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        教學設計:從學生的思維起點出發(fā)

        2016-12-17 18:28:41盛建國
        關鍵詞:教學設計

        盛建國

        摘 要:生本理念下的教學設計應從關注學生思維出發(fā),從研究學生的思維起點入手,創(chuàng)設情境營造思維沖突,創(chuàng)造條件實現(xiàn)思維呈現(xiàn),促進學生的思維發(fā)展。

        關鍵詞:教學設計;思維起點;學生思維

        中圖分類號:G633.7文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)17-043-2

        在教學中我們經(jīng)常遇到這樣的情況:教師課前認真?zhèn)淞苏n,也做了精心預設,滿以為課堂會思維流暢,實現(xiàn)預期精彩呈現(xiàn),但實際教學效果卻讓人大失所望,學生對教師預設的教學情境可能反應平淡,甚至有時走向了預期結果的反面,讓教師始料未及,不知所措。下面是一節(jié)八年級物理課“光的折射”的教學案例:

        一、意料之外:優(yōu)秀學生為什么也會畫錯

        1.課前教學預設:思維順暢,信心滿滿

        筆者在某次執(zhí)教“光的折射”時,課前認真設計后,決定這樣實施教學:

        [1體驗] 根據(jù)事實,提出問題。指導學生將筷子斜插入水中,請學生觀察后說出在水面斜上方觀察筷子時看到的現(xiàn)象。學生都看到筷子似乎在水面處折斷了,水下部分向上彎折(如圖1),以此激發(fā)學生的好奇心,并適時提出三個循序漸進的思考問題:

        (1)光在均勻的空氣中是怎樣傳播的?

        (2)你認為光從空氣斜射入水中時,是否仍然沿直線傳播?

        (3)如果不是,你覺得光將會怎樣傳播呢?

        [2探究] 提供支架,輔助猜想。為了讓學生對光從空氣斜射入水中的傳播有進一步了解,為科學猜想提供一些依據(jù)和幫助,我接下來又讓同學二人一組做了下面的探究小實驗:

        取一個空一次性紙杯,用激光手電從上方斜著射向紙杯內,并在紙杯外壁上光斑處標記為A點(如圖2);接著,一位同學保持激光束方向不變,另一位同學慢慢往紙杯中加水,同時觀察紙杯外壁上光斑位置的變化情況。發(fā)現(xiàn)加水后,紙杯外壁A處的光斑位置向下移了(如圖3)。

        [3作圖] 根據(jù)猜想,試畫光路。請學生根據(jù)猜想試畫光從空氣斜射入水中時的傳播方向(如圖4)。

        在教學預設中,筆者認為學生觀察到斜插入水中的筷子在水面處好象“彎折了”的事實,應該知道:光從空氣斜射入水中時將不再沿直線傳播。接著,再觀察到激光束斜射入水中后,紙杯外壁上的光斑位置向下移,雖然學生看不到具體的光路,也可以推測出光入水后的偏折方向,接下來再讓學生猜想并畫折射光線,應該不是難事了,所以對課堂學生的反應信心滿滿,充滿期待。

        2.課堂實施效果:意料之外,大失所望

        課堂實施中,當學生觀察到水中筷子“彎折”現(xiàn)象時,都很感興趣,于是自然引出問題:光從空氣斜射入水中時,將怎樣傳播呢?教學進程似乎盡在掌控之中。但是,在學生完成紙杯實驗時,由于沒有提供固定激光手電的支架,要求學生手握紙杯不動,將激光手電靠在紙杯沿上,保持激光束方向不變,另一名學生往紙杯中緩慢加水,同時觀察杯外壁光斑位置的變化。這一實驗操作比較困難,而且要求兩名學生默契配合,才能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象。事實上,許多學生沒能明了實驗操作辦法,甚至操作不當或錯誤,所以我只能請成功觀察到“光斑向下移動”的幾個小組向全班作了交流。

        接著就到了第三步畫圖的環(huán)節(jié),我特意請了一位優(yōu)秀學生上黑板畫出她的猜想,但讓我始料不及,大跌眼鏡的是,她畫的竟然和正確答案完全相反,折射光線遠離法線向水面上方偏折了(如圖5),那一刻我真不敢相信自己的眼睛,連優(yōu)秀生都沒能達到教學預設的效果,感覺自己的教學設計完全失敗了……

        二、深刻反思:學生錯誤的背后隱藏著什么

        1.課后反思:課堂失敗,原來事出有因

        課后反思本課,按照備課時的設想:有了筷子“彎折”這第一個事實為依據(jù),學生已經(jīng)不可能猜想光從空氣斜射入水中時仍沿直線傳播了,再有激光紙杯實驗為腳手架,學生應該很容易想到,光從空氣斜射入水中時將靠近法線偏折,然后只需進一步實驗驗證,即可得出光從空氣斜射入水中的折射結論,教學似乎順理成章。但教后反思,這一設計看似思維順暢,其實只是教師一廂情愿的設想。學生經(jīng)歷第一個體驗活動,看到水中筷子發(fā)生“彎折”的現(xiàn)象,只能得出光從空氣斜射入水中時將不再沿原來的直線傳播;第二個探究實驗由于沒有固定激光筆,實驗操作難度較大,學生不易觀察到清晰的現(xiàn)象,而且就算看到紙杯壁上的光斑在加水后向下移,要得出光線斜射入水中的偏折情況,仍需較為復雜的思維過程,因為整個光路并不可見。

        事實證明,初中學生正處在由感性思維向理性思維發(fā)展的關鍵時段,且以感性思維為主,對直觀性強的所見所聞比較敏感,他們尚未形成復雜的理性思維能力。因此,當學生由第一次體驗中看到筷子“向上彎折”這一事實時,對他們產(chǎn)生了很強刺激,他們由筷子“向上彎折”直接認為光線也是向上偏折的。如果沒有紙杯實驗的細心觀察,認真思考,學生根本不會,也不可能想到我們看到水中的筷子時,光線是由水射向空氣的,而現(xiàn)在是研究光從空氣斜射向水,兩者剛好完全相反。因此,從這一點上來說,本課在學生剛接觸“光的折射”時,就安排“筷子彎折”現(xiàn)象作為猜想光從空氣斜射入水中時偏折情況的依據(jù),并不是最合適,因為“筷子彎折”產(chǎn)生的原因是光從水中斜射入空氣中時發(fā)生偏折,其偏折情況和我們剛開始研究的空氣到水中正好相反。從學生思維發(fā)展和教學邏輯角度來說,課堂失敗事出有因。

        2.改進優(yōu)化:順勢而為,營造思維沖突

        在對本課進行重新分析,尤其是對學生思維的起點和思維發(fā)展過程進行重點研究后,筆者又進行了課堂重構。鑒于水中筷子“向上彎折”的現(xiàn)象非常明顯直觀,觀察活動用時很少,引入直截了當,所以仍然用了這個體驗活動,但對后續(xù)教學作了整體的安排和調整。

        一是創(chuàng)設問題情境,營造思維沖突。在觀察到水中筷子“向上彎折”的現(xiàn)象后,教師提出問題:光從空氣斜射入水中時,將怎樣傳播?并讓學生分組討論,學生討論后基本都會認為,光從空氣斜射入水中時將像水中筷子一樣向水面上偏折。接著,教師將原來的“觀察紙杯壁上光斑移動”的實驗改成演示實驗,用大紙桶,激光手電固定在鐵架臺上,這樣一來,演示的效果非常好,全班學生都清晰地觀察到紙桶中加水后,光斑向下移動了。此時,教師再問學生:光從空氣斜射入水中時,將怎樣傳播?這時,學生觀察到兩個現(xiàn)象,產(chǎn)生了強烈的思維沖突,迫切地想知道為什么水中筷子“向上彎折”,而水中光斑會向下偏折?光從空氣斜射入水中時,究竟會怎樣傳播?二是開發(fā)創(chuàng)新實驗,清晰展示光路。在學生產(chǎn)生強烈的思維沖突后,教師引入效果震憾的創(chuàng)新實驗,讓學生親晰地觀察到整個光路。這里采用了二點創(chuàng)新,首先是用大功率綠激光手電清晰地展示水中的光路,其次是用噴水壺制造水霧,水霧所到之處,空氣中的光路一清二楚,效果震憾,學生情不自禁地歡呼起來。清晰地光路用事實給出了答案,解決了前面的問題。但在學生心中還有一個問題迫切地想知道答案:為什么我們會觀察到水中筷子“向上彎折”?正是在這樣的思維沖突和強烈欲望下,我們的物理課堂象磁鐵一樣牢牢地吸引著學生,引領他們去探究、思考,不斷解開心中的疑惑。

        三、深入研究:教學應更關注學生的思維活動

        1.思維起點:教學活動的起始和依據(jù)

        實踐經(jīng)驗告訴我們,教學應更關注以生為本,更關注學生的思維活動。奧蘇貝爾曾經(jīng)說過:“如果我不得不把教育心理學的所有內容簡約成一條原理的話,我會說:影響學習的最重要因素是學生已知的內容。弄清了這一點后,進行相應的教學?!本唧w在教學中,我們應該研究學生的思維起點,并以此作為教學活動的起始和依據(jù)。

        例如:在初三物理電學中,學完“電流”一節(jié)后,學生第一次遇到如圖6所示的習題時總是要出錯:原來S1、S2兩開關均閉合,當S2斷開時,問兩電流表示數(shù)如何變化?絕大多數(shù)學生會認為,A2示數(shù)將不變,A1示數(shù)將增大。一開始并不以為意,后來發(fā)現(xiàn)大量同學都錯,問他們是怎么考慮的,學生普遍認為:當斷開S2時,干路中的電流是恒定不變的,當一條支路斷開時,另一支路中電流將增大。這才知道,原來學生認為電源流出的電流始終是恒定的,這一思維完全出乎教師的意料之外。再進一步深究,為什么許多學生都會有這種錯誤的想法呢?我們的教學中有沒有什么問題呢?追溯后發(fā)現(xiàn):原來我們大部分教師在電流概念引入教學時,都采用了教材上將電流類比作水流的辦法:干路比作河流的干流,支路比為支流。而河流中干流的水量是相對一定的,如果一條支流堵住無水,其它支流的水量將增加,這就是學生“恒流說”的來源。由此發(fā)現(xiàn),學生錯誤的源頭還在我們教師的教學上,只有找到學生思維的起點,教學才有了原點和支撐。

        2.思維沖突:破舊立新的自主性建構

        許多展示的公開課上,我們常常看到教師煞費苦心,預先破解了一個個教學難點,為學生的理解鋪平了道路。課堂上,師生你問我答,順風順水,一路表演到下課。這樣“過分順利”的課堂其實少了許多思維訓練和思維的深度,也少了深刻的內涵。學生的自主建構需要一個破舊立新的過程,尤其在我們物理概念的建構中,許多時候要破除學生錯誤的前概念,就必須要有一個強烈的思維沖突。因此,課堂需要產(chǎn)生思維的沖突和思想的碰撞,這是學生思維發(fā)展的必經(jīng)環(huán)節(jié)。

        3.思維呈現(xiàn):學生主體的保障和落實

        課堂需要有精彩的高潮,但同樣也該有一定的留白。課堂要留給學生沉思和討論的時空,課堂還應設計各種環(huán)節(jié)和方式,讓學生的思維得以呈現(xiàn),這是保障落實學生主體地位的客觀需要。研究學生,是教師進行教學研究的永恒話題,而學生的思維,更是我們進行教學設計時值得重點關注和分析的內容。教學設計,應該從研究學生的思維起點出發(fā)。

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