探究建模的必要性.pptVIP

* * 探究建模的必要性 三维目标 过程与方法目标 科学知识 科学技能 科学态度 课标模式 问题—猜想—实验检验—结论 单一模式 多种模式 探究建模 探究教学 探究模式 新课改教学 科学素养 怎样进行探究建模？ 探究建模的方法 归纳法： 演绎法： 教学经验—归纳—模式 理论、方法 —演绎—模式 古代科学家方法 方法1 方法2 方法3 …… 方法n 探究模式1 探究模式2 探究模式3 探究模式n ………… 探究模式群 用中国古代科学家方法建构探究模式 1.京房：缺点——类比探究模式 3.张志和：直观——外推探究模式 2.荀勖：问题转换——实验排除探究模式 4.沈括：多种假设——实验排除探究模式 5.苏颂：模型——模拟实验探究模式 7.赵友钦：假说——模拟实验探究模式 6.赵友钦：对比——实验探究模式 京房：缺点——类比探究模式 中国古代科学家方法在探究中的应用之一 京房（前77-前37）西汉科学家 从黄帝到汉元帝，流行的乐律只有十二律。但三分损益法黄钟不能回归到律。 京房从《周易》由八卦推演至六十四卦受到启发，八卦只能粗略说明世界，而六十四卦却能相当精确地解释更多的事物。由此想到，是否由于十二律太少不能反映宇宙法则？如果扩展到更多的律，可能就会解决上述问题。 由此，他继续推演下去，提出了六十律理论。 理论——缺点——类比——改进——新理论 缺点——类比探究模式 旧理论 缺点 问题 类比 改进 新理论 现有的理论（方法） 不完善之处 如何改进？ 类比联想启发找改进思路 按思路进行改进 形成新理论 缺点——类比探究模式案例 旧理论 缺点 问题 类比 改进 新理论 长度改变电阻 需要导线太长 如何“变短”？ 联想手风琴找改进思路：缠绕 按缠绕进行改进 形成新结构 ——滑动变阻器 荀勖：问题转换——实验排除探究模式 中国古代科学家方法在探究中的应用之二 荀勖（？-289）西晋科学家 受晋武帝指派，荀勖开始了考订音律的工作。他想:要考订音律，就要制作新的律尺。而要制作新律尺，就要有标准音高。而要找到标准音高，就要找到能够发出标准音高的乐器。 上哪里去找这个乐器呢？荀勖想起曾经在路上遇到一个牛车，牛所配的铃铛恰能发出合乎标准的音高。于是，他下令把能找到的牛铃铛都送上来，终于找到能发出标准音高的那只。 由此，他有了标准音高，制作了新律尺，从而考订了音律。 问题1——……问题n——设计方案——实验排除——解决n——……解决1 问题转换——实验排除探究模式 问题1 问题2 问题n 设计方案 实验排除 解决问题 研究课题（困难） 转换为另一个问题 转换为可以研究的问题 尽可能考虑多种方案 通过实验排除错误方案 解决问题n，从而解决问题1 问题转换——实验排除探究模式案例 问题1 问题2 问题3 设计方案 实验排除 解决问题 磁如何生电？ 磁铁、导线、电流表如何生电？ 磁铁、闭合电路，如何让电流表动? 相对静止：不同位置 通过实验排除相对静止、相对运动中的不切割情况 解决问题3，从而解决问题1 ——电磁感应 相对运动：不同方向 张志和：直观——外推探究模式 中国古代科学家方法在探究中的应用之三 张志和（730-810）唐朝科学家 雨后空中出现的彩虹，对古人来说是一种十分困惑的现象。彩虹究竟是什么？是否是一种神奇的动物？ 唐代张志和曾经做过这样的实验：背向太阳喷洒小水珠，可以看到类似虹霓情景。由此，推测出空中的彩虹也是由于阳光通过空中的水滴形成的。虽然还没有真正解释彩虹的成因，但在一千多年以前，能有这样的认识是很了不起的。 可见，这是一种“类比法”。 问题——直观——外推——假说 直观——外推探究模式 将研究对象比作熟悉的事物，找到熟悉事物的某些性质 将熟悉事物的性质对应到研究对象上 认为研究对象可能有相似的性质 实验检验假说，得出结论 提出研究问题 问题 直观 外推 假说 检验 直观——外推探究模式案例 问题 直观 外推 假说 实验检验 磁极间作用？ 将N看作+、S看作-，想到+-作用 将+-作用推广到NS NS间相吸、相斥作用 实验检验假说正确性，得出结论 ——磁极间作用 沈括：多种假设——实验排除探究模式 中国古代科学家方法在探究中的应用之四 沈括（1031-1095）北宋科学家 在磁学方面，沈括具体实验了指南针的四种装置方法。《梦溪笔谈》卷24“指南针”条中记载了这些方法： 把磁针搁在指甲上；把磁针搁在碗沿上；以针横贯灯心草浮于水面之上；用独根茧丝将蜡少许粘着于针腰，在无风处悬挂起来。 通过实验，沈括发现四种方法中只有“缕悬法”才能使指南针真正“指南”。 问题——多种设想——实验——排除——结论 多种假设——实验排除探究模式 问题 多种假设