教师培训课件：中国古代科学家方法与探究建模2

用中国古代科学家方法进行探究建模平台文化作文与文化教育研究用中国古代科学家方法进行物理探究建模中国教育学会 “十一五 ”规划课题子课题用中国古代科学家方法建模课题简介内容：了解中国古代文化时间： 09.912.9 （三年）建构几十种探究模式挑选十几种学习方法目的： 提高教师教学能力提高学生学习能力弘扬民族科学精神意义：探究建模的必要性三维目标过程与方法目标科学知识科学技能科学态度课标模式 问题 猜想 实验检验 结论单一模式 多种模式 探究建模探究教学探究模式新课改教学 科学素养怎样进行探究建模？探究建模的方法 归纳法：演绎法：教学经验 归纳 模式理论、方法 演绎 模式古代科学家方法方法 1方法 2方法 3方法 n探究模式 1探究模式 2探究模式 3探究模式 n探究模式群用中国古代科学家方法建构探究模式1。吴有性：比较 分离探究模式3。陶弘景：怀疑 反驳探究模式2。苏颂：逆向思考 消除矛盾探究模式4。鲁班：缺点 替代探究模式5。程大位：形式 等价变换探究模式吴有性：比较 分离探究模式用中国古代科学家方法探究建模之一吴有性（ 1582-1652）明朝医学家在吴有性之前的 10多个世纪，历代医家都把 伤寒论 作为治疗外感病的经典。无论伤寒、温病、传染病、非传染病，一概以伤寒病的治法进行治疗。吴有性对当时流行的瘟疫进行了深入的研究，提出了他的 “ 戾气学说 ” ，认为瘟疫（即温病）不同于伤寒。通过对伤寒与温病进行全面比较，吴有性提出了系统的治疗温病的理论和方法，最终使温病学说与伤寒学说分道扬镳、分庭抗礼。比较 差异 分离 新理论比较 分离探究模式问题比较差异分离解决提出研究问题比较研究情况通过比较，找到差异根据差异，分离或分类通过分离，得出规律解决问题比较 分离探究模式案例问题比较差异分离解决研究松香、海波熔化比较两次实验情况找到两次实验的差异根据差异，将固体分为晶体、非晶体通过分类，完整得出固体熔化规律 固体熔化苏颂：逆向思考 消除矛盾探究模式用中国古代科学家方法探究建模之二苏颂（ 1020-1101）北宋科学家苏颂的水运仪象台包括浑仪、浑象两种仪器，在水运仪象台建造之后，朝廷让苏颂制造一台合二为一的仪器。这是个难题。因为浑仪是观测仪（向外看），浑象是演示仪（向里看）。苏颂解决办法是：制作大如人体的天球仪，按星星位置凿上许多小孔。观测者进入球内，从里向外看，就可以看到漫天星斗，而且还可以用转轮快速演示天象。 矛盾 逆向思考 消除矛盾 解决问题逆向思考 消除矛盾探究模式问题矛盾逆向思考消除矛盾解决问题提出研究课题发现问题中的矛盾针对矛 盾，逆向思考消除矛盾、双方统一得出结论、规律，解决问题逆向思考 消除矛盾探究模式案例问题矛盾逆向思考消除矛盾解决问题研究松香、海波的熔化发现矛盾：温度变化问题只要将固体分类，就可消除矛盾寻找错误，实验没错，逆向思考，应该如此由此，得出完整熔化规律 固体熔化陶弘景：怀疑 反驳探究模式用中国古代科学家方法探究建模之三陶弘景（ 456-536）南朝药化家中国古代有个说法：果蠃只有雄的，它把螟蛉幼虫衔回去抚养成自己的孩子。因此人间有 “螟蛉子 ” 之说。陶弘景一直怀疑这种说法，他查遍古书答案都一样。于是他想：为何不亲自通过实验看看？抱着怀疑反驳的心理，他在庭院里找到了一窝果蠃，发现真相：所谓螟蛉幼虫只不过是果蠃幼子的食物而已。问题 怀疑 反驳 证伪怀疑 反驳探究模式设想这种观点是错误的设计实验，反驳上述观点通过反驳，证伪（或证实）通过证伪证实，得出结论，解决问题提出一种问题的观点问题怀疑反驳证伪解决怀疑 反驳探究模式案例设想这种观点是错误的设计松香、海波实验，反驳上述观点 通过反驳，在海波中证伪，在松香中证实引入晶体、非晶体概念，得出结论，解决问题固体熔化过程温度一定上升问题怀疑反驳证伪解决 固体熔化上述三个案例实现了同课异构1。吴有性：比较 分离探究模式3。陶弘景：怀疑 反驳探究模式2。苏颂：逆向思考 消除矛盾探究模式（通过比较去分离事物）（从逆向去思考问题）（抱着怀疑的态度研究问题）鲁班：缺点 替代探究模式用中国古代科学家方法探究建模之四鲁班（ 前 507-前 444）春秋战国科学家过去，为了将谷物壳碾碎，用 “ 杵臼 ” ，连续舂击。但是效率低，鲁班一直在考虑替代办法。一次，看到一个老太太，因为力气不足，不能舂击，只好一点一点用木棒磨。鲁班灵机一动，想到 “ 磨 ” 可以代替 “ 打 ” 。于是，经过反复琢磨，发明了石磨。大大提高了加工粮食的效率。缺点 替代 解决问题缺点 替代探究模式问题尝试性解决缺点替代解决提出研究问题提出初步方案找到方案中的缺点不足找到替代物或办法进行改进通过替代，解决问题缺点 替代探究模式案例问题尝试性解决缺点替代解决研究固体熔化研究温度、热量关系热量无法直接测量用加热时间替代进行实验，得出熔化规律 固体熔化程大位： 形式 等价变换探究模式用中国古代科学家方法探究建模之五程大位（ 1533-1606）明代数学家珠算之前，中国古代计算工具是筹算，后来，出现了珠算。程大位的 直指算法统宗 （ 17卷）就是集珠算方法之大成的著作，为普及珠算起到了重要作用。在书中，其中 10卷基本按照传统 “ 九章 ” 分类，所引用题目许多都是杨辉 详解九章算术 原题，但解法却都是珠算方法。形式 等价变换 解决问题形式 等价变换探究模式问题形式等价变换解决提出研究问题研究并得到问题的表示形式对上述形式进行等价变换，使之有利于结论和规律的得出通过变换，得出结论，解决问题形式 等价变换探究模式案例问题形式等价变换解决研究固体熔化得到许多实验数据数据 表格 图像通过图像，很容易得出熔化规律 固体熔化上述两个案例解决了难点、关键点4。鲁班：缺点 替代探究模式5。程大位：形式 等价变换探究模式（无法直接测量热量问题）（不易归纳规律）中国古代科学家