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      數(shù)學推理教學設計模板(10篇)

      時間:2023-05-31 15:09:01

      導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇數(shù)學推理教學設計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

      數(shù)學推理教學設計

      篇1

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1007-0125(2017)02-0225-01

      慕n教學主要是以在線課程的形式,將藝術設計專業(yè)課程借助互聯(lián)網(wǎng)渠道實現(xiàn)大規(guī)模開放性的教學。慕課可以充分運用多種互聯(lián)網(wǎng)技術,實現(xiàn)教學理念、教學方法和教學形式的深刻變革,是未來藝術設計教學發(fā)展的重要方向。

      一、慕課教學模式帶來的優(yōu)勢作用

      (一)有效減少傳統(tǒng)教學模式的限制。傳統(tǒng)的藝術設計專業(yè)課堂教學模式不僅受到教學時間、授課內容和教學人數(shù)等方面的種種限制,而且學生不能與教師進行充分的互動交流,學生只能被動地接受教師講授的內容。在慕課教學模式下,學生可以享受到更優(yōu)質的教學資源,在遇到學習困難時,隨時在線請教教師,與同學建立討論交流小組,更可以請專業(yè)設計人員給予專業(yè)指導。

      (二)搭建優(yōu)質資源共享教育平臺。首先,學生擁有了更多的教學資源,大量藝術設計專業(yè)課程以視頻的模式存儲在慕課資源平臺,學生可以在需要時隨時調取。其次,慕課運用了多種直觀的教學手段和教學技術,可以為學生全景式再現(xiàn)藝術設計的全過程。第三,慕課資源可以給學生更具有邏輯性的理論知識體系,使學生在更開放的實踐背景下進行理論知識學習及應用,從而幫助學生形成藝術設計的理論知識的應用能力。

      (三)建立有效的學習管理系統(tǒng)。慕課在專業(yè)課程資源網(wǎng)絡和管理平臺的運營下,對每個參與慕課的學習者都建立了專門的學習檔案,對學生的學習能力與學業(yè)水平都有綜合全面的評估,給學生提供必要而富有個性化的智能選課系統(tǒng)。

      二、借力慕課教學模式的主要原則

      (一)注重慕課與傳統(tǒng)教學相融合。慕課雖然有眾多優(yōu)勢與特點,慕課使用還應當注重與傳統(tǒng)藝術設計教學相融合。首先,慕課不能成為單一教學模式,慕課應當與傳統(tǒng)教學雙向互動發(fā)展。其次,應當逐步建立慕課與課堂教學互動的新模式,使學生在慕課學習中遇到障礙時能得到及時的幫助指導。第三,在慕課的基礎上對大學傳統(tǒng)藝術設計課堂教學體系進行必要延伸,使課堂教學更有針對性與實用性,切實發(fā)揮出課堂教學理論闡述與研究啟發(fā)的優(yōu)勢作用。

      (二)注重為學生提供新型學習途徑。為了使學生有效地利用慕課平臺,逐步打破傳統(tǒng)教學模式對學生的限制,應當對傳統(tǒng)教學方式與教學內容進行深入改革。首先,學生可以先借助慕課平臺自主學習學科基礎知識,完成好課前的設計工作,然后在課堂中圍繞設計作品進行專業(yè)探討,這樣有助于補充學生的知識,有助于解答難點與重點問題。其次,學生可以根據(jù)自己的能力水平選擇慕課教學內容,豐富自己的專業(yè)知識,借助課堂教學完成自己業(yè)務能力的檢驗活動。第三,學生還可以借助慕課開展創(chuàng)意活動,采用參與學生小組交流討論和師生互評探討等方式,進一步提高學生專業(yè)學習積極性,使學生在更廣闊的背景下,實現(xiàn)自己的專業(yè)技能。

      三、慕課在藝術專業(yè)教學改革的應用

      為了更好的利用慕課資源,使慕課真正成為提高藝術設計專業(yè)教學質量的有利武器,應根據(jù)學生的實際能力水平與教學需求,為學生制定具體的慕課學習指導計劃,從而使慕課教學與日常教學緊密結合。

      (一)注重翻轉教學形式。以往傳統(tǒng)的藝術設計專業(yè)課程教學都是先教后學,在慕課的背景下,課堂教學形式成為了先學后教,學生可以先在課下完成對設計專業(yè)知識的學習,然后帶著具體的問題回到課堂上,教師的任務也從教授學生變?yōu)榇鹨山饣?。教學形式的翻轉充分體現(xiàn)了學生的主體地位,首先,要求師生在課前都廣泛收集資料做好相應的教學準備。其次,課堂上教師不再以講授為主而是以答疑為主。第三,教學應當更有個性化和針對性特征,能對學生的問題給以必要回答。

      (二)注重打造精品優(yōu)質課程。慕課是以優(yōu)質課程資源為基礎進行的網(wǎng)絡教學活動,通過不斷掌握和完善優(yōu)質精品課程,圍繞教學內容推出教學精品,有效對傳統(tǒng)教學形式進行創(chuàng)新,從而符合更多學生的需要成為新教學模式。首先,不再受傳統(tǒng)教學模式的局限,而是根據(jù)學生的需要推出時間可長可短的課程。其次,重新勾勒不同知識點的內在聯(lián)系,打造符合學生思維需要的藝術專業(yè)課程。第三,注重合理安排教學順序,采用多種教學形式,在吸引學生注意的同時,能有效傳遞教學內容。

      四、結語

      慕課教學模式不僅為藝術設計專業(yè)學生帶來了專業(yè)化、信息化和個性化的教學渠道,而且可以更好地提高學習效率和開拓學生視野。慕課模式要求藝術設計專業(yè)教師更加注重信息化建設,能夠對學科課程進行重新定位,切實轉變授課方式,從而更好地滿足學生需要,穩(wěn)步提高教學質量。

      篇2

      中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)49-0057-03

      實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),是國家中長期教育改革和人才發(fā)展規(guī)劃綱要的基本要求。湖南城市學院建筑學專業(yè),是具有鮮明城市辦學特色的校級重點專業(yè),其主干理論課程《建筑設計原理》教學,在拓寬專業(yè)培養(yǎng)口徑并適應市場需要的基礎上,緊緊圍繞培養(yǎng)學生藝術精神與工程意識,創(chuàng)新教學內容,改革教學模式,完善教學管理等各項教學環(huán)節(jié),取得了較好的教學效果。

      一、樹立“藝術精神與工程意識協(xié)同教學”的課程教學新理念

      建筑設計有理性的要求,也有感性的操作,具有科學與藝術的雙重屬性。長期以來,《建筑設計原理》課程教學的理念,也在此兩屬性間搖擺:理性的教學方法以系統(tǒng)理論為綱,把建筑設計知識作為主要教學內容,入門快、易接受,但所傳授的教學內容較為理性、直觀,大部分學生缺少應有的藝術獨創(chuàng)精神;感性的教學方法重感覺、講技巧,以藝術精神及其美學價值追求作為主要教學宗旨,具有較強的創(chuàng)造性思維成份,但只有少數(shù)同學能達到這種“靈感碰撞式”的教學效果?!八囆g精神與工程意識協(xié)同教學”的課程教學新理念,強調藝術精神與工程意識在教學過程中的協(xié)同、交互推進,在培養(yǎng)學生藝術精神及其多元美學價值追求的同時,注重其純粹性和抽象化的建筑藝術形態(tài),與具體的建筑專業(yè)知識和工程技術相結合,強化學生創(chuàng)新能力和工程意識的同步提高,能較好地滿足國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”和國家注冊建筑師考核的基本要求。

      二、構建“兩階段四模塊”的特色教學內容

      基于“藝術精神與工程意識協(xié)同教學”的課程教學新理念,《建筑設計原理》課程教學,探索性地構建了與之相協(xié)調的“兩階段四模塊”課程教學內容:即建筑方案的構思階段(包括設計創(chuàng)意、設計方法兩個知識模塊);建筑方案的設計階段(包括設計知識、設計規(guī)范兩個知識模塊)(圖1)。“兩階段四模塊”課程教學內容,涵蓋了建筑學專業(yè)最核心的美學追求與行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)相結合,實現(xiàn)了教學、科研、生產“三結合”。其具體內容是:第一階段:建筑方案的構思階段。①設計創(chuàng)意模塊:建筑藝術的價值追求;建筑藝術的設計構思;建筑藝術的形式語言;②設計方法模塊:建筑藝術的形體構成;建筑藝術的空間構成;建筑藝術的細部構成。第二階段:建筑方案的設計階段。①設計知識模塊:單一建筑空間設計;建筑平面組合設計;建筑剖面完善設計;建筑立面調整設計;總平面與環(huán)境設計;住宅建筑設計原理;②設計規(guī)范模塊:民用建筑設計通則;建筑設計防火規(guī)范;高層建筑防火規(guī)范。此外,科研帶動教研,2010年6月,“非線性建筑時代《建筑設計原理》教學改革研究”被確立為湖南省普通高等學校教學改革研究立項項目,課題研究致力于拓展和創(chuàng)新前沿教學內容,參數(shù)化建筑設計方法、非線性建筑的模式語言,為建筑設計原理課程教學,隨時更新建筑美學理論和參數(shù)設計方法的教學內容。

      三、強化“三課堂一網(wǎng)絡”的網(wǎng)狀教學模式

      “三課堂一網(wǎng)絡”的網(wǎng)狀教學模式是指,課內理論講授第一課堂的“理論實踐協(xié)同教學模式”;校內實踐體驗實訓室第二課堂的“體驗互動教學模式”;課外學術活動與科技創(chuàng)新第三課堂的“自主建構教學模式”;課程教學資源網(wǎng)絡化的“網(wǎng)絡瀏覽教學平臺”(圖2)。在本課程第一課堂理論教學中,我們采用啟發(fā)式、討論式、案例式、情景式教學方法等,創(chuàng)設并促進了學生的合作與交流,發(fā)揮了學生的主體作用,收到了較好的效果。同時,結合生產項目,完善“理論實踐協(xié)同教學模式”,很好地培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的工程能力和理論素養(yǎng)。創(chuàng)設校內實踐體驗實訓室第二課堂的“體驗互動教學模式”:利用學校設計院和教師工作室平臺,我們將學生8~10個人分成一組,在老師的帶動下進行校內實訓室實踐體驗學習,同時帶領學生參加規(guī)劃、建筑設計的評審會,廣泛地聽取當?shù)夭块T、專家的意見,學生從第二課堂及其實踐拓展中,強化了理論與實踐的結合,得到了寶貴的體驗感悟和知識積累。

      學生是教學中的主體,建構主義認為學生的學習是在已有的知識和經驗為基礎的主動建構,是學生自己建構知識的過程,而不是教師簡單地把知識傳遞給學生。所以,教學應逐步減少教師的外部控制,增加學生主動、自主的學習過程;教師應幫助和引導學生的學習熱情和動機、傳道解惑、構建學生的學習環(huán)境。為此,我們開辟豐富多彩的課外第三課堂“自主建構教學模式”。2007年以來,我們成立了多個學生課外科技創(chuàng)新活動小組,共完成大學生研究性和創(chuàng)新性項目9項;2009年以來,我們有計劃地邀請校內、外專家作學術報告和探討本課程學術界熱點問題,校內、外專家建筑理論專題學術報告達11人次,開闊了學生學術視野,營造了學術氛圍。此外,我們開辟教學樓五、六兩層的走廊作櫥窗,陳列優(yōu)秀設計作品和上屆學生的設計作品,開展各種學術沙龍、教師輪流參與指導等多種學術活動。另外,學院專門開辟了一個近200m2的展覽室,展出各種優(yōu)秀獲獎成果,以豐富第三課堂的課外教學。與此同時,積極開展網(wǎng)絡教學,構建現(xiàn)代技術教育信息平臺。本課程理論課全程運用多媒體教學,其PPt課件已全部制作上網(wǎng);此外,教學網(wǎng)站上還有學校所做的設計作品、設計實例、習題、教學錄像等,大大豐富了學生自主學習的網(wǎng)絡精品資源,構建了與時俱進的“網(wǎng)絡瀏覽教學平臺”。

      四、完善“激勵與彈性”的教學管理

      教學管理通常是指,從教師的工作規(guī)范到學生的學習要求,包括聽課制度、評教機制、考核機制等等,都有制度保證。在基于“藝術精神與工程意識協(xié)同教學”的《建筑設計原理》課程體系建設過程中,我們特別探索了“激勵與彈性”的教學管理,收到了較好的教學效果?!凹钆c彈性”的教學管理是指,建立學習激勵機制,促進學生主動和自主學習。首先,建立“成績評定彈性計分機制”,即設立“創(chuàng)新附加成績”計入總成績的“彈性計分機制”,鼓勵學生參與實踐體驗與大學生創(chuàng)新性項目研究,從而提高學生設計實踐能力和藝術創(chuàng)新精神。其次,通過介紹本課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用,激發(fā)學生的學習興趣;通過協(xié)助課外學術沙龍和創(chuàng)新活動,培養(yǎng)對本課程學習熱情;通過與學生座談、課后交友調動學生學習的積極性;通過對一部分考研的學生的個別輔導帶動學風建設。

      五、教學改革的應用成效與推廣前景

      1.教學改革取得了較好的應用成效。本課程是建筑學專業(yè)的主干課程,是學生實際工作、繼續(xù)學習深造的理論基礎。畢業(yè)生同學都普遍認為,《建筑設計原理》課程理論教學質量高,學生學習收獲大。特別是本課程教學的校內實踐體驗實訓室,其第二課堂的“體驗互動教學模式”,在學生專業(yè)理論水平不斷提升的同時,更助進了學生職業(yè)道德素質、社會活動能力、設計實踐能力、綜合協(xié)調能力等的全面提高。因而,畢業(yè)生參加工作后,普遍成為各個建筑設計院的中堅力量,很多學生畢業(yè)不久就成為了建筑設計項目的負責人,有的甚至走上了領導崗位。如劉君言、戴新征等同學,主要負責義烏市北苑資產管理中心辦公樓、江西永修親水山莊小區(qū)、江西高安德億香格里拉大酒店等多項實踐工程,表現(xiàn)出較強的設計實踐能力和綜合協(xié)調能力,并很快組建了自己的設計公司。因此,本課程的“體驗互動教學”,在提升畢業(yè)生工程意識、實踐能力等諸方面取得了較好的成績,畢業(yè)生受到了用人單位的普遍歡迎。在本課程教學過程中,建筑學專業(yè)同學共完成湖南城市學院大學生研究性創(chuàng)新性項目9項,學生的藝術追求與創(chuàng)新能力也得到了全面提高,深受社會各界好評。如2009屆畢業(yè)生徐順,就職于深圳市建筑設計研究總院有限公司,在“山東威海韓國風情街、山東惠民縣人民醫(yī)院”等國內大型招標項目中,多次贏得好成績;2010屆畢業(yè)生戴海飛,剛畢業(yè)半年,其蛋形蝸居的設計創(chuàng)意,以及他用竹子造出的“蛋形小屋”,引起了中央電視臺和社會各界的強烈反響。充分體現(xiàn)了基于“藝術精神與工程意識協(xié)同教學”的《建筑設計原理》課程教學,在培養(yǎng)學生藝術創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力等方面的良好教學效果。

      2.教學改革具有較好的推廣前景。2009年,《建筑設計原理》教學課程被評為湖南省普通高校精品課程,與該課程對應的教學資源和教學創(chuàng)新體系,包括課內理論講授第一課堂的“理論實踐協(xié)同教學模式”、校內實踐體驗實訓室第二課堂的“體驗互動教學模式”、課外學術活動與科技創(chuàng)新第三課堂的“自主建構教學模式”、外加課程教學資源網(wǎng)絡化的“網(wǎng)絡瀏覽教學平臺”等,已上傳到“湖南省高等學校精品課程網(wǎng)”。本課程網(wǎng)站建設水平高,教學模式特色鮮明,可操作性強,推廣進程快。其網(wǎng)絡教學資源更是倍受莘莘學子廣泛關注,自2010年12月起,《建筑設計原理》課程網(wǎng)站點擊率一直穩(wěn)居“湖南省高等學校精品課程網(wǎng)”第一位。不少省內、外高校學子,都紛紛發(fā)來電郵,希望拷貝原版全套課件。與此同時,不少省內外高校同行,如湖南科技大學、中南林業(yè)科技大學、湖南文理學院、惠州學院的同行教師,也前來交流學習,并十分贊賞本課程所取得的教學成果及其優(yōu)秀的網(wǎng)絡共享教學資源。顯然,借助“湖南省高等學校精品課程網(wǎng)”,本教學成果已在全?。酥寥珖┩惛咝V?,取得了較好的推廣與應用。

      注重藝術精神與工程意識同步推進的《建筑設計原理》課程教學改革,符合《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》的基本要求。因此,本教學成果在國內同類研究中,具有一定的領先性,具有較高的推廣應用價值。

      參考文獻:

      [1]任書斌.建筑設計原理課程教學研究[J].華中建筑,2010,(6).

      [2]潘明率.建筑設計原理教學改革的探索[J].中國建設教育,2009,(2).

      [3]王璐.建筑設計原理課程教學方法的改革與創(chuàng)新[J].科技信息,2009,(17).

      [4]羅能.建筑設計原理教學方法的初探[J].宜賓學院學報,2009,(12).

      篇3

      一、小學數(shù)學歸納推理教學簡析

      小學數(shù)學的學習是以活動經驗為基礎,邏輯思維為核心的認知過程. 歸納推理教學,是指符合學生的心理特征和智力發(fā)展水平,以學生已有的活動經驗為基礎,由教師組織適當活動,激發(fā)興趣,啟發(fā)思考,引導自主探索,使學生在歸納過程中建構數(shù)學知識,提高數(shù)學表征技能,學習解決問題的基本策略,發(fā)展邏輯推理能力.

      二、小學數(shù)學歸納推理教學設計

      (一)教學設計的理念

      歸納推理教學存在于整個小學階段,是有計劃,有系統(tǒng),分層次,遵循小學思維認知發(fā)展規(guī)律的教學安排. 其理論依據(jù)主要為認知心理理論,在歸納的開始和持續(xù)過程中,只有主體處于喚醒狀態(tài),才能提供注意的特定方向. 喚醒程度與思維發(fā)展和認知心理規(guī)律有關,代表理論為皮亞杰的認知發(fā)展理論和朱智賢(1998)的研究,得出在小學教學中,初入學的兒童在認識和理解事物時常常不能抓住本質聯(lián)系,不能從許多特殊中概括出一般. 通過教學,可以使小學生的歸納推理能力伴隨知識經驗而發(fā)展. 總的來說,歸納推理教學通過將研究對象分解為各個組成部分,考察部分的地位、作用,撇開事物的非本質屬性進行抽象概括,以整體把握事物之間的相互聯(lián)系和制約關系.

      (二)教學過程設計

      1. 認知喚醒,引起注意

      教師通過恰當?shù)姆绞?,引導學生進行有目的、有價值的注意. 教師必須明確觀察目的、內容和方法,即學生觀察所能達到的預期效果;注意主體內容的選擇;給學生多方面、多角度觀察方式的選擇. 教師給予學生有針對性的認知喚醒引起注意,開啟歸納推理教學.

      2. 聯(lián)系新舊,統(tǒng)和整體

      在喚醒學生認知的基礎上,引導學生聯(lián)系新舊知識,以分析與比較的方法,歸納整理出事物之間的相似性以及差異性. 從區(qū)分具體事物逐步發(fā)展到區(qū)分抽象的異同,從區(qū)分個別逐步發(fā)展到整體,最終將直接的感知轉化到抽象的整體,提高邏輯判斷水平.

      3. 發(fā)散思維,應用解決

      通過習題解答、書面作業(yè)等方式讓學生把所學知識應用于實際,建構完整的數(shù)學知識,提高數(shù)學表征技能,鍛煉發(fā)散思維,真正領悟歸納的方法,能夠通過獨立的推理解決問題,發(fā)展邏輯推理能力.

      (三)教學案例探討

      歸納推理的教學設計,根據(jù)小學兒童思維認知發(fā)展理論,結合新課程標準學段劃分,選取三個代表案例.

      歸納推理的初級階段(低學段)依據(jù)感官知覺到的數(shù)學對象表面,通過枚舉法歸納推理獲得結論. 所獲結論的過程不能準確地用語言、文字或加以邏輯說明,處于緘默認知狀態(tài). 教學階段可分為階段一(以大量較明顯規(guī)律的例子,使學生能夠用自己的語言講述出來),階段二(以實物為載體,讓學生進行分類、排序,初步掌握觀察的方法,養(yǎng)成觀察的習慣).

      歸納推理的完善階段(中學段)

      通過低學段積累的活動經驗,進行簡單系統(tǒng)的歸納推理學習. 內容上安排側重于數(shù)量性質特征(之前積累的數(shù)學經驗)和圖形性質特征(之前多以實物為載體).

      結合小學生數(shù)、形知識的擴展,歸納能力的提高,設計足夠多的、有典型性的特例,讓學生深化分析、比較、推理規(guī)律,能對獲得的猜想進行正誤檢驗.

      說明:6 = 4 × 2 - 2,10 = 4 × 3 - 2,14 = 4 × 4 - 2,18 = 4 × 5 - 2,22 = 4 × 6 - 2,每個數(shù)都是序號的4倍減2. 經檢驗第一個數(shù):4 × 1 - 2 = 2,得出猜想正確的結論.

      案例4 “如果兩個數(shù)都不是5的倍數(shù),那么它們的和也不是5的倍數(shù). ”你認為這個規(guī)律對嗎?如7與9都不是 5 的倍數(shù),它們的和 16 也不是 5 的倍數(shù).

      說明:做任何推理時都要有根據(jù)作為支撐,證明理論錯誤時也需要有反例支持. 如:7和8都不是5的倍數(shù),但它們的和15是5的倍數(shù).

      三、結 語

      對于小學數(shù)學歸納推理教學需要長期且不斷的探索,才能找尋到適合學生發(fā)展數(shù)學邏輯推理的方法,應遵循學校、教師及其學生本身的特點、規(guī)律,選擇合理的歸納推理教學內容,不失創(chuàng)新和改進的嘗試,讓學生欣然接受的同時達到歸納推理教學目標,促進學生更好地發(fā)展.

      【參考文獻】

      篇4

      物理課程在進行改革的同時,學生初高中階段的數(shù)學所學也在發(fā)生著調整,物理教師要經常性地了解學生真實的數(shù)學基礎,明確學生在物理學習必備的數(shù)學知識方面還有多少缺失.從而基于上述情形更加合理地安排教學設計.高中物理的很多概念和規(guī)律都是要借助數(shù)學語言來描述,比如“速度”“電場強度”“電容”等物理量的定義就是用比值來定義;力的分解和合成方面對三角函數(shù)的要求非常高,類似的情況下,學生如果存在數(shù)學能力上的不足,則直接導致物理概念理解的困難,物理方法運用失當,進而導致相關問題解決上的錯誤.

      2 恰當?shù)厥褂脭?shù)學語言,將數(shù)學融入物理

      高中階段對物理內容進行表述時一般有三種形式:文字描述、圖像描述、方程描述.第三項其實就是指數(shù)學語言,這三種表述形式是互為補充的.教學中,只有幫助學生實現(xiàn)數(shù)學和物理的融合,才能使得學生切實地掌握概念和規(guī)律.實際情況中,很多同學不善于將物理和數(shù)學結合起來,通過兩種思維方法相互協(xié)調來理解物理規(guī)律、處理物理問題.而改變這一現(xiàn)象的關鍵就是訓練學生從物理角度熟悉數(shù)學語言,實現(xiàn)學科上的融合.具體做法有以下幾點.首先,新課教學時,在結合物理情境,完成物理規(guī)律的文字描述、圖像描述的基礎上,引導學生建立數(shù)學方程,在一系列推理和演繹中,實現(xiàn)物理內容表述形式上的靈活過渡;其次,在相關概念的建立中,盡可能用規(guī)范而嚴謹?shù)臄?shù)學語言來說明.

      例如,在構建“瞬時速度”這個概念時,就要結合“平均速度”的理解,用“極限”的方法來認識它;再次,物理公式源于實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)學分析,這一歸納總結的過程,教師要指導學生自己完成,形成自己對公式的認識,例如利用控制變量法來探究電阻定律,一組組數(shù)據(jù)采集之后,教師要引導學生通過計算、繪圖等手段總結正反比規(guī)律,最終歸納出電阻定律的公式:R=ρ[SX(]l[]S[SX)],學生對自己歸納出的結論,自然會有更加深刻的理解;最后,針對具體的物理問題進行處理,教師要引導學生對問題情境進行分析,從中提取物理模型,再用數(shù)學語言來描述相關物理量之間的關系,逐漸形成解決問題的思路,從而讓學生實現(xiàn)物理規(guī)律的靈活使用.

      3 注重學生數(shù)學方法的恰當使用

      高中物理教學的一項重要任務是讓學生掌握一定的科學方法.所謂科學方法,總體說來就是分析解決科學問題的基本手段,它對物理學的發(fā)展有著至關重要的作用,也是有利于學生實現(xiàn)知識學習到能力提升的過渡.科學方法大多以較為松散的形態(tài)隱藏在教材的知識表述中,而學生往往由于過度重視知識和技能的學習,而忽略了科學方法的提煉,進而使得學生相關物理知識的學習也大打折扣.因此,日常教學中,教師應該有意識地進行科學方法教學.

      高中物理中與數(shù)學相關的科學方法包括 “數(shù)學抽象”、“相似類別”、“數(shù)理演繹”等等.

      例如:在解決追及與相遇問題時,我們有物理過程分析法、圖像法、相對運動法,同時還有一種純數(shù)學的方法:假設發(fā)生追及的兩個物體相遇的時間為t,圍繞位移關系來構建方程,最后化簡為一個一元二次方程,從根的判別式的角度來給出答案,這種解題方法就屬于“數(shù)學抽象”.

      類似的問題不勝枚舉,而事實上,我們很多學生有著很扎實的數(shù)學功底,但是放在物理問題的大背景下,卻不會使用,這實質上就屬于科學方法的不足,針對這一局面,教師可以在教學過程中關注這樣幾點:首先是在物理知識的教學進程中,對其中隱含的科學方法進行顯性化處理,直觀地呈現(xiàn)出來,引起學生注意;其次是將教材中有關科學方法的使用過程徹底展示出來,例如動能定理、動量守恒定律都是基于大量的數(shù)據(jù)處理,通過數(shù)學方法將其歸納出來的,教師要引導學生在探究過程中,實現(xiàn)由實驗到結論的逐步完成,在實踐中獲取科學方法的體驗;再次是給學生方法上的點撥,引導他們自己來發(fā)掘教材中的科學方法;最后,學以致用很重要,給學生創(chuàng)設問題情境,讓他們在新問題的探究過程中鞏固和深化相關方法的掌握.

      4 注重相關數(shù)學能力的培養(yǎng)

      數(shù)學有著高度的概括性,這一特質為物理概念和物理規(guī)律的表述提供了最為簡潔的形式;同時數(shù)學思維的邏輯性和嚴密性也對人類物理研究有著推進作用.可以這樣說,任何層面的物理學習和研究離不開數(shù)學方法和思維,高考物理試題也很重視檢查學生數(shù)學知識的應用能力.當然學生具備某項數(shù)學能力,并不代表他能將其用于物理學習,因此在實際教學中,教師應注重學生這幾方面能力的培養(yǎng).

      第一,引導學生能從物理問題中提取相關模型,進而轉化為數(shù)學問題來進行處理.對具體問題分析的時候,要綜合多種物理方法和數(shù)學方法進行分析,構建一系列的運動示意圖、數(shù)學方程、函數(shù)圖象等等.

      第二,重視學生數(shù)學推導能力的培養(yǎng),在物理規(guī)律的推論研究、物理問題的相關推理過程中,讓學生熟悉數(shù)學工具和數(shù)學方法的使用.

      第三,重視估算能力的培養(yǎng),萬有引力定律、分子熱運動、原子結構等章節(jié),都給學生估算能力的訓練提供了很多問題,這種能力的培養(yǎng)有助于學生創(chuàng)新能力和開放性思維的提升.

      第四,結合完整的物理認知體系,理順物理規(guī)律的數(shù)理關系,即既能通過物理表述想到數(shù)學表達,又能通過數(shù)學表達及時地聯(lián)系到物理情境.

      篇5

      一、教材文本的認識與思考

      教材關注了學生的認知規(guī)律,同一模塊知識在不同的學習時期呈現(xiàn)出不同的內容,提出不同的學習目標,我們的課堂教學設計是否關注這一點,并付諸實施呢?教材的結構特點十分鮮明,強化學生在數(shù)學學習過程中的主體地位,突出探索式學習方式,即在知識的學習過程中給學生留有充分思考與交流的時間和空間,讓學生經歷觀察、實驗、猜測、推理、交流、反思等活動,為改進數(shù)學學習方式提供必要的保證同樣,我們的課堂教學設計是否也關注到這一點呢?

      二、從教材文本走向有效性的課堂教學設計

      教材是教師實施教學活動的基本文本,我們提倡帶著學生走進教材而不是帶著教材走進學生,用教材教而不是教教材,但是教材的示范引領作用也不能忽視把握教材文本中的學習目標、經驗、方法,設計有效的建構活動新課程更關注知識的形成過程,并在此過程中提供讓“學生主動地進行觀察、實驗、猜想、驗證、推理與交流”的機會,倡導“學生的數(shù)學學習活動應當是一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程”然而,學生往往在此過程中覺得有困難,這不僅與學生個體的學習能力有關,更重要的是我們的建構活動的設計不盡如人意,因此,筆者提出三點思考:

      (1)關注不同學習階段的不同目標,教學設計要緊扣現(xiàn)階段的教學目標

      在設計“概率”這三個學習階段的課堂教學時,因對學生的能力要求不同,所提出的問題也不同,如下面這個問題:

      有4個盒子:1號盒子中放有10個紅球;2號盒子中放有10個白球;3號盒子中放有8個紅球、2個白球;4號盒子中放有5個紅球,5個白球

      對于以上題設,在蘇科版《數(shù)學》教材中的“感受概率”教學時,設計問題是;現(xiàn)在要從某一個盒子中摸球,幾號盒子一定能摸到紅球?幾號盒子有可能摸到紅球?幾號盒子一定摸不到紅球?

      但是,在蘇科版《數(shù)學》教材中的“認識概率”教學時,設計問題是:讓你分別從4個盒子中摸出1個白球,摸到白球的概率分別是多少?

      而在蘇教版《數(shù)學》教材中的“概率的簡單應用”教學時,設計問題是:將4個盒子中的球全部放在一個口袋里,顯然袋中裝有白球和紅球共40個,如果事先不知道袋中有多少個白球、多少個紅球,那么你能提供一種方法來估計袋中白球數(shù)和紅球數(shù)嗎?你采用的方法的依據(jù)是什么?

      事實上,學生對某一個概念的理解經歷了一個逐步發(fā)展的過程,這也有利于學生不斷加深對這一概念的理解因此,不同的學習階段應有不同的設計要求,要充分把握學生不同年齡段的心理特征,尊重認知規(guī)律,適當提出問題,讓學生的能力發(fā)展合乎規(guī)律

      (2)關注學生原先探索知識的方法,通過遷移方法來支撐有效的數(shù)學思考

      設計蘇教版《數(shù)學》教材“圖形的相似”的教學時,全等形是相似形的基礎,可以通過類比、猜想、說理的方法由三角形全等的條件和全等三角形的性質去探索三角形相似的條件和相似三角形的性質如“探索三角形相似的條件”,筆者設計的問題情境為:回顧“全等三角形的概念、探索全等三角形的條件”的研究過程,你有什么體會?如何探索三角形相似的條件?引導學生與判定兩個三角形全等的條件類比,從中感悟到判定兩個三角形相似的條件

      (3)關注學生原先探索知識的經驗,應用經驗來支撐有效的探究活動

      蘇教版《數(shù)學》教材“中心對稱圖形(一)”第1節(jié)“圖形的旋轉”引導學生回顧圖形平移的概念,以及平移性質的探索過程,指導學生從概念、性質、作圖這三方面來研究,從而與圖形的平移進行類比探索研究的設計從以下三個方面展開:概念教學設計中,突出類似圖形的平移,抓住平移方向、平移距離,圖形旋轉扣住旋轉的中心、方向、角度三個要點;性質探索設計中,突出類似平移研究的角度,引導學生研究旋轉前后的圖形、對應點到旋轉中心的距離、旋轉角等;作圖教學設計中,突出類似平移作圖,抓住幾個關鍵的點的旋轉來完成作圖

      三、開放、創(chuàng)新地處理教材中的例題、習題,設計有效的鞏固訓練活動

      例題、習題的教學是課堂教學的重要部分,是運用所學知識解決問題、鞏固新知、進一步理解知識,為此筆者提倡結合學生實際情況對教材的例題、習題課做加工比如,教材的章節(jié)開頭,往往會給出一些生活中的實際問題,而在每節(jié)的例題講解中,常常會以封閉的方式呈現(xiàn)問題,教師就要重新加工,改變呈現(xiàn)方式,為學生提供問題的實際背景,展示解決問題的思考與探索過程,讓學生經歷從實際問題轉化為數(shù)學問題的過程,提高學生的參與度,增強學生學習的興趣

      基于學生初學時的實際情況,教材大多數(shù)習題的條件和結論是明確的,但是隨著學習的不斷深入,如到了整章復習或期中、期末復習時,教師可以對例題、習題進行二次改編,改變陳題的條件或隱去舊題的結論,增強問題的開放性

      教師還可利用教材中的“例題、習題、練一練”等內容設計反思型問題串,引導學生進行分析和思考,從而深化對問題的理解,揭示問題的本質,提高探索規(guī)律的能力

      篇6

      人教版教材“光的干涉”實驗安排在明暗條紋分布規(guī)律之后,實驗之前學生已學習了光程差、相干波等基本概念.傳統(tǒng)光的干涉實驗教學中教師慣于借助數(shù)學方式推導,得出干涉實驗測波長公式,最后通過實驗的具體操作訓練學生動手操作能力,加深物理規(guī)律的理解.然而真正的教學實施中并未產生預期的效果,一方面雙縫干涉測波長的實驗原理推導中,以習題的形式向學生展示,禁錮了學生的思維,未經歷整個探究過程學生很難體會到數(shù)據(jù)處理時的雙重近似,不注重光的干涉實驗教學的生態(tài)化,導致教學外部效度不高等缺陷.另一方面,波長測量公式講解后,教材試圖僅通過選用實驗觀察的方式加深學生對光的干涉測波長的認識,并未指出“干涉”實驗的本質,學生在做題過程中僅靠機械式記憶來解決問題,往往缺乏對問題的實質性的理解.沒有相關的物理意義做支撐,公式蒼白缺乏厚重感,學生只能憑借機械式記憶,解題過程中干涉公式用錯不在少數(shù).

      2 溯本求源透視實驗本質

      無論是部分教師還是學生,之所以對波長求解的定量推導的雙重近似產生疑問,關鍵原因在于未曾深入分析認知干涉原理.針對以上教學中出現(xiàn)的問題,我們以原始物理問題為問題的起始點,希冀憑借原始物理問題,透視光的干涉實驗本質.

      2.1 原始物理問題理論推導

      學生通過上節(jié)課的學習,定性掌握了干涉規(guī)律即:兩縫發(fā)出的波到屏的路程差是半波長偶數(shù)倍時,屏上出現(xiàn)疊加加強區(qū),光能量較強,屏幕出現(xiàn)亮條紋.此時教師應向學生提出這樣的問題:如何利用光的雙縫干涉,測量單色光的波長?定量推出一個表達式 .光的干涉規(guī)律的探究激發(fā)了學生求知的欲望,原始物理問題的提出促進學生意義學習的進一步升華.這是一道典型的原始物理問題,由于沒有提供任何數(shù)據(jù),學生要想解決此原始物理問題,需要在理解物理本質基礎上,在自主建立恰當?shù)哪P?,設置數(shù)據(jù)給予解答,具有很強的生態(tài)性.

      光波不同于機械波,光的波動性很難直接用眼睛觀察到,學生前概念中并不認同光是一種波,而雙縫干涉實驗恰恰改變了這一弊端.波長是一個微小量,直接用現(xiàn)有的實驗儀器很難測量出其長度值,通過光的干涉實驗不僅展示其波動性,更將光波波長這一微小量放大,我們達到測量光的波長的目的.

      3 教學啟示

      通過以上兩個過程,將生態(tài)化的光的干涉情景全面地呈現(xiàn)給學生,繼而,提出凸顯物理知識結構,彰顯光的干涉的物理學本質,適合學生認知發(fā)展水平的教學設計,歸結上述教學設計,我們總結以下兩點啟示.

      3.1 完美詮釋光的干涉教學的生態(tài)化

      篇7

      中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2015)02-060-01

      課堂教學是師生之間、生生之間思維碰撞的場所,數(shù)學課堂教學的最大任務是最大限度地調動學生思維參與的積極性。建構主義認為,一堂課的效果如何首先應當關注學生學得如何。學生學習的有效性首先體現(xiàn)在學生是否積極主動地參與學習,以保證學生對知識的主動建構。而教師教學的有效性則首先體現(xiàn)在能否調動學生的學習積極性,促進學生對知識的主動建構。所以,進行數(shù)學課堂教學的情境設計是十分必要的,而這設計又要求我們一線的教師要科學、藝術地處理教材,喚起學生強烈的求知欲。

      一、問題情境的設計

      良好的情境可以使教學內容觸及學生的情緒和意志領域,使學生把學習活動變成自己的精神需求,良好的情境成為了教師提高課堂教學效率的重要手段。我們教師在教學中要能根據(jù)教材特點,選擇適當?shù)膬热荩幊珊线m的問題,把問題作為教學的出發(fā)點,以問題情境激發(fā)學生學習的積極性,讓學生在迫切要求的情況下學習。

      比如,在“直線與平面垂直的判定”一課中,對于直線與平面垂直的定義,筆者設計了如下幾個小問題,進行引導:

      1、在陽光下觀察直立于地面旗桿AB及它在地面的影子BC,旗桿所在的直線與影子所在直線位置關系是什么?

      2、隨著太陽的移動,影子的位置也會移動,而旗桿AB所在的直線與影子BC所在直線位置關系是否會發(fā)生改變?

      3、旗桿AB與地面上任意一條不過旗桿底部B的直線B1C1的位置關系又怎樣?依據(jù)是什么?

      通過這個過程的分析、引導,學生不難得出旗桿所在直線與地面內的所有直線都垂直,從而學生抽象概括出直線與平面垂直的定義。學生在這些問題的引導下,進行主動學習,積極建構相關知識,其教學效果必然是事半功倍的。需要指出的是,問題情境應根據(jù)需要而創(chuàng)設,可適度形式化,但切忌嘩眾取寵,要講究實效,恰到好處。

      二、趣味情境的設計

      我們的教學內容應該從學生的實際出發(fā),創(chuàng)設有助于學生進行自主學習的情境,在學生所熟悉的生活環(huán)境、所掌握的數(shù)學知識中尋找素材,積極創(chuàng)設出現(xiàn)實的、有意義的、富有挑戰(zhàn)性和趣味性的情境,從而激發(fā)學生學習的好奇心和求知欲,促使學生問題的解決、知識的掌握、能力的形成。

      比如,在執(zhí)教“指數(shù)函數(shù)”時,可以從一則新聞報道引入:1994年8月,美國考古學家在阿拉斯加州一處地窖中發(fā)現(xiàn)一具女童尸體,在無史料記載可考證的情況下,考古學家卻能測定出這名女童大約死于公元1200年。知道考古學家是怎樣測量古尸的年代的嗎?其實這是根據(jù)人體中含有的一種放射性元素“碳-14”的衰變速度與尸體內的“碳-14”的含量進行推算的。如何進行推算呢?

      這樣一問,造成懸念,必會引發(fā)學生深入的思考,從而激發(fā)學生的求知欲,調動學生思維的積極性。正如德國教育家第斯多惠指出:“教學的藝術不在于傳授本領,而在于激勵、喚醒、鼓舞”。充滿趣味性的課堂情境,能激發(fā)學生的學習動機和學習好奇心,能調動他們的思維積極性,使學生變“被動學習”為“主動求知”。

      三、探究情境的設計

      G?波利亞曾指出:數(shù)學有兩個側面,一方面它是歐幾里得式的嚴謹科學,從這方面看,數(shù)學像是一門系統(tǒng)的演繹科學。但另一方面,創(chuàng)造過程中的數(shù)學,看起來像是一門試驗性的歸納科學。數(shù)學教師要讓學生認識到數(shù)學的這兩個方面,學習數(shù)學的探究發(fā)現(xiàn)和形成數(shù)學理論過程中的歸納與演繹這兩個方面,學習數(shù)學的基本思考方式。

      探究中需要合情推理,歸納和類比是合情推理中最基本最重要的兩種形式。教科書在“直線與平面垂直判定定理”一課中,安排了一個探究實驗:通過翻折三角形紙片ABC,探究如何翻折才能使折痕AD與桌面所在的平面垂直。教科書上如此設計:

      請同學們拿出準備好的一塊(任意)三角形的紙片,我們一起來做一個實驗:過ABC的頂點A翻折紙片,得到折痕AD,將翻折后的紙片豎起放置在桌面上(BD、DC與桌面接觸)。觀察并思考:

      1、折痕AD與桌面垂直嗎?如何翻折才能使折痕AD與桌面所在的平面垂直?2、由折痕ADBC,翻折之后垂直關系,即ADCD,ADBD發(fā)生變化嗎?由此你能得到什么結論?

      易見,此設計限定通過頂點A翻折紙片,其探究空間較窄,難以類比和歸納出直線與平面垂直的判定定理。筆者在執(zhí)教該課時,做了些大膽的改進:

      去掉過三角形頂點A翻折紙片的要求,而是放手讓學生翻折,只要能使翻折后的紙片豎起放置在桌面上(BD、DC與桌面接觸)后,折痕所在的直線與桌面所在的平面垂直就行。

      四、數(shù)學史情境的設計

      數(shù)學史的教育價值很早就被數(shù)學史家、數(shù)學教育工作者所認同。高中數(shù)學新課程標準要求“數(shù)學文化應盡可能有機地結合高中數(shù)學課程內容,選擇介紹一些對數(shù)學發(fā)展起重大作用的歷史事件和人物”。數(shù)學教師在平時的數(shù)學教學中,可以設計將數(shù)學史與新知識的傳授有機地結合在一起,使課堂教學的內容更加豐富、生動、有趣。

      數(shù)學課堂教學情境設計是一門科學,也是一門藝術。教學設計需要融入設計者諸多個人經驗,并根據(jù)教材和學生的特點進行再創(chuàng)造,同時靈活、巧妙地運用教學設計的方法和策略。而無論如何設計,都必須基于對數(shù)學課堂教學的理解,基于對數(shù)學課堂教學核心價值觀的認識,唯有如此,才能實現(xiàn)數(shù)學課堂教學的高效率和高質量。

      參考文獻:

      [1] 中華人民共和國教育部。普通高中數(shù)學課程標準(實驗)[M].北京:人民教育出版社,2003.

      [2] 加里?D?鮑里奇.有效教學方法[M].南京:江蘇教育出版社,2006

      篇8

      浮力 問題解決

      初中物理“阿基米德原理”一節(jié)是繼“浮力”一節(jié)內容后,學生對浮力問題的進一步認識,由對浮力產生的原因及影響浮力大小因素的感性認知轉向對浮力大小的數(shù)學原理的把握。因此,如何設計本節(jié)教學內容,才能更好地讓學生掌握浮力的運算及浮力與影響因素之間的數(shù)學關系,使學生形成清晰的知識網(wǎng)絡,這是值得我們深思的問題。

      一、教材內容的分析

      現(xiàn)行人教版教材“阿基米德原理”一節(jié)主要由兩部分組成:第一,阿基米德的靈感;第二,浮力的大小。第一部分從“阿基米德鑒定王冠”的故事出發(fā),得出結論:物體排開液體的體積越大,液體的密度越大,它所受的浮力越大。然后通過一個實驗讓學生體驗這一結論。最后引導學生得出推想“浮力的大小跟排開液體所受的重力也密切相關”。第二部分承接第一部分內容,通過實驗探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”,從而得出阿基米德原理F浮=G排。最后,以一道例題結束了本節(jié)課的教學內容。

      可見,教材給出阿基米德原理的表達式后,未再進行更深層次的挖掘。公式F浮=G排可以進一步分解為F浮=G排=m液g=ρ液gV排,即F浮=ρ液gV排。學生在學完這一節(jié)內容后,也可以應用公式G排=m液g=ρ液gV排,再根據(jù)阿基米德原理F浮=G排求解浮力問題,最終熟練運用公式F浮=ρ液gV排來解答與浮力有關的計算題。但這只是停留在公式表面的應用上,卻不能深諳公式的物理意義。

      針對以上教材中存在的問題,我對本節(jié)內容進行了全新的設計,揭示了“阿基米德原理”的本質及其表達的物理意義,并突出了與上一節(jié)“浮力”在研究意義上的整體性。

      二、原理本質的教學設計

      為了使 《浮力》一章的學習內容形成一個具有內在邏輯性的整體,能夠更好地揭示“阿基米德原理”的本質,我運用了“問題解決”的教學模式。事實上,問題解決是人類的一種基本學習活動,問題解決的過程是學生獲取知識的主要途徑,學生的學習也是一種學科問題解決的主要過程。從上一節(jié)“浮力”得出的“如果物體浸在液體中的體積越大,液體密度越大,那么浮力就越大”的結論出發(fā),我將本節(jié)課的教學內容間的關系設計如圖1所示:

      首先,由決定浮力大小的因素出發(fā),提出問題:浮力與各影響因素之間的具體數(shù)學關系是什么?即F浮與ρ液、V浸之間的函數(shù)關系。然后,教師引導學生通過阿基米德的故事得出,使問題轉變?yōu)镕浮與ρ液、V排之間的關系問題。所以,探究實驗中需要測量的物理量有F浮、V排,液體的密度可以查找密度表,通過實驗數(shù)據(jù)得出。

      公式F浮=ρ液gV排回答了最初的問題,F(xiàn)浮與ρ液、V排之間是比例系數(shù)為g的正比例關系。公式F浮=ρ液gV排是浮力的決定式,直觀地描述了浮力與液體密度、排開液體體積之間的關系,而與物體自身的密度、體積以及重力沒有關系,同時闡明了公式自身的物理意義。

      對公式F浮=ρ液gV排進行整理得出G排=m液g=

      ρ液gV排,進而推導出阿基米德原理F浮=G排。阿基米德原理不僅提供了一種計算浮力的方法,還明確了浮力與各影響因素之間的關系。

      “浮力與各影響因素之間的具體數(shù)學關系是什么?”這一問題的提出既承接了上一節(jié)課的內容,又開啟了本節(jié)課的內容,學生依據(jù)問題而展開思考和探究,對浮力的研究形成了一個體系。為了回答這一問題,探究實驗不再探究浮力與排開液體重力之間的關系,而轉變?yōu)樘骄扛×εc液體密度及排開液體體積的關系,這樣浮力與各影響因素之間的函數(shù)關系就一目了然了。最后通過理論推理得出阿基米德原理。我認為,阿基米德原理揭示了浮力與各影響因素之間的關系,這也是阿基米德原理的本質內容。

      三、教學設計的討論

      “問題解決”的教學模式實現(xiàn)了對于阿基米德原理的教學設計,聯(lián)結了前面學過的決定浮力大小的因素,使《浮力》一章形成了一個完整體系,問題解決貫穿于整個章節(jié),彰顯了教學設計的邏輯性。此外,教學設計通過對問題的回答,揭示了浮力與各影響因素之間的關系,挖掘了阿基米德原理的本質。

      1.問題解決教學模式――突顯教學設計的邏輯

      教學邏輯是學生構建清晰認知結構的關鍵,因此,必須捋清教學設計的邏輯關系。所謂教學邏輯就是教學過程中各要素所呈現(xiàn)的順序,其順序不是簡單的羅列,而是把各要素聯(lián)結起來的節(jié)點。如果找到了知識間的邏輯關系,學生會更容易地把握知識間的聯(lián)系,從而建立起整體性的知識網(wǎng)絡。本節(jié)的教學設計以問題為線索――教學邏輯的節(jié)點,通過對問題“浮力與各影響因素之間的具體數(shù)學關系是什么”的層層剖析,逐步深入本節(jié)課的教學內容。探究實驗是為了解決問題而做的,實驗結論揭示了問題的答案,阿基米德原理是對結論的總結與升華,整個教學邏輯清晰了然。

      2.浮力與各因素間的關系――阿基米德原理的本質

      在上一節(jié)“浮力”中已經介紹了浮力的兩種計算方法,通過彈簧測力計的示數(shù)變化求解浮力和根據(jù)浮力產生的原因計算浮力,而本節(jié)課“阿基米德原理”又提出了另一種計算浮力的方法。事實上,仔細研究兩節(jié)的內容會發(fā)現(xiàn)它們之間存在一定的內在聯(lián)系:“浮力”一節(jié)中給出了影響浮力大小的因素即物體浸在液體中的體積與液體密度,但沒有給出浮力與這兩個影響因素之間的具體關系;而“阿基米德原理”一節(jié),恰好解決了上一節(jié)課未解決的問題,公式F浮=ρ液gV排不僅回答了浮力與各影響因素之間的關系,而且也體現(xiàn)了阿基米德原理F浮=G排的意義所在,揭示了阿基米德原理的本質。

      參考文獻

      [1]人民教育出版社課程教材研究所物理課程教材開發(fā)中心.物理(八年級下冊)[M].北京:人民教育出版社,2012.

      [2]李楨.問題解決的心理機制及其教學意義[J].教師教育研究,2005(17).

      篇9

      【基金項目】江蘇師范大學研究生科研創(chuàng)新計劃一般項目

      美籍匈牙利數(shù)學家喬治·波利亞(G.Polya)最先提出了“合情推理”,合情推理能夠再現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)造和數(shù)學學習的具體思維過程,是具有創(chuàng)造性的推理方法。從此,推理在生活中的其他各個領域都有廣泛的應用,在數(shù)學中的應用更為突出。數(shù)學教育工作者雖對推理的重要性早已有深刻認識,但是并沒有在數(shù)學教材以及教學中得到具體體現(xiàn)。新一輪課程改革之后,各種版本的數(shù)學高中教材都新增了推理這一重要內容,有合情推理和演繹推理。合情推理與演繹推理是數(shù)學發(fā)現(xiàn)過程和數(shù)學體系建構過程中的兩種重要思維方式,學習合情推理與演繹推理對培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力具有重要價值。因此,高中數(shù)學中合情推理與演繹推理的教學理應成為數(shù)學教育工作者研究與思考的重要課題之一。

      高中數(shù)學新課程標準中對合情推理與演繹推理給出了明確區(qū)分,合情推理是根據(jù)已有的事實和正確的結論(包括定義、公理、定理等)、實驗和實踐的結果,以及個人的經驗和直覺等推測某些結果的推理過程;而演繹推理是根據(jù)已有的事實和正確的結論(包括定義、公理、定理等),按照嚴格的邏輯法則得到新結論的推理過程。由此可見,在解決實際問題的過程中,合情推理更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,因此本文主要談論高中數(shù)學“合情推理”的教學。新課標明確要求將“培養(yǎng)學生合情推理能力”作為高中數(shù)學教學的重要目標,可見新課程改革已經將“合情推理”置于了如此重要的地位。但是,高中一線數(shù)學教師對此卻很畏懼,因為無論在理論上還是在實踐方面他們都缺乏經驗。根據(jù)新課程標準的要求,我們從以下幾個方面來對“合情推理”教學進行深入思考。

      1.合情推理來源于生活,情境創(chuàng)設應從數(shù)學和生活同時入手

      合情推理來源于生活,但是,并不是生活中所有的例子都適合拿來創(chuàng)設“合情推理”的教學情境。我們來看一個例子:一位教師在校外借班進行“合情推理(第一課時)”教學時,是這樣進行情境導入的。上課開始展示圖片:神探狄仁杰探案、考古發(fā)掘、醫(yī)生診斷病人、衛(wèi)星云圖,同時做簡單的解說,并提出問題。此課堂中呈現(xiàn)出來的情境都來自于生活,并且看似很陌生,學生對這里提出的生活情境不一定都有所認識。生活情境要能夠激發(fā)學生的學習興趣,同時也要能夠讓學生獲得感性上的認識。

      新課標在“合情推理”教學方面建議:要注意從學生已學過的數(shù)學實例和生活中的實例出發(fā),喚起學生的經驗,找到知識的生長點。由此可見,“合情推理”情境創(chuàng)設應從數(shù)學和生活實例入手。合情推理的例子在數(shù)學中到處可見,因此,學生學過的數(shù)學實例并不難尋找。但是,教師在進行“合情推理”教學時不能隨便拿一個數(shù)學實例就進行情境創(chuàng)設,這需要教師在平時的教學中多積累、多發(fā)現(xiàn)有價值的數(shù)學實例。“合情推理”情境創(chuàng)設應該是數(shù)學實例和生活實例同時進行,生活實例雖然也容易尋找,但是,生活實例不宜過于復雜,應是學生熟悉的。例如,“由銅、鐵、鋁、金、銀等金屬都能導電,猜想一切金屬都能導電”可用來作為生活實例,這一物理知識是學生熟知的,用來創(chuàng)設情境可加強數(shù)學與其他學科之間的聯(lián)系,讓學生認識到數(shù)學中的“合情推理”處處存在。

      “問題情境的創(chuàng)設事實上涉及了三種不同的內容:情境內容、學生經驗內容、數(shù)學內容。”因此,“合情推理”教學的情境創(chuàng)設應當考慮學生的學習和生活經驗,教學設計要具體情況具體分析,這對任課教師在校外借班上課是一個極大的挑戰(zhàn)。“合情推理”情境創(chuàng)設也要注意孔子提出的“因材施教”。

      2.合情推理是基本的數(shù)學方法,教學過程應遵循數(shù)學方法的教學原理

      數(shù)學科學的現(xiàn)展表明,“數(shù)學不應簡單地被等同于數(shù)學知識的匯集,而應被看成是由理論、方法、問題和符號語言等多種成分所組成的一個復合體?!边@表明方法是數(shù)學活動的重要組成成分,是學生數(shù)學學習的重要內容,因此,數(shù)學教學離不開數(shù)學方法的教學。眾所周知,過去的高中數(shù)學甚至整個中學階段的數(shù)學都沒有對數(shù)學方法進行系統(tǒng)的介紹,新教材增加“合情推理”這一基本的數(shù)學方法,可見其重要性非同尋常?!逗锨橥评斫虒W模式簡介》一文中認為,教師在進行“合情推理”教學時可參考以下基本操作模式:

      但是,實際操作過程中要靈活轉變,教學并沒有固定的模式。

      教材中不對數(shù)學方法進行系統(tǒng)介紹,是因為數(shù)學方法多種多樣,其教學更難以整體把握。因此,數(shù)學方法都是通過日常的數(shù)學學習進行滲透的。那么,“合情推理”教學理應當點點滴滴地滲透給學生,而不是教師直接告之學生。數(shù)學乃至其他學科中能夠用合情推理來解決的問題數(shù)不勝數(shù),教師不可能把所有能夠用合情推理來解決的問題告訴學生。因此,這就需要教師在平時的日常教學中積累豐富的案例,仔細推敲、比較案例之間的區(qū)別與聯(lián)系,借助最經典的案例將“合情推理”這一數(shù)學方法滲透給學生。同時,教師要引導學生從整體上認識“合情推理”,勤反思,多總結,最好能夠舉一反三,這樣才有利于學生對“合情推理”進行內化。

      由以上的分析可以發(fā)現(xiàn),“合情推理”是一種重要的數(shù)學方法,其教學應該遵循數(shù)學方法的教學原理。新課程改革以前,數(shù)學方法的教學都是通過平時的教學點點滴滴滲透給學生的,新課改新增“合情推理”這一重要數(shù)學方法,只是給教師將平時積累的數(shù)學方法集中呈現(xiàn)出來的一個機會,上好“合情推理”一課不容易,對教師更是一個挑戰(zhàn)。

      3.合情推理教學在于應用

      學習數(shù)學方法的最終目的是用方法來解決問題,因此,學生學習了“合情推理”之后,要善于將其用來解決問題。如何才能更好地將“合情推理”賦之運用呢?新課標中指出:在教學中不僅要重視對方法的特點進行靜態(tài)分析,更要重視方法被抽象出來的過程,通過對數(shù)學活動過程的分析來認識它們的特點和作用(即對它們做動態(tài)的考察)。這表明,教師在對“合情推理”進行應用時,要注意動靜結合,結果是靜止不變的,也是無法改變的,而過程的動態(tài)呈現(xiàn)就需要充分發(fā)揮教師和學生的智慧。

      《普通高中課程標準實驗教科書·選修1-2·數(shù)學》中有一道有關正整數(shù)平方和公式的推導案例賞析,案例中給出了兩種詳細的推導思路,分別是歸納的思路和演繹的思路。教師如何向學生呈現(xiàn)動態(tài)的推導過程?筆者認為,第一,教師要明確,歸納和演繹是兩種完全不同的思考方式,歸納屬于合情推理,演繹即演繹推理,動態(tài)過程有明顯區(qū)別。第二,運用合情推理解決的最常見的數(shù)學問題是數(shù)列,這要求教師對數(shù)字比較敏感,善于將公式進行變形,尋找規(guī)律。這一過程不能完全由教師自導自演,學生是學習的主體,教師應充分發(fā)揮主導作用,動態(tài)過程由此得到體現(xiàn)。第三,教師在進行教學時要留給學生充分的思考和回顧時間,讓整個動態(tài)過程留在學生腦海中回味,這樣才能快速地得出靜態(tài)的結果,并且有利于學生掌握合情推理,在以后的學習中更好地運用合情推理解決更多的問題。

      總之,教師在進行“合情推理”教學時,要將推理的動態(tài)過程展示給學生。另外,運用“合情推理”解決問題的方法不是統(tǒng)一的,教師要讓學生思考、反思推理過程的特點,在變化多端的動態(tài)問題中尋找不變,這也是動靜結合的一種體現(xiàn)。

      【參考文獻】

      [1]G·波利亞。數(shù)學與猜想[M]。李心燦,等譯。北京:科學出版社,1984。

      [2]中華人民共和國教育部。普通高中數(shù)學課程標準(實驗稿)[S]。北京:北京師范大學出版社,2003。

      [3]江建國,郭楚明?!昂锨橥评恚ǖ谝徽n時)”教學過程簡錄及反思[J]。中國數(shù)學教育,2011(1-2)。

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      高中物理教學是一種以追求物理教學合理性為目的,在教學過程中不斷發(fā)現(xiàn)、思考、解決問題,對教學行為和教學活動進行有意識的、批判性的分析與再認識的過程。筆者認為,新課改下的物理教學不僅僅是對物理教學活動一般性的重復,更應該是教師置身于整體的物理教學情境中,從更寬廣的社會實踐、情感價值觀及教育層面激發(fā)自我意識的覺醒。對新課標下的高中物理教學,筆者談談自己的體會。

      一、要更新觀念

      傳統(tǒng)的教育觀念往往是在非主動條件下形成的,沒有教師的主動思考和教育實踐,往往只是簡單的重復或照抄,其效果很不理想。因此,教師應進行新課程學習,培養(yǎng)新的教育觀念,積極對自身的教學觀念進行調整,在深層次上促進教育觀念的更新與轉變,并以此指導教學實踐,這才是收到較好教學效果的必要條件。

      物理新課標不僅對物理知識的教學提出了具體的、符合實際的要求,同時也對學習過程中學生能力和方法的培養(yǎng)、學生情感態(tài)度與價值觀的形成提出了具體可操作的目標?!芭囵B(yǎng)學生必備的物理素養(yǎng)”是高中物理課標的基本要求之一,我們的課堂教學必須更加符合素質教育的要求,必須有利于學生的可持續(xù)發(fā)展,幫助他們形成正確的物理觀。

      二、改變教育教學方法

      (一)教師授課要面向全體學生,要讓絕大多數(shù)學生能理解,能消化。課后不僅要對學習成績好的學生輔導,更重要的是對學習有困難的學生進行輔導。記得有人說過 “教師對好學生的感情是不需要培養(yǎng)的”,在平時的教學過程中,教師會有意無意地將太多的精力、時間花在成績好的學生身上,教學、輔導的重心自然向成績好的學生身上傾斜,將學習有困難的學生視為差生,缺乏對他們的鼓勵和幫助,從而造成好的學生越學越好,差的學生越來越差。所以教師要特別關注學習有困難的學生,注意不要忽視所謂的差生。

      (二)要讓學生動起來。讓他們有動手、動口、動腦的機會,注重學法指導。中學階段形成的物理概念,一種是在大量物理現(xiàn)象的基礎上歸納、總結出來的;另一種是在已有概念、規(guī)律的基礎上通過演繹推理得到的。學生只有積極參與教學活動,給他們以充分動手、動口、動腦的時間,經歷觀察、分析、推理、綜合等過程,才能完整理解物理概念的內涵及外延,全面掌握規(guī)律實質。與此同時,學生的思維才能得到真正鍛煉,體現(xiàn)出學生的主體角色。所以在課堂教學中教師應改變那種以講解知識為主的傳授者角色,努力成為善于傾聽學生想法的聆聽者。而在教學過程中,要想改變那種以教師為中心的傳統(tǒng)教學觀念,就必須加強學生在師生雙邊活動中的主體參與性。

      (三)教學方法多元化。恰當運用現(xiàn)代化教學手段,提高教學效率,為新時代的教育提供了更多的教學平臺,為“一支粉筆、一張嘴、一塊黑板”的傳統(tǒng)教學模式注入新鮮血液。教師除了采用對學生提問、分組討論、要求學生查資料、寫小論文等傳統(tǒng)教學方式外,還可以適當?shù)倪\用多媒體教學手段如投影儀、多媒體課件,特別是制作復雜物理過程的演示動畫等視聽設備和手段。 它除了增強對學生的吸引力,增加課堂的趣味性和視覺上的沖擊外,更重要的是可以表現(xiàn)各種物理現(xiàn)象,能在短時間內展示物體的運動和變化過程,為學生提供大量而豐富的感性材料,突破傳統(tǒng)教學手段在時間、空間上的限制,能將傳統(tǒng)教學手段不能表現(xiàn)的許多現(xiàn)象和過程生動地表現(xiàn)出來,取得良好的教學效果,因而廣泛地被廣大教師采用。在新課改下,對教師提出更高的要求,提高教師的科學素養(yǎng)和教學技能,提高教師的計算機水平,特別是一些常用的教學軟件的學習和使用是十分必要的。

      三、課堂教學要精心設計

      在物理教學過程中,有時會發(fā)覺實際教學效果與教師預期的效果有很大差異,課后認真思考,原因在于進行教學設計時忽視了對教學實踐的反思,也就難以達到預期的效果。因此,教師應積極反思教學設計與教學實踐是否適合,不斷思考教學目的、教學工具、教學方法等方面的問題,并積極改進,從而優(yōu)化教學,有效地促進學生的學習。

      例如,在高中物理教材中,“楞次定律”的學習,既抽象又難學,如何將這些抽象的內容轉化為學生通俗易懂的知識,這對物理教師提出了很高要求。筆者在教學設計時做了精心準備,精心設計實驗,通過實驗來突破難點,在具體的教學過程中我讓學生邊做實驗邊學習,將抽象的楞次定律內容轉化為具體的、有形的東西。這樣學生通過自己的探究找出答案,掌握了知識,同時提高了實驗操作能力。事實證明,這種教學方式學生很感興趣,而且能將抽象內容轉化為直觀、形象的東西,比一味灌輸?shù)男Ч玫枚唷?/p>

      四、要注重教學效果