差异性：一节同题异构课的比较

耿 建

（南通市天星湖中学，江苏 南通 226010）

笔者在互联网［1］上观摩了2011年江苏省高中物理优课评比的视频录像.其中1节课的课题是人民教育出版社出版的《物理》选修3－1第3章第3节“几种常见的磁场”，共有7位教师执教了这节课.笔者从中挑选了3节进行了仔细研究.通过对这3节课教学流程及相关细节的分析与比较，从课堂知识目标的定位等角度进行剖析，以引发大家对于课堂教学得到若干思考.这3节课分别称为课例A、课例B、课例C.表1—表3是3节课主要的教学流程、各教学环节的教学用时及教学组织方式.

表1

表2

续表

表3

续表

这3节课都经过了精心设计与打磨.总体来说，这3节课的教学目标定位准确，教学过程设计合理，实验设计巧妙，教学方法灵活多样，学生的三维目标的达成度也高，应该都是比较优秀的课堂实例.这3节课又是基于同一课题异构的课，因此必然存在差异.下面就从不同维度对这3节课的差异性进行比较.

1 知识目标选择的差异

本节内容包含5个方面的知识要求：磁感线、几种常见的磁场（安培定则）、安培分子电流假说、匀强磁场、磁通量.这5个方面的内容要在1节课上完成有难度，应该用2节课来完成，但如何划分为2节课应该有所思考.磁感线可以形象描绘磁场、常见的几种磁场的磁感线表示方法以及安培定则，这几个知识是一种递进、上升的关系，不能分割到2节课上.安培分子电流假说来自于条形磁体与通电螺线管外部磁场的相似性，由此引发对于磁体产生磁场与电流产生磁场的本质关系的思考.这3节课例都给出了条形磁体与通电螺线管的磁场外部磁场分布情况的演示实验，将这一知识点也安排在同一节课进行教学，更符合物理知识的认知规律.教材本节内容编排的次序也是将安培分子电流假说这一知识点放在匀强磁场之前，用意也在于体现知识前后的内在逻辑关系.但是这3节课例都没有安排安培的分子电流假说这一知识点的教学.课例A只完成了前两个知识点的教学任务，课例B与课例C安排了磁感线、几种常见的磁场（安培定则）及匀强磁场3个知识点的教学.也许执教者认为匀强磁场作为特殊的磁场应该放在几种常见的磁场之后进行教学.但笔者认为，在进行教学设计时，不能因为各个教学环节预设的精彩，而割裂、弱化了知识体系内在的整体性、逻辑性.

2 新课引入的差异

新课的引入除了要能将学生的注意力吸引到课堂中来，更重要的是要能激发学生的理性思考.这种理性思考就来自于本节课的教学内容是否能激发学生进一步探索的欲望.所谓进一步探索就是学生在已有认知的基础上，产生对知识更深层次认识的冲动.学生在初中对磁感线已有了一定的认识基础（初中已介绍了磁感线可以方便、形象地描述磁场，曲线的箭头方向表示磁场的方向），教师应该了解学生已有的关于磁感线方面的认识基础，然后再利用相关设计引入新课，将学生带人高中阶段关于磁感线的学习.

课例A通过阿尔法磁谱仪（核心部分是由我国科学家研制的）的介绍引入新课，这能激发学生的民族自豪感；课例B通过灯泡的光线引入新课，是利用了光线与磁感线模拟功能的相似性；课例C新课引入时教师直接说“前面我们研究了磁现象和磁场，知道磁体和电流的周围都有磁场，磁感应强度是描述磁场强弱的物理量”，用一句话过渡到本节课.这3节课采用不同的引入方法，各有特色.但笔者认为3节课例没有关注到学生关于磁感线已有的认识基础，从而在加强学生新旧知识联系的方面有所欠缺.

3 重点把握与难点突破的差异

3节课例涉及到磁感线、几种常见的磁场、匀强磁场这3个知识点，重点在于完整构建磁感线的概念.完整性是要在初中认识的基础上，能理解磁感线的疏密表示磁场的强弱、切线方向表示该点磁场方向以及磁感线的闭合特征.要形成磁场立体空间的认识，认识通电导线周围的磁场分布并能准确用视图表示，掌握安培定则.难点在于磁感线切线方向表示该点磁场方向，磁感线闭合特征的得出，电流周围磁场分布的视图，安培定则，匀强磁场的感性认识.3节课例在重点的把握上大体相同但又有所侧重，难点的突破各有精彩之处.

课例A重点讨论了磁体周围磁感线的分布情况、通电直导线的磁场及平面视图、环形电流的磁场及正视图.关于磁感线疏密表示磁场的强弱、切线方向表示该点磁场方向是通过与电场线类比告诉学生，但缺少直观演示，这一难点的突破略有欠缺.磁体周围磁感线的分布情况是通过细铁屑显示条形磁体周围磁场的演示实验来展示，但这个环节忽视了学生这部分知识的初中认识基础，提问交流费时较多.磁场分布的立体空间特征借助了空间模型直观地显示出来，费时少效果好.利用分组实验花了比较多的时间研究了通电直导线周围的磁场及不同视图的表示方法，通电直导线的安培定则没有利用实验结果引导学生进行归纳提炼，直接告诉学生结果，实验资源利用不充分.教师将长直导线弯成环形线圈，引导学生利用磁场叠加的方法进行理论分析，最后通过分组实验显示环形电流磁场分布的情况.这一教学过程有利于培养学生物理思维方法与能力，很好地从通电直导线磁场过渡到环形电流磁场的教学.磁感线闭合的特征整节课中没有很好的突破，教师只在给出通电直导线的磁场时交代一下磁感线的闭合特征，在讲授通电螺线管的磁场时没有提及，更没有将磁体与通电螺线管进行对比指出磁感线闭合的特征.通电导线周围磁场强弱特征这一难点的处理，教师也只是引导学生观察实验中细铁屑的分布情况来判断，停留在定性分析的基础上，缺乏说服力.

课例B重点讨论了通电直导线周围的磁场及视图、环形电流的磁场、安培定则、通电螺线管内部的磁场及匀强磁场.教师借助于演示实验和幻灯片给出了两种磁体的磁感线分布图，关于磁感线疏密表示磁场强弱、切线方向表示该点磁场方向这一知识点教师没有明确交代.借助于学生手中的导线与纸片，教师引导学生将导线穿过纸片中心来思考导线周围磁场的分布特征.这一设计解决了导线周围磁场分布的平面特征，可惜的是教师没有在此基础上进一步强调磁场分布的立体空间特征.两种电流的安培定则，教师都是在实验得出磁感线的分布特征后，让学生阅读教材，告诉学生判定法则，缺乏引导归纳.在介绍了通电直导线的磁场分布特征后，借助于环形线圈模型引导学生分析直导线和环形导线产生的磁场之间的关系，得出环形电流的磁场特征，这样的设计符合知识内部的逻辑关系.在得出通电直导线周围的磁感线后，揭示了磁感线闭合的特征.在得出通电螺线管的磁感线后，再次说明磁感线的闭合特征.紧接着说明磁体的磁感线也应该是闭合的.这样的教学过程对于说明磁感线闭合的特征说服力较强.教师在讲授通电螺线管的磁场时，巧妙地将铺有铁屑的纸板插到螺线管内部显示其中的磁场，并借助于传感器定量地测量出螺线管内部磁场的强弱，准确直观地引入匀强磁场的概念.这样的教学过程自然、合理、有效.

课例C重点讨论了通电直导线磁场的磁感线分布特征及安培定则，环形电流的磁感线分布特征.在磁感线的定义中教师只是交代了一下磁感线疏密表示磁场强弱、某点的切线方向表示该点的磁场方向，没有其他辅助说明和解释.利用一个空间磁感线分布图来说明磁感线分布的立体空间特征，没有费时但直观有效.利用细铁屑和小磁针显示通电直导线周围的磁场之后，引导学生归纳出安培定则，使学生对于安培定则的理解有了感性的认识基础.教师在细铁屑和小磁针显示通电直导线周围的磁场之后，又借助于传感器定量显示通电直导线附近磁场的强弱，使学生对于通电直导线周围磁场强弱有了清晰的直观认识.在实验得出环形电流的磁感线分布图后，发现越靠近导线磁感线分布越密集.教师引导学生利用微元法分析其合理性，既解释了现象又渗透了物理思想方法.通过介绍通电螺线管内部的磁场直接引入匀强磁场的概念，学生缺乏感性认识.磁感线闭合的特征只是在课堂总结时提到，在前面的实验与教学过程中没有及时加以归纳，略显突兀.

4 探究环节的差异

探究作为新课程特别强调的教学方式在这3节课例中体现得比较充分.课例A与课例C明确提出了探究的任务.如课例A提出：实验探究通电直导线周围的磁场；课例C则先后给出了6个探究任务（见表3）.课例B没有明确哪些属于探究过程，但事实上一些教学过程就是探究过程，同样能培养学生的探究意识与探究能力，若能再明确一下就更好.这些都说明探究教学可以渗透到我们日常的许多教学内容中去，而不仅仅局限在教材中明确的探究内容.另一方面，探究也不能成为一种标签，想贴在哪儿就贴在哪儿.如在课例C中的探究1（同名与异名磁极间磁场的磁感线分布）只是实验演示了一下同名与异名磁极间磁场的磁感线分布，探究3（匀强磁场）只是说明通电螺线管内部是匀强磁场.这两个教学环节没有较好体现探究的特征.

探究首先就要培养学生提出问题的能力，即能结合相关背景知识，主动提出有意义的问题.下面以探究通电直导线周围的磁场这一任务为例，看3节课例是如何提出该问题的.课例A在解决了磁体周围磁场分布的特征后，教师提问：“奥斯特发现电流的磁效应后，引发了电磁学一系列的发展，那么电流周围的磁场如何分布呢？”接着就提出“我们用实验探究通电导线周围的磁场”这一探究任务；课例B在完成了磁体的磁场分布特征和磁感线概念的教学任务后，教师问“是不是只有磁体周围才产生磁场呢？”学生：“不是，电流周围也有.”教师就接着问：“电流周围的磁场是怎样分布的？我们也用磁感线来表示电流周围的磁场分布情况，我们应该怎么画？”接下去的教学过程其实就是探究电流周围的磁场情况及磁感线表示方法；课例C在完成了磁体磁感线分布特征的教学任务后，教师就说“磁体的周围有磁场，电流的周围也有磁场.那么电流周围的磁场是如何分布的呢？今天就用实验探究的方法从最简单的直线电流开始研究起.”由此开始了通电直导线周围磁感线分布的探究.这3个课例都是从教师口中提出“电流周围的磁场是如何分布的”这一问题，学生只能认可接下来的任务就是解决这一问题.这对于培养学生的问题意识是有欠缺的.本节课的任务就是要学会用磁感线表示几种常见的磁场，开始可以引导学生明确本节课的几个任务，在这几个任务的驱动下学生完全有能力提出需要解决的几个问题.

对于问题结果的猜想是探究过程中很重要的环节，也是培养学生敏感地认识问题、把握问题的能力的过程.仍以探究通电直导线周围的磁场这一任务为例，3节课例在提出了该探究任务后，都没有给学生对电流周围磁场分布情况的猜想机会，就直接进入实验操作阶段.

实验方案的设计也是学生必备的探究能力之一.由于课堂教学时间的局限性，实验所需仪器总是教师预先准备好而摆在学生面前.若教师对实验步骤和注意事项不做任何提示，就让学生根据提供的实验仪器自我设计一个实验方案，摆弄一下眼前的仪器，试探性地去做实验.这样的过程学生也许会犯错误，但学生在犯错误的过程中掌握的规律才更符合科学认识的规律.以探究通电直导线周围的磁场这一任务为例，课例A是学生分组实验，课例B是演示实验，课例C是学生和教师共同完成的演示实验.课例A和课例C中，实验前两位教师都在幻灯片上罗列了实验注意事项、记录内容，然后按步骤完成实验.这样的实验探究过程是流畅的，实验结果与规律吻合得很好.但从培养学生实验探究能力角度讲，这3节课在该环节的教学设计是值得商榷的.

以上涉及到的探究的3个环节也是常见的探究教学过程存在的普遍性问题：问题由教师提出、猜想与假设过程被忽略、实验方案被明确.从某种程度上讲，这些探究过程实际上还是教师导演下的教学过程，学生的主体性、主动性仍受控于教师.

5 问题设计的差异

课堂教学中有些问题是需要学生能给予答复的，以反馈学生关于该问题涉及到的知识的掌握情况.而有些问题不一定要学生作出回答，但能引发学生对下一阶段的教学内容作出思考，这样的问题有利于培养学生的宏观意识.不妨将这样总领性的问题称之为“灯塔式”问题.在“灯塔式”问题下再根据教学实际情况设计一些小梯度的问题，从思维和知识内在逻辑的层面逐步逼近教学总目标.由此可以呈现物理知识的结构性，思维的螺旋递进性.但若设计的问题缺乏梯度、过于琐碎，反而会约束学生思维的广度与深度，不利于学生解决问题能力的养成.

3个课例在解决了磁体周围磁场的分布特征后，都提出“电流周围的磁场又是如何的”这一问题.这一问题就是课堂教学后一阶段的“灯塔式”问题，学生不可能准确回答该问题，但经过探究通电直导线、通电线圈等周围的磁场分布特征后，也就回答了这一问题.

课例B中提出了“通电螺线管的磁场分布是怎样的”这一问题，学生不可能马上给出准确的答复.这时教师就先让学生判断螺线管外某一点的磁场方向，让学生尝试性地画出外部磁感线分布图，再用实验显示出螺线管内部的磁场分布特征.经过师生间三、四个回合的互动，最后成功地总结出了通电螺线管磁场分布特征.这样的问题设计就很好地引领、推动了该教学环节，学生的从宏观到微观的思维能力就得到了潜移默化的熏陶.

课例C中给出了“探究通电直导线磁场的磁感线分布”任务后，又在幻灯片上明确了探究目的（探究某一垂直于直线电流平面内磁感线的分布）和需要解决的3个问题（如何模拟磁感线分布？如何显示磁感线的方向？如何改变磁场方向？）.这样将总任务“嚼碎”了喂给学生，表面上将探究任务肢解成3个小问题使该教学环节层次更加清晰，任务的操作性增强，结果是教学任务完成了，但在完成任务过程中学生的能力却没有得到锻炼与提升.因为当学生独立面对问题时，需要对问题整体把握的能力、连续的思维能力和直觉的判断能力.

6 课堂结束方式的差异

一节课既是独立的，又是开放的.独立的是指一节课有独立的教学目标、比较完整的教学内容、相对完整的结构.开放是指这节课具有承上启下的特征，是在学生已有基础上的深化与延伸，又是下节课进一步学习的前提.新课的引入是承上的过程，课堂结束不仅要对本节课进行适当总结，回顾这节课的教学任务，也要提出适当的问题，引发学生思考后续学习的内容.

课例A课堂结束时教师没有对本节课教学内容进行总结，留下3个问题：“条形磁铁与通电螺线管外部磁感线很相似，由此你能想到什么？”，“磁场由磁体与电流产生，它们之间有没有什么内在联系？”，“阿尔法磁谱仪内部有一个巨大磁体，能产生特殊磁场，有兴趣的同学课后可上网查看相关资料，这种特殊磁场又是怎样的？”.课例B课堂结束时教师也没有对本节课进行总结，留下一个问题：“条形磁铁与通电螺线管周围磁场很相似，它们之间是否还存在本源的联系？”课例A中的前两个问题和课例B中的问题就是下节课需要学习的“安培分子电流假说”，体现了学习内容的连续性，也体现了本节课的开放性.课例C课堂结束时总结了磁感线的5个特点，并留下一个探究题：在地磁场的电流假说的基础上，分析地球带电电性.该探究题需要运用到安培定则，也可以看成是对本节课的总结.这样的结束方式体现了课堂的整体性与独立性，但缺乏引发学生后续学习的动力.

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