SNP教学模式在初中物理教学中的运用

【摘要】随着教育改革的深入，如何更有效地培养学生科学思维已成为当前教育领域研究的重要课题。将SNP教学模式引入初中物理教学，旨在通过模型建构和科学论证有效渗透物理课堂，以解决传统教学过程中学生建模和论证能力不足等问题。文章首先对SNP教学模式作了相关阐述，接着分析其在教学中的运用流程，最后以初中物理“光的折射”一课为例，基于SNP教学模式，从创设驱动问题、初步构建模型、初步论证模型、讨论与修正模型、咨询“专家”和反思性写作这六个环节开展教学，促进学生自主学习、建模和论证能力，提升学生科学思维。

【关键词】初中物理；SNP教学模式；光的折射

【中图分类号】G633.7【文献标志码】A【文章编号】1004—0463（2024）23—0074—04

《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）明确指出，模型建构和科学论证是培养学生科学思维的两大关键要素。因此，如何在初中物理教学中培养学生的建模和论证能力，提升学生科学思维，已成为当前初中物理教师教学研究的重点课题。SNP教学模式能够整合模型建构和科学论证，能有效提高学生的建模和论证能力，培养学生批判性思维、逻辑性思维和解决问题的能力。当前，SNP教学模式多局限于高中物理教学研究，在初中物理教学中的运用研究较少。基于此，笔者以初中物理“光的折射”一课为例，讨论SNP教学模式的运用问题。

一、SNP教学模式的相关概述

SNP教学模式是由国外学者Chen等人基于科学论证和核心概念教学基础上提出的，2018年由郭玉英教授和弭乐教授引入国内。SNP是一种致力于将模型建构与科学论证有效联合，渗透课堂教学的教学模式，以大概念（组织整合某个学科内容的少数关键核心概念）为核心指导，依据学生对大概念的认知为基础，师生共同协商提出一个涵盖核心概念和主要学习任务的驱动问题，学生结合现有知识和学习资料围绕大概念和驱动问题建构模型（简图、图表、数学关系等表征），最后对资料进行推理和加工，使其成为证据，以语言或文字形式支持大概念，并对驱动问题作出合理解答[1]。这样通过模型建构和科学论证循环交互地开展课堂教学，解决学生建模实践能力弱、论证单一的问题，有效提升他们的科学思维。

SNP教学模式在国外最早应用于生物学科。因此，国内研究学者大多侧重于将该教学模式与我国生物教学融合研究。随着新课标的颁布，SNP教学模式开始渗透到物理教学。笔者查阅国内有关SNP教学模式的文献资料发现，该模式在物理教学中研究较少，且研究对象多涉及高中生。笔者认为，初中阶段是学生培养模型建构和科学论证能力的关键时期，新课标中也明确要求培养学生模型建构和科学论证能力，所以将SNP教学模式融入初中物理教学，具有很大的研究空间。

二、SNP教学模式的教学流程

SNP教学模式强调学生的主体地位，学生通过自主学习、自我体验、自我发现和自我构建掌握知识，根据该理论框架，实际教学流程包含六个环节（如图1）。创设驱动问题（环节1），教师根据教学内容提炼大概念，师生共同协商创设具有启发性和探究性的驱动问题，激发学生学习兴趣，探究学习活动；随后进入初步构建模型环节（环节2），学生分组探究驱动问题，利用已有知识和资料初步构建模型，在这一过程中教师鼓励学生尝试运用模型解释和预测物理现象；接着在模型建构基础上初步论证（环节3），学生需要为自己的模型提供书面论据和论证，在这个环节中学生要尊重事实和证据；然后到讨论与修正模型（环节4），各小组选择一名代表发言，论述模型建构过程，其他同学可提出质疑，彼此交互模型，各小组可以了解不同观点和思路，拓宽视野，进一步完善模型和论证；下一步是咨询“专家”（环节 5），这里的“专家”指的是教科书、参考书、互联网资源等，小组成员将修改后的模型与“专家”总结标准模型对比，寻找细节问题[2]；最后进行反思性写作（环节6），以书面形式反思和总结建模、论证学习过程和收获，提升自我反思和批判性思维能力。通过以上这六个环节，完成SNP教学模式的整个流程，将其运用到初中物理学科教学中，能够有效培养学生的建模能力、论证能力、逻辑思维能力。

三、SNP教学模式运用到物理教学中的具体实施路径

1.创设驱动问题，引领探究活动。在传统物理教学中，教师在新课教学前，往往会提出一系列问题，引导学生根据这些问题自主预习。但这种教学方式会使得学生难以掌握学习重点，打乱学习节奏，学生无法形成系统的知识体系。SNP教学模式提出利用具体、明晰的“驱动问题”，引领探究活动，把握教学核心概念和问题，既表征本节课的学习主题，又能整合学习要点。

为在“光的折射”教学中挖掘涵盖核心概念和学习任务的驱动问题，教师可以提前准备实验材料，比如准备一个透明玻璃杯和一根筷子，将筷子斜放到没有盛水的透明玻璃杯中，让学生观察有什么现象，然后往杯中倒入水，再让学生观察倒入水后的筷子发生了什么变化。学生观察得出：没有加水的时候筷子是直的，加入水后筷子好像在水面处折断了。通过这个小实验，学生逐渐意识到折射光线的位置是存在规律的，最后在师生共同讨论中提出本节课的驱动问题——折射光线的位置与什么有关？通过创设学生熟悉的生活情境，自然引入日常生活中的物理知识，让学生体验物理来源于实际生活，激发学生的好奇心，为后续建模和论证过程作好铺垫。

2.小组合作，初步构建模型。在初步建构模型环节，学生通过分组形式合作探究驱动问题，教师在这个环节需要给学生准备实验器材和指导讲义（如表1），引导小组成员进行模型建构。在开展模型建构前，教师可以引导学生对折射光线的位置与什么有关进行探讨。总结出与折射光线位置相关的因素有：光的强弱、入射光线、入射点。师：刚才激光斜射进入水中的小实验过程中，我们观察到筷子发生偏折，你们知道为什么吗？生：因为光具有折射现象。师：那我们回顾之前学过的知识，光在真空中的传播路径是怎样的？生：光在真空中的传播路径是直线。师：那改变了入射光线再观察折射光线的位置，能直接看到折射光线吗？接下来我们要初步构建模型，开展以上驱动问题的探究学习。

在这个过程中，学生可能在模型建构或者记录现象过程中存在疑虑或困难，教师可以适时引导：“同学们，当入射光线的位置或角度改变时，折射光线的位置会发生怎样的变化？”学生回答：“折射光线角度也会相应地改变它的位置。”教师再进一步引导：“那么入射光线与折射光线之间是否存在固定关系？在不同的介质中，入射光线与折射光线的关系是否会有所不同？”通过类似表达，学生进一步完善小组模型。

3.初步论证模型，完成书面报告。在此环节中，学生需要利用小组内构建的模型完成书面论证报告，具体包括主张、资料和推理，教师给学生提供论证指南，引导学生利用模型对生成的推论作出合理解释，构建初阶论点。随后，教师可以提出问题，询问学生的学习进度。比如，保持入射点（圆心）不变，当入射光沿着杯壁改变入射方向时，折射光线与入射光线有怎样的位置关系？在你的模型中，你通过改变哪些位置因素来观察光的折射变化？在这一书面论证过程中，一方面对探究过程作总结阐述，另一方面保证学生在模型、证据与主张之间的统一性，培养学生的语言表达和逻辑推理能力。

4.讨论与修正模型，促进模型交互。讨论与修正模型，是提高学生论证能力的重要环节。因此，教师要积极引导学生参与论证，各小组选择一名代表，在班级展示本组的模型建构和论证观点，在经过所有同学讨论和质疑后，每个小组开始进一步完善和修正模型和论点。在这个过程中，可能会存在以下问题：有些学生可能会认为折射光线在不同介质表面上偏转，没有观察到入射角和折射角的比例关系。针对这个问题，教师可以引导学生先观察入射角和折射角的变化，然后测量并记录具体数据，在观察几组数据后，就能发现入射角和折射角的比例关系。最后让学生总结折射光的位置规律，研究发现：当光从空气斜射入水中时，入射角增大，折射角也增大；入射角减小，折射角也减小。

在讨论过程中，学生倾听和思考其他小组的论证时，能够有效识别其观点中的逻辑性，提出质疑。在辩论过程中不断提高学生的观察和思考能力，从而对物理知识构建全面、系统的知识体系，为他们未来学习奠定坚实的理论和实践基础。

5.咨询“专家”，答疑解惑。当学生在修正和完善模型，并总结研究结论后，发现欠缺“光在空气中垂直射入水中或其他介质中时，其传播方向有什么变化”的模型和论证研究，这时，学生可以咨询“专家”——也就是教师，做一个研究该问题的小实验[3]。将透明容器放到白纸上，确保容器一侧紧贴白纸，向容器内倒入水或其他透明介质，将激光笔直射容器的水面，观察现象。学生在观察和测量中得出，光在垂直进入水面或其他介质时，仍处于垂直方向，没有发生偏折，即入射角为0度，折射角也为0度。再让学生思考：如何利用光的折射演示仪验证三线共面？教师可以使用一个带有刻度的圆形纸片，确保其平面与演示仪的界面保持平行，调整入射光线，使其通过纸片圆心，观察折射光线是否也通过圆心。学生经过观察得出：折射光线与入射光线、法线在同一平面内。在这一环节中，学生查漏补缺，补足自己在本节课遗漏的知识点，教师作为答疑解惑的“专家”，分析学生在本课中存在的问题，巩固和引导学生带着问题探究实验，培养学生的探究能力和动手操作能力，从而提升学生的科学思维。

6.反思性写作，促进综合发展。本环节主要是教师和学生一起回顾本节课所学内容、模型建构和论证过程及结果，让学生以书面形式总结，分析自己在本课中是利用什么方法、通过哪些步骤学习光的折射相关内容的，记录自己在学习过程中遇到的问题，是否已经得到解决，还有哪些问题需要探讨或咨询教师，使得学生能够全面掌握本课的大概念和驱动问题。同时，学生在反思过程中，也能将所学内容系统整合，对他们在物理学习中掌握模型建构和论证能力奠定坚实基础，促进他们的综合能力发展。

总之，在“光的折射”这节课中，教师运用SNP教学模式，让学生从自主建模和论证过程中，学习折射光的传播方向和折射光的位置关系，有效促进学生对知识的深层次掌握。在实践操作过程中，学生建模、观察、记录数据、论证以及反思，充分体现了“以学生为中心”“做中学”的教学理念，对培养学生逻辑思维、批判性思维、创造性思维和系统思维等科学思维具有重要意义。

参考文献

[1]贺雅妮，李卫东.SNP教学模式在促进物理科学思维发展中的应用与思考——以“杠杆”一节教学为例[J].物理教师，2021（10）：43-46.

[2]张莉，陈翔.科学协商“SNP”教学模式在高中物理教学中的应用——以“牛顿第三定律”为例[J].福建基础教育研究，2024（01）：109-112.

[3]张莉，陈翔.SNP教学模式在初中物理教学中的应用——以“光的反射”为例[J].中学理科园地，2024（04）：01-04.

编辑：张昀