基于理性思维发展的科学教学设计

韩红芳
摘 要: 理性思维是一种重要的核心素养,课堂教学是培养学生理性思维的主阵地,为了充分体现科学课堂培养学生理性思维的作用,作为教师在教学设计时一定要重视理性思维的渗透和融合,为此,以机械运动(第一课时)为例进行实践与探索.
关键词: 理性思维;科学;教學设计;机械运动
2016年9月,《中国学生发展核心素养》正式发布,科学核心素养包含科学观念、理性思维、实验探究和社会责任4方面内容.其中指出理性思维的重点是:崇尚真知,能理解和掌握基本的科学原理和方法;尊重事实和证据,有实证意识和严谨的求知态度;逻辑清晰,能运用科学的思维方式认识事物、解决问题、指导行为等[1].
教学设计是保证课堂教学活动成功的前提条件,培养学生的理性思维应始于教学设计[1].理性思维是一种建立在证据和逻辑推理基础上的思维方式.在科学教学中,逐步发展学生理性思维素养,引导学生学会运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法,并结合科学知识对相关现象、规律及科学事件进行探讨、阐释和论证.下面以浙教版科学“机械运动”第1课时教学设计为例,来阐述如何在课堂教学中渗透学生理性思维的培养.
1 教材分析
“机械运动”是浙教版七下科学第三章“运动和力”中第一节内容,是有关科学中力学内容的起始章节,是为学习“匀速直线运动”,也是为学习“力与物体运动状态改变”关系做铺垫,更是高中学习运动学和动力学的基础.通过本节课的学习,学生将体会到选取参照物的重要意义,知道如何选取参照物.知道运动和静止的相对性.根据参照物判断物体运动或静止,既是教学重点,也是学生学习的难点.
2 学情分析
日常生活中,学生对运动的概念并不陌生,已有丰富的生活实践经验.但是,“怎样描述运动?为什么要选取参照物?怎样选取参照物?”这都是学生以前未考虑过的问题,也存在一些不正确的前概念.七年级学生还以形象思维为主,对科学思维方法理解还不深,理性思维能力有待培养.
3 教学目标
(1)知识与技能:知道机械运动和参照物概念,知道运动和静止的相对性,能选择合适参照物,判断物体运动或静止,能应用参照物解释一些生活、科技现象,知道机械运动分为直线和曲线.
(2)过程与方法:通过事例分析,归纳出根据参照物判断物体运动或静止的方法,养成理性思维能力.
(3)情感态度价值观:通过物体运动和静止是相对的,树立正确的运动观.通过机械运动的分类,学会分类的思维方式.
4 教学过程
4.1 参照物
插放跳马运动的视频,说出在跳马过程中运动员的空间位置在不断发生改变,引出机械运动的概念.
(板书)机械运动:位置改变.
【设计意图】播放运动员跳马视频,动态直观的展示,既激发学生学习兴趣,也顺利引入机械运动概念.
让学生列举生活中常见的运动和静止现象,进一步追问:判断的依据是什么?参照的标准是什么?引出参照物的概念.
接着提出思考与讨论:设想你正乘坐观光电梯上楼,地面上的人认为你是随电梯向上运动,但电梯里其他人却认为你是站在电梯里静止不动.这是为什么呢?引导学生进行解释,总结归纳出判断物体运动的一般模式.
(板书)参照物——研究物 位置改变:运动
位置不变:静止
【设计意图】结合乘坐观光电梯实例,加强了科学与生活的联系,通过分析,归纳出判断物体运动(静止)的一般模式,培养了学生分析、归纳、建模的思维能力.
接着提出生活中的情景:你或许有过这样的经历:你坐着的汽车正好与另一辆汽车并排停着,当你看着边上的汽车时忽然感觉自己坐的车正在缓慢地运动,但当你向另一边窗口看出去时,又发现自己坐的车根本没有动.你能解释这一现象吗?
引导学生试着运用上述模式进行解释.
【设计意图】通过分析学生身边实例,培养学生分析、演绎能力.
然后开展小活动:两个同学一组,把课本放在桌子上,课本上放上橡皮,轻推课本,让课本在桌面上慢慢移动,此时橡皮是运动的还是静止的?如何描述这一过程?
在小组活动结束后,让一组同学上讲台展示并讲述.在此基础上,教师又提出新的活动要求:不用别的器材,两个同学一组如何设计一个实验来验证运动和静止是相对的.
【设计意图】通过开展简单的实验活动,既加深学生对参照物概念的理解,也培养了学生实验设计、分析问题能力.
通过2个案例和2个活动,让学生更深入理解由于运动的描述与参照物有关,所以运动和静止是相对的.接着教师提出问题:手能接住枪射出的子弹吗?
在学生沉思惊讶之中,PPT展示阅读材料,让学生阅读并解释原因.据说在第一次世界大战时,有一位发过飞行员正驾驶飞机在2000米的高空飞行.忽然,他发现身旁有一个小东西在游动,飞行员以为是一只甲壳虫,顺手把它抓住.当他抓到手里仔细一看,大吃一惊,原来这是一颗射向他的子弹.
在学生解释后,阅读教材的解释:原来,飞机以一定的速度飞行,而从背后射来的子弹在空气中飞行时,速度逐渐减小.当子弹的速度和飞机飞行的速度相近时,子弹相对于飞行员来说几乎是静止的.因此,飞行员可以用手抓住它.
【设计意图】通过阅读和解释,有助于培养学生阅读和语言表达能力,促使学生形成“运动与静止是相对的”科学观念.
插放空中加油机视频,提出问题:当以白云为参照物时,空中飞机是什么状态?当输油机和受油机正在加油时,以输油机为参照物,受油机是什么状态?
接着插放风洞实验视频,提出:若以飞行器为参照物,空气处于什么状态?若以高速气流为参照物,飞行器处于什么状态?
【设计意图】通过联系我国科技成就,以问题串的形式,既有助于培养学生分析问题能力,也有利于对学生实施民族自豪感教育.
4.2 机械运动分类
在简单回顾机械运动的基础上,看教材中汽车和过山车的运动,引导学生按运动路线进行分类.
对于直线运动,通过图1所示,引导学生分析比较,对直线运动进一步分类.
让学生联系生活实例,说一说生活中的匀速直线运动和变速直线运动.
【设计意图】通过情境再现,引导学生分析比较,培养学生比较、分类的思维能力.
4.3 开展课堂练习
(1)2011年11月4日1时36分,我国自行设计制造的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功进行了对接,如图2所示的是“神舟八号”(左半部分)与“天宫一号”(右半部分)组合体在轨道上运行的情景.下列说法中,正确的是( )
A. 以地面为参照物,“神州八号”是静止的
B. 以地面为参照物,“天宫一号”是静止的
C. 以“天宫一号”为参照物,“神州八号”是静止的
D. 以“神州八号”为参照物,“天宫一号”是运动的
引导学生对练习1进行分析,教师结合“神舟飞船”和“天宫一号”,在加深对科学知识理解运用的同时,指出我国现代科技特别是航天航空领域技术世界领先.
【设计意图】通过学生对每个选项进行分析,有利于培养学生分析问题能力,也有助于增进学生的民族自豪感.
(2)先播放“红心照我去战斗”视频,然后让学生回答:“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,以什么物体作为参照物?
【設计意图】根据物体的运动(静止)来选择参照物,促使学生逆向思维,培养学生灵活性思维品质.
课堂小结:让学生谈谈学习的收获和困惑.
5 教学反思
“机械运动”是初中科学力学内容的起始章节,该节内容图文并茂,但若完全按教材组织教学,容易造成平铺直叙,思维含量不足.为此,在教学设计时,把一些图作动态显示,增加2个小活动,增加科学味.
该节内容多处体现了科学思维方法的教学,如通过实例归纳出判断物体运动(静止)的模式,再根据模式去演绎解释物体所处状态,在第二部分内容中体现了比较、分类等思维方法.也侧重于学生分析思维能力的培养.
参考文献:
[1]梁静华,周岐海.基于培养学生理性思维的教学设计[J].广西教育,2017.8:91-92.
[2]中华人民共和国教育部.中国学生发展核心素养研究成果正式发布[J].中国教育报,2016-09-13(6).
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