實(shí)施差異教學(xué)，提升科學(xué)探究能力
——以《電磁感應(yīng)》一課為例

浙江省慈溪市宗漢錦綸初級(jí)中學(xué) 羅小飛 浙江省慈溪市附海初級(jí)中學(xué) 張利丹

浙江省慈溪市教育局教研室 毛國(guó)永

縱觀課堂教學(xué)發(fā)現(xiàn)，由于學(xué)生的個(gè)性差異、認(rèn)知差異、興趣差異、思維差異等導(dǎo)致學(xué)生探究基礎(chǔ)和能力存在一定差異，傳統(tǒng)“千篇一律”的科學(xué)探究已經(jīng)嚴(yán)重挫傷了大部分學(xué)生對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)還嚴(yán)重壓抑了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。為了改變這種局面，我們可以在科學(xué)探究課中實(shí)施差異教學(xué)，為提升學(xué)生科學(xué)探究能力提供更為廣闊的空間。下面將以《電磁感應(yīng)》一課為例，從差異教學(xué)的視角來談?wù)剝?nèi)容剖析、目標(biāo)規(guī)劃、過程實(shí)施、心得體會(huì)與大家一起分享。

一、內(nèi)容剖析

“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”是科學(xué)家法拉第經(jīng)過十年堅(jiān)持不懈的科學(xué)探究所獲得的偉大發(fā)現(xiàn)，也是電磁學(xué)中最重要的發(fā)現(xiàn)之一。從中不難說明該科學(xué)探究的難度是非常大的，因此刻板地按照科學(xué)探究的流程來讓學(xué)生自主進(jìn)行完整的科學(xué)探究，無疑讓學(xué)生感到困難重重，喪失了科學(xué)探究的積極性和成就感。但如果能在幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)做些適當(dāng)引導(dǎo)，對(duì)基礎(chǔ)較好的學(xué)生來說，應(yīng)該還是可以夠得著的，而對(duì)于基礎(chǔ)較差的學(xué)生而言，還是無法參與其中。那針對(duì)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”這么棘手的科學(xué)探究，華師大版科學(xué)教材是如何處理的呢？教科書中則安排了兩個(gè)活動(dòng)：觀察靈敏電流計(jì)；感應(yīng)電流的產(chǎn)生。緊隨其后還安排了三個(gè)思考與討論:活動(dòng)2 中靈敏電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明了什么？電路中電源在哪里？指針偏轉(zhuǎn)方向不同說明線圈中產(chǎn)生的電流方向不同，而這一電流方向又與哪些因素有關(guān)？在什么情況下，閉合線圈會(huì)有電流產(chǎn)生？?jī)蓚€(gè)活動(dòng)只注重科學(xué)探究中“獲取事實(shí)與證據(jù)”能力的培養(yǎng)，三個(gè)思考與討論則是注重“檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)”能力的培養(yǎng)，似乎缺少了隨著邏輯推理逐級(jí)展開科學(xué)探究的韻味，多了點(diǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和評(píng)價(jià)的意味，對(duì)基礎(chǔ)差的學(xué)生來說，倒是剛剛受用，然而對(duì)基礎(chǔ)好的學(xué)生來說似乎意義不是很大。為了使“優(yōu)生更優(yōu)、差生不差”，對(duì)探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象實(shí)施差異教學(xué)是非常有必要的。教師可以根據(jù)科學(xué)探究六要素，選重點(diǎn)、分層次制定科學(xué)探究目標(biāo)，運(yùn)用各種教學(xué)手段靈活機(jī)動(dòng)地開展差異探究任務(wù)，并給予及時(shí)的指導(dǎo)和評(píng)價(jià)，以促進(jìn)每個(gè)學(xué)生探究能力得到充分發(fā)展。

二、目標(biāo)規(guī)劃

1.總體規(guī)劃——根據(jù)探究主題，確定總體目標(biāo)。

在《電磁感應(yīng)》這節(jié)中，教師可以將教材內(nèi)容以及收集的相關(guān)補(bǔ)充內(nèi)容按照科學(xué)探究探究六要素進(jìn)行有序梳理，然后根據(jù)學(xué)生科學(xué)探究基礎(chǔ)和能力，選擇部分探究環(huán)節(jié)直接給與，或啟發(fā)引導(dǎo)，或合作探究等。與此同時(shí)還要體現(xiàn)重點(diǎn)要素突出，如“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的探究主要關(guān)注六個(gè)要素中的“制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案”“觀察與實(shí)驗(yàn)、獲取事實(shí)與證據(jù)”“檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)”這三個(gè)要素，即重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)能力。

2.具體規(guī)劃——選定重點(diǎn)要素，制定差異目標(biāo)。

根據(jù)教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究能力量化考核，將學(xué)生分為探究能力弱（A等）、探究能力中等（B 等）、探究能力強(qiáng)（C等），然后將重點(diǎn)培養(yǎng)要素的差異目標(biāo)制定如下表：

基本要素 基本特征探究活動(dòng)中的差異目標(biāo)弱（A 等） 中等（B等） 強(qiáng)（C 等）制 定 計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案能提出進(jìn)行探究活動(dòng)的大致思路，作出書面計(jì)劃。提供電磁感應(yīng)所需的實(shí)驗(yàn)儀器，教師再?gòu)呐砸龑?dǎo)后能說出大致思路。提供電磁感應(yīng)所需的實(shí)驗(yàn)儀器和奧斯特實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?做 對(duì)比，能說出大致設(shè)計(jì)思路。能 根 據(jù)“奧斯特實(shí)驗(yàn)”，運(yùn)用逆向思維設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，作出書面計(jì)劃。觀察與實(shí)驗(yàn)、獲取事實(shí)與證據(jù)能通過調(diào)查、檢索、觀察、測(cè)量和實(shí)驗(yàn)等方式，獲取有關(guān)信息。能在教師指導(dǎo)、學(xué)生合作情況下通過觀察、實(shí)驗(yàn)等獲取有 關(guān) 信息?；揪邆湎鄳?yīng)的技能，能基本通過合作學(xué)習(xí)獲取有關(guān)信息，大致做 出 表達(dá)。具備相應(yīng)的技能，能自主通過合作學(xué)習(xí)獲取有關(guān)信息，且能準(zhǔn)確表達(dá)。檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)能將證據(jù)與科學(xué)知識(shí)建立聯(lián)系，得出基本符合證據(jù)的解釋。能在教師引導(dǎo)、同伴 幫 助下，描述實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn)象、得出結(jié)論。能在同伴幫助下，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出結(jié)論，并能反思實(shí) 驗(yàn) 過程、做出初 步 解釋。能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象檢驗(yàn)結(jié)論，并能對(duì)結(jié)論進(jìn)行準(zhǔn)確描述及評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣。

三、過程實(shí)施

1.內(nèi)容的可選擇性。

差異教學(xué)指出，作為教師的我們就需要細(xì)致研究科學(xué)探究具體內(nèi)容，然后根據(jù)學(xué)生的科學(xué)探究能力的實(shí)際情況和班級(jí)學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律，提供或難或易的可供選擇的探究?jī)?nèi)容。

例如：在《電磁感應(yīng)》一課中為了適應(yīng)不同層次的學(xué)生，給他們創(chuàng)設(shè)不同的探究空間。針對(duì)探究能力弱（A 等）的學(xué)生可以設(shè)定探究?jī)?nèi)容為“探究磁能否生電？”只需要學(xué)生們借助實(shí)驗(yàn)儀器，教師引導(dǎo)、學(xué)生合作探究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并能在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)來收集證據(jù)，最后描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、得出結(jié)論。針對(duì)探究能力中等（B 等）的學(xué)生可以設(shè)定探究?jī)?nèi)容為“探究磁能否生電？”和“產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與什么因素有關(guān)？”這里特別要指出，一定要讓學(xué)生求同歸納出“產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，導(dǎo)體都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”。這樣可以為后一個(gè)問題的探究做好準(zhǔn)備，方便學(xué)生做出猜想：①感應(yīng)電流的方向可能與導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；②感應(yīng)電流的方向可能與磁場(chǎng)方向有關(guān)。然后放手讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)進(jìn)行后續(xù)科學(xué)探究環(huán)節(jié)。針對(duì)探究能力強(qiáng)（C 等）的學(xué)生，則可以在B等學(xué)生的基礎(chǔ)上讓學(xué)生運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法進(jìn)行“探究影響感應(yīng)電流大小的因素”的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。像這樣基于學(xué)生原有科學(xué)探究能力的差異，給不同能力水平的學(xué)生提供可選擇的科學(xué)探究?jī)?nèi)容，讓“差”的學(xué)生“夠得著、有成就”，讓“好”的學(xué)生“吃得飽、有挑戰(zhàn)”，最大限度地調(diào)動(dòng)每一位學(xué)生參與科學(xué)探究活動(dòng)的積極性，切實(shí)提升全體學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.任務(wù)的多元化。

結(jié)合“差異教學(xué)”和“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”理論，從學(xué)生探究能力差異出發(fā)，根據(jù)具體的探究?jī)?nèi)容，實(shí)施探究任務(wù)的多元化，充分發(fā)揮學(xué)生的探究欲和創(chuàng)造潛能。任務(wù)的多元化注重以學(xué)習(xí)者為中心，強(qiáng)調(diào)根據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)體差異來設(shè)計(jì)任務(wù)解決問題。例如《電磁感應(yīng)》這節(jié)中，整個(gè)科學(xué)探究任務(wù)是法拉第經(jīng)過十年的努力才完成的，顯然難度大、任務(wù)重，教師可以按照事物的邏輯順序設(shè)置幾個(gè)有梯度的、或開放式的、或額外增加的可供學(xué)生選擇的子任務(wù)，用這樣多元化的任務(wù)實(shí)現(xiàn)差異教學(xué)（如圖），從而全面推動(dòng)每一位學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。

在具體課堂實(shí)施后發(fā)現(xiàn)，探究能力弱（A 等）的學(xué)生，能夠基本追尋著有梯度的問題去進(jìn)行科學(xué)探究，但在“靈敏電流計(jì)沒有示數(shù)的可能原因是什么？”“導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？”這兩個(gè)問題時(shí)還是覺得非常困難。于是，對(duì)于前者問題筆者將其變成一個(gè)開放性的問題，并采用了小組合作的方式，讓探究能力中等（B 等）、強(qiáng)（C 等）的學(xué)生來幫助探究能力弱（A 等）的學(xué)生；對(duì)于后者問題則先引導(dǎo)學(xué)生做出多種猜想，然后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并用自制小動(dòng)畫揭示“產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件之一：必須部分導(dǎo)體，而不是全部導(dǎo)體”。還為了讓探究能力強(qiáng)（C等）的學(xué)生變得更加優(yōu)秀，額外安排了“探究感應(yīng)電流大小與什么因素有關(guān)？”當(dāng)優(yōu)秀學(xué)生分享探究方案、觀察現(xiàn)象和結(jié)論的時(shí)候，既幫助了他人還獲得了強(qiáng)烈的成就感，真可謂一舉兩得。

3.手段的多樣化。

差異教學(xué)需要教師根據(jù)學(xué)生的興趣、準(zhǔn)備狀態(tài)和學(xué)習(xí)風(fēng)格的差異采用多樣化的教學(xué)手段來迎合不同層次學(xué)生的需求。一般教學(xué)手段可以分為兩類：傳統(tǒng)教學(xué)手段和現(xiàn)代教學(xué)手段。

（1）傳統(tǒng)教學(xué)手段。

傳統(tǒng)教學(xué)包括教科書、標(biāo)本、模型、實(shí)物、黑板、圖表等。針對(duì)《電磁感應(yīng)》這一科學(xué)探究課，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案難，就需要借助實(shí)物圖或電路圖來加以闡述；又因觀察與實(shí)驗(yàn)多，則需要借助導(dǎo)線、線圈、靈敏電流計(jì)、磁體、開關(guān)等實(shí)物進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn)；此外，針對(duì)疑難問題“切割磁感線”，可以借助鳥籠或貓籠中的平行的桿子來模擬磁感線，用一把尺子模擬一段導(dǎo)體，讓尺子沿著上下運(yùn)動(dòng)、左右運(yùn)動(dòng)、前后運(yùn)動(dòng)。利用大型模型這樣一操作，將抽象的切割磁感線形象化了，順利突破了難點(diǎn)。

（2）現(xiàn)代教學(xué)手段。

現(xiàn)代教學(xué)手段包括投影幻燈、錄音、電影、電視、計(jì)算機(jī)等?！峨姶鸥袘?yīng)》一課主要利用了現(xiàn)代教學(xué)手段計(jì)算機(jī)來播放了筆者精心制作的多媒體課件，里面有美麗夜景的視頻、搖繩發(fā)電的視頻、法拉第簡(jiǎn)介的視頻，還有自制小動(dòng)畫等。

4.指導(dǎo)的差異化。

在差異探究活動(dòng)中，首先需要教師根據(jù)教學(xué)實(shí)際，靈活選用教學(xué)策略、方法，進(jìn)行差異性的探究過程指導(dǎo)；其次要求教師努力創(chuàng)設(shè)條件，引導(dǎo)學(xué)生通過各種形式開展合作學(xué)習(xí)，從而充分利用學(xué)生之間的差異，最終實(shí)現(xiàn)差異共享；再次要求教師通過多種方式關(guān)注個(gè)別輔導(dǎo)。即從“面”、“線”、“點(diǎn)”不同層面來指導(dǎo)學(xué)習(xí)者，以便于快速、適切、有效地幫助學(xué)生，這樣推進(jìn)探究活動(dòng)的同時(shí)，也充分兼顧不同層次學(xué)生探究能力的發(fā)展。

例如在本課中探究“感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)”時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生的總體情況面向全體學(xué)生（面）的指導(dǎo)，先在學(xué)生做出猜想的基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生通過控制變量的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后在分組實(shí)驗(yàn)前提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)中如何分工、需要注意的問題、觀察哪些現(xiàn)象和記錄哪些數(shù)據(jù)等。在學(xué)生小組討論方案或小組實(shí)驗(yàn)操作過程中，教師可以面向合作小組（線）的指導(dǎo)，即對(duì)每個(gè)小組遇到的實(shí)際疑難問題給予針對(duì)性地指導(dǎo)。如，有些小組在用實(shí)驗(yàn)證明了“當(dāng)磁場(chǎng)方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)”和“當(dāng)切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向一定時(shí)，感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)”后，還想知道如果兩個(gè)方向都改變，感應(yīng)電流的方向是否會(huì)改變呢？這時(shí)教師可以在小組內(nèi)指導(dǎo)學(xué)生采用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法或邏輯推理法來加以證明。對(duì)于探究能力較弱的（A 等）、中等（B 等）學(xué)生往往探究過程中會(huì)遇到自己個(gè)人的一些問題，教師就要面向個(gè)別學(xué)生（點(diǎn)）進(jìn)行指導(dǎo)。如個(gè)別學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范、記錄不準(zhǔn)確、表達(dá)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)鹊?。像這樣在科學(xué)探究過程中實(shí)施指導(dǎo)的差異化，可以最大限度地發(fā)揮教師在課堂上的指導(dǎo)作用。

5.評(píng)價(jià)的多元化。

差異探究的評(píng)價(jià)是課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的重要組成部分，是促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的有效手段，是讓課堂充滿蓬勃生機(jī)的原動(dòng)力。那差異評(píng)價(jià)的多元化主要體現(xiàn)在哪些方面呢？其一是“評(píng)價(jià)主體的多元化”，其二是“評(píng)價(jià)方法的多樣化”。

（1）評(píng)價(jià)主體的多元化。

在探究評(píng)價(jià)活動(dòng)中，鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)人、小組同伴、教師共同參與評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)主體的多元化，幫助學(xué)生在自我評(píng)價(jià)、互相評(píng)價(jià)、師長(zhǎng)評(píng)價(jià)中不斷反思，認(rèn)識(shí)自我，從而促進(jìn)科學(xué)探究能力的長(zhǎng)足發(fā)展。例如，在探究“磁能否生電”和“感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)”的兩個(gè)組合作實(shí)驗(yàn)中如何實(shí)施評(píng)價(jià)主體的多元化呢？一般可以先由小組成員自評(píng)實(shí)驗(yàn)方案、過程、結(jié)果、結(jié)論，再進(jìn)行組間交流和評(píng)價(jià)，最后由老師進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。像這樣不同層面、不同角度的評(píng)價(jià)不僅能夠做到更加客觀、更加全面，還能培養(yǎng)學(xué)生辯證性思維，切實(shí)提升學(xué)生科學(xué)探究能力。

（2）評(píng)價(jià)方法的多樣化。

分層教學(xué)揭示，評(píng)價(jià)方法的多樣化是指評(píng)價(jià)主體、內(nèi)容、手段三方面的多樣化，這樣能增進(jìn)教學(xué)生機(jī)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。例如，本堂課評(píng)價(jià)內(nèi)容的多樣化從以下幾方面來體現(xiàn)：①學(xué)生參與度高：趣味引入和有挑戰(zhàn)任務(wù)很好地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，整節(jié)課學(xué)生都處于亢奮的學(xué)習(xí)狀態(tài)，參與非常踴躍；②探究能力提升：選定幾個(gè)探究要素，制定分層探究目標(biāo)，并通過有梯度的、或開放式的、或額外增加的任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓每一位學(xué)生的探究能力都有所提升；③學(xué)生應(yīng)用自如:學(xué)生通過適當(dāng)訓(xùn)練（利用IPD 給學(xué)生發(fā)布6 題左右當(dāng)堂練習(xí)，學(xué)生認(rèn)知解答提交后，IPD 自動(dòng)統(tǒng)計(jì)和展示正確），提高其應(yīng)用能力較強(qiáng)、正確率較高。

四、心得體會(huì)

像《電磁感應(yīng)》這樣的差異探究課應(yīng)該多多開展，在差異探究中，鼓勵(lì)了不同探究能力水平的學(xué)生采用合作學(xué)習(xí)的方式，通過多種方法尋找證據(jù)、運(yùn)用創(chuàng)造性思維和邏輯推理解決問題，圍繞已提出和聚焦的問題設(shè)計(jì)研究方案，通過收集和分析信息獲取證據(jù)，經(jīng)過推理得出結(jié)論，并通過有效表達(dá)與別人交流自己的探究結(jié)果和觀點(diǎn)；同時(shí)掌握分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法，發(fā)展學(xué)習(xí)能力、思維能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以及運(yùn)用科學(xué)語(yǔ)言與他人交流和溝通的能力。真正做到“實(shí)施差異教學(xué)，提升科學(xué)探究能力”。