发布时间:2023-10-10 15:35:42
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇数学推理教学设计,期待它们能激发您的灵感。
关键词: 《归纳推理》 教学设计 归纳推理概念 归纳推理方法
一、教材依据
北师大版高中数学选修1―2 第三章 推理与证明 §1.归纳与类比1.1归纳推理
二、设计思路
通过教材及课外实例中推理过程的分析、理解,使学生初步认识和掌握归纳推理的思维方法,并能进行简单的解题应用,同时激发学生学习数学的兴趣爱好,培养学生积极思考,大胆探索,善于归纳推理,合情猜想结论的良好思维习惯。
三、教学目标
1.了解归纳推理的思维过程,并能进行简单的归纳推理应用。
2.培养学生“观察规律―猜想结论―检验证明”的归纳推理能力。
3.通过本节学习,使学生养成主动运用归纳推理思维的意识和习惯。
4.激发学生学习数学的浓厚兴趣和应用数学的良好品质,逐步形成发现新知识,解决新问题的能力。
四、教学重难点
利用归纳推理的思维方法解决具体数学题目及相关实际问题。
五、教学过程
(一)通过实例引入归纳推理概念。
例1.观察下列各式,写出运算结果。
教师讲评:上述两例趣味性强,充分体现了归纳思维实质,顺利导入本节新课。
(二)引导学生分析总结归纳思维解决数学问题的方法步骤。
1.指导学生阅读课本例题:(1)哥德巴赫猜想;(2)欧拉公式;(3)数列通项公式。
通过以上三个实例的学习理解,使学生对归纳推理有一个初步的感性认识。
2.组织学生分组讨论:鼓励学生积极思考,大胆发表自己的看法与见解,结合教材内容初步得出归纳推理解决实际问题的“观察规律―猜想结果―检验论证”的方法步骤。
3.教师总结归纳推理概念。
归纳推理是根据一类事物中部分事物具有某种属性,推断该类事物中所有事物都具有这种属性的一种推理形式,它是由局部到整体、个别到一般的一种思维方式。
(三)知识应用,解题训练。
例3.将正奇数按下面表格中的数字呈现的规律填入各方格中,则数字55位于第几行第几列?
解析:观察表格中数字排列规律,每行4个正奇数,奇数行第1列空缺且从左往右排列,偶数行第5列空缺且从右往左排列。
由于55=2×28-1,即55是第28个正奇数,又28=4×7,由此可知:55位于第7行第5列。
评注:本题由已知表格观察归纳排列规律,从而确定数字55的位置。
例4.观察下列等式:
①cos2α=2cosα-1;
②cos4α=8cosα-8cosα+1;
③cos6α=32cosα-48cosα+18cosα-1;
④cos8α=128cosα-256cosα+160cosα-32cosα+1;
⑤cos10α=mcosα-1280cosα+1120cosα+ncosα+pcosα-1。
可以推测:m-n+p=?摇?摇?摇?摇?摇.[2010年,福建卷(文)]
解析:通过观察各等式,可以得出3条规律:
(1)每个等式首项系数规律:第n个等式首项系数为2(n∈N),则m=2=2=512;
(2)每个等式右边各系数之和为恒为常数1,则对于等式⑤有m-1280+1120+n+p-1=1,即n+p=-350;
(3)取角α的特殊值带入等式⑤,如取α=60°,则有
cos600°=-+++-1,化简整理得
n+4p=-200.联立方程组,得
n+p=-350,n+4p=-200,解得:n=-400,p=50.
故:m-n+p=512+400+50=962.
评注:本题通过所给各等式,观察归纳内在规律,分别求出m,n,p的值,从而使所求问题顺利解决。
通过以上两个例题学习,可以对学生进行“观察所给条件,发现内在规律,合理猜想结论”的归纳思维训练,使学生学会发现客观规律,猜想数学结果的思维方法,从而极大地调动学生“热爱数学,钻研数学,探讨知识形成过程”的积极性,这也是数学教学的主要目的。
(四)教师引导学生总结“归纳推理”的主要特点。
1.归纳推理是依据特殊现象推断一般现象的思维过程;
2.利用归纳推理得出的结论不一定是正确的,只有经过检验论证才能判断真假;
3.归纳推理是认识新规律,发现新知识,推动科技进步的重要基础。
(五)本节小结。
1.初步掌握归纳推理思维方法,能用归纳推理方法解决简单的数学问题。
2.通过本节学习,使学生体会和认识到归纳推理在数学发现中的重要作用。
六、教学反思
1.激发学习兴趣是学好数学的前提,通过丰富多彩的数学问题,既使学生初步掌握归纳推理的方法步骤,又极大地调动了学生学习数学的热情和积极性,这是数学教学的最高境界。
2.注重学生的学习过程,鼓励学生积极思考,大胆推理,从而有所发现,有所创造。
一、确定归纳目标,明确思考方向
数学知识具有抽象性、复杂性、逻辑性等特点。这就需要学生具有一定的想象能力,依据自身的直觉与经验来大胆猜想,大胆推测,进而加以归纳。而让学生依据数学规律加以归纳,则需使他们确定推理与归纳的目标与方向。所以,在教学过程中,教师应有针对性、有目的地给出一定提示,让学生朝着预想的方向进行认真思考,避免产生理解偏差。
第一,优选教学内容。在教学过程中,教学内容是信息的源泉,也是教师教学与学生学习的重要依据,更是检验课堂教学质量的的重要标准。实际上,归纳推理并非适合全部的教学内容,需具有如下特征:①具有若干特例;②特例需具有规律或共性因素。如教学“不等式的概念”时,教师可运用归纳推理。对于这一教学内容,书本上提供了若干不等关系问题,且存在共同因素,也就是每一个数学问题都含有不等关系。教师在教学中可让学生自主解决问题,从中体会不等关系,促进他们归纳推理能力的发展。
第二,把握学生的学情。在教学过程中,常常出现这一现象:教师所设问题不难,却有一些学生难以归纳出结论,亦或结论错误。其原因在于教师未把握学生的数学归纳推理能力的程度。因此,教师首先要了解学生的认知结构,把握班级学情,把握学生实际水平,把握学生的学习心理。如在教学“有理数的减法”时,教师可联系教材内容,设计不同的算式,以考查学生归纳能力,适时调整教学计划。
第三,确定归纳的目标。学习目标是学生开展学习的重要内容,也是唤起学生学习动机的重要方法。在教学过程中,教师应确定归纳目标,引导学生多角度、多方位地思考问题,获得不同结论。
二、呈现学习材料,引导自主归纳
知识归纳是基于一定材料的抽象概括过程的。换而言之,学生在归纳某数学知识点时,需要以学习材料为基础,为他们的思维指定方向,避免走弯路。因此,在引导学生进行归纳之前,教师应提供丰富的学习与探究材料。当然,可以通过不同的方式来展现这些学习材料,在学习和探究资料的互相作用下,学生则能发掘不同材料间的内在逻辑关系,然后根据自身的理解,进行简单地归纳。如学习某一数学概念时,教师可以以问题情境来呈现学习材料,让学生加以推理、归纳、总结。
如教学“相反意义的量”这一知识点时,教师可先利用多媒体课件向学生呈现学习材料:①某人先向西边走了4步,再向东边走了3步;②在一树干上,一条小虫首先向上爬了16cm,然后向下再爬回出发点,接着又向下爬了8cm;③在一个装着香蕉的盘子里放入5根香蕉,然后取走4根香蕉等。当材料呈现后,教师可要求学生认真观察所给事例在数量上的一些变化状态,同时对上述事例加以描述,引导他们对其中所含的数量变化加以概括。接着,教师继续引导:①上述事例中,是什么发生了变化?②它们有何变化?③其变化意义是不是一样?④在上述事例变化中是否存在共同点,若有,这一共同点又是什么?学生进行交流、讨论,大胆猜测,然后归纳结论:其共同点就是数量变化均为相反。当学生了解所学习的对象是数量对应变化的问题之后,教师可让学生自己列举事例,从而更加深刻地理解这一概念。
三、检查归纳成果,反思归纳推理
关键词:建筑设计原理;教学改革;艺术精神;工程意识
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)49-0057-03
实践能力和创新精神的培养,是国家中长期教育改革和人才发展规划纲要的基本要求。湖南城市学院建筑学专业,是具有鲜明城市办学特色的校级重点专业,其主干理论课程《建筑设计原理》教学,在拓宽专业培养口径并适应市场需要的基础上,紧紧围绕培养学生艺术精神与工程意识,创新教学内容,改革教学模式,完善教学管理等各项教学环节,取得了较好的教学效果。
一、树立“艺术精神与工程意识协同教学”的课程教学新理念
建筑设计有理性的要求,也有感性的操作,具有科学与艺术的双重属性。长期以来,《建筑设计原理》课程教学的理念,也在此两属性间摇摆:理性的教学方法以系统理论为纲,把建筑设计知识作为主要教学内容,入门快、易接受,但所传授的教学内容较为理性、直观,大部分学生缺少应有的艺术独创精神;感性的教学方法重感觉、讲技巧,以艺术精神及其美学价值追求作为主要教学宗旨,具有较强的创造性思维成份,但只有少数同学能达到这种“灵感碰撞式”的教学效果。“艺术精神与工程意识协同教学”的课程教学新理念,强调艺术精神与工程意识在教学过程中的协同、交互推进,在培养学生艺术精神及其多元美学价值追求的同时,注重其纯粹性和抽象化的建筑艺术形态,与具体的建筑专业知识和工程技术相结合,强化学生创新能力和工程意识的同步提高,能较好地满足国家“卓越工程师教育培养计划”和国家注册建筑师考核的基本要求。
二、构建“两阶段四模块”的特色教学内容
基于“艺术精神与工程意识协同教学”的课程教学新理念,《建筑设计原理》课程教学,探索性地构建了与之相协调的“两阶段四模块”课程教学内容:即建筑方案的构思阶段(包括设计创意、设计方法两个知识模块);建筑方案的设计阶段(包括设计知识、设计规范两个知识模块)(图1)。“两阶段四模块”课程教学内容,涵盖了建筑学专业最核心的美学追求与行业最新发展动态相结合,实现了教学、科研、生产“三结合”。其具体内容是:第一阶段:建筑方案的构思阶段。①设计创意模块:建筑艺术的价值追求;建筑艺术的设计构思;建筑艺术的形式语言;②设计方法模块:建筑艺术的形体构成;建筑艺术的空间构成;建筑艺术的细部构成。第二阶段:建筑方案的设计阶段。①设计知识模块:单一建筑空间设计;建筑平面组合设计;建筑剖面完善设计;建筑立面调整设计;总平面与环境设计;住宅建筑设计原理;②设计规范模块:民用建筑设计通则;建筑设计防火规范;高层建筑防火规范。此外,科研带动教研,2010年6月,“非线性建筑时代《建筑设计原理》教学改革研究”被确立为湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目,课题研究致力于拓展和创新前沿教学内容,参数化建筑设计方法、非线性建筑的模式语言,为建筑设计原理课程教学,随时更新建筑美学理论和参数设计方法的教学内容。
三、强化“三课堂一网络”的网状教学模式
“三课堂一网络”的网状教学模式是指,课内理论讲授第一课堂的“理论实践协同教学模式”;校内实践体验实训室第二课堂的“体验互动教学模式”;课外学术活动与科技创新第三课堂的“自主建构教学模式”;课程教学资源网络化的“网络浏览教学平台”(图2)。在本课程第一课堂理论教学中,我们采用启发式、讨论式、案例式、情景式教学方法等,创设并促进了学生的合作与交流,发挥了学生的主体作用,收到了较好的效果。同时,结合生产项目,完善“理论实践协同教学模式”,很好地培养了学生发现问题、分析问题、解决问题的工程能力和理论素养。创设校内实践体验实训室第二课堂的“体验互动教学模式”:利用学校设计院和教师工作室平台,我们将学生8~10个人分成一组,在老师的带动下进行校内实训室实践体验学习,同时带领学生参加规划、建筑设计的评审会,广泛地听取当地部门、专家的意见,学生从第二课堂及其实践拓展中,强化了理论与实践的结合,得到了宝贵的体验感悟和知识积累。
学生是教学中的主体,建构主义认为学生的学习是在已有的知识和经验为基础的主动建构,是学生自己建构知识的过程,而不是教师简单地把知识传递给学生。所以,教学应逐步减少教师的外部控制,增加学生主动、自主的学习过程;教师应帮助和引导学生的学习热情和动机、传道解惑、构建学生的学习环境。为此,我们开辟丰富多彩的课外第三课堂“自主建构教学模式”。2007年以来,我们成立了多个学生课外科技创新活动小组,共完成大学生研究性和创新性项目9项;2009年以来,我们有计划地邀请校内、外专家作学术报告和探讨本课程学术界热点问题,校内、外专家建筑理论专题学术报告达11人次,开阔了学生学术视野,营造了学术氛围。此外,我们开辟教学楼五、六两层的走廊作橱窗,陈列优秀设计作品和上届学生的设计作品,开展各种学术沙龙、教师轮流参与指导等多种学术活动。另外,学院专门开辟了一个近200m2的展览室,展出各种优秀获奖成果,以丰富第三课堂的课外教学。与此同时,积极开展网络教学,构建现代技术教育信息平台。本课程理论课全程运用多媒体教学,其PPt课件已全部制作上网;此外,教学网站上还有学校所做的设计作品、设计实例、习题、教学录像等,大大丰富了学生自主学习的网络精品资源,构建了与时俱进的“网络浏览教学平台”。
四、完善“激励与弹性”的教学管理
教学管理通常是指,从教师的工作规范到学生的学习要求,包括听课制度、评教机制、考核机制等等,都有制度保证。在基于“艺术精神与工程意识协同教学”的《建筑设计原理》课程体系建设过程中,我们特别探索了“激励与弹性”的教学管理,收到了较好的教学效果。“激励与弹性”的教学管理是指,建立学习激励机制,促进学生主动和自主学习。首先,建立“成绩评定弹性计分机制”,即设立“创新附加成绩”计入总成绩的“弹性计分机制”,鼓励学生参与实践体验与大学生创新性项目研究,从而提高学生设计实践能力和艺术创新精神。其次,通过介绍本课程在专业人才培养中的地位和作用,激发学生的学习兴趣;通过协助课外学术沙龙和创新活动,培养对本课程学习热情;通过与学生座谈、课后交友调动学生学习的积极性;通过对一部分考研的学生的个别辅导带动学风建设。
五、教学改革的应用成效与推广前景
1.教学改革取得了较好的应用成效。本课程是建筑学专业的主干课程,是学生实际工作、继续学习深造的理论基础。毕业生同学都普遍认为,《建筑设计原理》课程理论教学质量高,学生学习收获大。特别是本课程教学的校内实践体验实训室,其第二课堂的“体验互动教学模式”,在学生专业理论水平不断提升的同时,更助进了学生职业道德素质、社会活动能力、设计实践能力、综合协调能力等的全面提高。因而,毕业生参加工作后,普遍成为各个建筑设计院的中坚力量,很多学生毕业不久就成为了建筑设计项目的负责人,有的甚至走上了领导岗位。如刘君言、戴新征等同学,主要负责义乌市北苑资产管理中心办公楼、江西永修亲水山庄小区、江西高安德亿香格里拉大酒店等多项实践工程,表现出较强的设计实践能力和综合协调能力,并很快组建了自己的设计公司。因此,本课程的“体验互动教学”,在提升毕业生工程意识、实践能力等诸方面取得了较好的成绩,毕业生受到了用人单位的普遍欢迎。在本课程教学过程中,建筑学专业同学共完成湖南城市学院大学生研究性创新性项目9项,学生的艺术追求与创新能力也得到了全面提高,深受社会各界好评。如2009届毕业生徐顺,就职于深圳市建筑设计研究总院有限公司,在“山东威海韩国风情街、山东惠民县人民医院”等国内大型招标项目中,多次赢得好成绩;2010届毕业生戴海飞,刚毕业半年,其蛋形蜗居的设计创意,以及他用竹子造出的“蛋形小屋”,引起了中央电视台和社会各界的强烈反响。充分体现了基于“艺术精神与工程意识协同教学”的《建筑设计原理》课程教学,在培养学生艺术创新精神和创新能力等方面的良好教学效果。
2.教学改革具有较好的推广前景。2009年,《建筑设计原理》教学课程被评为湖南省普通高校精品课程,与该课程对应的教学资源和教学创新体系,包括课内理论讲授第一课堂的“理论实践协同教学模式”、校内实践体验实训室第二课堂的“体验互动教学模式”、课外学术活动与科技创新第三课堂的“自主建构教学模式”、外加课程教学资源网络化的“网络浏览教学平台”等,已上传到“湖南省高等学校精品课程网”。本课程网站建设水平高,教学模式特色鲜明,可操作性强,推广进程快。其网络教学资源更是倍受莘莘学子广泛关注,自2010年12月起,《建筑设计原理》课程网站点击率一直稳居“湖南省高等学校精品课程网”第一位。不少省内、外高校学子,都纷纷发来电邮,希望拷贝原版全套课件。与此同时,不少省内外高校同行,如湖南科技大学、中南林业科技大学、湖南文理学院、惠州学院的同行教师,也前来交流学习,并十分赞赏本课程所取得的教学成果及其优秀的网络共享教学资源。显然,借助“湖南省高等学校精品课程网”,本教学成果已在全省(乃至全国)同类高校中,取得了较好的推广与应用。
注重艺术精神与工程意识同步推进的《建筑设计原理》课程教学改革,符合《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010—2020年)》的基本要求。因此,本教学成果在国内同类研究中,具有一定的领先性,具有较高的推广应用价值。
参考文献:
[1]任书斌.建筑设计原理课程教学研究[J].华中建筑,2010,(6).
[2]潘明率.建筑设计原理教学改革的探索[J].中国建设教育,2009,(2).
[3]王璐.建筑设计原理课程教学方法的改革与创新[J].科技信息,2009,(17).
[4]罗能.建筑设计原理教学方法的初探[J].宜宾学院学报,2009,(12).
[5]胡莹.建构主义模式下的建筑设计原理课程教学改革[J].山西建筑,2008,(12).
【关键词】即时性评价 深度学习 数学定理教学
所谓“即时性评价”就是教学过程中依据一定的评价标准对教学现象做出的实时评估。通过即时评价反馈的信息,教师及时对自己的教学作出调整,学生及时自我纠正和自我完善,提高课堂教学的效率。即时性评价是基于课程标准、源于教学目标、先于教学过程设计,有预设评价方案、贯穿于课堂教学全过程的课堂评价策略。即时性评价将改变以往只关注对学生学习成绩的评价(结果性评价)而忽视对学生的学习过程及学习能力发展的评价(过程性评价)的现象,将评价的关注点转向学生学习的过程,通过课堂教学过程中即时性评价,促进学生深度学习。
一、数学定理教学中即时性评价方案的设计原则
在数学定理教学中,即时性评价方案的设计,要遵循以下几个原则。
1.评价要基于课程标准。
《普通高中数学课程标准》对各部分的教学内容提出了具体的要求。教师要依据教材及学生情况,从课程标准中的“单元教学要求”分解出课时教学目标,课时教学目标是一把可供进行即时评价的尺子,根据教学目标设计评价方案和评价标准,据此测量学生达成目标的情况。
2.评价设计要先于教学设计。
在数学定理教学设计之前,要依据教学目标设计评价方案。如对定理如何发现,怎样得知学生对定理理解到何种程度,怎样知道学生会不会运用定理解决问题,程度如何,等等,都要在教学设计之前设计好评价方案和评价标准。评价不再是教学完成之后或教学活动的终结环节,而要贯穿于课堂教学的全过程。评价方案的设计应在明确教学目标之后、教学设计之前完成。
3.即时性评价方案设计,要以促进学生深度学习为目标。
评价方案所设计的问题要从学生知识的最近发展区出发,使学生跳一跳够得到。教师也可设计一些探索性、开放性的问题,让学生通过独立思考自主探究解决问题,以促进学生深度学习。
二、即时性评价在定理教学过程中的实施
数学课堂可以根据教学内容、教学过程的不同环节采用不同的即时性评价方式。
在数学定理教学的过程中,可采用交流式评价、表现性评价和结果性评价等方式。教师通过师生、生生之间的交流互动了解学生对数学定理理解的深刻程度,或根据学生的课堂表现(学生的表情、发言、回答问题的程度)来判断学生对数学定理的本质掌握的情况,或通过板演练习检测学生运用定理进行逻辑思维和推理论证能力的现状。通过即时评价反馈的信息,教师及时调整自己的教学,学生自我纠正和自我完善,使即时性评价成为学生主动探究、深度学习的加油站。
下面以高中数学必修2《立体几何初步》中“直线与平面垂直”第1课时内容为例,说明数学定理教学中如何设计即时性评价方案。
【教学目标】
根据课程标准,依据教材内容和学生情况,确定本课时的教学目标为:
1.通过实际情景及探索圆锥的轴与底面任一半径之间的关系,学生自己能说出直线与平面垂直的定义及相关概念。
2.学生通过实验、类比,发现、归纳得出直线与平面垂直的判定定理并确认。
3.学生通过直观感知,归纳得出直线和平面垂直的性质定理,并在教师的引导下完成定理的证明。
4.学生能用图形语言和符号语言表述判定定理和性质定理。能运用判定定理和性质定理证明一些空间线、面垂直关系的简单命题。
【评价方案】
教学目标体现着我们的美好愿望,但是学生究竟是否到达“目的地”,到达的程度如何,则是我们必须时刻关注的。因此,检测目标达成情况的即时性评价方案设计成为有效教学的一个重要环节。
1.针对目标1设计的评价方案为:
(1)由学生自己说出直线与平面垂直的定义。(学生口答,师生共同完善。)
(2)由学生自己举出一些直线和平面垂直的例子。(学生举例:有生活中的,也有数学中的,如正投影等。)
(3)设计评价样题。求证:如果两条平行直线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面。(学生口述,教师板演。)
2.针对目标2设计的评价方案为:
(1)与直线和平面平行的判定定理类比,一条直线与平面垂直需要具备什么条件?(学生讨论,互相交流,发表各自的看法。)
(2)学生动手实验:将一张矩形纸片对折后略为展开,竖立在桌面上,观察折痕与桌面的关系。(人人动手实验,谈自己的体验。)
(3)怎样判断一根旗杆与地面垂直呢?(学生口答。)
(4)学生自己归纳得出直线与平面垂直的判定定理,并用图形语言和符号语言表述。(学生口答,师生共同完善。)
(5)设计评价样题,促进学生深度学习。
如图1,在三棱锥S-ABC中,已知SA平面ABC,且ABBC,求证:(1)CB平面SAB;(2)CBSB。(学生板演,学生互评。教师小结:线线垂直线面垂直,本题是判定定理的应用,对学生逻辑思维能力和推理论证能力要求较高。)
3.针对目标3设计的评价方案为:
(1)学生自己归纳得出直线与平面垂直的性质定理并用图形语言和符号语言表述。(学生口答,师生共同完善。)
(2)设计评价样题。已知:l∥?琢,求证:直线l上各点到平面?琢的距离相等。(学生口述,教师板演,本题是性质定理的应用,对学生逻辑思维能力和推理论证能力要求较高。)
4.针对目标4设计的评价方案为:
设计如下评价检测题。
(1)已知直线l,m,n与平面?琢,指出下列命题是否正确,并说明理由:
①若l?琢,则l与?琢相交;②若m?奂a,n?奂a,lm,ln,则l?琢;③若l∥m,m?琢,n?琢,则l∥m。
(2)如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:ACBD1。
(3)如图,已知PA?琢,PBβ,垂足分别为A、B,且?琢∩β=l,求证:l平面APB。
(4)如图,AB是圆O的直径,PA垂直于圆O所在的平面,C是圆O上不同于A、B的任意一点,求证:BC平面PAC。
【第(1)题学生口答,第(2)(3)(4)题由三名学生板演,学生互评】
本组评价检测题中第(1)小题是理解层次的,(2)(3)(4)三小题是知识运用层次的。对学生逻辑思维能力和推理论证能力要求较高,通过本组检测题可使学生深刻理解判定定理和性质定理,熟练运用定理进行推理论证。
在上述评价方案中,既关注了学生参与教学活动的过程性评价,同时也关注了结果性评价。评价方式有提问口答、讨论交流、动手体验、口述板演、师生互评、生生互评。
结束语
关键词:中学物理;课堂教学;教学设计
中图分类号:G633.7文献标识码:B文章编号:1672-1578(2012)03-0184-01
中学物理教学的目的是使学生比较系统地掌握进一步学习现代科学技术所需要的物理基础知识,了解这些知识的实际应用,培养学生的观察实验技能、思维能力和应用数学解决物理问题的能力,激发学生学习物理的兴趣,培养学生的辩证唯物主义和爱国主义观点。简单地说,就是掌握知识,培养能力,激发兴趣,树立观点。
新课程的基本理念提倡“以学生发展为本”,当前学生能力的发展缺少应有的知识储备,而国家课程的一统性在这方面明显存在着不足。为解决国家课程不足,在教学中通过完善的课程设计为学生能力发展提供良好的知识建构就显得非常重要。
对教学设计的概念可以有不同的理解,本文指的是:教师在钻研教材、了解学生、明确教学目标的基础上,对课堂教学的预先决策和超前把握。
1.教学设计的形成过程
教学设计从它的形成过程讲,可分为两个阶段。
1.1思路设计。所谓思路设计是指教师根椐教学的一般认知规律和课程基本特点,在明确教学目标、把握教材思路的前提下,编制出具有一定层次的教学程序。例如,物理概念教学的一般思路是“引入课题、激发动机感知现象、形成表象思维加工、得出概念剖析概念、加深理解巩固运用、强化记忆”。教学思路的设计只是教学方案的初步定向,此时教师对教学过程的把握还只是原则的、笼统的、概括的,其包含的素材还相当贫乏,缺乏具体,需要进一步的设计,才能明确、丰富和充实。
1.2活动设计。活动设计是指教学各阶段师生双方的地位和作业方式的确定,即师生双方在各教学时间内做什么,怎样做,任何教学思路的展开都必须通过活动来实践。如果说教学思路的设计体现的是教学设计的共性,那么,教学活动的设计可以说是教学设计的个性的体现,同时也是教师的教学观念的体现,同一种教学思路可以由不同的活动方式展开,典型的例子就是许多课题的教学可以用“教师讲”的活动方式展开,也可以用“教师指导”的活动方式展开。就前者来说,其活动过程简单易控,只要教师讲解条理清晰、层次分明、重点特出、难点突破,学生接受讲解的结论也不困难,可要让学生信服这些结论就不那么容易,因为学生学习过程中形成的许多观念与物理学的结论往往是相勃的。
2.物理课堂教学设计的关注点
2.1 转换教学角色,让学生乐学 。教学中最重要的任务是物理概念的理解和物理问题的解决。在多年的物理教学实践中,我们常常发现就大多数学生而言,从自然现象和实验归纳出概念和规律,学生掌握较好,而运用概念和规律去解决问题则困难较大。这是由于演绎推理较归纳推理可以通过更多种形式来表现,掌握起来也较复杂些,因此需要有意识的寻找按照提高抽象思维能力的要求编写的习题,进行针对性训练。出试题法就是让学生编写物理试题,来掌握物理知识的学习方法。老师事先定好格式和内容,并提出试题质量要求,要求有答案和评分标准。学生出的试卷先交老师审阅,然后互相交换做试卷,谁出的试卷谁批改,由于在自考互评的过程中,学生始终掌握考与评的主动权,因此思维十分活跃,学生积极主动的学习氛围自然形成了。
通过出试卷,学生可以更好的掌握物理知识;通过评选优秀试卷,给出题人以极大的荣誉和鼓励,也给其他同学很大的启发,促进了学生们去寻找按照提高抽象思维能力的要求编写的习题,既发挥了学生的学习自主性,培养了自学能力,又实现了学生由厌学到乐学的自然转变。
2.2注重学法指导。中学阶段形成物理概念,一是在大量的物理现象的基础上归纳、总结出来的;其次是在已有的概念、规律的基础上通过演绎出来的。所以,在课堂教学中教师应该改变以往那种讲解知识为主的传授者的角色,应努力成为一个善于倾听学生想法的聆听者。而在教学过程中,要想改变以往那种以教师为中心的传统观念就必须加强学生在教学这一师生双边活动中的主体参与。要注重科学探究,多让学生参与探究,经历探究过程,体验获得探究结论的喜悦。
3.物理课堂教学设计的目的和要求
本文将在认识2011版《初中数学课程标准》理念下数学学[JP3]习的基础上,探讨如何从教材文本走向有效性的课堂教学设计[JP]
一、教材文本的认识与思考
教材关注了学生的认知规律,同一模块知识在不同的学习时期呈现出不同的内容,提出不同的学习目标,我们的课堂教学设计是否关注这一点,并付诸实施呢?教材的结构特点十分鲜明,强化学生在数学学习过程中的主体地位,突出探索式学习方式,即在知识的学习过程中给学生留有充分思考与交流的时间和空间,让学生经历观察、实验、猜测、推理、交流、反思等活动,为改进数学学习方式提供必要的保证同样,我们的课堂教学设计是否也关注到这一点呢?
二、从教材文本走向有效性的课堂教学设计
教材是教师实施教学活动的基本文本,我们提倡带着学生走进教材而不是带着教材走进学生,用教材教而不是教教材,但是教材的示范引领作用也不能忽视把握教材文本中的学习目标、经验、方法,设计有效的建构活动新课程更关注知识的形成过程,并在此过程中提供让“学生主动地进行观察、实验、猜想、验证、推理与交流”的机会,倡导“学生的数学学习活动应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程”然而,学生往往在此过程中觉得有困难,这不仅与学生个体的学习能力有关,更重要的是我们的建构活动的设计不尽如人意,因此,笔者提出三点思考:
(1)关注不同学习阶段的不同目标,教学设计要紧扣现阶段的教学目标
在设计“概率”这三个学习阶段的课堂教学时,因对学生的能力要求不同,所提出的问题也不同,如下面这个问题:
有4个盒子:1号盒子中放有10个红球;2号盒子中放有10个白球;3号盒子中放有8个红球、2个白球;4号盒子中放有5个红球,5个白球
对于以上题设,在苏科版《数学》教材中的“感受概率”教学时,设计问题是;现在要从某一个盒子中摸球,几号盒子一定能摸到红球?几号盒子有可能摸到红球?几号盒子一定摸不到红球?
但是,在苏科版《数学》教材中的“认识概率”教学时,设计问题是:让你分别从4个盒子中摸出1个白球,摸到白球的概率分别是多少?
而在苏教版《数学》教材中的“概率的简单应用”教学时,设计问题是:将4个盒子中的球全部放在一个口袋里,显然袋中装有白球和红球共40个,如果事先不知道袋中有多少个白球、多少个红球,那么你能提供一种方法来估计袋中白球数和红球数吗?你采用的方法的依据是什么?
事实上,学生对某一个概念的理解经历了一个逐步发展的过程,这也有利于学生不断加深对这一概念的理解因此,不同的学习阶段应有不同的设计要求,要充分把握学生不同年龄段的心理特征,尊重认知规律,适当提出问题,让学生的能力发展合乎规律
(2)关注学生原先探索知识的方法,通过迁移方法来支撑有效的数学思考
设计苏教版《数学》教材“图形的相似”的教学时,全等形是相似形的基础,可以通过类比、猜想、说理的方法由三角形全等的条件和全等三角形的性质去探索三角形相似的条件和相似三角形的性质如“探索三角形相似的条件”,笔者设计的问题情境为:回顾“全等三角形的概念、探索全等三角形的条件”的研究过程,你有什么体会?如何探索三角形相似的条件?引导学生与判定两个三角形全等的条件类比,从中感悟到判定两个三角形相似的条件
(3)关注学生原先探索知识的经验,应用经验来支撑有效的探究活动
苏教版《数学》教材“中心对称图形(一)”第1节“图形的旋转”引导学生回顾图形平移的概念,以及平移性质的探索过程,指导学生从概念、性质、作图这三方面来研究,从而与图形的平移进行类比探索研究的设计从以下三个方面展开:概念教学设计中,突出类似图形的平移,抓住平移方向、平移距离,图形旋转扣住旋转的中心、方向、角度三个要点;性质探索设计中,突出类似平移研究的角度,引导学生研究旋转前后的图形、对应点到旋转中心的距离、旋转角等;作图教学设计中,突出类似平移作图,抓住几个关键的点的旋转来完成作图
三、开放、创新地处理教材中的例题、习题,设计有效的巩固训练活动
例题、习题的教学是课堂教学的重要部分,是运用所学知识解决问题、巩固新知、进一步理解知识,为此笔者提倡结合学生实际情况对教材的例题、习题课做加工比如,教材的章节开头,往往会给出一些生活中的实际问题,而在每节的例题讲解中,常常会以封闭的方式呈现问题,教师就要重新加工,改变呈现方式,为学生提供问题的实际背景,展示解决问题的思考与探索过程,让学生经历从实际问题转化为数学问题的过程,提高学生的参与度,增强学生学习的兴趣
基于学生初学时的实际情况,教材大多数习题的条件和结论是明确的,但是随着学习的不断深入,如到了整章复习或期中、期末复习时,教师可以对例题、习题进行二次改编,改变陈题的条件或隐去旧题的结论,增强问题的开放性
教师还可利用教材中的“例题、习题、练一练”等内容设计反思型问题串,引导学生进行分析和思考,从而深化对问题的理解,揭示问题的本质,提高探索规律的能力
[JP3]四、领会教材所遵循的理念,设计有效的应用与拓展性问题[JP]
【关键词】幼师 物理教学 反思
一、反思教学观念
新课改之前,教师的教育观念被动形成,没有通过实践反思,只是照抄,达到的教学效果不理想。所以,教师要学习新课程理念,反思自身的教学观念,更新和转变教育观念,以新的理念指导教学实践。物理新课标不仅对知识教学提出要求,还对幼师教学能力、方法的培养以及情感和价值观的形成提出了操作性的目标。培养学生的物理素养是理念之一,此外,还需要培养学生将物理知识运用于将来幼儿教学活动设计的能力。
二、反思教学方法
首先,班级授课要照顾大部分同学,平时的教学,教师花太多时间在学习好的学生身上,缺乏对学习差的学生的关注,长期这样做,就会造成两极分化,为了共同进步,教师不仅要辅导学习好的学生,同时也不能放弃学习有困难的学生。为了更好的鼓励和帮助学习有困难的学生,教师可以利用“自主、互助、学习型的课堂教学模式”,使学生能够互帮互助,共同进步,可见,正确教学方法是搞好教育的重要手段。
其次,要培养学生参与意识,充分调动他们的手、口、脑,注意学习方法的指导。物理实验型概念是在大量物理现象中归纳出来的,推理型概念则在已有概念的基础上演绎而来。对于实验型概念的推理,教师要鼓励学生积极参与,给他们动手实验、观察和思考的时间,这样才能从现象推理出规律,全面的理解和掌握规律的实质。与此同时,学生的思维也得到了有效锻炼。所以,物理课堂教学,教师应由“主宰者”向“主导者”转变。
最后,单一的教学手段会使学生对教学内容产生厌烦情绪,因而教师在具体教学中,要尽可能的使教学手段多样化,利用多媒体进行辅助教学,例如利用多媒体制作复杂的物理过程并进行演示,这不仅吸引学生注意力,还能带来视觉上的冲击,更重要的是可以将长时间反应的物理想象在短时间内向学生展示,突破时间和空间的限制,教学过程变得生动形象,学生更容易接受,教学效果也得到提升。此外,教师还要提高自身的计算机水平,学习一些常用的教学软件。
三、反思教学设计
物理实际教学中,往往存在实际教学效果和预期差异很大的情况,思考一下原因,也是教师在教学设计时没有进行教学实践反思,因而达不到预期效果。因此,教师要不断反思教学设计与实践是否合适,教学目的、工作和方法等方面存在那些问题,并进行改进,使教学得到优化,促进学生的学习。例如重核裂变的学习,内容抽象,学生学习起来难,这就对教师提出了要求,将抽象的内容转变得生动形象。要求教师精心设计教学环节,通过多媒体演示将现象生动展现在学生眼前,这样学生理解起来就会容易很多。事实证明,学生对这种模式很喜欢,抽象知识转化为直观的东西去理解,比教师一味灌输效果好。
四、反思教学过程
“探究式学习”是新课标提倡的学习模式,它能给学生提供更多获取知识的方式,在了解知识形成过程中推动学生关心生活、了解社会、体验人生,并且积累一定的实践经验,获取较完整的学习经历。但探究学习模式也对教师提出了更高的要求,教师不仅要有高的教学素养和研究能力,还需要储备丰富的知识,能够设计优先的教学方案,在课堂上能随时解决学生的学习障碍,对学生探究的成果进行正确评价。所以物理教师要尽可能,的充实和完善自己,提高自身教学水平,灵活并有创造性的使用课内外教学资源,使学生更积极活跃地参与教学活动。
五、反思教学技能
教师通过语言传递知识,优美的语言能够给学生美的享受,同时也能够影响物理教学。物理课堂上,教师声情并茂的描述物理现象,言简意赅的讲解物理规律,声音的多变更容易吸引学生的注意力,再加上一些修辞手法的使用,使学生在愉悦的听觉中学习到知识。其次,板书是教师的另一项重要技能板书精致也是吸引学生注意力的关键。此外,板书要合理布局,伦理层次要清晰。学生会爱屋及乌,学好物理教学手段,为将来幼儿教学打下基础。最后,规范实验。物理教学中,实验是非常重要的,教师应该对实验器具功能了如指掌,在使用时轻车熟路,示范时规范得当,避免演示时出现错误。这样才能在学生实验操作时,给予正确的指导。
六、反思教学课后
物理教学中,课堂学习很重要,但教师也不能忽视课后的教学反馈。通过布置作业,了解学生课堂学习的情况。我们常发现,课堂上讲解很多遍的内容和习题,学生考试时仍然不会做,这是很多方面因素造成的其中最重要的一个原因就是学生的知识是教师教会的,学生并没有真正掌握,所以教师要明白,“授人以渔”比“授人以鱼”更为重要。课后反思能够让教师了解学生的学习情况,更重要的是发现自己教学上不足之处,并进行改进。
七、结语
总之,物理是抽象的,传统教学方法激发不了学生学习兴趣,物理成绩当然就得不到提高。为此,物理教师们要利用课余时间,进行教学反思,找到自身教学的不足,学生学习的需求以及改进的方法。物理教学的反思能够促进物理教师的成长,使物理教师的教学水平得到提升。
【参考文献】
著名数学家和数学教育家G•波利亚曾经精辟地指出:“数学有两个侧面,一方面是欧几里得式的严谨科学,从这个方面看,数学像是一门系统的演绎科学;但另一方面,创造过程中的数学,看起来却像一门实验性的归纳科学。”全日制义务教育《数学课程标准》中也明确指出:“学生的数学学习内容应当是现实的、有意义的、富有挑战性的,这些内容要有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。……动手实践、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。”但是,在当前的初中数学教学中,教师往往过分强调形式化的逻辑推导和演绎推理,注重形式化结果的呈现与确定,而忽视探索数学知识形成过程中的实践活动,忽视引导学生通过数学实验进行大胆猜想、验证猜想并创造性地解决问题的过程。即使有少数教师认识到了初中数学实验教学的重要性,并在课堂教学实践中进行了大胆的尝试,但由于缺乏初中数学实验教学的相关理论支持与经验总结,教学效果也不甚理想。
当前,现代信息技术的发展已经对初中数学教学和数学学习方式的改变都产生了重要的影响,我们应当“把信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式”,有意识地把信息技术与初中数学实验教学相整合,利用信息技术为学生提供“多元联系表示”的学习环境;发挥信息技术在文本、图形、图像、动画、视频、声音等多种媒体集成方面的优势,创设图文并荗、动静结合、声情融会、视听并用的数学实验环境,以利于初中生开展数学实验并获得成功。同时,利用信息技术的交互学习功能,让学生现场计算、现场画图、现场证明,使数学研究、学习的方法从原来的纸笔加思维的模式发展到计算机加思维的模式,更有利于展示数学的思维过程,培养学生自主学习的意识和创新能力。
二、国内外关于同类课题的研究综述
在西方发达国家中,数学实验已经成为中学数学教学中常见的课堂教学形式。美国的中学内有专门的数学实验室,英国的中学数学教材中也有许多的实验材料,他们经常让学生利用信息技术去做“数学实验”,进而“发现”数学结论。
在我国,《数学课程标准》中提出了开展数学实验的要求,新课程初中数学教材中也出现了诸如“想一想”、“看一看”、“做一做”等数学实验的内容。江苏省扬州市竹西中学的张晓林老师进行了“初中数学实验课的教学设计及操作研究”,浙江省温州市教研室的胡敬民老师进行了“初中数学教学中数学实验的研究”。但是,这些实验研究主要是探索了初中数学实验课的教学设计和初中数学教学中开设实验课的一般性操作。对如何将信息技术融入到初中数学实验教学的过程之中,如何利用现代信息技术的交互性,在初中数学实验教学中突出学生的主体地位,发挥学生的主观能动性,培养学生自主学习的习惯和创新意识等问题,涉及得很少。因此,本课题在全面推进初中数学课程改革、探索现代信息技术与初中数学实验教学的有效整合中,具有很丰富的实践意义和理论价值。
三、课题研究的理论依据
1.数学“再创造”的学习理论。
荷兰著名的数学教育家弗赖登塔尔认为:“数学教学方法的核心是学生的‘再创造’。”他认为在数学教学中,教师不必把各种概念、法则、公理、定理全灌输给学生,而是应该创造适合的条件,提供很多作为知识载体的具体情境,让学生在实践中,自己“再创造”出各种数学知识。我们在初中数学课堂教学中,借助现代信息技术为学生创设一个“再创造”的学习环境,让学生学习数学的过程置身于一个“数学实验室”之中,学生可以观察并尝试错误、可以发现并进行猜想,有助于学生在具体的环境中养成“用数学”的习惯,克服他们学习数学而不应用数学的弊病。
2.《数学课程标准》的新理念。
《数学课程标准》指出,现代信息技术要“致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多的精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。”我们把信息技术与初中数学实验教学相整合,正是把信息技术作为学生学习与探索数学知识的有力工具、作为发展学生的理解和兴趣的重要手段,让学生由“听数学”转为“做数学”,从被动接受变为主动建构,从而使学生学会思考、学会学习、勇于创新。
四、课题研究的内容与预期目标
1.课题研究的主要内容。
(1)信息技术与初中数学实验教学整合的理论体系的研究。包括信息技术条件下开展初中数学实验教学的可行性研究,信息技术与初中数学实验教学整合效果的分析研究,以及信息技术条件下的初中数学实验教学的评价方式的研究。
(2)基于现代信息技术条件下的初中数学实验教学的教学策略与教学模式的研究。包括初中数学实验课的组织策略,借助信息技术营造初中数学实验情景的策略,以及利用信息技术进行教学对话与师生交互实验的组织方式的研究。
(3)现行初中数学教材中适宜借助信息技术开展数学实验的学习内容的选择与确定,初中数学实验课的教学课件的设计原则与方法研究,初中数学实验课的学习积件的制作与共享方式的研究。
2.课题研究的预期目标。
本课题研究的预期目标是:运用新课程理念和数学“再创造”的学习理论,通过教学实践与实验研究,努力探索信息技术与初中数学实验教学相整合的理论与方法,总结归纳信息技术条件下的初中数学实验教学的教学模式与评价方式,设计一批初中数学实验课的教学课件与学习积件,为广大初中数学教师参与数学课堂教学改革、尝试初中数学实验教学提供丰富的理论基础与实践经验。
五、课题研究的方法与步骤
1.课题研究的主要方法。根据上述的研究目标和研究内容,本课题主要采用文献资料法、行动研究法和经验总结法。
(1)在研究初期,通过查阅文献资料,了解国内外此项研究的最新动态和相关课题的研究成果,收集与本课题研究相关的理论资料。
(2)采用行动研究的方法,逐步完成基于现代信息技术的初中数学实验课的教学设计与教学模式的实验研究,完善借助于信息技术的初中数学实验课的一般操作技术与评价体系。
(3)通过课题小组成员间的交流与研讨,及时对本课题研究的过程、成效进行总结,探索出信息技术与初中数学实验教学整合的一般途径与方法,开发设计相应的教学资源,形成一批优秀的教学案例。
2.课题研究的过程及步骤。
(1)准备阶段:2006年5月—2006年6月,搞好课题设计,成立课题研究小组,制定具体的研究方案和工作措施。
(2)研究初期:2006年7月—2006年8月,查阅相关的文献资料,了解国内外相关研究的动向及成果,培训课题小组成员。
(3)研究中期:2006年9月—2007年7月,开展课题的各项研究,撰写相关论文。
①2006年9月—2006年10月,确定适合借助于信息技术开设数学实验的初中数学学习内容。
②2006年11月—2006年12月,按照确定的学习内容,编写初中数学实验课的教学设计,制作相应的教学课件与学习积件。
③2007年1月—2007年5月,组织课题小组成员利用教学设计、教学课件与学习积件,进行课堂实践。
④2007年6月—2007年7月,针对课堂教学中出现的问题进行反思,并撰写教学论文和教学心得。
(4)研究末期:2007年8月—2007年10月,组织课题小组成员进行实验反思,整理教学设计与教学课件,总结信息技术与初中数学实验教学整合的途径与方法,收集部分优秀的教学案例,完成课题研究报告。
六、课题研究的条件分析
1.领导决策保障。我校领导具有极强的科研意识,十分重视教科研工作;本课题研究得到学校领导的高度重视,校长与教导主任亲自参与课题实验,学校必将从人力、物力和财力上给予大力的支持。
2.师资力量保障。承担本课题研究的数学教研组连续两次被评为区优秀教研组,教研组内有着浓厚的教科研氛围和极强的科研能力;课题负责人胡荣进老师是区数学青年骨干教师,长期担任校数学教研组长,撰写的论文多次在省、市、区级评比中获奖;课题组成员叶甘新老师是区数学学科带头人,多年担任校教导主任和区数学教研大组组长,主持的区重点课题获区二等奖;课题组其他成员均来自教学第一线,有着丰富的教学经验和课改意识,有深厚的课题研究的能力基础。
3.硬件条件保障。学校有专门的学生计算机房,即将建成多媒体教室,建立了校园局域网,开通了“校校通”,这些硬件设施为顺利完成本课题研究提供了强有力的物质保障。
七、课题研究成果的展示形式
1.课题研究报告。
2.编撰《初中数学实验课课堂教学设计集》,建立初中数学实验课的教学课件与学习积件资源库。
3.拍录部分优秀教学课堂实录,整理一批优秀的课堂教学案例。
4.编写《“信息技术与初中数学实验教学整合的研究”实验论文汇编》。
八、课题研究的人员分工
组长:胡荣进,全面策划,主持研究,主写课题报告,负责八年级数学实验课的具体实施与资料整理。
成员:余芳浩,收集研究资料、整理教学案例,负责协调人、财、物的保障。
叶甘新,组织理论学习,负责七年级数学实验课的具体实施与资料整理。
徐卫华,做好活动记录,负责九年级数学实验课的具体实施与资料整理。
徐国红,负责初中数学实验课教学课件与学习积件资源库的建设与调试。
参考文献
[1]中华人民共和国教育部.数学课程标准[M].北京师范大学出版社,2001年7月.
[2]侯立伟.信息技术利于数学实验的开展[J].数学教育学报,2006,15(1).
关键词:阿基米德原理 教材内容 教学设计
浮力 问题解决
初中物理“阿基米德原理”一节是继“浮力”一节内容后,学生对浮力问题的进一步认识,由对浮力产生的原因及影响浮力大小因素的感性认知转向对浮力大小的数学原理的把握。因此,如何设计本节教学内容,才能更好地让学生掌握浮力的运算及浮力与影响因素之间的数学关系,使学生形成清晰的知识网络,这是值得我们深思的问题。
一、教材内容的分析
现行人教版教材“阿基米德原理”一节主要由两部分组成:第一,阿基米德的灵感;第二,浮力的大小。第一部分从“阿基米德鉴定王冠”的故事出发,得出结论:物体排开液体的体积越大,液体的密度越大,它所受的浮力越大。然后通过一个实验让学生体验这一结论。最后引导学生得出推想“浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关”。第二部分承接第一部分内容,通过实验探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”,从而得出阿基米德原理F浮=G排。最后,以一道例题结束了本节课的教学内容。
可见,教材给出阿基米德原理的表达式后,未再进行更深层次的挖掘。公式F浮=G排可以进一步分解为F浮=G排=m液g=ρ液gV排,即F浮=ρ液gV排。学生在学完这一节内容后,也可以应用公式G排=m液g=ρ液gV排,再根据阿基米德原理F浮=G排求解浮力问题,最终熟练运用公式F浮=ρ液gV排来解答与浮力有关的计算题。但这只是停留在公式表面的应用上,却不能深谙公式的物理意义。
针对以上教材中存在的问题,我对本节内容进行了全新的设计,揭示了“阿基米德原理”的本质及其表达的物理意义,并突出了与上一节“浮力”在研究意义上的整体性。
二、原理本质的教学设计
为了使 《浮力》一章的学习内容形成一个具有内在逻辑性的整体,能够更好地揭示“阿基米德原理”的本质,我运用了“问题解决”的教学模式。事实上,问题解决是人类的一种基本学习活动,问题解决的过程是学生获取知识的主要途径,学生的学习也是一种学科问题解决的主要过程。从上一节“浮力”得出的“如果物体浸在液体中的体积越大,液体密度越大,那么浮力就越大”的结论出发,我将本节课的教学内容间的关系设计如图1所示:
首先,由决定浮力大小的因素出发,提出问题:浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么?即F浮与ρ液、V浸之间的函数关系。然后,教师引导学生通过阿基米德的故事得出,使问题转变为F浮与ρ液、V排之间的关系问题。所以,探究实验中需要测量的物理量有F浮、V排,液体的密度可以查找密度表,通过实验数据得出。
公式F浮=ρ液gV排回答了最初的问题,F浮与ρ液、V排之间是比例系数为g的正比例关系。公式F浮=ρ液gV排是浮力的决定式,直观地描述了浮力与液体密度、排开液体体积之间的关系,而与物体自身的密度、体积以及重力没有关系,同时阐明了公式自身的物理意义。
对公式F浮=ρ液gV排进行整理得出G排=m液g=
ρ液gV排,进而推导出阿基米德原理F浮=G排。阿基米德原理不仅提供了一种计算浮力的方法,还明确了浮力与各影响因素之间的关系。
“浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么?”这一问题的提出既承接了上一节课的内容,又开启了本节课的内容,学生依据问题而展开思考和探究,对浮力的研究形成了一个体系。为了回答这一问题,探究实验不再探究浮力与排开液体重力之间的关系,而转变为探究浮力与液体密度及排开液体体积的关系,这样浮力与各影响因素之间的函数关系就一目了然了。最后通过理论推理得出阿基米德原理。我认为,阿基米德原理揭示了浮力与各影响因素之间的关系,这也是阿基米德原理的本质内容。
三、教学设计的讨论
“问题解决”的教学模式实现了对于阿基米德原理的教学设计,联结了前面学过的决定浮力大小的因素,使《浮力》一章形成了一个完整体系,问题解决贯穿于整个章节,彰显了教学设计的逻辑性。此外,教学设计通过对问题的回答,揭示了浮力与各影响因素之间的关系,挖掘了阿基米德原理的本质。
1.问题解决教学模式――突显教学设计的逻辑
教学逻辑是学生构建清晰认知结构的关键,因此,必须捋清教学设计的逻辑关系。所谓教学逻辑就是教学过程中各要素所呈现的顺序,其顺序不是简单的罗列,而是把各要素联结起来的节点。如果找到了知识间的逻辑关系,学生会更容易地把握知识间的联系,从而建立起整体性的知识网络。本节的教学设计以问题为线索――教学逻辑的节点,通过对问题“浮力与各影响因素之间的具体数学关系是什么”的层层剖析,逐步深入本节课的教学内容。探究实验是为了解决问题而做的,实验结论揭示了问题的答案,阿基米德原理是对结论的总结与升华,整个教学逻辑清晰了然。
2.浮力与各因素间的关系――阿基米德原理的本质
在上一节“浮力”中已经介绍了浮力的两种计算方法,通过弹簧测力计的示数变化求解浮力和根据浮力产生的原因计算浮力,而本节课“阿基米德原理”又提出了另一种计算浮力的方法。事实上,仔细研究两节的内容会发现它们之间存在一定的内在联系:“浮力”一节中给出了影响浮力大小的因素即物体浸在液体中的体积与液体密度,但没有给出浮力与这两个影响因素之间的具体关系;而“阿基米德原理”一节,恰好解决了上一节课未解决的问题,公式F浮=ρ液gV排不仅回答了浮力与各影响因素之间的关系,而且也体现了阿基米德原理F浮=G排的意义所在,揭示了阿基米德原理的本质。
参考文献
[1]人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材开发中心.物理(八年级下册)[M].北京:人民教育出版社,2012.
[2]李桢.问题解决的心理机制及其教学意义[J].教师教育研究,2005(17).
[3]胡扬洋,耿爱霞.浮力增量公式的推导与应用[J].湖南中学物理,2013(9).
[关键词]反思 总结 提高
[中图分类号]G622 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349(2014)01-0160-01
大教育家孔子的弟子曾子曾经说过:“吾日三省吾身。”我想不光自己的言谈举止、行为习惯、成长收获方面需要时时反思,教育教学工作更该时时反思。反思不仅可以转变教学观念,提升专业素养,还可以改善教学行为,提高教学水平。教学反思是指教师在课堂教学实践中,通过观察、讲授、检测、反馈等方式,将“教师的教”和“学生的学”有机结合起来,努力提升教学设计的合理性,提高课堂教学效益。美国学者波斯纳提出了一个教师成长的公式:教师成长=经验+反思。可见,成长离不开反思,进步离不开反思。下面就是我从教以来对教学反思的一些粗浅的认识。
一、关于备课的反思
备好课是上好课的前提和保证。备好课的关键在于如何把握理解教材的编排及灵活地处理教材内容。精妙的教学设计是教学成功的一半,教师在教学中精心设计,加上老师恰到好处的指导对教学成果起着至关重要的作用。“以邻为师,同伴研修”,集体备课等途径是帮教师备好课的行之有效的好方法。同事之间长期相处,彼此之间形成了可以讨论教学问题的共同语言,沟通方式和宽松氛围,便于开展有意义的讨论。交流的形式有很多,比如共同设计教学活动、互相听课、做课后分析等。优秀的教学设计,应该对整个课堂教学实施过程做好合理精细的规划,同时把恰当的教学理论应用于课堂教学实践中。以学生的学为教学设计的根本,遵循学生的已有知识和水平及认知规律,准确客观地把握教材内容的编写意图,结合学生学情,科学地确定教学目标、分析重难点的突破口、选择教学媒体等。反思自己平日的教学工作,备课可以分为这样几个步骤:第一,从学情出发,适当地进行教材重组,关注学生的认知规律,让学生参与体验或者感受知识的形成过程。第二,合理灵活采用多种教学手段和方法,有效突出知识的重点及难点,提高课堂学习的有效性。第三,关注学生的课堂表现,及时调整教学方法,根据学生的作业反馈等,反思课堂中的每一个环节,记好教学后记,以便尽快改进。第四,教学过程鼓励学生独立思考后,在合作中完善自己的意见并逐渐规范语言描述,提高学生语言表达水平,并较好地训练学生思维。在反思后的再实践时,一定要找准设计思路与教学实施过程之间的差距,把这种差距作为一个小小的研究问题来思考。把这种经常性的思考变成一种习惯,才能真正做到反思,才能在反思中前行。
二、关于课堂的反思
如何使学生成为学习的主人,使学生积极主动地参与课堂教学是课堂教学的重心。使学生通过观察、猜想、分析、验证等方法,最后亲自经历知识的形成过程,是《义务教育课程标准》倡导的核心内容。“兴趣是最好的老师”教师精心的问题设计和精妙的课堂语言能充分调动孩子们的学习积极性。雷夫·艾斯奎斯真不愧为美国最优秀的老师,他的别具一格的教学风格和匠心独到的问题设计让我耳目一新。“绝妙的美国小学生数学游戏Buzz”和“加加看”的教学细节,让我们无时无刻地感受数学课堂的趣味性、生活性和知识性,让我们领略到的是教师拓展知识的深度和广度,还有他超高的驾驭课堂的能力。真正的好课,不仅让学生建构知识,更重要的是让学生明白知识的来龙去脉,让知识从生活中来,再回到生活中去,数学课本中许多知识的编排体现出较强的实用性和生活性。由于课本篇幅有限,好多符合儿童年龄特征和心理特点的题目不能得到及时的反映。所以,课堂教学应正确使用和融入一些适合儿童的喜闻乐见的例子,使学生进一步体会数学的学用价值。学用结合是数学学习的重心,除了在课堂上充分体会挖掘学习素材,还应该在知识的呈现形式方面下工夫。课堂上尽可能地让学生参与思考解决问题的机会,使学生在解决和实践中体会数学的价值,逐渐培养用数学的思维观察世界分析问题的习惯和能力。
三、关于学生的反思
一、课堂教学设计的概念
(一)课堂教学设计的概念
课堂教学设计就是在课堂教学工作开始之前,依据教学目的和要求,确定合适的教学内容,创建一种教学活动模式,并形成有序的流程,以指导教学工作的实施。
(二)课堂教学设计的意义
课堂教学设计可以使教学工作具有明确的指导性和自觉性,并且为教学工作提供行为的规范和具体的操作方案,是组织教学活动的依据。通过课堂教学设计可以避免盲目性,减少失误,提高教学效率,确保教学工作的质量,从而为有效地实现教学目标提供可靠的保证。
二、物理课堂设计的理论依据
(一)物理学科的教学特点
1.以观察实验为基础
观察和实验既是建立物理概念,认识物理规律的基础,又是学习物理学的基本方法。通过观察和实验可以给学生提供精心选择的简化和纯化的感性材料,使学生获得明确具体的认识。同时由于实验具有真实形象生动的特点,对学生有很强的吸引力,极易唤起他们的直觉兴趣。
2.紧密联系实际的实践性
在教学中注意联系生活生产中学生看到但不懂的实际问题,激发学生的学习兴趣与动机,同时也可以使他们养成善于运用知识解决生活和生产中实际问题的习惯。因而这一特点有利于创设教学情境,加大学生学习动力,促使学生关心社会实际生活,增强社会责任感。
3.广泛的理论基础和明确结构性
物理学不仅是自然科学的理论基础,而且是技术科学的理论基础,物理学有其自身的知识系统,存在简明的知识结构,掌握物理知识的基本结构,有利于学生知识能力和技术的迁移。
4.严密的逻辑性
物理教学,始终是强调观察和实验。但随着学生年龄和知识的增长,理论上的分析论证和逻辑推理数学计算也逐步加强。只要我们重视并努力发挥物理教学的这一特点,就可以使学生在学习物理的过程中得到科学方法的训练和科学素质的培养,并有利于提升学生的思维认知能力。
5.物理知识的明晰哲理性
物理知识和物理学的发展史具有深刻的哲理性,因此物理学具有丰富的教育性。教师在教学过程中适当穿插一些物理学发展的历史,就可以使学生更加自觉积极主动地去学习物理,潜移默化地培养学生的辩证唯物主义世界观。
6.物理知识的科学美
物理知识中饱含“美”的因素,如物理理论的简明美,物理公式的对称美,物理实验的奇异美。因此教学中正是要将物理学所蕴含的“美”充分显露出来,并变为物理教学美的过程,从而使物理教学具有艺术感召力。这一特点有利于感召激发和调动学生学习物理的积极性。
7.物理知识的抽象思维性
物理知识的抽象思维性特点给物理教学带来了许多困难。但从另一角度看又培养了学生的思维能力。如果克服了抽象思维上的困难,那么学生就能学会物理学的思维方式和方法。因而这一特点有利于发展学生的智力,培养学生的思维能力。
8.严格的数学量化性
通过把物理问题转变为数学问题和把数学问题转变为物理问题的训练,学生能够加强对物理问题的理解和记忆。因而这一特点有利于发展学生的发散性思维和培养学生的数学思维能力。
(二)高中学生物理学习的规律
1.高中学生物理学习的兴趣发展水平
高中学生学习物理的兴趣大致可以分为以下四种发展水平。
(1)对物理现象具有直觉的兴趣。他们只满足于感知客观事物,仅停留在兴趣低级水平,并未产生探索现象和机理的需要,这种兴趣是不稳定和不持久的。
(2)对物理活动具有操作的兴趣。这类学生不满足于仅仅观察自然现象,他们还希望通过自己的活动来对它施加影响。这种兴趣水平较前一类有所增强,开始成为学校物理的动因,但稳定性较差。
(3)对物理知识具有因果关系的兴趣。这类学生特别注意事物之间的因果关系和本质关系。随着学生知识的增长和年级的升高,形成这种认识兴趣的学生比例也逐步增加。高中学生对物理的兴趣,相当多的学生都是为因果认识兴趣所吸引。
(4)对物理知识具有概括性的认识兴趣。这类学生喜欢活跃的课堂形式,热衷于讨论归纳分析争辩等思维活动。这类学生具备较丰富的想象力和创造精神,达到了较高的智力水平,对物理有浓厚的稳定的学习兴趣。
2.高中学生物理思维的个体差异
物理思维的个体差异使各部分学生在物理学习中有不同的表现。根据高中学生物理思维上的特点和发展水平上的差异,在设计物理课堂教学时要特别注意以下四点。
(1)让学生暴露错误观念,并加以纠正。这样做才能使学生用批判的眼光看待自己原来的生活经验,用科学的思维逐步纳入物理学的思维轨道。
(2)注意对学生的理论思维给予一定的导向。高中学生已经开始由经验型逻辑思维向理论逻辑思维转化,课堂教学就应对这种转化起导向和促进作用。
(3)重视物理结论的得出过程。对于比较重要的知识,要讲清过程,对课堂提出的比较重要的问题,要在已有知识的范畴内讨论透彻。否则只重结论而轻过程,对提出的问题处理肤浅潦草,不但影响学生对知识的接受和理解,更影响学生思维能力的发展。
(4)高中学生物理学习的障碍及其策略。物理学习中的思维障碍最主要的是心理原因,来自两个方面:一方面来自学生原有的思维品质的缺陷,表现为思维的凝固性和片面性。另一方面来自物理环境和物理知识中的非本质因素和表面形式的影响,表现为思维的干扰性。
为克服学生的思维障碍,教学中要尽可能地让学生多接触真实具体的物理环境,认识它们的复杂性,提高从真实具体的物理情境中获得信息的辨识能力和筛选能力。同时还要强化新知识的应用,在应用中揭示新知识的本质特征,使学社对概念和规律的认识不断向纵深发展。加强逆向思维的训练,要尽量设计一些使学生能灵活运用所学知识的练习题,鼓励一题多解,一题多问,一题多思,一题多变,以培养学生既能灵活全面地接受信息,又能排除多余信息的干扰,锻炼学生加工信息的能力。
3.系统科学的方法论
系统科学方法的基本特点是强调系统设计时的整体性、综合性、辩证性和有序性。
(1)整体性。教学过程的设计要从整体着眼,部分入手,统筹考虑,以达到优化的目的。
(2)综合性。任何系统都是一个技术综合体,教学过程的设计也如此。要在充分分析教学各因素的基础上加以综合,使其产生更大的效应。
(3)辩证性。具体表现时不搞绝对化,坚持适量适度的原则。
关键词:探究式;演示实验教学;教学设计;高中物理;分析
物理为一门注重实践性的课程,学生必须经历自主探究的过程后才能实现书本知识的内化,探究式教学以学生自主探究为主径,强调学生通过探究学习来实现知识的内化与迁移作用,培养学生构建自主知识体系的能力。自物理新课改实施以来,我国物理教育者对探究式教学作出了不少尝试,虽获得了一定的反响,但在实践过程中仍存有不少“短板”,故笔者认为加大对于探究性物理教学设计的研究具有重大意义。
1.高中物理新课标的解读[1]
高中物理新课标规定高中物理课程选用“模块教学法”,课程设置更具弹性与灵活性,课程内容尽量贴合学生生活与社会实际,精选可让学生终身受用的物理知识,有助于提升学生的社会参与意识。课程教学要凸显实践性,有意地调动学生的主卦能动性,自主思考,自主研究,将探究性学习定为学生学习的目标,与此同时,对于教师而言也是新颖的教学尝试。将学习重心由单向的知识传授与被动接受逐步转为知识探究,将学生被动性接受知识的学习地位逐步转为主动性获取知识的地位,更侧重于理解的质,而非获取信息的量,从整体上培养学生科学态度与探究能力。
2.我国探究式演示实验教学的现状
由于升学考试制度的影响,不少学校为了片面追求升学率,在教学过程中倚重于应试理论的灌输,认为只要理论知识掌握牢固,自然可应付实验能力的考察;教师在物理教学中也做过探究式演示实验教学的尝试,但是由于教师本身实验性教学技能不高,学校经费投入不足,教学设备与资源配备不齐,学生对于物理学习兴趣问题等均为探究式演示实验教学无法得到有效实施的制约因素;教师在教学中更倾向于验证性演示实验教学,教师认为课堂演示实验虽然有助于提高实验题的得分,认为通过讲解实验过程也可收获同样的效果,而且可大大节约课堂时间,而探究式演示实验教学操作难度大,耗时长,不如以探究式演示实验教学代之。总之,我国高中物理演示实验教学尚未成熟,教学研究仍待进一步地深入。
3.高中物理探究式演示实验教学设计建议
3.1 基于学生思维探究的演示实验教学模式的设计与案例分析
该教学模式适用于物理基本概念与规律的探究教学,例如在讲解“动能定理”时,由教师引导学生首先进行思维探究的学习效果要较单纯的实验教学得出结论的效果明显。该教学模式的开放性度相对较低,考虑到我国大多数中学内大班教学的现实情况,该模式不失为极易显效的探究性教学模式。该模式主要由以下几个教学环节组成:1.教师创设富有调动性的问题情境,使学生主动产生问题,吸引学生眼球,激发学生的探究热情;2.教师针对学生提出的问题,提供与教学内容相关的资料,资料既可以是文字形式,也可以是相关文献、典型实验、网络资源等,教师新旧知识体系间的联系,学生有意识实现信息的整理;3.学生对筛选出的信息提出设想,并对设想进行推理与验证,该环节中,教师应考虑到学生层次的差异,让每位学生均有提出见解的机会,教师引导学生说出设想,提哦啊见允许这可实行合作学习,强化学生对自身设想合理性的探讨,想办法去验证,以实证来作为自身设想的佐证或依据;教师对所得结论进行总结,并引导学生将其组织为概念或规律,这样学生通过以上几个环节己经自然而然的构建了新的知识学生亦在探究过程中实现了新知识的架构,布置任务实现知识的迁移应用。
《动能和动能定理》教学案例:1.学情分析:学生已对动能有基本了解,高中学习则要对此进行定量的分析,通过前几节的学习,学生已初步了解功能的关系,并可进行简单的运算,本节重点加深学生对于物体做功与动能关系的理解;2.教学设计思路:新课导入(教师提问功能之概念与关系,学生进行知识回顾)─探究动能的相关因素(演示小车在倾斜的木板上下滑后与物体A相碰,研究影响动能的相关因素)─探究功、动能间的关系(通过多媒体播放汽车加速行驶时动能的变化,运用牛顿定律与公式推导,教师创设物理情景:猜想小明由台阶上跳下时速度与重力做功的关系)─验证功和能的关系(举例:室内电动手扶梯在无人时运转缓慢,一旦有人站立后便缓慢加速,再转为匀速运转,试问顾客乘扶梯上楼的动能关系)─动能定理反馈练习,经过此次学习后,学生基本掌握动能的概念、关系,绝大多数学生可理解推导过程并进行计算与运用。
3.2 基于学生实验为主的探究性演示实验教学模式的设计与案例分析
关键词:任务分析法;物理教学;理论;实验;研究
【中图分类号】G642
引言
任务分析理论最早是由Miller提出,但真正应用与教学实践中并对任务分析法进行系统研究的为心理学家加涅。加涅将任务分析法的核心理论高度总结为:“教学即是为学生的自我学习和思维发展创造外部条件的活动。”任务分析法将学习根据其实现的结果不同分为不同类型,依据不同的学习类型,结合其所所需求的内部和外部条件,进行相应的教学设计,即是任务分析教学发的精髓。文章几何物理教学的知识特点及其层次结构,分析任务分析教学方法的实践应用方法。
一、“任务分析”法的具体实施过程
任务分析理论方法在物理教学的具体过程中可以归纳性的分为三个部分,即:找准学生的原有知识基础、分析使能目标、分析支持性条件。
1、 找准学生的原有知识基础
从大量的教学实践活动中,我们可以总结出,学生的原有学习态度、学习方式、相关知识对下一步新知识的教学效果有着决定性的影响。由此看来,教师在制定教学方案时,首先要系统且全面的分析学生对新知识的“准备接受能力”,即是深入的了解学生的已掌握知识的储备情况,分析学生对新知识和技能的接受能力,掌握学生的思维能力发展程度。在开始新一轮的教学时,教师要完善上一轮教学活动的评价体制。对知识结构进行层次化与整体化的分解与整合。从知识和情感两条路线来分析学生的学习情况,根据新知识的特点弥补学生各方面的知识缺陷。再者,依据知识结果可以将其分类为陈述性知识和程序性知识,确立物理知识的先后因果关系,采用逆向追溯的方法确立新知识系统的低层次理论基础,来检验并确立学生的起点状态。
2、分析使能目标
物理学科是一门具有高度逻辑性和缜密性的特点。任务实现所需要的充分且必要条件是否具备直接决定着教学活动的顺利实施与否。任务分析方法也可称之为实现从起点达到终点的必须途径。而物理学习的起点和目标之间,需要学生掌握系统的物理逻辑推理方法和各种定理知识,这是实现教学目标的前提条件,也可以称之为“子技能”,我们将对“子技能”的熟练掌握这一前提条件称之为“使能目标”。在物理教学中,随着知识技能难度的不断提高,要分析的使能目标在宽度和深度上也相对增强。物理教学中要结合起点到终点之间所需要的知识系统准确的找到使能目标,进而科学、合理的规划教学设置。
3、分析支持性条件
在任务分析法的实际教学实践中,除了需要分析学生的已有知识结构和使能目标外,还需要对教学任务的支持性条件进行系统分析。支持性条件犹如化学中“催化剂”和生物中的“有益酶”,对教学效果的实现起到加速和活化的作用。如在“机械能”这一物理知识讲解时,所需要使能目标为学生熟练的掌握动能和势能这两个物理知识,其中对动能势能两个物理知识的掌握也需要必要的支持性条件,其一是学生高度的学习积极性和参与度,学生的个体能力的唤醒对加速教学效果起到良好的作用;其二是学生的个人认识水平,比如学生要完整的掌握机械能这一物理知识,首先要掌握重力势能和弹性势能的计算公式,要在自己头脑形成清晰的个人认知方面的形象和抽象知识结构,并且形成个人对新知识的认知策略。这两个方面虽然不是新知识的组成部分,但可以促进自己对新知识的认知和熟练运用能力的形成。因此,分析教学目标的实现所需要的支持性条件人良好教学效果的实现起到有益的推动作用。
二、“任务分析”在物理教学中有效实施的策略
1、系统的分析教学目标,科学的安排教学层次
任务分析法的具体实施需要结合物理教学内容的上下层次结构,进而有针对性的制定教学计划。在教学活动之初,预先理清教学目标,归纳学生需要掌握的逻辑思维方式和知识系统,包括教学目标所分解成的子目标,实现目标所必须的教学配置、确定子目标之间的层次结构等方面。在教学中教师要善于将教材与课外教学资料相结合,根据教学大纲的要求结合自己的教学经验来分配不用阶段的教学任务。其次,几何物理学科各个知识点之间的逻辑关系,抽离出单元教学目标的子技能组成部分,使物理教学形成由起点到终点的清晰的教学路线。2、准确把握学生的起点能力
教学设计的前提是准确的掌握不同学生个体的起点能力,教学任务分析的过程应该以教学目标为指导,采用逆向推理的方式,逐层的检验和评价学生的学习效果,即学生要达到教学目标所要求的学生必须掌握的技能需要哪些准备条件。
以“分析物体平抛运动的规律”为例:为了能全方位的找准学生的知识准备条件,设置问题如下:
(1)匀速直线运动中位移、速度、时间之间的变量关系是什么?
(2)自由落体运行的所包含的物理参数、数值、关系是什么?
(3)自由落体运动的力学特性是只受什么影响?
(4)自由活动运动的速度公式和位移公式是什么?
(5)相等的时间间隔内位移的差值是什么?
采用这种子技能和子目标检验分解的方式来检验已学知识的掌握和记忆能力,根据问题结果的统计类分析学生的起点水平,针对学生出现的薄弱环节专门抽出课时来巩固,进而将每部分的物理教学活动有效的衔接起来。
3、针对不同的物理知识类型教学
(1)陈述性知识
陈述性知识的教学主要培养学生的记忆能力和对概念的系统性理解能力。在对陈述性知识进行教学是要有效的利用物理知识之间的逻辑关系,发现定理知识之间的交叉点,使学生的记忆达到长期保持的目的。
(2)程序性知识教学
针对程序性知识的教学,要在加强学生记忆能力的同时,注重锻炼学生的逻辑推理能力和公式演算能力。教师在此阶段的教学中要加强与数学教师之间的教学交流与课堂整合。在教学中,要通过有目的的试题练习在检验学生实践运用能力的同时培养学生的逻辑推理能力、发散思维能力、创新思维能力。
(3)策略性知识
策略性的知识也是培养学生“发现问题、分析问题、解决问题”的综合物理能力。我们在进行策略性教学时,常会遇到以下问题:一、教材设置问题,传统的物理教学中没有把认知策略作为教学目标的训练部分,缺乏材料的支持。二、教学的专业能力,教师普遍缺乏与策略教学相匹配的系统教学经验和技能训练。三、学生有关的问题,学生的认知策略能力的发展制约着策略教学。在目前情况下,对策略性知识进行教学设计时,可以考虑采用发现教学法:先提供策略运用实例,通过师生讨论,共同归纳出有关策略,然后再在教师指导下进行策略运用的练习。
参考文献
[1]侯新杰.物理学史与物理教学结合的理论与实践研究[D].华东师范大学2005
长期以来,数学教学十分强调推理的严谨性,过分渲染逻辑推理的重要性而忽视了生动活泼的合情推理,使人们误认为数学就是一门纯粹的演绎科学。事实上数学发展史中的每一个重要发现,除演绎推理外,合情推理也起重要作用。合情推理与演绎推理是相辅相成的。学生获得数学知识的过程实质是从合情推理上升到演绎推理的过程。
所谓“合情推理”,就是合理的猜测。它以类比和归纳为主要形式,对培养学生创造性思维是不可缺少的。合情推理既是进行数学研究和数学学习的必要技能,也是未来生活进行有效思维的需要。因此,合情推理作为学生的一种基本数学素养,对于培养他们的探索能力和创新精神有着重要的教育价值。那么,我们数学教学中合情推理的现状如何呢?
一、数学合情推理,在追求什么?
现状一:走马观花,缺少对推理的深度理解
笔者曾听过《找规律》(苏教版五下)一课,在总结归纳规律时,一个教学细节引起了笔者的注意。
教师出示学生完成的表格:
师:仔细观察,有什么发现?
生1:平移的次数加上每次框几个数等于10。
生2:数的总个数减去每次框的个数等于平移的次数。(一排有10个方格,分别写有1~10这10个自然数。)
生3:得到不同和的个数比平移的次数多1。
……
教师对学生的发现给予充分肯定后,紧接着就让学生利用规律去解决一些实际问题。
这时,坐在笔者身边的一个女孩嘀咕:怎么这么巧?10减去每次框的个数正好等于平移的次数?
课后,那个女孩的嘀咕声不停地在我耳旁回荡:“10减去每次框的个数为什么正好等于平移的次数”?是啊,我们只引导学生利用收集到的数据进行合情推理,发现规律,大多数学生虽然可以通过算式10-2+1=9、10-3+1=8、10-4+1=7、10-5+1=6推理得出“总个数-框的个数+1=不同的和”这个“规律”。但是否就能意味着学生“真理解”规律背后数量之间的本质联系?从这个女孩的嘀咕中,不难发现大多数学生可能只是走马观花,在表面热闹的合情推理中没有真正形成自己的知识建构。因此我们有必要通过质疑与反思,引导学生体会规律存在的必然性与合理性,深入理解推理的本质内涵。
现状二:强势引领,忽视学生的自主建构
这是一位老师在学校一次教研活动中上《能被3整除数的特征》一课的教学片断:
师:谁来说说3的倍数有哪些?
生:3、6、9、12、15、18……
师:这些数都是3的倍数,也就都能被3整除。观察这些数你能猜猜能被3整除数的特征吗?
生1:看个位上能不能被3整除。
生2:不行,比如13、23就不能被3整除。
生3:能被3整除数的个位上1-9个数字都有可能出现,不能仅从个位来判断。
师:再看看与这些数各数位上的数的前后顺序有没有关系?
生:没有关系,21能被3整除,12也能;14不能被3整除,41也不能。
师:那我们同学再小组讨论讨论,能被3整除数的特征究竟是什么?把各个数字加起来试一试。
生:我们发现了!如果把这些数各位上的数字加起来,它们的和也能被3整除。比如12,1+2=3;24,2+4=6。
师:其他同学自己找几个数试试是不是这样?
生:(惊喜的)是的!
师:由此你发现能被3整除数特征是什么?
生:各位上数字之和能被3整除!
……
在本片断教学中,教师注重强调数学合情推理的逻辑性,先引导学生用能被2、5整除数的特征看个位的经验进行推算,发现仅从个位不能建立特征后进而研究发现数字的顺序关系也不能被3整除,最后在老师的暗示下,研究发现各个数位上的数字之和能被3整除,这个数就能被3整除。学生在探究能被3整除数特征的过程中,形成从特殊到一般的认知建构历程,从中培养了学生观察、分析、比较、联想等思维能力。但深入到教学的背后,教师步步为营的程序化教学过程是否过于强势,这样的课堂学生的学习积极性是否能得到有效激发?教师的引导是否过分而影响学生知识的自主建构?
现状三:机械模仿,缺乏推理的价值体验
这是一位青年教师《比的基本性质》的教学设计:
研究材料:
5÷6=(5×)÷(6×)=(5÷2)÷(6÷)
8/13=8×2/13×=8÷/13÷1
5∶8=/∶/=÷∶÷
解决依据:请问做题的依据是什么?
合情推理:在整数除法中有“商不变性质”,在分数中也有“分数基本性质”。比与整数除法和分数有如此密切的关系,那么,在比中是否有类似的性质呢?
导出新知:比也有类似的性质,并能进一步推出这一性质叫“比的基本性质”。
比的基本性质的知识建构应结合相应的生活情境展开,让学生在丰富的情境体验中理解比的基本性质。然后再结合比、除法、分数的关系帮助学生进一步理解三种性质内在的本质联系。而这位青年教师虽然是建立在学生原有经验和知识的基础上,逐步进行合情推理得到结论,但显然这样的教学设计过于让学生进行机械地模仿,缺乏思维的含金量。这种从一个极端走向另一个极端的做法阻碍了儿童类比、迁移等思维能力的发展,更缺乏数学推理思维的体验,不利于培养学生的推理能力。
二、数学合情推理,应追求什么?
(一)过程到意识的培养,是数学合情推理之本源
合情推理,要给学生留下什么?抑或给学生产生怎样的影响?前苏联科学家凯德洛夫曾明确地说:“没有任何一个创造能离开合情推理”。数学合情推理是直接反映数学对象、结构以及关系的思维活动。
鉴于小学生的年龄与认知特点,他们不可能通过具有严格标准的逻辑推理来发现和掌握数学原理和概念。因此,在小学数学教材中大量地采用了像数学猜想、枚举归纳、类比迁移等合情推理的方法。所以,我们在教学中,应给学生提供具有充分再创造的情境,以激励学生进行再创造的活动,培养儿童的推理意识。把数学知识学习的过程展开、还原,让学生经历观察、比较、归纳、类比……即合情推理提出猜想,然后再通过演绎,推理证明猜想正确或错误。
例如《乘法分配律》教学中,拓展到三个数或更多的数的和与一个数相乘。
师:通过联想,同学们由“两个数的和”拓展到了“两个数的差”,这是一种很有价值的思考。确实,有时呀,从已有的结论中通过适当的变换、联想,同样可以形成新的想法,进而形成新的结论。
师:这不,有一个同学就暗暗在想:如果把乘法分配律中“两个数的和”换成“三个数的和”、“四个数的和”或更多个数的和,不知道结果还会不会不变?(出示:(a+b+c)×d=a×d+b×d+c×d)你们明白他的意思吗?他想的有道理吗?
生:有。
师:这是一个与众不同的、全新的猜想!如果猜想成立,它将大大丰富我们对“乘法分配律”的认识。你也能像刚才一样用合适的方法试着进行验证吗?
生举例验证,集体交流。
波利亚认为:“说得直截了当一点,合情推理就是猜想”。我们在上面的例子中创设这样一个大胆猜想情境,鼓励学生对具体问题进行分析,通过观察、类比、归纳等手段提出猜想。这样,不仅有助于学生掌握数学知识,满足学生的求知欲望,更激发了学生合情推理的内在需求。数学课堂不应该成为学生接受知识的场所,而应成为学生大胆创新,勇于推理的舞台。当我们放开手脚后,你会发现:学生的创造力真是不可估量!
(二)方法到思想的渐进,是数学合情推理之内涵
新课标对推理能力做了如下要求:“能通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想,并进一步寻求证据、做出证明或寻求反例”。通过不完全归纳获得结论,是合情推理的结果。我们需要合情推理,使它成为学生充分展示自我的舞台;我们也需要理性思维,逐步培养学生严谨的态度和科学的方法。
在执教“交换律”一课时,学生根据一个特例得出结论:交换两个加数的位置和不变,举例验证后全班交流。
师:你们举了哪些例子,又有怎样的发现?
生1:我举了三个例子,7+8=8+7,2+9=9+2,4+7=7+4。从这些例子来看,交换两个加数的位置和不变。
生2:我也举了三个例子,5+4=4+5,30+15=15+30,200+500=500+200。我也觉得,交换两个加数的位置和不变。
师:两位同学举的例子比较而言,你更欣赏谁?
生3:我更欣赏第一位同学,他举的例子很简单,一看就明白。
生4:我不同意。如果举的例子都是一位数加一位数,那么我们最多只能说,交换两个一位数的位置和不变。至于加数是两位数、三位数、四位数等等就不知道了。
生5:我更喜欢第二位同学的,她举的例子更全面。
师:如果这样的话,那你们觉得下面这位同学的举例,又给了你哪些新的启迪?
(教师出示作业纸:0+8=8+0,6+21=21+6,1/9+4/9=4/9+1/9)
生6:我们在举例时,都没考虑到0的问题,但他考虑到了。
生7:他还举到了分数的例子,让我明白了,不但交换两个整数的位置和不变,交换两个分数的位置和也不变。
教师组织了对举例验证的两次探讨,使学生体会到举例不应只追求简单,举例的覆盖面越广,代表性越强,结论的可靠性就越高。例子的多元化、特殊性恰恰是结论准确和完整的前提,在验证的过程中让数学严谨的态度和科学的方法浸润其中。
(三)经验到策略的积累,是数学合情推理之追求
牛顿早就说过:“没有大胆的猜想,就做不出伟大的发现”。在教学中重视合情推理教学,有助于学生在经验的累积中思想方法,增强形成推理的信心与勇气。
例如:学习长方形面积时,组织这样的数学活动:
在三个不同长方形中,让学生用1平方厘米的小正方形摆一摆,再把它们的长、宽和面积记录下来,让学生讨论发现了什么规律?从而归纳出长方形面积公式,这个公式是否正确呢?让学生自己随意画一个长和宽是整厘米的长方形,先用公式计算出它的面积,再用小正方形摆一摆,验证一下这样计算是否正确。
以上例子注意突出图形性质的探索过程,重视直观操作和逻辑推理的有机结合,通过多种手段,如观察度量、实验操作、图形变换、逻辑推理等来探索图形的性质,同时也有助于学生空间观念的形成,合情推理的方法为学生的探索提供努力的方向。由此可见,学生合情推理可以积累相关经验,形成终身受用的策略,培养解决新颖、较难的问题的信心与能力,也为其将来的成长积聚智慧!