基于理性思維發(fā)展的科學教學設計

韓紅芳

摘 要： 理性思維是一種重要的核心素養(yǎng)，課堂教學是培養(yǎng)學生理性思維的主陣地，為了充分體現(xiàn)科學課堂培養(yǎng)學生理性思維的作用，作為教師在教學設計時一定要重視理性思維的滲透和融合，為此，以機械運動（第一課時）為例進行實踐與探索.

關(guān)鍵詞： 理性思維;科學;教學設計;機械運動

2016年9月，《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》正式發(fā)布，科學核心素養(yǎng)包含科學觀念、理性思維、實驗探究和社會責任4方面內(nèi)容.其中指出理性思維的重點是：崇尚真知，能理解和掌握基本的科學原理和方法;尊重事實和證據(jù)，有實證意識和嚴謹?shù)那笾獞B(tài)度;邏輯清晰，能運用科學的思維方式認識事物、解決問題、指導行為等[1].

教學設計是保證課堂教學活動成功的前提條件，培養(yǎng)學生的理性思維應始于教學設計[1].理性思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理基礎上的思維方式.在科學教學中，逐步發(fā)展學生理性思維素養(yǎng)，引導學生學會運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，并結(jié)合科學知識對相關(guān)現(xiàn)象、規(guī)律及科學事件進行探討、闡釋和論證.下面以浙教版科學“機械運動”第1課時教學設計為例，來闡述如何在課堂教學中滲透學生理性思維的培養(yǎng).

1 教材分析

“機械運動”是浙教版七下科學第三章“運動和力”中第一節(jié)內(nèi)容，是有關(guān)科學中力學內(nèi)容的起始章節(jié)，是為學習“勻速直線運動”，也是為學習“力與物體運動狀態(tài)改變”關(guān)系做鋪墊，更是高中學習運動學和動力學的基礎.通過本節(jié)課的學習，學生將體會到選取參照物的重要意義，知道如何選取參照物.知道運動和靜止的相對性.根據(jù)參照物判斷物體運動或靜止，既是教學重點，也是學生學習的難點.

2 學情分析

日常生活中，學生對運動的概念并不陌生，已有豐富的生活實踐經(jīng)驗.但是，“怎樣描述運動？為什么要選取參照物？怎樣選取參照物？”這都是學生以前未考慮過的問題，也存在一些不正確的前概念.七年級學生還以形象思維為主，對科學思維方法理解還不深，理性思維能力有待培養(yǎng).

3 教學目標

（1）知識與技能：知道機械運動和參照物概念，知道運動和靜止的相對性，能選擇合適參照物，判斷物體運動或靜止，能應用參照物解釋一些生活、科技現(xiàn)象，知道機械運動分為直線和曲線.

（2）過程與方法：通過事例分析，歸納出根據(jù)參照物判斷物體運動或靜止的方法，養(yǎng)成理性思維能力.

（3）情感態(tài)度價值觀：通過物體運動和靜止是相對的，樹立正確的運動觀.通過機械運動的分類，學會分類的思維方式.

4 教學過程

4.1 參照物

插放跳馬運動的視頻，說出在跳馬過程中運動員的空間位置在不斷發(fā)生改變，引出機械運動的概念.

（板書）機械運動：位置改變.

【設計意圖】播放運動員跳馬視頻，動態(tài)直觀的展示，既激發(fā)學生學習興趣，也順利引入機械運動概念.

讓學生列舉生活中常見的運動和靜止現(xiàn)象，進一步追問：判斷的依據(jù)是什么？參照的標準是什么？引出參照物的概念.

接著提出思考與討論：設想你正乘坐觀光電梯上樓，地面上的人認為你是隨電梯向上運動，但電梯里其他人卻認為你是站在電梯里靜止不動.這是為什么呢？引導學生進行解釋，總結(jié)歸納出判斷物體運動的一般模式.

（板書）參照物——研究物 位置改變：運動

位置不變：靜止

【設計意圖】結(jié)合乘坐觀光電梯實例，加強了科學與生活的聯(lián)系，通過分析，歸納出判斷物體運動（靜止）的一般模式，培養(yǎng)了學生分析、歸納、建模的思維能力.

接著提出生活中的情景：你或許有過這樣的經(jīng)歷：你坐著的汽車正好與另一輛汽車并排停著，當你看著邊上的汽車時忽然感覺自己坐的車正在緩慢地運動，但當你向另一邊窗口看出去時，又發(fā)現(xiàn)自己坐的車根本沒有動.你能解釋這一現(xiàn)象嗎？

引導學生試著運用上述模式進行解釋.

【設計意圖】通過分析學生身邊實例，培養(yǎng)學生分析、演繹能力.

然后開展小活動：兩個同學一組，把課本放在桌子上，課本上放上橡皮，輕推課本，讓課本在桌面上慢慢移動，此時橡皮是運動的還是靜止的？如何描述這一過程？

在小組活動結(jié)束后，讓一組同學上講臺展示并講述.在此基礎上，教師又提出新的活動要求：不用別的器材，兩個同學一組如何設計一個實驗來驗證運動和靜止是相對的.

【設計意圖】通過開展簡單的實驗活動，既加深學生對參照物概念的理解，也培養(yǎng)了學生實驗設計、分析問題能力.

通過2個案例和2個活動，讓學生更深入理解由于運動的描述與參照物有關(guān)，所以運動和靜止是相對的.接著教師提出問題：手能接住槍射出的子彈嗎？

在學生沉思驚訝之中，PPT展示閱讀材料，讓學生閱讀并解釋原因.據(jù)說在第一次世界大戰(zhàn)時，有一位發(fā)過飛行員正駕駛飛機在2000米的高空飛行.忽然，他發(fā)現(xiàn)身旁有一個小東西在游動，飛行員以為是一只甲殼蟲，順手把它抓住.當他抓到手里仔細一看，大吃一驚，原來這是一顆射向他的子彈.

在學生解釋后，閱讀教材的解釋：原來，飛機以一定的速度飛行，而從背后射來的子彈在空氣中飛行時，速度逐漸減小.當子彈的速度和飛機飛行的速度相近時，子彈相對于飛行員來說幾乎是靜止的.因此，飛行員可以用手抓住它.

【設計意圖】通過閱讀和解釋，有助于培養(yǎng)學生閱讀和語言表達能力，促使學生形成“運動與靜止是相對的”科學觀念.

插放空中加油機視頻，提出問題：當以白云為參照物時，空中飛機是什么狀態(tài)？當輸油機和受油機正在加油時，以輸油機為參照物，受油機是什么狀態(tài)？

接著插放風洞實驗視頻，提出：若以飛行器為參照物，空氣處于什么狀態(tài)？若以高速氣流為參照物，飛行器處于什么狀態(tài)？

【設計意圖】通過聯(lián)系我國科技成就，以問題串的形式，既有助于培養(yǎng)學生分析問題能力，也有利于對學生實施民族自豪感教育.

4.2 機械運動分類

在簡單回顧機械運動的基礎上，看教材中汽車和過山車的運動，引導學生按運動路線進行分類.

對于直線運動，通過圖1所示，引導學生分析比較，對直線運動進一步分類.

讓學生聯(lián)系生活實例，說一說生活中的勻速直線運動和變速直線運動.

【設計意圖】通過情境再現(xiàn)，引導學生分析比較，培養(yǎng)學生比較、分類的思維能力.

4.3 開展課堂練習

（1）2011年11月4日1時36分，我國自行設計制造的“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器成功進行了對接，如圖2所示的是“神舟八號”（左半部分）與“天宮一號”（右半部分）組合體在軌道上運行的情景.下列說法中，正確的是（ ）

A. 以地面為參照物，“神州八號”是靜止的

B. 以地面為參照物，“天宮一號”是靜止的

C. 以“天宮一號”為參照物，“神州八號”是靜止的

D. 以“神州八號”為參照物，“天宮一號”是運動的

引導學生對練習1進行分析，教師結(jié)合“神舟飛船”和“天宮一號”，在加深對科學知識理解運用的同時，指出我國現(xiàn)代科技特別是航天航空領(lǐng)域技術(shù)世界領(lǐng)先.

【設計意圖】通過學生對每個選項進行分析，有利于培養(yǎng)學生分析問題能力，也有助于增進學生的民族自豪感.

（2）先播放“紅心照我去戰(zhàn)斗”視頻，然后讓學生回答：“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”，以什么物體作為參照物？

【設計意圖】根據(jù)物體的運動（靜止）來選擇參照物，促使學生逆向思維，培養(yǎng)學生靈活性思維品質(zhì).

課堂小結(jié)：讓學生談談學習的收獲和困惑.

5 教學反思

“機械運動”是初中科學力學內(nèi)容的起始章節(jié)，該節(jié)內(nèi)容圖文并茂，但若完全按教材組織教學，容易造成平鋪直敘，思維含量不足.為此，在教學設計時，把一些圖作動態(tài)顯示，增加2個小活動，增加科學味.

該節(jié)內(nèi)容多處體現(xiàn)了科學思維方法的教學，如通過實例歸納出判斷物體運動（靜止）的模式，再根據(jù)模式去演繹解釋物體所處狀態(tài)，在第二部分內(nèi)容中體現(xiàn)了比較、分類等思維方法.也側(cè)重于學生分析思維能力的培養(yǎng).

參考文獻：

[1]梁靜華，周岐海.基于培養(yǎng)學生理性思維的教學設計[J].廣西教育，2017.8：91-92.

[2]中華人民共和國教育部.中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果正式發(fā)布[J].中國教育報，2016-09-13（6）.