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建构主义最早可追溯到18世纪法国哲学家维柯(Vico·G),当然对建构主义发展起重要作用的应该是瑞士心理学家皮亚杰(Piaget·J)和前苏联心理学家维果茨基(Vogotsky·L·S),他们分别奠定了建构主义的两大主要流派——认知建构主义和社会建构主义.近年来建构主义学习理论在西方逐渐盛行,也对我国的教育产生了重要影响,目前正以迅猛的发展势头,渗透到学科教学,给学科教学改革注入了新的生命力。
建构主义认为,知识无法像货物一般直接传输给学生,新知识的学习必须建立在学生已有知识、经验和技能之上,以学生为中心,让其主动参与整个学习过程,重新建构知识的意义,从而帮助学生发展现实的、灵活的且有用的知识的心理表征。
建构性教学模式可用图1表示.在此模式中,定向与探索阶段要暴露学生的前概念,就是从学生已有的知识、经验和技能入手,帮助学生向新知识点探索发展。
[TP12CW01.TIF,BP#]
建构与交流阶段是学生主动参与各种学习活动,构建新知识、新概念,并相互交流。
解释与拓展阶段学生拓展迁移知识点,在不同情境中灵活运用.在上述三个阶段学生都应不断反思与评价。
本文以初中科学“功率”概念教学为例,运用建构主义进行概念教学尝试。
1定向与探索阶段
在学生向新知识探索发展过程中,不应是直线式的,应该是迂回曲折的,教师应创设真实的情境,让学生在活动中去伪存真,拓展出有意义的、灵活的知识表征。
1.1教学过程
(1)导入新课
师:上节课我们学习了功的概念,这节课先请同学们看一段动画,请仔细观看(电脑放映小猫和大狐狸上楼的动画)。
生:哇!(学生非常兴奋,对于教师自制的动画,加上夸张的配音,学生深深地被吸引,使得教学有了一个良好的开端.)
(动画介绍:一只小猫和一只大狐狸一起上楼,小猫跑的快,到了楼顶上后,小猫说:“我做功快”,大狐狸说:“我做功多”,在他们争持不下时,画面停止了.)
师:同学们认为小猫和大狐狸谁的说法对,为什么?小组内可以讨论一下。
生:我们认为大狐狸的说法对,……
生:小猫说的对,……
师:小猫做功是不是真的比大狐狸快呢?这就是我们今天所要研究的课题。
(2)比较做功快慢的两种方法
师:接下来我们小组间要进行一场比赛.大家商量一下,每个小组派出一名同学,看谁先把这箱矿泉水从地上搬到桌子上.(学生对这种体验非常感兴趣,不停地给两位同学加油,特别是对用生活中随处可见的矿泉水瓶来做实验,感到即熟悉又好奇.)
生:……
师:我们再来进行两组比赛,哪个小组的同学愿意参加?
生:我来,我来!(此实验的要求是在相等时间内看谁搬的矿泉水多,踊跃举手的学生更多了,他们发现科学实验原来可以这样的简单.)
师:开始……
师:刚才我们只进行了两场比赛,还有很多同学都想参加.接下来我们就进行一场小组间的比赛,每个小组的同学利用桌子上的仪器都来提起重物做一次功.打开活动卡,记录一下物体提起一米时所做功的大小和做功所用的时间.每个小组只需测量一次.各小组讨论一下,要分工明确,把测得的数据写在活动卡上.然后派代表把你们的结果写在黑板上。
活动卡:
功率
活动1:搬矿泉水的比赛。
结论1: 当物体做功相同时,所用时间[CD#3](填“多”或“少”)的,做功快。
结论2:当物体做功所用时间相同时,做功[CD#3](填“多”或“少”)的,做功快。
活动2:各小组提起重物做功的比赛。
要求:记录重物被缓慢地提起1米时所用的拉力大小和需要的时间,并根据测得的数据计算出拉力所做的功.每个小组只需测量一次,大家要分工明确,把测得的数据写在活动卡上.然后派代表把你们的结果写在小黑板上。
讨论:
结论3:
(1)比较四个小组做功的多少:第[CD#3]组做功最多。
(2)比较四个小组做功的快慢:第[CD#3]组做功最快。
(3)比较做功快慢的方法是[CD#3]。
(学生讨论、操作,教师具体指导)
师:你们是怎样分工的?怎样测距离?要使末位置相同.怎样提起?尽量匀速。
……
(由于这次实验需要所有同学都亲自动手做,他们更是迫不急待、跃跃欲试,课堂气氛格外活跃,显示出九年级学生特点.为了给每个小组展示的机会,要求各小组只能记录一组数据.为了确保准确性,各组学生都非常认真,反复实验.而实验中的刻度尺、弹簧秤、手表等更是他们非常熟悉的物品,每个同学都能积极参与,努力体验,达到了教学的目的.)
1.2设计意图
本节课从小组之间搬运矿泉水的比赛入手,复习做功的多少,再引出做功的快慢.进一步通过学生实验来解决“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢?”在教学中,可从学生已有的知识、经验和技能入手,利用实验探究手段帮助学生向新知识点拓展,生成新知识。
2建构与交流阶段
建构主义强调学生主动参与学习,生成自己理解的内化的新知识.而教师在这个过程中应做好组织和指导工作.如提出问题:“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢” 时,此时,教师应给予适当指导,用类比的方法回顾有关速度的知识,利用鸡蛋做功的演示实验让学生感受1瓦特的大小,促进新知识的构建。
2.1教学过程
(1)功率的定义
师:我们已经学过,速度是表示物体运动快慢的物理量.我们用单位时间里运动物体通过的路程表示的快慢,那么当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢? 生:用功率反映物体做功快慢的科学量。
师:如何定义?
生:单位时间里完成的功叫功率。
师:那么如何用公式表示?
生:P=[SX(]W[]t[SX)]。
师:如何用公式推导?
生:推导式:P=[SX(]W[]t[SX)]=[SX(]Fs[]t[SX)]=Fv。
师:注意:F与v同方向.(物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积.在功率P一定时,力F与速度v成反比.当汽车上坡时,司机采取换档的办法,减小速度,以获得较大的牵引力.)单位如何?
生:瓦特(W) ,焦/秒(J/s)。
师:单位如何换算?
生:1瓦特=1焦耳/秒,1千瓦=1000瓦。
(2)功率的物理意义
师:通过前面的学习我们知道了瓦特是功率的国际单位,那么1瓦特到底有多大呢? 1瓦特表示什么含义?
生:1瓦就表示物体在1秒钟内做的功为1焦。
师:怎样才能得到1瓦的功率呢?[HJ1.15mm]
生:(讨论)如果让物体在1秒钟内能做1焦的功,那么它的功率就是1瓦。
师:非常好,下面同学们利用生活中最常见的物体来设计一个能得到功率为1瓦的实验,看哪个小组的设计既简单又比较准确。
生:(讨论)
(因为涉及范围较广,学生的意见一时不能统一,发生了争论,有的小组出现了几套方案,但按要求每个小组必须经过筛选,最后只能有一个最佳方案,这样既培养了他们的独立思考能力,又培养了他们的合作精神.经过几轮的争执和讨论,又进行了最后的验证,大家一致选中了“让两个鸡蛋从桌子上落到地下重力所做功的功率大约就是1瓦”的这个实验,因为它即常见又实用,学生感叹到:原来科学实验可以这样做呀.)
……
2.2设计意图
通过前一阶段的探索,学生己通过实验解决了“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢?”的问题,通过小组讨论交流,使学生顺利地构建新知识——功率的定义和物理意义。
3解释与拓展阶段
在解释与拓展阶段,对问题情境的设计是一门艺术.学习任务的难度应该设置在最近发展区内,也就是让任务既不唾手可得,也不遥不可及,学生只要“跳一跳”即可摘到“桃”,这样才能激发学生思考的积极性,才能有效地促进学生智力的发展,达到巩固和深化新知识的目的。
3.1教学过程
情境一:查一查。
例题1下面的两张铭牌,请同学们在铭牌中找出它们的功率。
[TP12CW02.TIF,BP#]
分析左面的是一个电热水瓶上的铭牌,右面的是微波炉的铭牌,在铭牌中找出它们的功率.发现家庭用的电热水瓶和微波炉竟然也和今天所学的科学知识有关,更增添了他们学习科学的兴趣,进一步感觉到“生活中处处有科学”。
情境二:算一算。
例题2高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池,要用一台离心式水泵抽水给蓄水池,1小时能把水池充满即可,这台水泵的功率至少是多少千瓦?
分析教师要把此题分解为几个问题逐个提出,由一名学生板演,其他学生自己演算,要求解题规范化。
问题:(1)50米3水的质量是多少千克?(2) 50米3水重是多少牛?(3)用一台水泵把50米3的水提升到距水面30米的一个水箱,这台离心式水泵完成了多少功?(4)如果水泵把50米3的水抽到离水面30米高处用了1小时.求这台水泵的功率是多少瓦?合多少千瓦?
学生解答完以后教师讲评。
指出:根据已知条件和所求的物理量的基本公式,知道水泵是克服水重而做功,故在题内首先根据水的质量求出水重,这样再代入功率的基本公式中求功率。
情境三:测一测。[HJ1.05mm]
例题3设计实验方法,组织全班同学比赛.针对这个探究,可以按照以下顺序让学生讨论:要测出每个同学上楼的功率,需要知道哪些物理量?怎样测量这些物理量?为什么每个同学上楼时的功率不同?
分析需要测量哪些物理量:需要测量每个同学的体重,即每个同学的质量;每个同学上楼所需的时间;楼的高度。
怎样测量这些物理量:用体重计测出每个同学的体重,用秒表测出每个同学上楼所需的时间。
因每个同学的体重不同,这样重力不同,登上同样高的楼但是做的功不同;另外每个同学上楼所需的时间不同;两个方面的原因导致每个同学的上楼功率不同。
3.2设计意图
创设不同的问题情境,让学生在活动中迁移新知识,灵活运用,形成具有实际意义的知识表征,从而掌握知识的本质和规律。
建构主义学习以学生为中心,能最大限度地发挥学生学习的积极性、主动性和拓展学生的各种能力,培养他们的探索与创新精神,更符合新课程的理念,在初中科学概念教学中有着极佳的推广价值.
建构主义认为,知识无法像货物一般直接传输给学生,新知识的学习必须建立在学生已有知识、经验和技能之上,以学生为中心,让其主动参与整个学习过程,重新建构知识的意义,从而帮助学生发展现实的、灵活的且有用的知识的心理表征。
建构性教学模式可用图1表示.在此模式中,定向与探索阶段要暴露学生的前概念,就是从学生已有的知识、经验和技能入手,帮助学生向新知识点探索发展。
[TP12CW01.TIF,BP#]
建构与交流阶段是学生主动参与各种学习活动,构建新知识、新概念,并相互交流。
解释与拓展阶段学生拓展迁移知识点,在不同情境中灵活运用.在上述三个阶段学生都应不断反思与评价。
本文以初中科学“功率”概念教学为例,运用建构主义进行概念教学尝试。
1定向与探索阶段
在学生向新知识探索发展过程中,不应是直线式的,应该是迂回曲折的,教师应创设真实的情境,让学生在活动中去伪存真,拓展出有意义的、灵活的知识表征。
1.1教学过程
(1)导入新课
师:上节课我们学习了功的概念,这节课先请同学们看一段动画,请仔细观看(电脑放映小猫和大狐狸上楼的动画)。
生:哇!(学生非常兴奋,对于教师自制的动画,加上夸张的配音,学生深深地被吸引,使得教学有了一个良好的开端.)
(动画介绍:一只小猫和一只大狐狸一起上楼,小猫跑的快,到了楼顶上后,小猫说:“我做功快”,大狐狸说:“我做功多”,在他们争持不下时,画面停止了.)
师:同学们认为小猫和大狐狸谁的说法对,为什么?小组内可以讨论一下。
生:我们认为大狐狸的说法对,……
生:小猫说的对,……
师:小猫做功是不是真的比大狐狸快呢?这就是我们今天所要研究的课题。
(2)比较做功快慢的两种方法
师:接下来我们小组间要进行一场比赛.大家商量一下,每个小组派出一名同学,看谁先把这箱矿泉水从地上搬到桌子上.(学生对这种体验非常感兴趣,不停地给两位同学加油,特别是对用生活中随处可见的矿泉水瓶来做实验,感到即熟悉又好奇.)
生:……
师:我们再来进行两组比赛,哪个小组的同学愿意参加?
生:我来,我来!(此实验的要求是在相等时间内看谁搬的矿泉水多,踊跃举手的学生更多了,他们发现科学实验原来可以这样的简单.)
师:开始……
师:刚才我们只进行了两场比赛,还有很多同学都想参加.接下来我们就进行一场小组间的比赛,每个小组的同学利用桌子上的仪器都来提起重物做一次功.打开活动卡,记录一下物体提起一米时所做功的大小和做功所用的时间.每个小组只需测量一次.各小组讨论一下,要分工明确,把测得的数据写在活动卡上.然后派代表把你们的结果写在黑板上。
活动卡:
功率
活动1:搬矿泉水的比赛。
结论1: 当物体做功相同时,所用时间[CD#3](填“多”或“少”)的,做功快。
结论2:当物体做功所用时间相同时,做功[CD#3](填“多”或“少”)的,做功快。
活动2:各小组提起重物做功的比赛。
要求:记录重物被缓慢地提起1米时所用的拉力大小和需要的时间,并根据测得的数据计算出拉力所做的功.每个小组只需测量一次,大家要分工明确,把测得的数据写在活动卡上.然后派代表把你们的结果写在小黑板上。
讨论:
结论3:
(1)比较四个小组做功的多少:第[CD#3]组做功最多。
(2)比较四个小组做功的快慢:第[CD#3]组做功最快。
(3)比较做功快慢的方法是[CD#3]。
(学生讨论、操作,教师具体指导)
师:你们是怎样分工的?怎样测距离?要使末位置相同.怎样提起?尽量匀速。
……
(由于这次实验需要所有同学都亲自动手做,他们更是迫不急待、跃跃欲试,课堂气氛格外活跃,显示出九年级学生特点.为了给每个小组展示的机会,要求各小组只能记录一组数据.为了确保准确性,各组学生都非常认真,反复实验.而实验中的刻度尺、弹簧秤、手表等更是他们非常熟悉的物品,每个同学都能积极参与,努力体验,达到了教学的目的.)
1.2设计意图
本节课从小组之间搬运矿泉水的比赛入手,复习做功的多少,再引出做功的快慢.进一步通过学生实验来解决“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢?”在教学中,可从学生已有的知识、经验和技能入手,利用实验探究手段帮助学生向新知识点拓展,生成新知识。
2建构与交流阶段
建构主义强调学生主动参与学习,生成自己理解的内化的新知识.而教师在这个过程中应做好组织和指导工作.如提出问题:“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢” 时,此时,教师应给予适当指导,用类比的方法回顾有关速度的知识,利用鸡蛋做功的演示实验让学生感受1瓦特的大小,促进新知识的构建。
2.1教学过程
(1)功率的定义
师:我们已经学过,速度是表示物体运动快慢的物理量.我们用单位时间里运动物体通过的路程表示的快慢,那么当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢? 生:用功率反映物体做功快慢的科学量。
师:如何定义?
生:单位时间里完成的功叫功率。
师:那么如何用公式表示?
生:P=[SX(]W[]t[SX)]。
师:如何用公式推导?
生:推导式:P=[SX(]W[]t[SX)]=[SX(]Fs[]t[SX)]=Fv。
师:注意:F与v同方向.(物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积.在功率P一定时,力F与速度v成反比.当汽车上坡时,司机采取换档的办法,减小速度,以获得较大的牵引力.)单位如何?
生:瓦特(W) ,焦/秒(J/s)。
师:单位如何换算?
生:1瓦特=1焦耳/秒,1千瓦=1000瓦。
(2)功率的物理意义
师:通过前面的学习我们知道了瓦特是功率的国际单位,那么1瓦特到底有多大呢? 1瓦特表示什么含义?
生:1瓦就表示物体在1秒钟内做的功为1焦。
师:怎样才能得到1瓦的功率呢?[HJ1.15mm]
生:(讨论)如果让物体在1秒钟内能做1焦的功,那么它的功率就是1瓦。
师:非常好,下面同学们利用生活中最常见的物体来设计一个能得到功率为1瓦的实验,看哪个小组的设计既简单又比较准确。
生:(讨论)
(因为涉及范围较广,学生的意见一时不能统一,发生了争论,有的小组出现了几套方案,但按要求每个小组必须经过筛选,最后只能有一个最佳方案,这样既培养了他们的独立思考能力,又培养了他们的合作精神.经过几轮的争执和讨论,又进行了最后的验证,大家一致选中了“让两个鸡蛋从桌子上落到地下重力所做功的功率大约就是1瓦”的这个实验,因为它即常见又实用,学生感叹到:原来科学实验可以这样做呀.)
……
2.2设计意图
通过前一阶段的探索,学生己通过实验解决了“当功和时间都不相同时,如何比较做功的快慢?”的问题,通过小组讨论交流,使学生顺利地构建新知识——功率的定义和物理意义。
3解释与拓展阶段
在解释与拓展阶段,对问题情境的设计是一门艺术.学习任务的难度应该设置在最近发展区内,也就是让任务既不唾手可得,也不遥不可及,学生只要“跳一跳”即可摘到“桃”,这样才能激发学生思考的积极性,才能有效地促进学生智力的发展,达到巩固和深化新知识的目的。
3.1教学过程
情境一:查一查。
例题1下面的两张铭牌,请同学们在铭牌中找出它们的功率。
[TP12CW02.TIF,BP#]
分析左面的是一个电热水瓶上的铭牌,右面的是微波炉的铭牌,在铭牌中找出它们的功率.发现家庭用的电热水瓶和微波炉竟然也和今天所学的科学知识有关,更增添了他们学习科学的兴趣,进一步感觉到“生活中处处有科学”。
情境二:算一算。
例题2高出水面30米处有一个容积是50米3的蓄水池,要用一台离心式水泵抽水给蓄水池,1小时能把水池充满即可,这台水泵的功率至少是多少千瓦?
分析教师要把此题分解为几个问题逐个提出,由一名学生板演,其他学生自己演算,要求解题规范化。
问题:(1)50米3水的质量是多少千克?(2) 50米3水重是多少牛?(3)用一台水泵把50米3的水提升到距水面30米的一个水箱,这台离心式水泵完成了多少功?(4)如果水泵把50米3的水抽到离水面30米高处用了1小时.求这台水泵的功率是多少瓦?合多少千瓦?
学生解答完以后教师讲评。
指出:根据已知条件和所求的物理量的基本公式,知道水泵是克服水重而做功,故在题内首先根据水的质量求出水重,这样再代入功率的基本公式中求功率。
情境三:测一测。[HJ1.05mm]
例题3设计实验方法,组织全班同学比赛.针对这个探究,可以按照以下顺序让学生讨论:要测出每个同学上楼的功率,需要知道哪些物理量?怎样测量这些物理量?为什么每个同学上楼时的功率不同?
分析需要测量哪些物理量:需要测量每个同学的体重,即每个同学的质量;每个同学上楼所需的时间;楼的高度。
怎样测量这些物理量:用体重计测出每个同学的体重,用秒表测出每个同学上楼所需的时间。
因每个同学的体重不同,这样重力不同,登上同样高的楼但是做的功不同;另外每个同学上楼所需的时间不同;两个方面的原因导致每个同学的上楼功率不同。
3.2设计意图
创设不同的问题情境,让学生在活动中迁移新知识,灵活运用,形成具有实际意义的知识表征,从而掌握知识的本质和规律。
建构主义学习以学生为中心,能最大限度地发挥学生学习的积极性、主动性和拓展学生的各种能力,培养他们的探索与创新精神,更符合新课程的理念,在初中科学概念教学中有着极佳的推广价值.