新课程疑难问题与教学对策.ppt
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1、新课程实施难点与教学对策,2008年7月19日,探究式教学的过程环节探讨 物理教学中教学策略的选用 课程资源的开发和利用,内 容 提 要,关于“科学探究”与“探究式教学” 当前对“探究式教学”的认识误区与教学疑难 案例分析:体验探究式教学的过程实施 对科学探究教学过程设计的思考,探究式教学的过程环节探讨,在标准中,科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准,旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,从学生被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的科学探究能力,实事求是的科学态度和敢于创新的科学探索精神。,一、关于“科学探究”,1什么是“科
2、学探究”?,学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习物理知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神。,科学探究的形式是多种多样的,其要素有:提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作。,科学探究在标准中的地位,1.标准第一部分(前言): 注重科学探究、提倡学习方式的多样化, 是义务教育阶段物理课程的基本理念之一。,2.标准第二部分(课程目标): 把具有初步的科学探究能力作为物理课程应实现的目标之一。,3.标准第三部分(内容标准): 把科学探究和科学内容并列,作为义务教育阶段物理课
3、程内容标准的两大主题。,4.标准第四部分(实施建议): 把重视科学探究的教学,作为重要的教学建议。,2“科学探究”与探究式教学的涵义界定,科学探究具有双重含义: 科学家研究自然界并根据研究所获事实证据,做出解释的各种方式; 学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。,探究式教学:引导学生像科学家搞科研那样进行知识的学习与获取.,探究式教学是综合运用各种方法过程,一、探究教学的思维程序 以实验为基础的探究: 课程标准中的探究思维程序: 科学活动的思维程序: 实验归纳型、假说推理型、猜想反驳型 创造学中的思维程序: 非实验性探究: 两种探究的结合:,二、具体化的方法: 物理学研究方法
4、: 创造学方法:,二、当前对“探究式教学”的认识误区与教学疑难,(1) “科学探究”只是一种教学方法吗? 评论:“注重科学探究”不仅仅为了提倡一种教学模式,其内涵是新课程要“以科学探究”为中心”开展教学。 “科学探究” 被规定为课程内容和目标,是必须完成的教学任务。 教材以“科学探究”为主线,各章节尽量以探究实验方式呈现,使教学实施必须始终依赖于探究活动。 突出探究教学,重点不在于探究操作程式,应着眼于学生“基本科学素养” ,倡导“学生自主学习” 。 “科学探究” 前提条件:班级人数、教学资源、师资队伍。不能超越教育现状赶时髦,片面追求“一探到底”的轰动效应。,(2)怎样做才算是一堂好的科学探
5、究课?,评论:这是许多教师经常要问到的问题。从理想化和绝对化的角度来看,完整的课堂探究过程的确应该包括提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、实验与收集证据、分析与论证、评价、交流与合作七个环节。 课标规定七个程序化技能是需要课内外长期的实践才能获得。一堂课只有40分钟,又要保证学生自主探究时间,追求面面俱到,只能得科学探究之 “外形”,而失其“神韵”。 关键看学生能否“自主地学习”?是否领悟到科学应如何研究?如何用理性方法解决实际问题?,(3)“科学探究”就一定是“实验性探究”?其它探究类型如何设计? (科学探究的方法),评论: 科学探究类型不限于实验探究,探究的方式也不必遵循固定的操作程
6、式,其科学探究活动更应不拘一格,形式多样。 除学生就已熟悉的实验探究外,还可以进行一些不全是实验或完全没有实验的探究,例如文献检索研讨类探究、社会调查分析型探究以及包括“理想实验”在内的理性思辨性探究,等等。 只要能够围绕某一科学课题,让学生通过自主的问题解决过程,变未知为已知,提升自己的科学素养,就是一堂好的科学探究课。,(4)怎样在教学中落实“科学探究”过程环节?,评论:这是一个属于操作层面,需要通过具体教学观摩和案例评析才能回答的问题。我们将通过案例,分解探究过程的各个要素,让教师针对具体问题进行实践研讨,取得现场教学的亲身感悟。,三、案例分析:体验探究式教学的过程实施,物理教学的探究活
7、动是一种结论或猜想式的验证性探究,具体实施时应注意: 所探究的结论对学生而言,是对其原有观念和经验的超越,类同于创造性思维训练; 探究过程程序只是形式,要在深入领悟其精神基础上,逐步淡化步骤,形成丰富多样的探究教学类型; 课堂探究只是一种值得推荐的教学方式,评价的标准在于其是否实现三维课程目标。,下面结合典型案例,分别对科学探究活动的七个过程要素所涉及教学操作特点做深入研讨。为使教师能对相关的教学思路有所体验,每一个过程环节均列出课标对此的教学要求。,提出问题,课程标准要求解读: (1)能从日常生活、自然或实验现象中发现与物理学有关的问题问题的提出是科学探究的前提; (2)能书面或口头表述这些
8、问题形成具体明确的科学问题,使探究有明确的方向; 评述:不是所有问题都适合探究,应选择学生有可能自主研究课题的问题情境和背景知识。,【案例1】 “光的传播”,师:( 将教室的灯全部关上 ) 同学们有什么感觉? 生:黑,看不见东西。 师:在这种环境中,我们能看书写字吗? 生:不能。 师:(幻灯片展示“美丽的市的夜景”的照片。让一名学生把城市的夜景描述出来。) 我们从黑暗中看见了如此美丽的夜景,同学们,这些都与什么现象有关? 你们想了解光吗? 你们想知道有关光的哪些知识? 欢迎大家提出来。 ( 讨论后回答。以下答案来自学生。),生:光是怎样传播的? 光从哪发射出来的? 光有没有颜色?光是怎样产生的
9、? 光的传播速度有多大?太阳光是怎样到达地球?光有没有能量? 师:同学们提出了这么多关于光的问题,从今天起我们就开始在光学世界里漫游,你们的问题将会在今后的学习中被一一解答。今天,我们先研究其中的一个问题:平时我们用的光是从哪发射出来的? (结合学生活动介绍光源和光源分类) 研讨:请对这位老师在“提出问题”环节的教学设计做出评价。如果你认为做法适宜,请说明理由?如果你认为做法不恰当,请指出其中的不足之处。,【案例2】 “温度计”教学设计,请学生欣赏章首图雾凇 师:面对这样美丽的风景,你想知道哪些有关它的知识? 生:它是怎么形成的?雾凇的形成需要什么条件?为什么我们这里没有这种风景? 师:要弄清
10、楚这些问题,我们就要探知形态各异的物质世界今天,我们就一起来探究第十章物态变化,大家刚才提出的问题都与温度有关,我们的探究就从温度开始。 师:关于温度:你了解哪些? (学生根据日常生活中的经验,应该可以说出温度的定义和日常生活中的一些温度值,如沸水的温度,人体正常体温等。),教师根据学生的回答给出温度的定义及单位。在此基础上请学生进一步介绍摄氏温度的规定、读法、写法。 请学生观察教材第5页“自然界的一些温度”。使学生对自然界中常见的温度值有一定的了解,对于表中的空白,可以让学生讨论什么样的温度值处于这个温度的范围,对于具体的数值可以让学生课后查阅有关资料再填上。,师:如果让你做气象预报员,你用
11、什么办法测量温度? 生:用温度计。(师再问:为什么? ) 生:因为凭感觉判断温度不如用温度计测量准确。 师:如何正确使用温度计呢?下面我们就来研究这个问题。,师:同学们一定有这种体验;平地骑车时,即使不踩踏板,车也会前进一段距离,但它最终还是要停下来日常生活中这种现象很多,比如自由摆动的秋千会停下来。你们见过这类现象吗? 谁来说一说? 生:随风摆动的风铃最终会停下来,在地上滚动的小球最终会停下来 师:同学们的面前有很多物体,请大家随便玩,仔细观察你看到的现象,看看谁提出的问题多? (让学生动手玩面前的学具),【案例3】 “牛顿第一定律”教学设计,师:谁来提出你发现的问题? 生:小车为什么停下来
12、? 谁阻碍了小车的运动? 怎样让小车不停下来?为什么小车能运动? 师:这节课我们就来探究“运动的物体为什么会停下来”。,(说明:问题恰如其分,富于挑战性,又与“牛顿第一定律” 有一定距离,产生探究空间) 评注:学生提出问题是顺利探究的开始,所归纳的问题最好是学生发自内心、有兴趣探究的,而非老师强加的,这节课设置以玩带学的情境就处理得比较自然。 如果一开始就让学生动手玩,从中发现问题是否更好?,研讨: 以上三个案例的“提出问题”环节是如何展开的?教学上各有什么特点?在设计“提出问题”环节时应注意哪些问题?,发现问题、提出问题的过程:,表述这个问题,发现值得探究 的问题,表 达,抽象、概括,总结:
13、,学生在观察把木块和铁块分别放入水中时,发现木块浮在水面,铁块沉入水底。,“为什么把木块和铁块分别放入水中时,木块浮在水面,铁块沉入水底?”,“物体受到的浮力与哪些因素有关?”,发展学生提出问题的能力的途径:,设置必要的情境让学生在该情境中有所发现,布置一定的任务让学生为完成任务提出问题,教学评析与总结,问题情境类型:生活、自然与实验现象三种 设计形式:旧知识归纳、演示实验观察、编排虚拟故事、在动手中感悟等等。 问题既可由教师或学生提出;但最终必须形成明确的、适宜探究的问题。 目前教学存在的问题: 认为“提出问题” 是活跃气氛,急于转换为要讲课题,不注意有否探究性?是否学生真实表达? 对有研讨
14、意义问题,用物理语言明确表达问题重视不够。缺少质疑层次。 混淆“提出问题”和新授课 “问题导入” 环节,猜想与假设,课程标准要求解读: (1)尝试根据经验和知识对问题的成因提出猜想; (2)对探究方向和可能出现的结果进行推测与假设; (3)认识猜想与假设在科学探究中的重要性; 过程说明:这一环节以往教学涉及较少,教师经验相对不足,应加强训练。要明确“猜想”的主体是学生,提供必要的思维活动空间,让他们有感而发,猜想表达既要有流畅性(数量),更要有变通性、可检测性和科学性。,【案例4】 对“光的传播路径”的猜想,师:(演示 ) :我带来一个光源电灯,打开它,可以看见它发出的光,这是由于灯光射入我们
15、的眼睛。那么,灯发出的光是沿什么样的传播路径进入我们眼睛的?请同学们猜想一下。 生:(讨论后回答)光的传播路径可能是直的、可能是射线、可能是弯的。 师:同学们,如何验证你们的猜想是否正确呢? 研讨:你认为这样组织学生进行“猜想假设”有什么不足?如何改进?,分析:教师试图由观察现象引发猜想,但情境展开不充分,学生最终是靠经验记忆来猜测,没有困惑后的感悟。猜测时也未说明理由(为什么会形成这种猜想。)。,【案例5】 对“影响电磁铁磁性强弱的因素 ”猜想,师:电磁铁能吸住多重的东西,也就表明电磁铁的磁性有多大。那么,电磁铁的磁性大小究竟跟哪些因素有关呢?各个小组讨论一下,然后把你们的观点告诉大家。 甲
16、组:跟通过漆包线的电流、它两端的电压以及漆包线的电阻有关。 乙组:我们认为甲组的观点有些重复。根据欧姆定律,电压和电阻的共同作用就是电流,所以,我们观点是:通过漆包线的电流大小会影响电磁铁磁性大小。,师:乙组的分析到位,你们还能谈一下猜想的理由吗? 乙组(经过短暂组内讨论):是否可以这样推测:导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的,每股电流都产生一个磁场,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。 师:你们的猜想很有道理。其他组还有别的猜想吗? 丙组:线圈匝数的多少也会影响电磁铁磁性大小。,师:理由。 丙组:是否可以这样推测:200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的,每组线圈都产生一个磁场
17、,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。 丁组:我们把两组的观点进行了总结,我们认为通过漆包线的电流大小和线圈匝数的多少都会影响电磁铁磁性大小。 师:你们善于总结他人的成果,有牛顿的风范。,一生:我认为电磁铁磁性的大小跟铁芯的粗细有关,越粗磁性越强,因为胖人力量大嘛,胖铁芯肯定磁性强。 (众笑) 师(有些惊讶):你的这个猜想的确与众不同,坦率地讲,我也说不清楚铁芯粗细是否对电磁铁磁性有影响。给的器材里2枚大铁钉也是一般粗,不过,课后我们一起来研究。谢谢你,能提出这么好的猜想来,让老师也大开眼界。,评注:教师能要求学生对不同猜想讲出猜想的理由,应予以肯定。此外教师真实地在学生面前暴露自己的无
18、知(甚至有意识地表现自己的无知),与学生一起探讨问题,使学生去除对教师的神秘感和权威感。,研讨:这一案例的“猜想与假设”环节是否做得更好一些?请分析其取得成功的原因,并由此归纳出实施“猜想与假设”环节的教学设计思路。,教学评析与总结 “猜想” 的效果与问题的质量有关,初中物理的问题比较简单,学生凭经验很容易猜出结论,对此类问题倒不如略过,由教师给出,以免使猜想环节成为可有可无的“套路”,或让学生自认为科学猜测很容易。 让学生猜想时不要只简单的说“是”或“不是”,而要说出猜想的理由。这是为了防止猜想的随意性,锻炼分析问题的能力。 猜想类型分“对问题成因猜想”和“对探究的方向与实验结果推测”两种。
19、 要使学生能提出两个以上的彼此相异、对立猜想,并引导他们做出评判争议。建议多采用观察实验现象或动手活动来形成猜测。,学生假设(猜想)能力的发展: 让学生经历假定的过程 假定(对问题的答案做出设想)非逻辑思维。 让学生经历解释的过程 解释(根据已有事实、资料、知识对假定的合理性进行解释)逻辑思维。 好的假设(猜想)所具有的特征: 既有科学性,又有推测性(假设建立在事实和推理的基础上,但有待于实验证明,它是确定性和不确定性的统一) 可检测(不可检测的陈述是没有科学价值的) 有创造性(是认识新事物的开始),制定计划与设计实验,课程标准要求解读: (1)明确探究目的和己知条件,经历制定计划与实验过程;
20、 (2)尝试选择探究方法和实验器材; (3)尝试考虑影响问题的主要因素,有控制变量的初步意识; (4)认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。,【案例6】 “ 测量小灯泡电阻”实验设计, 师:同学们提供了很多方法,建议用我们已掌握的技术,即用电流表、电压表来间接测算。 师:科学家做任何实验都要有依据。这个实验的原理是什么?(提示刚学过的欧姆定律) 生:由欧姆定律IUR,可以推出RUI,用电压表、电流表测出正在工作的灯丝的电压、电流,即可用R UI 算出其阻值。 (学生设计电路图,讨论各组电路图合理性。有的组只安排测一次。) 师:你们组只测一组数据?合理吗? 生1:一组数据不一定准,应多测几组
21、。 生2:可能受其他因素影响,建议多测几组。,师:部分同学认为建议多测几组,可见同学们考虑得很全面,那怎样才能做到多测几组呢? 生3:更换电池组个数,改变灯泡两端电压。 生4:加入滑动变阻器改变电路中电阻,进而改变通过灯丝电流及其电压。 师:请同学们先讨论哪一种方案较方便 (重点讨论滑动变阻器作用,取得共识。) 生:用滑动变阻器的好处:(1)多次测量取平均值更准确;(2) 可以保护电路;(3)可以调节电路中的电流为整数值便于计算。 师:请同学思考,小灯泡的电阻有无可能受其他因素的影响,其阻值会不会是一个定值?,(启发学生考虑实验过程中可能改变的物理量) 师:灯泡的电压和电流是变化的,可以用电压
22、表、电流表来监测。此外,有什么因素会变? 生:灯泡的亮度会随电压变化而改变。 师:很好,在实验中我们还应关注灯泡的亮度,把它也作为研究对象。 师:请各组根据以上讨论,再一步完善实验方案,设计好数据记录表格。,师:电流、匝数都可能影响电磁铁的磁性,请各组提出实验方案。在设计之前先谈谈你们在解决变量控制上的打算。 生1:保持匝数不变,研究磁性与电流的关系。 生2:保持电流不变,研究磁性与匝数的关系。 师:你们准备用什么方法来反映磁性的强弱? 生3:用吸引铁屑的多少。 生4:用吸引大头针的多少。 生5:用弹簧秤的方法。,【案例7】 “探究影响电磁铁磁性的因素” 实验设计,师:用什么方法来改变通过电磁
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