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【关键词】四基 初中数学 概念教学 教学设计
“四基”的概念教学方式是顺应课改要求提出来的,注重在概念教学中关注学生的基本知识、基本技能、基本数学思想以及基本活动经验。在“四基”的引导之下,教师就需要整合教学内容和教学方式的结合形式,将概念学习以一种新的形式展现在同学们的面前,学生对概念的理解更加深刻具体。
一、注重教材的分析
在应用“四基”来开展教学的过程,教师需要对教材进行仔细分析,将教材中内容和生活、四项以及活动的经验结合起来。在教学内容引入的时候,教师也需要注重问题的提问方式,是以直白的形式来进行呈现还是以含蓄的形式来启迪学生的思维。
比如在学习苏教版初中数学中“黄金分割”这部分内容的时候,教师在教材分析的时候,就需要思索以怎样一种形式来进行课堂引入,最终决定以“线段之间的比”这个学生之前学过的知识点进行引入,对成比例的线段进行延伸和拓展,就形成了“黄金分割”这个概念。教师在选取生活化的例子来进行概念引入的时候,要选取一些学生熟悉的事物,比如联合国总部、蝴蝶的翅膀、维纳斯的雕塑等,或者让学生观察两种不同身材比例的美女的图片,让学生来选择自己看上去更美的一张图片,在分析为什么自己选择的图片美女更美的时候,教师就引入了“黄金分割”的概念。教师还可以借助一些矢量图来对黄金分割的概念进行演示,指引学生的来找到合适的黄金分割点,学生的在生活的例子和日常经验中就掌握了“黄金分割”这个概念。
二、注重教学的设计
初中学生所处的年龄阶段在对事物进行体验的时候,往往是以感性的思维来进行。教师在进行概念教学的时候就需要注重运用“四基”的教学理念来引导学生的理性思维,让学生能够抓紧从形象思维向抽象思维进行转变。在在进行具体的设计的时候,主要是从知识技能、过程方法、情感态度这三方面来进行设计。
比如在对苏教版初中数学中“黄金分割”这一概念进行教学设计的时候,知识技能的设计就是让学生来对一些建筑上的黄金分割进行举例,并且体会在这些建筑中所蕴含的文化价值。教师让学生自己来利用线段之间的关系来自己制作具有黄金分割性质的图形,在实际操作过程中,就能够提升学生学习这部分内容的信心。过程和方法的设计就是让学生对黄金分割这个概念的形成过程进行理解,毕达哥拉斯是最早提出线段之间的黄金比例的人,提出当一部分线段和另一部分线段的长度比恰好为0.618的时候,那么物体就会给人们呈现出一种美感。后来柏拉图将这种美丽的比例称之为“黄金分割律。”在这个过程中学生就了解了一个概念的形成过程,就有利于学生在生活中也注重对生活现象的观察。在过程方法的教学中,教师还需要让学生了解黄金分割在生活中是如何具体应用的,这样学生以后在进行物体设计的时候,也能够按照黄金分割的比例来进行设计。教师在进行情感态度教学的时候,重点是让学生欣赏一些在黄金分割的理论下设计的图片,提升学生的审美能力,教师还可以安排学生进行小组讨论来谈一谈自己对黄金分割这个概念的体会,让学生在思维交流中来增强对黄金分割这个概念的理解。
三、注重问题的提出
教师为了保证课堂教学过程一种充满活力,让学生注意力一直集中在教师那里,教师还需要对课堂中问题的提出来进行设计,让学生在这些问题的激励下来进行概念的学习。
比如在进行苏教版初中数学“黄金分割”这部分内容学习的时候,教师首先在幻灯片中展示两幅图片,让学生来分析这两幅图片中哪一幅更漂亮,学生在选出更漂亮的那副图片的时候,教师就可以将黄金分割的概念引入到教学过程中。其次教师提出下面这个情景:班级同学小花身高符合黄金比例,身高是AB,肚脐到脚的高度是AC,那么请问同学身高AC/AB之间的比值是多少?教师在提出这个问题的时候,然后就在幻灯片中对这个情景来描绘出来,学生就可以看着的图片来进行一系列的问题的思考,教师还可以主张学生之间进行分许讨论来对这个问题进行探究。在这个问题中学生就了解了黄金分割在实际中是如何进行应用的。在课程快结束的时候,教师就可以让学生开展小组活动,活动的主题是“设计一个高跟鞋(内增高)。”学生在进行设计的时候就会将黄金分割的知识运用进来:高跟鞋(内增高)的高度是算在腿到肚脐之间的高度的,为了保证腿到肚脐的高度和身高之间的比例是黄金分割比,就需要对模特的身高和腿到肚脐之间的高度进行分别测量,然后结合黄金分割的比例,就能够很快设计出高跟鞋合适的高度。在整个活动中,学生都积极地参与进来,并且注重知识和实际应用的结合,使得整个活动有条不紊地进行,学生在整个活动中做事的条理性也大大得到提升。
【参考文献】
[1] 王先芳. 重视概念教学,突破教学难点,《数学通报》,2012(4).
[2] 顾沛. 义务教育阶段的数学教学如何渗透数学思想,《基础教育课程》,2012(7).
因为传动比与齿数之比成反比,可以通过改变链轮的齿数来改变被动轮的转速,达到变速的目的。因为,大家都熟悉变速自行车,所以对“传动比”的理解就具体深刻了。再如在讲到铰链四杆机构时,为了让学生理解该机构的类型和不同类型的铰链四杆机构的工作性质,可先利用学校自制的模型进行现场演示,通过动手制作来激发对理论知识的学习。展示模型时我分别取不同的构件作机架来演示,便可发现三种类型:曲柄摇杆机构、双摇杆机构、双曲柄机构,接着引导学生观察不同类型的铰链四杆机构工作有什么差异,学生会发现在曲柄摇杆机构中曲柄的转动和摇杆的摆动是可以转换的,但当以摇杆为主动件时,要实现运动的顺利进行,需要一定的方法,否则会卡死。最后再结合实际例子进行讲解,如家用缝纫机的脚踏板机构是采用以摇杆为主动件的曲柄摇杆机构,而且是利用飞轮的惯性作用通过死点位置;公共汽车车门的启闭机构是采用反向平行双曲柄机构等。再如可以组织学生到实训车间参观学习,让学生身临其境,增强学生的感性认识,加深对教材中理论知识的理解。
二、注意内容的有机联系,分析对比,增加认识
在液压传动中,讲解溢流阀、减压阀、顺序阀时,对它们进出油口、阀的控制信号来源、阀口开启情况及泄油四个方面对比分析,然后根据它们的特点,就可以画出阀的符号。让学生知道从符号就可以看出它们之间的相同与不同之处,这种讲解方法对学生掌握三种阀的图形符号很有帮助。
三、变“以教师为中心”为“以学生为主体”的教学模式
课堂教学是师生情感交流的场所,教师要充分给予学生参与的权利和机会,充分体现教师的主导地位和学生的主体地位。有效的提问不仅能激发学生的学习兴趣,同时还能启发思维,激励学生积极思考。在介绍齿轮传动时,我首先取了一对外啮合的齿轮进行提问,“这两个齿轮啮合转动时方向是相同还是相反于”学生有的说相同,有的说相反。接下来,我又取出一对内啮合的齿轮进行提问,“这两个齿轮啮合转动时方向是相同还是相反于”学生还是有的说相同,有的说相反。这时,我把两种啮合传动分别用模型演示了一下,学生通过观察得出结论:齿轮外啮合时方向相反,内啮合时方向相同。接下来,我们又讨论了三个齿轮,更多齿轮啮合时方向的判断,学生很快掌握了本节课内容。积极活跃的课堂气氛激发了学生的学习兴趣。
四、关于参数性概念
直齿圆柱齿轮是《机械基础》的主要内容,在讲解参数时,因内容多,采用模块教学法,把知识点结合成几个模块,让学生逐一理解吃透,可以取得很好的教学效果。讲解时可以建立三个相关的概念模块:一是四个圆,分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆。二是三个径向尺寸,齿高、齿根高、齿顶高。三是与分度圆圆弧相关的齿多巨、齿厚、齿槽宽。
五、科学的设置作业
1. 发展前概念,找准概念形成的“生长点”
国内一些学者认为物理学习的前概念是指个体在没有接受正式的科学教育之前,对日常生活中所感知的现象,通过长期的经验积累与辨别式学习而形成的对事物的非本质的认识,前概念中通常存在的一些错误的、片面的、有缺陷的认识,对物理概念的学习产生相当大的消极影响,束缚学生对概念内涵的理解,甚至学生在学习了正确的物理概念之后的相当长时间内还会在潜意识里对学习造成干扰。故此,教学中教师要帮助学生转化前概念,以能形成科学的物理概念。
以《比热容》教学为例,比热容是初中物理教学中的一个难点,比热容概念涉及热量、温度、质量三个物理量之间的变化关系,学生理解起来比较困难。他们大脑中对“比热容”这一概念的认识只停留在“物体吸收热量后温度升高,吸收热量越多,温度升高越多”这一认知上。课堂上设计实验,可帮助学生对这一问题的认识从定性分析上升为定量理解,继而以此作为新知识的“生长点”,为形成“比热容”这一概念打好基础。
2. 顺应学生思维,把握概念形成的关键
顺应是指外部环境发生变化,而原有认知结构无法同化新环境提供的信息时所引起的儿童认知结构发生重组与改造的过程,即个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程。帮助学生形成概念的过程中,教师要想方设法顺应学生的思维,通过问题的设计、探究实验等策略,引导学生运用比较、分析、综合等思维方法,对原有的认知结构进行思维加工,在新概念的“生长点”上进一步抽象出事物的物理本质属性和共同特征,进而形成物理概念。
以《比热容》概念教学为例,通过演示实验已让学生明确了物体吸收的热量与物体升高的温度间的定量关系,要引导学生形成概念,教师还应指导学生进行实验设计和现象分析,从而构建出以上的概念框架,继而得出比热容的定义:物理学中把吸收热量与质量和升高温度的乘积的比值叫做比热容。
由此可见,概念的学习不是由老师直接给出的,而是逐步生成的,在课堂上教师引导学生循序渐进,进行层层分析,不断发现问题、分析问题、解决问题,并在这一过程中培养学生各种思维能力,进行思维加工和思维训练,从而生成概念,掌握新知识。
3. 深化问题讨论,巩固概念形成的效果
学习物理知识的目的在于运用,运用是使学生把学到的知识转化为能力的关键。学生初步形成概念后,课堂上围绕着概念的内涵和外延,引导学生展开讨论,激发学生探讨的兴趣和欲望,通过教师的引导和点拨,加深和巩固对概念的理解和掌握。
以《比热容》概念教学为例,在学生形成概念后,课堂上教师可引导学生展开讨论。
课堂上教师可通过问题引导学生设计出两种实验方案,即质量相同的水和沙子,吸收相同的热量时升高的温度不同;或质量相同的水和沙子,升高相同的温度时吸收的热量不同。这样的实验设计,有助于学生更好地理解概念的内涵。
我国基础音乐教育教改必须与世界音乐教育新思维接轨,在接轨的过程中笔者认为产生了八种新的理念。
一是美感核心的新理念。即在音乐课程研制中,突出音乐美感的作用。以音乐独特的艺术魅力作用于学生的情感世界,通过学生接受、表现和创造音乐,不断体验蕴涵于音乐形式中的美感和情感,从而产生强烈的情感共鸣,促进心灵净化、情操陶冶、智慧启迪、情智互补。使音乐课成为学生高尚审美情趣和积极乐观生活态度养成的重要场所。
二是以人为本的新理念。在音乐教学改革中,围绕每一个学生的发展,跳出目标单一、产业化的生产模式。扭转忽视人的本性发展的教学行为,使人的本质回归到自然人的范围之中。每堂音乐课均给学生留下自由想象和创造的空间。音乐创造因具有强烈而清晰的个性特征而充满魅力,它是激活学生表现欲望和创造冲动的重要手段。学生主动参与音乐欣赏、音乐表演和音乐创造,充分展现其个性和创新才能,充分发挥其想象力和创新思维,就能使每个学生调整好音乐教学与自我的关系、音乐教学与个性发展的关系。
三是多元兼收的新理念。除学习弘扬民族音乐文化精髓,增强民族向心力、凝聚力之外,广泛学习世界各国音乐经典和不同民族、不同时代的音乐精品,多元兼收,继承和共享人类文明的一切优秀的音乐文化遗产,极大地拓展学生的审美视野,增进对不同音乐文化的理解和尊重。
四是情感价值新理念。即课程的追求目标将学习音乐的情感态度和价值观视为首要,区别于过去将音乐技能放在第一位的做法。通过音乐学习培养学生丰富的情感体验,使他们的情感世界受到感染和熏陶,在潜移默化中建立起对亲人、他人、人类,以及一切美好事物的挚爱之情,养成积极乐观的生活态度和进取精神。通过各种途径和方式引导学生进入音乐天地,在参与音乐实践过程中喜爱音乐,掌握音乐基本知识和技能,养成欣赏音乐的好习惯,树立终身学习音乐的愿望。通过对音乐作品情绪、格调、思想倾向、人文内涵的感受和理解,培养音乐的鉴赏和评价能力,形成健康向上的审美情趣。
五是重学习过程的新理念。即改变音乐课“重教轻学”和应试学习型的状况,将课堂的重心转到以学生为主体的模仿、体验、领悟、创新、探究、发现、合作和沟通之上。音乐的模仿、体验和领悟积累了音乐感性经验;创新、探究和发现激发了学生的好奇、求索、开拓和创造的愿望;合作和沟通加强了学生与学生之间、老师与学生之间的联系与协作。重视和拓展学生即兴自由发挥的音乐创造,并着意引导和发展他们的创造思维。在音乐审美过程中启发学生积极去体验音乐之妙,充分开展想象,鼓励在音乐体验中独创见解和自我发现。充分利用集体歌咏、演奏和表演的实践过程,培养学生良好的群体协调能力和宽容理解、共同参与的集体主义意识和相互尊重合作的精神。充分利用以音乐为主线的综合艺术实践,帮助学生更直观地理解音乐的意义和在人类艺术活动中的价值。
六是人文环境新理念。即改变音乐学习中的机械模仿和枯燥训练,不以单纯的专业知识为目标,而是让学生进入围绕人文主题的音乐学习中,了解音乐和相关学科的历史和文化内涵,形成艺术经验和能力。在轻松愉快地学习音乐知识和技能的同时,获得耐心、关心、爱心、友善、尊重、分享等人文素养,促进人性的提升和完善。
七是从生活情趣中体验音乐的新理念。即改变过去音乐课中一些脱离实际,有悖生活的内容。音乐与生活有天然的内在联系,对美好的向往和追求是二者的共同本性,用紧贴生活、富有生活情趣的音乐教学内容和行为,使学生在课程中获得终身受益的能力和经验,从而使他们的生活变得丰富多彩、颇有情趣。这不仅能使学生从生活情趣中体验音乐,提高学习兴趣,还能潜移默化地养成热爱生活和乐观向上的心态,使生活更加充实、更有活力,增强工作和学习效率。
关键词:5E教学模式;初中生物;概念教学
概念教学是生物课堂教学的核心。义务教育阶段生物学新课标凸显了重要概念的传递,在课程内容的10个主题中精选了50个重要概念,同时建议教师要围绕重要概念来组织并开展教学活动,以促进学生对重要概念的深入理解和迁移应用。5E教学模式由美国生物学课程研究(BSCS)基于建构主义理论开发设计,以帮助学生建构新概念的教学活动结构框架,主要由吸引、探究、解释、迁移和评价5个环节构成,如下表所示。
本文拟结合苏科版生物学八年级(上)“植物的蒸腾作用”这一重要内容,尝试运用5E教学模式开展生物学概念教学。
一、创设情境,提出问题,引出概念
认知冲突是引发学生有意义学习心向的重要手段,平复认知冲突所引起的心理失衡就成为问题解决的动机和需要。因此,在教学的“吸引”环节,一般强调通过创设蕴含与重要概念相对应的学科专业问题情境来激发学生的学习兴趣,引发学生积极主动地探究。这就需要教师通过访谈、调查,或者凭借以往教学经验,在正式上课前探查出学生头脑中与即将学习新概念相关的观念或前概念,并科学分析原有概念和科学概念之间的差异及其形成差异的原因,然后通过文本呈现、对话交流、实验演示等常见方式创设问题情境,使得学生在加工新信息、新事实的过程中与原有概念产生认知冲突。这样能有效激发学生主动建构知识的兴趣,引发强烈的探究意愿。
例如,教师展示了《中国花卉报》的一则新闻:“植物的吸水重量,超过了植株本身重量的数百倍。一株玉米或向日葵一生需吸收水分200公斤以上。这就是说,植物所吸取的水,积存和组成植物体的并不多,一般只占吸收总量的2%左右。”学生阅读之后,在“原有认识”和“现存事实”之间随即产生了认知失衡,思维一度处于“愤”“绯”状态,酝酿一段时间后会提出这样的问题:“那么,其他98%的水分到哪里去了呢?”教师引导学生猜测原因,最后形成这样的共识:植物通过根从土壤中吸收的水分大部分散失到大气中去了。“这一过程在植物生理学中叫蒸腾作用。”教师抛出概念的名词后,继而又会引发学生的深入思考:蒸腾作用究竟是怎么一回事?如此,从学生已有的认知水平出发,层层深入,引出需要探究的重要概念。
二、提供支架,进行探究,建构概念
学生经产生认知冲突,提出问题并明确问题后,推动了自主探究的顺利进行。根据不同的内容特点,教师引导学生进行形式多样的探究活动,如资料分析、实验探究、模拟制作等。在探究环节中,学生不仅是身体的参与,更是思维的深入,原有概念、技能、方法在探究活动中会逐渐暴露无疑,这为后继的概念转换和概念界定奠定了基础。在探究中,教师要适当地介入和适时地指导,随时了解和控制学生探究的进程和深度,避免由于“滑过”现象过快地得出结论,以及“搭便车”现象产生。另外,教师需要给学生搭建必要的支架,如果涉及跨学科知识,则以“先行组织者”方式提供必需的背景知识;如果是实验探究,还必须提供实验仪器、实验材料等。运用何种支持方式,支持到何种程度,取决于探究的进程及学生的实际状况。
学生的探究活动是本环节的重要内容,本处将通过设计2个实验引导学生深入探究。
实验一:叶的蒸腾作用
选取两枝粗细相近的枝条,一枝将叶片去掉,一枝保留叶片,分别插入两个50ml的量筒内。枝条露出量筒外的部分用塑料袋罩住,袋口扎紧。两个量筒内的水的液面高度一样,液面上滴加适量食用油,防止水分的蒸发。然后把它们放到有阳光的地方,照射约2小时左右。要求学生观察现象并思考以下问题:①甲组装置中塑料袋为什么会鼓起来?②甲组装置中塑料袋壁上水滴是怎么形成的?
实验二:观察植物叶表皮的气孔
撕取叶的下表皮,制成临时装片,放在显微镜的低倍镜下观察。要求学生思考及讨论下列问题:①保卫细胞有什么特点?②气孔是如何开和闭,从而调节蒸腾作用的呢?
三、师生互动,归纳总结,形成概念
这个阶段是组织学生对探究过程和结果进行讨论、交流。教师要创设一种积极的学习环境来保证学生能充分展示自己或者小组探究阶段的成果,让学生在自由民主的氛围中阐述自己对所探究知识的理解,分享探究过程中运用的技能和方法,同时鼓励学生质疑、释疑,提出不同的见解,让探究逐步走向深入。这也是一个引导学生由现象到本质、从感性到理性的认知过程,教师应引导学生根据上一环节探究的结果和已有的知识经验进行推理。如果推理有困难,教师也可以运用其他的材料和媒体帮助学生正确地理解概念,特别要注意转变学生原有的错误概念,建立新的概念。
[案例]“叶的蒸腾作用”实验分析讨论
师:请问大家在实验中观察到了什么现象?
生:有大量水滴;甲组量筒内液面下降明显;甲组塑料袋鼓起来。
师:塑料袋壁上的水滴是怎么形成的?
生:水蒸气液化形成的。
生:水蒸气是哪里来的呢?
生:量筒里的水蒸发形成的。
师:可是植物油能防止水分蒸发啊。
生:应该是茎吸收了水分,然后经过叶出来的。
师:你看见树叶表面有水流出来吗?
生:没有。
师:那水分怎么出来的呢?
生:应该是液态的水经过叶片的表面蒸发出来的。
师:这在生物学中不叫蒸发,同学们“看”到了水是以气态的形式散失到大气中去的,这就是蒸腾作用。同学们能否用自己的语言描述一下什么是蒸腾作用呢?
生:……(尝试)
案例中,在学生获得实验事实的基础上,教师运用谈话法,针对学生的疑问或错误观念,进行层层设问,并加以引导和解释,在一步步严密的逻辑推理中丰富了科学概念的形成过程,使学生逐步构建起正_的概念体系。
四、积极引导,解释情景,拓展概念
学生在获得新的概念后,教师应该为学生提供时间和空间,尝试用获得的新概念分析新的情境、解释新的问题,引导学生继续发展对概念的理解和应用,进一步深化概念的基本内涵以及扩展概念的外延,并与已有概念产生某种关联,从而可以加深或拓展对概念的理解。这个过程实际上是新概念不断精致化、结构化的过程。在利用新概念解释新情境、新问题时,教师要注意引导学生使用已经掌握的学科专业术语,尽量避免使用口语,以加深对新概念的理解。
例如,在学生形成蒸腾作用这一新概念后,教师可以设问:水分以气体的形式从植物体内散失到植物体外的过程,叫蒸腾作用。为什么不说是“从叶片内散失到叶片外”?为解开学生的疑惑,教师可以引导学生对比观察2组实验,发现乙组塑料袋壁上也有一些水雾,液面也下降了一点。经过讨论,学生恍然大悟:原来植物的茎也可以散失部分水分,只不过通过叶散失的水分更多。这样,概念的内涵得以进一步丰富。
又如,学生知道气孔的开闭可以调节蒸腾作用的强度后,教师可以引导学生推测开闭的原理。一是根据观察事实,得出细胞内侧壁厚、外侧壁薄这样一种结构特点;二是和吹气球类比,气球壁薄的一侧先鼓出来。这样,通过类比、联想就可以推理出气孔的开闭原理,为认识蒸腾作用的结构基础再次打下坚实基础,同时“结构与功能相适应”的生物学观点也得以渗透。
五、合理调控,全面评价,巩固概念
评价是教学活动中的一个重要环节,新课程明确指出要发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。科学的评价有助于促进学生对探究过程进行理性反思,确保学生的活动沿着最佳的轨道进行。同时,评价也为教师提供了一个对教学活动现实的或潜在的价值做出判断、评估自己教学效果的机会。在5E教学模式中,既要关注对结果的评价,又要关注对过程的评价,以促进学生在原有水平的发展,巩固所学概念。
教学过程中的即时评价。例如,观察蒸腾作用现象时,一般学生只会观察到塑料袋壁上有水滴,液面下降,而有的学生则会观察到塑料袋鼓起来。这时应该给予后者充分的鼓励和肯定,因为这样的发现,为探究的深入开展提供了契机。而分析现象过程中,教师正确的评价有助于学生随时进行反思,及时纠正错误的方向。