探究式课堂教学的基本设计.doc

探究式课堂教学的基本设计新课程理念下的探究式课堂教学的基本思路是：遵循学生的认知规律，以新课程理念为指导，学生主动参与为前提，自主学习为途径，合作讨论为形式，培养创新精神和实践能力为重点，构建教师导、学生学的教学程序。在教学结构上，主要体现在：教师首先要为学生创设一个自主学习的环境，然后在教师指导下将启发、阅读、探究、点评、总结有机结合，从而让学生像科学家那样经历一个提出问题实验探究总结提高的过程。第一步：提出问题科学探究问题提出的来源可以有三种：一是学生根据教师、教材或其他途径给出的问题进行探究；二是学生从所提供的问题中得到启发而提出的新问题；三是学生自己提出问题。毫无疑问，学生自己发现并提出问题，最有兴趣、最有动力去深入探究。教师的指导工作，重点应该放在设计让学生发现并提出问题的情景上，而不是在设计问题本身上，应着力于培养学生发现问题的能力。这样有助于学生养成良好的思维习惯，勇于质疑、大胆创新。（一）创设情景，发现问题情景教学是一种通过创设不同教学情景，引导学生在特定的场景与氛围中进行学习的教学方式。设置情景，一方面使物理问题有了赖以存在的土壤，另一方面也可以吸引学生的有意注意，使学生注意观察，保持持久的学习物理的兴趣和积极性。在教学实践中，我们可以根据不同的教学目标与要求创设各种不同的教学情景，如问题情景、释疑情景、演示情景、赏析情景、探究情景、矛盾情景、交际情景、讨论情景、阶梯情景、读议情景、感悟情景、迁移情景、应用情景等。这些情景实际上是可组合、可变换的场景与氛围，既可以是真实的情景，也可以是虚拟的情景。在创设情景时要尽可能地使学生的认知发生矛盾冲突。在物理教学中，创设情景、发现问题可以从以下几个方面入手。1.借助生活、生产实例引出问题，创设问题情景。物理是一门自然科学，它源于社会、用于社会、改造于社会。因此，在教学中选择与生活、生产密切相关的知识创设情景，能够使学生理论联系实际，活学活用，并增强学生关注社会、关心生活的意识。例：第二章 光现象（物理8年级）。（学习这一章时，教师先打开舞台旋转灯，播放音乐。）创设轻松活泼的生活场景：听音乐使学生放松心情，活跃了气氛，漂亮的灯光吸引住了学生的目光和注意力。教师：刚才漂亮的灯光是从哪里来的？学生：是那盏舞台灯发出的。教师：会发光的物体我们叫光源，生活中有很多光源，请同学们举出一些例子。（学生举出很多例子，如恒星、萤火虫、水母、太阳、蜡烛等等，教师要求学生根据自己的想法把它们分类。）让学生举出生活中一些光源，再进行分类，这使物理学贴近生活，并让学生充分开动脑筋，激发兴趣，产生探究的欲望。另外，这个过程也是一种探究过程，只是不是遵循完全步骤的探究过程。教师：光对于我们来说太重要啦，那么对于光，你们想知道些什么呢？学生（讨论之后）：我想知道光是怎样传播的。我想知道光传播过程遇到物体时会有什么反应。我想知道光的速度有多大。我想知道光是什么样的物质。我想知道光是什么颜色的。光跟我们的生活生产紧密相连，对我们非常重要。教师从学生身边光的现象去引导，必然可以激发学生心中原有的疑惑，引起学生求知的欲望，从而达到让学生自觉提出问题的能力和迫切探究的欲望。风霜雨露、雷鸣电闪、潮起潮落、月圆月缺、蓝天白云、雨后彩虹、水中倒影等等奇妙的现象从小就深深地吸引着我们。有的学生疑问过，但也有些人不善于疑问，熟视无睹，如果教师能够引导提醒学生关注这个大自然，必然能够激发学生的兴趣和无穷求知欲。教师可以用提示或描述，让学生回想起生活、生产中的片段，引起共鸣；或可以有意呈现给他们看，可以是实物实例，也可以是类似事物或虚拟情景。2.借助玩具激发学生兴趣，引起求知的心理。很多玩具的设计或操作都关系到一些科学原理。在教学上应用玩具可以先利用玩具的趣味性来吸引学生的注意力，引起学习动机，进一步利用玩具的操作来说明一些科学原理或现象，把玩具作为科学探究的对象。只要教师加以适当地引导，就能使学生从单纯的感兴趣到进行系统的科学探究。例：亮亮球（亮亮球是直径约为5 cm的弹性透明球）。 （教师给学生一些亮亮球，让学生自己玩一玩，提出问题。）学生会发觉一些现象，并感到困惑，从而提出：“球在什么情况下会发亮？为什么会发亮？”“为什么让球从一定高度落下，当球落到硬地板上时，球内便闪闪发光；但当球落到松软物体上时，球就不亮呢？”3.借助演示实验创设问题情景。例：“大气压强”（用“魔瓶”引出问题）教师：我们听说天方夜谭的神话中有一个魔瓶，那个魔瓶是千万不能打开的。我这里也有一个魔瓶，那瓶塞恐怕也是不能打开的吧？！有哪位同学想上来打开试试？ （一名学生上讲台打开瓶盖，并且很快地将瓶盖盖上。）课刚开始，教师就用“魔瓶”给学生一个惊奇，一下子把他们的注意力都集中了起来。教师：刚才，你看到了什么现象？学生：有红水从瓶子里流了下来，瓶盖盖上后，水就不再流了。教师：大家看了这些现象，有什么疑问呢？学生：“打开瓶塞时，水怎么从瓶底流出来了？”“赶紧把瓶塞塞上后，为什么水又不流了？” 激发了学习兴趣，给学生以悬念，提出了问题，为了解决“为什么”，他们就会自觉认真地去学习，去探讨。4.利用人体来完成物理实验，亲身体验。利用人体来完成的实验，可以带来最直接、最生动的亲身体验，从而引起更强的好奇心和兴趣。例：体会力是相互的作用。（教师知道学生将左右手的食指勾在一起，感觉两只手指的用力情况，看看能不能只有一只手指用力。）教师加以引导，使学生提出：“为什么只有一只手指用力没能将手指勾在一起？”“为什么要将手指勾在一起，如果只有一只手指用力，势必会引起另一只手指也用力？”5.通过陈述故事或观看电影片段的方式引出问题。例：“大气压强”（模拟马德堡半球实验）。教师：在17世纪的时候，德国马德堡市长、科学家盖利克就当众做了一个精彩的实验。他所用的黄铜半球直径有几十厘米，抽气以后两边共用了十六匹马才把两个半球拉开。这就是轰动世界的马德堡半球实验。现在我们来模拟做这个实验。这儿有两个金属半球，我把它们合在一起，用抽气机把球内的空气抽出（如用橡皮半球更好，可免去抽气），请两个力气大的同学上来，看他们能不能把两个半球拉开？（学生演示）教师：两位学生费了九牛二虎之力都没有把两半球拉开，但我可以不费吹灰之力就把它拉开。（教师演示）学生会问：“为什么抽气之后就拉不开了？是什么使得他们贴得这么紧？”“为什么两个同学都拉不开，而老师却一下子就把它们拉开了？是怎么办到的？”讲述马德堡半球实验的历史故事，既吸引学生的注意力，又让引起他们的惊讶，接着用模拟实验让他们见识一下，体验一下，引起求知欲。6.借助魔术、气功表演引发学生的求知兴趣。学生从电视上、生活中看到过不少魔术表演、气功表演或是一些神棍的表演。教师用这些有趣、不可思议的表演可以引起学生很大的兴趣，也能使他们留下非常深刻的印象。例如：“大气压强”（演示气功提物）。（师先展示一下这只是一个普通的玻璃盘）教师运了一会儿气，然后徒手贴在玻璃盘底部，就将玻璃盘给提上来了。学生会觉得太不可思议，纷纷猜想教师是不是“做了手脚”，要求上台去检查，但都无所得，自己尝试也失败了。最后教师举起手原来手心里夹了一块塑料挂衣钩接下来学生脑子里就充满了疑问：“为什么这个塑料挂衣钩可以贴在盘底？”“为什么这个钩会贴得那么紧，这样都不会掉下来？”7.类比推理。通过类比等方法合理地将学生当前无法解决的、需用将要学习的知识来解决的问题引出，提供给学生思考，以激发学生的认知需要。例如：“大气压强”。教师可以这样引导：“大家知道液体对浸在其中的物体会产生压强，而气体和液体相似，可以流动，且没有一定的形状，那么，气体对处于其中的物体会产生压强的作用吗？如果气体也可以产生压强，这种压强又有什么特点呢？是否和液体一样遵循相同的规律呢？”8.以常见的思维定势引起的矛盾现象引出问题。例如：“牛顿第一定律”。（教师在桌面上放有盘子、球等物体，教师演示）“有力物体就运动，没有力物体就停止运动”。这种思维定势在学生的大脑中根深蒂固，教师可以反问：难道这种说法真的是正确的吗？让我们用实验来验证。创设情景、发现问题是指教师的课堂导入以及在教师提示后的学生活动，这一环节起着影响全局、辐射全课的作用。要求教师一堂课的开头就像一块无形的“磁铁”，虽然只有短短的一两分钟，都能吸引学生的注意力，调动学生的情绪，打动学生的心灵，形成良好的课堂气氛切入口。（二）整理归纳，提出问题经过教师的精心设计、诱导之后，课堂充满了疑问，这些问题可能比较零碎，有的问题本节课可能涉及不到，甚至是跨学科的，或者是以学生已所学的知识暂时无法解决的，此时教师要为学生提供不少于3分钟的时间，让学生思考各个问题，引导学生对各式各样的问题进行综合整理，略加筛选归纳，然后正式提出和本课有关的若干问题。例如“光的传播”一节中，教师可以总结：这节课我们先研究光是沿什么路径传播的。心理学研究认为，当人遇到问题需要解决而又没有现成的办法时，思维才出现。好的问题要具体、鲜明，还要有适当的难度，难度太小启发的思维有限，难度太大则启而不发，因此，最好是使探究问题达到学生认知的“最近发展区”。要做到这样，教师不仅需要认真备课，钻研教材，事先设计问题，而且还要在课堂上灵活应变，及时组织、加工形成问题的基本框架，为教学的顺利推进搭好桥梁，为学生的创造力培养奠定基础。第二步：实验探究这一步骤主要是针对问题，提出解决问题的猜想以及验证猜想的初步计划，进行实验探究。最后学生将已知的或收集、整理得到的有关资料，结合亲身实践对得到的实验现象、数据，进行分析、推理、判断，从而得出初步的结论。（一）大胆假设，猜想假说问题呈现之后，不要急于用实验去检验，更不能直接说出答案。学生要收集与求解问题有关的资料或经验，作出他们认为可能的解释或提出相关新问题。一般来讲由于问题所涉及的定律、规律、性质是学生还未学过的，因此他们的解释或提问只能是一种设想（猜想）。学生可以根据各自的学习经验或生活经验，自由而具体地提出各种设想，也可以凭直觉（所谓灵感）进行设想。必要时，教师也可以把预想（设想）的选择项目交给学生，让他们从中选择，以降低预想（设想）的难度。对于学生的预想，教师要引导学生进行筛选，突出重点，加以综合，形成“假说”，以便确立探究的方向。这一点在科学教育中是十分重要的。 例如，问题：串联电路中电流的大小情况是怎样的？（课堂上挂着两串不同的节日彩灯）启发学生的思维，做出猜想学生猜想：1.从电源正极出发，电路中的电流从大到小变化（根据：电流经过用电器会有所损耗）；2.电路中的电流大小相同（根据：同一串彩灯的亮暗是一样的）；3.跟用电器有关（根据：不同的彩灯亮暗不一样）；4.跟电源有关（根据：同一电路使用不同的电源，电灯的亮暗程度不一样）；5.跟所处的位置有关（同一电路中串联的不同电灯的亮暗程度不一样）。能够提出“预想”，形成“假说”，说明学生对学习目标是明确的，也说明探究活动有了一定的知识准备和情绪酝酿。（二）实验方案设计有了前面筛选出来的问题，有了假设和猜想作为铺垫，学生便跃跃欲试，他们极想知道自己的猜想是否正确。这时，学生自然就想到了必须通过实验途径来解决问题。进行实验之前，要定好实验计划。计划的内容包括：探究方式（亲身实践调研）、组织方式（小组或个人）、实验方法、完成时间等。探究过程中要注意实验安全和注意事项。首先是实验安全。例如“光的传播”一节的实验器材要用到激光器，教师要先提醒学生不要用激光直接射到眼睛，以免伤害眼睛。其次是讨论方案，解决难点。这时教师可以先给学生35分钟时间，简要表述各自探究中的难点，要求学生不重复、不提与主题无关的问题。面对学生的疑问，教师不必过早解释，只要综合大家的提问，提出一两个重点问题组织学生合作探究即可。合作探究的形式有三种，教师可根据需要确定选用哪一种更好。这三种形式：一是生生合作探究。即让同桌学生发挥各自的学科优势，就相关疑难问题，相互启发，相互研讨，然后各小组再交流一下相互探讨的结果；二是小组合作探究。合作小组可以是四个、六个人，最多不超过百人。合作探究是利用学生集思广益、思维互补、思路开阔、分析透彻、各抒己见的特点，使获得的概念更清楚、结论更准确；三是大班集体探究。即抓住中心议题或关键性问题，让学生各自发表见解，集中解决难点。需要注意的是，教师与学生面对面，切不可搞成问答或对话形式，要让学生与学生之间对话、答辩、争论，教师只需在关键处加以指导或点拨，要避免教师牵着学生鼻子走。例如： 测量粉笔的密度（难点是测量粉笔的体积）。（学生们通过转换，间接测量出粉笔的质量m和体积V，从而达到测量出密度的方法。）教师：“怎么测粉笔的体积V呢？”（这下讨论就更热烈了）有的说用量筒采用排水法直接测量，可马上有人提出反对意见，“粉笔具有吸水性啊。”围绕这个问题，大家各抒己见：“让粉笔不能吸水（包裹法）。”“让粉笔吸足水。”（尽管这种方法有误差，也可能会失败，但不否定他们的思维方式。）“不用水，以干沙子代替水，通过排沙法间接测量。”“粉笔是圆台形，可测出一支粉笔的上底半径r，下底半径R，高h，用数学公式计算体积”有了探究的问题，提出实验安全的注意事项，又解决了一些特别难点，教师就可以先把学生分组，确定探究的形式，然后让学生自由选择器材，分组讨论实验方案，制定实验计划。注意：教师提供给学生的器材最好比所需的要多一些，能让学生有选择的余地，让学生在众多的仪器中判断并优选出方案。例如，在“光的传播”的教学中，为了研究光传播的路径，教师可提供给学生的物体有：激光手电筒（1支）、普通小手电筒（1支）、洗衣粉溶液（1杯）、玻璃砖（1个）、平面镜（1个）、蚊香（几段）、可乐瓶做成的罩子（1个）学生在选择物体时会主动判断所提供信息的优劣，例如，学生在实验过程中会发觉普通的手电筒发出的光比较发散，而激光手电筒的光比较集中，用来研究光的路径是最好的。另外实验器材要尽可能取自于生活实践中比较常见、相对容易得到的器件，有的可能是玩具、废旧物品等等，要尽量符合低成本实验的思想，让学生感到“瓶瓶罐罐当器材，拼拼凑凑做实验”的乐趣，感受到实验贴近于生活，来源于生活，使学生了解到并不是只有实验室中的高精仪器才能做实验，并不是科学家才能做实验。（三）实验探究明确了实验的设计方案、器材和实验步骤以后，探究活动的准备工作已经就绪，学生可以开始进行探究了。在实验探究的过程中，教师要注意巡视、指导、启发，让每组学生归纳总结。学生提出的假设猜想可能很多，涉及的实验可能不少。这时教师可以对其中学生不容易完成的操作加以示范，不断点拨强化学生的合作探究。在实验探究的过程中，可以针对一些问题对制定的实验方案和步骤进行修改。（四）归纳总结，得出初步结论实验操作的过程中，学生往往只重现象，忽略数据的处理和规律的得出。教师应及时引导学生做好实验记录，根据现象找出本质，尝试寻找规律性的东西，并将实验结论与自己的假设猜想进行比较，以检验假设是否正确，如果正确则可以进行归纳得出初步结论；如果不正确则要重新进行其他的猜想假设，再进行实验探究，直到检验正确。第三步：总结提高（一）交流学生在实验的过程中，同组实验者之间已经进行了内部的讨论和小范围的交流，这时教师可以让学生扩大交流的范围，如组与组之间、全班同学之间、教师与学生之间都可以展开更为广泛的交流。在交流的活动中达到“切磋”的目的，实现思维的碰撞。交流过程中，发展了学生的语言表达能力和逻辑思维能力，对巩固实验过程和概念规律的理解意义重大。（二）评价学生很想把自己设计的“产品”推广给其他同学，得到其他师生的评价。有的小组动手实验能力较弱，思维相对滞后，他们也想知道别人是怎么完成的，是不是还有比自己更先进的方法。总之，学生都有被评价的需要。此时，教师应抓住这一课堂心理特点，适时地让学生把他们在实验过程中的体会以及实验后得到的结论相互交流、讨论。让学生自评、互评、小组互评、教师评价、甚至请校外专家来评。例如，在“光的传播”这一节，学生探究实验结束后，教师让学生到讲台讲述自己的实验方法，实验的难点以及解决方法，然后一边演示实验过程一边讲述看到的现象，最后总结实验的结论。其他同学要一边仔细观察一边评价这些方法，提出演示实验的同学所设计的实验的优缺点以及改进的地方。（三）得出结论，知识应用在所有组的学生演示结束后，教师引导学生对初步结论开展相互交流、补充和完善，从而总结出较为严谨、正确的结论。例如， “光的传播”的总结。教师提出：“光的传播路径在什么条件下是直线的？”学生回答：“同一种物质。”教师对它进行完善：“也就是均匀的介质。”教师：“那么什么时候是折线？”学生：“光从空气里射入水里时是折线。”教师：“光在空气里、水里的路线也还是直线的，那么在什么地方产生弯折呢？”学生：“在水面。”（教师一边提问一边作出光路图）还有学生回答：“光斜着射到平面镜上时的路径是折线。”教师：“光在空气中的传播路径是不是直线的啊？它是在哪里弯折的？”学生：“在平面镜表面。”教师：“这两种情况有什么不同？”学生：“一个是从空气里射到水里，那是两种不同的物质；一个都是在空气中，被反射回来。”教师总结：“这种光从一种物质射