为发展学生的思维而教教学ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,为发展学生的,思维而教,1,一个民族要想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。,弗里德里希,恩格斯,思维是地球上最美丽的花朵。,2,思维和思维教育的意义,知识与思维的辩证关系,如何教会学生科学思维,3,思维与思维教育的意义,4,思维与思维教育的意义,什么叫做思维,所谓思维，就是人们所说的思考。或者说，是人通过头脑的活动对信息进行加工，由已知信息获得新信息的过程。,只要你能从已知的信息，通过头脑的活动，获得了新的信息，你就经历了思维的过程。,5,在科学教育中教学生思维，就是通过科学课程的教学，对学生进行思维方法的训练，改善学生的思维结构和思维品质，促进学生理解知识，提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生独立思考和创造性思维的能力。,6,思维与思维教育的意义,什么叫做思维,教科学为什么要教思维,对科学的认识,科学教育的目标,人的智力结构,社会对人才的要求,7,案例,1,伽利略对落体运动的研究,亚里士多德的观点：,轻物落慢，重物落快。,伽利略的质疑,一个奇妙的思想实验：,如果重的物体比轻的物体下落得快，那么，现在，我将一轻一重两个物体拴在一起让它们下落。这样，快的物体由于被慢的物体拖着而减速，而慢的物体则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，两个物体拴在一起显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。,8,另一个思想实验,如果有两个物体一样重，根据重物落快，轻物落慢的观点，则这两个物体下落将会一样快。设想我们将这两个物体拴在一起，由于两个物体下落一样快，它们之间将不会相互拖拽，下落的快慢将与原来一样。而两个物体拴在一起后，其重量将变为原来的两倍。可见，物体下落的快慢与轻重无关。,9,伽利略的信念：,自然界是简单的，自然界的规律也应该是简单的。,伽利略的猜想：,自由落体运动是最简单的落体运动，因此它一定是一种简单的变速运动，而最简单的变速运动，速度应该是均匀变化的。,速度对时间的变化是均匀的；,速度对空间的变化是均匀的。,10,11,v=gt,案例,1,伽利略对落体运动的研究,观察现象提出问题,思想实验提出质疑,根据直觉建立假说,运用逻辑得出推论,通过实验检验推论,12,我们可以说，这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得许多人的重视。,伽利略,伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。,爱因斯坦,13,案例,1,伽利略对落体运动的研究,是落体运动本身的知识让学生更有收益，还是伽利略研究落体运动的思维方法让学生更有收益,?,是落体运动的知识对学生更有吸引力和震憾力，还是研究落体运动的历程更对学生更有吸引力和震憾力,?,14,科学绝非只是科学概念、规律、假说、理论及其它们形成的结构，科学应当包含：科学知识、科学思维（方法）、科学态度、科学精神。与科学知识相比，闪耀着人类理性和智慧光辉的科学思维，对学生能产生更大的吸引力和影响力。科学教育如果仅仅追求科学知识，将是单调而苍白的，也是不完整的。,对科学教育的启示,15,思维与思维教育的意义,什么叫做思维,教科学为什么要教思维,对科学的认识,科学课程的目标,16,科学课程的目标,知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,17,7,9,年级学生正处于由具体形象思维向抽象思维发展的一个重要阶段，因此，教师要重视学生科学思维的培养。在科学教学中应注重引导思考,事实证据和科学结论之间的关系,，帮助学生学习,建立科学模型,，由此培养学生的,分析,、,概括,能力和,逻辑思维,能力，逐步形成,质疑,、,反思,的科学思维习惯。,科学课程标准,18,教师应努力改变让学生“照方抓药”的实验方式，引导学生自己设计实验，学习控制变量的实验研究方法。学生实验的指导应引导学生主动思考问题，可设计成实验卡的形式，而不是仅仅列出实验步骤让学生按其操作。,科学课程标准,19,吴加澍物理教育思想,以实验为基础,以过程为主线,以思维为中心,以变式为手段,20,有一位小有名气的中学校长曾教过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绩是,94,分。这些学生绝大部分都进入了大学的不同专业。一年后这些学生放假回乡后纷纷来看望他。他突发奇想，拿当年高考化学试卷对这些学生再进行一次测试，你知道学生的平均分大约有多少吗？,只有,16.3,分！而且学生所得的分数主要是与化学思维方法有关的内容。,一个有趣的教育故事,21,重要的不是获得知识，而是发展思维能力，教育无非是将一切已学过的东西都遗忘时所剩下来的东西。,物理学家劳厄,22,思维与思维教育的意义,什么叫做思维,教科学为什么要教思维,对科学的认识,科学教育的目标,人的智力结构,23,思维力,注意力,想像力,观察力,记忆力,智力是使人能够顺利从事各种活动所必须的各种基本认知能力的有机结合。,24,思维与思维教育的意义,什么叫做思维,教科学为什么要教思维,对科学的认识,科学教育的目标,人的智力结构,社会对人才的要求,25,企业招聘员工的题目,中国一年约消耗多少只高尔夫球？,社会更需要的不是已知现成答案的人，而是解决问题能力强的人。,26,知识与思维的辩证关系,27,知识与思维的辩证关系,知识是知识，思维是思维，不可相互替代,知识是人对事物已有的了解和认识；而思维则是人由已知通过大脑加工获得新知的活动。,知识不能代替思维，思维也不能代替知识，即使能够完全掌握过去的全部知识，但对未来的知识知之甚少，这就必须要有思维。,英国剑桥大学,爱德华,德,波诺,28,知识与思维的辩证关系,知识是知识，思维是思维，不可相互替代,知识既是思维的基础，也会阻碍思维的发展,29,如图是一个中空的玻璃砖，光线射出后是会聚还是发散？,知识是思维的基础,30,求,R,1,和,R,2,的关系。,31,新手和专家的解题存在一个明显差异，新手通常采用试错的方法，专家由于头脑中存在着数量充裕、结构优良的基题（基本问题），他们在解题时善于将问题进行转化，利用基题的解答方法和答案来获得当前问题的答案。,32,构成我们学习最大障碍的，是已知的东西，而不是未知的东西。,科学学创始人,贝尔纳,33,一辆汽车行驶的路程和时间,时间,/,小时,1,2,3,4,5,6,路程,/,千米,50,100,200,300,150 250,知识对思维的阻碍,请在表中补上合适的数字。,34,能否找到三个内角和为,270,的三角形？,没有氧气，物质能够燃烧吗？,塑料能够导电吗？,我们为什么难以理解光的波粒二象性？,知识对思维的阻碍,35,知识与思维的辩证关系,知识是知识，思维是思维，不可相互替代,知识是思维的基础，却会阻碍思维的发展,思维发展和知识学习相互依赖，相互促进,36,通过知识的教学发展学生的思维，,通过发展学生的思维促进知识的教学。,37,如何教会学生科学思维,38,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,39,我们大部分有意识的思维都和问题有关。,美,乔治,波利亚,在人有适当的动机而使课题变得迫切了，并且它的解决成为必要的了，当人要从他所处的情境中走出来而又没有现成的（先天的或习惯的）解决办法时，只有在这种场合思维才出现。,前苏联,A,P,鲁利亚,问题解决是思维的充分而必要的条件。,40,案例,1,物体浮沉条件的教学,为什么挤压或撤去对瓶壁的压力，滴管有时会漂在液面上，有时会悬浮在液体内部，有时会在液体中上浮，有时则会在液体中下沉？,物体在液体中的浮沉究竟取决于什么条件？,41,科学教学不但要以问题为起点，而且要以进一步的问题来推进。,提出问题是解决问题的基础，而解决问题的实质则是根据目标问题提出一连串的子问题。,42,学过力和运动，,力和运动之间究竟存在着怎样的关系？,（实验,:,小车不受力时静止，加推力时运动，撤去推力后又停止）,力是维持运动的原因。,事情真的那么简单吗？,翻转小车做实验：撤去推力后小车并非立即停下。故不能说运动就需要力来维持。,再说，手不推，小车就不受到力的作用吗？,正是摩擦阻力，才使运动的小车停下。看来，力和运动的关系是比较复杂的。为了研究力和运动的关系，我们先来考虑一个更为基本的问题，即：,物体在没有外力作用时，究竟如何运动？,这个问题搞清楚了，力对运动的作用可能就清楚了。,静止的物体，不受外力作用时仍会保持静止。但对运动的物体，我们却无法直接通过实验来确定它在不受力作用的运动。因为运动的物体总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时的运动，需要借助推理。为了给推理提供依据，我们先来探究：,不同大小的阻力对物体运动的影响有什么不同？,案例,2,：牛顿第一定律的教学,43,用小车做实验，,阻力对物体运动的影响大小可用什么去衡量？,撤去推力后小车可运动的距离。,小车可运动的距离只与阻力大小有关吗？,不，还跟物体的初速度有关。,影响小车运动距离的因素有两个：阻力和初速度。本实验是探究阻力的影响，所以必须解决两个问题：,改变阻力的大小。,如何改变？,不同材料，不同粗糙程度。,控制每次实验的初速度相同。,如何控制？用手推行吗？,学生困惑。,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。,由实验数据，可得出什么结论？,阻力越小，运动距离越大，速度减小越慢。,如果接触面更光滑，完全没有阻力，小车将做怎样的运动？,小车将做匀速直线运动。,（得出牛顿第一定律后）,我们是用什么方法获得这一结论的？,实验加推理。,44,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,将思维作为教学的核心要素,45,案例,3,力的存在的教学,(1),用“树动知风”类比可从力的作用效果认识力的存在。,类比,(2),显示力改变物体形状的种种现象，概括出结论：力能改变物体的形状。,比较和概括,(3),显示肉眼不能看见的形变，对所得结论提出质疑。,反思,(4),思考：是对结论作出修正，还是改进实验方法？,比较,(5),决定改进实验方法。,直觉,(6),用放大形变的方法，使形变为肉眼能直接看见。,转化,46,（,7,）得出结论：力能改变物体的形状。,分析与概括,（,8,）列举力使物体速度增大和减小的事实，得出结论：力能改变物体的速度大小。,分析与概括,（,9,）由典例得出：力能改变物体的运动方向。,分析与概括,（,10,）给出运动状态概念后，得出结论：力能改变物体的运动状态。,进一步概括,（,11,）提出问题：甲物体对乙物体有力的作用时，是否同时受到乙物体对它的作用？（,12,）用磁条和铁棒做实验，先磁铁不动铁棒动,磁铁会吸引铁棒。再铁棒不动磁铁动,铁会吸引磁铁；最后磁铁和铁棒都运动,磁铁和铁在吸引对方的同时，也受到对方的吸引。,分析与概括。,47,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,将思维作为教学的核心要素,突出科学成果的形成过程,科学发现的曲折历程,科学概念的建构过程,科技产品的创造过程,48,案例,4,光速的测量,亚里士多德：光的传播速度为无限大，光传播不需要时间。（开普勒、笛卡儿等人也这么认为）,伽利略：生活中的现象只能说明声音传播的速度比光的传播要慢些，并不能说明光的传播是瞬时的。也就是说，光的传播非常之快，但总是需要时间的。,伽利略的测量：,1607,年，伽利略和助手，在相距,4.8,千米的两座小山，每人手里拿着一盏带有桶罩的手灯，伽利略还带有一个计时器。实验以失败而告终。,49,案例,4,光速的测量,伽利略测量光速的原理是否正确？,既然原理正确，为什么不能成功？,即使伽利略的测量方法是可行的，还可以做哪些改进？,测量技术达不到所需要的精度要求；,不必请一个伙计站在远处，只要在那里安放一面镜子，镜子接到光之后，便会自动送回一个信号。,两种选择：是接受光速无限大观点；还是改进实验方法？,50,案例,4,光速的测量,勒麦的测量：,1675,年，勒麦利用太空进行大尺度的测量，他根据半年内地球上观察木星的一颗卫星公转的视周期差，测得的光速是,215000,千米,/,秒。,改进方向：一是距离要很大；二是时间测量精度很高。,斐索的测量：,1849,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,7 km,远处的平面镜上并发生反射，并用高速旋转的齿轮测出光传播,14 km,所用的时间，测得光速为,315 000 km/s,。,51,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,将思维作为教学的核心要素,突出科学成果的形成过程,科学发现的曲折历程,科学概念的建构过程,52,案例,5,变阻器的教学,师,：,（用录音机播放音乐，并调节音量）音量变化说明什么,？,生：,可以改变电路的电阻。因为电阻是导体对电流的阻碍作用。,师：,可用什么方法改变导体的电阻呢？,生：,可以改变导体的长度、横截面积或材料。,发散思维,师：,比较三种方法，哪种方法最简便？,生：,可以导体的长度最简便。,聚合思维,生：,电路中的电流发生了改变。,师：,电路中的电流可用什么方法来改变？为什么？,53,师：,这个变阻器有什么缺陷？,生：,体积庞大，不便携带，不便操作。,反思,师：,如何使变阻器体积变小，而不减小,电阻变化的范围，从而使操作更方便些。,生：,将电阻丝绕起来。,技术改进,师：,变阻器两个接线柱接入电路，有几种接法？,生：,六种：,A,、,B,；,C,、,D,；,A,、,C,；,A,、,D,；,B,、,C,；,B,、,D,。,发散思维,A,B,C,D,师：,六种接法中，哪些不可取？,生：, ,两种接法不可取？,反思、聚合思维,师：,四种可行接法的共同之处是什么？,生：,两个接线柱“一上一下”。,概括,师：,四种接法中，哪几种接法滑动触头移动时，电阻变化是相同的？,生：,和,相同；,和,相同。,比同,师：,由于,A,、,B,接线柱用哪个都一样，故变阻器的符号可作简化。,转化,54,案例,6,大气层气温分布规律的教学,55,56,气温,高度,/km,气温,高度,/km,57,案例,7,氧循环和碳循环,58,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,将思维作为教学的核心要素,突出科学成果的形成过程,科学发现的曲折历程,科学概念的建构过程,技术产品的创造过程,59,说明垃圾桶中有两个杠杆，它是利用杠杆原理工作的。,给出垃圾桶内部结构图，讲解：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠杆？哪个是费力杠杆？两个杠杆的支点、动力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠杆之间是怎样相互联系的？,案例,8,垃圾桶教学的四种处理法,给出垃圾桶的内部结构示意图，要求学生分析：桶内有几个杠杆？哪个是省力杠杆？哪个是费力杠杆？两个杠杆的支点、动力和阻力的作用点在哪里？杠杆与杠杆之间是怎样相互联系的？,根据垃圾桶能自动开闭的功能，要求学生设计垃圾桶的结构，画出结构图。,60,如何教会学生科学思维,为学生创设良好的问题情境,将思维作为教学的核心要素,突出科学成果的形成过程,努力提高学生的思维品质,61,思维的广阔性,思维的广阔性是指全面地考察问题，多角度地思考问题，多方面进行联想，善于揭示影响事物的多种因素，揭示事物之间的多种联系，想象事物变化的多种可能，寻找解决问题的多种途径，是思维开放性、发散性的重要标志。,62,案例,9,阿基米德原理的教学,方案,1,（课本方案）,用弹簧秤测出物块受到的浮力；,用量筒测出溢杯中溢出的水的体积；,计算溢出的水的质量和重力，并与浮力比较。,方案,2,（无溢杯和烧杯，量筒中装水）,用弹簧秤测出物块受到的浮力（物块浸在量筒的水中）；,用量筒测出物块排开水的体积；,计算物块排开的水的体积和重力，并与浮力比较。,方案,3,（无量筒）,用弹簧秤测出物块受到的浮力（物块浸在量筒的水中）；,用小桶接溢杯溢出的水；,用弹簧秤测出溢出的水受到的重力，并与浮力比较。,63,思维的严密性,思维的严密性是指主体思考问题时能始终做到有理有据，推理过程环环相扣，考虑问题全面周到，合乎逻辑，不以想像代替分析，不以直觉代替推理。,应当要求学生在判断时必须清楚：,事实是什么？依据的原理是什么？什么是已知？什么是未知？哪些判断是严密的推理得到的？哪些判断带有猜测的成分，有待于进一步的检验。,64,案例,10,光的折射的教学,思考：如何有一束光从水中斜射向空气，光线将怎样偏折呢？请根据光路可逆性把你的结论填在相应的横线上。,光从水中斜射入空气时，折射光线将偏离,_,_,，折射角,_,入射角。,实验现象：光从空气射入水中，折射角小于入射角。,65,案例,11,机械能守恒定律,靠肉眼怎么能看得出是等高呢？,摆动时，势能的变化可以看出，但动能的变化怎么看得出来？,即使能确定摆球在左右两个极端位置等高，也只能说明摆球在左右两个极端位置的机械能相等，并不能因此肯定摆球在摆动的整个过程中机械能保持守恒。,常见说法：,实验可见，摆球摆动时，动能和势能在相互转化，但摆球到达的左右最高点是等高的。这表明摆球的机械能没有变化，即机械能守恒。,66,应当防止三个倾向,重结果，轻过程。,重正确，轻错误。,重他纠，轻自纠。,67,案例,12,砝码生锈的影响,问题：用一只生锈的砝码去测物体的质量，其读数将会,_,（填,“,偏大,”,或,“,偏小,”,）,68,生：,砝码生锈了，锈掉了，砝码变轻了，所以读数变小了。,质疑：,事实（虚构）,题目并没有说锈掉了；,推理（不严密）,砝码变轻，为什么读数就会变小。,师：,100,克的砝码变成,99,克了。如果把这个砝码放在天平的右盘，天平,左盘应该放多少克的物体，天平才能平衡？,生：,应该是,99,克。,师：,99,克的物体在天平上称，结果的读数是多少克？,生：,读数是根据砝码读出的，是,100,克。噢，我知道了。如果砝码变轻,了，读数不是变小，而是变大了。,师：,事实上，砝码生锈后质量是变重了。请你重新进行推理，看看砝码,生锈之后，读数是变大了还是变小了。,69,思维的深刻性,思维的深刻性是指主体能够善于透过纷繁复杂的现象，把握事物的本质，善于进行抽象概括，抓住问题的核心，揭示隐含的信息，善于根据事物的初态预见事物的发展。,70,案例,13,滑轮组用力公式,结论：,使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重的几分之一。,局限性：利用滑轮组工作时，所克服的阻力是重力。,较低层次概括,较高层次概括,71,如图是一均匀薄板，半径,R=30,厘米，现从圆形板上挖出一个半径,r=15,厘米的内切圆板，试求剩余的薄板的重心,C,与大圆圆心的距离。,解：,设想在,O,点将薄板支起，再将小圆板放回，则薄板（杠杆）得平衡。,G,1,G,2,C,O,O,72,F,各人所用的拉力都等大，则哪种情况小船靠岸较快？,73,思维的批判性,思维的批判性是指思维活动中善于反思、善于质疑，善于评价，能够从常人认为没有问题中发现问题，从常人看不出破绽中发现破绽。,74,序号,动力,F,1,/,牛,动力臂,L,1,/,厘米,阻力,F,2,/,牛,阻力臂,L,2,/,厘米,1,0.5,10,0.5,10,2,1,10,0.5,20,3,0.5,20,1,10,4,1,10,1,10,序号,动力,F,1,/,牛,动力臂,L,1,/,厘米,阻力,F,2,/,牛,阻力臂,L,2,/,厘米,1,1,6,2,3,2,2,5,1,10,3,3,4,4,3,4,4,5,2,10,观察表格中的数据，实验中采集的数据有什么缺陷？,案例,14,探究杠杆平衡条件,比较两个表格的数据，哪个实验采集的数据较好？,75,L,1,L,2,F,1,F,2,案例,15,使用动滑轮一定能省一半力吗？,必须满足四个条件：,（,1,）不计滑轮轴心的摩擦；,（,2,）不计绳子的自重；,（,3,）不计滑轮的自重；,（,4,）两边绳子应当竖直。,如果绳子不竖直，拉力是变大，还是变小？,推敲一下你所画的图，存在什么问题？需要作怎样的修正？,76,（,1,）不计滑轮轴心的摩擦；,（,2,）不计绳子的自重；,（,3,）不计滑轮的自重；,（,4,）两边绳子应当竖直。,由这几个图判断，你原来得出的结论还成立吗？,对于定滑轮，其结论成立也需要满足这四个条件吗？,77,案例,16,哪种接法好？,问题：,4,盏灯泡额定电压均为,110V,，怎样接在,220V,的电路中。,78,谢谢！,79,案例,11,探究水的化学式,一种说法：,对水通电，水将分解成氧气和氢气。这表明水分子是由氧原子和氢原子组成的。因为实验所得的氧气和氢气的体积之比为,1,：,2,，所以，水分子中的氧原子和氢原子的个数之比为,1,：,2,，即水分子是由,1,个氧原子和,2,个氢原子组成的。水的化学式是：,H,2,O,。,由氧气与氢气的体积之比为,1,：,2,的实验事实，怎么能确定组成水分子的氧原子和氢原子的个数之比也正好是,1,：,2,？,由组成水分子的氧、氢原子的个数之比是,1,：,2,，怎么能因此得出水分子是由,1,个氧原子和,2,个氢原子组成呢,？,80,（,1,）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组成？二是组成水分子的不同原子的个数各为多少？,（,2,）实验事实：水电解后生成氧气和氢气。,水是由氧和氢组成的。,水分子的化学式：,H,x,O,y,。,（,3,）一下子确定,x,、,y,比较困难，先确定,x,、,y,的倍数关系。而要,x,、,y,的倍数关系应当等于水电解后生成的氢气和氧气中氢、氧原子数,Nx,、,Ny,的倍数关系。,（,5,）实验测得水的相对质量为,18,，由此可以确定水分子中有,2,个氢原子，,1,个氧原子。即水的化学式是,H,2,O,。,（,4,）,N,x,Ny,81,