例析教師行為對(duì)小組合作效度的影響

1、例析教師行為對(duì)小組合作效度的影響物理新課程標(biāo)準(zhǔn)大力提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)、 合作探索， 要求教 師轉(zhuǎn)變角色，要成為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、合作者，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的指 導(dǎo)者，學(xué)習(xí)潛能的開發(fā)者 1 。本文以 2015 年江蘇省高中物理優(yōu) 質(zhì)課評(píng)比大賽時(shí)一位教師上的“磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”為 例，談?wù)劷處煹恼n堂教學(xué)行為對(duì)學(xué)生合作效度的影響。1 教學(xué)片斷師（演示）：實(shí)驗(yàn)示意圖如圖 1，合上開關(guān)，導(dǎo)線中就有如 圖所示的電流，仔細(xì)觀察導(dǎo)體棒的狀態(tài)有何變化？生：導(dǎo)體棒發(fā)生了偏移，向右偏移。 師：導(dǎo)體棒為何往右偏？ 生：它受到了向右的力。師：我們把通電導(dǎo)線在磁場中受的力叫做安培力， 請(qǐng)大家猜 一猜這個(gè)安培力的方向與哪些因素有

2、關(guān)？生 1：應(yīng)該與磁場強(qiáng)弱有關(guān)。生 2：還與電流有關(guān)。 師：很好！與這些因素到底有什么樣的關(guān)系？下面我們就圖 1“電流方向與磁場方向垂直”這種特殊情況進(jìn)一步研究。師：這是一個(gè)量與兩個(gè)量之間的關(guān)系，怎么研究？ 生：利用控制變量法。師：好！比如控制磁場方向不變，改變電流的方向。按照這種控制，有幾種實(shí)驗(yàn)組合呢？生（討論）：控制磁場方向不變，改變電流方向有兩種情況； 控制電流方向不變，改變磁場方向也有兩種。一共有四種組合。師：（展示）這四種組合如圖 2所示，請(qǐng)每一組同學(xué)利用桌 上的儀器研究安培力的方向與磁場及電流方向之間的關(guān)系 （將全 班分為四區(qū)，第一區(qū)研究第一種組合，第二、三、四區(qū)分別研 究組合、組

3、合、組合）。生（實(shí)驗(yàn)探究，各區(qū)代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）：中安培力向右，中安培力向左，中安培力向左，中安培力向右。師（展示四種情況中安培力的方向如圖 3所示）：觀察 導(dǎo)體棒受到的安培力，說明了什么？生：和兩種情況磁場的方向相同，電流方向相反，通電 導(dǎo)體棒受到的安培力方向相反， 這說明電流的方向會(huì)影響安培力 的方向。圖 3 安培力方向師：再看和中安培力，這又說明了什么？生：在和中，電流的方向都是相同的，磁場的方向改變， 安培力方向也改變，這又說明磁場的方向也會(huì)影響安培力的方 向。師：可見剛才大家的猜測(cè)是正確的！ 它們的方向到底有怎樣 的關(guān)系？生（觀察）：師：好像不太直觀，下面請(qǐng)大家拿出盒子里的橡皮泥及桌

4、上 三根貼有箭頭的小竹竿，依據(jù)你們組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果把它們的方向擺 出來。說明：黑色竹竿代表磁場，尖端表示磁場方向；黃色竹竿 代表電流方向；紅色竹竿代表安培力方向。 （學(xué)生小組合作討論， 不一會(huì)就擺好了。）師：請(qǐng)每一區(qū)推薦一名代表把你們擺好的竹竿拿上講臺(tái)展示，依次排開（如圖 4）。師：四組擺出了四種情況，它們的相對(duì)位置是否一樣？生：不一樣！師：真的不一樣嗎？生：師：請(qǐng)第一種情況的同學(xué)手里的竹竿不要?jiǎng)樱?其他三組的同 學(xué)試一試，經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)，能不能變得和第一種情況一樣？（各個(gè)區(qū) 的同學(xué)可以上去幫忙。）學(xué)生邊討論邊轉(zhuǎn)動(dòng)竹竿。生（第二區(qū)）：一樣！因?yàn)楹谏窀偷奈恢煤椭幸粯樱?持其位置不變，以它為軸使紅桿和黃

5、桿在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)， 紅桿可 先向里轉(zhuǎn)90。，再向右轉(zhuǎn)90。，結(jié)果和相同。生（第三區(qū)）： 一樣！生（第四區(qū)）：一樣！面學(xué)生：哇，太神奇了！居然都一樣！師：這說明了什么？生（躍躍欲試）： 這說明所有這四種情況下安培力的方向 與磁場、電流的方向其相對(duì)位置關(guān)系都相同，只有一種情況，像 圖 1 那樣。師：既然都相同且只有一種，所以這一種“結(jié)構(gòu)”關(guān)系就是 我們苦苦尋找的安培力的方向與磁場、電流的方向應(yīng)遵循的規(guī) 律！規(guī)律終于找到了，利用它我們就可以判斷安培力的方向啦。 如圖 5通電導(dǎo)線受到的安培力方向如何？生（手中拿著圖4中插成的小竹竿邊旋轉(zhuǎn)邊回答）：電流方向是流出來的，磁場方向向右，黃棒不動(dòng)，以黃棒為軸，

6、將黑 棒逆時(shí)針轉(zhuǎn) 90 °，這時(shí)紅棒向上，說明安培力向上。師：做得很好。如果以后每次我們分析類似問題時(shí)，都拿著 竹竿插來插去，轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，方便嗎？生：不方便。師：在此基礎(chǔ)上能否尋找更好的方法呢？生：師：之前學(xué)習(xí)本章第二節(jié)我們是怎樣尋找電流周圍的磁場 的？生：用安培定則，也就是右手螺旋定則。師：那么，今天大家能不能也用手把它們深藏的關(guān)系挖掘出 來？學(xué)生小組討論）生 1：搖頭不會(huì)。生 2（舉手）：用右手，四指代表磁場方向，然后調(diào)整手掌， 使四指向?qū)w棒運(yùn)動(dòng)的方向彎曲， 那么露出的大拇指指的方向就 是電流方向。師（懷疑）：大拇指指向與電流方向一致嗎？再說四指伸直 了就沒法彎曲了。（教師接著喊

7、第三位同學(xué)）生 3（不耐煩地）：課本上不是說了嗎。師：你告訴大家課本上是怎么說的？生3:左手定則一一伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直， 并且都與手掌在一個(gè)平面內(nèi)； 讓磁感線從掌心穿入，并使四指指 向電流方向，這時(shí)拇指所指的方向就是通電直導(dǎo)線在磁場中所受 安培力的方向 2 。師：我們可以直接用課本上教的方法左手定則。2 教師行為對(duì)合作效度的影響剖析 感受一：巧設(shè)情景，潤物無聲，喚醒學(xué)生探索的源動(dòng)力 首先，將安培力、磁場、電流的方向用竹竿在空間展示出來， 真是“此時(shí)無聲勝有聲”， 這不能不說是教師的一大創(chuàng)舉， 它瞬 間將學(xué)生逝去的思維又連續(xù)起來，無形與有形，抽象與具體，此 情此景怎能不激發(fā)他們的

8、想象力？接著一句“它們的相對(duì)位置是否一樣呢？”此言一出， 立刻群情激奮，有的說不一樣，有的說不一定，為了證明自己的 猜想對(duì)不對(duì)，事實(shí)勝于雄辯，馬上行動(dòng)，于是幾只手轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去。 咦！和第一種一樣！也和第一種一樣！還和第一種一樣！啊，四 種情況完全一樣， 太神奇了！ 出乎所有學(xué)生所料， 他們異常興奮， 原來要找的規(guī)律就是這三根棒之間的關(guān)系！ 真像伽利略所說的那 樣：物理規(guī)律往往是以最簡潔的形式表現(xiàn)出來。 課堂氣氛跌宕起 伏、空前熱烈， 如此課堂效率怎能不高呢？由此可見教師的精妙 點(diǎn)撥能夠喚起學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲， 這才是探究知識(shí)的源動(dòng)力， 又 何需教師的千言萬語。感受二：迷戀教材，錯(cuò)失良機(jī)，可惜學(xué)生一片

9、智慧火花 “幾種電流周圍的磁場由安培定則判斷”教師這樣提示很 好，可是從心理學(xué)角度來看，這似乎也給學(xué)生某種暗示：能不能 也用右手把安培力的方向與磁場方向、 電流方向聯(lián)系在一起呢？ 所以，第二位同學(xué)通過全組討論說出了自己的猜想。 其實(shí)這是學(xué) 生智慧的火花，創(chuàng)造力的表現(xiàn)。不是嗎，如圖 6，右手伸直，大 拇指指向電流方向，四指指向磁場方向向右，然后將四指彎曲， 與手掌垂直， 則四指的指向即為受力方向。 教師對(duì)此應(yīng)大力表揚(yáng) 并耐心引導(dǎo) 。預(yù)設(shè)過程如下：師：這好像是借用右手螺旋定則，這種方法不錯(cuò)，只是四指 都彎曲時(shí)，容易使手掌也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，不好標(biāo)示磁場方向，怎樣解 決這個(gè)問題？生 1：四指中留一個(gè)食指與右

10、掌在一個(gè)面上不彎曲。（圖甲）生 2：都不彎，手心所對(duì)方向正好為磁場方向。（圖7 乙）師：都很好，都是很不錯(cuò)的方法（投影圖 7，引導(dǎo)大家用這 兩種方法判斷）。其實(shí)，這種方法是大學(xué)物理要學(xué)習(xí)的矢量叉乘 法則。大家能夠總結(jié)出來真是不簡單！ 由于我們探究的是安培力 的方向，還想突出安培力，這樣一來，大拇指代表誰更合適？ 生：代表安培力。師：如此一改，那電流方向呢？ 生：電流換用四指方向。師：請(qǐng)大家按照這種方法用右手做一做。 并歸納總結(jié)修改后 的定律。（生動(dòng)手模擬、討論）（頓一頓）在物理學(xué)的發(fā)展歷程中，物理學(xué)家們當(dāng)時(shí)或許為 了防止人們?cè)谑褂弥信c已有的右手螺旋定則發(fā)生混淆， 或許為了 更為簡單直觀，于是將

11、右手改為左手，左手和右手是對(duì)稱的，原 來右手在磁場中放置時(shí)磁感線從掌背穿過， 改為左手， 其在磁場 中怎么放？生：讓磁感線從左手掌心穿過。師：這就是左手定則?？上Ы處煕]有明白學(xué)生的思想， 于是該生悻悻然， 滿臉委屈 地坐下，真是遺憾。其實(shí)，只有立足于學(xué)生思維根源的、自然生 成的知識(shí)才是真正的知識(shí)， 才是有生命力的知識(shí)， 這些知識(shí)才是 發(fā)明創(chuàng)造的源泉。美國現(xiàn)行物理主流教材原理與問題對(duì)這部 分內(nèi)容的編寫就是采用這位同學(xué)的方法。 可見教師在設(shè)計(jì)、 實(shí)施 科學(xué)探究方案時(shí)務(wù)必要重視過程與方法， 充分考慮探究歷程中出 現(xiàn)的問題，不必拘泥于教材，才能讓合作更有效，真正提高小組 合作的效度，讓合作大放異彩。3 結(jié)束語 由以上例析可知，教師課堂上的主導(dǎo)行為對(duì)指導(dǎo)小組合作、 引發(fā)學(xué)生思維走向， 起到了至關(guān)重要的作用， 直接影響小組合作 的效度。 物理學(xué)中的一些定律的發(fā)現(xiàn)、 定則的建立是一個(gè)漫長的 過程，有時(shí)經(jīng)歷幾代人，絕非課堂上一、二十分鐘探究活動(dòng)所能 解決的，所以，課堂上的科學(xué)探究旨在重演探究過程。正像匈牙 利數(shù)學(xué)家波利亞所說的那樣： “在教一個(gè)學(xué)科的分支 （或一個(gè)理 論、一個(gè)概念）時(shí)，我們應(yīng)該讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中的那種 最關(guān)鍵的步子，當(dāng)然我們不應(yīng)該讓他們重蹈過去的無數(shù)個(gè)