优化第二次编码结果的分析

在对录像课进行了第一次编码后，我们运用描述体系的编码方式，对每一节课都进行更加深入具体的第二次编码。以下将以DQ1为例，按照课堂教学的推进过程，从两个维度的四个方面，进行全面透彻的第二次编码分析。以课堂教学推进的时间顺序，对DQ1中每个具体的教学情境进行详细深入的剖析，来挖掘分析课堂教学的两个维度的四个方面在DQ1中的具体呈现状况，及各个方面之间的相互联系和影响。

情境1：

（T：教师。S：学生，S1、S2、S3代表某一个学生，以回答问题的先后顺序依次编号）

T：平常，我们经常会说，某一个人气场很强，比方说……（PPT：现实人物照片）

T：还有……

（PPT：某一男士手抱吉他）

T：气场是一种看不见、摸不着，但是能够被感觉到的心理状态，气场能感染他人于无形，在物理中也有一些能够影响其他物质于无形的东西。

从情境1可以看出，教师想利用气场的无形和电场的无形的这一相似点，进行类比，引入新课；而展示人物照片这一教学行为是为达到激发学生学习兴趣的目的，表面上看，教师很好地运用了演示性策略，但是，从物理学科的本质考虑，就会发现，这样的教学设计反映了教师对“电场”这一内容物理本质理解的偏差，并且会因此把学生指引到离学科本质越来越远的道路上。之所以这样说，是因为尽管人的气场和电场确实具有“无形”这一共同点，但这并不是电场的本质，电场实质上是“存在于电荷周围的一种特殊物质形态”，教师应该向学生渗透的是电场的物质性，应该通过教学将“无形”的电场转换成“有形”“可见”的，且学生可以感知的形式，才能帮助学生理解这一抽象的概念。如果再次强化电场“无形”的表面特征，并且错误地将这样一个具有物质性的物理概念与人的心理精神层面的特性进行类比，会让这个本来就抽象的概念，越发变得玄妙和不可捉摸，这对学生后续学习电场的相关内容乃至整个电磁学的内容都非常不利，可能给学生的学习造成极大的认知障碍。教师对本质理解得不到位，会导致演示性策略的失效。由此说明，教师对于物理学科内容本质的把握情况，直接影响其教学效果。

情境2：

T：比方说，这是两根普通的吸管（展示吸管），把它抽出来（同时用手将吸管与包装袋摩擦），放到杯子上（一根吸管横在杯口，另一根试着接近它，用手拿着吸管逆时针转，杯口的吸管跟着转）。刚才两个吸管之间没有接触，但是有什么现象？

S：吸管在动。

T：为什么动？

S：有力的作用，受到力的作用（学生自主回答）……

T：这个力从哪来的？

S：……

T：大家有没有注意，刚才我拔出吸管之前做了什么？

S：进行摩擦。

T：摩擦，然后呢？

S：带电。

T：使吸管带电，然后，这个力是怎么来的？

S：摩擦，摩擦做功，是电荷之间的排斥。

T：对，是排斥。电荷显然没有接触，但是却发生了力的作用，这区别于弹力、摩擦力等接触力，这是非接触力。那么，非接触力，是如何产生的呢？法拉第认为电荷的周围存在由它所产生的电场，就像人的气场一样。电荷之间的相互作用的力是由这个电场来给予的。

在教学情境2中，教师通过“吸管相互排斥”的演示实验，引出“非接触力”这个概念，进而给出“电场”的概念，在这里，教师运用了演示性策略。教师的整体教学思路是对的，即学生通过观察实验现象，从现象中发现问题，进而引出概念。有的教材中，并没有提供合适的可以帮助学生获得感性认识的情境，教师能够创设情境，通过实验，让学生获得感性认识的做法值得肯定。但是，在具体的教学设计和实施上，存在一些问题。其一，教师选择的这一演示实验，操作简单，现象明显，对实验装置要求低，所以更好的做法是将其设置为学生探究实验，即可以运用实验探究性策略，让学生分小组通过自己动手操作和讨论，获得对这种“非接触力”的切身感受，会比集体的演示实验的教学效果更突出；其二，仅仅通过这一个演示实验，就总结“非接触力”，进而得到电场，这样的过程过于仓促，学生对于电场这个概念，还没有得到比较充分的体会和感受，教师应该增加演示实验或者学生实验，让学生有足够的时间去感受这种非接触力的存在，学生的这种感受是其之后获得理性认识的基础，教师有必要花费一定的时间让学生体会电场的存在，这也表现出教师对于学生学习特征的不了解；其三，教师说“法拉第认为电荷的周围存在由它所产生的电场，就像人有气场一样”，存在与情境1一样的问题，电场并不是真的像气场，教师不应一再强化这种表面相似的假象，这里又显示出教师对电场本质的理解不到位。通过这一情境发现，教师在课堂上，常常会通过一些演示实验来引入教学内容，但是会忽略实验的另一个作用，即可以通过实验现象让学生“看到”“感觉到”某一概念或规律的存在。学生获得的这些感受，虽然只是感性层面的认识，但是这种认识的积累，对学生从理性的角度建立和理解知识，起着重要的基础作用。如果学生对某一知识没有充分的感受，是很难在理性上去相信或者接受它的，更谈不上理解了。所以，缺失了感性认识的知识学习，就很有可能只是“识记”，而达不到真正意义上的理解。这一教学情境反映出了因教师对于教学策略的选择、学生学习特征的了解、学科本质的理解等方面的欠缺而导致的教学策略失当，进而影响这一内容的教与学。而且，可以看出，教师对教学策略选择的不恰当，一方面是由于教师在选择教学策略的能力方面存在欠缺，另一方面也是由于教师对学科本质及学生学习特征的了解不足。

从教学情境3可以看出，学生在理解“场”这一概念时，存在困难。学生依然很难将力的相互作用与“场”联系起来，因为学生觉得“场”是无形的，而以前学过的力都是需要相互接触才能发生的，所以，从学生在解答问题方面可以看出，学生更愿意相信A受到的力是B电荷直接给的，而B受到的力是A直接给的，会忽略掉“中间”的场的存在，而A与B又不接触，这就会造成学生的迷思概念，这主要跟情境1中教师的错误引导和情境2中学生没有获得足够的感性认识有关，导致学生对“电场对放入其中的电荷有力的作用”这一本质属性理解困难，即使知道了这一属性，但在认知上却没有真正地理解它。因此，在这里，教师采取问题讨论性策略并不恰当，在学生对某一问题没有形成一定程度认识时，教师以问题讨论的策略推进教学，并不能达到这一策略应有的教学效果。由此可以看出，教师因为对学生学习特征不了解而导致教学策略的选择失误。

情境3：

T：现在，有没有同学能利用“场”的观点，来解释下A、B两个电荷之间的相互作用？

（PPT：请用电场观点来说明A、B两个电荷之间的相互作用，配一张有两个电荷的图）

T：这是怎么发生的？

S：A的周围有一个电场，然后，它对B有力的效果，B对A也有同样的效果，它们之间有电场的这种相互作用。

T：好！B的力是谁给的？

S：B的力是A给的。

T：请用场的观点。

S：A的电场给的。

T：嗯，是A的电场给的，同样，反过来，B的电场也给A一个……

S：也给A一个力。

T：嗯，很好！请坐！

T：那么，今天，我们就来学习电场！

情境4：

T：那么，既然要学习电场，我们首先要感知到它，化学里面，我们可以用嗅觉或视觉来感知某些气体；生物里面呢，我们可以用显微镜来观察细胞；那么，物理中的场，我们怎么感知，初中大家学过磁场，磁场是怎么感知的？

S：铁屑。

T：有铁屑，还有什么？

S：小磁针。

T：嗯，小磁针。那么，电场怎么感知？

S：电荷。

T：好，有同学提到电荷，那么这个电荷，就被称为试探电荷。

T：好，再问一个问题，这个电场，是谁产生的？

S：已知电荷。

T：这个已知电荷被称为什么？

S：场源电荷。

T：好，试探电荷在场源电荷的电场中会怎样？

S：受力。

T：受到力的作用，很好，这就是电场的基本性质。

（PPT：电场的基本性质：对处于其中的电荷有力的作用）

（板书：电场—基本性质）

在教学情境4中，教师运用问题讨论性策略，带领学生，通过回忆初中学习磁场时感知磁场的方式，来找到研究电场的方法，即试探电荷，紧接着找到产生电场的场源电荷，然后通过试探电荷在场源电荷的电场中会受到力的作用，就此得到了电场的基本性质。分析发现，教师从初中研究磁场的方法，即引入小磁针，到电荷，到试探电荷，到场源电荷的作用力，再到电场的基本性质，完全没有留给学生思考的时间和空间，教师只是在学生偶然说出了他想要的可以引入下一个内容的答案时，就迅速进入下个环节，看似是与学生一起讨论了研究电场的方法，并得到了电场的基本性质，但是初中时是如何用小磁针研究磁场的，在高中又应该如何用电荷研究电场，为什么要叫“试探电荷”，试探电荷在场源电荷的电场中真的会受力吗，这个受到的力与试探电荷有没有关系，电场的基本性质是什么……在教师与学生这一问一答，看似流畅的教学过程中，教师跳跃和忽略掉了很多重要的问题，而这些问题却是学生理解概念的关键所在，学生能否真正地理解这些问题，要比知道一句“这就是电场的基本性质”重要得多，因为当学生对这一系列问题有清楚的认识后，自然而然地就能得到“电场的基本性质到底是什么”的答案，而不是这样直接告诉学生。真正高效的课堂教学，是学生对于教学内容真正意义上的理解和接受，而不是教师在规定时间内完成既定的教学计划和任务。如果不考虑学生是否真正学会和懂得某一物理内容，而只是一味按部就班地推进教学进程，就容易把课堂教学做成“夹生饭”，学生也只是被动地跟进教师的教学安排。在这一教学情境中，教师因不了解学生学习的认知过程和可能存在的疑难点而采取了不恰当的教学策略。

情境5：

T：好，那么下面，请大家四人为一组，设计一个方案，产生一个电场，并且感知到它的存在。

（PPT：小组讨论：设计方案，感知电场的存在）

T：来，2分钟时间。

（学生进入讨论中）

T：好，大家都讨论得很热烈，并且还拿起了手中的笔，做起小实验了，那么……S1同学，你们组的方案是怎么样的？

S1：用一个气球，打好气之后，摩擦头发，把它放在墙上，它也可以吸在墙上。

T：用气球摩擦，然后把它吸在墙上，然后感知到它的电场，很好，请坐！还有没有其他方案？

S：……

T：S2同学，你们组呢？

S2：可以用尺摩擦自己的头发，然后让它来吸住纸屑。

T：很好啊，也是摩擦起电，通过吸引物体来感知。

在教学情境5中，教师也运用了问题讨论性策略，让学生分小组讨论出感知电场的方案。教师想以学生分组讨论的方式，让学生自己发现探究电场的方法，这种教学策略本身没有问题。学生想到的方法，基本思路都是通过摩擦或通电，使物体带电，然后用物体去吸引轻小物质，虽然这个过程中确实存在电场，也能感知到电场，学生的基本思路也是正确的。但是，问题就在于，从学生的回答看出，学生感知到的是气球“吸在”墙上，塑料尺“吸住”了纸屑等，也就是说学生想到的还都是要“接触”的画面，学生依然无法接受“不接触”的物体间的相互作用力，哪怕这种“非接触力”已经发生，学生更愿意去关注它们最终“接触”的结果，而忽略“非接触”的过程。但是，教师对于学生反映出这样的理解障碍，不但没有纠正和解释，反而给予了肯定，这就给学生的理解又增加了困难。在这一教学情境中，再一次反映出教师对学生学习特征的不了解，并导致分小组的问题讨论性策略并没有很好地发挥作用。

情境6：

T：这是一个场源，电荷在它上面是均匀分布的，现在进来了一个试探电荷，与场源带同种电荷，如果这个试探电荷不够小的话，会怎么样？会对这个场源有什么影响？

S：排斥。

T：会把这些电荷都排斥到……

（PPT：动态显示：场源电荷的分布发生变化，移向另一边）

S：移到另一边。

T：会移到另一边去，场源就产生影响了，对吧？这个是试探电荷的一个条件。

（PPT：试探电荷：电荷量足够小，避免试探电荷对场源电荷的电场产生影响）

T：那么，刚才在视频里面，把起电机拿走后，发生了什么？

S：偏角变小。

T：对，偏角变小。如果我想研究这个电场里面各个点、各个位置的电场，那么，这个试探电荷，还要满足什么条件？

S：体积应该足够小。

T：要能看作一个点，是吧？

S：是的，要能看作一个点。

T：很好，请坐！

（PPT：尺寸足够小，方便研究空间中各处的电场）

在教学情境6中，教师运用演示性策略和问题讨论性策略，与学生一起探讨了试探电荷的条件，即：电荷量要足够小，体积也要足够小。在上述教学情境中，教师问学生，如果试探电荷的电荷量不够小会怎么样，并利用动画演示了试探电荷的电荷量不够小时，对场源电荷的影响。其实，当试探电荷的电荷量不够小时，场源电荷也会反过来影响试探电荷的电荷分布，它就无法充当试探电荷，无法来研究场源电荷的电场了。另外，在讨论试探电荷的体积时，教师提到要能够把它看作一个“点”，其实，就如同研究物体的运动时，需要将物体看作“质点”，在这里，也是需要把试探电荷看作“质点”，而且，对于试探电荷的电荷量和体积所要求的“足够小”，其实是一种理想化的模型。在这里，用到了物理学中的科学方法：类比法和理想模型法，但是，教师在教学中，并没有强调研究方法的使用。这反映出教师在进行教学设计时，并没有把科学方法当作教学目标和教学内容的一部分，表现出教师对科学方法的不重视，及对其重要程度的不了解。

情境7：

T：在知道试探电荷的条件之后，刚才的实验里面，大家看到了偏角变小，为什么这个偏角有大有小？也就是说这个偏角是由什么来决定的？

S：受到的力。

T：偏角有大有小说明什么呢？

S：说明力有大有小。

T：力有大有小，又进一步说明……

S：电场有大有小……

T：有强、有弱……

（板书：电场—强弱）

T：好，刚才视频里面，把小桶放在了金属球的左边，所以向左边排斥，那如果说我把小桶放在右边会怎么样？

S：一样排斥。

T：前面呢？

S：一样的！

T：向哪个方向？

S：前！

T：那放在不同的位置，排斥的方向……

S：不一样。

T：那么各个点的受力方向不一样，又说明电场怎么样？

S：有方向。

T：很好，有方向性。

（板书：电场—方向）

从情境7开始，进入了课程的核心环节，即开始研究关于电场强度的大小和方向问题，这是最重要也是最难的部分。在情境7中，教师运用了问题讨论性策略，带领学生，通过回忆之前的一个演示视频，讨论出了电场存在大小和方向，或者说是“猜”出了电场的方向。之所以说是“猜”，是因为教师是通过前一个研究试探电荷时的演示视频，来讨论关于电场大小和方向的问题，学生不一定还有清晰的印象，而且，前一个视频，是为了研究试探电荷的电荷量的问题，学生没有将太多的注意力放在偏角的大小上，因此，在这一教学情境下，教师只依靠学生之前看过视频的记忆，来推测出电场是有大有小有方向的，过于仓促和草率。而且，对于学生而言，研究电场大小和方向的问题，是需要从之前的感性认识阶段过渡到理性建立概念阶段的，在学生的认知过程中，需要跨越一个很高的台阶，需要教师尤其重视。而且，在研究电场的方向时，教师问学生：“如果说我把小桶放在右边会怎么样？”这是需要学生对这样一个假设的问题做出猜测，而教师在学生做出猜测后，并没有对此进行进一步的研究和验证，就得出电场的方向，这对学生学习这一内容非常不利，在学生的认知中，对电场方向的认识依然处于不确定的状态。在这种教学情境下，由于教师对学生学习特征的不了解及对教学内容难度把握不准确会导致教学策略运用的不恰当。

情境8：

T：这个强弱和方向都是由电场的力的性质得出来的，那么我们有必要来用一个物理量来描述电场的力的性质，这个物理量，就称为电场强度。那么，电场强度如何来定义呢？

S：……

T：猜测一下，这个电场强度和什么因素有关呢？

（PPT：电场的强弱与什么因素有关）

S：场源。

T：还有没有？

S：距离。

T：对，距离，还有电荷量。

（PPT：场源、距离、电荷量）

T：那么场源一旦确定，电场也就……

S：确定了。

T：那和试探电荷有没有关系？

S：没有。

T：没关系。

在上述的情境8中，教师出现了与情境4中类似的错误，即得到某一结论的过程太过迅速和牵强，教师在与学生的讨论过程中，学生不确定地说出电场强度可能与场源电荷和距离有关，教师就急于给出了定论，而且还给出电场强度与试探电荷无关的结论，在学生猜测与教师得到结论之间，缺失了“验证猜想”的过程，这一系列的结论，没有留给学生足够的时间和空间去“消化”。而且，教师提到，“这个强弱和方向都是由电场的力的性质得出来的”，这句话会给学生一种“电场强弱与电场力的性质有关”的错觉，给学生后面的学习带来很大的困难。由此看来，教师的教学，必须遵循一定的过程和顺序，应该循序渐进地引导学生去认识、接受、理解某一内容，而不是生硬地“抛给”学生。而且，教师要规范自己的教学语言，要避免因为一些容易产生歧义的话语给学生理解教学内容造成障碍。由此也看出，教师选择运用教学策略能力的欠缺。

情境9：

T：好，那么下面再思考一个问题，我们能不能直接用试探电荷受力来描述电场的强弱？

S：可以。

T：可以，有人说可以，来，你说一下，为什么可以？

S1：因为场源电荷确定，它的电场相当于确定了，然后，用同一个试探电荷，把它放在电场的不同位置的话，应该是可以表示它的强弱的。

T：好，请坐！有没有同学认为不可以的？

S：……

T：S2同学。

S2：我认为应该不行。

T：为什么呢？(www.xing528.com)

S2：因为它应该与试探电荷所带的电荷量无关，只与场源电荷的电荷量以及场源电荷与试探电荷的距离有关。

T：与受力有关吗

S3：与受力也无关。

T：它的受力与试探电荷的电荷量到底有没有关系呢？

S3：……

在情境9中，教师问到“能不能直接用试探电荷受力来描述电场的强弱”时，大部分同学回答“可以”，这与情境8中，教师说“这个强弱和方向都是由电场的力的性质得出来的”有非常大的关系。而且，S1同学的回答是正确的，确实，当电场确定时，用同一个试探电荷，把它放在电场的不同位置，是可以用它受到电场力的大小来表示电场强弱的，只不过，我们所要寻找的，是一种可以普遍描述电场强弱的物理量，而且，这种强弱，与放入或不放入试探电荷没有关系，教师应该从这个角度去引导学生思考。但是，该教师对学生的回答不予回应，而是去寻找他想要的“不可以”的答案。当S2同学回答出“不可以”并做出了解释时，表明在全班同学中，至少存在这样的两种观点，或者还有部分同学依然处于模糊不清的状态。分析S1和S2同学的回答，两人的回答都是正确的，只不过S1同学的结论有一个前提条件，即要求是“同一个试探电荷”，这时候，教师应该利用S1同学的这一特殊情况，再联系S2同学的补充，带领同学寻找更具普适性的结论。但是，教师并没有及时把学生引向更接近结论的方向，反而是提出了“它的受力与试探电荷的电荷量到底有没有关系”这一质疑，导致S2同学产生了动摇，对自己之前得到的正确结论也有所怀疑了。由此看来，教师必须清楚地了解学生学习的过程和特征，并在此基础上，精准地把握该何时提出质疑，何时给予肯定，何时有所引领和提示等，只有这样，教师才能有效帮助学生建立起对某一物理内容的理性认识。

情境10：

T：现在我们再来看一下播放视频。

T：还是摆开之后，记下一个位置，然后用一个不带电的金属小桶碰一下试探电荷，会怎么样？

S：试探电荷的电荷量是原来的二分之一。

T：电荷减半，然后现在观察到什么呢？

S：……

T：碰一下之后，它会回到原来的位置，大家发现了什么？

S：角度变了。

T：角度变了，说明什么？

S：所受的力……

T：力变小了，也就是说试探电荷的电荷量与它所受的力，有没有关系？

S：有关系。

T：有关系！电场的强弱与试探电荷的电荷量无关，那么我们能否直接用试探电荷的受力去描述电场的强弱？

S：不能。

在情境10中，教师为了解答情境9中留下的疑问，即“试探电荷所受电场力与其电荷量是否有关”，运用演示性策略，播放了一段演示视频，表明在同一个电场的同一个位置，当试探电荷的电荷量减半时，其所受的电场力减小，表明试探电荷所受电场力与其电荷量有关，教师根据电场强弱与试探电荷的电荷量无关，就判断出电场强弱不能用试探电荷所受电场力描述，这在逻辑上存在错误。而且，在情境9和情境10中，关于电场强弱、试探电荷电量、试探电荷所受电场力三者之间的关系的讨论，始终处于定性的猜测状态，教师没有帮助学生厘清这三者间的关系，导致整个教学过程处于混乱的状态，这样的教学过程，易引起学生产生疑惑和迷思概念。教师的教学逻辑清晰与否，直接决定了学生对于物理内容的理解程度。

情境11：

T：既然不能直接用力来描述电场的强弱，那么我们就以点电荷为例，来进行一个探究。在场源Q所产生的电场里面，在r处放置试探电荷q，它在r处的受力，可以怎么得出？

S：库仑定律。

T：好，很好！那这个点的力是F的话，放在2r处时，这个受力是多少？

S：四分之一的F。

T：那么我们现在以此为例，把试探电荷的电荷量也变一下，一个2q，还有一个5q，现在大家先把表格填写完整，还是四人一组，来讨论一下这两个问题。

（PPT：1.什么情况下可以用试探电荷的受力大小来描述、判断电场的强弱，什么情况下不行？2.用受力大小来描述电场强弱有局限性，请分析数据，找出一种适用于任何情况的描述方法）

T：好，我看同学们讨论得差不多了，首先，请一个同学起来把这个计算结果报一下，S1同学。

S1：（说出计算结果）

T：大家的结果是不是都这样？

S：是。

T：好，计算得很准确啊，请坐！那么，什么情况下可以通过受力的大小来判断、描述电场的强弱？S2同学。

S2：就是当我用同一个电荷，电荷量是一定的时候，我可以用它的受力来表示电场的强弱。

T：好，请坐。那么，什么时候不可以呢？S3同学。

S3：当电荷量变化的时候，不能比。

T：哦，电荷量变化的时候不能比。好，我们现在举一个更明显的例子。比方说，q在r处的受力和5q在2r处的受力，它们之间有什么关系？

S3：5q在2r处的受力比较大。

T：但现在能不能判断2r处的电场就比r处的电场强呢？

S3：不能。

T：那么这就是一个局限情况了。好，请坐。

在情境11中，是学生从“感性地意识到电场存在大小”过渡到“理性地建立起电场大小的定量关系”非常关键的环节，教师在这个过程中，通过问题讨论性策略，运用学生之前学过的库仑定律的知识，进行了很好的定量推算过程。分析教师提出的两个问题，问题1的答案正是情境9中S1同学的回答，教师应该在情境9中S1同学回答之后，结合S2同学的回答，顺势进行情境11的推理过程，而情境10中视频的演示过程，其实是一个感性认识的过程，学生对电场强弱的认识都是定性的，这个过程应该在情境7的时候进行，而不应该出现在这个情境中。这样才能遵循学生学习某一物理内容的认知过程，即先了解某一物理内容存在的物理现象，发现问题，然后通过一系列的演示和实验，感性地认识这一内容，在学生获得充分的感受并对这一物理内容熟悉之后，才能开始对这一内容的理性的、定量的建立过程。教师的教学如果违背了这样的过程，不但不能帮助学生很好地学习物理内容，反而会使学生产生更多的迷思概念，给学生的学习造成困难。

情境12：

T：那么，第二个问题，有没有小组找到了描述所有电场强度的方法呢？

S1：用力F与电荷量q的比值。

T：用这个比值是吧，来解释一下。

S1：因为F就是在电场中受到的力，q是它的电荷量，比值能够表达出它在单位距离内所受到的力，然后，就可以反映出一个电场的强弱了。

T：是通过单位电荷所受的力反映的，好，请坐。还有没有其他的结论？

S2：因为一个试探电荷所受的力，等于场源电荷乘以它的电荷，再除以它们之间的距离，受到试探电荷的影响，就要除掉q，所以现在Q是一定的，影响它的只有它的位置。

T：是通过库仑定律来发现的，用F和q相除，得到了一个量，与试探电荷无关。好，我们现在把这个比值给它算出来，在r处，不管是q还是2q，还是5q，这个比值都是一定的。这个定值说明这个比值与试探电荷无关，是电场本身的一个性质。好，能不能通过这个比值来表述电场的强弱呢？

S：可以。

T：通过比较什么？

S：……

T：r处的电场比2r、3r处的要强。这个比值，看来是电场本身的性质，而且，可以表示它的强弱，我们就把这个量、这个比值，定义为电场强度。

情境12在情境11的基础上，进一步推算出了电场强度的定义式和决定式，通过这两个情境的理论推导，最终得到了关于电场强度大小的定量的认识。S2同学通过库仑定律，得到了关于电场强度的决定式，而且，从中可以看出，电场强度只与场源电荷、电场中某一点与场源电荷的距离及静电力常量有关。其实，S1与S2同学的回答是有联系的，因为在S2同学得出电场强度公式时，也需要用所受电场力比上电荷量，教师需要对S1同学的回答予以评价，并与S2同学的回答联系起来。而且，教师还需要对两个公式进行对比分析。如果学生对这一点不清楚，之后在运用电场强度的概念分析具体问题时，会出现问题。

情境13：

T：通过力和电荷量的比值来定义，是什么定义法？

S：比值定义法。

T：以密度为例，密度D=m/v。对于同一种物质，密度与它的质量和体积有没有关系？

S：没有。

T：对，没有。密度是它本身的一种性质。场强呢？

S：没有关系。

T：与试探电荷的受力及电荷量没有关系，也是电场本身的属性。这个物理量出来之后，它的单位可以由表达式直接得到。

T：标量还是矢量？

S：矢量。

T：为什么是矢量？

S：因为力有方向。

T：好，既然是矢量，它的方向是什么？

T：我们规定正电荷的受力方向是它的方向，那换成负电荷呢？

S：相反。

T：那方向改变了吗？

S：没有。

T：对，没有改变，还是跟正电荷放在这里的方向是一样的。这是它的方向。

在情境13中，教师讲到了比值定义法，对于科学方法进行了恰当的运用和强调，而且，通过其他以比值定义法定义的物理量的性质，类比出了电场强度与定义它时引入的试探电荷所受的力及电荷量没有关系，电场强度是电场本身的属性。但在情境13中，也存在因为教师语言的不规范而产生的误导，教师提问学生电场强度是“标量还是矢量”时，学生回答是“矢量”，而且补充说“因为力有方向”，这是错误的理解，电场强度是矢量，是由电场本身的性质决定的，并不是因为力有方向，所以电场强度才有方向，教师这样的言语，会误导学生产生“电场强度的方向是不是跟放入其中电荷有关”的疑问。这再一次说明，在教学中，教师必须规范自己的语言，这种规范是建立在教师对物理内容的准确理解基础上的。

情境14：

T：我们能不能认为点电荷的电场强度与它的电荷量成正比，与距离平方成反比呢？说一下你的理由，S1同学。

S1：应该不可以，只有另一个一定的时候才可以。

T：你觉得只有另一个电荷一定的时候才可以，是吧？来，请坐。S2同学。

S2：我觉得可以。

T：为什么呢？

S2：它是一个决定式。

T：也就是说，点电荷的场强是由场源电荷的电荷量和距离来决定的。好，请坐。

T：好，下面我们来看一下视频。

T：我们来改变一下这个场源的电荷量，用一个不带电的金属球碰一下这个场源金属球，使它的电荷量减少，这个时候会怎么样？

S：变小。

T：偏角变小了，进一步说明，电场有什么变化？

S：变弱。

T：嗯，看来确实是有关系的。

在情境14中，教师提问：“我们能不能认为点电荷的电场强度与它的电荷量成正比，与距离平方成反比呢？”S1同学回答：“应该不可以，只有另一个一定的时候才可以。”从S1同学的回答可以看出，他依然认为电场强度与放入其中的电荷是有关系的，说明学生对于上面几个情境中，分析得到的“电场强度的大小与试探电荷无关”这一结论，还没有理解，很有可能在班级里，还有与S1同学想法相同的学生，但教师对学生表现出的这一错误理解没有回应和解释。而且，其实在情境14之前，通过分析，已经得到了“电场强度与试探电荷无关”的结论，教师在情境14中的提问，无疑又会让学生对前面得到的结论有所动摇和怀疑，由此看来，此处的问题讨论性策略运用得并不恰当。而且，在情境14中，教师引入演示视频，验证“电场强度与场源电荷”有关，这一教学行为并无意义。其一，这种验证属于定性的验证，而在这之前，已经得到了定量的分析结果，且观察课堂时可以看到，由于视频中的场源并非电荷，而是一个大的带电体，试探电荷是一个体积并不小的金属小桶，因此，实验结果不明显，效果不佳；其二，在情境14中，只知道“电场强度与场源电荷有关”意义不大，因为这在之前，已经得到了这一结论，在这里，教师需要验证的是“电场强度只与场源电荷的电荷量有关，而与试探电荷的电荷量无关”，由此看来，教师在这里所运用的演示性策略并没有达到原本的目的。

情境15：

T：这只是一个点电荷的电场，如果说是多个点电荷的电场呢？大家说，如果说现在是两个、三个点电荷产生的电场，它们……

S：矢量。

T：嗯，对，它们都是矢量。好，我们现在来看两个练习，图我已经画在黑板上了。

（板书：在一条直线上的两个点电荷，一正一负；成等边三角形放置的三个点电荷，底角两个正电荷，顶点一个负电荷）

（PPT：1.真空中两个等量异种电荷，电量均为0，距离为L，试求两者连线上中点M处场强大小；2.如图，真空中两个正电荷和一个负电荷，电量均为0，排列在边长为L的等边三角形的三个顶点上，试求底边中点N处场强大小）

T：好，利用点电荷电场和场强叠加，一分钟时间，计算一下。

S：（计算以上两个问题）

T：大家做完了吗？请一位同学，来说一下答案。S1同学。

S1：……

T：第一个场强是8k。

S1：（说出答案）

T：好，你是怎么算的？

S1：把两个电荷对M产生的场强叠加。

T：你是先算出正电荷在M处的场强，然后算出负电荷在M处的场强，然后把它们叠加，那两个场强的方向都向哪儿？

S1：都向右。

T：都向右，把它们直接加起来就好了。好，请坐。第二题呢？第二题有些难，有谁算出来了？好，S2同学。

S2：（说出答案）

T：你是怎么算的？

S2：下面的两个正电荷相互排斥，它们的电荷量互相抵消了，它们的电场抵消了，这时候只知N点处有一个场强，那么，方向是向上的，距离的话，利用等边三角形算出，然后直接带入就算出来了。

T：好，大家和他的做法一样吗？

S：一样。

T：看来都一样啊，请坐。首先看下面两个，它们两个在N点处的场强是互相抵消为零了，只剩这一个负电荷，再套入场强公式就可以算出答案。你们两个都是直接通过场强的叠加算出来的，还有没有同学，有其他的方法呢？好，S3同学。

S3：以第一个为例，可以先假设M为一个正电荷，那么，左边的正电荷对M有一个向右的排斥力，右边的负电荷有一个向右的吸引力，可以先求出它的合力，然后再根据定义式，就可以知道场强等于合力比上M的电荷量。

T：很好。他的方法和前面两位同学的方法不一样，是先假设放一个正电荷，先考虑受力，再根据定义式求出场强。两种方法都可以。好，这就是电场强度的叠加原理。

在情境15中，教师给出了两道练习题，通过问题讨论性策略，得到某一点如果存在若干点电荷电场，需要进行矢量叠加。但是，由于教师给出的练习题情境太特殊，并没有真正展现出点电荷电场的叠加原理；而且，在进行练习题结果分析时，教师应该运用讲授性策略，将具体的计算推理过程完整准确地展现在黑板上，而不是以学生口头回答、教师口头总结的讨论方式进行，因为在班级里，肯定有不会的同学，教师应该向同学讲授完整、准确的推算过程，将点电荷的叠加原理准确地告诉学生。

情境16：

T：我们知道了点电荷电场强度的计算方法，也知道了它的叠加原理，原则上我们可以求出任意一个带电体的电场，那大家想一下，怎么来计算任意一个带电体的电场强度呢？有没有方法？S1学。

S1：用微元法。

T：利用微元法，好，接着说。

S1：在电场变化的情况下，微元很小的一段，电场没有变化，可以相当于是匀强电，然后带入算。

T：嗯，很好，请坐。用微元法，然后利用叠加原理，从而求得这个带电体的电场强度。

情境16中，教师运用问题讨论性策略得出任意带电体的电场可以通过“微元法”来解决，但是，一方面，“微元法”是超出课程标准的内容；另一方面，S1同学没有答出具体的计算方式，教师也没有进行准确的讲解，这样的教学行为，会导致连单独点电荷的电场都没有掌握的同学，感到更加困惑。所以，教师意图拓展学生对电场的理解，实质是无效的教学行为，而且，容易造成学生更大的理解困难。

情境17：

T：好，今天的课上到这里，下面请一个同学来总结一下今天课的内容。S1同学。

S1：我们先学了电场的性质，电场有强弱、有方向，是一个矢量，电场强度是电场自身的属性，与试探电荷的受力和电荷量都无关。然后，可以用公式求它的大小，可以用微元法来求任何一个带电物体的电场强度。

T：好，我提个问题啊，它适用于任何一个电场吗？

S1：应该是真空中点电荷的电场。

T：适用于真空中点电荷的电场。嗯，好，看来你们今天上课收获很大。好，下课之前，我想说一下，场，在英文中称为“field”，是说空间、领域、场地，而我们所学的电场、磁场，更类似于西方语言里面“场”的意思。既然，有电场、有磁场，还有一类非接触力，万有引力也有一个引力场。那么，就把这样的题目留给大家作为课后思考。类比今天学习电场的方法，定义重力场强度的大小和方向，并且写出表达式。

（PPT：空间不仅存在电场、磁场，万有引力也有引力场，地球附近的引力场就是重力场。类比我们研究电场的方法，定义重力场强的大小和方向，写出它的表达式）

情境17中，教师请学生总结本节课的教学内容，尽管，学生说出了这一节课的所有内容，但并不代表学生都真正学懂了这些内容，也不代表所有同学都明白其适用范围，教师不能据此就得到“看来你们今天上课收获很大”的结论。既然讲到适用范围，就应该针对适用范围进行确定的讲解，并且，对于这两个公式的适用范围，应该在情境13得到公式时，就立刻告知学生，因为其适用范围的确定，与公式的由来和推理过程都是息息相关的，在得到公式后给出其适用范围，可以很好地帮助学生巩固对公式的理解。在情境17中，教师说到“场，在英文中称为‘field’，是说空间、领域、场地，而我们所学的电场、磁场，更类似于西方语言里面‘场’的意思。”教师在进行课堂总结时，说到的这句话，对于学生理解电场、磁场等概念，不但没有帮助，反而会给学生理解“场”这一概念制造了障碍，是错误的引导和暗示，又将学生对电场的理解引向了“领域”“场地”等不相干的方向。由此看来，教师在结尾处所做的总结和类比，并不恰当。

通过对DQ1中17个具体的教学情境进行深入分析后发现，尽管在教学中，教师运用了问题讨论性、演示性等教学策略，但是透彻地分析后就发现，教师对核心内容本质的理解不到位、对科学方法的重视程度不足、对学生学习特征了解不充分以及教师自身能力的欠缺等原因导致很多教学策略使用不恰当的情况出现。所以，尽管教师采用了丰富的教学策略，但没有在恰当的时机使用恰当的策略，使得这些丰富的教学策略，并没有发挥其应有的教学价值，导致学生无法顺利学习和掌握教学内容。