ARCS動機模型在初中物理課堂教學中的應用研究
——以“升華和凝華”的教學為例

何 斌

(華南師范大學物理與電信工程學院 廣東 廣州 510006)

吳先球

(華南師范大學物理學科基礎課實驗教學示范中心 廣東 廣州 510006)

1 引言

初中物理教師是學生學習物理學科的啟蒙老師，因此在教學中要特別注重激發學生的動機，培養學生對物理學科的興趣，建立學好物理的信心．然而一些教師習慣了填鴨式教學，導致物理課堂枯燥乏味，使學生機械地接受知識，很難調動學生學習的主動性和激發學習動機．將ARCS動機模型與中學物理課堂教學相結合，有助于激發學生的學習動機，培養學生學習物理的興趣，幫助學生建立信心，體驗學習物理的成就感[1]．

2 ARCS動機模型

ARCS動機模型由美國弗羅里達州州立大學的J.M.Keller教授提出，該模型包括4個部分：注意(attention)、相關(relevance)、信心(confidence)和滿足(satisfaction)，簡稱為ARCS動機模型，該模型能幫助教師解決學生學習動機不足的問題[2]．

根據ARCS動機模型理論，首先，教師要精心設計課堂引入環節，在導入部分就抓住學生的注意力，讓學生產生求知欲，這是激發學生學習動機的第一步．其次，傳授的新知識要與學生已有的知識和實際生活經驗相關聯，讓學生體會到物理知識的有用性．當新舊知識和生活實際有關聯點后，學生對物理知識框架的建構便會更加的順暢．此外，通過各種方法增加學生成功的體驗，比如幫助學生建立明確的目標，為學生提供獲得價值感、展示自我的機會，不斷培養和增強學生的自信心，提高自我效能感．最后，學生通過自身的努力，運用知識解釋生活中的現象，解決實際問題，并且得到教師的積極評價，學生就會對自己的表現產生滿足感[3]．

3 ARCS動機模型在初中物理課堂教學中的應用

3.1 吸引學生注意 激發學習動機

吸引學生的注意力是上好一節物理課的關鍵，在課堂教學的開始環節，教師可以借助明顯直觀的實驗現象、能引發認知沖突的小魔術等為學生創造出學習新知識的情境，這樣使抽象枯燥的內容形象化、趣味化，讓學生產生更大的學習意愿，激發學生的學習興趣．此外，教師還可以通過圖片、動畫、視頻等形式為學生創設適合學習的情境，豐富感性認識，因為利用這些多媒體資源呈現單調的知識，更符合學生的認知規律，更有助于學生集中注意力，激發學習動機[4]．

教學片斷1:吸引注意，引人新課

演示：教師表演魔術，一個普通的氣球，給氣球口夾上夾子，不需要充氣，也能慢慢的鼓起來(事先在氣球中放了適量干冰)．

現象：氣球慢慢變大，如圖1所示．

圖1 氣球變大的魔術

在該片斷中，教師通過“氣球不用吹也能變大”的趣味魔術引入課堂，有效激起了學生內心深處的好奇心．學生觀察到氣球不用吹也能變大的現象后，定會積極思考是什么讓氣球鼓起來了．問題是學習的強大驅動力，當學生觀察到的現象和已有的認知相沖突，與獲得的前概念相矛盾時，就會在心底產生巨大的問號，學生的思維逐漸活躍起來，學習積極性高漲，在這種情境下，學習動機的激發和教學效果的提升則是水到渠成的了．

3.2 回顧相關知識 建立聯系

學生不是空著腦袋進入教室的，每個學生在已往的學習與生活中已經獲得了一些經驗知識，教師不能無視這些經驗，要根據學生的認知發展規律組織開展教學．因此在課堂教學中，教師要特別注重從學生原有的知識經驗出發，在此基礎上進行引導和教學，一步步生長出新的知識，最終幫助學生摘到桃子．教師帶領學生回顧復習相關的知識內容，可喚醒學生已有的認知，并以此為起點，引導學生進一步思考，提出本節課要探究的問題，激發學生的學習訴求[5]．

教學片斷2:回憶已學過的物態變化

師：春天，冰雪消融，說明冰雪變成了水，固態的冰雪變成液態的水，這是什么物態變化？

生：熔化．

師：夏天，河水干涸，說明液態的水變成了氣態的水蒸氣，這又是什么物態變化？

生：汽化．

師：物質可以由固態變成液態，也可以由液態變成氣態，那物質能不能由固態直接變成氣態呢？

學生一邊回憶，教師一邊記錄，形成相關知識框架，如圖2所示．

圖2 回顧舊知識提出新問題

在教學片斷2中，通過有效提問和畫物態變化的知識框架，幫助學生回顧固態和液態，以及液態和氣態之間轉化的知識，既能鞏固已有知識，強化知識體系，又自然過渡到本堂課的主題，固態和氣態之間的轉化，在新舊知識間建立了聯系．

教學片斷3:判斷真冰和假冰(干冰)，引出升華的概念

師：老師有兩種冰，一種是真的冰，一種不是真的冰，請同學們幫忙分辨真假，老師將這兩種物質分別放在兩張紙上，請同學們觀察，一段時間后，兩張紙上有什么變化．

生：兩張紙上的物質體積都變小了．

師：區別是什么？

生：一張紙上出現了液態物質，另一張紙上沒有液態物質出現．

師：所以哪個是真的冰？

生：變化過程中出現液體的物質是冰，冰融化了．

師：另一種物質由固態直接變成了氣態，是一種新的物態變化，叫升華．

在教學片斷3中讓學生觀察冰和干冰在常溫下有什么變化，并進行對比，學生觀察到兩種物質體積都變小了，但區別是一個在變化過程中出現了液體，另一個則沒有出現液體，如圖3所示.學生聯系已有知識可分析得到變化過程中出現液體的物質是冰，物態變化是熔化，而另一種物質從固態直接變成氣態，沒有液體生成，是干冰．在教學片斷2和教學片段3中，教師都十分重視新舊知識間的關聯，幫助學生從原有的相關知識經驗、思維水平出發，建立新舊知識間的聯系，引導學生結合實際生活進行分析對比，維持學生的學習動機與需要．

圖3 觀察真冰和假冰的變化

3.3 增加成功體驗 提升學生學習信心

在物理教學中，教師要創造條件使學生獲得成功的體驗，提高自我效能感．教師可以幫助學生設定合理的、能夠實現的目標，目標要有一定挑戰性，同時又是學生通過努力可以實現的，長遠目標可以分割為容易實現的小目標，再逐一達成．對學習基礎較弱的學生，也要為他們創設成功的機會，教師可以降低教學難度，多鼓勵表揚，讓他們體會到成功的滋味，同時引導學生積極歸因，提升學生的自我效能感和學習自信心[6]．

教學片斷4:怎樣讓碘錘中的碘升華與凝華

師：除了干冰外，碘也容易升華，請同學們思考，如何讓碘錘中的碘升華？

生：用酒精燈加熱．

師：碘的熔點是113.7 ℃，而酒精燈外焰溫度大約是500 ℃，所以能不能用酒精燈火焰加熱？

生：不能，用酒精燈加熱會使碘熔化，而實驗目的是讓碘升華．

師：那用什么加熱比較好？

生：用熱水，這樣就能在碘的熔點以下加熱了．

師：放在熱水中，固態的碘直接變成氣態的碘蒸氣．再思考一個問題，怎樣能讓碘蒸氣直接變回固態的碘顆粒呢？

生：放在熱水中，碘由固態變氣態，要讓碘由氣態變固態，可以試下將其放入冷水中．

在教學片斷4中，當提問怎樣使碘升華時，大部分學生會想到用酒精燈加熱，此時教師通過提示引導，告訴學生碘的熔點，學生在此基礎上分析得出加熱溫度不能超過碘的熔點，進而提出用熱水給碘錘加熱，如圖4所示．學生知道了如何使碘升華，當問到怎樣使碘蒸氣凝華時，都能迅速想到將有碘蒸氣的碘錘放在冷水中凝華，如圖5所示．整個教學過程中，教師沒有直接告訴學生如何讓碘升華和凝華，而是分解教學目標，降低教學難點，通過提問、引導，讓學生自己分析思考，最后得到升華不能用酒精燈，而要放在熱水中，凝華則放在冷水中．幫助學生在提升分析和解決問題能力的同時，獲得成功的學習體驗，從而提高學習的興趣和信心．

圖4 碘在熱水中升華

圖5 碘蒸氣在冷水中凝華

3.4 運用知識 獲得滿足

讓學生運用所學的物理知識解釋生活中的現象，在鞏固知識的同時，還能幫助學生維持較高的學習熱情，獲得滿足感．另外，學習的滿足感也可通過及時對學生進行激勵評價而得到．教師要多給予學生稱贊，對學生進行多元評價，評價不能只局限于知識掌握，還應關注學生的努力程度、創新精神等方面．這樣隨著積極評價的增加，學生的滿足感和自我效能感會越來越強，學生會更加喜歡物理課堂，深深體會到學習物理帶來的價值和快樂[7]．

教學片斷5:生活中的升華和凝華現象

師：家中用的樟腦丸，時間長了會有什么變化？

生：樟腦丸會逐漸變小，并且能聞到樟腦丸的氣味．

師：能用所學的知識解釋嗎？

生：樟腦丸在變化過程中沒有出現液體，由固態直接變成了氣態，物態變化是升華．

師：白熾燈用久了燈絲會變細，燈泡內壁會發黑，原因又是什么？

生：鎢絲變細是因為溫度升高，發生了升華，而升華產生的高溫鎢蒸汽遇到冷的玻璃壁，就發生凝華，形成固態的鎢附著在玻璃壁上，所以內壁會發黑．

師：非常棒，回到家你們也可以用這些知識考考自己的父母．

在教學片斷5中，利用所學的升華和凝華知識來解釋生活中樟腦丸變小，燈絲變細、燈泡內壁發黑的現象，如圖6所示.讓學生覺得學有所用，生活中處處充滿了物理知識，這不但鞏固了課堂內容，還讓學生了解科學、技術、社會之間的關系，真正實現了從物理走向社會．學生在回答問題的過程中，得到教師的積極評價，產生滿足感，學習物理的熱情得以維持．

圖6 解釋生活中的升華和凝華現象

4 結束語

ARCS動機模型與初中物理教學有效結合，可以激發和維持學生的學習動機．教師基于ARCS動機模型進行教學設計和組織教學，設法吸引學生注意，在新舊知識與實際生活間建立聯系，提供機會增加學生成功的體驗和自信心，引導學生運用知識，獲得滿足感．當初中物理課堂真正成為以學生為中心，充滿活力的課堂，當學生的學習動機被全面激發，學生就能在首次接觸物理的初中階段真正喜歡上物理．