K—W—L策略引領(lǐng)下的高中物理課堂教學(xué)初探

柏楊

摘 要： K-W-L教學(xué)策略是讓學(xué)習(xí)者在掌握已有的知識(shí)的基礎(chǔ)上，帶著探究新知識(shí)的渴望，通過自學(xué)、閱讀以及集體討論等方式，建構(gòu)新知識(shí)的一種學(xué)習(xí)方式。該模式包括三個(gè)漸進(jìn)性過程，將學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課堂參與、課后復(fù)習(xí)融為一體，是一種以學(xué)生為主體，以問題為中心的遞進(jìn)式自我探究性學(xué)習(xí)模式。

關(guān)鍵詞： K-W-L策略；以問題為中心；交流合作

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）2-0009-4

1 問題的提出

高中物理課堂教學(xué)中，怎樣以問題為中心，從學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，建構(gòu)學(xué)生新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)？怎樣利用學(xué)習(xí)的內(nèi)容激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣？怎樣利用問題情境引起學(xué)生的思考，在交流合作中實(shí)現(xiàn)新的突破？這些都是物理教學(xué)工作者始終關(guān)心的問題。美國(guó)學(xué)者Carr.E[1].和Ogle.D.[2]（1987）等所提出的K-W-L教學(xué)策略，對(duì)于解決這些問題提供了有效的思考。

K-W-L教學(xué)策略是將教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程程序化于K-W-L表格中。其中，K是What I Know的縮寫，指學(xué)生看到問題時(shí)，回憶知道的相關(guān)內(nèi)容，并將這些內(nèi)容記錄在K欄。填寫K欄有利于學(xué)生在回憶已有知識(shí)的過程中，產(chǎn)生探究新知識(shí)的興趣和渴望。W是What I want to know的縮寫，指學(xué)生在教師的指導(dǎo)和協(xié)助下，思考要提出的問題，并把新問題填入W欄。填寫W欄有利于學(xué)生明確學(xué)習(xí)任務(wù)、確定探究目標(biāo)、產(chǎn)生探究新知識(shí)的激情和動(dòng)力。L是What I learned的縮寫，指學(xué)生在學(xué)習(xí)后反思學(xué)到的新知識(shí)，并將反思成果填入L欄。填寫L欄有利于學(xué)生提高自我反思、自我評(píng)價(jià)的能力。

國(guó)外大量的實(shí)踐表明，K-W-L模式在多個(gè)學(xué)科的教學(xué)中都有很好的效果。國(guó)內(nèi)雖然有些嘗試，但在高中物理教學(xué)中卻很少見?；贙-W-L模式，筆者嘗試以“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”為例，探索K-W-L策略在高中物理課堂教學(xué)中的有效應(yīng)用。

2 教材分析

2.1 地位及作用

在教科版高中物理選修3-2第一章中，第二節(jié)《感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件》有承上啟下的作用。第一節(jié)《電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)》定性地向?qū)W生介紹了從1820年到1831年那段令人振奮的歲月。隨著能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和電磁理論的建立，各物理現(xiàn)象相互轉(zhuǎn)化的辯證性質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系向人們揭示：“自然界中整個(gè)運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一，現(xiàn)在已經(jīng)不再是哲學(xué)的論斷，而是自然科學(xué)的事實(shí)”（恩格斯：《自然辯證法》第175頁(yè)）這一重要的物理思想。教材中提到，法拉第的論文中將“磁生電”的現(xiàn)象分為五類。那么，探究“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”必然引起學(xué)生極大的興趣。所以，這節(jié)課是電磁學(xué)的核心內(nèi)容之一，在整個(gè)高中物理中占有相當(dāng)重要的地位。同時(shí)，也是培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的好素材，是學(xué)生今后學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律和交變電流產(chǎn)生的基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

重點(diǎn)：①引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)現(xiàn)從已知向未知的轉(zhuǎn)變；②形成對(duì)產(chǎn)生感應(yīng)電流條件的歸納總結(jié)。

難點(diǎn)：①教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控；②形成磁通量及磁通量的變化的概念。

2.3 教學(xué)目標(biāo)

通過實(shí)驗(yàn)探究，歸納概括出利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、探究、概括能力。

2.4 學(xué)情分析

學(xué)生在初中階段，對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生感應(yīng)電流的概念已有一定的認(rèn)識(shí)，但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，利用K-W-L模式，以問題為中心，從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā)，通過學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)、交流合作等學(xué)習(xí)方法，得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件的結(jié)論。

3 教學(xué)設(shè)計(jì)

本節(jié)課立足學(xué)生用探究實(shí)驗(yàn)的基本方法，用相對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本思想和對(duì)磁場(chǎng)的空間想象，利用K-W-L教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生探究“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”。本節(jié)課以問題的提出和解決為主線，按K-W-L模式將整個(gè)課堂設(shè)計(jì)為互相貫通的三個(gè)階段，見表1：

4 教學(xué)過程

4.1 K-Step（What I Know）

提出課題“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”后，教師提出：

問題1：電能生磁，那么，磁能生電嗎？

教師拋出一個(gè)引領(lǐng)性的問題，旨在引導(dǎo)學(xué)生思考所學(xué)的知識(shí)，并能讓學(xué)生根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)主動(dòng)積極地去認(rèn)識(shí)和重組電磁感應(yīng)的知識(shí)。

問題1-1：磁體的周圍存在什么物質(zhì)？條形磁體與馬蹄形磁體周圍的磁感線是如何分布的？如圖1，在初中物理的學(xué)習(xí)中，我們知道感應(yīng)電流的產(chǎn)生需要什么條件？

在學(xué)生熟知所提問題的答案的情況下提出第二個(gè)問題：

問題1-2：導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，不管是導(dǎo)體動(dòng)，還是導(dǎo)體不動(dòng)而磁體動(dòng)，閉合電路包圍磁感線的面積有沒有發(fā)生變化？（探究1）

提出這樣的問題，意在引起學(xué)生新的思考，并為后面的學(xué)習(xí)做好伏筆。在這樣的暗示下提出：

問題1-3：產(chǎn)生感應(yīng)電流一定要有導(dǎo)體切割磁感線嗎？

這是一個(gè)承上啟下的問題，旨在引起學(xué)生的深刻思考，引出本節(jié)課的核心問題。

問題是教學(xué)的核心，教師以一個(gè)總問題引領(lǐng)，幫助學(xué)生回憶與當(dāng)前學(xué)習(xí)的課題有關(guān)的舊知，并有效地組織學(xué)生展開討論。學(xué)生通過交流、討論，根據(jù)先前的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，重新組織舊知識(shí)，主動(dòng)建構(gòu)新問題，形成研究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的基本策略，即從“運(yùn)動(dòng)”“變化”這兩個(gè)角度研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。采用交流合作的學(xué)習(xí)方法，主要是克服學(xué)生自身的差異性，使對(duì)所學(xué)知識(shí)存在不同的缺陷的同學(xué)之間，在民主的氛圍內(nèi)，完善所學(xué)知識(shí)，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

4.2 W-Step （What I Want to Know ）

問題2：感應(yīng)電流的產(chǎn)生究竟與什么因素有關(guān)？

在教師的引領(lǐng)下，同學(xué)們通過相互交流、對(duì)話，將形成的問題總結(jié)出來，形成本節(jié)課的學(xué)習(xí)任務(wù)單：

問題2-1：靜止的磁場(chǎng)能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？（利用條形磁體的磁場(chǎng)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)2）

K-Step已有效地刺激了學(xué)生對(duì)先前學(xué)習(xí)的記憶，認(rèn)清了導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流的思路。在W-Step中，需要新的思維啟發(fā)點(diǎn)。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是物理課程的核心目標(biāo)，如何發(fā)展學(xué)生的思維能力呢？首先，要培養(yǎng)學(xué)生提出問題的習(xí)慣與能力。教師注重在課堂中培養(yǎng)學(xué)生提問題的習(xí)慣，尊重學(xué)生探究問題的方向，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)思考自己想要習(xí)得的知識(shí)并為自己提出一節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，是K-W-L策略成為一種有效學(xué)習(xí)策略的原因。

根據(jù)學(xué)生提出的問題，教師在黑板上畫出一張表格，請(qǐng)學(xué)生將探究實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象記錄在表格2中，然后再總結(jié)歸納。在這個(gè)過程中可以輔助地提出具體問題，如：

問題2-1-1：（如圖2）在N極插入和抽出的過程中有沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流？這時(shí)，磁場(chǎng)有沒有變化？

問題2-1-2：什么情況下不能產(chǎn)生感應(yīng)電流？

學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)和問題回答得到結(jié)論1。

問題2-2：變化的電流能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？恒定的電流能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？恒定電流運(yùn)動(dòng)時(shí)能否產(chǎn)生感應(yīng)電流？

利用圖3通電螺線管的磁場(chǎng)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)3，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄在表格3中。

問題2-3：變化的磁場(chǎng)、電流與運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)、電流能產(chǎn)生電流的共性是什么？

經(jīng)過學(xué)生熱烈地討論與交流得出結(jié)論：探究1說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與閉合電路包圍的磁場(chǎng)面積有關(guān)，探究2、3說明產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件與磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化有關(guān)。

問題2-3-1：如何將這兩個(gè)結(jié)論統(tǒng)一起來呢？

提示：閉合電路的面積與垂直穿過它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的乘積定義為磁通量，即Φ=B·S。

分析：探究1是B不變，S發(fā)生變化，探究2、3是S不變，B發(fā)生變化，也就是說三者的磁通量都發(fā)生了變化。

結(jié)論：無論閉合電路包圍的面積變化還是磁感應(yīng)強(qiáng)度變化，都會(huì)使磁通量發(fā)生變化。所以，磁通量發(fā)生變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

有效的教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)教學(xué)內(nèi)容有恰當(dāng)?shù)陌才?，使之既合乎學(xué)科知識(shí)本身的邏輯順序，又合乎學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展順序，從而把教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)很好地結(jié)合起來。W-Step所引導(dǎo)的問題也是如此。學(xué)生根據(jù)運(yùn)動(dòng)、變化的特點(diǎn)，形成探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件的基本策略。教師此時(shí)從實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象中幫助學(xué)生列表分析，給出直觀、具體的研究方案。在研究時(shí)，依然遵循問題引導(dǎo)的模式，在教學(xué)中利用協(xié)作、交流等形式充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，將先前的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)貫穿其中，幫助學(xué)生建立有序的思維，激發(fā)學(xué)生的思考和學(xué)習(xí)興趣。

4.3 L-Step （What I Learned）

問題3：這節(jié)課我們學(xué)到了什么？

問題3-1：法拉第把產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因概括為哪五類？

學(xué)生1：變化的磁場(chǎng)、變化的電流、運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。

問題3-2：不管是哪一類，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？

學(xué)生2：不論何種原因，只要使穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

問題3-3：磁通量的變化可以細(xì)化為哪幾種情況？

磁通量的變化是指變化后的磁通量與變化前的磁通量之差，即ΔΦ=Φ2-Φ1。具體有：

學(xué)生3：磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S發(fā)生變化。例如，閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

學(xué)生4：線圈面積S不變，磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。例如，線圈與磁體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)或者產(chǎn)生磁場(chǎng)的通電螺線管中的電流變化時(shí)。

學(xué)生5：磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變，線圈面積S也不變，但兩者之間夾角發(fā)生變化。例如，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。

學(xué)生6：磁感應(yīng)強(qiáng)度B和回路面積S同時(shí)發(fā)生變化，此時(shí)，可由ΔΦ=Φ2-Φ1計(jì)算并判斷磁通量是否變化。

可見，課堂的有效性最終落實(shí)到L-Step。

5 教學(xué)反思

通過K-W-L教學(xué)策略在“感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”中的教學(xué)嘗試，筆者對(duì)K-W-L教學(xué)策略有了一定的認(rèn)識(shí)與理解，認(rèn)為K-W-L教學(xué)策略對(duì)解決高中物理教學(xué)過程中的許多問題有一定的促進(jìn)作用。

1）K-W-L策略實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知起點(diǎn)與新知識(shí)建構(gòu)的自然銜接。奧蘇伯爾將學(xué)習(xí)分為有意義學(xué)習(xí)與機(jī)械學(xué)習(xí)，有意義學(xué)習(xí)的基本機(jī)制是“同化”。有意義學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)，在學(xué)習(xí)新知識(shí)時(shí)，認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的適當(dāng)觀念起決定作用，原有的適當(dāng)觀念對(duì)新知識(shí)起固定作用。K-W-L模式中的三個(gè)階段源于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，充分考慮了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，將新知識(shí)與認(rèn)知結(jié)構(gòu)中原有的有關(guān)知識(shí)聯(lián)系起來，整個(gè)過程緊湊，是較為好用的學(xué)習(xí)模式。

2）K-W-L策略將學(xué)生的所知、所想、所得放在教學(xué)設(shè)計(jì)的首位，突出了學(xué)生在課堂教學(xué)中的主體地位。K-W-L策略提倡學(xué)生自主、自助學(xué)習(xí)。整個(gè)過程中，學(xué)生主動(dòng)思考、主動(dòng)提問、主動(dòng)探索、主動(dòng)嘗試，符合學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在規(guī)律。一節(jié)課的有效性除了基本概念、基本技能、基本方法的獲得外，還有精神層面的收獲。如，貫穿課堂的主動(dòng)探索，互助學(xué)習(xí)的協(xié)作精神，獲得新知的愉悅體驗(yàn)。

3）K-W-L策略實(shí)現(xiàn)了交流合作的目標(biāo)。交流合作追求的是活動(dòng)的、交互的、反思的學(xué)習(xí)。K-W-L策略使交流合作成為課堂的主要組織形式，讓學(xué)生在對(duì)話中學(xué)會(huì)合作，在合作中學(xué)會(huì)交流，在交流中學(xué)習(xí)成長(zhǎng)，在成長(zhǎng)中取得進(jìn)步。

4）K-W-L策略成為教學(xué)過程中便于操作的模式，實(shí)現(xiàn)了多種學(xué)習(xí)方式的統(tǒng)一。整個(gè)過程關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的方式，使學(xué)生體會(huì)到知識(shí)生成的樂趣，享受知識(shí)發(fā)現(xiàn)的愉快，從而將外部動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)化為內(nèi)部動(dòng)機(jī)，增強(qiáng)對(duì)學(xué)習(xí)本身的興趣。K-W-L模式的三個(gè)步驟相互呼應(yīng)，相互貫通，成為教學(xué)過程中便于操作的模式，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)方式的統(tǒng)一。

5）K-W-L教學(xué)策略可以是學(xué)生學(xué)習(xí)的任務(wù)單，是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)，也可以是教師上課的操作單（投影或板書），是教師教學(xué)的引導(dǎo)。它既是一種教學(xué)模式，也是一種教學(xué)策略，有利于教師、學(xué)生在教學(xué)過程中的互動(dòng)。

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（欄目編輯 趙保鋼）