高中科学探究活动设计研究——以“鸡蛋结构和鸡蛋碰撞的问题”为例

摘要

随着探究式教学受到世界各国越来越多的重视和高中新一轮课程改革的推进，我国基础教育领域教学广泛渗透探究式教学理念，成为创新教学的一种象征。但是我国大多数教师只是在教学片断中为带领学生领会某个知识点而应用探究式教学，很少在课堂中从头到尾贯穿探究式教学理念。本文是笔者结合两年高中物理教学工作经历和两年科学与技术教育专业教育硕士的学习，在深入学习教育学著作、探究式教学思想和教学案例的基础上，所开发的适合高中理科学生学习的探究式教学活动，旨在在高中理科学生中开设一门以探究式教学模式为主的课程，培养和锻炼学生的实验设计能力、操作能力、数据收集与分析能力和团队协作能力，提升科学素养。
　　本教学设计是基于笔者在设计前的关于鸡蛋问题对四类不同群体，高二理科学生、大一文科学生、大一理科学生和理科研究生一年级学生的140份调查问卷结果展开，通过调查问卷了解到人们头脑中对鸡蛋结构和鸡蛋碰撞问题认识模糊，这种模糊程度并不因年龄、性别、专业和学历的不同而不同，都呈现出一致的分布。笔者认为这是因为人们对鸡蛋问题缺少真正实验研究的经历导致。因此在教学活动中引导学生围绕鸡蛋结构和鸡蛋与沙地碰撞，设计实验，收集数据，交流分析原因，根据实验现象和数据找到鸡蛋结构特点和鸡蛋与沙地碰撞的规律。此次教学活动设计主体主要分为三部分:一、问题引入部分，通过提问的方式引导学生设计实验定性认识到鸡蛋的特殊结构;二、知识准备部分，组织学生开展探究活动，找出鸡蛋特殊结构的科学原理、引导学生通过做实验思考鸡蛋撞击沙地的坑与哪些因素有关，并进行验证;三、实践阶段，通过前两个部分的学习，学生已经加深了对鸡蛋结构和沙坑特点的认识，因此继续引导学生认识科学、技术、工程和社会的关系。总体思想是充分调动学生参与课堂的积极性，发挥教师的引导作用，体现学生的主体地位。
　　本教学活动设计与传统物理教学设计的联系与区别:
　　1.联系。本教学设计自始至终将普通高中物理受力分析和运动学等知识贯穿其中，渗透物理实验方法中的控制变量法、假设法等常用方法，且教学工具也部分采用物理实验仪器;
　　2.区别。(1)在教学模式上，以学生探究为主，教师引导讲解为辅，真正做到课堂中学生的主体地位;(2)在学习方法上，学生分小组进行探究实验、讨论交流，在与同伴的合作中摸索探究的过程与方法;(3)在教学素材上，素材生活化，非常贴近学生的生活实际，不会有陌生感;(4)在教学工具上，教学工具以生活中简便易得的材料为主，容易把探究理念从课堂带到生活，让探究在学生的生活中扎根。

目录

摘要

一、引言

(一)问题来源

(二)研究背景

(三)研究意义

二、教学设计前的分析与研究

(一)学生分析

(二)内容的选择

(三)确定教学目标

(四)教学模式的选择——探究式教学

1．探究式教学的涵义与特点

2．探究式教学的分析

(五)探究式活动教学工具的选择

三、探究式活动的教学设计

(一)简版教学设计

1．教学活动设计方案

2．教学活动实录(主题一)

3．教学活动总结

(二)完整版教学设计总述

(三)完整版教学活动设计

1．鸡蛋从多高掉下来刚好不会碎?

2．用手可以捏碎鸡蛋吗?

3．使鸡蛋破碎的力要多大?

4．鸡蛋壳的哪部分结构最坚固?

5．空鸡蛋和完整鸡蛋抗压能力一样吗?

6．鸡蛋撞击沙地的坑有什么特点?

7．将鸡蛋换成其他材料和形状的物体，规律与鸡蛋一样吗?

8．鸡蛋与地面碰撞过程中，受力随时间如何变化?

9．利用图像预测鸡蛋下落碰撞沙地的结果，看谁的预测与实际最相符?(精确图像的准确性)

(三)改进前后教学设计比较分析

(四)教学建议

1．对教学对象的建议

2．教学活动可能的课程安排

3．建议使用的资料卡片

4．教师提供的学习卡片

5．更深入的学习

四、比较分析

五、反思

(一)对本次探究活动开发过程的反思

(二)对本次探究活动意义和价值的反思

参考文献

附录

附录一

附录二

附录三

致谢

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