对科学教学几点思考(吴加澍课件)

对科学教学几点思考(吴加澍课件)第一页，共60页。浙江省义乌中学吴加澍（2010.12.10.兰溪）对科学教学的几点思考第二页，共60页。我对科学教学的几点思考◆科学究竟是什么?◆科学教学为什么?◆怎样上好科学课?——本体论问题——价值论问题——方法论问题第三页，共60页。一.科学究竟是什么(英)A.F.查尔默斯张红霞著第四页，共60页。一.科学究竟是什么●有人问爱因斯坦，时间是什么？

“科学不是个能用定义一劳永逸地固定下来的单一体。”

——摘自“中国公众科学网”■关于科学的定义■关于科学的内涵●科学是一种价值取向●科学是一种知识体系●科学是一种思维方式科学是关于自然、社会与思维的知识体系.《辞海》客观观察、可重复、可证伪、可积累……求真、严谨、民主、平等……对科学性质的理解，是对科学理解的核心！爱因斯坦回答：你不问我倒清楚,你一问我反而糊涂了。第五页，共60页。●亚里士多德的结论从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？

物体下落的快慢是由它们的重量决定的……■科学的基本性质一.科学究竟是什么第六页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔■科学的基本性质一.科学究竟是什么从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第七页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬如果将重物和轻物绑在一起下落……■科学的基本性质一.科学究竟是什么从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第八页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬◎斜面实验■科学的基本性质一.科学究竟是什么小球沿斜面下滑的加速度与重量无关从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第九页，共60页。◎纸片和碟片谁下落的快？●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬●教室里的实验◎斜面实验■科学的基本性质一.科学究竟是什么◎钱毛管实验从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第十页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬●教室里的实验◎斜面实验●宇航员的月球实验■科学的基本性质一.科学究竟是什么从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第十一页，共60页。●朱棣文的现代版“比萨斜塔”实验●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬●教室里的实验◎斜面实验●宇航员的月球实验通过“坠落”原子精确测算出了单个原子所受的重力加速度，并发现这一重力加速度与由数十亿原子组成的宏观尺度物理所受重力加速度相同，即微观原子与宏观物体下落的速度也与其重量无关。■科学的基本性质一.科学究竟是什么精度提高了100万倍从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第十二页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬●教室里的实验◎斜面实验●宇航员的月球实验●朱棣文的现代版“比萨斜塔”实验●探索还在进行……■科学的基本性质一.科学究竟是什么一个以美国物理学家费希巴赫为首的科研小组，通过实验发现，不同质量的物体，在真空中实际上并不具有相同的重力加速度。自然界存在第五种力？从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第十三页，共60页。●亚里士多德的结论●伽利略的质疑◎比萨斜塔◎落体佯谬●教室里的实验■科学的基本性质◎斜面实验●宇航员月球实验●朱棣文的现代版“比萨斜塔”实验●探索还在进行……透过人们对落体运动的探究与认知，你能体会到科学具有怎样的基本性质？科学是讲求实证的科学是符合逻辑的科学是有待发展的一.科学究竟是什么从一个古老的话题说起：轻、重物体谁下落的快？第十四页，共60页。■科学的教育意义根据科学的基本性质，要着重培养学生的——●实证意识：讲求证据、实事求是◎宇航员在太空能用肉眼看到长城吗？*上世纪60年代人类进入太空后，就有了能够看到长城的说法。*中国首位宇航员杨利伟回答记者问：“看地球景色非常美丽，但是我没有看到我们的长城。”*美国资深宇航员塞尔南最近在新加坡举行的亚洲航空展览会上说：“在高度为l60公里至320公里的地球轨道上，中国的长城的确是肉眼看得见的。”*编入小学语文课本《长城砖》。*政协委员提交议案，教育部叫停课文《长城砖》。*……最好的态度是存疑止争，继续求证，而不是轻率地下结论。一.科学究竟是什么第十五页，共60页。■科学的教育意义根据科学的基本性质，要着重培养学生的——●实证意识：讲求证据、实事求是◎张衡地动仪真的那么灵吗？一.科学究竟是什么‘验之以事，合契若神’

——《后汉书·张衡传》

写进历史、语文教材的地动仪，是60年前考古学家复原的，它的原理与功效受到多方质疑。尽管我们失去了“自豪感”，但我们逼近了科学的真相.教育部原则同意修改“张衡地动仪”的相关章节。第十六页，共60页。■科学的教育意义根据科学的基本性质，要着重培养学生的——●实证意识：讲求证据、实事求是●逻辑思维：符合逻辑、理性思考有一位文学家和一位科学家乘火车经过苏格兰的牧场,他们看到一只黑色的羊。*文学家说：“看啊！苏格兰的羊原来是黑色的！”

*科学家说：“我想不是这样。应该说苏格兰至少有一只羊，它至少有一面是黑色的。”例：“苏格兰的黑羊”一.科学究竟是什么不同的思维方式导致不同的结论第十七页，共60页。“要创新，须学问，问愈透，创更新。”■科学的教育意义根据科学的基本性质，要着重培养学生的——●实证意识：讲求证据、实事求是●逻辑思维：符合逻辑、理性思考●质疑精神：独立思考、敢于质疑◎两则案例——*船长的年龄*头盖骨的故事◎李政道:◎费恩曼:“求学问，须学问，只学答，非学问。”“我想知道这是为什么，我想知道为什么我想知道这是为什么，我想知道究竟为什么我非要知道我为什么想知道这是为什么。”不仅要为学生解惑更应教会学生存疑一.科学究竟是什么75头牛，32只羊没有存疑何谓解惑第十八页，共60页。■科学的教育意义根据科学的基本性质，要着重培养学生的——●实证意识：讲求证据、实事求是●逻辑思维：符合逻辑、理性思考●质疑精神：独立思考、敢于质疑一.科学究竟是什么通过科学教育，让学生懂得科学是——

以实证为判别的尺度以逻辑为论辩的武器以怀疑为审视出发点第十九页，共60页。◎我觉得物理不仅烦,而且学了一点用都没有.◎不学不行啊,如果你老爸有足够的实力,还上什么学呢?◎物理很重要的,高考100分呢！……“学习物理有毛用?”二.科学教学为什么■我为什么教物理？●来自学生的困惑——第二十页，共60页。■我为什么教物理？“我为什么教物理?”二.科学教学为什么“学习物理有毛用?”●来自学生的困惑——第二十一页，共60页。●一件难以释怀的事……“我要将尽可能多的物理知识教给我的学生，以满足他们的高考所需、终生之用。”二.科学教学为什么■我为什么教物理？第二十二页，共60页。●一件难以释怀的事……“我要将尽可能多的物理知识教给我的学生，以满足他们的高考所需、终生之用。”二.科学教学为什么■我为什么教物理？

反思——物理教学的目的，仅仅是为了使学生获得高分吗？它的价值所在,难道就体现为一纸大学录取通知书吗？第二十三页，共60页。●一件难以释怀的事……“我要将尽可能多的物理知识教给我的学生，以满足他们的高考所需、终生之用。”二.科学教学为什么■我为什么教物理？中学生毕业后,研究数学和从事数学教育的人占1%，使用数学的占29%，基本不用或很少用数学的占70%.牛顿第二定律F=ma

在生产及生活实践中的应用……“您教给我们的物理知识都还给您了……”●数学家波利亚的统计：●当年的学生对我这样说：●某师大物理系的调查：第二十四页，共60页。●一个发人深思的问题：“既然只有百分之一的学生今后会用物理,为什么却要百分之百的学生都学物理?”——物理教学的价值究竟在哪里？●案例：二十年前的一堂物理课……●诺贝尔奖获得者劳厄：“教育无非是一切已学过的知识都遗忘掉的时候所剩下来的东西.”思维方式、价值取向“文化基因”的核心二.科学教学为什么■我为什么教物理？第二十五页，共60页。●物理教学的目的：

◎把人类社会积累的知识转化为学生的个体知识;

◎把前人从事智力活动的思想、方法转化为学生的认识能力;

◎把蕴含在知识载体中的观念、态度转化为学生的行为准则.为提高全体学生的科学素养而教科学知识科学方法科学精神（科学素养）实现三个转化——二.科学教学为什么■我为什么教物理？第二十六页，共60页。●我对“学习物理有什么用”的回答——学物理最终是有用的。物理也是无用的,物理是有用的,无用性是教育的基本属性，它也正是教育本身无法估量的价值之所在。“只有无用的知识，才是最终有用的”●普林斯顿高等研究院——●庄子——无用之用，是为大用

让学生多学些“无用”的知识●北京四中的校训——

大气成就大器二.科学教学为什么第二十七页，共60页。◆紧扣◆把握◆夯实——有机融合三维目标——优化课堂教学设计——促成主动有效学习三.怎样上好科学课“着眼点”“着力点”“落脚点”第二十八页，共60页。着眼点——有机融整合三维目标●课堂教学的核心问题：为什么要上这堂课?它的价值究竟在哪里?这堂课除了知识之外,还能让学生得到些什么?学生兴趣盎然参与学习,通过一定的过程与方法,切实掌握了知识和技能.切实掌握了知识和技能通过一定的过程与方法学生兴趣盎然参与学习学会会学乐学知识与技能（）过程与方法（）（）态度情感价值观●教师备课的新要求——拓展学科视域，学会广义备课第二十九页，共60页。◎拓展学科视域

一位教师的教学内涵是否深厚，往往取决于他的学科视域有多宽广.对所任教学科的内涵及本质的理解与把握着眼点——有机融整合三维目标——经师——能师——人师科学知识层面思维层面文化层面第三十页，共60页。◎学会广义备课知识目标方法目标情感目标【科学知识的两种形态】既要看到知识的“学术形态”（显性）更要开发知识的“教育形态”（隐性）(显性知识)学术形态(缄默知识)教育形态广义备课着眼点——有机融整合三维目标第三十一页，共60页。●电磁感应的现象●电磁感应的条件●电磁感应的规律●猜想假设、实验探究的科学方法●锲而不舍、十年磨一剑的科学精神●电磁互变、世界多样统一的科学观念【例】法拉第发现电磁感应现象教育形态学术形态着眼点——有机融整合三维目标◎学会广义备课第三十二页，共60页。◆紧扣◆把握◆夯实——有机融合三维目标——优化课堂教学设计——促成主动有效学习三.怎样上好科学课“着眼点”“着力点”“落脚点”●发挥学科特色●创设教学情景●优化教学结构第三十三页，共60页。着力点——优化课堂教学设计■创设教学情景“将15克盐放在你的面前,无论如何你难以下咽.但当将15克盐放入一碗美味可口的汤中,你早就在享用佳肴时,将15克盐全部吸收了.”●一位德国学者的比喻:情景之于知识，犹如汤之于盐。盐需溶入汤中，才能被吸收；知识需要融入情景之中，才能显示出意义和价值。情景——营造情感氛围——提供认知背景形成学习心向促进意义建构●教学情景的作用:第三十四页，共60页。■创设教学情景●有效教学情景的基本特征:◎紧扣教学主题——针对性【例】“电场线”的引入（义乌中学骆文洲）着力点——优化课堂教学设计第三十五页，共60页。●有效教学情景的基本特征:◎紧扣教学主题◎引发认知冲突——针对性——挑战性？知识陷阱【例】重心的位置■创设教学情景着力点——优化课堂教学设计第三十六页，共60页。●有效教学情景的基本特征:◎紧扣教学主题◎引发认知冲突——针对性——挑战性◎合理的问题距——适切性问题距现有发展区已知未知潜在发展区最近发展区低效教学无效教学高效教学■创设教学情景着力点——优化课堂教学设计第三十七页，共60页。●有效教学情景的基本特征:◎紧扣教学主题◎引发认知冲突——针对性——挑战性◎合理的问题距——适切性大灰狼怎么能和人是一条心呢？天涯歌女■创设教学情景着力点——优化课堂教学设计第三十八页，共60页。■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计

凡课程都是有边界的。如果没有了边界，也就失去了这门课程独立存在的意义。课程的边界，往往体现在学科的特色上。●物理学科的特色——事实证据——理性思维物理（以实验为基础）（以思维为中心）科学教学的两条铁律●课程的边界发挥学科特色，展现学科魅力，是激发学生学习科学积极性的根本之举。这两者是一切科学的基础，也是科学学科的特色所在。第三十九页，共60页。

●科学教学的有效进行，同样离不开观察实验和理性思维这两只脚。●著名物理学家密立根：“科学是在用理论和实验这两只脚前进的。有时是这只脚先迈出一步，有时是另一只脚先迈出一步，但是前进要靠两只脚：先建立理论然后做实验，或者是先在实验中得出了新的关系，然后再迈出理论这只脚并推动实验前进，如此不断交替进行。”

情景问题以情景引问题探究以问题导探究结论以探究促真知■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计第四十页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学教师结合演示实验，通过分析讲解，使学生了解什么是毛细现象，以及毛细现象发生的原因。这样的教学，虽然也强调培养学生的基本能力（观察能力、归纳能力等），但目标主要局限在科学基本事实和基础知识上，缺乏对科学研究过程与方法的重视与关注。第四十一页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类＊学生观察发现：这些物品可分为两类，一类“能爬高”，另一类“不能爬高”。＊老师告诉学生,这种水能爬高的现象就是“毛细现象”。

＊老师让学生将玻璃棒、粉笔、细沙柱、玻璃细管和宣纸插入装有红色液体的水槽中。第四十二页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类归纳特征＊老师提供放大镜，请学生以小组为单位，观察“能爬高”的物品有什么特点。＊学生用放大镜逐个观察，发现凡是水能爬高的物品都有一个共同的特征：有小孔，或有缝隙。第四十三页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类归纳特征寻找规律＊老师问：那么水爬的高度和孔的大小有关吗？＊教师为学生提供粗细不同的管子。学生将它们插入装有红色液体的水槽中，按管子粗细排列，结果发现：管子越细，水爬得越高。第四十四页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类归纳特征寻找规律解释现象＊老师请学生思考，酒精灯芯能燃烧，黄色菊花插入红色液体中，花瓣会变成红色的原因。第四十五页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类归纳特征寻找规律解释现象意外发现＊老师又问：有办法能使水在玻璃片上爬高吗？老师给学生充分时间思考，试着设计实验；学生索要更多材料，教师有意识地提供材料。＊老师问学生：玻璃片上的水能爬高吗？学生回答不可以，因为玻璃片上没有小孔。第四十六页，共60页。【课例】水能爬高吗？■发挥学科特色着力点——优化课堂教学设计◎传统教学◎探究教学观察分类归纳特征寻找规律解释现象意外发现＊老师组织学生讨论，得出结论：两片玻璃片合拢时产生细缝，水能爬高。漂亮曲线的产生是由于缝隙大，水爬得低；缝隙小，水爬得高。＊学生将两片玻璃片并在一起，意外发现水能在玻璃片上爬高。＊又有学生在两个玻璃片中插入老师有意识提供的一个小棒，结果让他们感到惊讶，他们报告说做出了一条优美的曲线。第四十七页，共60页。教学序知识序认知序●一个隐喻——

◎知识序——反映教材知识演化的逻辑顺序◎认知序——反映学生学习活动的心理顺序◎教学序——反映课堂教学流程的时空顺序人们常说，上课不能开无轨电车……理清知识序、把握思维序、设计教学序三序合一■优化教学结构着力点——优化课堂教学设计第四十八页，共60页。■优化教学结构【例】“力矩”的教学设计转动效果相关因素力的大小力的方向力的作用点力臂力矩●知识序：●思维序：●教学序：分析——综合——比较——抽象——概括提出课题猜想假设实验探究分析归纳建立概念着力点——优化课堂教学设计第四十九页，共60页。◆紧扣◆把握◆夯实——有机融合三维目标——优化课堂教学设计——促成主动有效学习三.怎样上好科学课“着眼点”“着力点”“落脚点”第五十页，共60页。●对传统教学的反思落脚点——促成主动有效学习【孔子讲学】第五十一页，共60页。落脚点——促成主动有效学习●对传统教学的反思【雅典学院】柏拉图亚里士多德吾爱吾师，吾更爱真理第五十二页，共60页。过度过早过量●对传统教学的反思

◎谚语：“一年树谷，十年树木，百年树人”◎希腊文：“学校”＝“闲暇”即学生必须有充裕的时间体验和沉思，才能自由地发展其心智能力。教师应具备农人心态

——适性教育丢不得，适量教育比不得，适时教育急不得。◎法国著名思想家卢梭的观点*什么是最好的教育？最好的教育就是毫无作为的教育。*最重要的教育原则是不要爱惜时间，要浪费时间。——教育就是生长●对教学本质的追问教育是一门慢的艺术落脚点——促成主动有效学习

◎“三适”教育原则第五十三页，共60页。●对传统教学的反思◎法国著名思想家卢梭的观点*什么是最好的教育？最好的教育就是毫无作为的教育。*最重要的教育原则是不要爱惜时间，要浪费时间。——教育就是生长●对教学本质的追问落脚点——促成主动有效学习郭教授回答说:如果你告诉学生，3乘以5等于15，这不是教学;如果你说，3乘以5等于什么？这就有一点是教学了;如果你有胆量说：3乘以5等于14，那就更是教学了。有人问郭思乐教授：“什么是教学？”

例：2008年第21期《人民教育》专题报道了《郭思乐和他的“生本教育”》，记述了这样的例子——第五十四页，共60页。“课堂教学，是教师有目的、有计划组织学生实现有效学习的活动过程。”（北京教育学院文喆）*活动主体:是学生，教师是该活动的组织者与指导者；*价值取向: