ＳＮＰ教學模式融入初中物理教學設計

摘 要：ＳＮＰ是一種整合建模和論證過程的滲透式教學模式。將SNP教學模式引入初中物理課堂，能有效達成教學目標，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。以人教版教材“磁現(xiàn)象 磁場”一節(jié)為例，闡述ＳＮＰ教學模式的理論框架，并根據(jù)理論框架設計了教學流程，實現(xiàn)提高學生模型建構能力和科學論證能力的教學目標。

關鍵詞：ＳＮＰ教學模式；教學設計；模型建構；科學論證

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2024）12-0035-6

《義務教育物理課程標準（２０２２年版）》提出核心素養(yǎng)中的科學思維主要包括模型建構、科學推理、質疑創(chuàng)新和科學論證等方面［１］。在科學研究和實踐過程中建模和論證是重要環(huán)節(jié)，具有獨特作用和價值。建模有助于我們把復雜的概念、問題和現(xiàn)象簡單化和系統(tǒng)化；論證則能保證研究和實踐結論的科學性與可靠性。

ＳＮＰ教學模式的理論框架要求教學活動以學生為中心，教師扮演引導者的角色。該模式特別注重培養(yǎng)學生建構科學模型的能力，提升學生運用理論知識進行科學論證的技巧，以此來改進傳統(tǒng)教學中存在的不足。該模式在大概念的基礎上提出問題，對于復雜抽象的物理概念和物理現(xiàn)象，通過建立模型來提高學生的參與度，并激發(fā)他們的興趣。學生可以根據(jù)建立的模型，針對某一特定問題收集相關數(shù)據(jù)和證據(jù)，進行科學論證，這樣可以改變傳統(tǒng)教學中的灌輸式和填鴨式教學。因此，本文將ＳＮＰ教學模式融入初中物理課堂教學，旨在提高課堂效果以及全體學生的參與度，實現(xiàn)教學目標。

１ ＳＮＰ教學模式簡介

ＳＮＰ模式（Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ Ｐｅｄａｇｏｇｙ）是美國教育者Ｃｈｅｎ提出的一種整合建模和論證過程的滲透式教學模式［２］。２０１３年，美國明尼蘇大學ＳＴＥＭ教育中心研究員Ｃｈｅｎ等人首先提出了ＮＣ教學模式［３］。２０１６年Ｃｈｅｎ等人又給ＮＣ模式加入了建構模型環(huán)節(jié)，他們借鑒了ＳＷＨ模式和ＡＤＩ模式，將之與ＮＣ模式相互融合后提出了ＳＮＰ教學模式［２］。２０１８年，ＳＮＰ教學模式被引入國內，并基于該模式開展了中學物理教學方面的研究，提出ＳＮＰ教學模式能夠促進學生核心素養(yǎng)的全面發(fā)展［４］。

近年來，ＳＮＰ教學模式在我國物理教學領域的研究主要集中在該模式的理論基礎和教學設計方面。ＳＮＰ教學模式的理論框架如圖1所示，其核心是以大概念為導向，學生在大概念的指導下，通過教師引導提出驅動性問題。學生基于現(xiàn)有知識和資料，圍繞驅動性問題建構科學模型，最終師生共同圍繞這些模型進行深入討論、論證，并評估論證結果，包括主張、證據(jù)和推理過程［５］。

ＳＮＰ教學模式不僅能夠有效提高學生的模型建構能力、邏輯推理能力和批判性思維能力，還能培養(yǎng)學生的小組合作能力和語言表達能力，在很大程度上有助于學生綜合能力的提高［６］。該模式基于其理論框架，有效建構了以學生為中心、以教師為主導的課堂環(huán)境，并強調學生的積極參與。在人教版九年級《物理》第２０章《電與磁》的第一節(jié)“磁現(xiàn)象 磁場”教學中，教師為磁場和磁感線的內容提供了豐富的模型基礎，學生也通過學習具備了科學論證的知識基礎。因此，ＳＮＰ教學模式在此背景下得以良好應用（圖1），為學生提供了深入學習和探究的機會。

２ 融入ＳＮＰ教學模式的“磁現(xiàn)象 磁場”教學設計

２．１ 教學準備

（１）教材分析：“磁現(xiàn)象 磁場”是人教版九年級《物理》第20章第一節(jié)的內容［７］。本節(jié)內容為以后學習“電生磁”部分的“安培定則”等知識提供鋪墊?！按努F(xiàn)象”是日常生活中的常見現(xiàn)象，這一節(jié)課所對應的大概念是“電與磁”。

（２）學情分析：在之前的學習中，學生對磁性材料有了基本的直觀認識（如鐵和磁石），但可能尚未深入理解磁性的本質。他們對日常生活中的磁現(xiàn)象有一定了解（如磁卡和磁帶的使用），但對這些現(xiàn)象背后的物理原理可能還不夠熟悉。盡管學生對一些抽象的物理概念有所涉獵，但對于磁感線和磁場等概念，仍需通過更多的實際實驗和具體實例來加深理解。

（3）教學目標：

①物理觀念：在小組合作建構科學模型的過程中，能讓學生理解“磁現(xiàn)象 磁場”的規(guī)律。

②科學思維：通過小組合作建構“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗模型，培養(yǎng)學生的科學建模能力；通過小組口頭論證、書面表達，培養(yǎng)學生的科學論證能力。

③科學探究：能在小組合作和教師的指導下探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律，培養(yǎng)學生觀察物理現(xiàn)象，提出物理問題，對實驗現(xiàn)象進行交流、評估、反思，最后得出結論的能力。

④科學態(tài)度與責任：通過小組合作探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律，培養(yǎng)學生的合作意識；通過口頭論證和書面論證，培養(yǎng)學生堅持觀點和修正錯誤的能力。

（4）教學重點：探究“磁現(xiàn)象 磁場”的實驗規(guī)律。

（5）教學難點：運用轉換法建構實驗模型。

２．２ ＳＮＰ教學模式的教學流程

根據(jù)ＳＮＰ教學模式的理論框架，“磁現(xiàn)象 磁場”教學流程包括６個階段，如表１所示［８］。

２．２．１ 創(chuàng)設驅動問題

為了激發(fā)學生的探究興趣，教師設計一個情境——“會跳舞的回形針”。在這個場景中，教師佩戴磁性戒指，手持放置回形針的紙板，通過在紙板下移動右手，使回形針跳起舞來。隨后，教師邀請學生嘗試，卻意外發(fā)現(xiàn)回形針并未起舞。這時，教師提出疑問：是什么讓回形針“跳舞”？這個問題成為了本課的切入點。緊接著，教師通過展示“懸浮空中的錐形物品”和“磁體隔物吸引”等實驗，生動闡述了磁現(xiàn)象和磁場的概念。最后，師生共同探討，形成了核心問題：磁現(xiàn)象與磁場之間有何關聯(lián)？

設計意圖：通過直觀演示強化本節(jié)課的重點——磁體和磁場的定義與特性。通過實驗和推理，幫助學生克服磁場抽象難見的困難，建構對磁場的理解，并揭示磁極相互作用的深層原因。

２．２．２ 小組合作初步建構模型

教師引導學生提出驅動問題后，通過小組合作探究的方式，使用教師提供的實驗器材和導學案，建構初步的磁現(xiàn)象與磁場關系模型，導學案如表２所示［９］。教師指導學生認識磁體及其特性，然后圍繞核心問題展開探索。在學生動手實驗前，教師通過問題串引導學生建立初步模型。例如，磁體能吸引哪些物質？磁體的哪個部位吸引能力更強？如何確定磁體的南、北極？磁極間的相互作用規(guī)律是什么？為什么回形針被磁體吸引后，即使隔開也能相互吸引？

通過這些問題，學生進行了實驗觀察，并在教師的引導下總結出磁體的Ｎ極和Ｓ極、地磁場的知識以及磁極間的相互作用規(guī)律。對于“磁化”這一概念，需要教師通過實驗現(xiàn)象幫助學生建構概念模型。

設計意圖：通過師生互動激發(fā)學生思考，增強學生的參與感，通過問題引導小組合作，使學生能夠初步建立起關于磁極、磁化概念的模型。

教師通過提問進一步推進學生對磁場模型的建構。例如，“當小磁針靠近磁體時會發(fā)生偏轉，但兩者并未接觸，這是為什么？”學生回答后，教師結合自己的觀點引入了“磁場”的概念，并解釋磁場雖看不見摸不著，但其存在可以通過實驗觀察到，如“懸浮空中的錐形物品”。為了幫助學生理解磁場的方向，教師引導學生設計并演示實驗。在條形磁體周圍放置小磁針，觀察小磁針的排列來判斷磁場方向，如圖2所示［７］。教師還展示了“用鐵粉顯示磁場”實驗，通過在條形磁體上方輕敲撒有鐵屑的白紙板，觀察鐵屑的分布來形象化磁場。最后，師生一起總結實驗結果，建立“磁場”模型。教師提問：“磁體周圍存在什么？我們如何描述磁場？”并邀請學生上臺演示描述磁場方向的實驗，進而引入了“磁感線”的概念模型。教師進一步引導學生把一塊玻璃板放在紙板上方，用彩色筆在玻璃板上描繪鐵屑的分布，從Ｎ極到Ｓ極畫出帶有箭頭的曲線，如圖3所示。另外，展示空間中磁感線的分布（圖4），從而完善“磁感線”模型［１０］。

設計意圖：考慮到學生初次建模時可能出現(xiàn)的不準確性，教師應積極鼓勵并指出其模型的優(yōu)點，同時提出針對性問題。通過導學案引導，學生在小組內依據(jù)學習目標和實驗器材繼續(xù)探究驅動問題，再動手實驗以深化理解。在遇到難題時，教師以問題串的形式提供指導，助力學生科學探究和建模，為后續(xù)的科學論證打下堅實基礎。

２．２．３ 各小組初步建構論證

各小組圍繞已建立的物理模型建構科學論證，并將其呈現(xiàn)于白板上。在此過程中，學生可能會遇到困惑，此時教師提供書面指導，幫助他們完善論證結構，包括明確主張、搜集證據(jù)和建構邏輯論證（表3）。這有助于學生深入理解并修正模型，形成更為嚴謹?shù)目茖W論證。

在書面論證階段，教師可以通過提問了解學生對模型的理解程度，如詢問：“哪些證據(jù)能揭示磁現(xiàn)象與磁場的關系”，教師通過強調“轉換法”引導學生從實驗現(xiàn)象得出結論。此環(huán)節(jié)旨在確保模型與論證的一致性，為口頭論證環(huán)節(jié)做好準備。

設計意圖：借助科學論證指導，幫助學生理清磁現(xiàn)象和磁場的關系，提升邏輯思維和書面表達能力，為接下來的口頭論證環(huán)節(jié)打下基礎。

２．２．４ 全班討論模型和論證過程，修正模型和論證

各小組完成模型建構及書面論證后，將由代表上臺展示并進行全班討論。此階段基于前期模型和論證基礎，旨在通過交流與討論實現(xiàn)進一步優(yōu)化和完善。展示前，小組需確保模型與論證的準確性和邏輯性。在ＳＮＰ教學模式下，“磁現(xiàn)象 磁場”課程的論證水平評價標準如表４所示。

設計意圖：通過全班互動與教師指導，促使各小組精進模型建構與論證，深入理解磁現(xiàn)象、 磁場間的聯(lián)系。小組討論與班級交流旨在提升學生的口頭表達與論證能力，助力他們建構更精準、更全面的物理知識體系。

２．２．５ 咨詢“專家”

“專家”資源包括：教材、參考書、刊物、互聯(lián)網(wǎng)資源等［２］。

全班學生通過討論對小組內建立的模型和論證進行修改。此階段通過與“專家”模型的對比，學生能更清晰地認識到自己的不足，進而提升自己的科學素養(yǎng)。因此，教師適時引入物理學史，帶領學生探尋“磁現(xiàn)象 磁場”的發(fā)展歷程。從最早的指南針——司南，到偉大的發(fā)明——羅盤，學生領略了人類智慧的結晶。這些實例讓學生更加直觀地感受到磁場的力量，也激發(fā)了他們對科學的興趣。教師詳細講解“地磁場”的奧秘，引導學生思考其與日常生活的聯(lián)系。這樣的教學方式讓學生在學習中不斷拓寬視野，增強對科學的敬畏之心。

學生回憶之前的學習過程，逐漸發(fā)現(xiàn)自身模型與“專家”模型的異同。他們分析差異，汲取經(jīng)驗，不斷完善自己的理解。這種自我反思的過程有助于學生更好地掌握科學知識，培養(yǎng)獨立思考的能力。通過這樣的學習經(jīng)歷，學生不僅掌握了知識，還學會了如何在實踐中運用所學，真正實現(xiàn)了學以致用。

２．２．６ 反思性寫作

師生共憶課堂精華，學生梳理模型建構與論證過程，領悟磁現(xiàn)象、磁場之間的聯(lián)系。教師引導學生整合知識點，形成系統(tǒng)性認知，以反思促提升，深化理解與應用。最后，根據(jù)本節(jié)課學習內容作出反思性評價，如表５所示。

設計意圖：本環(huán)節(jié)學生通過回憶知識后完成書面反思，這樣能更好地幫助學生理解建立的模型和論證。以后的學習過程也可以融入這個模型和論證，更進一步提高思維能力。

３ 總 結

通過以上６個環(huán)節(jié)可以看出，把ＳＮＰ教學模式適當?shù)厝谌氤踔形锢碚n堂，可全面提升學生的模型建構、口頭與書面表達及反思能力。在“磁現(xiàn)象 磁場”教學中，以合作探究為核心，驅動問題引領學生深入理解關鍵概念，培養(yǎng)科學思維；面對挑戰(zhàn)，教師需耐心引導，借助問題串激發(fā)思考，強化科學探究精神；引入物理學史，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與社會責任感。雖然ＳＮＰ模式源自國外且多用于生物教學，但適當調整后，亦可在物理領域煥發(fā)新生，增強其實用性與適用性。

參考文獻：

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［３］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｃ，Ｓｔｅｅｎｈｏｅｋ Ｊ． Ａ ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ ｃｙｃｌｅ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ａｒｇｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｃｉｅｎｃｅ ｃｌａｓｓｒｏｏｍｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｓｃｏｐｅ，２０１３，

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［７］人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心．義務教育教科書九年級全一冊［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０２０．

［８］杜明康．指向科學思維培養(yǎng)的ＳＮＰ教學模式的應用［Ｊ］．中學生物教學，２０２３（６）：２４－２７．

［９］蘇豪，韓禮剛，潘留占．ＳＮＰ教學模式下的高中物理教學設計——以“力的合成和分解”為例［Ｊ］．物理教學探討，２０２３，４１（４）：３０－３４．

［１０］王鈺涵．核心素養(yǎng)下物理概念教學的優(yōu)化設計——以“磁現(xiàn)象 磁場”為例［Ｊ］．中學物理教學參考，２０２２，５１（１１）：３６－３９．（欄目編輯 鄧 磊）

收稿日期：2024-08-10

作者簡介：古再麗努爾·圖爾蓀（１９９８-），女，碩士研究生，主要從事物理教學研究。

*通信作者：何久洋（１９８３-），男，副教授，主要從事物理教學研究。