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高中物理探究学习教学设计的实践研究

(2)问题情景的创设

学生学习的情景资料有:①19世纪的最后十年中三项重大物理发现(X射线、天然放射线、电子)的音频、视频资料;②近代物理发展史实的音频、视频资料;③核能释放(原子弹爆炸、核电站)的音频、视频资料。

2 、 提出假设,科学验证

这一阶段是学生自主探究阶段,学生带着疑问进入自主探究学习网页。该网页由电子的发现、汤姆生模型、α粒子散射实验等三大学习任务组成。各个学习任务的学习内容如下:

(1)电子的发现

该学习任务主要是探究汤姆生怎样对阴极射线进行研究直至发现电子及电子发现的意义。学习内容有:①电子的发现(点击“实验装置”,出现阴极射线实验装置模拟图;点击实验装置中的“开始”,播放工作原理、物理过程动画);②电子是怎样被发现的?③为什么说电子是原子的组成部分?④电子的发现具有什么意义?⑤电子与带正电的物质怎样构成原子呢?⑥电子质量很小,原子的质量集中在哪里?

(2)提出假设——汤姆生原子模型

该学习任务主要是探究汤姆生对原子结构的研究。学习内容有:①汤姆生模型的提出及其理论,包括:文字材料和模型模拟图;②实验验证;③实验结果与假设的矛盾;④该模型的成功和不足之处。

(3)设计新的探究方案——α粒子散射实验

该学习任务主要是探究α粒子散射实验现象。由于α粒子散射实验无法用真实的实验演示给学生看,通过多媒体网络技术,这一难点迎刃而解。该学习任务有:①实验设计思想;②实验装置模拟图;③实验过程模拟;④实验现象观察;⑤实验结果及分析,其中设置了4个层层递进的问题,并配以动画模拟演示。

3 、分析讨论,得出结论

这一阶段是学生合作探究阶段,学生对自主探究过程中遇到的问题与与老师或学生进行讨论、交流,可以是面对面的交流,也可以进入网络交流。通过分析讨论,寻找物理规律。

(1)α粒子散射实验现象与汤姆生原子结构学说间矛盾的研究

该学习任务主要是通过研究α粒子散射实验现象与汤姆生对原子结构学说的矛盾来探究新的学说。

(2)卢瑟福核式结构模型的构建

该学习任务主要是探究原子核式结构模型的建立过程。学习任务有:①卢瑟福核式结构模型提出的背景、依据及其理论;②卢瑟福原子核式结构模型对α粒子散射实验现象的解释;③原子核大小的估计。

4 、小结交流,测试反馈

(1)小结交流:该学习任务主要是由学生对本节课研究的主要内容、研究的思路、研究的方法进行归纳和总结,形成结论。教师指导学生学习网页“小结”。

(2)网上测试:针对本课所学内容进行练习,以巩固和延伸所学知识。

此外,有疑问的学生可以进入“疑难导学”网页进一步学习,学有余力的学生可进入教学资料库浏览教学资料,如有关汤姆生的资料、有关卢瑟福的资料等,还可以进入与本课题相关的网站进行学习。

七、探究学习教学设计教育功能

教学实践表明,与以灌输、记诵、被动接受为特征的传统课堂教学相比,探究学习教学设计在教师现、学生观、学习观和评价观上均体现了独特的见解和主张,具有新颖而丰富的内涵,具有传统课堂教学无法实现的教育功能。

1、 有利于学生深入理解所学知识

实施探究学习使学生由被动的学习者向主动的学习者转变;探究学习教学设计

强调学生的自主探索、思考、发现,在学习过程中,让每一位学生实时体验知识的发现和“创造”过程;学生的学习结果是学生自己发现或探索出来的,学生不但知道知识的结果和结论,同时懂得获取知识的过程和方法,有利于学生深入理解所学知识。

2、 利于培养学生科学探究能力

探究学习教学设计强调学生的自主探究实践,要求学生关注自身生活和社会生

活,亲身参与探究实践活动,从而发现问题和解决问题;强调学生的探究过程,关注学生在探究活动过程中主动参与的程度,学生通过确定课题、进行探究、表达交流、总结提高等具体的探究过程,获得体验、感悟,获得知识的结果和结论,同时发展科学探究能力。

3、 有利于学生养成科学态度和科学精神

探究学习是一种使学生独立探索、自行发现问题并掌握知识的一种学习方式。

它是学生在一定的问题情境中,借助现代信息技术和网络环境、课本和教师等提供的学习支持资源,或独立探索,或协作讨论,通过自主探究、互相协作等方式最终找到解决问题的方式和方法,进而形成正确的结论与概念。在亲身探究中,学生真切地感受到了"要知此事要躬行"的道理。这种亲历过程,使他们渐渐养成只有经过亲身观察和检验才真正相信的科学态度和科学精神。

4、 有利于提高学生的协作精神、信息处理能力和自我评价能力;

探究学习过程中需要学生相互合作、协同,进行各种协调一致的尝试,这些合

作与交流的实践和经验,可以帮助学生学习按照一定规则开展讨论(而不是争吵)的艺术,学会准确地与他人交流:向别人解释自己的想法,倾听别人的想法,善待批评以审视自己的观点、获得更正确的认识,学会相互接纳、赞赏、分享、互助,从而促进学生协作精神的提高。

此外,探究学习教学设计注重学生在开放的知识背景中去发现问题,基于信息化网络资源的支持进行探究,从网络资源中收集对自己有用的信息、获取自己所需要的资料,对收集的信息和获取的资料进行分析、整理、加工、重组,提出解决问题的假说;根据假说,提出解决问题的方案,对假说进行验证、评价。这样的探究技能训练,有利于提高学生的信息处理能力和自我评价能力。

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