为发展学生思维而教郑青岳老师讲座

大家好大家好1为发展学生的展学生的思思维而教而教浙江省玉浙江省玉环县教育局教研室教育局教研室 郑青岳青岳Tel:0576-81717085E-mail:2 一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思思维。弗里德里希弗里德里希恩格斯恩格斯思思维是地球上最美是地球上最美丽的花的花朵。3o思思维和思和思维教育的意教育的意义o知知识与思与思维的的辩证关系关系o如何教会学生科学思如何教会学生科学思维4思思维与与思思维教教育的意育的意义5思思维与思与思维教育的意教育的意义o什么叫做思什么叫做思维 所所谓思思维，就是人，就是人们所所说的思考。或者的思考。或者说，是人通，是人通过头脑的活的活动对信息信息进行加工，由已知信息行加工，由已知信息获得新得新信息的信息的过程。程。只要你能从已知的信息，通只要你能从已知的信息，通过头脑的活的活动，获得了新的信息，你就得了新的信息，你就经历了思了思维的的过程。程。6 在科学教育中教学生思在科学教育中教学生思维，就是通，就是通过科学科学课程的教学，程的教学，对学生学生进行思行思维方法的方法的训练，改善学生的思，改善学生的思维结构和思构和思维品品质，促，促进学生理解知学生理解知识，提高学生提出，提高学生提出问题、分析、分析问题和解决和解决问题的能力，提高学生独立思考和的能力，提高学生独立思考和创造性思造性思维的的能力。能力。7思思维与思与思维教育的意教育的意义o什么叫做思什么叫做思维o教科学教科学为什么要教思什么要教思维对科学的科学的认识科学教育的目科学教育的目标人的智力人的智力结构构社会社会对人才的要求人才的要求8案例案例1 伽利略伽利略对落体运落体运动的研究的研究 亚里士多德的里士多德的观点：点：轻物落慢，重物落快。物落慢，重物落快。伽利略的伽利略的质疑疑一个奇妙的思想一个奇妙的思想实验：如果重的物体比：如果重的物体比轻的物体下落得快，那么，的物体下落得快，那么，现在，我将一在，我将一轻一重两个物一重两个物体拴在一起体拴在一起让它它们下落。下落。这样，快的物体由于被慢的物体拖着而减速，而慢的物体，快的物体由于被慢的物体拖着而减速，而慢的物体则由于被快的物体拖着而加速。由于被快的物体拖着而加速。因此，整体下落的速度将比原来快的物体的速度小，而比原来慢的物体原来的速度大。但是，两个物体拴在一起因此，整体下落的速度将比原来快的物体的速度小，而比原来慢的物体原来的速度大。但是，两个物体拴在一起显然比原来重的物体更重，它下落的速度然比原来重的物体更重，它下落的速度应当比原来快的物体更大。当比原来快的物体更大。9 另一个思想另一个思想实验如果有两个物体一如果有两个物体一样重，根据重物落快，重，根据重物落快，轻物落慢的物落慢的观点，点，则这两个物体下落将会两个物体下落将会一一样快。快。设想我想我们将将这两个物体拴在一起，由于两个物体下落一两个物体拴在一起，由于两个物体下落一样快，它快，它们之之间将不会相互拖拽，下落的快慢将不会相互拖拽，下落的快慢将与原来一将与原来一样。而两个物体拴在一起后，其重量将。而两个物体拴在一起后，其重量将变为原来的两倍。可原来的两倍。可见，物体下落的快慢与，物体下落的快慢与轻重无关。重无关。10 伽利略的信念：自然界是伽利略的信念：自然界是简单的，自然界的的，自然界的规律也律也应该是是简单的。的。伽利略的猜想：自由落体运伽利略的猜想：自由落体运动是最是最简单的落体运的落体运动，因此它一定是一种，因此它一定是一种简单的的变速运速运动，而最，而最简单的的变速运速运动，速度，速度应该是均匀是均匀变化的。化的。速度速度对时间的的变化是均匀的；化是均匀的；速度速度对空空间的的变化是均匀的。化是均匀的。1112v=gt 案例案例1 伽利略伽利略对落体运落体运动的研究的研究观察察现象提出象提出问题思想思想实验提出提出质疑疑根据直根据直觉建立假建立假说运用运用逻辑得出推得出推论通通过实验检验推推论13 我我们可以可以说，这是第一次是第一次为新的方法打开了大新的方法打开了大门，这种将种将带来大量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，来大量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得会博得许多人的重多人的重视。伽利略伽利略 伽利略的伽利略的发现以及他所以及他所应用的科学的推理方法是人用的科学的推理方法是人类思想史上最思想史上最伟大的成就之一，而且大的成就之一，而且标志着物理学的志着物理学的真正开端。真正开端。爱因斯坦因斯坦14案例案例1 伽利略伽利略对落体运落体运动的研究的研究 是落体运是落体运动本身的知本身的知识让学生更有收益，学生更有收益，还是伽利略研究落体运是伽利略研究落体运动的思的思维方法方法让学生更有收益学生更有收益?是落体运是落体运动的知的知识对学生更有吸引力和震憾力，学生更有吸引力和震憾力，还是研究落体运是研究落体运动的的历程更程更对学生更有吸引力和震憾力学生更有吸引力和震憾力?15 科学科学绝非只是科学概念、非只是科学概念、规律、假律、假说、理、理论及其它及其它们形成的形成的结构，科学构，科学应当包含：科学知当包含：科学知识、科学思、科学思维（方法）、科学（方法）、科学态度、科学精神。与科学知度、科学精神。与科学知识相比，相比，闪耀着人耀着人类理性和智慧光理性和智慧光辉的科学思的科学思维，对学生能学生能产生更大生更大的吸引力和影响力。科学教育如果的吸引力和影响力。科学教育如果仅仅追求科学知追求科学知识，将是，将是单调而而苍白的，也是不完整的。白的，也是不完整的。对科学教育的启示科学教育的启示16思思维与思与思维教育的意教育的意义o什么叫做思什么叫做思维o教科学教科学为什么要教思什么要教思维对科学的科学的认识科学科学课程的目程的目标17科学科学课程的目程的目标o知知识与技能与技能o过程与方法程与方法o情感情感态度与价度与价值观18 79年年级学生正学生正处于由具体形象思于由具体形象思维向抽象思向抽象思维发展的一个重要展的一个重要阶段，因此，教段，因此，教师要重要重视学生科学思学生科学思维的培的培养。在科学教学中养。在科学教学中应注重引注重引导思考事思考事实证据和科学据和科学结论之之间的关系，帮助学生学的关系，帮助学生学习建立科学模型，由此培养学生建立科学模型，由此培养学生的分析、概括能力和的分析、概括能力和逻辑思思维能力，逐步形成能力，逐步形成质疑、反思的科学思疑、反思的科学思维习惯。科学科学课程程标准准19 教教师应努力改努力改变让学生学生“照方抓照方抓药”的的实验方式，引方式，引导学生自己学生自己设计实验，学，学习控制控制变量的量的实验研究方法。研究方法。学生学生实验的指的指导应引引导学生主学生主动思考思考问题，可，可设计成成实验卡的形式，而不是卡的形式，而不是仅仅列出列出实验步步骤让学生按其操作。学生按其操作。科学科学课程程标准准20吴加澍物理教育思想吴加澍物理教育思想o以以实验为基基础o以以过程程为主主线o以思以思维为中心中心o以以变式式为手段手段21 有一位小有名气的中学校有一位小有名气的中学校长曾教曾教过一届高三一届高三毕业班的化学，所教的学生在高考中化学的平均成班的化学，所教的学生在高考中化学的平均成绩是是94分。分。这些学生些学生绝大部分都大部分都进入了大学的不同入了大学的不同专业。一年后。一年后这些学生放假回些学生放假回乡后后纷纷来看望他。他突来看望他。他突发奇想，拿当年奇想，拿当年高考化学高考化学试卷卷对这些学生再些学生再进行一次行一次测试，你知道学生的平均分大，你知道学生的平均分大约有多少有多少吗？只有只有16.3分！而且学生所分！而且学生所得的分数主要是与化学思得的分数主要是与化学思维方法有关的内容。方法有关的内容。一个有趣的教育故事一个有趣的教育故事22 重要的不是重要的不是获得知得知识，而是，而是发展思展思维能力，教育无非是将一切已学能力，教育无非是将一切已学过的的东西都西都遗忘忘时所剩下来的所剩下来的东西。西。物理学家物理学家劳厄厄 23思思维与思与思维教育的意教育的意义o什么叫做思什么叫做思维o教科学教科学为什么要教思什么要教思维对科学的科学的认识科学教育的目科学教育的目标人的智力人的智力结构构24思思维力力注意力注意力想像力想像力观察力察力记忆力力 智力是使人能智力是使人能够顺利从事各种活利从事各种活动所必所必须的各种基本的各种基本认知能力的有机知能力的有机结合。合。25思思维与思与思维教育的意教育的意义o什么叫做思什么叫做思维o教科学教科学为什么要教思什么要教思维对科学的科学的认识科学教育的目科学教育的目标人的智力人的智力结构构社会社会对人才的要求人才的要求26企企业招聘招聘员工的工的题目目中国一年中国一年约消耗多少只高消耗多少只高尔夫球？夫球？社会更需要的不是已知社会更需要的不是已知现成答案的人，而是解决成答案的人，而是解决问题能力能力强的人。的人。27知知识与与思思维的的辩证关关系系28知知识与思与思维的的辩证关系关系o知知识是知是知识，思，思维是思是思维，不可相互替代，不可相互替代 知知识是人是人对事物已有的了解和事物已有的了解和认识；而思；而思维则是人由已知通是人由已知通过大大脑加工加工获得新知的活得新知的活动。知知识不能代替思不能代替思维，思，思维也不能代替知也不能代替知识，即使能，即使能够完全掌握完全掌握过去的全部知去的全部知识，但，但对未来的知未来的知识知之甚知之甚少，少，这就必就必须要有思要有思维。英国英国剑桥大学大学爱德德华德德波波诺29知知识与思与思维的的辩证关系关系o知知识是知是知识，思，思维是思是思维，不可相互替代，不可相互替代 o知知识既是思既是思维的基的基础，也会阻碍思，也会阻碍思维的的发展展 30 如如图是一个中空的玻璃是一个中空的玻璃砖，光，光线射出后是会聚射出后是会聚还是是发散？散？知知识是思是思维的基的基础31求求R1 1和和R2 2的关系。的关系。32 新手和新手和专家的解家的解题存在一个明存在一个明显差异，新手通常采用差异，新手通常采用试错的方法，的方法，专家由于家由于头脑中存在着数量充裕、中存在着数量充裕、结构构优良的基良的基题（基本（基本问题），他），他们在解在解题时善于将善于将问题进行行转化，利用基化，利用基题的解答方法和答案来的解答方法和答案来获得当前得当前问题的答的答案。案。33 构成我构成我们学学习最大障碍的，是已知的最大障碍的，是已知的东西，而不是未知的西，而不是未知的东西。西。科学学科学学创始人始人贝尔纳34一一辆汽汽车行行驶的路程和的路程和时间时间时间/小时小时123456路程路程/千米千米50100200300150 250知知识对思思维的阻碍的阻碍请在表中在表中补上合适的数字。上合适的数字。35能否找到三个内角和能否找到三个内角和为270的三角形？的三角形？没有氧气，物没有氧气，物质能能够燃燃烧吗？塑料能塑料能够导电吗？我我们为什么什么难以理解光的波粒二象性？以理解光的波粒二象性？知知识对思思维的阻碍的阻碍36知知识与思与思维的的辩证关系关系o知知识是知是知识，思，思维是思是思维，不可相互替代，不可相互替代 o知知识是思是思维的基的基础，却会阻碍思，却会阻碍思维的的发展展 o思思维发展和知展和知识学学习相互依相互依赖，相互促，相互促进 37通通过知知识的教学的教学发展学生的思展学生的思维，通通过发展学生的思展学生的思维促促进知知识的教学。的教学。38如何教会学生科学思如何教会学生科学思维39如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境 40 我我们大部分有意大部分有意识的思的思维都和都和问题有关。有关。美美乔治治波利波利亚 在人有适当的在人有适当的动机而使机而使课题变得迫切了，并且它的解决成得迫切了，并且它的解决成为必要的了，当人要从他所必要的了，当人要从他所处的情境中走出来而又没的情境中走出来而又没有有现成的（先天的或成的（先天的或习惯的）解决的）解决办法法时，只有在，只有在这种种场合思合思维才出才出现。前前苏联AP鲁利利亚问题解决是思解决是思维的充分而必要的条件。的充分而必要的条件。41案例案例1 物体浮沉条件的教学物体浮沉条件的教学为什么什么挤压或撤去或撤去对瓶壁的瓶壁的压力，滴管有力，滴管有时会漂在液面上，有会漂在液面上，有时会会悬浮在液体内部，有浮在液体内部，有时会在液体中上浮，有会在液体中上浮，有时则会在液体中下沉？会在液体中下沉？物体在液体中的浮沉究竟取决于什么条件？物体在液体中的浮沉究竟取决于什么条件？42 科学教学不但要以科学教学不但要以问题为起点，而且要以起点，而且要以进一步的一步的问题来推来推进。提出提出问题是解决是解决问题的基的基础，而解决，而解决问题的的实质则是根据目是根据目标问题提出一提出一连串的子串的子问题。43o学学过力和运力和运动，力和运，力和运动之之间究竟存在着怎究竟存在着怎样的关系？的关系？o（实验:小小车不受力不受力时静止，加推力静止，加推力时运运动，撤去推力后又停止），撤去推力后又停止）力是力是维持运持运动的原因。事情真的那么的原因。事情真的那么简单吗？o翻翻转小小车做做实验：撤去推力后小：撤去推力后小车并非立即停下。故不能并非立即停下。故不能说运运动就需要力来就需要力来维持。再持。再说，手不推，小，手不推，小车就不受到力就不受到力的作用的作用吗？o正是摩擦阻力，才使运正是摩擦阻力，才使运动的小的小车停下。看来，力和运停下。看来，力和运动的关系是比的关系是比较复复杂的。的。为了研究力和运了研究力和运动的关系，我的关系，我们先来先来考考虑一个更一个更为基本的基本的问题，即：物体在没有外力作用，即：物体在没有外力作用时，究竟如何运，究竟如何运动？这个个问题搞清楚了，力搞清楚了，力对运运动的作用可能的作用可能就清楚了。就清楚了。o静止的物体，不受外力作用静止的物体，不受外力作用时仍会保持静止。但仍会保持静止。但对运运动的物体，我的物体，我们却无法直接通却无法直接通过实验来确定它在不受力作用的来确定它在不受力作用的运运动。因。因为运运动的物体的物体总是多多少少会受到一些阻力的。可是多多少少会受到一些阻力的。可见，要确定物体在不受外力作用，要确定物体在不受外力作用时的运的运动，需要借助推，需要借助推理。理。为了了给推理提供依据，我推理提供依据，我们先来探究：不同大小的阻力先来探究：不同大小的阻力对物体运物体运动的影响有什么不同？的影响有什么不同？案例案例2：牛：牛顿第一定律的教学第一定律的教学44o用小用小车做做实验，阻力，阻力对物体运物体运动的影响大小可用什么去衡量？的影响大小可用什么去衡量？撤去推力后小撤去推力后小车可运可运动的距离。的距离。o小小车可运可运动的距离只与阻力大小有关的距离只与阻力大小有关吗？不，不，还跟物体的初速度有关。跟物体的初速度有关。o影响小影响小车运运动距离的因素有两个：阻力和初速度。本距离的因素有两个：阻力和初速度。本实验是探究阻力的影响，所以必是探究阻力的影响，所以必须解决两个解决两个问题：改改变阻力的大小。如何改阻力的大小。如何改变？不同材料，不同粗糙程度。不同材料，不同粗糙程度。控制每次控制每次实验的初速度相同。如何控制？用手推行的初速度相同。如何控制？用手推行吗？学生困惑。学生困惑。o如果提供一个斜面，能否方便地控制初速度相同？如何控制？如果提供一个斜面，能否方便地控制初速度相同？如何控制？每次从同一高度滑下。每次从同一高度滑下。o由由实验数据，可得出什么数据，可得出什么结论？阻力越小，运阻力越小，运动距离越大，速度减小越慢。距离越大，速度减小越慢。o如果接触面更光滑，完全没有阻力，小如果接触面更光滑，完全没有阻力，小车将做怎将做怎样的运的运动？小小车将做匀速直将做匀速直线运运动。o（得出牛（得出牛顿第一定律后）我第一定律后）我们是用什么方法是用什么方法获得得这一一结论的？的？实验加推理。加推理。45如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境o将思将思维作作为教学的核心要素教学的核心要素46案例案例3 力的存在的教学力的存在的教学(1)用用“树动知知风”类比可从力的作用效果比可从力的作用效果认识力的存在。力的存在。类比比(2)显示力改示力改变物体形状的种种物体形状的种种现象，概括出象，概括出结论：力能改：力能改变物体的形状。物体的形状。比比较和概括和概括(3)显示肉眼不能看示肉眼不能看见的形的形变，对所得所得结论提出提出质疑。疑。反思反思(4)思考：是思考：是对结论作出修正，作出修正，还是改是改进实验方法？方法？比比较(5)决定改决定改进实验方法。方法。直直觉(6)用放大形用放大形变的方法，使形的方法，使形变为肉眼能直接看肉眼能直接看见。转化化47（7）得出）得出结论：力能改：力能改变物体的形状。物体的形状。分析与概括分析与概括（8）列）列举力使物体速度增大和减小的事力使物体速度增大和减小的事实，得出，得出结论：力能改：力能改变物体的速度大小。物体的速度大小。分析与概括分析与概括（9）由典例得出：力能改）由典例得出：力能改变物体的运物体的运动方向。方向。分析与概括分析与概括（10）给出运出运动状状态概念后，得出概念后，得出结论：力能改：力能改变物体的运物体的运动状状态。进一步概括一步概括（11）提出）提出问题：甲物体：甲物体对乙物体有力的作用乙物体有力的作用时，是否同，是否同时受到乙物体受到乙物体对它的作用？它的作用？（12）用磁条和）用磁条和铁棒做棒做实验，先磁，先磁铁不不动铁棒棒动磁磁铁会吸引会吸引铁棒。再棒。再铁棒不棒不动磁磁铁动铁会吸引磁会吸引磁铁；最后磁；最后磁铁和和铁棒棒都运都运动磁磁铁和和铁在吸引在吸引对方的同方的同时，也受到，也受到对方的吸引。方的吸引。分析与概括。分析与概括。48如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境o将思将思维作作为教学的核心要素教学的核心要素o突出科学成果的形成突出科学成果的形成过程程科学科学发现的曲折的曲折历程程科学概念的建构科学概念的建构过程程科技科技产品的品的创造造过程程49案例案例4 光速的光速的测量量o亚里士多德：光的里士多德：光的传播速度播速度为无限大，光无限大，光传播不需要播不需要时间。（开普勒、笛卡儿等人也。（开普勒、笛卡儿等人也这么么认为）o伽利略：生活中的伽利略：生活中的现象只能象只能说明声音明声音传播的速度比光的播的速度比光的传播要慢些，并不能播要慢些，并不能说明光的明光的传播是瞬播是瞬时的。也就是的。也就是说，光的光的传播非常之快，但播非常之快，但总是需要是需要时间的。的。o伽利略的伽利略的测量：量：1607年，伽利略和助手，在相距年，伽利略和助手，在相距4.8千米的两座小山，每人手里拿着一千米的两座小山，每人手里拿着一盏带有桶罩的手灯，有桶罩的手灯，伽利略伽利略还带有一个有一个计时器。器。实验以失以失败而告而告终。50案例案例4 光速的光速的测量量o伽利略伽利略测量光速的原理是否正确？量光速的原理是否正确？o既然原理正确，既然原理正确，为什么不能成功？什么不能成功？o即使伽利略的即使伽利略的测量方法是可行的，量方法是可行的，还可以做哪些改可以做哪些改进？o测量技量技术达不到所需要的精度要求；达不到所需要的精度要求；o不必不必请一个伙一个伙计站在站在远处，只要在那里安放一面，只要在那里安放一面镜子，子，镜子接到光之后，便会自子接到光之后，便会自动送回一个信号。送回一个信号。两种两种选择：是接受光速无限大：是接受光速无限大观点；点；还是改是改进实验方法？方法？51案例案例4 光速的光速的测量量o勒麦的勒麦的测量：量：1675年，勒麦利用太空年，勒麦利用太空进行大尺度的行大尺度的测量，他根据半年内地球上量，他根据半年内地球上观察木星的一察木星的一颗卫星公星公转的的视周期差，周期差，测得的光速是得的光速是215000千米千米/秒。秒。改改进方向：一是距离要很大；二是方向：一是距离要很大；二是时间测量精度很高。量精度很高。o斐索的斐索的测量：量：1849年，法国科学家斐索第一个在地面上精确地年，法国科学家斐索第一个在地面上精确地测量出光的速度。斐索把光射到量出光的速度。斐索把光射到7 km远处的平的平面面镜上并上并发生反射，并用高速旋生反射，并用高速旋转的的齿轮测出光出光传播播14 km所用的所用的时间，测得光速得光速为 315 000 km/s。52如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境o将思将思维作作为教学的核心要素教学的核心要素o突出科学成果的形成突出科学成果的形成过程程科学科学发现的曲折的曲折历程程科学概念的建构科学概念的建构过程程53案例案例5 变阻器的教学阻器的教学师：（用：（用录音机播放音音机播放音乐，并，并调节音量）音量音量）音量变化化说明什么明什么？生：可以改生：可以改变电路的路的电阻。因阻。因为电阻是阻是导体体对电流的阻碍作用。流的阻碍作用。师：可用什么方法改：可用什么方法改变导体的体的电阻呢？阻呢？生：可以改生：可以改变导体的体的长度、横截面度、横截面积或材料。或材料。发散思散思维师：比：比较三种方法，哪种方法最三种方法，哪种方法最简便？便？生：可以生：可以导体的体的长度最度最简便。便。聚合思聚合思维生：生：电路中的路中的电流流发生了改生了改变。师：电路中的路中的电流可用什么方法来改流可用什么方法来改变？为什么？什么？54师：这个个变阻器有什么缺陷？阻器有什么缺陷？生：体生：体积庞大，不便携大，不便携带，不便操作。，不便操作。反思反思师：如何使：如何使变阻器体阻器体积变小，而不减小小，而不减小 电阻阻变化的范化的范围，从而使操作更方便些。，从而使操作更方便些。生：将生：将电阻阻丝绕起来。起来。技技术改改进师：变阻器两个接阻器两个接线柱接入柱接入电路，有几种接法？路，有几种接法？生：六种：生：六种：A、B；C、D；A、C；A、D；B、C；B、D。发散思散思维ABCD师：六种接法中，哪些不可取？：六种接法中，哪些不可取？生：生：两种接法不可取？两种接法不可取？反思、聚合思反思、聚合思维师：四种可行接法的共同之：四种可行接法的共同之处是什么？是什么？生：两个接生：两个接线柱柱“一上一下一上一下”。概括概括师：四种接法中，哪几种接法滑：四种接法中，哪几种接法滑动触触头移移动时，电阻阻变化是相同的？化是相同的？生：生：和和相同；相同；和和相同。相同。比同比同师：由于：由于A、B接接线柱用哪个都一柱用哪个都一样，故，故变阻器的符号可作阻器的符号可作简化。化。转化化55案例案例6 大气大气层气温分布气温分布规律的教学律的教学5657气温气温高度高度/km气温气温高度高度/km58案例案例7 氧循氧循环和碳循和碳循环59如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境o将思将思维作作为教学的核心要素教学的核心要素o突出科学成果的形成突出科学成果的形成过程程科学科学发现的曲折的曲折历程程科学概念的建构科学概念的建构过程程技技术产品的品的创造造过程程60o说明垃圾桶中有两个杠杆，它是利用杠杆原理工作的。明垃圾桶中有两个杠杆，它是利用杠杆原理工作的。o给出垃圾桶内部出垃圾桶内部结构构图，讲解：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠杆？哪个是解：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠杆？哪个是费力力杠杆？两个杠杆的支点、杠杆？两个杠杆的支点、动力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠杆之力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠杆之间是怎是怎样相相互互联系的？系的？案例案例8 垃圾桶教学的四种垃圾桶教学的四种处理法理法o给出垃圾桶的内部出垃圾桶的内部结构示意构示意图，要求学生分析：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠，要求学生分析：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠杆？哪个是杆？哪个是费力杠杆？两个杠杆的支点、力杠杆？两个杠杆的支点、动力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠杆之杆之间是怎是怎样相互相互联系的？系的？o根据垃圾桶能自根据垃圾桶能自动开开闭的功能，要求学生的功能，要求学生设计垃圾桶的垃圾桶的结构，画出构，画出结构构图。61如何教会学生科学思如何教会学生科学思维o为学生学生创设良好的良好的问题情境情境o将思将思维作作为教学的核心要素教学的核心要素o突出科学成果的形成突出科学成果的形成过程程o努力提高学生的思努力提高学生的思维品品质62思思维的广的广阔性性 思思维的广的广阔性是指全面地考察性是指全面地考察问题，多角度地思考，多角度地思考问题，多方面，多方面进行行联想，善于揭示影响事物的多种因素，揭示想，善于揭示影响事物的多种因素，揭示事物之事物之间的多种的多种联系，想象事物系，想象事物变化的多种可能，化的多种可能，寻找解决找解决问题的多种途径，是思的多种途径，是思维开放性、开放性、发散性的重要散性的重要标志。志。63案例案例9 阿基米德原理的教学阿基米德原理的教学方案方案1（课本方案）本方案）用用弹簧秤簧秤测出物出物块受到的浮力；受到的浮力；用量筒用量筒测出溢杯中溢出的水的体出溢杯中溢出的水的体积；计算溢出的水的算溢出的水的质量和重力，并与浮力比量和重力，并与浮力比较。方案方案2（无溢杯和（无溢杯和烧杯，量筒中装水）杯，量筒中装水）用用弹簧秤簧秤测出物出物块受到的浮力（物受到的浮力（物块浸在量筒的水中）；浸在量筒的水中）；用量筒用量筒测出物出物块排开水的体排开水的体积；计算物算物块排开的水的体排开的水的体积和重力，并与浮力比和重力，并与浮力比较。方案方案3（无量筒）（无量筒）用用弹簧秤簧秤测出物出物块受到的浮力（物受到的浮力（物块浸在量筒的水中）；浸在量筒的水中）；用小桶接溢杯溢出的水；用小桶接溢杯溢出的水；用用弹簧秤簧秤测出溢出的水受到的重力，并与浮力比出溢出的水受到的重力，并与浮力比较。64思思维的的严密性密性o思思维的的严密性是指主体思考密性是指主体思考问题时能始能始终做到有理有据，推理做到有理有据，推理过程程环环相扣，考相扣，考虑问题全面周到，合全面周到，合乎乎逻辑，不以想像代替分析，不以直，不以想像代替分析，不以直觉代替推理。代替推理。应当要求学生在判断当要求学生在判断时必必须清楚：清楚：事事实是什么？依据的原理是什么？什么是已知？什么是未知？哪些判断是是什么？依据的原理是什么？什么是已知？什么是未知？哪些判断是严密的推理得到的？哪些判密的推理得到的？哪些判断断带有猜有猜测的成分，有待于的成分，有待于进一步的一步的检验。65案例案例10 光的折射的教学光的折射的教学 思考：如何有一束光从水中斜射向空气，光思考：如何有一束光从水中斜射向空气，光线将怎将怎样偏折呢？偏折呢？请根据根据光路可逆性把你的光路可逆性把你的结论填在相填在相应的横的横线上。上。光从水中斜射入空气光从水中斜射入空气时，折射光，折射光线将偏离将偏离_，折射角，折射角_入射角。入射角。实验现象：光从空气射入水中，折射角小于入射角。象：光从空气射入水中，折射角小于入射角。66案例案例11 机械能守恒定律机械能守恒定律靠肉眼怎么能看得出是等高呢？靠肉眼怎么能看得出是等高呢？摆动时，势能的能的变化可以看出，但化可以看出，但动能的能的变化怎么看得出来？化怎么看得出来？即使能确定即使能确定摆球在左右两个极端位置等高，也只能球在左右两个极端位置等高，也只能说明明摆球在左右两个极端位置的机械能相等，并不能因此肯定球在左右两个极端位置的机械能相等，并不能因此肯定摆球在球在摆动的整个的整个过程中机械能保持守恒。程中机械能保持守恒。常常见说法：法：实验可可见，摆球球摆动时，动能和能和势能在相互能在相互转化，但化，但摆球到达球到达的左右最高点是等高的。的左右最高点是等高的。这表明表明摆球的机械能没有球的机械能没有变化，即机械能守恒。化，即机械能守恒。67应当防止三个当防止三个倾向向o重重结果，果，轻过程。程。o重正确，重正确，轻错误。o重他重他纠，轻自自纠。68案例案例12 砝砝码生生锈的影响的影响问题：用一只生：用一只生锈的砝的砝码去去测物体的物体的质量，其量，其读数将会数将会_（填（填“偏大偏大”或或“偏小偏小”）69生：砝生：砝码生生锈了，了，锈掉了，砝掉了，砝码变轻了，所以了，所以读数数变小了。小了。质疑：事疑：事实（虚构）（虚构）题目并没有目并没有说锈掉了；掉了；推理（不推理（不严密）密）砝砝码变轻，为什么什么读数就会数就会变小。小。师：100克的砝克的砝码变成成99克了。如果把克了。如果把这个砝个砝码放在天平的右放在天平的右盘，天平，天平 左左盘应该放多少克的物体，天平才能平衡？放多少克的物体，天平才能平衡？生：生：应该是是99克。克。师：99克的物体在天平上称，克的物体在天平上称，结果的果的读数是多少克？数是多少克？生：生：读数是根据砝数是根据砝码读出的，是出的，是100克。噢，我知道了。如果砝克。噢，我知道了。如果砝码变轻 了，了，读数不是数不是变小，而是小，而是变大了。大了。师：事：事实上，砝上，砝码生生锈后后质量是量是变重了。重了。请你重新你重新进行推理，看看砝行推理，看看砝码 生生锈之后，之后，读数是数是变大了大了还是是变小了。小了。70思思维的深刻性的深刻性 思思维的深刻性是指主体能的深刻性是指主体能够善于透善于透过纷繁复繁复杂的的现象，把握事物的本象，把握事物的本质，善于，善于进行抽象概括，抓住行抽象概括，抓住问题的核心，的核心，揭示揭示隐含的信息，善于根据事物的初含的信息，善于根据事物的初态预见事物的事物的发展。展。71案例案例13 滑滑轮组用力公式用力公式结论：使用滑：使用滑轮组时，重物和，重物和动滑滑轮的的总重由几股重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是子承担，提起重物所用的力就是总重的几重的几分之一。分之一。局限性：利用滑局限性：利用滑轮组工作工作时，所克服的阻力是重，所克服的阻力是重力。力。较低低层次概括次概括较高高层次概括次概括72 如如图是一均匀薄板，半径是一均匀薄板，半径R=30厘米，厘米，现从从圆形板上挖出一个半径形板上挖出一个半径r=15厘厘米的内切米的内切圆板，板，试求剩余的薄板的重心求剩余的薄板的重心C与大与大圆圆心的距离。心的距离。解：解：设想在想在O点将薄板支起，再将小点将薄板支起，再将小圆板放回，板放回，则薄板（杠杆）得平衡。薄板（杠杆）得平衡。G1G2COO73F各人所用的拉力都等大，各人所用的拉力都等大，则哪种情况小船靠岸哪种情况小船靠岸较快？快？74思思维的批判性的批判性 思思维的批判性是指思的批判性是指思维活活动中善于反思、善于中善于反思、善于质疑，善于疑，善于评价，能价，能够从常人从常人认为没有没有问题中中发现问题，从常，从常人看不出破人看不出破绽中中发现破破绽。75序号序号动力动力F1/牛牛动力臂动力臂L1/厘米厘米阻力阻力F2/牛牛阻力臂阻力臂L2/厘米厘米10.5100.51021100.52030.5201104110110序号序号动力动力F1/牛牛动力臂动力臂L1/厘米厘米阻力阻力F2/牛牛阻力臂阻力臂L2/厘米厘米1162322511033443445210观察表格中的数据，察表格中的数据，实验中采集的数据有什么缺陷？中采集的数据有什么缺陷？案例案例14 探究杠杆平衡条件探究杠杆平衡条件比比较两个表格的数据，哪个两个表格的数据，哪个实验采集的数据采集的数据较好？好？76L1L2F1F2案例案例15 使用使用动滑滑轮一定能省一半力一定能省一半力吗？必必须满足四个条件：足四个条件：（1）不）不计滑滑轮轴心的摩擦；心的摩擦；（2）不）不计绳子的自重；子的自重；（3）不）不计滑滑轮的自重；的自重；（4）两）两边绳子子应当当竖直。直。如果如果绳子不子不竖直，拉力是直，拉力是变大，大，还是是变小？小？推敲一下你所画的推敲一下你所画的图，存在什么，存在什么问题？需要作怎？需要作怎样的修正？的修正？77（1）不）不计滑滑轮轴心的摩擦；心的摩擦；（2）不）不计绳子的自重；子的自重；（3）不）不计滑滑轮的自重；的自重；（4）两）两边绳子子应当当竖直。直。由由这几个几个图判断，你原来得出的判断，你原来得出的结论还成立成立吗？对于定滑于定滑轮，其，其结论成立也需要成立也需要满足足这四个条件四个条件吗？78案例案例16 哪种接法好？哪种接法好？问题：4盏灯泡灯泡额定定电压均均为110V，怎，怎样接在接在220V的的电路中。路中。7980案例案例11 探究水的化学式探究水的化学式 一种一种说法：法：对水通水通电，水将分解成氧气和，水将分解成氧气和氢气。气。这表明水分子是由氧原子和表明水分子是由氧原子和氢原子原子组成的。因成的。因为实验所得的所得的氧气和氧气和氢气的体气的体积之比之比为1：2，所以，水分子中的氧原子和，所以，水分子中的氧原子和氢原子的个数之比原子的个数之比为1：2，即水分子是由，即水分子是由1个氧原子和个氧原子和2个个氢原子原子组成的。水的化学式是：成的。水的化学式是：H2O。由氧气与由氧气与氢气的体气的体积之比之比为1：2的的实验事事实，怎么能确定，怎么能确定组成水分子的氧原子和成水分子的氧原子和氢原子的个数之比也正好是原子的个数之比也正好是1：2？由由组成水分子的氧、成水分子的氧、氢原子的个数之比是原子的个数之比是1：2，怎么能因此得出水分子是由，怎么能因此得出水分子是由1个氧原子和个氧原子和2个个氢原子原子组成呢？成呢？81（1）要确定水的化学式，需要解决两个）要确定水的化学式，需要解决两个问题。一是水分子由哪几种元素。一是水分子由哪几种元素组成？二是成？二是组成水分子的不同原子的个数各成水分子的不同原子的个数各为多多少？少？（2）实验事事实：水：水电解后生成氧气和解后生成氧气和氢气。气。水是由氧和水是由氧和氢组成的。成的。水分子的化学式：水分子的化学式：HxOy。（3）一下子确定）一下子确定x、y比比较困困难，先确定，先确定x、y的倍数关系。而要的倍数关系。而要x、y的倍数关系的倍数关系应当等于水当等于水电解后生成的解后生成的氢气和氧气中气和氧气中氢、氧原子数氧原子数Nx、Ny的倍数关系。的倍数关系。（5）实验测得水的相得水的相对质量量为18，由此可以确定水分子中有，由此可以确定水分子中有2个个氢原子，原子，1个氧原子。即水的化学式是个氧原子。即水的化学式是H2O。（4）Nx Ny 82