2022年高中物理探究学习教学设计方案的实践研究2.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 高中物理探究学习教案设计的实践争论李友兴摘要： 以建构主义理论为依据,整合现代信息技术,从探究学习教案设计的内涵、硬件教案环 境设计、软件教案环境设计、探究学习教案过程设计、探究学习教案设计评判、探究 学习的训练功能等方面对高中物理探究学习教案设计进行具体的论述,并通过实例进 行分析；关键词： 现代信息技术高中物理探究学习教案设计一、问题的提出一般高中物理课程标准指出：高中物理课程应促进同学自主学习,让同学 积极参加、乐于探究、勇于试验、勤于摸索；通过多样化的教案方式,帮忙同学学 习物理学问与技能,培育其科学探究才能,使其逐步形成科学态度与科学精神；新 课程把这一理念作为实施教案的基本理念；为了更好地实现物理学科教案新理念、适应一般高中物理课程标准和新课 程的需要,帮忙同学从被动的学习者转变为主动的学习者,在探究物理规律的过程 中培育猎取和处理信息的基本科学方法和思维模式,在参加解决问题、参加决策、参加小组争论、参加学习评判的过程中,将所把握的科学学问同他们从多种渠道获 得的学问联系起来,并将所学的科学学问应用到新的问题中去,在学习过程中逐步 形成科学探究才能；因此,有必要对新课程、新理念背景下的探究学习教案设计进 行争论；二、探究学习教案设计的内涵 教案设计是教案理论向教案实践转化的桥梁；所谓教案设计,是以获得优化的 教案过程为目的,以学习理论、教案理论和传播理论为基础,运用系统方法分析教 案问题、确定教案目标、建立解决教案问题的策略方案、试行解决方案、评判试行结果和修改方案的过程；它包含教案设计的前期分析<包括学习背景分析、学习任务分析、同学分析）、教案策略设计<含教案媒体的挑选）、教案设计的评判<含教后的反思）等方面；探究学习教案设计是指：运用系统方法分析教案问题、阐明教案目标,建立基于现代信息技术、网络资源,同时运用科学探究的方法<即同学用以猎取学问、领悟科学的思想观念、领会科学家争论自然界所用的方法而进行的各种活动,包括观 察、测量、制作、提出假设、进行试验、提出模型和沟通）,以帮忙同学主动猎取 学问、进展科学探究才能、形成科学概念、养成探究未知世界的积极态度的策略方 案,试行解决方案、评判试行结果和修改方案的过程；1 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 探究学习教案设计实质上是基于现代信息技术、网络资源,将科学问题的探究 引人课堂,使同学通过类似科学家的探究过程懂得科学概念和科学探究的本质,并 培育科学探究才能的一种特别的过程；实施探究学习的目的是：不但使同学知道学问的结果和结论,同时懂得猎取 学问的过程和方法,养成探究未知世界的积极态度；三、探究学习的教案环境设计 教案环境是同学可以在其中进行自主探究学习的平台,是一个支持和促进同学 学习的场所；建构主义认为,同学在丰富的学习环境下,充分利用学习资源,借助 老师、同学的帮忙,通过意义建构的方式而猎取学问；传统的教室是学习资源和认 知工具相对贫乏的学习环境,这种学习环境使得同学的探究学习极为困难；而基于现代信息技术的学习环境 认知工具；1、硬件教案环境设计<数字化学习环境）有充裕的信息资源和促进探究学习的学校校内网由网管中心、主干网和各楼内的局域网组成,掩盖整个校内；数字 化教室与中心交换机实现数百兆连接,供同学上因特网用；配有多媒体教案掌握系 统、老师机；同学每人 <或合作小组）配一台多媒体电脑作为同学工作站,全部电 脑均连接在学校的校内网上,成为同学自主学习的工具； 2、软件教案环境设计 软件教案环境包括网络资源库和争论区,核心是校内网上的网络资源库；2.1 网络资源环境网络资源库 校内网上的网络资源库是一种基于网络技术搭建的智能化平台所支撑的、“ 丰 富” 的教案环境；该教案环境结构图如下：虚拟试验室 老师 背景资料库同学沟通与反馈争论平台探究学习网网络课件库沟通与反馈络智能习题库资教案素材库源库探究学习案例库同学图一探究学习的教案环境结构图相关网站校内网上的网络资源是一种开放型的学习资源,它包括电子教材、录像资 料、音频资料、视频资料、文字材料、网络信息资源等；2 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 教案素材库为同学供应自学素材；网络课件库为同学或老师供应网络课件；背景 资料库供应与教材内容相关的多媒体资料和指导性自学资料,以扩高校生的学问 面,提高同学自主学习才能；虚拟试验室备有演示性试验、帮助性试验、拓展性试验、设计性试验,设计 试验系统为同学供应一个展现自己才华的平台；智能习题库备有智能题库系统、智能考试系统,同学可依据自己的需要,选用 不同内容、不同层次的习题进行自我检测；探究式学习案例库供应了一些有关同学探究式学习的案例供同学参考,将课堂 内的探究活动延长到课外的试验、调查及其它学习活动,并从相关网站向外延长到 因特网；2.2 协作学习环境校内网上的争论区 校内网上“ 争论区” 的设立,从根本上冲破了传统课堂教案中教案时间和教案 空间的限制；争论区包括学科论坛和在线答疑；老师与同学、同学与同学之间的沟通,可以通过基于网络环境的争论区来实 现,最常用的是 BBS论坛方式；其次,可以采纳在线答疑的方式进行争论和沟通；例如采纳 E-mail 、ICQ等方式来实现争论和沟通,它更适合于个别化学习；四、高中物理探究学习教案过程设计 在长期的教案实践和教改试验中,我们将现代信息技术与高中物理课程加以整 合,以培育同学的物理创新意识和解决实际问题的才能为宗旨,以同学自主学习为 核心,以诱导型探究为主要学习方式,以同学自我评判和他人对同学评判相结合为 主要评判方式,形成了探究学习教案过程设计；该教案过程设计的流程图如下所 示：自主探究提出创设提出假设验证假设小结测试问题情形沟通反馈协作探究问 题探 究评 价图二 高中物理探究学习教案过程设计流程图该教案过程设计分以下几个环节：3 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1、提出问题,创设情形老师通过不同的途径和方式<如老师引导、同学之间的争论、师生之间的讨论）激发同学提出科学的问题；接着,利用现代信息技术创设特定的学习情形 <如观看、试验、案例分析、争论图片等）,引导同学进入学习,同时供应解决问题所需的信息资料、试验仪器； 2、提出假设,科学验证探究学习教案设计的核心要素,是要求同学提出假设、设计探究方案进行探究,直至得出结论；这阶段是自主探究阶段,具体包括：<1）依据已有的学问、经验或收集的信息作出比较合理的猜想、假设和设计探究方案；<2）由同学通过网络 拜访老师放置在校内网网络服务器上的网络资源库；同学带着问题或试验方案通过 网络的必要帮忙独立进入老师设置的学习环境进行探究；或者通过现代信息技术与 多媒体试验帮助系统进行实时试验探究,收集试验数据；3、分析争论,得出结论这阶段是协作探究阶段,具体包括：<1）对收集到的信息进行分析、鉴别、处理,得出结论； <2）对得出的结论作出科学说明；在分析争论过程中,必要时可通 过网络的帮助进行网上协作学习；同学通过网络的帮助,将各自的猜想、假设、实 验方案或得出的结论带入网络争论区进行沟通,比较各小组的探究过程和思维结 论,从中猎取胜利的体会和失败的教训,使自己的思维过程更趋合理；4、小结沟通,测试反馈 <1）同学对各自的探究过程进行小结,陈述各自的探究结论或试验现象与结论,并对各自的探究过程和结论进行反思、评判；论进行反思、评判,提出建设性的看法和建议；<2）同学对他人的探究过程和结 <3）老师对本课的同学小结进行适当的补充、总结和评判,并让同学浏览网页“ 小结” ；<4）小结后,引导同学进入 网络智能习题库,完成自我测试,测试结果由运算机网络当即反馈给同学；这种探究学习教案设计不仅关注同学“ 知道什么” ,更关注同学“ 怎样才能知 道” ,在“ 让同学自己学会并进而会学” 方面下功夫,通过同学的主动参加、亲身 体验促进同学对科学学问的“ 动态建构” ；五、探究学习教案设计的评判 探究学习教案设计的评判是指：以现代科学的训练思想、训练理念、教案方法、教案手段、教案目标为依据,运用科学方法,对教案设计方案进行价值判定,并为以后的教案设计供应信息反馈的过程；教案设计的评判既有一般教案评判的共性,也有其本身的特点；探究学习的课堂教案设计评判主要是形成性评判,目的是获得教案设计方案的胜利或失败的反馈信息,对教案设计方案作出进一步的修改,提高教案设计方案的4 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 质量,真正实现教案过程的优化；就教案评判而言,是对学习过程及其结果的评 价；这种评判有利于促进同学探究技能的进展和自主学习才能的提高；对同学学习的评判是以同学的探究活动过程为重点,主要表达以下几个方 面 ： <1）主动性原就：同学在探究活动过程中主动参加的程度； <2）实践性原就：同学参加探究活动的深化和拓展程度、探究方案的科学性 和合理性,以及开展探究活动的效率； <3）制造性原就：同学的进展性学力和制造性学力是否提高； <4）建构性原就：同学对所学学问的意义建构；对同学学习评判的目的是将同学的学习重心从过分强调学问的传承和积存向 学问的探究过程转化,从同学被动接受学问向主动猎取学问转化,同学在科学探 究活动中通过经受与科学工作者进行科学探究时的相像过程,学习物理学问与技 能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领会科学的思想和精 神；六、探究学习的课堂教案过程设计案例分析 下面以高中物理原子的核式结构为例来分析探究学习课堂教案设计的思 想；<一）教案目标设计 1、学问与技能：明白电子发觉的过程和重大意义；知道汤姆生原子模 a 粒子散射试验,说出其设计思想；知道原子的核式结构模型的主要 型；知道 内容,懂得模型提出的主要思想；2、过程与方法：初步具备试验设计才能和抽象思维才能；具有懂得和概 括试验现象的才能,规律推理试验结果的才能；体验科学探究过程；3、情感、态度和价值观：通过原子核式结构发觉的教案,初步养成科学的世 界观、坚强的意志品质和实事求是的科学态度；<二）教案过程设计 1 、提出问题,创设情形 <1）问题的提出 上课前播放背景音乐；上课后引导同学通过校内网进入背景资料库学习有关情 景资料,激发同学质疑；如：三项重大物理发觉是怎样发觉的？三项重大物理发 现具有什么意义？原子的组成问题是怎样被提出来的？原子的核式结构是怎样 被发觉的？通过浏览网页出现递进式的问题,引导同学进入学习情形；<2）问题情形的创设同学学习的情形资料有：19 世纪的最终十年中三项重大物理发觉<X 射线、5 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 自然放射线、电子）的音频、视频资料；近代物理进展史实的音频、视频资料；核能释放 <原子弹爆炸、核电站）的音频、视频资料；2、提出假设,科学验证这一阶段是同学自主探究阶段,同学带着疑问进入自主探究学习网页；该网页由电子的发觉、汤姆生模型、的学习内容如下：<1）电子的发觉 粒子散射试验等三高校习任务组成；各个学习任务该学习任务主要是探究汤姆生怎样对阴极射线进行争论直至发觉电子及电子发现的意义；学习内容有：电子的发觉<点击“ 试验装置” ,显现阴极射线试验装置模拟图；点击试验装置中的“ 开头” ,播放工作原理、物理过程动画）；电子 是怎样被发觉的？为什么说电子是原子的组成部分？电子的发觉具有什么意 义？电子与带正电的物质怎样构成原子呢？电子质量很小,原子的质量集中在 哪里？<2）提出假设汤姆生原子模型 该学习任务主要是探究汤姆生对原子结构的争论；学习内容有：汤姆生模型 的提出及其理论,包括：文字材料和模型模拟图；试验验证；试验结果与假设 的冲突；该模型的胜利和不足之处；<3）设计新的探究方案 粒子散射试验该学习任务主要是探究 粒子散射试验现象；由于 粒子散射试验无法用真实的试验演示给同学看,通过多媒体网络技术,这一难点迎刃而解；该学习任务有：试验设计思想；试验装置模拟图；试验过程模拟；试验现象观看；试验结果及分析,其中设置了4 个层层递进的问题,并配以动画模拟演示；3 、分析争论,得出结论 这一阶段是同学合作探究阶段,同学对自主探究过程中遇到的问题与与老师或同学进行争论、沟通,可以是面对面的沟通,也可以进入网络沟通；通过分析讨论,查找物理规律；<1） 粒子散射试验现象与汤姆生原子结构学说间冲突的争论该学习任务主要是通过争论 盾来探究新的学说； 粒子散射试验现象与汤姆生对原子结构学说的矛<2）卢瑟福核式结构模型的构建 该学习任务主要是探究原子核式结构模型的建立过程；学习任务有：卢瑟福核式结构模型提出的背景、依据及其理论；卢瑟福原子核式结构模型对 粒子散射试验现象的说明；原子核大小的估量；4 、小结沟通,测试反馈6 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - <1）小结沟通：该学习任务主要是由同学对本节课争论的主要内容、争论的思 路、争论的方法进行归纳和总结,形成结论；老师指导同学学习网页“ 小结” ；<2）网上测试：针对本课所学内容进行练习,以巩固和延长所学学问；此外,有疑问的同学可以进入“ 疑难导学” 网页进一步学习,学有余力的同学 可进入教案资料库浏览教案资料,如有关汤姆生的资料、有关卢瑟福的资料等,仍 可以进入与本课题相关的网站进行学习；七、探究学习教案设计的训练功能 教案实践说明,与以灌输、记诵、被动接受为特点的传统课堂教案相比,探究 学习教案设计在老师现、同学观、学习观和评判观上均表达了特殊的见解和主见,具有新奇而丰富的内涵,具有传统课堂教案无法实现的训练功能；1、有利于同学深化懂得所学学问 实施探究学习使同学由被动的学习者向主动的学习者转变；探究学习教案设计 强调同学的自主探究、摸索、发觉,在学习过程中,让每一位同学实时体验学问的 发觉和“ 制造” 过程；同学的学习结果是同学自己发觉或探究出来的,同学不但知 道学问的结果和结论,同时懂得猎取学问的过程和方法,有利于同学深化懂得所 学学问；2、利于培育同学科学探究才能 探究学习教案设计强调同学的自主探究实践,要求同学关注自身生活和社会生活,亲身参加探究实践活动,从而发觉问题和解决问题；强调同学的探究过程,关注同学在探究活动过程中主动参加的程度,同学通过确定课题、进行探究、表达沟通、总结提高等具体的探究过程,获得体验、感悟,获得学问的结果和结论,同 时进展科学探究才能；3、有利于同学养成科学态度和科学精神 探究学习是一种使同学独立探究、自行发觉问题并把握学问的一种学习方式；它是同学在肯定的问题情境中,借助现代信息技术和网络环境、课本和老师等供应 的学习支持资源,或独立探究,或协作争论,通过自主探究、相互协作等方式最终 找到解决问题的方式和方法,进而形成正确的结论与概念；在亲身探究中,同学真 切地感受到了 " 要知此事要躬行 " 的道理；这种亲历过程,使他们慢慢养成只有经过 亲身观看和检验才真正信任的科学态度和科学精神；4、有利于提高同学的协作精神、信息处理才能和自我评判才能；探究学习过程中需要同学相互合作、协同,进行各种和谐一样的尝试,这些合 作与沟通的实践和体会,可以帮忙同学学习依据肯定规章开展争论 <而不是争执）的艺术,学会精确地与他人沟通：向别人说明自己的想法,倾听别人的想法,善待 批判以注视自己的观点、获得更正确的熟悉,学会相互接纳、称赞、共享、互助,7 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 从而促进同学协作精神的提高；此外,探究学习教案设计留意同学在开放的学问背景中去发觉问题,基于信息化网络资源的支持进行探究,从网络资源中收集对自己有用的信息、猎取自己所需要的资料,对收集的信息和猎取的资料进行分析、整理、加工、重组,提出解决问题的假说；依据假说,提出解决问题的方案,对假说进行验证、评判；这样的探究技能训练,有利于提高同学的信息处理才能和自我评判才能；5、有利于个别化教案的实施探究学习教案设计强调同学自主探究、摸索、发觉,利用多媒体和网络技术创设高、中、低多层次非线性的教案环境,对同学的“ 脑、手、眼、口、耳” 进行“ 全频道” 式输入,帮忙同学发觉问题、剖析和解决问题,以适应不同层次同学个体差异性的需求；通过问题情形的诱导,让每一位同学实时体验学问的发觉和“ 制造”过程,不同的同学依据自己的原有水平不同程度地“ 制造” 出学问、进展探究技能,从而使个别化教案成为现实；此外,这种教案设计模式使同学主动地从课堂内的学习延长到课堂之外,从而冲破了传统课堂教案中的时间和空间的限制,更有利于个别化教案的实施；但是,探究学习教案设计是一种正在探讨和尝试之中的创新型教案方案,在实施探究学习的同时要留意多种教案方案和教案方法的运用,充分发挥探究性学习与传统的接受性学习之间的互补优势,使两者相得益彰；参考文献1 蔡铁权物理教案丛论科学出版社 2005.75 107 2 余胜泉等信息技术与课程整合上海训练出版社 2005.100 126 3 王磊等译中学校科学教案基于工程的方法与策略高等训练出版社 2004.99 153 4 蔡铁权现代训练技术教程科学出版社 2000.167 170 5 罗星凯等 探究式学习：含义、特点及核心要素训练争论 2001.< 12）6 李 森于泽元 对探究教案几个理论问题的熟悉训练争论2002.< 2）8 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页