初中物理课内探究教学模式设计及案例解析文档格式.docx
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学习者用合理的、合乎逻辑的论据,表达自己的解释
学习者阐述自己的解释,并为之辩护
少————→学习者自主探究的程度————→多
多————→教师和学习材料指导的程度——→少
以上分类旨在为教师提供一种参考,为适应不同层次的学生、不同学习内容的学习,为多元化教学目标的实现提供的灵活的选择.
下面介绍的探究式教学模式,是从教师对学生探究活动过程指导程度的多少的角度去划分,为开放型、指导型和循环探究教学模式.
二、探究教学模式
(一)开放型探究教学模式设计及案例解析
1.开放型探究教学模式
这种模式教师参与程度最小,是以学生自主探究为核心的一种探究模式。
以学生自主探究为中心的开放型探究教学模式包括五个基本特征:
(1)学生围绕具有科学性的问题展开探究活动;
(2)学生获取可以帮助他们解释和评价具有科学性问题的证据;
(3)学生从证据中提炼出解释,对具科学性的问题做出解释;
(4)学生通过比较其他可能的解释,特别是那些体现出科学性理解的解释来评价他们自己的解释;
(5)学生交流和修正他们所提出的解释.(具体结构见下图)
2.开放型探究教学案例解析
【教学案例一】
苏科版初中物理8年级下册第九章.三、《气体的压强》教学设计
教学过程
一、大气压
1.体验大气压的存在
创设情景:
学生活动:
呼吸气感知空气的存在。
教师说明:
地球被一层厚厚的空气包围,即大气。
提出问题:
大气有压强吗?
你能根据日常经验和实验说明大气压的存在吗?
给出器材:
热水、盐水瓶、雪碧瓶、吸管、气球、注射器、弹簧测力计、玻璃杯、吸盘、纸片、细线、钩码
学生先独立思考,发表观点,实验展示。
小组交流讨论,发表观点,实验展示。
教师观察情况,如果学生提不出方法,教师可以用一代表性实验为突破口,适当解释后,引导学生进行再思考。
交流实验与想法。
教师补充实验。
这些实验是怎样显示大气压存在的?
引导总结实验的基本思想:
大气压虽然普遍存在,但由于研究对象在平时两侧同时受到大气压的作用而平衡,不能表现出来。
逆向思维,只要使研究对象一侧的气压减少,另一侧将会在大气压的作用下显示出效果。
2.解释现象
3.估测大气压的数值
引导学生能否以实验设计为载体,估测大气压的数值(先个人思考发表意见,后小组讨论交流)
学生方案通常有:
利用覆杯实验、利用排除空气的注射器下挂钩码、用吸盘、用弹簧测力计拉动排除空气的注射器等等,老师要充分肯定并因势利导,比较这些实验的优越性与不足。
在覆杯实验的基础上介绍或演示托里拆利实验,在吸盘实验的基础上演示马德堡半球实验,让学生知道大气压不仅存在且较大。
4.大气压的产生原因及大气压的变化
由液体压强的产生原因引导分析气体压强的产生原因,猜想大气压的变化。
介绍一个标准大气压的数值,介绍测定大气压的仪器。
5.思考总结大气压的应用
二、沸点与气压的关系
针筒里装一些冷水。
不加热,能让这些水沸腾吗?
教师演示,学生小组配合模仿:
封住小孔,向后拉动活塞,发现水沸腾。
讨论交流沸腾的原因,得到沸点与气压的关系。
演示课本实验并解释。
思考高压锅的原理,解释高压锅为什么能更快地煮熟饭菜。
应用(这里的内容与学生的生活距离较远,可由老师直接提出问题让学生思考道理。
)
三、流体压强与流速的关系
汽车过后,尘土飞扬,树叶向路中间移动。
汽车过后,为什么尘土飞扬,树叶向路中间移动?
猜想与假设(学生活动):
可能是空气流速的影响。
教师指出:
这是流体的流速对压强的影响。
流体的压强与流速的关系
教师引导实验设计:
利用纸片、水、水槽、吸管、纸船等设计实验交流实验设计方案。
学生实验。
交流实验现象并说明压强与流速的关系。
教师总结。
学生思考:
压强与流速的关系对生产生活的影响及应用。
教师补充。
四、本堂课回顾
五、巩固训练
[点评]气体的压强实际是分成三部分:
大气压强、流体压强、一定质量的气体的压强。
这部分内容较抽象,学生难以理解,宜采用先现象后理论,在比较中得结论的教法。
因为抽象,更要注重学生的感性认识,因此,从呼吸气感知空气的存在,到一系列有趣的实验说明大气压的存在,到分析实验中怎样显示大气压的存在,再回到实验现象的解释。
一步步,由现象到理论。
在此基础上,以实验为载体,以现象为模型,设计测定大气压的方法。
在此过程中学生不停地提出问题,不停地设计实验,观察实验现象,交流讨论,形成一套完整的学习程序。
以往的教学学生缺少一种自己探究的经历和过程,缺乏思维的深刻性,这样的方式在一定程度上束缚了学生的创造性思维,很难达到培养学生探究、创新意识的要求。
探究型教学模式一改常规,为学生自主学习和探究创设情景,引导学生自己设计有可能的实验方案,并按自己设计的方案进行操作,去验证自己方案的可行性.这样一来,学生潜在的那种探究热情立即被激发出来,教师所能想到的那些方法,学生也能想到,甚至有过之而无不及。
教师再引导学生对比总结各种方法,有事半功倍的效果,更重要的是学生在实验探究中培养学习物理的思维素养,也能在自己大胆的设计中尝到了甜头,奠定了探究学习的基础。
【教学案例二】
苏科版初中物理九年级(上)14.4《欧姆定律的应用—“伏安法测电阻”》教学设计
一、创设情景:
从半导体收音机入手,事先取出一只限流电阻,内部引出两根线,置于实物投影仪上,开始接上原来的电阻,后换接一只阻值较大的电阻,让学生明显感到半导体收音机音量的变化,说明电阻起的作用.
二、提出问题:
有一只标号不明的电阻器,如何才能知道它的电阻值?
三、合作探究:
分小组(同组异质,异组同质)4—6人探究
1.研究课题:
探究测量电阻大小的多种方法
2.实验器材:
电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、已知阻值的电阻器、开关、待测电阻、导线若干.
3.教师引导:
①类似于测量某一物体的密度,想一想要测量电阻器的电阻该怎么办?
②测量电阻的原理是什么?
要依据原理画出电路图,再按照电路图连接实物.
③设计出一种测量电阻的方法后,再想一想有没有第二种、第三种方法?
4.学生小组合作探究,教师巡回指导.
[点评]
开放式探究方法看起来像放羊式教育,教师像甩手掌柜一样,没有事干,其实不然.关键是教师课前对学生的了解:
学生的知识与能力能否达到自己设计、操作、验证的水平?
应该不应该采用这种教学方式?
这一节课学生掌握了欧姆定律、学会了连接串、并联电路,也曾测量过物体的密度,因此应该说学生有能力自己去探究.还有就是在巡回过程中干什么?
像在这一节课里,教师在巡回时要注意每一组学生,若哪一组学生在实验技能上有错,如电流表、电压表接错就应立即指正.而对于学生在探究过程中可能出现的错误,如一下子将已知电阻、滑动变阻器、电流表、电压表都接入电路中,这种错误则可让其自己去发现.我们应该明白:
学生自己设计、操作的探究过程中,难免不出错,不走弯路,但这并不妨碍他们开动脑筋.如果他们自己能找出错误,不仅能够很好的理解测量电阻的方法,而且使自己思维有了一定的深度.如果他们自己不能找出错误,那么在交流的过程中,也会让他们明白自己错在哪里.另外教师在巡回过程中,还有一个任务,那就是发现各个小组探究测量电阻方法的思路,以便在交流过程中有所选择.
四、小组交流:
小组派代表将实验的设计原理、电路图和实验记录的数据与全班同学交流.
小组代表在交流的时候,教师通过“这种设计方案好,能测量出电阻器的电阻.有没有更好的方法呢”?
“这种设计方案已经能测量出电阻器的电阻,有没有什么地方需要改进呢”?
“想想如果实验中只有一只表会怎样?
还能测出电阻器的阻值吗”?
这一类激励性的评价语言,让小组的其他学生或其他小组的学生给予补充、完善.
交流过程是这种方法的重要环节.从某种意义上讲,这节课探究所能达到的深度(掌握测量电阻的多种方法)与广度(学生达到课堂教学目标的人数)取决于这个环节,应该精心准备.
五、总结评价:
这节课请学生小结一下,一共探究出几种测量电阻的方法.
六、应用提高:
教师可以根据学生设计的方案,进一步提出:
如只用一个表测电阻时,能否只连接一次,就可以测出电阻器的阻值呢?
如果将滑动变阻器换成变阻箱又会怎样呢?
等等.让学生带着成功的喜悦和新的问题走出教室.
[点评]测定未知电阻的实验,以往的教学总是不敢打破教材中的固定格局,都是先讲“伏安法测电阻”的方法,并要学生按照课本上的方法、步骤进行实验及相关问题的讨论,然后再从改变实验器材的角度出发,引导学生进一步探索其他的测定未知电阻的方法.尽管这样的教学安排看上去顺理成章,似乎也考虑了学生参与.但实际上学生仍旧是按照教师设计的思路去寻求答案,甚至有时不得不设计好相关的步骤,而学生只不过操作一下.这样一来,就光这个实验的几个电路图学生都很难掌握,究其原因,主要是学生缺少一种自己探究的经历和过程,缺乏思维的深刻性.这样的方式在一定程度上束缚了学生的创造性思维,很难达到培养学生探究、创新意识的要求.并放探究型教学模式一改常规,为学生自主学习和探究创设情景,引导学生自己设计有可能的实验方案,并按自己设计的方案进行操作,去验证自己方案的可行性.这样一来,学生潜在的那种探究热情立即被激发出来,教师所能想到的那些方法,学生也能想到,甚至有过之而无不及.教师再引导学生对比总结各种方法,有事半功倍的效果,学生也能在自己大胆的设计中尝到了甜头,奠定了探究学习的基础.
(二)指导型探究教学模式设计及案例解析
1.指导型探究教学模式
指导型探究教学模式旨在将探究教学和传统教学的优势进行整合,它可以很好地用于建立某些特定的概念和规律.这种模式在操作时的难度,体现在教师参与度的控制上.即:
教师如何指导学生的探究:
探究过程中学生自主活动的重点是什么,教师重点指导探究的哪些方面;
如何引导,何时介入,介入多少;
哪些指导是必要的,怎样指导才算充分了;
何时需要提供背景资料或有关信息,何时传授相应的准备性知识,何时推荐学生阅读教科书,或向图书馆、互联网、成人求助?
教师介入得过早(学生还没有充分地自主探究多长时间),会阻碍了学生本可以自主发现的机会(“差一点我们就要找到答案了”),此时教师的指导就显得不必要、不应该,剥夺了学生尝试-错误和从教训中学习的机会;
如果介入过晚以致让学生过久地处于无助状态甚至陷入危险之中,此时显得指导不够充分,学生感到手足无措.成功实施这种模式的关键,是根据具体内容和具体学生适时指导.
具体程序见下图
2.指导型探究教学案例解析
【教学案例】
苏科版初中物理八年级(下)8.3《摩擦力》教学实录
教学过程:
[创设情景、发现问题]
教师:
《市民守则》的第七条内容还记得吗?
学生:
不乱扔杂物.
乱扔瓜果壳不但不卫生,而且还有可能造成伤害事故,请同学们看一段录象.
播放录象:
一块西瓜皮害了一条人命,这一飞来之祸与摩擦有关……
发现问题:
脚踩在西瓜皮上为什么会滑倒呢?
脚踩在西瓜皮上容易滑倒,在日常生活中你们还有哪些类似的感受?
在结冰的路面上走路容易滑倒.
1.夹球比赛.每个小组配有一盒玻璃球、一只纸杯、一双筷子,每组出一人,用筷子将球从盒中夹送到杯中,看哪一组快.
2.两人拔河:
让力气最小的学生与力气最大的学生拔河,力气小的获胜.(在讲台后放一块光滑的装饰板,适度抹些润滑油,让体重大力气大的学生站在上面,体重小力气小的学生站在地面上.)
3.每个小组配有木块,上面钉有钉子,让学生徒手拔,拔不动.
4.播放录象:
大力士拖动大汽车.画外音:
若汽车无轮子,大力士拖得动吗?
高密度呈现“摩擦”的信息,让学生强烈感受到摩擦现象处处存在,与自己的生活息息相关.这样设计使学生从“熟视无睹、司空不觉”中顿悟到研究“摩擦”很有价值,从而产生探究的兴趣和欲望,使老师和学生在学习目标上达成共识.
教师在引入什么叫滑动摩擦力后,提出滑动摩擦力的大小与什么因素有关?
学生猜想:
学生猜想很活跃,归纳起来有如下几种:
1.滑动摩擦力的大小可能与压力大小有关;
2.滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;
3.滑动摩擦力的大小可能与物体运动的速度大小有关;
4.滑动摩擦力的大小可能与物体接触面积的大小有关.
[点评]学生在观看录象前,教师结合“五城同创”有机的渗透情感教育.然后教师通过观看录像和活动安排来创设情景,让学生在充分感知、体验的基础上进行猜想.猜想是科学探究的一个重要环节,它能使探究者明确探究方向,有目的、有计划地进行探究,所以教师要鼓励学生大胆地进行猜想,无论其猜想的是“真因素”还是“伪因素”,都要“平等”的对待,因为猜想3与4与猜想1与2同样的可贵.
教师指导:
怎样测定滑动摩擦力.
[实验设计、合作探究]
怎样设计实验来探究滑动摩擦力的大小与上述四个因素有关?
有什么样的关系呢?
小组讨论,全班交流.教师引导,确定方案:
方案一:
先在桌面上匀速拉动木块,再分别在木块上加1个和2个砝码,再以同样的速度向同一方向匀速拉动木块,观察三种情况下的弹簧秤的读数,来探究滑动摩擦力与压力大小的关系.
方案二:
将同一木块先后放在木板面、玻璃面和毛巾面上,以相同的速度向同一方向匀速拉动,观察两种情况下弹簧秤的读数,来探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系.
方案三:
在同一桌面上,沿同一方向以不同的速度匀速拉动同一木块,观察两种情况下弹簧秤的读数,来探究滑动摩擦力与速度大小的关系.
方案四:
将木块侧放、平放在同一桌面上,沿同一方向、以相同的速度匀速拉动,观察两种情况下弹簧秤的读数,来探究滑动摩擦力与接触面积大小的关系.
控制因素
改变因素
改变方法
测力计示数(即摩擦力大小)
结论
粗糙程度、接触面积速度
压力
一个木块
木块加小砝码
木块加大砝码
压力、速度、接触面积
粗糙程度
木板表面
玻璃面
毛巾面
压力、接触面积、粗糙程度
速度
缓慢匀速
较忆匀速
压力、速度、粗糙程度
接触面积
平放木块
侧放木块
小组合作探究:
教师巡回指导.(过程略)
[点评]教师必须为学生的探究活动提供必要的引导和指导.问题是指导什么?
如何引导?
如怎样测定摩擦力?
如何设计实验方案?
这节课教师根据学生的现有水平,采用直接讲授测定滑动摩擦力的方法,实验方案的设计由学生讨论完成,尽管实际教学中学生难以一下子设计完整而严谨的实验方案,但可以在讨论中不断补充、完善.
“合作、探究”式教学的最大特点是学生成为课堂教学的主人,在教学中能发挥主体作用,教师只是课堂教学的引导者、组织者,是与学生一起探究的合作者.科学探究活动不仅有证实,而且有证伪.在科学探究的历程中,证伪要比证实多.本节课的教学中,让学生证实的同时,也进行证伪,不仅能有效的消除学生错误的前概念,建立滑动摩擦力的科学概念.而且还能使学生对科学的本质形成正确的理解,在头脑中形成正确的科学形象.
(三)循环教学模式设计及案例解析
1.循环教学模式设计
循环教学模式的主要特点是教师传授核心知识,学生通过应用该知识或理论从而实现对问题的理解.循环教学模式不仅能够帮助学生形成概念及概念系统,而且能够培养学生的认知发展.该教学法对消除学生的错误前概念,培养学生的思维能力和探究能力有持久的作用.
循环教学模式的一般顺序可以典型地被描述为层层递进.即:
问题情景→探究交流→新问题情景→再探究交流→……→应用提高
循环教学模式特征是,探究的内容具有一定的深度或层次,学生在探究过程中,有跳跃或断层的难度,关键处教师及时给予指导.例如学生在探究浮力的过程中,对阿基米德原理理解就有多个层次:
从感受液体对浸在里面的物体有浮力的作用→浮力的大小与哪些因素有关→浮力的大小与排开液体的重力之间的关系→引入阿基米德定理.层与层之间有时就需要教师指点.
循环教学模式的具体程序见下图.
2.循环型探究教学案例解析
苏科版初中物理九年级(上)14.2《变阻器》教学设计
实验器材:
干电池3节、小灯泡(灯座)、开关各1只、导线若干共若干套(滑动变阻器每组1只,另发).演示用:
调光灯一台、电位器、滑动变阻器.
设计思想:
从实际问题出发,创设问题情景,让学生自主探究,尝试问题的解决.在问题的解决过程中,发现新的问题,提出修正意见和一些创造性的想法,再进行探究.具体环节:
创设情景、提出问题
设计方案、交流演示
提出新问题
创设新方案
探究交流
归纳总结、实际应用.
过程设计
一、创设情景、提出问题
教师引言:
(边演示调光台灯边叙述)台灯可以调节亮暗,舞台的灯光有时会渐明渐暗,同学们知道其中的奥秘吗?
根据学过的知识,积极开动脑筋思考:
如何才能实现这种控制?
请同学们分小组设计,看哪一组设计得又好又多.
二、设计方案、交流分析
学生活动一:
分小组设计
小组交流:
方案1:
如图所示的电路,当开关S与触点a、b、c接触时,电灯会依次变暗,反之依次变亮.
方案2:
开关S由a到c依次接触时,电灯会依次变亮,反之依次变暗.
方案3:
将导线线头c由B向A移动,电灯会变亮.
总结评价:
1.上述3个方案都达到了改变灯光亮度的目的;
2.方案1、2中灯光亮度的变化是跳跃性的;
3.方案3中灯光亮度虽然连续变化,但亮暗变化太小不明显.
(设计意图:
学生对调光台灯并不陌生,课堂演示是为了创设一种探究的氛围,让学生了解这一节课探究内容的实用价值,激发其兴趣,引起其注意.学生设计的方案和电路,让各小组派代表,通过实物投影仪显示分析)
三、提出新问题、认识新器材
如果想使灯光连续变化且亮暗变化较为明显一点,应该怎么办呢?
全班讨论,畅所欲言,教师归纳.
(学生在肯定方案3的优点的基础上,分析其不足之处就是,灯光的亮度变化范围不太大,如果增加铅笔芯的长度,铅笔芯又容易折断.能否用电阻丝代替铅笔芯呢?
教师归纳:
从同学们刚才的设计的方案和发表的看法来看,关键是需要一个电阻可以像铅笔芯一样,连入电路中电阻的阻值能够连续变化,且变化范围大一些的器材.
教师介绍:
滑动变阻器的构造、结构示意图和铭牌上电阻、电流的数值的含义.
板书:
14.2变阻器
1.滑动变阻器的构造与结构示意图
四个接线柱:
A、B、C、D;
金属杆CD;
电阻丝AB;
金属滑片P;
瓷筒、
支架等.
2.滑动变阻器的铭牌
10Ω:
表示滑动变阻器电阻丝的最大电阻;
1A:
表示滑动变阻器允许通过和最大安全电流.
教师结合实物仅仅介绍滑动变阻器的构造、结构示意图和铭牌上电阻、电流的数值的含义.滑动变阻器的连接方法及原理让学生去探究).
四、实验探究
学生活动二:
分小组探究
用滑动变阻器如何改变电路中电流…滑动变阻器有哪几种连接方
法?
.
用滑动变阻器如何改变灯光的亮度…滑动变阻器是怎样改变电路中
的电流的?
教师友情提醒:
滑动变阻器连入电路中,电流是怎样通过的,用了哪段电阻丝?
小组探究:
略
1.滑动变阻器有4个接线柱,共有6种接法---AB、AC、AD、BC、BD、CD:
2.要改变电路中电流,滑动变阻器有4种接法--AC、AD、BC、BD:
3.滑动变阻器连接在电路中,要改变电路中的电流则可将“一上一下”两个接线柱接入电路;
同时将上面金属杆两端的接线柱接入电路,则相当于接了一根电阻不计的导线;
同时将下面电阻丝两端的接线柱接入电路,则相当于接了一个定值电阻;
4.滑动变阻器连接AC、AD两接线柱时,效果一样,电流都是通过电阻丝AP.滑片P向右滑动时电路中的电阻增大,电流减小,灯光变暗;
滑动变阻器连接BC、BD两接线柱时,效果一样,电流都是通过电阻丝BP.滑片P向右滑动时电路中的电阻减小,电流增大,灯光变亮.
5.滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻丝的长度,改变电路中的电阻和电流的.
(设计意图:
介绍滑动变阻器的构造以后,让学生自己探究滑动变阻器连入电路中的方法,虽然有一些难度,但只要稍许提醒或让学生自己去看书、去摸索,学生之间交流探究滑动变阻器连接的方法和规律,最后在小组交流时归纳整理.即使这样让学生走一些弯路,也是值得的.)
五、引导迁移、应用提高
你们知道滑动变阻器在日常生活、生产中有什么应用吗?
学生回答:
其实滑动变阻器在生活、生产中应用十分广泛,不仅如同学们所说的如音量开关、调光电灯、电冰箱上温度控制开关等有滑动变阻器,像汽车上的油量表,商店里的电子秤等也有滑动变阻器的身影.利用滑动变阻器还可制作风速测定仪.
出示习题:
一位同学设计了一个风力测定仪如图所示,O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一个受风板,无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大.AB是一段圆弧形电阻,P点是金属杆与弧形电阻相接触的点,电路中接有一个灯泡,测风力时,闭合开关S.通过分析可知:
金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个____________观察___________可以粗略地反映风力的大小.若要提高该装置反映风力大小的性能,可采取的方法是_______________.
学生解答:
教师总结:
变阻器的优点是连入电路中的电阻可以连续变化,但其连入电路中的电阻大小不知道.而生活、生产中有时候需要知道连入电路中电阻大小的变阻器,应该怎么办呢?
这节课首先用已有的知识设计改变电路中电流的电路图,通过实验现象的评价,寻找出实验设计的不足之处.然后通过探究“新器材——变阻器”的使用方法,再次设计改变灯泡亮度的方法.最后应用于生活:
用滑动变阻器测量风的速度.这样,不仅能让学生在学习了滑动变阻器以后,了解变阻器有很多应用,而且能拓宽学生的视野,体会
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- 初中 物理课 探究 教学 模式 设计 案例 解析