基于积件的探究性课堂教学模式.doc

附录15“基于积件的探究性课堂教学模式”案例“几何画板”软件开发的作品，如果从作为课件的演示功能角度来说，并不是它的长处，像FLASH、方正奥思等多媒体集成平台比之更有优势，这些软件会从对引入对象的时序、变形等方面作丰富的设计，从而制作出画面色彩更鲜艳、场景变化更复杂、动画动作更流畅的多媒体作品。“几何画板”软件的特点在于可以避免使用编程这样的复杂技术要求，而只需要在提炼出数学模型的基础上就可以构造出复杂的定量关系，从而以科学的定量计算为鲜明特征区别于其他的软件，可以说“几何画板”软件是一个为数、理学习量身定做的学科工具。一旦设计者确定了一种数量关系，软件就可以在变化过程中始终保持这样的关系，并且以“图形”的方式表现相对应的内在联系，以内在的不变性体现变化过程背后的规律，这种有一定智能性表现的软件，正是实现探究性教学活动的最佳选择。下面以“探究电场的强弱”为例，说明“几何画板”积件的应用。一、积件界面简介附图151附图151所示的是积件“探究电场强度E”的界面，主要包括以下几个部分：1可调节的变量此次探究活动中主要是通过运用“比值方法”引入电场强度的概念，由于电场强度的定量研究在中学教学中没有实验可做，本积件就以虚拟的情景为载体，充分体现“比值方法”定义物理量的思维过程：电场的强弱，不能仅用电场力来描述，因为电场力与放入电场的试探电荷的电量与电性有关系，采用单位试探电荷的电场力来描述，就解决了问题。因此，积件中设置的可调节变量有：源电荷Q的大小和电性、试探电荷q 的大小和电性、两电荷间的距离r；而电场力 F是运用库仑定律计算得出，并以矢量的方式展示在界面上。2使用说明为了便于学生的自主探究活动，界面中对积件的基本操作作了介绍二、探究方案设计1以小组形式探究只有信息的流动、思想的碰撞，才能共享理解和智慧。预设的、静态的目标无法促进学生真正的学习过程的开展。学生提出的疑问、提交的作品等交互的方式留下的一个个鲜活的思维轨迹，是促进群体达成共识过程中真正有价值的信息。从形式上看，以23人的小组为宜，这样的小组协作式学习，对学习问题的指向性更有效。教学活动在网络教室进行，课前印发一张本次探究活动的基本程序的说明，主要参考新课程中关于科学探究的7个要素来设计。2积件情景设置整个探究活动用到了2个积件：探究电场强度E、电场强度的叠加。3探究活动一：在电场中一个确定位置上放置不同的试探电荷时，试探电荷所受的电场力大小都会发生变化。选定界面中的“r”、“试探电荷q”、“电场力F”的测量值，利用“度量”菜单下的“制表”功能，将三组测量值用列表的方式表示在屏幕上。用鼠标拖动“q调节点”，可以改变试探电荷q的电量与电性，然后双击表格，可以将同时测得的三组值填入表格中，重复六组后，界面显示如附图152。附图1524探究活动二：计算单位试探电荷所受到的电场力方法一：调用“几何画板”自带的计算器，逐项计算“电场力F/试探电荷q”的比值，计算结果如下所示方法二：先计算“电场力F/试探电荷q” 的比值，再选定界面中的 “试探电荷q”、“电场力F” “F/q”的测量值，利用“度量”菜单下的“制表”功能，将三组测量值用列表的方式表示在屏幕上，如附图153所示附图153不论那种方法，都可以看到，“电场力F/试探电荷q” 的比值是一个常数。5探究活动三：改变试探电荷q的位置，“电场力F/试探电荷q” 的比值是一个不同的常数，如附图154所示附图1546探究活动四：改变源电荷的大小，“电场力F/试探电荷q”的比值是一个不同的常数，如附图155所示附图1557探究活动五：场强的叠加，积件界面如图附图156所示附图156可调节的参量：两个源电荷的电量与电性、两个源电荷间的距离E叠加的“平行四边形定则”：拖动源电荷改变两个源电荷间的相对位置，观察界面中场强合成的动态变化图。等量同种电荷连线中垂线上的场强叠加：现双击屏幕上的“等量同种电荷连线中垂线上的场强”按钮，再双击“动画演示”按钮，观察合场强的大小变化规律（先变大再变小）。改变两个源电荷间的相对位置，重复中的探究，可以得到合场强的大小变化规律总是先变大再变小。等量异种电荷连线中垂线上的场强叠加：现双击屏幕上的“等量异种电荷连线中垂线上的场强”按钮，再双击“动画演示”按钮，观察合场强的大小变化规律，如附图157所示。 附图157三、几点思考1学习活动分表层次学习、深层次学习和成效性学习。对于物理这样的学科新课程倡导的探究性学习就是开展深层次学习活动的一个方向。探索性学习方式要求在在教学活动中，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、搜集与处理信息，表达与交流等探索活动，获取知识、技能、情感体验，特别是探索精神和创新能力的发展。就物理学科实现深层次探究性学习而言，“几何画板”软件的合理运用具有广阔的前景，用“几何画板”制作的问题情景，能有效的帮助学生展开自主探究活动。2使用中总的原则是教师利用“几何画板”设定进行探索性学习的直观环境，让学生主动探索，教师更多的不是考虑讲什么，而是如何设计教学情景、如何组织学生探索、如何组织学生交流。教师从简单的知识传授者转变为学生活动的设计者、学习情景的设计师、学生学习过程中的导师和伙伴。学生在这一过程中一定会有这样那样的问题和障碍，主动探索的结果更多的时候出许是片面的甚至是错误的，但我们不应只看重学生探索的结果，更应重视这一过程中出现的学习主动性、思维上表现的创造性和新颖性。3问题情景设置的好，可以帮助学生在解决问题的过程中去强化知识，