《物理探究教学模式构建和实施策略》.ppt

物理探究教学模式构建和实施策略,新课程背景下,镇海中学 黄国龙,课题研究的背景和意义,一、从探究教学特点和三维教学目标关系提出：实施新课程需要探究教学。,新课程呼唤探究教学,探究教学含义,学生仿照科学研究的过程学习科学知识，从而在掌握科学知识的同时，经历科学探究过程，学习科学研究方法，形成科学探究能力，培养科学态度和科学精神，激发探究兴趣和热情，形成价值观的一种教学方式。,探究教学的特点,以学生为中心，倡导学生主动参与、探究发现、合作交流，使学生的学习在体验性、探究性、合作性的框架下进行。突出了自主、探究、协作、体验。,探究教学与三维教学目标关系,从情感态度和价值观角度分析：学生在经历整个探究过程中，从失败到成功、从错误到正确、从片面到全面，体验了探究过程的曲折和成功带来喜悦，从而得到了情感体验，激发了探究兴趣和热情，培养了科学精神和科学态度。,从知识和技能角度分析:学生通过自主探究和协作交流，进行了积极、主动和有意义的构建活动，使学生对新知识的同化达到内化层次，促使认知结构对新知识同化得到顺应，提高了知识构建效率。,从过程和方法角度分析：学生通过积极的探究活动，运用科学研究方法来获取知识，培养了科学研究方法和探究能力，训练了良好的思维素质.,二、为了培养不同种类、不同层次探究人才：需要多样化探究教学。,新课程呼唤探究教学,三、新课程中多模块、多任务、多目标：需要多样化的探究教学。,新课程呼唤探究教学,新课程呼唤探究教学,物理探究教学研究和实践中存在问题,物理探究式教学模式的特点,在现代探究教学理论和新课程理念指导下，结合物理科学研究的认识方法和研究方法，在探究教学实践经验的基础上，根据物理新课程教学模块内容和教学目标而构建起来的一种教学活动的结构程序和策略体系。,构建中学物理探究教学模式的目的,为了拓展探究教学的应用领域，同时发展和完善了探究教学理论。通过构建物理教学模式，研究物理探究教学模式中各环节要求和策略使探究式教学得到贯彻落实，优秀的探究教学经验得到概括和提练，有利于广大物理教师能可操作性地进行探究式教学，这对于扭转“探究教学理论下不去，优秀探究教学实践上不来”的局面具有十分重要的意义。,3、拓展物理探究教学模式的实施途径，揭示适用特点。,课题研究的主要目标,1、构建适用于高中物理新课程的多样化物理探究教学模式。,2、探索高中物理探究教学模式的具体实施策略和方法。,一、课题研究的理论基础,1、耗散结构创新理论。,2、建构主义教学理论。,3、探究式教学理论。,课题研究的实施方案,4、物理学科创新认识规律等。,二、课题研究的原则,三、课题研究的方法,1、运用文献综述的方法。了解国内外有关物理探究教学研究和实践的最新进展和成果，揭示了中学物理探究教学研究与实践中存在的问题。,2、运用行动研究方法。分解研究课题，分工协作，确立了11个子课题作为课题研究的攻关项目。,3、运用问卷调查的方法。分析评估不同物理探究教学模式的应用效果和适用特点。,4、运用经验总结的方法。总结物理探究教学模式实施的有效策略和途径。,四、课题研究的技术路线,课题研究主要内容,一、构建四种物理探究教学模式,1、物理“科学探究”教学模式。2、物理“实验探究”教学模式。3、物理“设计探究”教学模式。4、物理“习题探究”教学模式。,二、探索物理探究教学模式实施的策略,1、提出问题教学策略探索。2、提出猜想教学策略探索。3、制订验证方案教学策略探索。4、分析论证教学策略探索。5、交流协作教学策略探索。6、分析评价教学策略探索。7、物理探究教学中师生探究活动实施策略的研究与实践。,三、探索研究物理探究教学模式的实施途径,物理探究教学模式构建简介,物理“科学探究”教学模式简介,物理“科学探究”教学模式特点,物理“科学探究”教学模式的特点是教师以探究教学理论、新课程理念、科学家进行科学探究的认识规律和思维规律为指导，设计类科学探究的教学过程：（1）创设问题情景，提出研究问题；（2）创设猜想教学情景，启发学生进行猜想；（3）引导学生设计研究方案验证猜想；（4）师生分析评估、学生协作交流得出探究结果。在科学探究教学过程中，教师铺设知识和思维台阶，引导学生展现科学探究过程；学生在教师的指导下，运用已学的物理理论、科学研究方法、物理实验进行科学探究，体验科学探究过程中的艰辛和喜悦，最后发现规律，实现知识创新。,构建物理“科学探究”教学模式的理论依据,1、建构主义教学理论,2、探究教学理论,3、物理学科探究创新规律,物理“科学探究”教学模式的教学框图,变式一,物理“科学探究”教学模式的教学框图,变式二,物理“科学探究”教学模式的教学目标,从比较主要的层面上阐述物理“科学探究”教学模式的知识和技能目标、过程和方法目标、情感态度和价值观目标。,物理“科学探究”教学模式实施途径,1、在新课教学中，运用物理“科学探究”教学模式实施物理新知识教学。,2、在习题教学中，运用物理“科学探究”教学模式实施拓展性物理知识教学。,3、在研究性活动教学中，运用物理“科学探究”教学模式实施物理问题教学。,物理“科学探究”教学模式实施案例分析,教学案例分析：单摆振动周期规律,物理“实验探究”教学模式简介,物理“实验探究”教学模式特点,教师根据物理实验教学目标和学生原有认知特点，根据实际需要和拓展创新创设问题情景，提出实验研究课题，然后启发、引导学生运用有关的实验设计方法自主设计实验方案，师生根据所设计的实验方案实施实验获取实验数据，对实验数据进行处理，得出实验结果，最后对实验结果进行分析评价来修正原有的实验设计方案，从而达到构建实验认知结构（实验理论、实验方法和实验技术），激发学生对实验的探究兴趣，培养实事求是的科学态度和科学精神，体验实验探究过程的艰辛和成功带来的欢乐。,构建设物理“实验探究”教学模式理论依据,1、现代的耗散结构创新理论,2、探究式教学理论,3、物理实验探究创新规律,物理“实验探究”教学模式教学框图,物理“实验探究”教学模式实施途径,1、演示实验教学中，实施物理“实验探究”教学模式,2、学生实验教学中，实施物理“实验探究”教学模式,3、实验专题教学中，实施物理“实验探究”教学模式,物理“实验探究”教学模式实施案例分析,学生实验：电表内阻测量实验探究,实验专题：电表内阻测量,物理“设计探究”教学模式简介,物理“设计探究”教学模式特点,教师根据学生认知结构及中学物理教学特点，创设应用设计课题。教师以探究教学理论、科技人员进行应用设计的认识规律和思维规律为指导，结合学生认知发展规律，设计类科技设计探究的教学过程。在设计探究教学过程中，教师铺设知识和思维台阶，引导学生展现应用设计探究过程，学生在教师的指导下，运用所学的物理理论、设计方法和技术进行设计探究，体验设计探究过程中的艰难和快乐，最后完成设计探究课题，实现设计创新，培养学生设计探究能力、实践能力和社会价值观。,构建物理“实验探究”教学模式理论依据,1、散耗结构创新理论,2、探究式教学理论,3、工程技术设计探究规律和方法,物理“设计探究”教学模式教学框图,物理“设计探究”教学模式实施途径,1、演示实验装置设计,2、“设计型”新课教学,3、物理科技制作活动,教学实例分析：理想变压器设计探究教学,物理“设计探究”教学模式实施案例分析,教学实例分析：理想变压器设计探究教学,物理“习题探究”教学模式简介,物理“习题探究”教学模式特点,教师创设类似问题探究的教学情景引导学生进行探究：（1）教师根据学生的认知特点，创设问题情景，提出具有探究价值的问题；（2）启发引导学生开展分析思考和协作交流，暴露思维过程，进行理论性的探究解答，得出解答结果；（3）教学中教师和学生运用实验和理论方法判断学生探究解答结果是否正确；（4）对于错误探究结果，教师启发引导学生对错误原因作分析评价，进行新的探究解答和判断；对于正确探究结果，教师引导学生作总结性评价，然后拓展探究问题，进行新的探究解答，重组原有的知识和方法，构建新的认知结构。,构建物理“习题探究”教学模式理论依据,一、建构主义理论下学习观,（一）学生构建认知结构二种方式,1、原有的认知与新的情景发生相互作用，进行同化和顺应。,2、其二是对原有认知结构进行重组和整合。,（二）确实有效构建良好认知结构条件,学生进行积极、主动、有意义地参与构建活动。,二、建构主义理论下物理习题教学的特点,是学生对原有的物理认知结构（包括物理知识、物理解题方法、思维方法等）进行重组和整合的过程，重组和整合的目的是帮助学生构建一个相对概括化、稳定化、清晰化的物理认知结构。如何帮助学生对原有物理认知结构进行重组和整合是中学物理习题教学的一项重要任务。,三、建构主义理论下物理“习题探究”教学模式,在物理习题教学中要使学生对物理认知结构重组和整合有效地进行，构建良好的认知结构，培养科学素养，教学中应创设具有内在逻辑关系和探究价值的探究性习题，构建在建构主义学习理论指导下物理教学模式，使学生的构建活动有意义地进行。物理“习题探究”教学模式就是一种十分有效的教学模式。,物理“习题探究”教学模式的教学框图,物理“习题探究”教学模式实施途径,1、“悖论型”问题探究,2、“实践型”问题探究,3、“推理型”问题探究,物理“习题探究”教学模式实施案例分析,教学实例-动能定理的拓展创新教学,原有知识 质点动能定理(合外力对物体做功等于物体动能改变量-WEk)。,提出问题 如图所示,质量为M的木板放在光滑的水平面上以v的速度水平向右运动,现在木板的右端无初速地放一个大小不计质量为m的木块B,木块与木板之间有磨擦,为了使木板还以v的速度做匀速直线运动,须在木板上作用一水平向右的恒力F。试求从放入木块到木块和木板刚一起运动过程中F所做功W。,学生探究解答教学中教师引导学生对上述问题进行分析解答，学生通过讨论和交流，给出如下两种典型解法：解法1.较多学生运用质点动能定理解答这个问题,认为F所做功就是两个物体组成系统所受合外力所做功,应等于系统动能增量,因而得:W=mv2/2。解法2.运用功的定义式求解：F=mg,s=vt,t=v/a,a=g,因而得F所做功:W=mv2。,导致悖论 二种方法所得结果不同,产生悖论。,分析评价 产生上述悖论后,学生感到很惊讶，迫切想知道矛盾原因，从而激发了学生探索动机和兴趣，此时教师引导学生分析评价矛盾的原因。学生A评价：从功能原理角度分析，拉力所做功应等于系统的动能增量和产生的内能之和，因而解法1肯定是错误的。学生B评价：同学A的评价有道理，解法1错误表明动能定理不能适用于有内能产生的二体问题。因而，原有适用于质点的动能定理在应用于二个物体以上的系统时需要修正。,新的知识结构 教师在学生评价的基础上，要求学生求出产生的内能。由功能原理可知，E内=WF-mv2/2=mv2-mv2/2=mv2/2。两物体间一对摩擦力做功之和为W内=fs1-fs2=mg（s1-s2），s1=v2/2g，s2=v2/g，结果得W内=mv2/2，教师由此引导学生导出系统动能定理：W外+W内=Ek（合外力对系统所做功和系统内力做功之和等于系统动能的增量）。,上述动能定理拓展探究教学中，学生经历了导致悖论、发现问题、分析评价、拓展验证的探究过程，达成了如下三维教学目标：,（3）通过从失败到成功的探究解答过程，激发了学生探究兴趣，体验了探究过程中成功感，认识到系统动能定理的科学价值。,（1）揭示了原有动能定理的适用范围（适用于质点），把握了适用范围更广的系统动能定理，加深了对系统动能定理的认识；,（2）通过分析评价，运用功能原理推出系统动能定理，训练了逻辑推理能力，培养学生协作交流能力和分析评价能力；,物理探究教学模式实施策略简介,物理探究教学模式实施策略简介,实施物理探究教学模式七大策略，突出了课题研究的深度，体现课题研究的深刻性。,（一）“提出问题”教学策略探索（二）“提出猜想”教学策略探索（三）“制定验证方案”教学策略探索（四）“分析论证”教学策略探索（五）“分析评价”教学策略探索（六）“交流与协作”教学策略探索（七）物理探究教学中师生探究活动实施策略的研究与实践,谢 谢!,镇海中学,