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第４章科学教学的方法与策略学习目标了解现代科学教学的基本特点，认识实施科学教学的新理念理解科学课程教学的基本要求，掌握中学科学教学中常用的教学模式和教学方法掌握科学课堂教学的基本方法和实施策略12018-12-16第１节科学教学的特征与过程一、科学教学的基本特征教学：以课程内容为中介的师生双方教和学的共同活动科学教学的含义：是以普及科学、立足学生科学素养发展为特性的，它具有促进学习者学习科学知识、理解科学价值、掌握科学方法、认识科学本质，以及培养科学观念、弘扬科学精神，理解科学、技术与社会的关系，促进受教育者提高科学文化素养的重要功能。此外，还有实践的特征。22018-12-16二、科学教学的基本性质1、科学本质与教育本质统一于科学探究科学的本质：用科学知识的相对真理观取代过去的绝对真理观，用科学的动态发展观取代传统的静态发展观，给予学习者关于科学知识并不是颠扑不破的真理，它也具有不完善性，而且是在变化和发展的，科学的过程也是一个动态的、演进的过程，不存在普遍的一成不变的方法和模式，科学也是社会文化中的一种，科学价值观更是人类价值观中的一种。通过科学探究的实践，可以使学习者获得包括科学知识、科学方法、科学态度、科学情感和科学世界观在内的整体的科学文化素养的发展，体验到科学的艰辛和曲折，了解到科学的价值和它与社会的联系。32018-12-16“科学思维是科学的灵魂”2、动手与动脑统一于科学实践过程科学仅有思维是不够的，还需要实践探究，尤其是通过动手实验和操作，把理性的想像从猜想假设物化为可实际操作的步骤，通过实验探索，在实证的过程中不断修改原来的构想，或者换用新的实验方法、实验途径，在有效的实验条件控制下获得真实的科学证据，从而为科学推理提供科学的事实依据，并经过科学思维建构出新的科学结论。42018-12-163、个人建构和社会建构统一于科学认识过程人的认识发展规律：人的认识发展，是从感性到理性，经实践检验形成人们对客观世界的认识的。因此，实践是认识的来源，也是认识的归宿。即人的认识统一于认识的实践过程。建构主义对于我们的启示：建构主义把学习视为是学习者对学习对象进行思维构建的过程，是学习者在以学习内容为对象的自主活动中，由于自身的智力参与而产生出的个人体验过程知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情境，特别是在社会文化的背景下，借助学习过程和他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的52018-12-16三、科学教学过程的构成和特点教学：教师与学生以课堂为主要渠道的交往过程，是教师的教与学生的学相统一的活动。“教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展，要处理好传授知识与培养能力的关系，注重培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，在实践中学习，促进学生在教师指导下主动富有个性地学习”《基础教育课程改革纲要（试行）》62018-12-161、基于问题解决的科学教学过程构成及特征第一阶段，是现象论认识阶段，它的主要任务是描述事实、现象，记录实验结果，属于收集关于现象的知识时期。第二阶段，是实体论阶段，其任务是了解产生现象的实体结构，并依据这些结构性的知识整理关于现象的知识，以获得对规律性的认识。第三阶段，是本质论阶段，这一阶段里的认识任务是确定实体间的相互作用关系，即从处于相互作用下的实体的必然运动来说明产生现象的规律。72018-12-16认知心理学则从人的认知理解和思维发展的角度提出了问题解决是一个从“问题陈述”到“解答”的基本过程，它有五个重要的环节82018-12-1692018-12-16（1）“传统”教学设计与“问题解决”教学设计的异同请思考以下这些问题:第一,教学的形式有什么不同?第二,教学素材主要来自哪里?第三,教学内容是否能延伸到课堂以外?第四,教学目标有什么不同?第五,教师与学生在课堂中的角色有什么不同?102018-12-16首先，我们看看问题教学到底有些什么样的特点特点一：教师的创造性设计是培养学生创造性思考的前提问题：我们骑车从苹果园去香山,8点从苹果园出发9点到达,途中遇到几辆318路公共汽车？（注明：318路公共汽车运行时刻表：苹果园首发:7∶40；香山首发:8∶00；两个起点站均是每隔10分钟发一辆汽车）112018-12-16在生活中学生经常会遇到选择不同交通工具的问题,而且可这是一个很有特点的、源自现实生活而又不被人们重视的问题。这个问题的提出可以提醒学生:我们学习知识,不仅仅是为了考试,更重要的是用所学的知识来解释生活中的现象,还会用所掌握的技能来解决生活中的具体问题。这不仅是个好问题,而且问题很实际又有很强的挑战性,能使学生在对教师的质疑中找到问题的解决方案。122018-12-16特点二：教师给学生多大的自由空间,学生就会释放多少能量如果在课堂上学生能说的,教师就不用代劳,哪怕他说的不流畅都没关系,只要他想说就给他机会。正是教师所提供的平等、宽松的环境,学生在课堂上才能把真实的想法表达出来。学生敢于向教师说“不”,敢于对教师的答案进行质疑,这是学生的心理成熟、是数学课堂教学的主人的体现。132018-12-16特点三：教师恰当的“追问”刺激学生更深入的思考在这节课中随处可见的“追问”,使得听课的学生更明白,让汇报的学生懂得怎样讲才能把该说的说清楚。从问题解决教学的角度来看,这样能使学生产生探索的欲望,并能进行小组合作解决问题。142018-12-16特点四：教师的自我反思是创造出好课的关键教师在工作过程中,对于所上过的课、学生的试卷进行分析。善于积累,注意观察就会发现生活中的数学与课堂教学中的数学的联系。这是形成一节好课的关键。152018-12-16特点五：对学生情感、态度、价值观的培养,在课堂上是通过教师的潜移默化来进行的课程标准中强调情感、态度、价值观的培养,这些不是直接用语言表达的,而是体现在教师的潜移默化中。“龟兔赛跑”的问题就体现了情感、态度、价值观的教育。如,孩子在编故事时所设置的情境,就是孩子情感、态度的体现和价值观的取向。关心他人这样的口号不适合在数学的课堂上教师总说,但是教师把这样的内容放在了他的问题里,让学生自我感受,自觉流露。这就是教师的创造性在教学中的具体体现。这样的设计则体现了“润物细无声”。162018-12-16特点六：教师的等待是课堂上出现惊喜的有利保障在课堂上,老师如果对学生的回答不急于否定,也许课堂上会出现老师想不到的惊喜。老师在课堂语言上之所以会出现一些不严谨,甚至是知识性的错误,一方面可能是教师在课堂上对待突发事件的有效思考时间太少;另一方面可能是教师受自己备课时所设计的思路的影响,出现与思路不相符的就急于把学生拉回到自己设计好的思路上来。老师在课堂上应该学会等待。这样就会不断地有一个个的惊喜出现。172018-12-16（2）“传统”教学设计与“问题解决”教学设计的异同A教学过程不同“传统”教案设计中,一般公认的教学过程是:揭示课题,进行新课,巩固练习,课堂作业,课堂小结。“问题解决”教案设计中,教学过程一般是:呈现情景,提出问题,分析问题,解决问题,问题延伸。182018-12-16B选材不同传统的教学内容基本上来自教材。以教材为依托,教师对教学内容只是简单地有所设计,也是为了让学生更好地掌握所讲的新知识。192018-12-16“问题解决”教学的选材部分来自教材,而更大部分则来自教师的创新,这里教师的创意远比传统教学突出。“问题解决”教学是把教材中的知识和生活中的数学有机结合起来的。我们的教学是传授给学生更多的数学知识重要,还是培养学生能够综合运用所学知识来发现问题、分析问题、解决问题的能力更重要?这个问题的答案是:数学教学传授数学知识是必须的,但培养学生的能力也是不可忽视的,甚至是更重要的。202018-12-16有些“问题解决”的教学内容完全来自教师的创新。随着人们生活水平的提高和城市格局的变化,生活中的好多问题是学生既熟悉又陌生的内容,说熟悉,是因为大家每天都生活在这个空间里;说陌生,是因为对许多事情已经熟视无睹。这样就能使学生产生探索的欲望。“问题解决”教学素材的选取是至关重要的,一般来讲这种“问题解决”的教学要经历:发现问题—提出问题—解决问题—设计教学情景—课堂讨论—解答问题—课后延伸等这一系列的过程。这就要求教师更关注生活,更善于发现问题、思考问题。这对教师的素质的要求更高。212018-12-16C教学目标不同“传统”教学的目标主要是知识的传授,增长知识,更多是结果性目标。主要是因为从整体上看,它主要是“书本至上”、“基本知识”为本、教师从始至终控制整个教学进程的局面。课堂教学中教师也会试图通过“问题”来组织教学,但这些问题基本上是属于封闭性的问题,封闭性问题对于学生掌握知识是有利的,但对于学生能力的形成来说其效能是有限的。问题离开了学生主体的主动建构,没有对所学知识的运用和体验,学生很可能对此仅仅停留在对知识的初步迁移、概念的理解。可见在教学设计中,给教师提供“问题解决”教学的开发工具,对于教师真正从传统教学模式的束缚中解放出来是十分必要的。222018-12-16“问题解决”的教学目标通常是综合运用所学知识和方法来解决问题,提高能力,培养学生的创造能力,合作精神,这里有结果性目标,但更重要的是过程性目标。“问题”是学习知识最好的载体。“问题解决”是学生思维发展的最高层次。正因为“问题解决”教学如此重要,所以才在课程改革中有着其重要的地位。以“多元智能”为代表的新型智能理论认为:能够成功地解决复杂问题的人,就是高能力的人。这种能力观,具有鲜明的实践品格,与我国的素质教育要求培养学生实践能力的思想相一致。“问题解决”教学中很突出的一点是课堂上教师给学生创设了广阔的活动空间,让学生自己提出问题、分析问题和合作解决问题。232018-12-16D师生在课堂中角色不同传统教学中教师的作用是怎样深入浅出地把知识讲清楚。学生则是怎样在教师的引导下把新知识学会,理解新知识和简单地运用新知识。课堂上更多的是强调学生能跟上教师的思路。好课也往往是以学生没有问题而结束。242018-12-16在《运行图》的教学设计中,充分体现了“教师是数学学习的组织者、引导者、合作者”。这里合作者最为突出,教师与学生共同来分析学生自己作的统计图。学生自己提出问题,分析问题,小组合作解决问题,充分地体现了“学生是数学学习的主人”。252018-12-16《出租车上的“数学问题”》这节课,体现了一种新型师生关系:“课上似同学,课下似兄弟。”他认为:“学生是在成长之中需要教师帮助的人,是具有巨大潜力可以塑造的人,是必定超过教师并推进社会发展的人。”教学设计中教师给学生提供了足够的空间,让学生自己提出问题、分析问题与合作解决问题。以学生的问题来展开讨论,能实现学生是数学学习的主人。教师又把学生的问题概括化,来实现教师在数学教学中的组织者、引导者、合作者的角色定位。262018-12-16272018-12-16282018-12-161、科学哲学家波普尔（K.Popper）认为，科学探究过程是一个始于问题、终于问题的过程。即从认识问题开始，而后经猜测、构想假说、经验证、得出结论。2、库恩（T.S.Kuhn,）则提出了“科学革命”的模式。他认为，科学是经由“常规科学→科学危机→科学革命→新的常规科学”而不断获得发展的。2、基于探究教学的科学教学过程构成及特征292018-12-163、美国的《国家科学教育标准》就提出，探究学习的过程可包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、对证据与解释之间的关系进行批判性和逻辑性思考、构造和分析其他解释方法和科学论点的交流等环节。302018-12-16我国的义务教育《科学课程标准》认为科学探究的基本过程和构成要素包括：提出科学问题、进行猜想和假设、制定计划、设计实验、获取事实与证据、解释、检验与评价，以及合作与交流等。并把科学探究的目标确定为是使学生领悟科学探究的思想，培养学生进行科学探