第一篇:“引导-活动-总结-应用”的探究教学模式初探
“引导-活动-总结-应用”的探究教学模式初探
摘要:新课程中倡导的探究教学之所以没能得到有效地推进,原因之一是缺乏可操作性的探究教学模式。本文所提出的“引导-活动-总结-应用”的探究教学模式在一定程度上能对一些非探究性题材的教学内容提供一定的参考价值。
关键词:探究;教学模式
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2010)3(S)-0012-3
基础教育课程改革的具体目标之一就是“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力及交流与合作的能力”。[1]可见,探究应该成为高中物理所倡导的教与学的主要方式。但现在的探究教学现状却令人担忧。[2]要使探究能深入到日常的课堂教学中去,首先需要教师在意识层面主动地“想去”进行探究,因为教师探究教学的效果和质量在很大程度上受教师教育信念的影响,而不是教师的专业知识。[3]在实践操作层面上能坚持探究,从而消除教师对探究教学的神秘感。其次,要逐步培养学生的探究意识,提升学生的探究能力,培养学生的探究习惯。要达成这样的目的,提供一些可操作的探究教学模式是十分必要的。这样可以让教师熟悉探究教学的操作程序,让探究成为教师熟悉的教学技能。“引导-活动-总结-应用”的探究教学模式
在“引导-活动-总结-应用”的探究教学模式中,引导是指教师结合教学内容创设探究情景、提出探究性的问题;活动是指学生构建假说、尝试性地进行验证,得出结论;总结是指通过多向交流,进行概念规律等的纠偏,形成共识;应用是指针对本节课的教学内容,通过教师预设的问题或学生自行生成的问题进行课堂训练,巩固本节课的教学内容。当然,该教学模式的各个阶段即教师的引导、学生的活动、适时的总结和相应的应用并非按照时间顺序泾渭分明的,在某个阶段还可以包含微型的循环探究过程(将引导、活动、总结及应用作为一个循环探究过程)。通过这样的教学模式,来提升学生的探究意识与探究能力,达成探究教学的目的。
这样的探究教学模式可以用下面的流程图来表示: “引导-活动-总结-应用”的探究教学案例
以人民教育出版社2006年12月第2版,高中物理必修1第一章第5节:“速度变化快慢的描述――加速度”的教学片段为例。
……
教师:物体运动有多种类型,现假设一质点做直线运动,每经过1秒就记录下物体的速度。请大家设想出不同类型的运动,将各个时刻的速度填写在下表中。
教师:不错,如v??
2、v??4所代表的运动,速度随时间在均匀变化,就称之为匀变速运动;如v??
3、v??5所代表的运动,速度随时间不是均匀变化的,就称之为非匀变速运动。按照这样的特征,我们将直线运动又可以怎样进行分类?
学生:
?┲毕咴硕?匀速直线运动变速直线运动匀变速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动非匀变速直线运动变加速直线运动变减速直线运动
教师:物理学中为了描述物体的速度随时间变化快慢的特征,就引入了加速度的概念。也就是通过加速度来区别各种变速运动。下面请思考如何定义加速度,就上表中的几种运动,我们来求一下这些物体的加速度,并思考这些加速度所反映出来的规律。
……“引导-活动-总结-应用”的探究教学反思
以上是加速度这节内容新课教学的片段。这一节教材并不要求利用探究方式进行教学,但通过教师的引导(让学生设置出不同类型的运动)、教师与学生之间的互动探究(对这些不同形式运动的速度特点进行分析)、教学内容的及时总结(对直线运动进行适当的分类,提出加速度的概念)和概念的应用(分别求出学生列举出来的几种运动的加速度,并思考对这些加速度所反映的规律)进而合理、有效地组织了课堂。这样的教学过程就是一个探究过程:在不同形式的运动背后找出一个能区别各种形式运动的特征物理量,即加速度。在这样的教学过程中,学生始终处于积极参与的状态,学生的主体性得到了充分体现,学生的探究意识与能力得到了有效的训练。再从教学的三维目标来看,知识层面:学生建立起了对不同类型直线运动的认识,形成了区别不同运动形式的特征物理量--加速度的概念;过程与方法层面:学生的分类、比较及综合等分析方法得到了训练;情感态度与价值观层面:学生在与教师、学生的交流中,课堂气氛是融洽的,对于问题探讨的态度是真诚的,相互合作探究的效果是显著的。这样的一个科学认识过程对于学生和教师无疑都是成功的。结束语
与典型的探究教学相比,本节课没有泾渭分明的探究教学程序,只是有了些探究的“味道”。若在课堂教学中经历了诸如此类的教学体验,对于教师是一个成功探究教学经验的积累,对于学生的探究意识养成、探究能力的提升是大有裨益的。期望这样的探究教学模式能够抛砖引玉,引发更多的探究教学模式的思考与践行,从而促进探究教学逐步深化。
参考文献:
[1]钟启泉,崔允?t,张华.《基础教育课程改革纲要(试行)》解读[M].上海:华东师范大学出版社,2001:8
[2]耿建.从一次优课评比看高中物理探究教学现状[J].物理通报,2009,9
[3]杨承印,马艳芝.我国“探究教学”研究十年[J].教育学报,2007,4
(栏目编辑赵保钢)
第二篇:“五环节”教学模式和“引导-探究”教学模式
“五环节”教学模式和“引导-探究”教学模式
“五环节”教学模式和“引导-探究”教学模式,都是培养学生自主学习和创新能力的教学模式。这两种教学模式都是以布鲁纳认知心理学学习理论和郭思乐教授的生本教育理论为基础的探究式学习模式。
下面我介绍一下这两个教学模式的操作程序,操作程序就是“教”与“学”的基本课堂教学流程,也是一个完整教学模式的基本操作步骤。
(一)“五环节”教学模式 教学过程的“五个环节” 1.明确目标,设置问题
教师要结合学生的实际学习情况设置学习目标,目标要明确、具体,大部分学生通过努力能够达标。
结合本节课的重点内容,实施小坡度、密台阶、大容量、有挖掘深度的问题设置,有利于课堂上突破重点、分解难点。
2.自主学习,问题质疑
学生明确学习目标后,结合导学案上的问题进行独立自主学习(阅读教材、查阅资料等)。自主完成导学案上的问题。对于自主学习不能解决、产生质疑的问题,要作出标志,提交小组讨论解决。这样能够培养学生独立自主的学习能力,培养学生学会鉴别、阅读、分析、整理材料的能力,体现了以“生”为本的教育思想。
3.小组探究,展示交流
小组(小组的建立争取做到同组异质,异组同质,教师安排好小组的组长,组长负责组内同学的学习、活动、检查等任务,保证本组学习活动的顺利进行。)探究的问题来源于本小组学生自主学习中产生的质疑问题,小组成员要积极讨论、分析、探究,通过小组内同学间的互助合作、探究学习,使问题在本小组内解决。对于小组内不能解决的问题直接提交到班内(或写在黑板上或口头提出)其他小组研讨,能解决问题的小组进行展示交流,展示本小组探究的问题以及解决问题的思路,达到全班同学理解,通过各小组合作探究学习及展示交流,使学生在获得知识的同时,体验了知识的获得过程,提升了探究学习的能力。合作学习可以使学习能力较弱的学生主动向学习能力较强的学生学习,学习能力较强的学生在原有基础上得到提高。不同层次的学生都有所收获。
4.教师点拨,知识梳理
教师根据学生的自学情况进行点拨,或规范其不准确的表述;解答其疑惑的问题,或纠正其错误的理解。
教师对学生自主、合作、探究学习中存在的疑难问题进行点拨和解析,帮助学生解决那些通过自主学习和合作探究仍不能解决的问题。有些问题虽然学生没有提出异议,但是学生有可能出现错误认识而自己没有发现,教师对这样的问题也应该作出必要的点拨和讲解。
同时,教师要引导学生进行知识的梳理,理清知识的内在联系,把零散的知识纳入科学的知识结构之中,使学生对知识的掌握达到结构化、网络化和系统化,有助于学生理解和记忆所学的知识,有助于学生将所学的知识融会贯通,进而做到举一反三,综合运用。
5.达标检测,总结提升
达标检测就是在课堂上,学生在老师的积极引导下,为了检测学生达成目标的情况,所进行的又一次的自我实践、自我探究、自我学习
一堂课学生学习的效果究竟如何,是否完成了学习目标,必须辅助一定的检测手段——达标检测。达标检测要从基础知识入手,结合本节课的教学目标进行设置,检测的内容要形式多样,有层次、有梯度有针对性,力争人人达标。对于没有达标的学生可以采取小组内“兵教兵”等方式进一步解决。总结提升是教师和学生共同的总结,学生说出本节课的收获,教师根据学生总结的实际情况,适当给与补充。
以上教学过程的五个环节,可以在教学中彼此交错,也可以根据教学实际情况适时增减。
(二)“引导---探究”教学模式
“引导---探究”教学模式教学的基本环节 1.设疑引导,明确目标
在进行教学准备时,教师要根据课标要求,围绕教学目标,从学生的实际出发,根据学生的心理特点、认知水平,精心设计问题和活动,使学生明确本节课的学习目标,确保学生的活动具有明确的目标指向和具体的操作要求。
教师要抓住课堂教学的主线,依据学生的现有能力水平,把所要达到的目标分解成一个个具体、有效的问题,且要尽可能贴近学生的生活和经验,问题要有层次性,力求由浅入深,由具体到抽象,由局部到全面,并富有科学性、启发性、趣味性和可探索性,这样有利于引导学生循序渐进地进行自主学习、合作探究和深入思考。
2.自主学习,合作探究
这一环节是学生带着问题采用阅读、识图、观察、讨论等科学的学习方法进行探究学习的过程。整个过程以学生为主体,学生在自主学习、合作探究学习过程中获得知识和技能,体验知识的形成过程,体会探究知识的心理,感受学习的快乐。
对于比较简单的知识,学生通过读书、识图、简单的观察就能解决的问题,采取学生自主学习的方式。对于内容复杂的问题,通过问题引导,采取小组互助合作探究学习的方式,研究、讨论、分析、归纳总结出结论。
3.交流研讨,分析归纳
各小组的代表代表本组同学说出探究的内容和结论,通过全体同学的讨论、争辩、交流,达到共识,形成较完整的知识体系和方法体系。学生在自主完成知识建构的同时,发展了能力,培养了情感,提高了综合素质。
由于学生间原有的认知特点、经验水平不同,对事物理解存在差异,通过讨论交流,错误观点能得到及时纠正,片面的见解得到补充和完善,使理解更加丰富和全面,使学生个体从那些与他人不同的观点及方法中得到启迪,有利于学习的广泛迁移。
4.反思评价,拓展延伸(达标检测,拓展延伸)
教师要根据教学目标设计好评价内容,评价内容要形式多样,有层次、有梯度、有针对性、有开放性(可拓展),要体现与社会生产、生活实际的紧密联系,把学生所学的知识延伸到生活、生产实践中,学以致用。
反思评价,拓展延伸是“引导——探究”教学模式的一个重要的有机组成部分,是学生学习过程中不可缺少的重要环节,是学生掌握知识、形成技能、发展智力、挖掘创新潜能的重要手段。
第三篇:探究式教学模式总结
探究式教学模式总结
李翌
我围绕学校数学教学模式确立研究课题是数学应用题教学模式研究。小学应用题教学是培养学生应用数学知识解决一些简单的实际能力,以体现联系实际生活,学以致用,沟通互动的精神,使学生在应用题的学习过程中,通过实践活动了解数学与生活的广泛联系,学会与他人进行合作交流,分享知识,获得积极的数学学习情感。针对数学应用题的特点与新课程标准的新要求,我在应用题教学方面进行了一些初探,确立模式名称“情境——探究式”教学模式。把教学过程分成四个环节:1.创设情境,提出问题。2审明题意,分析关系。3自主探究,交流归纳。4巩固练习,拓展延伸。
一创设情境,提出问题
“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励,唤醒和鼓舞“。在教学中我结合学生学习的心理特点,选择素材要注意生活化、儿童化,抓住学生活动的兴奋点,创造生活的情境,引导学生去发现生活中的数学问题,并提出有价值的数学问题。例如:教学买电器时让一名学生当导购员介绍一下电器的名称,其他同学当顾客,你想买什么?这样学生积极性很高,提出的问题也各有千秋。二 审明题意,分析关系
审明题意是解题的重要环节,题意弄不明白,学生就无从下手,在帮助学生理解题意时,我常用实物演示法、手势法、改变句子说法、问法等方法帮助学生明确题意,在明确题意后,我又教会学生运用分析法、综合法分析数量关系。三. 自主探究,交流归纳
自主探究刚开始还不能完全进行。它必须建立在学生具备一定分析能力的基础上进行。在理解题意、理顺思路之后让学生自己探究,然后和同桌或在小组内交流,互相学习,取长补短。然后教师在学生汇报反馈加以归纳总结,甚至进行纵向、横向的比较。四. 巩固练习,拓展延伸
这一环节,精心设计模拟习题、变式习题,此外还要设计对比练习、一题多解、一题多变、一题多问的形式,培养学生思维的发散性。
根据以上四个环节在进行教学时我有不少收获:
1.创设情境,引导学生发现并提出问题,这种方法大大调动了学生的积极性,调动了学生的积极思维。学生的问题非常广泛,有些问题是老师也料想不到的。
2.教会学生分析理解思路,就是教会学生去想,是送给学生打开应用题大门的钥匙,学生已经会分析、会思考,形成初步的解答应用题的能力。3.教师的归纳是点睛之笔。也是教师在总结的基础上将知识系统化,便于学生形成知识的网络。
4.一题多解、一题多变、一题多问的形式对培养学生创新意识帮助很大,但是由于自己的能力有限,时间较短,理论基础还不丰富,使自己的探索还不够深入,其中也存在很多不足和困惑:
1.虽然注意训练学生审明题意,但是还很不到位。不少学生存在看不清题,没弄懂题就下笔的坏习惯。
2.少数学生还没有具备一定的分析能力。
3.小组的合作探究还很不到位,有的时候还停留在表面。
4.在创设情境,提出问题环节中,有时学生会提出很多问题,有些是本课需要的有些是不需要的。
这些困惑和不足在以后的工作中需要我不断探索,不断深入。
第四篇:浅析探究式教学模式的原理与应用
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浅析探究式教学模式的原理与应用
作者:江金兰 祝小红
摘 要:探究式教学是指在教室指导下学生通过探究过程主动获取知识、发展能力的实践活动,有利于突出学生的主体性,培养学生的实践能力和创新意识。本文通过对探究式教学的内涵与特征的理解,分析了探究式教学的原则以及探究式教学在专业基础课中应用的典型模式。
关键词:探究式教学 主体性 模式
中图分类号:G640 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)10-0029-02现代教育理论认为,学校教育应着眼于教会学生如何学习,培养他们自主学习的能力,夯实他们终身学习的基础。这就意味着在教学过程中,教师的教学理念、教学方式和角色要发生根本性的变革,学生的学习方式也随之改变。教师从单一的讲授式转变为多形式的启发、提问、指导、参与讨论和评价,学生从一味的接受知识到自主参与探究。探究式教学模式将建构主义思想和探究式为中心的教学思想有机的结合,充分体现了现代教育理论的思想,国内外教育研究者积极的将其教学理论引入实践中。
一、探究式教学的内涵与特征
探究式教学强调的是以学生为中心,通过学生自行查找资料、调查和实验的方法解决问题,强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构,达到培养创新型、应用型人才的目的。探究式教学模式实行启发式和探究式的教学方式,能够调动学生的积极性,变知识的单向传输过程为教师引导下师生共同探索的过程,且把讲授的重点由单纯讲授知识本身转向同时获得知识的方法和思维方法,体现了以学生为中心、激发学生思维的探究性教学方式,也体现了由中国传统教学理念“授人以鱼不如授人以渔”向“授人以渔不如授人以渔场”的可持续理念的升华,利用学生已有的经验背景,通过创设问题情境,实现激活学生的创造力和自主建构知识的目的。
1.学生通过自主探究过程获取知识
专业基础课程不仅具有很强的理论性,同时也具有很强的实践操作性,极有必要通过动脑、动口、动手来提高学习效果。学生通过观察、测量、收集、组织和统计分析数据或资料等探究活动,可以使学生把科学知识的学习与科学方法的训练结合起来,将所学知识用于解决新问题,可以使学生对科学、技术、社会的关系等问题有切身的认识和体验。
2.培养学生的探究能力
学生通过观察发现问题,在实验中学会实验操作的技能和方法,学会对数据分析,通过思考讨论得出初步结论,并可计划进一步的行动,在不断的探索过程中增长知识,最终形成善于发现问题、善于寻找规律,善于找到解决问题的方法的探究能力。
3.培养探究未知知识的积极态度
探究过程中有独立的操作、思考、也有集体的分析讨论,既给予学生独立思考、自我钻研、自我决策的机会,又要在讨论中强调对旁人观点进行思考分析,强调尊重科学事实的态度,以及依据事实批判的思考态度。这种既重视个性发展,又重视集体合作的民主氛围有利于学生的身心健康和自我发展。
二、探究式教学的原则
1.探索性原则
通过实验、调查、观察、搜集和处理信息、表达与交流等探索活动自主、独立的发现问题,获得知识、技能、情感与态度的发展。贯彻探索性原则,引导学生主动参与、乐于探索、勤于动手、逐步改变学生的学习方式。
2.主体性原则
教学中应尊重和发展学生的主体意识和主动精神,把学生视作学习的主人。强调教师指导的转化作用,突出学生在教学过程中的主体地位和能动作用。
3.民主性原则
探究式教学模式重视学生内心需求,尊重学生,改变学生被动接受的状态。教师与学生是合作学习的关系,实现教学民主,让学生真正成为学习的主人。
4.发展性原则
在学习化现代社会中,只有具备终身学习能力和自主发展能力的人,才能适应社会并创造未来。探究式教学模式以促进学生各方面的发展,尤其是思维能力的发展为出发点,让学生不仅“学会”,而且“会学”,不仅给学生知识,还给学生打开知识宝库的钥匙,使学生学会学习。
5.合作性原则
合作性是个人与个人、群体与群体之间为达到共同目的,彼此相互配合的一种联合行动。
杨振宁博士指出,在信息社会,没有人们的共同参与、相互合作,任何重大发明创造几乎都是不可能的。在教学中我们要注重培养学到的合作意识和合作能力。
三、探究式教学的典型模式
探究式教学没有固定的模式界定,并非是一成不变的,探究教学根据学习者身心发展特点、具体教学内容与教学目标、学习生活环境的不同作出适当调整,若执意追求探究教学过程的完整性,只会让教师和学生疲于对待模式的套用,陷入形而上学的怪圈。目前为止,5E循环教学模式和萨奇曼探究训练模式是较为成功的两种探究式教学模式。
1.5E循环教学模式
5E循环教学模式是以建构主义理论为支柱建立起来的,它重点强调教师对学生先行知识结构框架的建构,学生应用已有知识框架主动去探寻知识内容和师生之间合作的能力。其教学模式包括:吸引(engagement)、探索(exploration)、解释(explanation)、加工(elaborationj)、评价(evaluation)。
1.1 1E吸引(Engagement):在此环节中,需要教师对学生、对教材、对教技有良好的把握,通过教学情境的创设引起学生认知冲突,激发学生学习兴趣,引出教学任务。
1.2 2E探索(Exploration):教师通过创设教学情境,调动学生主动性,让学生主动投身到探究活动中,引导学生对问题进行正确的分析,探析问题的本质,探索问题真相。
1.3 3E解释(Explanation):探索活动后,教师有序组织学生对问题展开讨论、交流各自观点,帮助学生建构知识体系,掌握实践技巧,注重讨论交流中学生思维能力的培养。
1.4 4E加工(Elaboration):此过程应注重理论的延伸与实践的结合,教师应创设新问题情境,扩展、加深学生对概念的理解及应用,尝试将所学知识返作用于实践。
1.5 5E评价(Evaluation):教学过程中教师应及时准确地对学生各方面的发展进行评价。此外,组织学生开展自我评价,人人评价等活动,有助于学生的自我发展及自我价值的肯定。
2.萨奇曼探究训练模式
美国教学法专家理查德·萨奇曼认为,人具有天生的对陌生的事物或是疑难问题本能地进行研究的倾向,这是一种内在的心理探究欲望。教学应利用学生的这种天生的内在冲动,帮助学生掌握科学探究的过程和方法,以此来获得或创造新知识,培养学生的独立学习和研究的能力。萨奇曼认为,帮助学生进行探究的最好方法是训练,即促使学生对“为什么事情会如此这般地发生”产生强烈的疑问,并能合乎逻辑地获得资料和加工资料,进行创造性的思考,找到“为什么事物就像现在这种样子”的答案。通过这些步骤的训练,学生会逐步掌握整个探究的过程和方法,从而形成了以“探究训练”为特征的探究训练的教学模式。萨奇曼的教学模式目的在于让学生掌握科学家用以组织知识、形成原理的各种方式,教会学生进行科学探究的一般程序及掌握探究的某些技巧。因此,基本上遵循着“问题-假设-验证-结论”这样一种程序,这一模式还注重让学生掌握科学探究的过程,因此他需要在获得结论的基础上进一步反思,其训练过程分为五个阶段。
2.1提出问题,即教师根据设置的问题情境提出能使学生产生探究欲望的问题,并提出解决问题的方式。
2.2搜集资料,即学生根据教师的问题提出假设,通过提问,教师用“是”或“否”回答,由此搜集资料。
2.3验证假设,即学生对所获得的资料进行解释推理,以验证先前提出的假设。
2.4系统解释,即在验证假设的基础上,学生将搜集到的资料与假设联系起来,作出系统的解释。
2.5得出结论,即系统解释能说明所有现存的而无需修改时而得出结论。参考文献
[1]崔仁波,饡力.探究式学与教策略[M].北京:经济日报出版社,2007.[2]任长松,探究式学习一一学生知识的自主建构[M].北京:北京教育科学出版社,2005.[3][美]布鲁纳.教育过程[M].邵瑞珍,译.上海:上海人民出版社,1973.[4] 魏书生.魏书生教育教学艺术[M].漓江:漓江出版社,2000.
第五篇:浅谈高中物理教学中“理论”探究教学模式的应用
浅谈高中物理教学中“理论”探究教学模式的应用
《普通高中物理课程标准》中指出:高中物理课程应促进学生自主学习,让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考.通过多样化的教学方式,帮助学生学习物理知识与技能,培养其科学探究能力,使其逐步形成科学态度与科学精神.由此可见,科学探究法是今后高中物理教学中很重要的方法.有效教学模式分类
参与教学活动的要素很多,但基本的或关键的要素只有三个:教师、学生、所教/学的内容.这三个要素构成“教学三角”,形成三种教学关系,也衍生出三种教学模式.在教学活动中,如果强调“教师――内容”边,则会将教学理解成以教师为中心的传授活动,这是对教学最为传统的理解,此时最为有效的教学模式是讲授教学模式.如果强调“学生――内容”边,则会将教学理解成以学生为中心,强调学生通过自主学习与探究等方式,主动地、个性化地建构内容的意义,此时最为有效的教学模式是探究教学模式.如果强调“教师――学生”边,则会将教学理解成师生之间、生生之间围绕学习内容展开的交往对话活动,此时最为有效的教学模式是对话教学模式.上述三种教学模式,反映了对教学主体地位的不同理解.2 探究教学模式的理论基础
2.1 杜威的“五步教学法”
杜威倡导反省思维,并将反省思维分类五个阶段,即著名的“思维五步”,继而提出了相应的“教学五步”:第一,学生要有一个真实的经验的情境――要有一个对活动本身感兴趣的连续的活动;第二,在这个情境内部产生一个真实的问题,作为思维的刺激物;第三,要占有知识资料,从事必要的观察,对付这个问题;第四,必须负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法;第五,要有机会通过运用来检验他的想法,使这个想法意义明确,并且让他自己去发现它们是否有效.2.2 布鲁纳的发现学习理论
发现学习就是以培养探究性思维的方法为目标,以基本教材为内容,使学生通过再发现的步骤进行的学习.其三个基本步骤:激发、维持和引导,即促使活动得以启动,维持活动的继续以及避免该活动的随机化发展.布鲁纳认为,教授人们某些学科知识并不只是让他们把结果记在脑中,而是让他们参与到可能性的知识建构的过程中来.我们教授一门学科并不是要在每个学生头脑中建立一个学科方面的小型图书馆,而是要使学生自己能够以数学的方式进行思考,能够像历史学家那样考虑问题,能够参与到知识的过程中来.认知是一个过程而非结果.2.3 基于问题的学习
基于问题的学习就让学生在实际问题情境中学习,让他们把所学知识和实际生活联系起来,以此培养他们的学习兴趣和学习主动性,同时也让他们构建自己的知识框架.它主要具有以下特点:第一,以问题为焦点启动课程;第二,学生根据对问题的理解开展调查,进行探究;第三,在基于问题的教学中,教师的角色不再是提供知识,而是创设问题情境,通过提问等方式引导、促进学生进行学习.3 理论探究教学模式例说
3.1 瞬时速度教学
3.1.1 微元法
“微元法”通俗地说就是把研究对象分为无限多个无限小的部分,取出有代表性的极小的一部分进行分析处理,再从局部到全体综合起来加以考虑的科学思维方法,通过这种方法可以使许多复杂的物理过程用我们熟悉的物理规律迅速的加以解决,使复杂的问题简单化.3.1.2 瞬时速度
教材在定义了平均速度v=ΔxΔt后进一步指出“平均速度只能粗略地描述运动的快慢,为了使描述精确些,可以把Δt取得小一些,物体在从t到t+Δt这样一个较小的时间间隔内,运动快慢的差异就小些.Δt越小,运动的描述就越精确.可以想象,如果Δt非常非常小,就可以认为ΔxΔt表示的是物体在时刻t的速度,这个速度叫瞬时速度.”
这里的语言很通俗,较清晰地体现了极限的思想,但又回避了严格的极限概念和计算,也没有引入“极限”这个术语.我们在教学中如果就按照课本这样来讲述,学生对瞬时速度的概念是能理解的,对极限这样一种思想也是能初步了解的.但由于第一次碰到这样把近似值当成精确值的思想方法,是抱有很大的怀疑态度,认为这是一种近似、模糊的处理方法,在以后碰到同样的问题时,可能不会意识到用这种方法,在这里我们不妨借助习题,来加深对瞬时速度和极限思想的理解.例题 某做直线运动的质点的位移随时间变化的关系式为x=5t2,x与t的单位分别是m和s,(1)求t1=2 s到t2=3 s这段时间的平均速度;
(2)求t1=2 s到t2=2.1 s这段时间的平均速度;
(3)求t1=2 s到t2=2.01 s这段时间的平均速度;
(4)求t1=2 s到t2=2.001 s这段时间的平均速度.解 由位移x与时间t的关系式x=5t2可以得到各段时间的平均速度
(1)=xt=5×(32-22)3-2 m/s=25 m/s;
(2)=xt=5×(2.12-22)2.1-2 m/s=20.5 m/s;
(3)=xt=5×(2.012-22)2.01-2 m/s=20.05 m/s;
(4)=xt=5×(2.0012-22)2.001-2 m/s=20.005 m/s.从上面的计算发现,当时间间隔取得越来越短时,物体平均速度的大小愈来愈趋近于数值20 m/s,实际上,20 m/s就是物体在2 s时刻的瞬时速度,它反映了物体在2 s时刻运动的快慢程度.可见,质点在某一时刻的瞬时速度,等于时间间隔趋于零时的平均速度值,用数学语言讲,瞬时速度是平均速度的极限值.通过这样的计算,容易困扰学生的三个问题也就很好地解决了――
问题1 任何运动是且只能是一个过程,而绝不是一个位置点或一个时刻,那么什么是物体在某一位置(或某一时刻)的速度?
问题2 即使Δt无限趋近于零,它还是一段时间,并不等于零,那么相应的速度还是平均速度,为什么现在认为是等于瞬间速度而不是近似等于瞬时速度?
3.2 向心加速度教学
3.2.1 “从平均值到瞬时值”渗透极限思想
本课教学中,理论探究过程并非一蹴而就,而是遵循学生的思维发展过程,由浅入深、由表及里地逐步推进.先是提出课题:如图2所示,已知质点做半径为r的匀速圆周运动,线速度大小为v.经过时间Δt,物体从A点运动到B点,试求该过程中物体的加速度.学生会觉得一筹莫展,教师提醒学生:研究物理问题的基本思路是“从简单到复杂”,不妨从特殊到一般,若Δt=T呢?这个启发使学生受到了鼓舞,有了探究的热情,很快得出
(1)Δt=T,Δθ=2π,Δv=vB-vA=0,a=ΔvΔt=0.第一步探究结果完全出乎意料,向心加速度竟然会是零?学生讨论之余,教师应“旧事重提”:瞬时速度v=ΔxΔt是如何得出的?从而使学生“恍然大悟”,加速度也有平均值和瞬时值之分,一周内的平均值为零符合实际.学生的探究热情逐步高涨,顺理成章地按以下步骤展开探究,具体矢量图对应图3所列.(2)Δt=T2=πrv,Δθ=π,Δv=2v,a=ΔvΔt=2v2πr=0.64v2r.(3)Δt=T3=2πr3v,Δθ=2π3,Δv=3v,a=ΔvΔt=33v22πr=0.83v2r.(4)Δt=T4=πr2v,Δθ=π2,Δv=2v,a=ΔvΔt=22v2πr=0.90v2r.(5)Δt=T6=πr3v,Δθ=π3,Δv=v,a=ΔvΔt=3v2πr=0.96v2r.(6)Δt=T12=πr6v,Δθ=π6,Δv=6-22v,a=ΔvΔt=3(6-2)v2πr=0.99v2r.至此,学生自然猜想到当Δt→0时a=ΔvΔt=v2r.这个过程看似繁琐,对思维要求却不高,结果令人信服,教师可趁热打铁引导学生进一步深入探究.3.2.2 从“小量近似”渗透曲与直的辩证关系
在数学推演过程中,有多种方法可供选择.看似途径不同,本质都涉及曲与直的辩证关系.如图4所示,当Δt→0时,Δθ→0,弧长与弦长近似相等,即AB=AB=vΔt.根据vA、vB、Δv组成的矢量三角形与几何三角形△ABO相似,可得
Δvv=ABr=ABr=Δθ=ωΔt,于是a=ΔvΔt=vω=v2r=rω2.4 反思
(1)教学中学生充分感受了科学探究的方法,如基于“小量近似法”的理论探究过程,培养了学生科学探究能力.(2)教学过程充分关注“极限”、“变恒辩证关系”、“曲直辩证关系”等思想和方法的渗透,有利于培养学生的科学素养和抽象思维能力.(3)在探究教学模式中,教学活动的重心是“学”而不是“教”,学生进入一个具体的问题情境中,以自身已有的知识经验为基础,通过个人对问题的探究理解力来建构有意义的知识,而教师则扮演问题设计者、探究活动的组织者和促进者的角色.