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中学物理从体温计的两种教学设计方案谈三维课程目标的达成

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2020年4月19日
文档仅供参考
从《体温计》的两种教学设计方案谈三维课程目标的达成﹡
李科敏1 苏卡林1 李奇云1 黄恕伯2
（1.湖南理工学院 物理与电子学院，湖南 岳阳 414006；2．南昌市三中，江西 南昌 33000）

摘 要：根据《体温计》的教学内容，为了落实三维课程目标，给出了两种教学设计方案，并就三维课程目标在实现中存在的若干困难进行了探讨。
关键词：三维课程目标 游戏表演教学法 科学探究法 逻辑推理教学法

1 引言
物理新课程同时强调“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程目标，并把科学探究等教学方法作为实现三维课程目标的重要手段。在传统教学中往往只重视的“知识与技能”目标，认为教学的中心工作就是向学生传授知识与技能，一名教师在课堂上只要能把对应的“知识与技能”传授给学生就算大功告成，而对“过程与方法”、“情感态度与价值观”目标常常没有引起足够的重视。
新课程之因此要强调 “过程与方法”的课程目标，是因为学生在一个良好的“过程”中，能够获得学习和探索的体验、激发学习的兴趣、增强独立思考的意识、掌握科学的学习方法、培养解决实际问题的能力，从而全面提高学生的综合素质；新课程同时强调 “情感态度与价值观”的课程目标，就是要在教学中注重培养学生的学习兴趣，不断让学生体验到成功的喜悦和人生的美好，让学生领略自然现象的美妙与和谐，促使学生养成乐于观察和勤于思考等良好的学习习惯、培养实事求是的精神和严谨的科学态度、领会“实践是检验真理的唯一标准”，并进一步形成科学的价值观。
下面，我们结合《体温计》的两种教学设计方案谈谈三维课程目标的达成。
2 教学设计方案一
2.1 教学方法：游戏表演教学法和科学探究法
2.2 教学过程：
2.2.1 将全班学生分成4-6人一个学习小组，教师对全班学生布置任务：
（1）学生分组讨论：护士给病人测量体温的过程中有那几个经常能够看到的场面？

﹡湖南省普通高等学校教学改革研究项目：“借助改进和设计实验提升师范生综合素质的研究”，编号：287。
第一作者简介：李科敏（1965.11—），男，湖南邵阳人，博士，副教授，主要从事物理课程与教学论等方面的研究。
（2）学生表演和观看：请一名女生扮演护士，一名男生扮演病人，用笔做测量工具，上台采用哑剧的形式表演护士给病人测量体温的过程。其它同学仔细观察哑剧表演，并结合自己的生活经历，评价哑剧中有哪些内容和实际的相像？有哪些不像？应该怎样完善？
（3）学生总结：护士给病人测量体温时常见的三个场面：“甩体温计”、“测一段时间”、“转动体温计仔细看”。
（设计意图：经过游戏、比较、评价，促使学生从生活走向物理，培养学生的学习物理的兴趣、表演能力和对生活的热爱之情。）
2.2.2教师发放常见水银温度计，让学生使用常见水银温度计测量人体体温，体验用常见水银温度计测量人体体温的不便之处：常见水银温度计盛水银的玻璃泡离开人体后，水银变冷收缩使水银柱退回到了玻璃泡内而不再表示人的体温，而且测量的精度不能满足实际的需要、水银柱太细不便观察。
针对常见水银温度计测量人体体温的不足，探究改进的方法。
（设计意图：经过体验和探究，培养科学探究的能力和对生活的热爱之情。）
2.2.3 观察体温计的结构和欣赏体温计的精美设计。教师发放体温计，要求：
（1）学生观察并比较体温计在结构（如水银通道、示数、外形等方面）上和常见水银温度计相比有什么不同之处，并用口头或书面表示出来。（设计意图：培养学生的观察能力和表示能力。）
（2）教师引导学生观察体温计并欣赏其中精美的设计：
（i）在体温计盛水银的玻璃泡上方，有一段做得非常细的缩口，玻璃泡中的水银受热膨胀后能经过缩口升到上面的玻璃管里；当体温计离开人体后，水银变冷收缩，水银柱来不及退回玻璃泡就在缩口处断开，因此，这个缩口使体温计离开人体后依然能够显示人体的温度；经过“甩体温计”才能使水银柱借助惯性回到玻璃泡。
（ii）在体温计上，有一个区域被设计成为一个凸透镜且使水银柱呈现一个放大的像。（学生思考：水银柱应该设置在该透镜的什么位置？）
（设计意图：经过引导学生欣赏这个缩口和外形的美妙设计来激发学生对物理学习的兴趣和热爱。）
（3）每个学习小组用常见水银温度计和体温计同时测量某一同学的体温，之后再直接用两个温度计同时测量同一杯冷水的温度，讨论并评价两个测量过程及获得的结果。（会发现没有甩的体温计不能显示冷水的温度。）
（4）学生总结并口述：在给病人测量体温时，护士展示以下三个场面：“甩体温计”、“测一段时间”、“转动体温计仔细看”的原因。
（设计意图：培养学生的口头表示能力和对事物的评估能力。）
2.2.4 学生总结体温计的结构特点、使用方法和应注意的事项，教师再引导学生对结论进行评价，使学生获得相应物理知识。
3 教学设计方案二
3.1 教学方法：逻辑推理教学法和实验教学法
3.2 教学过程：
3.2.1将全班学生分成4-6人一个学习小组，教师发放常见水银温度计，以学习小组为单位开展以下活动：
（1）使用常见水银温度计互相测量人体体温。
（2）对测量的过程和结果进行评估，并用口头或书面描述这种测量方法的缺陷。（缺陷是：在常见水银温度计盛水银的玻璃泡离开人体后，水银变冷收缩使水银柱退回到了玻璃泡内而不再表示人的体温，因而不便读数；另外，常见水银温度计的精度不高，不能满足实际的需要。）
（设计意图：培养学生的实验操作能力、口头表示能力和对事物的初步评估能力。）
3.2.2 针对常见水银温度计在测量体温过程中的缺陷，引导学生设法改进。
（1）问题一：有什么办法能够使常见水银温度计的玻璃泡离开人体后依然能表示人的体温呢？
（2）问题二：有什么办法能够提高常见水银温度计的精度呢？
（3）问题三：为了能方便地读出很细的水银柱的示数，我们能够采用什么办法呢？
要求学生评估本组每一个改进意见的优缺点并重复修改方案。最后，对自己改进后的温度计进行评估并作进一步的改进。
（设计意图：重点培养学生的逻辑推理能力和对事物的综合评估能力。）
3.2.3 教师发放体温计，以学习小组为单位，仔细观察真实的体温计的结构，思考每一个结构特征的作用，再用体温计相互测量体温，交流体温计是怎样克服常见水银温度计测体温的缺陷的？欣赏体温计上精美的设计结果，并把真实的体温计和你改良的体温计进行对比。
（设计意图：培养学生的观察能力和对事物的综合评估能力，并经过引导学生欣赏体温计上精美的设计来培养学生美好的情感、态度和价值观。）
3.2.4学生总结体温计的结构特点、使用方法和应注意的事项。
4 在教学设计中达成三维课程目标
上述关于《体温计》的两种教学设计方案，不但注重向学生传授了体温计的结构知识和使用方法，而且注重构建适合学生心理特点的学习环境，让学生经历一个探究学习的过程或逻辑推理的过程。经过游戏表演和科学探究，把物理知识和学生的生活实际紧密联系起来，使学生既感到所学知识有用、有趣，又欣赏了体温计中精美的设计，还训练了科学研究的方法；经过逻辑推理，让学生既训练了逻辑思维能力和创新能力又体验到了研究过程中的酸甜苦辣。
有人说，重视“过程与方法”、“情感态度与价值观”倒是好，但学生的考试分数是学校、教师和家长都十分关注的内容，它能提高高考或中考分数吗？其实，在教学中重视“过程与方法”、“情感态度与价值观”两个目标，就是要让学生在相应的“过程”中培养学习的兴趣、养成独立思考的习惯、训练解决实际问题的方法和能力，理论和实践都已经表明：它对提高学生的考试分数具有很大的促进作用。我们还能够看到，在近段的各级考试中，已经逐步加大对“过程与方法”、“情感态度与价值观”两个目标的考查，例如，【江苏省 高考物理试卷第4题】如右图一所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出她将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于——
A．0.3J B．3J C．30J D．300J
该题源自真实的生活，所涉及的知识点都是中学物理的核心知识， 图一
它体现了“过程与方法”目标和“情感·态度·价值观”目标，能够让真正会学习的同学、注重联系生活的同学得到分数，而那些只会套公式的学生对此只好望题兴叹了。总之，在教学中重视“过程与方法”、“情感态度与价值观”，无论是长远目标还是现实目标，都具有重要的意义。
也有人说，重视“过程与方法”、“情感态度与价值观”是好，但在教学设计中要同时关注“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程目标的达成太难。其实，这是一个逐步提高的过程，实现的难度并没有有些人想象的那样难，关键是教师要牢固树立新的课程理念并设法把三维课程目标落实到教育教学之中，记得给学生创造一个自由思考的“空间”和让学生拥有一个锻炼的“过程”。例如，在讲授《浮力》内容时，为了激发学生的学习兴趣，能够引入“曹冲称象”的历史故事。如果教师在讲解这个故事时，设计这样一个提问：同学们，你们有比曹冲更好的称象的办法吗？这看来是个小小的教学设计，但它能够促使学生进行深入思考问题。下面是一些学生在这种环境中想到的办法：
方法一、曹冲用石头，不方便。我用泥土，泥土在河边就有。
方法二、用泥土也不够方便，我就用水，称一桶水有多重，用乘法算就能够了。
方法三、泥土和水搬进搬出都不方便。曹操有的是兵，我就用那些兵，喊上就上，喊下就下，最方便。
方法四、能够采用滑轮组来称象。
如果学生能找到了一种称象的方法，她们就会感到：原来我们能够比聪明的曹冲更聪明！从而能够大大激发学生的学习兴趣和提高学生的自信心；即使没有找到更好的称象方法，也让学生经历了一次解决实际问题的过程，使学生获得了一次寻求解决实际问题方法的感受，这样下去也会逐步提高学生解决实际问题的能力。这就顺利实现了“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三维课程目标。
还有人问：科学探究教学法是好，但需要占用大量的时间，如何才能处理好科学探究与课堂教学时间太短的关系呢？诚然，一个完整的科学探究包括“提出科学问题”、“设计实验和收集证据”、“根据实验数据或证据对科学问题做出解释”、“评价研究过程和所做的解释”、“阐述自己所做的解释并参与讨论”五个基本过程。一般情况下，即使得到教师或同学的有力帮助，一个完整的科学探究也需要大量的时间，这确实经常导致科学探究与课堂教学时间太短的激烈冲突。解决这一矛盾的有力做法是采用“部分探究”和“适当指导”，即每次科学探究能够根据实际情况只让学生重点参与训练一或两个探究过程，而将其它探究过程采用传统的教学方式由教师直接给出或引导学生完成，对于选作训练的探究过程，教师也应该在不损害探究训练的前提下注重给学生以“适当指导”。这样，既能够节省大量的时间又能够让学生得到探究过程的训练。由于不同课堂能够训练不同的探究过程，一个学期下来，学生在每个探索过程中也能够在课堂上得到多次训练,从而使学生逐步学会科学探究。为了弥补“部分探究”的缺陷，能够在课堂外以科技活动小组等形式开展“一学期完成一个探究课题”的完整训练。

参考文献：
1、[美国]国家研究理事会.国家科学教育标准[Z]，戢守志等译. 北京：科学技术文献出版社，1999.1.
2、廖伯琴 主编.世纪之交中国基础教育物理课程改革[M].北京：北京师范大学出版社， 3月第一版.
3、Center for Science, Mathematics and Engineering Education, National Research Council. Inquiry and the National science education standards-A guide for teaching and learning[M].Washington DC: National Academy Press,1996.