ADI教学模式在高中物理教学的实践研究

郭志坚

摘 要：论证——探究式教学模型（argument-driveninquiry，ADI）是将科学论证融入科学探究活动中的一种教学模式。ADI教学模式有利于教师通过指导学生进行实验设计——收集数据——展开论证——撰写研究报告等学习实践，切实提高学生科学论证和推理探究的能力。将ADI教学模式应用于高中物理课堂，有利于深化学生对高中物理抽象性知识点的论证探究学习，从而培养学生探索科学、探究真理的精神，并提升其科学探究能力。

关键词：ADI教学模式;高中物理;论证;探究

引言：《普通高中物理新课程标准》明确指出学生的培养目标和核心素养为通过多样化的教学方式，帮助学生培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。可见，培养学生的论证探究能力是高中物理学科的核心素养之一。

ADI教学模基于构建主义理论和认知学习主义理论之上发展而成，将科学探究活动与教学实践相结合，旨在通过引导学生参与到论证和探究的过程中，从根本上改变传统课堂上教师单一输出教学，学生被动学习的教学模式，从本质上推动学生发散性思维的发展和推理探究能力的提升，从而培养学生的科学精神。基于此，本文将ADI教学模式，应用到高中物理课堂教学实践中，结合鲁教版高中物理教材内容，对如何在高中物理教学中应用ADI教学进行探索，旨在为一线教育工作者培养学生论证能力提供新思路。

一、ADI教学模式的内涵和步骤

（一）ADI教学模式的内涵

论证是科学的语言，是解决科学观点冲突最重要的途径。20世纪之初，国外教育工作者便关注学生探究和论证能力的培养。在论证式教学过程中，学生需要像科学家一样通过资料收集和整理，提出主张，通过实验、设计等手段进行探究，对观点进行论证，并最终形成报告，这就是ADI教学的最初雏形。直到2008年，Sampson等人在建构主义理论和认知学习理论基础上，发展ADI教学模型，其理论思想是知识不是从教学者身上简单的迁移到学习者身上，而是以浸入式的形式进行教学，将学生作为主体，由教师引导学生参与到科学论证的探究过程中，通过学生自己提出主张，并为自己的主张进行论证和辨析。

（二）ADI教学模式的内涵

在此后的几年里，Sampson团队为了让ADI教学模型更加适应美国K-12科学教育框架提出的八项目标，对ADI教学模式进行改进，将其分为八个教学步骤。

ADI教学模式在各阶段教学内容应遵循上述八个步骤：首先教师确定探究的现象或问题，开展“工具对话”，并对学生参与论证可利用的手头工具进行说明;其次，学生以小组合作的形式，对资料进行收集;第三，在资料和信息分析基础上，对论证所需要的实验进行设计，初步进行论证，在此过程中教师应进行记录，引导学生剔除无效信息;第四，论证是重要环节，小组之间依附于材料和证据，对观点进行论证和反驳;第五，教师带领同学进行讨论总结，对于证据不足的应返回第二步骤进行证据收集整理和论证;第六，通过书面的形式完成报告，报告中应包括要研究的主题，在此过程中你做了什么，你的观点是什么，你如何得出观点等内容;第七，小组之间隐去姓名，相互验证观点，在此过程中教师作为裁判官应对学生强调客观性和公平性;第八，形成完整报告。

二、ADI教学模式应用于高中物理教学的意义

物理学是一门基于实验——论证——探究的科学，在物理知识的网络构架中，学习者通过理解物理基本概念和规律，实验验证，推理探究，形成总结的学习过程，形成对物理知识关键点的理解。因此，培养学习者的论证和探究能力，是学好物理学科的关键基础。

在目前的高中物理教学中，由于高考应试压力的影响，教师在教学过程中更加侧重对知识点和考点的讲解，甚至在一些概念的梳理上，强调死记硬背，缺乏探究和论证，高中物理学科的科学精神和生命力正在慢慢消退。因此，将ADI教学模式应用到高中物理教学中，其论证——探究的教学过程不仅有利于促进学生真正从兴趣出发，以主体身份参与到学习过程中来，并通过创建观点，收集数据支持观点，以促进自身论证探究和批判性思维能力的发展，同时小组讨论也促进学生和团体之间的协作、沟通、交流，报告总结提升学生总结归纳和书写能力。可见，ADI教学应用于高中物理教学中，有利于真正发挥物理作为科学学科中论证与探究的科学精神，从而内在培养学生的探究能力。

三、ADI教学模式在高中物理学科的教学案例设计

（一）案例选择

“楞次定律”是继牛顿三大定律、动能定理、能量守恒定律之后的又一个重要规律，是力学与电学的融合，该课程也蕴含了抽象与概括、分析与综合、推理与论证等最基本的科学思维方法，是很具探究价值的教学内容。同时也由于其抽象性，“楞次定律”既是高中物理教学重点，也是难点。本文以鲁教版高中物理选修3-2教材中第二章《楞次定律和自感现象》单元教学为例，对ADI教学模式如何在高中物理课堂进行教学应用进行探索。

（二）教学目标

1.理解“楞次定律”的内容;

2.理解“楞次定律”和能量守恒相符合;

3.通過实验探索，培养学生的论证——探究能力;

4.能够用“楞次定律”解释生活中的一些有关现象。

（三）教学设计

该教学案例将ADI教学模式中论证——探究的思路贯穿到教学中，通过提出任务—收集资料—初步论证——论证会议—反思讨论—撰写报告—双盲评议——形成报告的环节进行教学案例设计，旨在从科学论证的视角培养学生批判性思维能力和深度学习能力，契合新课程标注对人才的培养要求。

1.提出任务，开展“工具对话”

教师引入生活情境和实验情境，通过强磁铁和装载用漆包线顺时针缠绕线圈的小车进行演示实验，在小车漆包线两侧安装红、蓝发光二极管（红、蓝发光二极管在线圈两侧并联安装形成闭合电路，磁铁的插入和拔出类似于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动）。当强磁铁插入线圈时，红灯亮起;当强磁铁抽离线圈时，蓝灯亮起，通过磁铁插入线圈和拔出线圈生动直观地演绎了“来拒去留”的现象。由此引发单元需要论证的任务：楞次定律。同时，教师应引导学生从以下几个方面进行探究：

问题一：红、蓝二极管为何交替发光？

问题二：感应电流方向的改变遵循怎样的规律？

问题三：磁铁和线圈的相互作用说明线圈周围存在什么物质？从何而来？

问题四：尝试从对上述问题的探讨中寻觅线索，解答感应磁场的方向的改变遵循着怎么样的变化规律？

2.收集资料，为论证奠定数据基础

带着问题，教师引导学生开始观察生活中关于电流感应的现象，以便作为资料基础。

3.动手探究，进行初步论证

关于感应电流方向的实验探究，制定合理的实验方案并科学实验，探究过程中应要求学生做好实验记录。

4.论证会议，初步形成论证结果

学生在教师所布置的任务的驅动下，对实验结果进行讨论，得到判断方案的感应电流方向的结论。学生通过讨论对结论进行归纳和延伸：无论是导体棒切割磁感线、磁铁插入还是拔出螺线管、开关通断，这些都可以概括成闭合回路磁通量的变化这个一般性因素。经过概括，结论具有了一般性，即感应电流直接是由磁通量的变化而产生的，但学生仍无法找到二者之间的某种确定的对应关系。

5.反思讨论，对主张进行验证深化

反思讨论的过程旨在让学生在实验中经历与科学家发现规律相类似的科学探究过程，以培养其内在的探究和论证精神。在学生通过实验已经验证了感应电流和磁通量变化之间关系后，教师引导学生进行论证，即感应电流的方向与原磁场的方向，以及磁通量之间的变化关系呢如何？为了确立之间的关系，教师引导学生通过实验中增加“感应电流的磁场”作为中介，来描述感应电流的方向与磁通量变化之间的的关系。学生在增加变量后，并记录实验结果，最终探究发现：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。

6.撰写报告

在实验和讨论之后，教师应要求学生以小组为单位撰写报告记录，将实验数据和论据以书面的形式展现，这期间即培养了学生的写作能力，同时也提升了学生归纳总结的能力。同时，绘制楞次定律思维导图加深理解和记忆。

7.双盲评议

在报告完成之后，教师隐去小组姓名，让不同小组之间对报告进行评审，通过指出报告中论据不精确或证据不足之处，引导学生在以后的报告中提升严谨性和科学性，培养学生严谨学习的科学精神。

8.形成报告

学生修改报告并上交。

（四）教学评价

通过上述教学案例的设计和实施结果可见，在ADI教学模式下，学生一改往日被动灌输的学习模式，他们自行收集分析数据、探究关系、归纳规律、表述结论，在整个学习过程中实现了知识点的向上迁移和深度学习。教师在教学过程中可发现，ADI教学模式将学生从定律的学习转变为定律的探究与思索，学生学习兴趣显著提升。该教学模式综合了培养学生逻辑推理、验证探究、协作表达等深度学习能力，同时也让学生感受到楞次定律从无到有的曲折的探究过程，学生亲历探究过程后更能体会现今物理规律、概念等得来得不易。

结束语

ADI教学模式应用于高中物理等理科教学过程中，有利于激发学生的探究欲望，促进学生探究性学习能力的发展，是推动我国教育改革和形成学生核心素养的有效教学手段。

教师在高中物理教学过程中，应注意ADI教学模式的应用应注重在引导学生论证——探究过程中，应引导学生开展实验设计和推理演绎，通过对现象的观察，实验数据的记录和汇总，自我反思，总结出规律，并进行验证，这也是科学发展的一般路径。只有让学生以主体地位参与到论证过程中，才能更好地培养学生质疑和批判的精神，学习证据的收集和应用，并以此来验证或推翻主张，做到学习的有理有据。

参考文献

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