科学课程与教学论--8

第8章物质科学教学实施学习目标1．理解物质科学内容领域的构成及其特征；2．理解物质科学教学的目标和要求；3．理解物质科学内容教学的特征和常用的教学策略；4．了解物质科学内容的学习特点和学习指导的方式。核心概念物质科学；物质科学内容目标；教学策略；学习特点第1节、物质科学内容的教学目标一、物质科学内容的课程教学目标通过本部分内容学习，学生将接触更多的物理和化学现象，了解物质的一些性质，理解物质运动形态及其相互作用最一般的原理，认识能量转化与守恒的意义，初步建立物质结构模型的观念，并用它们解释物质的有关特性。对学生形成认识物质世界的科学观念和正确方法有重要作用。二、物质科学内容的单元教学目标案例：“物质间的循环与转化”单元的教学目标知道自然界中的碳循环。知道自然界中的氧循环。知道自然界中的氮循环。举例说出金属、金属氧化物、碱之间的转化。举例说出非金属、非金属氧化物、酸之间的转化。三、物质科学内容的课时教学目标设计的一般步骤如下：研读科学课程标准钻研物质科学教材鉴别学生的学习需求分类整理并陈述课时教学目标案例１“物体的惯性”教学目标陈述知识目标：了解牛顿第一定律和惯性概念，能举例说明其含义；能用它们解释给定的几个典型现象；能举出几个利用和防止惯性的例子；能举例说明物体的惯性与其质量有关。技能目标：能与同学合作完成小车实验的操作方法与能力目标：对小车实验结果进行思考，并阅读伽利略的理想实验资料，体会其中的理想化方法。情感目标：在运用惯性知识解释常见有关现象中体会科学知识的实用价值，提高学习科学的兴趣。第2节物质科学教学内容的构成与特征一、物质科学教学内容的体系物质科学领域的主题（7－9年级）常见的物质物质的结构物质的运动与相互作用能量与能源《常见的物质》的主题物质的性质水空气金属常见化合物常见有机物《物质的结构》的主题构成物质的微粒元素物质的分类《物质的运动与相互作用》的主题常见化学反应运动和力电和磁波物质循环与转化《能量与能源》的主题能的转化与守恒能源与社会二、物质科学教学内容的构成1.科学知识科学事实——物理运动与化学变化的现象、实验，与科学事实相关的历史资料和相应的基本的科学概念与规律。2.基本技能●基本测量仪器的使用技能、典型物理实验与化学实验的操作技能；●物理量或物理状态与过程的图示技能、化学仪器或化学实验的图示技能；●化学元素与化学反应过程的符号表示技能；●物理公式推演与运算技能、物质相对分子质量计算技能；●元素周期表使用技能等3.科学方法调查方法、观察与实验方法、数学方法、假说方法、变量控制方法、模型方法等。此外，还有物理学常用的其它方法如等效方法、隔离方法、对称方法、叠加方法等；化学常用的其它方法如物质形成过程的化学符号表示方法等。4.科学思想与科学观念因果论思想、还原论思想、守恒思想、实证思想、模型思想、对称思想，以及科学的物质观、运动观、时空观等。5.科学精神和科学态度科学批判精神、求真求美的精神、求实创新精神、尊重权威但不迷信权威的精神，以及实事求是、精益求精的态度、遵守科学研究道德规范和积极参与公共事务的社会责任感等。6.科学、技术、社会之间的关系（STS教育）环境问题、污染问题、资源问题、能源问题、高新技术，以及生活中的科学等。三、物质科学教学内容的基本特征1.实验特征2.方法论特征3.基础性特征4.定量特征5.科学探究特征6.知识统整特征7.科学文化特征案例2在水和空气这两个综合性主题中，有观察，有调查，有实验，而且贯穿在相关知识的形成和应用过程中。物质科学教学内容的这种科学探究特征，不仅能促使学生形成对科学探究的概括的、整体的认识，也能从根本上发展学生的学习能力、分析和解决问题的能力和培养创新精神和实践能力，还能有效地培养学生的情感态度与价值观。案例3物质结构主题统整了物质微粒、元素、物质分类；能量与能源主题下整合了机械能、内能、电磁能、化学能和核能。物质科学教学内容的这种统整特征，有助于学生从整体上认识自然，促使他们根据揭示自然界统一性的概念、原理、思想和各学科领域之间的内在联系来构建开放型的知识结构，既有利于克服学科学习中认识的局限性和片面性，又有利于知识的迁移。问题讨论从物质科学内容中选取一个知识点，讨论如何写出它的课时教学目标和教学特点。（1）教学目标的构成是什么？为什么有这些构成？（2）教学的特点是什么？（3）怎样在教学中突出教学的特点？第3节、物质科学内容教学的实施与策略一、科学探究教学策略及其实施1.形成一个可探究的问题２.对问题做出猜想或假设，并提出相应的检验方案３.实验取证并进行分析４.促进意义建构５.反思与评价案例4“压强”概念建立中的探究设计情境资料：海滩上的几对脚印；人与骆驼在沙漠中行走；生活中书包背带变宽，且用双背带；用格尺的棱压手臂，然后用格尺的平面压手臂。问题生成：从以上实例，大家意识到有什么问题值得探究？建立假设：经过讨论，我们已经确定了问题——压力的作用效果与哪些因素有关。你认为与哪些因素有关呢？请在组内讨论后发表意见。制定方案与实验：请各组讨论，说出检验自己假设的方案，设计实验。实验与分析：各组完成自己的实验；请把实验数据呈现出来；你是如何分析数据的？结果如何？意义建构：经过实验研究，我们发现压力作用有什么特点？……那么，你认为可以怎样衡量压力的作用效果呢？反思：我们的探究经历了哪些过程？你有什么体会？还有什么问题？二、概念转变教学策略及其实施前概念物质科学与日常生活有着十分密切的联系，因此，学生在学习之前，头脑中就已经形成了许多与物质科学概念、规律有关的认识。学生的前概念中有相当一部分是不正确、不完善，甚至是错误的。将学生的前概念转化为科学概念，即为概念转变（conceptualchange)（１）鉴别学生的前概念通常使用的方法是通过课前调查或多次教学的经验积累来诊断学生的前概念。更有针对性的方法是，呈现与学习主题相关的一类事实及问题，让学生发表自己的见解，暴露其前概念。(２)引起认知冲突给学生呈现相互矛盾的事实或与学生认识相矛盾的事实，或者揭示学生对同类事物的不同认识间的矛盾，都可以引起其认知冲突。(３)解决认知冲突结合教材内容及引导提问，组织学生展开讨论，进行质疑、辩护、争论、释疑，辨明事物本质特征或内在关系，解决认知冲突。解决认知冲突的过程中，应特别注重让学生体验科学理性精神和实证思想，使其懂得科学认识必须与事实相符合。调查研究初中生有关浮力的前概念选择一所初中，调查学生有关浮力的前概念，并根据调查研究结果写出分析报告调查样本：初中2年级一个班学生调查形式：问卷第四节、物质科学的学习特点与学习指导一、物质科学的实践学习特点及其学法指导１．让学生体会亲身实践对其学习与发展的重要意义２．指导学生结合课堂教学内容，进行课前、课后的观察、调查及操作3．重视真实情境问题的解决4．引导学生从STS的角度关注一些问题二、物质科学的探究学习特点及其学法指导１．让学生了解和体会探究学习对其学习与发展的重要意义２．以课堂教学为主渠道，引导学生经历科学探究过程注意，学生的探究学习不是简单地按照科学探究的基本模式经历一个形式过程，而是将手脑真正投身于对科学问题的探究之中。为此，必须在探究环节上给学生安排明确具体的学习任务。比如，明确科学问题后，要让学生对其做出假设；实验观测后，要让学生表述看到了什么、发现了什么特征或因果联系等。有些学生习惯于接受学习，面临探究学习任务时会产生焦虑。因此要特别注意给学生创造一个安全的心理环境，同时要给与适当提示和鼓励，帮助他们克服困难，完成任务，获得成功体验，逐步形成探究学习的习惯。３．在综合实践和研究性学习中深化探究学习综合实践及研究性学习能给学生创设一个更加开放的探究环境，这时教师要给学生以更大的自主权，不过要注意先引导学生形成一个与物质科学内容相关性强，具有探究体验价值且具有可行性的课题。另外，由于物质科学中的有些内容，探究时具有不安全性，所以要特别注意活动的安全。４．指导学生对探究过程进行反思探究学习涉及多层次的策略与方法，引导学生进行多方面的反思，可以有效地促进对其策略与方法的体会和掌握。反思的基本程序：首先，教师要引导学生对科学探究的全过程进行反思，让学生对探究过程的主要环节有一个较为明确的认识，从总体上了解探究学习的策略和步骤然后，教师要引导学生对核心环节中的重要方法进行反思，比如反思控制变量方法、归纳方法等，从科学探究中学习一些具体的方法和技能最后，还要引导学生对自己的得失进行反思，让他们既能有成功的体验，又有切实的教训。在学生有过几次反思经历后，可以鼓励学生自己进行，然后组织相互交流。三、物质科学的建构学习特点及其学法指导１．指导学生加强实践与探究２．指导学生在实践、探究中进行思考３．鼓励学生形成自己的独立见解是它将成为学习新内容的基础;是形成它的过程能促进自己思维的发展;是可增自己的勇气和自信心。４．指导学生进行单元知识总结知识的结构化、系统化是建构物质科学知识网络的重要环节。在这个环节中，教师可以给学生呈现一些总结好的知识结构图表，但最好是逐渐让学生按照自己的设想进行归纳总结，然后与其它人的总结进行比较，最终形成一个较为合理的知识网络。练习与实践1.自选一个合适的课题，例如“燃烧的条件”，设计一个探究教学方案。2.．收集有关介绍有关形成知识网络结构的专题资料，并向学生介绍你认为比较有效的构建知识网络结构的方法，以及怎样运用这一方法？3．实践作业：选择一所初中，调查学生有关浮力的前概念情况，并根据调查研究结果写出你对学生前概念状况的分析报告。（1）调查样本：初中2年级一个班学生（2）调查形式：问卷。