基于巴特勒学习模式的电动势课堂教学

    唐娟娟 周庆 林丛

    

    

    

    摘 ?要 为了提升课堂质量，提高学生的课堂参与度，在电动势概念的教学设计中渗透巴特勒学习模式的教学理念，合理建构电动势教学框架，帮助学生理解非静电力、电动势的抽象概念。

    关键词 电动势;巴特勒学习模式;演示实验

    中图分类号：G642 ? ?文献标识码：B

    文章编号：1671-489X（2019）21-0122-03

    1 前言

    有效的课堂教学指教师有效地运用教学手段、教学方法来展开教学活动。巴特勒学习模式提出“七段”教学法，作为一种具有普适性的教学模式，它以信息加工理论为主要理论依据，利用学习策略对学习任务进行加工，最后生成学习结果，是一种有效的教学法。基于巴特勒学习模式的课堂教学要求教师考虑学生的认知特点及学习环境，从而设置学习情境来激发学生学习动机，并结合精细加工策略使学生主动把所学的新信息和已有的知识联系起来，达到组织教学的目的。同时以学生为主体，让学生能够应用新知识，教师要针对学生对新知识的初步尝试进行评价，并通过练习来巩固学生所学知识，最终使学生能够进行学习迁移，将新知识拓展到其他情境中去。

    2 巴特勒学习模式

    巴特勒学习模式于20世纪70年代由美国教育心理学家巴特勒提出，其主要理论依据是信息加工理论。它的基本教学程序是：设置情境—激发动机—组织教学—应用新知—检测评价—巩固练习—拓展与迁移。设置情境和激发动机要遵循学生认知规律;组织教学、应用新知、检测评价强调以学生为中心，教师起组织、指导、帮助和促进的作用，既强调学生的认知主体作用，又合理发挥教师的引导作用;巩固练习和拓展迁移强调学生与教师的互动，培养学生科学探究思维，进行知识的重组和意义建构。七个步骤应根据不同情况有所侧重。

    在整个巴特勒教学模式七步骤操作中要注意教师在教学中的主导作用，主要表现在善于观察、善于整合、善于激发三个方面。善于观察，即教师应密切关注学生的兴趣点、关注点;善于整合，即教师应注重教学内容的新颖性、时代性与易接受性;另外，教师还应具备善于激发的能力，调动学生参与的积极性，让学生在轻松、活跃的氛围中愉快领悟知识[1]。

    3 基于巴特勒学习模式的“电动势”课堂教学

    设置情境：展示生活中的电池 ?教师向学生展示各种电池，并提问：在电路中它们有什么共同的特点？学生知道在电路中它们都能够为电路提供持续的电流。教师继续抛出问题：如果将充好电的电容器作为电源接入电路中，能提供持续的电流吗？

    【设计目的】教师从学生已有的生活经验出发，用生动有趣的提问、讲解方式导入新课，不仅符合“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念[2]，而且与本节内容建立联系，揭示主题：电源能为电路提供持续电流。

    激发动机：演示实验 ?教师演示实验前交代学生观察实验中石英钟指针是否会持续转动，并将充好电的电容器通过导线接到石英钟两端进行演示实验。学生观察到指针偏转了一会儿就停下了，进而产生疑问，教师此时继续提问：请说出实验中电容器只能提供短暂电流的原因。学生思考并讨论是由于电容器两极板电势差逐渐减小，最后变为零。为证实学生的答案以及让学生直观地理解，教师采用动画展示并同时对各个阶段进行讲解（图1）：是由于极板的电荷发生中和。那么如何使电容器两极板维持恒定电势差？学生会意识到运动到负极板的正电荷能够继续从负极板搬运到正极板，保证电荷不减少能实现。

    【设计目的】物理教学过程中的非智力因素是间接影响认知效果的意向因素，它包括兴趣、动机、情感、意志等心理因素[3]。因此，激发学生学习动机，对学生的认知与发展都有巨大的促进作用。教师要以学生为中心，通过演示实验，引导学生观察，启发学生思考，加深学生理解，从而激发学生的学习兴趣。

    组织教学

    1）引入非静电力。由上述实验中电容器不能提供恒定电流进而探讨电源提供恒定电流的原因。学生对比可知，是由于电源能维持恒定电势差。如何维持的？教师通过动画对电源内部进行演示：运动到负极板的正电荷能源源不断地继续向正极板运动，正电荷会受到向右的静电力。如何使正电荷克服静电力向左运动到正极板？学生自然知道需要一个与静电力相反的力，这个与静电力相反的力就被称为非静电力。

    2）模型类比：理解静电力。非静电力的概念比较抽象，非静电力的作用可以以生活中的水泵类比，方便学生理解。教师提问：水泵将水从低处抽往高处，水泵做功过程是怎样的？学生回顾前面所学，了解到水泵要克服水的重力做功，并将机械能转化成水的重力势能。教师指导：其实电源内部非静电力的作用就相当于水泵。学生便能理解非静电力要克服静电力做功，将其他形式能转化成电势能。教师总结：电源由于非静电力的作用，它能够克服静电力，将正电荷连续不断运到正极板，使两极板间的电势差恒定。非静电力做功的过程就是将其他形式能转化成电势能的过程。

    3）举例对比：定义电动势。学生疑惑同样是非静电力做功，将其他形式能转化成電能，为何有的电池是1.5 V，有的是2 V？教师提问：身高不同的两个人举起同一重物时，做功是否相同？学生能判断虽然被举的重物一样，但由于身高不一样，重物被举起的高度不一样，因此，重物重力势能增加不一样，做功自然不一样。教师继续引导：同样，不同的电源虽然非静电力搬运等量的电荷，但是不同电源非静电力做功也不一样。为描述电源的这种特性，引入电动势。

    【设计目的】教师发挥主导作用，电动势概念抽象，学生很难理解，电源内部看不见也难以测量，动画形象直观，结合动画分析让学生直观看到电源内部正电荷的运动，使学生在教师引导下发现探究问题所在。采用类比的方法，从学生熟悉的知识点出发促进知识迁移，有助于学生理解，也使抽象的知识形象化。

    应用新知：练习 ?教师出示题目：

    干电池通过非静电力作用，驱动1 C正电荷从负极到正极，做功1.5 J;水果电池驱动2 C正电荷，非静电力做功2 J。请判断谁做功本领大？

    学生联系定义知干电池做功本领大，因为电动势反映电源将其他形式能转化成电能本领的大小，电动势越大说明做功本领大，而电动势数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。综上，干电池的电动势是1.5 V，水果电池电动势是1 V，因此，干电池胜出。

    检测评价：知识梳理 ?教师将学生分组，组织学生梳理本节课知识流程，并从每组选出一个代表描述;学生参与交流、思考、回答;教师最后总结。

    【设计目的】通过让学生梳理本节课所学，教师从学生回答中判断其是否能将知识归纳整合，从而能够做出评价并查漏补缺。

    巩固练习：区别概念 ?教师引导学生回顾前面哪个物理量的单位也是伏特（V），学生答电势差。教师指出虽然单位一样，但是它们描述的是完全不同的物理量，让学生自己比较，会发现电势差表示电场力做功时将电能转化为其他形式能的本领大小，，数值上等于将单位电荷量的正电荷从导体一端移动到另一端电场力所做的功;电动势表示非静电力做功，将其他形式能转化为电能本领的大小，，数值上等于将单位正电荷从电源负极移到正极，非静电力所做的功。

    【设计目的】物理概念是物理学最重要的基础，是构成物理知识体系的基本要素[4]。在物理概念教学中，要引导学生运用对比的方法，分清它与相关概念之间的区别与联系，以加深对概念的理解。

    拓展与迁移

    1）科技发展。教师通过多媒体向学生展示新能源汽车，以纯电动汽车为例，展示废电池带来的危害及处理方法，让学生观看，获得感悟，开阔视野。

    2）趣味实验：水果电池。教师提供水果、导线、铜片、锌片、二极管等实验材料，让学生分组实验（图2）。

    【设计目的】让本节所学联系生活实际，开阔学生科学视野，提高学生科学素养，同时增强学生的节能环保意识。通过趣味实验强化物理与生活的联系，活学活用，提升学生的动手能力。

    4 本节课评价

    本节课运用巴特勒“七段”教学法，首先由生活中的电池引入，让学生知道电池能够为电路提供持续的电流;进而进行演示实验，说明电容器只能为电路提供短暂的电流，解释电容器不能持续供电的原因;进而探讨电源为什么能维持恒定电势差，对电源内部进行分析，电源内部要想维持恒定电势差必须要有一个力，这个力就是非静电力，利用抽水机模型让学生理解非静电力的作用，用不同身高的人举同一物体做功不一样，类比不同电源搬运等量电荷，非静电力做功也会不一样来定义电动势，利用习题和概念对比，真正理解电动势;最后是轻松一刻，开阔学生视野，让学生亲身体验生活小实验。

    相对于以往教师灌输，学生死记硬背，该模式对教师课前准备要求较高，教师应充分发挥主导作用，运用多种教学策略，化抽象为形象，引导学生积极参与并开展思维，真正理解概念。

    5 巴特勒学习模式的优势

    对于教师 ?在巴特勒学习模式中，教师是整个教学过程的领导者。在传统课堂中，教师是课堂的“独裁者”，主要以讲授的方式传播知识;而在运用巴特勒学习模式的课堂中，教师是引导者，善于激发，善于整合。在传统教学中，教师在上课前设计好教案，上课时按照教案系统地为学生讲解。如何让学生把碎片化的知识变成一个完整的体系，对于所需知识的整体理解和应用非常重要。巴特勒模式为教师提供了一种操作性和条理性较强的教学框架，能更好地帮助学生进行知识内化。

    对于学生 ?在传统的教学模式中，学生在上课时被动地听教师讲，很少去自我思考，知识应用困难。运用巴特勒学习模式，通过教师的激发，学生自主思考，参与课堂，理解概念后及时应用巩固，并通过拓展、迁移以及实践体验，进而达到知识重组和知识内化的目的，真正地理解概念表达的实际意义。

    6 结语

    巴特勒学习模式通过“七段”教学法，以信息加工策略中的精细加工策略为基础，遵循学生认知特点，将新旧知识紧密联系，将理论与生活紧密結合。通过对该学习模式的应用研究发现，该学习模式确实能提高教学效率，同时提高学生的学习积极性。

    参考文献

    [1]黄蕾.基于巴特勒理论的高职思想政治教育课程“1+1”教学模式构建[J].教育与职业，2015（24）：84-86.

    [2]王较过，张红洋.中学物理教师教学技能[M].西安：陕西师范大学出版总社，2012.

    [3]乔际平.物理学科教育学[M].北京：首都师范大学出版社，1998：152-153.

    [4]李新乡，张军朋.物理教学论[M].北京：科学出版社，2009：227-228.