基于ARCS動機模型的高中物理拓展實驗教學的研究

基于ARCS動機模型的高中物理拓展實驗教學的研究摘要：本文基于ARCS動機模型，對高中物理拓展實驗教學進行了研究。結(jié)果表明，實驗教學中采用ARCS動機模型可以提高學生的學習動機和學習效果。同時，本文還探討了ARCS動機模型在實驗教學中的應用策略，包括建立認知需求、激發(fā)注意力、增強需要性和提供反饋信息。

關鍵詞：ARCS動機模型；高中物理；拓展實驗；教學；學習動機

Abstract:ThispaperexplorestheapplicationoftheARCSmotivationmodelinteachinghighschoolphysicsthroughextendedexperiments.TheresultsindicatethatusingtheARCSmotivationmodelcanimprovestudents'learningmotivationandlearningeffectivenessinexperimentalteaching.Additionally,thispaperdiscussestheapplicationstrategiesoftheARCSmotivationmodelinexperimentalteaching,includingestablishingcognitiveneeds,stimulatingattention,enhancingrelevance,andprovidingfeedbackinformation.

Keywords:ARCSmotivationmodel;highschoolphysics;extendedexperiments;teaching;learningmotivation

1.引言

物理學作為一門基礎性學科，掌握物理學的基本原理和方法對于培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新能力有著重要意義。然而，傳統(tǒng)的物理教學過于注重理論知識的講解，忽略了實驗探究的重要性，導致學生對物理學的興趣和動機缺乏。因此，如何在教學中引導學生積極探究、主動學習、增強學習動機，成為當前物理教學不可避免的問題。

ARCS動機模型是由美國心理學家約翰·凱勒（JohnKeller）提出的一種基于成就動機的教育教學模型。該模型是一個四維的教學模型，包括認知需求（Attention）、好奇心（Relevance）、需要性（Confidence）和滿足度（Satisfaction），并以此為基礎通過各種手段達到教學目標。在教學中，ARCS動機模型可以引導學生主動學習、增強學習意愿，提高學習效果。因此，本文選用ARCS動機模型作為研究框架，對高中物理拓展實驗教學進行了實證研究。

2.文獻綜述

2.1ARCS動機模型的研究進展

ARCS動機模型自提出以來，得到了廣泛應用和研究。以往的研究表明，應用ARCS動機模型進行教學設計和實施，可以有效提高學生的學習興趣、授課效果和滿意度（Basturkmen&Elder,2004；Porterfield,Carnrike&Shaw,2011）。此外，ARCS動機模型的應用還被證明有助于提高不同性別和年齡層次的學生的學習態(tài)度和動機（Chen&Chou,2013；Hsu,Wang,Chou&Chen,2015）。

2.2實驗教學的研究進展

物理實驗作為物理教學的重要組成部分，在實驗教學中，通過實際操作，學生可以更加直觀地領悟抽象的物理概念，學習效果更佳。以往的研究表明，物理實驗教學可以提高學生的興趣和參與度，并有助于學生更好地理解和運用物理知識（Schmidt&Burks,1972；Brahmia,2020）。然而，在實驗教學中引導學生積極探究、主動學習，仍然是需要探討和解決的問題。

3.研究方法

3.1研究設計

本研究采用隨機對照實驗設計，將ARCS動機模型應用于高中物理拓展實驗教學中。研究組實驗課程采用ARCS動機模型指導，對照組實驗課程采用傳統(tǒng)教學方式進行。

3.2參與者

本研究選擇某高中二年級物理選修課的學生為研究對象，共計120名學生，其中研究組60名，對照組60名。

3.3實驗流程

在實驗開始前，進行為期一周的學習動機和興趣調(diào)查，了解學生對物理學的認知、興趣和動機，以便教學設計的具體實施。

研究組實驗課程，在整個實驗過程中，采用ARCS動機模型思想指導實驗教學設計。在課前，通過設計活潑有趣、引人入勝的物理實驗模型，激發(fā)學生的好奇心和探究欲望。在課堂教學中，引入獎勵機制、提供實時反饋等手段，增強學生的學習動機和自信心。課后，針對實驗結(jié)果進行實時反饋，并開展實驗記錄和實驗報告的撰寫，增強學生的實踐能力和學習滿意度。

對照組實驗課程，采用傳統(tǒng)教學方式進行，主要包括理論講解和簡單實驗演示。在課堂中，老師會引導學生進行部分實驗；課后，學生需完成實驗記錄和實驗報告。

3.4實驗數(shù)據(jù)的收集與分析

通過學生學習動機和興趣的調(diào)查問卷，實時反饋，實驗記錄和實驗報告評價等方式，收集實驗數(shù)據(jù)。

本研究采用描述性統(tǒng)計和多元方差分析等方法對實驗數(shù)據(jù)進行分析，比較不同實驗組之間的學習動機、學習興趣和實驗表現(xiàn)等差異。

4.結(jié)果與討論

4.1學生的學習動機和興趣

通過學生自評和實時反饋等方式，本研究發(fā)現(xiàn)，研究組學生的學習動機和興趣相較于對照組學生有明顯提高。具體表現(xiàn)為，研究組學生更加主動參與課堂討論、更積極探究實驗結(jié)果、更關注實驗環(huán)節(jié)和實驗數(shù)據(jù)的細節(jié)。相對而言，對照組學生參與度相對較低，更多的關注理論知識的掌握和聽取老師的講解。

4.2ARCS動機模型的應用策略

針對ARCS動機模型的四個維度，本研究還探討了在實驗教學中具體應用的相關策略。其中，建立認知需求策略包括設計富有懸念和吸引力的實驗活動；激發(fā)注意力策略包括利用基礎知識的短片動畫和圖片，增強學生視覺效果；增強需要性策略包括及時反饋和錯誤糾正，提高實驗結(jié)果的實用性和實驗數(shù)據(jù)的可信度；提供反饋信息策略包括設計多元評價體系，提供具有及時性和參考價值的評價結(jié)果和評價標準。

4.3實驗表現(xiàn)與學習效果

通過實驗記錄和實驗報告評價，本研究發(fā)現(xiàn)，研究組學生的實驗表現(xiàn)和學習效果相對較高，對照組則有所下降。其中，在實驗環(huán)節(jié)中，研究組學生更加細心、獨立和自主，數(shù)據(jù)處理和分析能力比對照組明顯提高。在課程成績上，研究組學生的成績普遍高于對照組學生。

5.結(jié)論

本研究基于ARCS動機模型，對高中物理拓展實驗教學進行了實證研究。結(jié)果表明，通過ARCS動機模型的具體應用，可以提高學生的學習動機和興趣，促進學生的學習效果和實驗表現(xiàn)。因此，在物理教學中，應用ARCS動機模型進行教學設計是一種有效的方法。當然，在實際應用過程中，不同學生的學習水平和動機是有所不同的，需要根據(jù)不同情況進行有針對性的教學設計6.討論和展望

6.1討論

本研究采用ARCS動機模型設計和實施高中物理拓展實驗教學，取得了較為明顯的效果。然而，本研究還存在以下幾點需要討論的問題：

首先，本研究采用的是對照組設計，但對照組的控制并不十分有效，可能存在其他因素干擾實驗結(jié)果的準確性。

其次，本研究僅僅是在一個學期內(nèi)進行實驗，未來需要更長時間的跟蹤觀測，評估ARCS動機模型在中長期教學過程中的效果和可持續(xù)性。

最后，本研究中ARCS動機模型的運用也僅是針對高中物理拓展實驗教學，未來可以探討其在其他學科和教學場教育中的應用。

6.2展望

未來，ARCS動機模型在教育領域的應用還需進一步探討和完善，包括：

1.在實際教學過程中，可以結(jié)合其他的教育理論，針對不同學科和教學階段，更加有效地應用ARCS動機模型，根據(jù)學生的個體差異，設計更加個性化的教學方案。

2.未來可以利用教育技術手段，開發(fā)更加優(yōu)質(zhì)的教育軟件和教育游戲，應用ARCS動機模型，提高學生的學習興趣和效果。

3.未來可以將ARCS動機模型運用到職業(yè)培訓和企業(yè)內(nèi)部培訓中，提高培訓效果和員工的學習動機，促進企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

綜上所述，ARCS動機模型是一種有效的教育設計模型，在未來的教育和培訓中仍具有廣泛的應用前景6.3建議

在應用ARCS動機模型時，建議教師和教育者應注意以下幾點：

1.具體情境分析：教師要了解學生的背景、興趣、學習需求以及個性差異等情況，針對性地設計教學內(nèi)容和方式，達到最佳的教育效果。

2.創(chuàng)造積極情境：教師要創(chuàng)造積極的學習情境，通過互動、合作和啟發(fā)式教學等方式，激發(fā)學生的學習興趣和動機，激發(fā)他們的學習潛能。

3.多元化教學策略：教師可以采用多種不同的教學方法和策略，比如引入案例、模擬實驗等，讓學生在不同的情境中學習，更好地理解和掌握知識。

4.反饋及時準確：教師應該對學生的表現(xiàn)進行及時準確的反饋，鼓勵他們繼續(xù)努力學習，改正不足，提高學習效果。

綜上所述，ARCS動機模型為教育者和學生提供了一種有效的教育設計工具，可以促進學生學習動機的提升，激發(fā)學習興趣和潛能，提高教育效果。在未來的教育和培訓中，應用ARCS動機模型可以更加有效地實現(xiàn)個性化教育、提高學習效果，更好地滿足不同學生的學習需求和期望，推動教育的持續(xù)發(fā)展5.根據(jù)學習目標設計課程

ARCS動機模型強調(diào)學習目標的重要性。在設計教學內(nèi)容和教學方式上，教育者需要先明確教學目標，然后根據(jù)目標設計相應的課程，采取相應的教學策略和方式，從而更好地實現(xiàn)教育目的。

學習目標要具有挑戰(zhàn)性和可行性。教育者需要充分考慮學生的學習能力、知識水平和背景等因素，制定可行性的學習目標，同時也要讓學生感到有一定的挑戰(zhàn)性，以激發(fā)他們學習的興趣和動機。

6.建立積極學習氛圍

積極的學習氛圍有利于學生的學習動機和興趣的提升。教育者可以在課堂教學中采取一些措施，比如活躍課堂氛圍、培養(yǎng)樂觀心態(tài)等，營造良好的學習氛圍，從而激發(fā)學生學習的積極性。

7.結(jié)合現(xiàn)實情境設計教學內(nèi)容

ARCS動機模型建議教育者將教學內(nèi)容和現(xiàn)實情境相結(jié)合，通過教學案例、實際應用、模擬實驗等方式，將學習內(nèi)容落實到現(xiàn)實情境中，讓學生感到學習內(nèi)容具有實踐意義，更好地理解和掌握知識。

8.多元化教學方法

教育者可以采取多種不同的教學方法和策略，以適應不同學生的學習需求和學習風格，比如口頭講解、圖像化說明、多媒體演示、團隊協(xié)作等。多樣的教學方法可以激發(fā)學生的興趣和動機，提高他們的學習效果。

總之，在應用ARCS動機模型時，教育者需要注意學生的實際情況，制定具有挑戰(zhàn)性和可行性的學習目標，創(chuàng)造良好的學習氛圍，多樣化的教學方法等，促進學生的學習動機和興趣的提升，最終實現(xiàn)教育的目的。隨著教育和培訓的不斷