探究式教学课件.ppt

1,初中化学课堂怎样进行探究式教学,洋县戚氏中学 宋海侠,2,科学探究教学的提出背景,1、国内发展 2001年教育部颁布基础教育课程改革纲要,在理科各科课程标准中,都将“科学探究”作为突破口：“科学课程将通过科学探究的学习方式,让学生体验科学探究活动的过程和方法,发展初步的科学探究能力”。,3,改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。 基础教育课程改革纲要,4,义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念；引导学生体验科学探究的过程，启迪学生的科学思维，培养学生的实践能力；引导学生认识化学、技术、社会、环境的相互关系，理解科学的本质，提高学生的科学素养。 化学课程标准,5,2 、 国外发展,杜威（J. Dewey）（18591952）,杜威的“智慧五步法” 杜威认为（1909）探究类似于科学家探究发现科学真理过程的主张，认为教学活动要培养学生具有探究的能力和习惯，并设计了“智慧五步法”的探究发现式教学法。 1.在情境中感觉到要解决某种问题的暗示； 2.明确要解决的问题是什么； 3.提出解决问题的假设； 4.推断假设问题的内在含义； 5.在行动中检验假设。,6,施瓦布选集（2008年）郭元祥译,芝加哥大学教授施瓦布首先使用“探究学习”一词（1961），他认为探究教学的目的是培养学生的探究能力，使他们在探究过程中掌握科学知识，把科学知识与探究过程相结合，才是探究教学的正确做法。由此提出了探究式教学的过程： 1.提出或明确要解决的问题； 2.收集适合问题解决的资料； 3.提出假设；,4.验证假设；5.得出结论。,施瓦布科学探究教学,7,加涅的科学探究教学,加涅（ Gagne R. M,） （1916 ）,加涅于1963 年在探究所需的学习技能一文中提出,有效开展探究教学必须满足以下三个基本要求: 第一,有提高探究技能与策略的专门练习,因为这些技能与策略能迁移到其他情境中; 第二,学生要有广泛的、概括化的背景知识,因为学生对某个话题一无所,知,也就不能作相应的思考; 第三,具有辨别好假设与坏假设的背景知识。,8,一、什么是科学探究,二、为什么要进行探究式教学,五、科学探究的几个误区,三、探究式教学的模式,四、探究式教学中教师的角色与作用,9,科学探究指的是科学家们用于研究自然并基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同的途径。,一、什么是科学探究,1.科学研究方面,2.课程意义上的科学探究,科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。 科学探究是一种精心安排的教学设计，一个结构优化的教学能够发展学生的探究能力，并帮助学生更好地理解科学。,10,施瓦布：儿童自主地参与获得知识的过程，掌握研究自然所必需的探究能力；同时，形成认识自然基础科学概念；继而培养探索未知世界的积极态度。（1961年）,美国家科学教育标准：指学生用以获取知识、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。（1995年）,在教学中的探究：指的是学生用于获取知识、领悟科学的思想观念而进行的各种活动。,3.教学中科学探究的定义,11,(1)探究的对象和目的不同,(2)探究过程不同,复杂：假设、实验、分析、推断、验证（自主研究）,简单：部分环节或过程（教师引导下的自主体验）,4.初中化学中的“科学探究”与科学家的探究 有所不同,重视结果,重视过程,12,5.科学过程的学习与科学知识的掌握同样重要,避免重认知结果，轻技能、方法、过程、情感的活动价值。,培养学生,科学探究能力,实事求是的科学态度,敢于创新的探究精神,13,6.学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习化学知识与技能，,体验科学探究的乐趣，,学习科学家的科学探究方法，,领悟科学的思想和精神。,14,二、为什么要进行探究式教学,1.讲授式教学的假设,(1)将科学假设为一种可以直接灌输让学生学到的一堆知识,(2) 将学生假设为一种品质良好的容器，学习的过程就是学生吸纳这些真理的过程,(3) 教师更多地只是将这些知识理清头绪， 尽可能清楚地告诉给学生并使他们能重现,15,2.讲授式教学优点和问题,知识是静态的,知识容易被遗忘,科学思维能力较低,知识是分裂的,对科学缺乏兴趣,优点：省时、获得大量的知识和理论,16,3.多元智力理论与平衡的课程,传统智力：语言和数理逻辑为核心，以整合方式存在的一种能力,多元智力：存在多种智力，并以相对独立的形式存在。分7种：（1）言语语言智力；（2）音乐节奏智力；（3）逻辑数理智力；（4）视觉空间智力；（5）身体动觉智力；（6）自知反省智力；（7）交际交流智力。,多元智力衡量的标准：能否解决现实生活中实际问题或生产及创造出社会需要的有效产品的能力为核心。,17,(1)积极乐观的学生观不存在“差生”，应该是有各具智力特点和表现形式的学生；(2)注重学生的解决问题能力；(3)保证学生全面发展；(4)促进学生特殊才能的充分展示；(5)帮助学生将优势智力领域的特点迁移到弱势智力领域。,多元智力理论的启示,18,4.探究式学习的隐喻,科学是概念的结构，并可能因发现新的证据而被修改的,科学还是一种思想方法，并且是充满乐趣的过程,学习是学生对概念建构的过程（“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”）,学习还是一个团体协商的过程,学习的结果是个性化的理论和模型,19,基础教育课程改革纲要（试行）指出，在教育过程中应培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，以改变教学过程中过分依赖教材、过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，鼓励学生对书本的质疑和对教师的超越，赞赏学生独特和富有个性化的理解与表达，爱护学生的批判意识和怀疑精神，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，大力开展探究式教学。,5.课程改革的需求,20,在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。,（一）八个要素：,提出问题,猜想与假设,制定计划,进行实验,解释与结论,反思与评价,表达与交流,不支持猜想与假设,支持猜想与假设,三、探究式教学的模式,收集证据,21,（二）、基本要求（每个要素均有几个基本 要求）,1、提出问题,初中化学课程标准中，对“提出问题”这一要素的教学目标是：能从日常现象或化学学习中，经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题能比较清楚地表达所发现的问题,22,能发现与化学有关的问题；从化学的角度较明确地表述这些问题；认识到发现问题和提出问题的意义。,学生提出的问题是宝贵的教学资源。“提出一个问题，往往比解决一个问题更重要。”问题意识会激发学生强烈的学习愿望。,23,(1)是学生根据教师、教材或其他途径给出的问题进行探究；(2)是学生从所提供的问题中得到启发而提出的新问题；(3)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。,问题的来源可以有三种：,24,创设情景，发现问题,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。,a.借助生活、生产实例引出问题，创设问题情景。,b.借助玩具激发学生兴趣，引起求知的心理。,c.借助演示实验创设问题情景。,d.利用人体来完成物理实验，亲身体验。,e.通过陈述故事或观看电影片段的方式引出问题。,f.借助魔术、表演引发学生的求知兴趣。,g.类比推理。,h.以常见的思维定势引起的矛盾现象引出问题。,25,【案例1】燃烧和缓慢氧化“1854年5月30日，英国战舰欧罗巴按照作战命令开始了远涉重洋的远航，它的船舱里结结实实地装满了供战马吃的草料。两个多月后，船舱突然冒出熊熊大火，大火迅速吞没了整艘战舰，片刻之间战舰便葬身海底，全舰官兵、战马无一生还。事后，化学家们根据英国军事保安部门提供的材料，准确地找到了纵火犯草料。草料怎么成了纵火犯呢?”,26,【案例2】 二氧化碳的性质魔术引入 表演“清水变牛奶的魔术。教师用玻璃管向澄清的石灰水中吹气，直至澄清的石灰水变浑浊。然后教师告诉学生试管中的“清水”是澄清的石灰水让学生解释为什么向其中吹气后会变浑浊，由此引出二氧化碳的性质。,27,【案例3】 碳酸钙故事引入 碳酸钙的主要内容，可以用“屠狗洞的故事巧妙地引入。在意大利有一个奇怪的山洞，狗进去很快就会死亡，人进去却安然无恙。据说洞内有一妖魔，专门杀狗，而作为万物之灵的人，受到上帝保护，它不敢轻举妄动。意大利化学家波曼尔听到传说后，不畏艰险，毅然进洞考察，他发现这个奇怪的恶魔竟是二氧化碳!二氧化碳怎么会成为了奇怪的恶魔呢?”,28,整理归纳，提出问题,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。,29,2、猜想与假设,初中化学课程标准中，对于“猜想与假设”这一要素，要求学生： 能主动地或在他人的启发下对问题可能的答案做出猜想或假设 具有依据已有的知识和经验对猜想或假设作初步论证的意识,30,“猜想与假设”是探究的核心部分，主要是靠直觉思维来发挥作用的。,化学猜测是化学直觉思维的最基本形式，是对研究的化学对象或问题进行观察、实验、分析、联想、类比、归纳的基础上，依据已有的材料和知识对未知的现象和规律，作出符合一定的经验与事实的推测性想象的思维方法。,31,3、制定计划,课标中，对“制定计划”这一要素，要求学生：在教师指导下或通过小组讨论，提出活动方案，经历制定科学探究活动计划的过程；能在教师指导下或通过小组讨论，根据所要探究的具体问题设计简单的化学实验方案。具有控制实验条件的意识。,32,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；认识到制定计划的作用。,33,通过下述问题帮助他们识别活动的结构： 他们试图要发现什么?他们对什么做了比较(识别独立变量) 他们怎样确保所做的比较是公正的(识别哪些变量应当保持不变)? 他们是如何发现结果的(识别自变量)?,34,老师应该注意的问题： 不要给出阻止学生自己进行思维的指令； 为学生的设计提供时间和结构； 即使学生没有为每一个活动在纸上写出正式的计划，也要期望学生对所做的活动进行仔细的思考； 根据活动情况，对设计进行评论。,35,4、进行实验,课程标准中要求学生：能积极参与做化学实验；能顺利地完成实验操作；能在实验操作中注意观察和思考相结合；,36,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；认识到科学收集实验数据的重要性。,37,在初中化学教学中培养学生进行实验的能力，应注重以下几点：(1)做好演示实验，示范操作技能。 (2)加强基本训练，打好实验基础。 (3)注重培养观察能力。 (4)进行实验过程中，注重培养学生研究的科学态度和进行科学方法的训练。,38,5、收集证据 课标中，对“收集证据”这一要素，要求学生： 具有较强的实证意识； 学习运用多种方式对物质及其变化进行观察； 能独立地与他人合作对观察和测量的结果进行记录，并运用图表等形式加以表述； 初步学会运用调查、资料查询等方式收集解决问题所需要的证据。,39,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,40,化学教学中的证据包括以下几类： 化学实验事实、化学史实； 自然现象、生活经验； 化学科学中技术发展及其应用中的重大成果、化学对个人和社会发展产生重要影响的事件等等,41,在化学教学中，对资料和事实的处理主要有以下三种形式： 化学用语化：是用元素符号、化学式、化学方程式和化学图示等化学用语。表格化：是用若干条横竖线所制成的表格，对所获得的化学资料和事实加以系统化和简明化的一种形式。 线图化：是用直线图或曲线图对所获得的实验数据加以系统化和简明化的一种形式。,42,6、解释与结论,课标中，对解释与结论这一要素，要求学生：能对事实与证据进行简单的加工与整理，初步判断事实证据与假设之间的关系；能依据一定的标准对物质及其变化进行简单的分类；能在教师的指导下或通过与他人讨论对所获得的事实与证据进行归纳，得出正确的结论；初步学会通过比较、分类、归纳、概括等方法认识知识之间的联系，形成合理的知识结构。,43,评估可采用“自评、组评、师评”三环节相结合的方法。,44,化学教学中，发展学生对证据进行解释并得出结论的能力，一般可以采用以下教学策略：,通过具体的科学探究活动，学习解释与结论的方法。,通过具体得出解释和结论的过程，让学生认识到证据在得出解释和结论中的重要性。,通过积极的情感体验，使学生体会观念、情感态度与价值观也是结论的重要内容。,45,【案例4】对化学实验事实的共同点和不同点比较 实验1 将3g氯化铵溶解在装有20mL水的试管中，感觉温度的变化情况 实验2 将3g生石灰溶解在装有20mL水的试管中，感觉温度的变化情况 实验事实l 【实验1】中试管温度降低 实验事实2 【实验2】中的试管温度升高,46,比较 就是指区别对象之间的共同点和不同点的一种科学逻辑方法。按照区别的方式，可以将比较分为共同点比较和不同点比较。,47,【案例5】对化学反应的分类 化学反应1 硫在氧气中的燃烧 化学反应2 红磷在氧气中的燃烧 化学反应3 铁丝在氧气中的燃烧 化学反应4 镁条在氧气中的燃烧 化学反应5 蜡烛在氧气中的燃烧 对以上5个化学反应可以从不同的角度进行分类,48,分类 就是根据事物的共同点和不同点，把事物区分为不同种类的一种科学逻辑方法，按照事物的大的共同点把事物分成大类，再按大类中各事物的次一级共同点，把事物分成次一级类。按照对事物本质的揭示程度的不同，又有现象分类和本质分类。,49,【案例6】 化学教学中的完全归纳与不完全归纳【完全归纳】对碳的可燃性的认识 实验事实1石墨能在氧气中燃烧，生成二氧化碳气体 实验事实2金刚石能在氧气中燃烧，生成二氧化碳气体 实验事实3 C60能在氧气中燃烧，生成二氧化碳气体 实验事实4碳的单质只有石墨、金刚石和C60三种形式（同素异形体 ） 结论：碳能在氧气中燃烧，生成二氧化碳气体,50,【不完全归纳】质量守恒定律的得出 实验事实1硫酸铜和氢氧化钠反应，反应前后质量不变 实验事实2白磷在氧气中燃烧，反应前后质量不变 结论：所有的化学反应，反应前后质量守恒。,51,7、反思与评价,化学课程标准中，对“反思与评价”这一要素，要求学生：有对探究结果的可靠性进行评价的意识；能在教师的指导下或通过与他人讨论，对探究学习活动进行反思，发现自己与他人的长处及存在的不足，并提出改进的具体建议；能体验到探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。,52,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,53,自我提问法是培养学生的反思与评价能力，使学生学会学习的一种重要途径。,探究活动前： 这个探究问题是哪方面的问题，该问题要求我们做什么，涉及那些知识? 为解决这个问题，需要进行哪些活动，收集哪些资料? 为解决这个问题，可以利用的方法有哪些?可能有几种解决途径? 我准备选择哪种途径，为什么选择这种途径? 活动需要采取那些方式和步骤，小组内如何分工?,54,探究活动中： 如何落实计划? 是否照计划执行了?需要一个新计划或策略吗?我是否已走上了正轨，是否正接近目标? 各种方法应如何运用?何时运用?具体一些，例如： 在哪能找到相关书籍，如何尽快找到相关的网址获得所需要的信息? 实验时应当设计什么样的操作程序，操作过程中应当注意什么问题?应当观察什么现象?记录哪些数据?数据采用什么方法处理?,55,是否需要进行实验条件的控制?对什么条件进行控制? 实验步骤是否可以重新组合或设计? 实验是否符合绿色化学原则? 我的观察全面吗?有没有遗漏什么重要现象?实验现象与理论(或预测)有什么不同? 如何解释实验中的“异常”现象? 收集到的事实有什么特点?它们之间是否存在一定的联系，能说明什么?我得到本质性的结论了吗?是否还需要深入进行研究?,56,探究活动后 为什么会想到这个方案?还有没有其他方案? 探究中还有哪些方面的不足和失误，应如何改进? 制定的措施哪些起了作用，哪些没有? 获得了哪些经验和策略，在什么样的情况下能使用到这样的策略? 对探究结果是否满意，对自己的探究能力是否有信心? 反思整个探究过程，你体会最深的是什么?,57,8、表达与交流,课标中，对“表达与交流”这一要素，要求学生：能用口头、书面等方式比较明确地表达探究过程和结果，并能与他人进行交流和讨论；与他人交流讨论时，既敢于发表自己的观点，又善于倾听别人的意见；在化学教学中，培养学生的“表达与交流”能力，需要注意以下几个问题：要注意营造有利于人际沟通与合作的良好课堂氛围；在交流过程中，要鼓励学生发表自己的见解，积极参与辩论；培养学生认真听取他人的意见的习惯；培养学生理智的坚持己见、尊重客观事实、敢于纠正自己的错误观点、提高自己的认识的科学态度；,58,【案例7】质量和化学反应的关系提出问题： 当一种物质不发生化学变化时，无论它以哪种状态或形态存在，质量都是不变的。例如，将一铁块变成铁丝、铁粉或铁水，它的质量都不变。那么，当物质发生化学变化时，它的质量会变化吗?如果变化，会怎样变化?,59,问题与讨论：完成下表,60,当把碳酸钠加到醋酸中后，有什么证据说明发生了化学反应?,当在敞口的烧杯中进行实验时，实验前后总质量发生了什么变化?,当你使用封口的瓶子做实验时，为什么得到了不一样的结果?,当打开瓶盖时，你听到了什么声音?为什么会产生这种声音?瓶子、瓶盖和瓶中物质的总质量发生了什么变化?,写下你自己理解的质量守恒定律。,61,（1）教师是导演，精心设置探究场景,（2）教师是编剧，倾心设计探究内容,1、教师角色的转变,四、探究式教学中教师的角色与作用,（3）教师是观众，积极欣赏学生在探究活动中的闪光点,（4）教师是演员，深度参与探究活动的全过程,62,2、教师的作用,点拨,启发,放手,激励,点评,63,3、探究式教学中一些有争议的问题：,（1）. 一般说来，探究对教师的要求比较高，教师备课负担也相对重一些，这对于目前大多数教师队伍状况和已经过重的教师负担来说是一个巨大的挑战。,（2）.班级过大不利于探究式教学,(4).课程资源匮乏,（3）.探究能力的评价在理论与实践上都是个难题，面对目前纸笔测验的压力，要求教师“把所有问题都自己扛”，不公平，也不现实。,64,误区1 过去传统的教学不如现在新课程,五、探究式教学的误区,误区2 脱离教学实际，盲目开展探究活动,误区3 过分强调学生的主体地位，弱化教 师的主导作用,误区4 过于重视情感态度的培养,65,这是一种费时的教学，但如果我们的目标是培养学生能创造性地解决问题和发现理论，那么这是我们所拥有的唯一方法。 -美艾伦柯林斯,66,科学探究没有固定的模式，但有些可辨别的要素（如：八要素）不可能每个课题都用探究学习，学生学习的主要是间接经验，不能将所有的知识都通过探究来获得。要弄清什么问题需要探究，便于探究，值得探究。探究性学习的重心应该放在课堂。常态的方法成为习惯，长期影响的习惯成为意识，长期的意识养成能力。这才是探究式学习的真正目的。,67,谢谢,