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1、以问题为导向的知识建构电荷一课教学案例 大连市42中学 刘冲一、课例背景随着建构主义教学理论和学生为本的教学思想的广泛推广，广阔教育工作者都在不断的探索着能将理论与实际联系到一起的最有效的途径。于是生成了许多教学模式，学习方法，例如探究式教学模式、抛锚式教学模式、案例教学模式、翻转课堂教学模式、自学-辅导教学模式等等。根据不同的教学内容和学情等客观因素，教师应合理的选择不同的教学模式和方法，力求到达最高的教学效率。建构主义突出地表达以学生为本的理念，它要求关注学生的主体性开展，将学生视作信息加工的主体、意义的主动构建者，教学中强调学生将知识内容与原有知识构造的连接，不求一致答案的获得，而是个性
2、化的知识内化的过程。要求教师引导学生在原有的知识经历根底上，建构新的知识经历。教学不是知识的传递，而是知识的处理和转换，其目的是与已有的知识经历结合，形成新的更为完整的知识框架。教师应当是学生学习的促进者与帮助者，与学生是合作伙伴关系。本节电荷一课对初中生来说内容比拟抽象，为了让学生能够更好的理解本课的内容，设计了大量的演示实验，力求将抽象的问题具体化，形象化，可视化。但是仅仅做好这些还是不够的，教师应该以问题为导向适时提出问题，引导学生的思维方向，直达教学目标。否那么学生的思维会过于发散，一局部学生会仅仅看热闹，从而降低了教学效率。为了实践建构主义理论和学生为本的教学理念，结合教学目标和本校
3、学情，我尝试做了以下教学设计。二、课例呈现一教学目标设计 知识与技能 1.认识摩擦起电的现象,了解电荷的种类及电荷间的相互作用; 2.了解验电器的原理及其作用,了解电荷量及其单位; 3.了解原子构造,认识元电荷、自由电子和电荷的移动。 过程与方法 1.通过实验活动感受摩擦起电,知道带电体的性质; 2.在认识自然界只有两种电荷的过程中,感受人们所用的推理方法。 情感态度与价值观 1.注意观察静电现象,对电荷种类的探究产生兴趣,能主动利用简易器材动手做实验,激发学生主动学习的兴趣; 2.鼓励学生自己查找资料、培养学生的自学能力,引导学生关注社会、初步认识科学及相关知识对人类生活的影响。 二教学内容
4、及重点、难点分析 教材分析 电荷是人教版八年级第五章第一节,本节的教学内容有:摩擦起电现象、两种电荷及其作用规律、验电器、电荷量及其单位、元电荷、电荷在导体中定向移动、导体和绝缘体等。摩擦起电是人类最早发现的电现象,两种电荷及其相互作用规律是进一步深入学习电学、理解许多电现象的根底,电荷量的概念是后面理解电流概念的关键,因此本节课作为初中电学起始课,具有很重要的地位。 教学内容 本节课教学内容主要分为以下五个局部: 第一局部:摩擦起电现象 第二局部:两种电荷规定方法及电荷间的相互作用规律 第三局部:用验电器来检验物体是否带电 第四局部:电荷量及其单位 第五局部:元电荷及原子构造、电荷的定向移动
5、、导体和绝缘体 重点、难点 两种电荷及其作用规律、电荷量及其单位、电荷的定向移动是教学重点,而认识自然界只有两种电荷同时又是教学难点。 三教学对象分析 本节课中的摩擦起电现象,两种电荷及其作用规律,学生在小学自然常识课中曾经学过,初中阶段应在这个根底上,通过实验分析,使学生了解“自然界只有两种电荷的逻辑思维过程,开展学生的逻辑推理能力。所以必须把这些比拟简单的知识讲得丰富些,挖掘深度,不然难以引起学生的学习兴趣。通过课本图5.1-3所示的演示实验,使学生知道验电器带电的多少与验电器箔片张开的角度大小相对应,从而引出电荷量的概念。电荷量的单位是直接告诉学生的,为了使学生对电荷量的单位库仑有个大概
6、的了解,应举例说明:一根摩擦过的玻璃棒或橡胶棒所带的电荷量,大约只有10-7库仑,一片带电的云上所带的电荷量,大约有几十库仑。关于元电荷及原子的知识,此地只要学生了解即可,留待化学课上进一步学习,此地主要是让学生知道电荷的由来。最后一局部“电荷在导体中定向移动有点抽象,可用演示实验作进一步的形象讲解。 四教学用具 玻璃棒(附丝绸),橡胶棒(附毛皮),验电羽,塑料刻度尺,验电器,支架,带绝缘皮铜导线,碎纸屑假设干。 五教学过程设计课题的引入：演示1：用毛皮摩擦过的橡胶棒，或用绸子摩擦过的玻璃棒有吸引碎纸屑的现象。学生实1：学生自己用塑料笔杆、塑料尺与头发或衣服摩擦做类似的实验。师：这是什么现象？
7、生：这是摩擦起电的现象。师：我们在本章中就要学习电的知识，我们就从最简单的摩擦起电现象来认识电的世界。新课教学：师：大家还知道生活当中还中哪些类似的现象，能说出来与同学们交流吗？生1：用塑料梳子在头发上摩擦，靠近碎纸屑，能吸引碎纸屑。生2：家里看电视时，翻开彩电时，头靠近屏幕，头发会竖起来。生3：师：同学们说得很好，请同学们再思考一下：这些现象都有什么共同的特点？生：这些物体都能吸引碎纸屑这样的小物体。师：很好，这些物体，我们习惯上把这些带了电荷的物体叫做带电体。师：请同学们不要摩擦塑料笔，看看还能吸引碎纸屑吗？生：同学们动手后，不摩擦不能吸引碎纸屑。师：请同学们总结一下：以上的实验能告诉我们
8、什么？生：1、用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。 2、带电体能吸引轻小物体。师：请同学们讨论：为什么穿化纤衣服特别容易招灰大家讨论，教师点名让学生答复生：这是因为化纤衣服容易摩擦起电成为带电体，而带电体又容易吸引灰尘这样的轻小物 体。师：摩擦起电现象在生活、生产中是比拟常见的，摩擦起电所产生的电叫做静电，静电对我们人体没什么危害，但是可以引起其他严重的后果，比方，引起火灾等。但是静电也有可利用的一面。如：静电复印和激光打印等等。师：人们在长期的实践中发现：很多物体经过摩擦以后都能带电，譬如：玻璃与丝绸摩擦后能带电；橡胶与毛皮摩擦后能带电；还有琥珀等其它的物体。师：人们把这些摩擦后的物体分别去
9、靠近与丝绸摩擦过的玻璃棒和与毛皮摩擦过的橡胶棒时，还发现：但凡会跟玻璃棒相吸引的，必定会跟橡胶棒相排斥；但凡会跟橡胶棒相吸引的，必定会跟玻璃棒相排斥。师：人们从这些现象中认识到：这些物体上所带的电荷是不同的，自然界存在两种电荷。于是人们规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷叫做正电荷。用“+表示。用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷叫做负电荷。用“表示。演示2：用两根玻璃棒和两根橡胶棒演示电荷间相互作用的实验：师：教师在做实验时，同学们看到了什么现象？生：两根玻璃棒靠近时会互相排斥，一根玻璃棒和一根橡胶棒靠近时会互相吸引。师：这两根棒上所带的电荷一样吗？我们可以从这个实验中得出什么结论呢？生：同种
10、电荷互相排斥；异种电荷互相吸引。师：下面请两位同学上来做两根橡胶棒的实验，其它同学注意观察。学生实验2：两名学生做实验，其他同学注意观察，教师注意纠正操作。会看到什么现象呢？师：接下来，请同学们讨论两个问题：1、用手捋散开的塑料绳，是不是捋的次数越多，合拢得越紧？2、用塑料梳子梳理一名女同学的长发，为什么越梳越蓬松？同学们互相讨论，教师提醒同学们可以用做实验的方法来验证。组织同学们发言，讲清道理。培养学生的实验能力，应用物理知识分析问题、解决问题的能力和语言表达能力演示3：教师出示验电器，介绍验电器的构造，然后用一个不带电的物体接触金属球，让学生注意观察金属箔有没有变化？师：观察到了什么？生：
11、没有变化。学生实验3：每组由一位同学实验，其他同学观察，用带电的物体接触金属球，再观察金属箔是否变化。师：观察到了什么现象？生：金属箔张开了。师：这是为什么呢？讲解当不带电的物体接触金属球时，金属箔不张开；当用带正电的物体接触金属球时，由于金属球、金属杆、金属箔都能导电，使两箔片都带正电互相排斥而张开；同样，用带负电的物体接触金属球时，两箔片都带负电也互相排斥而张开。师：你想这个装置能有什么用处？稍顿有个物体不知是否带电，你能不能用它检验一下？生：用物体接触金属球，如果金属箔张开，说明物体带电；如果金属箔不张开，说明物体不带电。师：这就是一个检验物体是否带电的仪器验电器。验电器是根据什么道理检
12、验物体是否带电的呢？生：同种电荷互相排斥。学生实验4：每组由一位同学实验，其他同学观察，先用毛皮轻轻摩擦橡胶棒一两下，用棒接触验电器的金属球，观察金属箔片张角的大小，再用力多摩擦几下，再接触金属球，观察张角的大小。师：两次张角有变化吗？生：变大。师：这说明什么呢？生：第二次验电器所带的电荷比第一次多。师：可见电荷有多有少，电荷的多少叫做电荷量。它的单位：库仑，这是为了纪念法国物理学家库仑而规定的，常常简称做“库，用符号表示。库仑是个很大的单位，刚刚实验中摩擦过的棒上所带的电量只有10库仑左右。演示4：教师边演示边介绍先用带正电的玻璃棒接触金属球，观察金属箔张角的大小，再用带负电的橡胶棒接触金属
13、球，张角变小。师：这说明金属箔上的电荷多了还是少了？生：少了。师：这说明“、“电荷放在一起会互相抵消，如果“、“电荷的电荷实验现象说明:电荷在金属杆中定向移动。 实验: 1)取两个验电器A和B。用金属杆把A和B连接起来,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器A,可以看到A和B的金属箔都张开了。 2)改用橡胶棒把A和B连接起来,重做上面实验,可以看到只有验电器A的金属箔张开,而B仍然闭合。指导学生阅读课文了解物质的组成、元电荷的概念。 1)原子构造:原子由原子核和核外电子组成。 2)电子:带有负电的最小的电荷。 3)元电荷:最小的电荷。 4)中和:原子对外不显电性。 (介绍物质由分子、原子组成的,介绍原
14、子的构造,也可配合课件形象讲解,给学生具体的印象和模型,让学生知道电子是带有负电最小电荷的粒子,叫做元电荷,介绍原子呈中性的原因,引入“中和的概念。此节主要为学生思考摩擦起电原因铺下伏笔,并且使电荷的概念更具体化。) 六课堂小结 问:这节课我们研究了什么问题主要采用了什么方法 学生总结本节知识要点:通过对实验现象的观察、分析和比拟,并结合历史上的大量实验结果归纳得出:自然界中只有两种电荷,同时认识到了电荷间的相互作用规律,然后学习了验电器、电量的概念和中和现象、以及电荷在导体中的定向移动、导体和绝缘体等。 方法:提出问题进展猜测设计实验进展实验分析实验交流讨论得出结论 七达标检测: 学生依据目
15、标自查,完成检测练习(练习题略),然后师生共同分析讲评。 八板书设计 第五章电流和电路 5.1 电 荷 一、电荷 1.摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象摩擦起电。 使物体带电的方法:摩擦起电、接触带电、感应带电。 2.自然界中只有两种电荷: 正:丝绸摩擦过的玻璃棒 +, 负:毛皮摩擦过的橡胶棒-。 同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。 3.检验物体是否带电:利用带电体的性质来判断;用验电器来检验。 4.电荷量:电荷的多少。单位:库仑(库),符号:C。 二、原子构造 元电荷 1.原子构造:原子- 原子核 “+ - 电 子 “- (带有负电的最小的电荷) 2.元电荷:最小的电荷。 3.中性:原子由
16、于正电荷和负电荷数量相等,原子不显电性。 三、电荷在导体中定向移动。 导体:善于导电的物体。 绝缘体:不善于导电的物体。 金属靠自由电子导电。三、课例评析从本节课的流程可以看出，教师的提问行云流水，层层递进，恰到好处地调控着课堂的进程，学生的思维也过度自然，学生跟随着教师的问题达成一个个教学目标。美国心理学家布鲁纳指出：“教学过程是一种提出问题、解决问题的持续不断活动。，爱因斯坦曾说过“提出一个问题比解决一个问题更重要。平时教学工作中发现一些学生可以做到“敢问，但是更少的学生既“敢问、又“会问、善于“发问，学生经过深思提出问题，对他们而言最有思考价值的。教师如何提出问题，这对学生学会自己提出问
17、题起到潜移默化的作用。调控课堂提问的难度：课堂提问不宜停留在“区与“未知区，即不能太容易也不能太难，教师应善于寻找学生的“最近开展区的结合点，即为知识的“增长点上布设悬念，促进学生认知构造的形成、稳固和开展。调空课堂提问的频度：频繁的讨论式的课堂提问过多不仅费时，而且会导致学生随大流，导致课堂教学重点不突出、难点得不到化解。调控提问的等候时间：学生思考时间不充分，无法答复或仓促答复导致错误，教师得花费更多的时间给学生提示或纠错，这样既不经济又容易导致学生降低答复下列问题的兴趣，结果往往是低效的或无效的。首先，就课堂提问的作用来看，有强化稳固类的提问，有引导启发类的提问，有发散提高类提问。本节课
18、的引课局部就是由一系列引导启发类提问组成的，结合小学生讨论的方式。例如：师：这是什么现象？大家还知道生活当中还中哪些类似的现象，能说出来与同学们交流吗？同学们说得很好，请同学们再思考一下：这些现象都有什么共同的特点？等。这样可以有效的提高学生课堂参与度，防止一个人或几个人答复下列问题，其他人听热闹的情况。提高学生课堂参与度也是新课程理念下以学生为本教学思想的根本要求。 其次，从学生认知的角度来看，认知主义学习理论认为学习者学习新知识的过程实际上是新旧材料之间相互作用的过程，学习者必须寻找存在于自身原有知识构造中的能“同化新知识的“停靠点。而开场的这些引导启发类的提问就是在帮助学生找到这些“停靠
19、点。这些“停靠点就是学生思维的出发点，这就为后续的教学打下良好的铺垫。 在一系列演示实验环节中，教师采用了一系列导向式的问题。在认知主义学习理论中，这类问题主要的作用就是使学生通过自己积极的思维将自己原有的旧知识与新知识建构起联系，从而到达认知上的“同化。例如：师：请同学们讨论：为什么穿化纤衣服特别容易招灰大家讨论，教师点名让学生答复这两根棒上所带的电荷一样吗？我们可以从这个实验中得出什么结论呢？师：接下来，请同学们讨论两个问题：用手捋散开的塑料绳，是不是捋的次数越多，合拢得越紧？用塑料梳子梳理一名女同学的长发，为什么越梳越蓬松？等等。这种层层递进的提问使学生在认知上从各自的“最近开展区逐步向
20、外发散，构建起新的知识构造，充分训练了学生知识迁移和发散的能力。学生实验3：每组由一位同学实验，其他同学观察，用带电的物体接触金属球，再观察金属箔是否变化。师：观察到了什么现象？生：金属箔张开了。师：这是为什么呢？表达了对学生总结概括思维能力的训练，这就是认知理论中学生对知识“顺应的过程。皮亚杰认知开展阶段理论将出生到十五岁的儿童认知心理开展分为四个阶段，即感知运动阶段、前运算阶段、具体运算阶段和形式运算阶段。初中阶段的学生大都在十二到十四周岁之间，正处于具体运算阶段到形式运算阶段的开展阶段，其思维认知能力具有以下的特点：学生的思维具有一定的可逆性、逻辑性，可以进展简单的假设推理，对问题的解决
21、方法进展分析判断。但学生独立解决问题的能力和思维的严谨性和创造性有待提高。因此，初中物理教学在培养学生思维能力上有着重要的作用。理科教学通常是以提出“问题为线索引导学生去思考解决问题的方法，进而培养学生的思维能力。那么，课堂提问便成为教师专研的一门学问。要想提高课堂提问的有效性，提问的内容固然重要，但怎么提问，也就是提出问题时的语言构造也尤为重要。同一个问题内容，不同提问方式就会出现不同的效果。我认为有效提问的语言构造应具有以下特点：1、有明确的问题指向性；2、有明确的限定条件；3、问题具有一定的开放性；4、问题具有一定的新颖性。 没有任何一种教学模式是完美的，导向式提问同样存在着自身的缺点。在新课程理念下，以学生为本，注重开展学生的能力是一项重要的内容。而导向式提问如果应用过度就会束缚学生的思维，扼杀学生的想象力和创造力。所以教师在问题设置时一定要有的放矢，既要完成既定的教学目标，又要注重培养学生的创造力。提出的问题既要有针对性还要有一定的发散性，给学生一定的思维空间。这就需要教师做好充分的课前准备，既要有一定的知识储藏，又要明确课程要求，任务目标清晰，还要充分了解学情，对不同能力层次的学生了然于心，合理适度的设置各种类型的问题。力求让每一位学生都有开展自己能力的空间，我觉得这样的课堂教学才是最有效的。