参与式探究教学.ppt

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1、初中物理探究教学罗国忠罗国忠广西教育学院教研部广西教育学院教研部关于参与式教学n参与式教学：个体积极主动参与到群体活动中、与其他个体合作学习的的教学方式。n通常使用的方法有：分组讨论、案例分析、观看录像带、角色扮演、填表、画图、访谈、座谈、观察、辩论、排序、打分、小讲座、以及其他根据培训内容而设计的各种游戏、练习和活动。n实际的参与式教学没有固定、单一的形式，可以在传统的教学过程中加入参与式教学法的元素，根据需要和条件即兴创造。n什么是科学探究？n学生的科学探究与科学家的科学探究有什么区别？探究式教学不是唯一的教学方式探究式教学有不同的开放程度n如果从教师指导的多少来看，可分为结构型探究、指导

2、型结构型探究、指导型探究、开放型探究，探究、开放型探究，教师的直接指导和帮助相应地越来越少，学生探究的自主性和独立性越来越强。从某种意义上说，开放型探究教学与科学探究十分相似或接近。主动被动接受主动探究主动接受被动接受被动探究探究q探究教学的问题和困难是什么？哪些已经解决？哪些部分解决？哪些没有解决？n学生的探究困难与什么有关？n关于发现和提出问题n提不出问题；n问题太多；n问题不着边际；n问题超出教师的视野；n走过场；n教师包办；n n学生提不出问题怎么办？n学生的问题太多怎么办？n案例：对于摩擦，你关心什么问题？摩擦跟什么因素有关？等等。n案例：教师A（演示）用激光器照射镜面。问：同学们观

3、察，这里发生了光的反射现象。可提出什么问题？教师B（演示）用激光器照射镜面。问：同学们观察到了什么现象？我转动镜面，又观察到了什么？对比一下，可提出什么问题？q学生的问题太泛怎么办？n某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相同，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的则宽而浅。该学生感到这可能有一定的道理。n发现了相关物理现象之间的联系。仅是一种问题意识，还没有形成具体的、明确表述的问题。n为什么高跟鞋鞋跟对湿地的压痕会比平跟鞋深？n较低层次的模糊问题。缺乏明确的探究方向，给形成探究假设和制定研究方案带来了一

4、定的困难 。n力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系？n可探究的明确问题。什么是假设？n学生提不出假设怎么办？n学生的假设太多怎么办？n案例：摩擦、蒸发。n制定计划与设计实验，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。n结果与结论有区别？n科学探究如何控制时间？n发现问题、提出问题的过程发现问题、提出问题的过程表述这个问题表述这个问题发现值得探究的物理问题发现值得探究的物理问题发现一发现一个个 现象现象 对现象对现象质疑质疑形成形成疑问疑问创创创创 造造造造创创创创 造造造造表表表表 达达达达 抽象、概括抽象、概括抽象、概括抽象、概括提炼为提炼为科学问题科学问题表述这表述这个疑问个疑问

5、n某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相同，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的则宽而浅。该学生感到这可能有一定的道理。n发现了相关物理现象之间的联系。仅是一种问题意识，还没有形成具体的、明确表述的问题。n为什么高跟鞋鞋跟对湿地的压痕会比平跟鞋深？n较低层次的模糊问题。缺乏明确的探究方向，给形成探究假设和制定研究方案带来了一定的困难 。n力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系？n可探究的明确问题。q如何提出问题奥苏贝尔：如果把教学原理归结为一句话，那就是学生已经知道了什么。1、利用经验与结果的矛盾，、利

6、用经验与结果的矛盾，激起认知冲突激起认知冲突 n案例：玩具马达也能产生电流。n案例：把一些酒精装入塑料袋，把口扎紧，然后把袋子放在80的热水中，结果塑料袋逐渐鼓胀起来。案例：沉浮的秘密1.教师出示木筷、铁钉、铁块、水泥块、泡沫等，问：什么物体在水中会下沉或会上浮？学生从以往的经验出发，认为重的物体会沉，轻的物体会浮。2.教师出示一块大木块和一根小铁钉，把它们放入水中，发现木块浮而铁钉下沉。学生经过思考，认为体积相同的情况下，重的物体下沉，轻的上浮。3.教师出示体积形状都相同的铁块和水泥块，称出铁块比水泥块重，请学生把它们放入水中，结果两个物体都下沉。再拿出两个形状大小相同的木块和泡沫塑料，称出

7、木块比泡沫塑料重，结果两个物体又都浮在水面上。结论再次被推翻，学生激起了强烈的认知冲突，问题油然而升：到底是什么原因使物体沉浮呢？q如何提出问题如何提出问题2、提供有结构的引导或材料n通过有针对性的引导，或对有结构材料的观察、操作，学生会发现某种特定的联系，从而提出要研究的问题。n案例：改变牙膏壳的空心程度，放进水中。n案例：以神六视频作为背景。综合整理，筛选归纳，选出与本课有关的若干问题。n案例：凸透镜成像与物距的关系。演示凸透镜在各种情况下的成像情况，让学生观察到物体到凸透镜的距离改变了，所成像的情况也随之改变的现象，学生就能有提出类似“凸透镜成像情况与物体到凸透镜距离有什么关系？”的问题

8、。q如何提出问题如何提出问题n案例：磁能产生电吗？n案例：对于串联电路，你还想知道什么？3、由已有知识或已有问题的解决引发新问题n假说就是主体在证据不太充分的情况下对事物所作的一种假定性判断。q猜想与假设猜想与假设n后现代科学观或建构主义科学观认为，人类所发现的自然规律都是对自然现象的解释，其实质都是假说。n恩格斯：只要自然科学存在着，它的发展形式就是假说。n案例：人类对光的本性的认识过程。光的微粒说和波动说各能解释一些现象，最后发展到波粒二象性，仍没有彻底解决问题。q如何猜想与假设如何猜想与假设课程标准课程标准尝试根据经验和已知知识对问题的尝试根据经验和已知知识对问题的成因成因提出提出猜想；

9、猜想；对探究的方向和可能出现的实验对探究的方向和可能出现的实验结果结果进行推进行推测与假设；测与假设；n科学假设的形成过程科学假设的形成过程假定假定（对问题的答案作出设想）（对问题的答案作出设想）非逻辑思维非逻辑思维解释解释（根据已有事实、知识和经验对假定的合理性进行解释）（根据已有事实、知识和经验对假定的合理性进行解释）逻辑或非逻辑思维（演绎、类比、直觉）逻辑或非逻辑思维（演绎、类比、直觉）n根据知识、事实往往是逻辑；根据经验有时是逻辑，有时是类比，甚至直觉、灵感。n案例：由街道的长短、宽窄、路面等猜想电阻的大小、电流的大小与什么因素有关。（类比）q如何猜想与假设如何猜想与假设n案例：由电阻

10、定律假设：串联或并联的总电阻与各电阻的大小关系如何？（演绎逻辑）n案例：原子结构是与太阳系类比后得到的，库仑定律是类比于万有引力定律建立的。（类比、灵感直觉）n案例：利用学生认知结构中的速度概念，运用类比方法建立、理解密度、压强、功率、比热等概念。达到举一反三，融通贯汇的效果。n类比的价值q如何猜想与假设如何猜想与假设与提出问题环节类似，猜测很费时间。如果由 教师包办，又限制了学生的奇思妙想，有悖课改精神。怎么办？n策略：分析排除一些不合理的因素，或归类，或提供有结构的材料或引导。n案例：摩擦的大小跟什么因素有关？用一个抹油的杯子作为有结构的材料、引导。q如何猜想与假设如何猜想与假设n案例：案

11、例：猜想影响电流大小的因素，并写出理由。猜想影响电流大小的因素，并写出理由。电流与电压有关。（电池用的越多，小灯泡越亮）（现象）电流与导体的长度有关。（就像路越长，走得越累）（经验）电流与导体的材料种类有关。（路有好走的，也有难走的）（经验）电流与导体的干湿有关。（泥泞路难走，干路好走。）（经验）电流与导体的电阻的大小有关。（电阻就是导体对电流的阻碍作用）（知识）电流与导体的横截面积的大小有关。（路越宽越好走）（经验）n问题：没有分析归类。n案例：有结构的引导。师：电压的作用是什么？生：电压使电路中形成电流。师：电阻表示什么？电阻与哪些因素有关？生：电阻表示导体对电流的阻碍作用。电阻的大小就是

12、由导体的长度、横截面积的大小、材料决定的。师：电流与可能哪些因素有关？大部分学生都猜想电流与电压、电阻有关。（知识）q如何猜想与假设如何猜想与假设n必要时，教师也可以把预先的选项交给学生，让他们从中选择，以降低猜测的难度。n可能的问题n猜测尽量要根据知识和经验进行，但有时可能由于直觉灵感，跳了几步，一下说不出理由。n如果已有知识经验不足以提出自己能够信赖的假说，与其瞎猜，还不如越过这一环节。n案例：磁场为什么能产生电流？n案例：灯泡为什么在闪烁？n证实性实验与证伪性实验：教师往往以其自身优势，很快剔除了那些他们认为是错误或麻烦的假设，这在很多时候是必要的。但如果都是这样，很容易陷人另一个误区是

13、重证实、轻证伪。n案例：有学生提出“摆的周期与它放的高度有关”的猜测，教师假装没有听见，不让它们出现在黑板上，或是以很巧妙的方式偷换概念将学生说的“放的高度”换成“摆的高度”，即摆线的长度，变成了“摆的周期与摆线的长度有关”。n放在同一平面上的两支蜡烛，一高一低，点燃以后，用透明罩盖在蜡烛上，问哪一支蜡烛先熄灭？q制定计划与设计实验制定计划与设计实验明确探究目的和已知条件，经历制定计划与设计明确探究目的和已知条件，经历制定计划与设计实验的过程；实验的过程；尝试选择科学探究的方法及所需要的器材；尝试选择科学探究的方法及所需要的器材；尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初尝试考虑影响问题的主要

14、因素，有控制变量的初步意识；步意识；认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。n案例案例：控制变量。影响蒸发快慢的因素；影响电阻大小的因素；影响电流大小的因素；影响滑动摩擦力大小的因素；影响压强大小的因素；n由浅入深，逐次递进。由浅入深，逐次递进。从体验到认识，再到理解、运用创新。从体验到认识，再到理解、运用创新。方法教育要符合学生认知水平，循序渐进。方法教育要符合学生认知水平，循序渐进。多因素探究应事先制订方案，关键在于控制变多因素探究应事先制订方案，关键在于控制变量方法，即如何改变自变量、控制相关变量、量方法，即如何改变自变量、控制相关变量、测量因

15、变量？测量因变量？案例：摩擦力与什么因素有关？都先猜压力大小，然后进行实验；再猜接触面的光滑程度，进行实验。案例：压力对物体的破坏作用与什么因素有关？用小桌实验，小桌的四条腿是四根铁钉，把铁钉放在沙上，铁钉立刻陷入沙中。如果把桌面四腿朝天地放在沙上，再放砝码后小桌则不会陷下去。案例：感应电流的方向与什么有关？案例：串联电路的总电阻与各电阻有什么关系？如果变量还未清楚，可以边做边探索，进行试如果变量还未清楚，可以边做边探索，进行试误性探究，充分发挥学生的创造性误性探究，充分发挥学生的创造性。案例：磁能否产生？在明确器材后，进行试误性探究。n探究器材应简单易行探究器材应简单易行n案例：探究液体压强

16、的特点，可以用塑料袋、塑料瓶等都可以。n案例：摩擦力的大小跟什么因素有关？一个刷子即可。n案例：增大摩擦力的方法。n案例：如何证明蒸发发生在液体的表面？一个事先演示实验，上课时通过投影让学生看：一杯水在常温下，而另一杯水加热至沸腾，问学生“这两杯水变少是哪里跑掉的”；另一个教师设计成随堂实验，让学生动手去探究（麻油，酒精，搅拌）。n案例：探究声音、电磁波能否在液体的传播。案例：探究大气压的存在探究器材的呈现应注意把握开放性n探究与解题不同。探究内容是未知，而解题所用的知识是已知的。习题中多余条件可考查学生对知识的掌握程度，探究中的多余器材会增加不必要的麻烦。n案例：磁生电。多余的铁片。q进行实

17、验与收集数据进行实验与收集数据能通过观察和实验收集数据；能通过观察和实验收集数据；能通过公共信息资源收集资料；能通过公共信息资源收集资料；尝试评估有关信息的科学性；尝试评估有关信息的科学性；会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作；会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作；会使用简单的实验仪器，能会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据正确记录实验数据；具有安全操作的意识；具有安全操作的意识；进行实验n实验技能。正确操作实验器材，如温度计、刻度尺、测力计、电流表、电压表、变阻器等各种测量工具。n自变量的变化范围、变化次数、变化间隔。q收集数据收集数据 实事求是收集实验数据，实事求是收集实验数据

18、，重要的是经历过程、重要的是经历过程、学会方法，学会方法，培养科学精神。培养科学精神。案例：丁肇中在南京大学“一问三不知”。n表格：栏目、单位。n线图、条形图：名称、间隔、单位。q分析与论证分析与论证能初步描述实验数据或有关信息；能初步描述实验数据或有关信息；能对收集的信息进行简单的比较；能对收集的信息进行简单的比较；能进行简单的因果推理；能进行简单的因果推理；经历从物理现象和实验中归纳科学的过程。经历从物理现象和实验中归纳科学的过程。尝试对探究结果进行描述和解释；尝试对探究结果进行描述和解释；n分析论证实际上就是要寻找数据之间的相互关系。在初中物理，这种关系通常表现为相等、之和、之差、乘积、

19、比值等数学关系。n一些简单关系的规律，如“串联电路的电流相等”、“并联电路的干路电流等于各支路电流之和”等结论，只要通过对实验数据的简单比较就可以归纳出来。n一些较复杂关系的规律，如“杠杆平衡条件”、“同一电阻的电路和电压的关系”等，需要把有关数据的组合如乘积或比值拿来进行比较，才能归纳出它们的规律。n 问题：结果和结论是否一样？n由于数据之间的关系不是一目了然，而且数据还有误差，必须根据已有知识进行分析、猜测。n后现代科学观：分析数据带有一定的主观性。因此，规律与其说是发现出来的，不如说是解释出来的。n案例：欧姆定律只是一种合理的建构结果，能否建构另一种结果？如何判断结果的合理性：真？美？有

20、用？等等。n案例：数据复杂时，需不断建构、修改模型，使之不断接近实际。n真理是客观性和主观性的辩证统一。某校一研究性小组，通过实验对一定质量的某气体在体积不变的情况下，压强随温度变化的规律进行了探究。实验次数123456气 体 温 度t/0255075100125气 体 压 强p/103pa100.0110.1120.2129.8133.4150.0 分析表中数据可知：（1）其中第_次实验数据是错误的；（2）压强与温度的关系是_。q评估评估有评估探究过程和探究结果的意识；有评估探究过程和探究结果的意识；能注意假设与探究结果间的差异；能注意假设与探究结果间的差异；能注意探究过程中未解决的矛盾，发

21、现新的能注意探究过程中未解决的矛盾，发现新的问题；问题；尝试改进探究方案；尝试改进探究方案；有从评估中吸取经验教训的意识；有从评估中吸取经验教训的意识；q评估评估可作为一个环节，也可贯穿始终可作为一个环节，也可贯穿始终 案例：同时扇扇子和使液面变大，使液体减少。再如，同时改变电压和电阻，使电流发生变化。到底使哪个因素起作用？是否真正控制了变量？如何去改进实验方法？n案例：两个同名的磁极能够相互吸引？q评估评估案例：影响摩擦大小的因素。操作过程中有无失误、误差？如拖着木块是否真正做到接近匀速运动？木板各处的光滑程度是否完全一样？q交流与合作交流与合作激进建构主义学习观：知识是学习者自己主观建构的结果，由于各自知识经验不同，各自建构的结果也不同，教师不应把自己的或教材的强加给学生。建构主义科学观：科学知识是科学家共同建构的结果。社会建构主义：每个人认识的角度和深度不同，存在很大的差异，因此师生间、学生之间的交流就显得不可缺少。教学的简约性、经济性原则。思维训练：在交流与合作时，争论使双方处于高度兴奋的状态，极大地激发学生的思维。注意的问题n小组成员的搭配在尊重学生自愿的基础上，根据学生的知识基础、兴趣爱好、能力储备、个性特长等因素进行组合。n探究小组建立之后，还要进行以下几项工作：n各小组召开第一次协商会。n进行合作意识的教育。谢谢