已經得到解決，還有哪些問題需要探討或咨詢教師，使得學生能夠全面掌握本課的大概念和驅動問題。同時，學生在反思過程中，也能將所學內容系統整合，對他們在物理學習中掌握模型建構和論證能力奠定堅實基礎，促進他們的綜合能力發展。

總之，在“光的折射”這節課中，教師運用SNP教學模式，讓學生從自主建模和論證過程中，學習折射光的傳播方向和折射光的位置關系，有效促進學生對知識的深層次掌握。在實踐操作過程中，學生建模、觀察、記錄數據、論證以及反思，充分體現了“以學生為中心”“做中學”的教學理念，對培養學生邏輯思維、批判性思維、創造性思維和系統思維等科學思維具有重要意義。

參考文獻

[1]賀雅妮，李衛東.SNP教學模式在促進物理科學思維發展中的應用與思考——以“杠桿”一節教學為例[J].物理教師，2021（10）：43-46.

[2]張莉，陳翔.科學協商“SNP”教學模式在高中物理教學中的應用——以“牛頓第三定律”為例[J].福建基礎教育研究，2024（01）：109-112.

[3]張莉，陳翔.SNP教學模式在初中物理教學中的應用——以“光的反射”為例[J].中學理科園地，2024（04）：01-04.

編輯：張昀