专题四作业

1.    请根据探究教学的基本特征，分析自己熟悉的一堂探究课例。
一．题情境特问特征
问题与疑问是探究式教学的起点，也是探究式学习的一个基本特征。初中物理探究式课堂教学，必须努力创设物理问题情境，让学生在物理问题情境中不断地发现问题，提出问题。让学生在问题情境中产生问题，发现问题，提出问题，创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。
二．思维开放特征
探究式学习是通过发现问题，研究探索，从而获取知识是和技能的一种学习形式，探究式学习关注的不仅仅是问题的结果，更注重的是学生主动探索问题结果的过程，关注培养学习的思维能力，特别是创造性思维的方法和途径。因此，实施初中物理探究式课堂教学，必须具有思维开放特征。所有问题应启迪学生充分思考，必须给予学生广阔的思维空间。
三．实践探索特征
实践是探索式学习的灵魂，实施初中物理探究式课堂教学，必须加强实施探索活动，让学生围绕研究的问题，在实验，观察，统计，读书，查阅资料，搜集信息，访问，调查，分析现象等大量实践，探索活动中，丰富的感性认识，训练，提高实践能力，如要组织做好演示实验，分析归纳，得出结果。注重引导学生观察实验现象，记录，分析实验数据，得出实验结果。
四．学生个体特征
探究式学习以发展学生个性，培养创造性人才为目的。因此，初中物理探究式课堂教学，必须保证学生的主体位置，体现学生主体特征，使学生在教师的组织，指导下，独立思考，自主实践，主动学习。
五．方法教育特征
探究式学习，是通过探究过程，让学生体会探究真理的方法的一种学习方式。在初中物理探究式课堂教学中，应体现物理学研究方法教育的特征。对学生适当进行物理学研究方法的教育，如“研究决定电阻大小的因素”中的控制变量法。“研究电压”中的类比法。“研究物理不受力，将会怎样”中的推理发法，“研究力的概念”中的归纳法，另外，实验，观察，假设，比较，理想化也是物理常用的研究方法。
六．能力培养特征
探究式学习，以提高学生的综合素质，培养学生的综合能力为目标，初中物理探究式课堂教学，应根据学科的特点和具体的教学内容，努力培养学生的各种能力，如培养学生的独立思考，创新思维能力，实验操作，观察分析，实践探索能力，应用所学知识解决问题的能力等等。
《牛顿第一定律》的教学设计
新课标明确提出“倡导探究性学习”，“在教学中，教师应该让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法。”自主探究教学是一种课堂教学模式，在课堂上要求教师充分发挥学生的主体作用，形成师生之间、学生之间的多向反馈结构，在教师的启发下，学生积极主动地解决问题。自主探究教学通过激发学生的内驱力，调动学生的积极性和主动性，把学习变成学生内在的需求，从根本上促进学生认知、能力、个性的发展，乃至完美人格的形成。
但在实际的教学过程中，如何让学生的主体性、主动性、创造性得到充分发挥，如何让自主教学探究模式很好的得到实施，是教学过程设计的难点。在教学过程的设计时笔者认为应把握以下三个原则：1．学生已知的内容可以通过自主探究方式让学生独自完成教学要求；2．学生未知的但经老师启发引导后能理解的也可通过自主探究让学生独自完成教学要求；3．学生未知的经老师提示后理解也困难的才是需要通过老师主导来完成的。自主探究性教学模式，就是要让学生成为教学活动的主人，成为学习和发展的主人。
自主探究教学模式的实施关键在于教师设计教学过程时要充分了解哪些是学生已知的知识点，哪些是未知的知识点，哪些是能启发后掌握的，哪些是学生自己无法理解的，然后寻找探究点→再针对性地设计问题→设计具体探究过程。下面以《牛顿第一定律》的教学为例来看自主探究教学模式的具体应用。
一、教材分析
这节教材首先对人类认识“运动和力”的关系作了历史的回顾，介绍了四位科学家研究运动和力的关系的思想方法及卓越贡献。然后讲述牛顿第一定律的内容和物体惯性的概念。这是初、高中知识相衔接的一节课程。学生已经了解了牛顿第一定律的基本内容，所以在教学设计上应以教材中有关“力是运动的原因还是改变运动的原因”这一问题认识的发展历史为线索，以科学思想、科学方法教育与思维能力培养为主要目标。教学的侧重点应放在理解人类认识“运动和力”的关系研究、思考、推理过程，学习科学研究中常用的理想实验方法。在牛顿第一定律内容的学习上，注重知识的理解及与生活实际的联系。为发挥学生学习的自主性，思维的积极性，本课采取学生自主探究模式组织教学。
二、教学过程设计
引入新课：运动的起因是什么
（一）学生阅读历史的回顾并找出四位科学家关于力和运动的观点
这块内容中有些知识点学生是已知的，也有未知的，但学生都看得懂，所以就由学生来完成，同学们相互补充，教师只起到归纳总结的作用。
1．亚里士多德：力是维持物体运动的原因。
现象：在平路上人推车，车才能运动，人停止用力，车子就要停下来。
2．伽利略：水平面上物体所以会停下来，是因为摩擦的作用，如果没有摩擦，水平面上物体一旦具有某一速度物体将保持这一速度运动下去。
笛卡儿：如果没有其它原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，即不会停下来，也不会偏离原来的方向。
牛顿：一切物体总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
（二）问：以上四位科学家每一位都把人类的认识向前推进了一步，试分析每人推进的一步体现在哪里？你认为谁的贡献最大？
教师通过设计这样一个问题，指明学生要探究的内容与方向，具体由学生们合作完成，教师只起到总结归纳的作用。
a）亚里士多德的贡献：通过直觉的观察提出问题为科学家的研究确立了课题。
b）伽利略的贡献：（1）伽利略发现了不易直觉的摩擦力，改变了亚里士多德根据直接经验得出的直觉结论提出运动不需力维持；（2）思维代替直觉认识宇宙。
c）笛卡儿的贡献：（1）明确匀速直线运动；（2）指出速度改变是有原因的。
d）牛顿的贡献：（1）推广到一切物体；（2）提出静止；（3）明确力的作用。
关于谁的贡献大，学生众说纷纭，没有一个确切的定论，教师也无需给出一个正确的结论。但是通过对物理学历史发展过程的考察，对四位科学家贡献的探究，它将有助于学生了解物理学家认识和发现物理定理、定律的基本方法。从而“以史为鉴”，培养他们以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。在一定意义上，通过对规律认识的历史的还原，对学生进行科学思想和科学方法论的教育是培养学生科学素养的有效途径。这是设计此问题的关键所在，也是本节课的亮点所在。
在该块教学内容中学生未知的是关于伽利略的理想实验，教师要采取的教学方法是采用设计一系列问题，引导学生学会自己分析问题自己解决问题，具体可如下操作。
提问：伽利略用什么方法证明物体运动不需要力来维持呢？
演示说明：设置一个向下的斜面，再圆滑地连一个向上的斜面。然后拿一个小球放在斜面某点上，由静止运动下来，它将冲上另一斜面。
教师设疑：它能“冲”到哪里，它能回到原来高度吗？如果光滑，结果怎样？
教师通过一系列问题引发学生的思考。通过实验发现，它升不到原来的那个水平高度，这是因为摩擦较大。若换一个摩擦较小的斜面，可以看出，它就较接近那个水平高度。若摩擦越小，就越接近。这是实验事实。科学推理：依据这可靠的实验事实为基础，然后沿着摩擦力越来越小的发展趋势，去科学推理──假如摩擦非常非常的小、以至于没有摩擦，那小球将非常非常接近──以至于达到原来水平高度。这是一种理想的实验情景，即小球沿着光滑的斜面总能上升到原来的高度。教师指出“假设”两个字用得很好，它对物理结论进行合理的外推，其结论的得出符合逻辑。减小第二个斜面的倾角，倾角越小，小球为达到原来的高度所通过的路程就越长；倾角越小，通过的路程就越长。然后，我们再去科学推理，假如它最终成为水平面，那小球所通过的路程也就无限长，只能沿着水平面继续运动下去。
教师总结：“理想实验”虽然也叫实验，但它不等同于科学实验。真实的实验是一种实践活动，而“理想实验”则是一种思维活动，是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。并指出理想实验是以真实的科学实践为基础，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程做出了更深入的抽象分析。理想实验是以正确的逻辑法则为依据的。它是自然科学理论研究中的重要方法。
（三）演示气垫导轨实验
气垫导轨实验是学生未知的实验，所以采用的方法是由师生共同操作完成，教师介绍实验装置及装置的特点，由学生来推动气垫导轨上的物体，观察它的运动，进一步地帮助学生加深理解物体不受外力作用时将做匀速直线运动。
（四）让学生们仔细阅读牛顿第一定律的内容，并思考定律包含的几层含义
在进行牛顿第一定律的教学时，不能只满足于学生能复述牛顿第一定律的内容，还应帮助学生理解牛顿第一定律所包含的几层意思。定律的理解是未知的，但可以在教师的启发下，通过学生们相互讨论、自主探究、教师补充共同完成下面的三层含义。
1．描述了物体不受外力作用时的运动规律
牛顿第一定律描述了物体不受外力作用，或者所受的合外力为零时，物体将保持原来的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态。
2．阐明了力的科学定义
力是物体间的相互作用，它是改变物体运动状态，即产生加速度的原因，而不是产生和维持物体运动的原因。
3．一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体普遍具有的属性──惯性。
（五）学生联系生活中的实际问题自己分析惯性问题
三、教学反思
本节课的教学设计打破了以往的传统设计，从对学生的调查询问看，学生对这样处理牛顿第一定律的教学所采取的探究式教学方法相当满意，普遍反映通过探究学习真正深刻地认识到了牛顿第一定律的本质。教学方法的创新是这一节课最突出的亮点和成功之处。但在具体的实施过程中也深刻体会到教师应该充当怎样的角色，才能较好地发挥学生的主体性，教师在整个教学过程中是导演，是顾问。要导的好、导的妙，对教师的要求很高。备课时既要根据教学内容的目的要求来制定教学目标，又要深入了解学生的认识水平，精心设计教学流程，为学生铺设符合其认识规律的思维轨道，使学生的信息处理和思维活动得以顺利进行。教师在教学中要把活动贯穿于教学的全过程，使学生处于最大限度的主动激活状态，使学习成为其自主活动。教学中不是只关注掌握知识结论，更要关注学生对知识形成过程的理解。坚持学生活动互动性，有利于加速知识的意义建构。
2.    结合具体的探究教学案例，谈谈如何创设问题情境和做好教师的有效指导。
交 流
评 价
发现问题
提出问题
进行猜想
假 设
拟定方案
解决问题
巩 固
升 华
在新的课程改革背景下，高中物理教学突出科学探究的学习方式，促进学生的主动发展。探究性学习的最基本程序是：发现问题提出问题，进行猜想假设,拟定方案解决问题，巩固升华,交流评价。
其过程是围绕问题开展探索、研究，问题成了探究的核心，包括问题的发现、提出、研究和解决。物理学家海森堡说：“提出正确的问题，往往等于解决了问题的大半”；著名教育家陶行知先生曾经说过：“发明千千万，起点是一问”。可见发现问题、提出问题是探究问题的起点和开端，是解决问题的关键。
那么如何才能培养学习发现、提出问题的能力呢？这就要求教师在探究教学中必须把学生要学习的内容巧妙地转化为问题情境。
问题情境就是一种具有一定的困难，需要学生努力去克服（寻找完成任务的途径、方式），而又在学生能力范围内（努力可克服）的学习情境。
教师创设一定的探究式问题情境是学生发现和提出问题的动因，其目的在于引发探究和思维的火花，为问题的探究和解决播下思维的种子。教师精心创设问题情境，可让学生从对问题情境的感知中激发强烈的问题意识和探求动机，然后通过积极的探究解决问题，从而发展其思维能力的创造性。因此创设问题情境在探究式教学中具有重要的意义。
二．创设探究式问题情境时应遵循的原则
1．问题情境的素材要有针对性
必须对学生已有知识经验和教材内容进行全面的、科学的分析。要深入分析和挖掘教材内容中蕴涵着的能力价值和情感价值的知识，利用这些知识作为情境素材，创设问题情境，才能激发学生探究的兴趣。
2．问题情境要有方向性
教师通过情境要把问题设在学生有疑之处，这样的问题才能引起学生的认知冲突，激发学生探究的兴趣。而问题一旦得以解决，学生就会有“柳暗花明”的感觉，有极大的成就感，从而激起进一步探究的欲望。
3．问题情境要难易适度
难易适度的问题情境是引起学生探究，激发学生思维的重要条件。问题情境过于简单，不能激发学生探究的兴趣。问题过难，又会使学生感到力所不及，不知从何做起，可能会失去探究学习的兴趣。
4．问题情境创设时要留给学生足够的等待时间
案例：足够的等待时间能使学生提出问题的质量提高，猜测性提问和回答增多，推理活动增加，问题多样化，问题和回答的灵活性增大，学生学习自信心增大；学生特别是后进生的期望效应提高。
案例：《自由落体运动》教学过程中，可围绕物体下落快慢与所受重力无关这一难点，通过差异性实验来创设探究式问题情境。
实验1：铁片（或钱币）与小纸片从同一高度同时下落，可看到铁片下落得快；（由于“重的物体下落快”这一生活经验存在于大多数同学的头脑中，因此安排实验1，让学生观察到“重的物体下落快”的现象，暴露学生原有的错误观点，欲扬先抑。）
实验2：将小纸片揉成纸团再与铁片从同一高度同时下落，可看到两者几乎同时落地；（师：小纸片揉成纸团后，重量变吗？生：不变！师：那为什么纸片揉成纸团后就下落得快了呢？投石激波。）
实验3：大纸片与小纸片揉成的纸团从同一高度同时下落，可看到轻的小纸团下落得快；（咦，怎么轻的物体下落反而快了呢？！学生惊讶不已。通过强烈的对比，激发起了学生探究的动机，促使学生积极地思考，从而主动跳出“物体下落快慢与重力相关”的思维怪圈，去分析现象背后的本质——空气阻力的影响。再通过对空气阻力的分析，让学生意识到正是空气阻力的影响使得落体运动变得异常复杂，一时难以看清问题的本质，从而启发学生从简单入手，抓住主要因素重力，忽略、排除次要因素空气阻力，进而引出实验4。）
实验4：毛钱管实验，可以看到在真空环境下，钱币和羽毛同时落地。（使学生建立起“忽略空气阻力时，同一地点任何物体下落快慢都相同”的观点。）上述演示实验各具目的、有机结合：实验1创设情境、引出错误，实验2提出问题、引起思考，实验3强烈对比、激活思维，深入分析、揭示本质，实验4解决问题、得出结论，一环紧扣一环，层层深入，把学生由对现象的感性认识逐步引向对本质的理性认识。