新课程探究式教学过程与教学设计.docx
《新课程探究式教学过程与教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新课程探究式教学过程与教学设计.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
新课程探究式教学过程与教学设计
新课程探究式教学过程与教学设计
一、新课标中对“探究性实验的要求”
《高中物理课程标准》对学生运用所学的知识和方法来解决日常生活中的实际问题提出了更高的要求。
新课标要求学生“学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题”。
“发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理，勇于创新，实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感”。
新课标把实验与其他教学内容紧密地结合在一起，而不再规定所谓的“必做”实验。
例如《课标》规定：
“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系”、“通过实验，理解力的合成与分解”……另外与教学大纲不同的是《课标》没有对实验的具体做法、使用的器材等做出硬性的规定。
这样就可以使师生因地制宜地进行实验教学，便于提出不同的实验方法，有利于实验设计的教学，使师生更注重实验中的科学思想，而不是背诵实验的器材、步骤等条文。
同时新课标将物理实验与科学探究紧密结合，将“物理实验”的提法变为“科学探究及物理实验”，使物理实验有了更宽广的含义。
它包含了从提出问题、设计实验，到收集、处理、分析数据，形成实验结论和进行表达交流等一系列过程。
新课标把“科学探究及物理实验能力的要求”、“共同必修模块”、“选修模块”并列，作为标准的三大部分，这表明科学探究、物理实验在高中物理教学中的重要地位。
物理实验和科学探究一样，它不仅是物理教学中的重要内容和学习方式，而且是物理教学中的教学目标，对物理探究能力的要求实际上包括了对物理实验的能力要求，新课标指出物理学是一门以实验为基础的自然科学。
在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验，高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要：
科学探究要素
对科学探究及物理实验能力的基本要求
提出问题
能发现与物理学有关的问题
从物理学的角度较明确地表述这些问题
认识发现问题和提出问题的意义
猜想与假设
对解决问题的方式和问题的答案提出假设
对物理实验结果进行预测
认识猜想与假设的重要性
制定计划与设计实验
知道实验目的和已有条件，制定实验方案
尝试选择实验方法及所需要的装置与器材
考虑实验的变量及其控制方法
认识制定计划的作用
进行实验与收集证据
用多种方式收集数据
按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器
如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义
具有安全操作的意识
认识科学收集实验数据的重要性
分析与论证
对实验数据进行分析处理
尝试根据实验现象和数据得出结论
对实验结果进行解释和描述
认识在实验中进行分析论证是很重要的
评估
尝试分析假设与实验结果间的差异
注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题
吸取经验教训，改进探究方案
认识评估的意义
交流与合作
能写出实验探究报告
在合作中注意既坚持原则又尊重他人
有合作精神
认识交流与合作的重要性
二、探究实验课的教学
1.实验教学的步骤
一个完整的科学探究包括七个要素，即提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评价——交流合作。
在教学过程中，教师首先向学生提供探究和发现的真实情境，这是激发学生的探究欲望，促使他们用科学方法、科学态度进行探究实验的必要条件。
在进行探究教学设计时，如下的原则是应当关注的：
①充分调动学生学习的内部动机，体现主体性原则。
②努力提供手脑并用的机会，体现做中学的原则。
③关注实践与理论结合，体现探究与接受学习有机结合的原则。
④关注有效的合作与交流，体现人际间互动的原则。
⑤灵活多样。
防止探究模式僵化，体现多样性原则。
因此，在新课程改革中，实施新教材中的探究实验教学的步骤是：
问题的由来——提出问题——猜想与假设——制定计划与设计实验——进行实验和收集证据——分析论证——评估——交流与合作——完成探究实验报告。
这一过程与探究实验的过程基本一致，主要是按探究实验的流程来进行教学。
以下对这几个步骤做一些分析，并结合人教版第四章第二节《探究加速度与力、质量的关系》一节来说明。
2.对探究实验的结构程序的理解和举例说明
新课标注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以《探究加速度与力、质量的关系》一节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。
本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何提出问题，如何设计实验，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。
在教学过程中应当注意，不管学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的，也是新课标“过程与方法”目标的要求在课堂教学中的体现。
（1）问题的由来。
主要是鼓励学生在日常生活和学习中善于观察现象。
不迷信教材和课外读物，有疑问就要问。
要发现问题、提出问题，提高自己的观察能力。
在本节课中，学生通过前面的学习对加速度已经较为熟悉，同时通过前面几章的学习也熟悉探究实验的要求。
因此学生通过观察生活中常见的现象，如：
小汽车几秒钟就能从静止加速到100km/h，而火车从静止加速到同样的速度要几十秒甚至几分钟，等等，学生会从这些常见的现象中会发现问题。
（2）提出问题。
主要应针对教材中的探究实验及学生观察到的现象提出问题。
有些问题可以由学生直接提出，有些问题可以由教师适当启发学生，让学生明白需要解决探究实验中的主要问题。
本节课学生通过对现象的观察可能提出如下问题：
（1）加速度的大小与哪些因素有关；
（2）加速度与物体所受的外力大小有何关系（3）加速度与物体本身的质量有何关系。
在老师启发下，学生提出的问题接近于探究实验所要达到的目的。
（3）猜想与假设。
这主要是指学生在尚未知道实验结论的情况下，由学生根据自己的生活经验、日常观察及自己所掌握的知识。
判断出可能出现的结论。
在这个环节上。
教师切记要鼓励学生大胆尝试，不可去批评，以免挫伤学生的自信心和求知欲，扼杀学生的创新意识。
本节学生可能猜想加速度与物体所受的外力有关，外力越大，加速度越大；加速度还与物体本身的质量有关，质量越大，加速度越大。
（4）制定计划和设计实验要求学生在明确所提问题的前提下．以及在老师的启发下．为解决问题各小组或小组间可进行讨论和合作．拿出解决问题的方案，它包括实验时所需要的器材、实验步骤，以及实验时应注意的问题和表格的制定等。
本实验过程中，由于影响加速度的有两个变量，因此采用控制变量法，以减小实验及采集处理数据的难度。
学生自行设计数据表，确定需要测量的物理量，后准备实验器材（小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码（规格：
10g、20g、30g、40g，用作牵引小车的力），钩码（50g）4个（用来改变小车的质量），打点计时器，纸带）。
另外，有条件的学校也可以用气垫导轨配光电门来做这个实验，数据处理时也可借用计算机。
学生按思路配好器材之后就可以可始进行实验了。
（5）进行实验和收集证据。
教师在课外检查学生制订的方案后，各小组根据自己的方案选择需要的器材，在各小组组长的安排下，按照各自分工有条不紊地进行实验。
学生按照自己设计的思路进行实验并采集数据。
在学生进行实验的过程中，教师要进行巡视指导，提醒他们注意一些操作上的问题。
对方案好的小组和差的小组一定要做到心中有数，对于方案差的小组要多加点拨，给予指导。
对于他们在实验中的屡屡失败，教师切不可批评呵斥，而应该肯定他们不怕失败的探究精神，帮助他们认真观察、分析、思考，找出失败的原因并进行重新操作。
在这个环节上教师不可操之过急。
本实验过程中，要让学生注意细节，尤其用斜面小车做实验时，操作要尽量规范，以减小误差，以免误差较大，增加实验数据处理的难度。
（6）分析论证。
学生可以根据自己的实验数值和证据进行分析，教师要引导学生，对于分析能力差的小组，教师要多耐心启发他们，使他们能够根据自己收集的证据得出实验结论。
学生在分析数据的过程中，会发现本实验的误差是较大的，要注意分析产生误差的原因。
如打点计时器与纸带之间有摩擦、小车与斜面之间有摩擦、重物与纸带下落的过程中要受空气的阻力等。
学生根据收集的数据在误差范围内得出加速度与力、质量的关系（a=F/m），并验证与猜想是否一致，学生在动手操作并最终验证猜想的过程中获得成功的喜悦。
（7）评估各小组实验完成后，教师根据各小组的具体情况，以打分的形式作出综合评价，教师在评价时尽量给予正面的，积极的评价。
对学生的实验过程中的优点要给予充分肯定，对他们实验中出现的失误要提醒他们注意下次改正，但尽量不要批评，切忌指责。
总之，要多做正面的鼓励以“正强化”来提高学生实验探究的积极性。
（8）交流与合作。
各小组可以根据本组收集的证据进行小组与小组的交流，学生在交流的过程中可以取长补短，发现其他小组所设计的方案及实验过程中的优点，并对自己的设计进行反思和总结从而加深、巩固对已得出的结论。
学生还可以讨论怎样设计可以减小本实验的误差，小组之间还可以讨论甚至对实验方案进行改进。
如果有条件可以让学生在活动时间时，进行改进方案的实验，看误差是否减小了。
（9）完成探究实验报告。
高中阶段大多数教师都忽略了对实验报告的要求，部分学生甚至不知道如何写实验报告，其实写实验报告的过程不仅仅是对实验过程的简单重复，它是学生是实验进行思考总结的过程，在这个过程中，学生不但巩固了知识，实验中的一些问题也会再思考，对知识会有新的理解和拓展。
因此，教师应严格要求学生按照实验步骤完成，使学生养成良好的书写实验报告的习惯。
三、探究实验中应注意的问题
根据新课程标准的要求，科学探究既是学习的目标，又是重要的学习方法。
因此，教师在实验教学中要切实转变教学观念，切勿走到应试教育的老路上来。
1．积极发挥学生的主体作用，杜绝教师的包办代替。
同时，不可把对实验的探究转化成验证性实验，更不能放任自流，让学生漫无边际地“乱来”。
因此，教师要当好“导”和“演”双重角色。
在整个教学过程中，要体现出“在教师的引导下，学生自己探究知识”的规律。
2．重视探究实验的过程。
探究实验教学非常重视学生获取知识的过程，而不是过分地强调结论。
因此，在教学过程中，教师在按教学计划备课时不仅要备好知识，还要认真地备好学生。
对成绩较多的学生教师要“少讲”让学生自己多思考，自行解决问题，对基础较差的学生则需要适当的引导。
如此，以使不同程度的同学都能完成整个探究过程，更好的完成教与学的任务。
3．注重培养学生的创新思维。
探究实验是一种开放性的教学形式，在教学过程中会出现一些意想不到的问题，教师不可过早地下结论，而应注意保护学生的自尊心，激发他们的创新思维。
如在上述《探究加速度与力、质量的关系》一节的教学中，学生实验过程中可能会出现较大误差，此时教师不要武断的对学生的操作进行批评或改正，要让他们小组成员，甚至和其他小组成员一起讨论误差大的成因及相应的改进方法，学生会学到更多的知识。
学生在实验过程中出现错误时也不要只做纠正，而是因势利导，提醒学生应注意这样的问题让学生自行改正。
如此，学生在学习物理知识与技能、体验科学探究乐趣方面相对于传统的实验教学有了明显的提高。
四、开展物理探究教学的三个策略
1.要善于运用实验进行探究教学
物理学科是以实验作为载体的．许多现象可以说明所要讲述的物理知识。
在教学中我通过探究实验的设计，让学生去发现问题．寻找知识。
探究实验的教学首先要提出所要探究的问题．要有一定的趣味性，能充分调动学生的积极性。
在学习《摩擦力》时提出我们都会走路，走路靠的是摩擦力。
但是我们发现有时我们走得很稳，可是下雨天走路容易摔跤。
想知道是什么原因吗?
那我们就一起来“探究摩擦力的大小与哪些因素有关”。
下面就让学生进行分组探究实验：
一组探究摩擦力与接触物体的材料是否有关．二组探究摩擦力与接触物体的粗糙程度是否有关，三组探究摩擦力与正压力是否有关。
其次要引导学生根据已学过的物理知识和生活经验，对问题进行科学猜想．鼓励大胆提出假设，开展讨论。
分组设计检验猜想的实验方案，包括选用哪些实验器材，先后测量哪些物理量，具体如何操作等。
例如在《重力》一节的教学中．“探究重力的大小与哪些因素有关”．要引导学生猜测重力的大小可能与形状．体积．质量等因素有关，并设计选用相关材料进行探究。
此外，要让学生通过亲身参与探索实践活动．去获得积极的情感体验．逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、积极求知的心理倾向。
2.在概念的形成及规律的认识中进行探究教学
概念的形成及规律的认识，应是课堂教学的重头戏。
对这一过程教师必须加以充分的“稀释”，使学生知道其来龙去脉，从中体验物理学家研究问题的方法及科学探索的艰辛。
例如《牛顿第一定律》的教学，如果只是简单地告诉学生一个静态的结论。
而不是引导学生循着规律的发现过程去体验一番．这不能不说是教学的一大缺憾。
为此，在传授知识的同时，必须注重挖掘隐含在知识背后的科学方法。
使其成为发展学生科学思维的源头活水。
3.要善予用逻辑推理与数学推导的方法进行探究教学许多物理学的规则、公式，都是运用已学过的旧知识。
通过数学的严密推导而得出结论。
这又是一个学习的重点。
这里涉及两大方面：
其一为逻辑推理方式：
其二为思维的方法。
因此，教学中不仅要使学生知道其表达式．更应使其探究其推导过程。
五、对探究式教学的总结认识
1．改变观念，重视探究实验对培养学生能力的重要作用。
一些教师忙于“应试教育”，习惯“题海战”，习惯“灌输式”，认为这样，一节课可灌输很多知识，讲很多题目，而“探究式教学”一节课能得到的知识相对少得多，甚至感觉浪费了时间。
殊不知，从内容形式上看是少了些，但这“小小的获得”可是学生亲身体验得来，将终身不忘。
“体验”是每个学生成长过程所必需的，学生只有在参与中深刻体验成功，体验挫折，体验合作，体验质疑，体验挑战，才能健康成长。
科学探究教学模式正是为每个学生提供了平等“参与”的机会，通过“体验”促进学生的健康成长，以便更好地适应现代社会对人才发展的需要。
学生发展的同时也促进了教师和整个教学的发展，在学生的探究过程中，学生提出了很多具有建设性的问题。
“探究式教学”提高了学生的动手能力、自己总结观察现象的能力、探索能力。
更重要的是通过实验探究激发了学生的求知欲和创新精神。
2．转变角色，在探究式教学中教师是组织者、引导者
1）在探究式教学中，教师应该转变角色，不应一包到底，切不可“越俎代庖”。
要相信学生的能力，要大胆放给学生去探究，完全解除教师的“指挥棒”，让学生在“实验课题”的统领下，以自己的方式、自己的习惯、自己的情感和自己的认知规律去探索、去研究、去发现、去感悟、去体验，得出合理的物理结论。
教师可与学生一起实验探究，但不要把自己的观点强加给学生。
当然也不能“放羊式”，不闻不问，不顾学生的基础，没有目标，没有点拨，这样学生势必难以探究。
教师的“引导探究”，首先要运用多媒体、小体验等各种教学手段创设物理情境，点燃学生探究新知的欲望；其次要根据学生的基础、认知水平点拨其思考：
探究什么？
方向？
途径？
收集与处理？
2）建立新型的师生关系，实现从师道尊严到民主平等角色的转换，确立民主平等的师生关系。
“探究式教学”体现以人为本，给学生创造体验成功的机会，力图让学生轻松活泼、自由地学。
让每一个学生都能看到希望，每一个学生都能学好。
营造一个生动活泼、师生互动的教学氛围，使教师、学生之间形成良性互动，彼此形成学习共同体；营建一个允许质疑、讨论、探索的公平竞争环境。
在民主的环境下，师生之间可以平等对话，教师对学生的行为给予客观的评价，只有这样才能有效的培养学生的创新才能。
心理学上著名的“罗森塔尔效应”表明：
来自教师的理解、宽容和期待，良好的师生关系有利于创造热情和激发学生的荣誉感、自尊心、进取心的培养，能把学生原有的一点创造思维火花燃成永不熄灭的熊熊烈火。
3）时间问题：
探究要有主次，进行有效探究；课前、课上相结合，灵活处理教学内容，有效利用时间。
学生活动本身就很耗时间，再加上学生这么大面积地进行科学探究活动，时间变成了突出问题。
课堂45分钟，已经无法满足科学探究的需要。
要给学生充分活动的时间，要进行大面积完整的探究活动，两堂课连上当然比较合适。
但大多数学校一般不能连排，老师应随机应变，灵活地根据《课程标准》来调整教学内容和教学进度。
要能根据不同班的具体情况来安排教学环节，探究的内容不能过多，主要探究什么？
（并非每个问题都要让学生逐个探究）对于难度较大的探究课题，为了能在给定的时间内完成探究活动，可课前给学生布置任务进行预习准备，可课前让学生进实验室认识器材、选择器材、熟悉器材。
本案例的处理是：
（一）探究内容减半，
（二）采用课前设计方案、选择并熟悉器材、通过作业练习“纸带处理求加速度”问题，这样大大推进了课堂探究的进程，将有充足的时间进行这节课必须进行的探究环节：
交流方案、自主探究、汇报成果、综合评价。
笔者认为：
探究的结果可以有出入，但探究的时间要充足，过程要尽量完整，否则匆匆探究，草草收场，只能流于形式，达不到探究的目的。
办法在人想，时间不应成“问题”。
4．探究式课堂管理：
加强纪律教育，加强理论修养
在这种教学模式中，教师是引导者，组织者。
就算教师准备非常充分，也难免会经常发生一些意外。
再加上五六十人一班，教师组织起来就非常费劲，很难顾及到每个学生，往往会出现失控的场面，甚至出现了有些乱的局面。
建议加强纪律教育，严格要求学生遵守实验纪律，特别是第一次进实验室要严格要求，好的习惯、好的风气要从第一次开始。
教师更要加强理论修养，才能灵活机智。
教育的出发点是人，归宿也是人的发展。
“探究式教学”就是从学生出发，以学生为本，为每个学生提供平等“参与”的机会，让学生在宽松、民主的环境中体验成功，健康成长。
附一：
《探究加速度与力、质量的关系》教学设计
一、教材分析：
新课标较原有的教学大纲更注重对学生动手能力、探索能力、自己总结观察现象的能力的培养，以本节课为例，以前是验证牛顿第二定律，注重的是知识的再现，而现在变为探究，注重的是问题的提出与发现。
本节课以实验的形式出现，不仅锻炼学生的动手能力，更重要的是如何设计实验，如何提出问题，以及如何操作，如何进行数据处理，分析并得出实验结果，这些才是现代中学生最应该掌握的方法和技巧。
至于学生自己设计的方案不管是否符合要求，不管实验后能否得出正确的结论，都要加以鼓励，因为学生在设计和实际操作中的亲身体验才是最重要的。
因此，本节课的三维目标制定如下：
【教学目标】
一、知识与技能
1．理解物体运动状态的变化快慢即加速度大小与力有关，与质量也有关。
2．通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。
二、过程与方法
1．半定量地探究加速度与力和质量的关系，知道用控制变量法进行实验，自己设计实验，并根据设计进行实验，对实验数据进行处理得出结论。
体验探究实验的全过程。
三、情感、态度、价值观
激发学生的求知欲和创新精神，养成实事求是尊重客观规律的科学态度与人合作的团队精神。
【教学重点】
1．控制变量法的使用。
2．如何提出实验方案，并使实验方案合理可行。
3．实验数据的分析和处理。
【教学难点】
1．在老师引导下提出切实可行的实验方案。
2．实验的操作过程。
【教学用具】
小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码（规格：
10g、20g、30g、40g，用作牵引小车的力），钩码（50g）4个（用来改变小车的质量），打点计时器，纸带）。
另外，有条件的学校也可以用气垫导轨配光电门来做这个实验，数据处理时也可借用计算机
【课时安排】
2课时（第1课时探究实验方案，第2课时实验操作、分析实验数据、得出结论）
【教学过程】
一、第1课时：
设计实验方案
设置情境引入：
（教师可根据学校及学生具体情况设置不同的情境。
引起学生的兴趣并引导学生思考。
如：
绿灯亮后，摩托车先冲出，然后小轿车，最后载重货车等情境也可播放相关视频）
提出问题：
1.本节课研究物体运动的加速度大小跟什么有关，请同学们先猜一猜加速度大小跟什么有关？
2.能否从理论上验证力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小是合理的？
力是改变运动状态的原因，力大运动状态容易改变，而运动状态的改变快慢是用加速度来描述的，因此力大，加速度大；质量是惯性大小的量度，质量大，惯性大，运动状态难改变，即加速度小。
2）引导学生设计探究方案。
提示问题：
需要测哪些物理量？
需要用到什么器材？
（这过程中，教师要针对学生的情况做不同的引导，如果学生基础较多，且课前做过预习，则教师只需要略加点拨即可；如学生的基础相对较弱则需要教师分步骤引导。
简言之，在这里教师要注意因材施教。
）
3）各小组代表汇报方案，教师引导学生分析其可行性，经讨论改进后确定每个小组的最终方案。
如：
利用打点计时器测出小车在不同合外力下产生的加速度，绘出a-F图象。
第2课时：
做实验并记录、分析数据，得出结论
准备活动：
1．为了节省时间，教师可以给学生做一下分工，1-5组探究加速度与力的关系，参照表一和表二要求；6-10组探究加速度与质量的关系，参照表三和表四要求，要填写好表格。
2.为方便牛顿第二定律的教学，可要求学生平衡摩擦。
表一（两车质量均为200g+100g）表二（两车质量均为200g+100g）
参照车
实验车
组别
所挂钩码/g
（代表力F1）
位移x1/cm
所挂钩码/g（代表力F2）
位移x2/cm
1
20
30
2
20
40
3
20
50
4
20
60
5
20
70
组别
1
1．5
2
2．0
3
2．5
4
3．0
5
3．5
表三（两车绳上挂的钩码均为40g）表四（两车绳上挂的钩码均为40g）
参照车
实验车
组别
m1（车及砝码总质量/g）
位移x1/cm
m2（车及砝码总质量/g）
位移x2/cm
1
300
200
2
300
400
3
300
500
4
300
600
5
300
700
组别
1
2/3=0．67
2
4/3=1．33
3
5/3=1．67
4
6/3=2．00
5
7/3=2．33
【教学过程】
学生活动：
学生按照上节课设计好的实验方案，结合上表及分配的任务开始动手做实验。
实验过程中要求小组成员之间相互配合，相互讨论争取做到满意的结果。
教师活动：
在学生做探究实验的过程中教师巡视指导，给学生提供必要的帮助。
学生活动：
学生将实验获得的数据填入表格，并分析表二和表四，并得出结论。
教师活动：
在学生分析数据的过程中，教师可以做适当引导。
【课堂小结】
1．接触控制变量法的应用。
2．爱因斯坦有一句名言：
“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”，因此猜想出加速度与质量、力的关系比实验验证重要，提出实验方案比实验操作重要，通过本节课，大家要好好体会。
3．体会合作的含义，现代科研是需要团队精神的。
【作业】
1．思考题：
除了摩擦力以外，你觉得引起误差的主要原因还有什么？
为克服这一问题，请设计出改进的实验方案。
附二：
《探究弹
升级会员 