关于物理学科能力的几点思考 成都十二中 米云林.

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关于物理学科能力的几点思考 成都十二中 米云林

思考三个问题 一、为什么是五个能力因素 二、各个能力因素的内涵怎么理解 三、各个能力因素的层次怎么界定

一、为什么是五个能力因素 理解能力 推理能力 分析综合能力 应用数学处理物理问题的能力 实验能力

一、为什么是五个能力因素 1、能力: 能胜任某项任务的主观条件。 通常指完成一定活动的本领。包括完成一定活动的具体方式,以及顺利完成一定活动所必须的心理活动。 解决问题的身、心力量

一、为什么是五个能力因素 2、思想、方法、思想方法 思想:客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。 物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。 方法:关于解决思想、说话、行动等问题的门路、程序等。所谓物理学方法,简单的说就是研究或学习和应用物理的方法。 方法是沟通思想、知识和能力的桥梁,物理方法是物理思想的具体表现。

物理学科思想方法 物理学思想就是研究物质的运动形式、内在规律和物质基本结构的客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。

物理学科思想 1.观察、实验探究思想 2.理想化思想 3、分析综合思想 4、推理思想 5.数理思想 6.“时空”和“守恒”思想

物理学科思想方法 所谓物理学方法,简单的说就是研究或学习和应用物理的方法。方法是研究问题的一种门路和程序,是方式和办法的综合。

物理学科方法 研究物理的方法很多,如有观察法、实验法、假设法、极限法、类比法、分析法、综合法、变量控制法、图表法、归纳法、发散思维法、抽象思维法、逆向思维法、数学演变法等。

一、为什么是五个能力因素 3、认识问题、研究问题、解决问题 靠知识、思想方法。 必须靠知识:对知识的清晰理解 必须靠推理:归纳推理、演绎推理、类比推理 必须靠分析综合:思维的基本过程和方法。分析是把事物分解为各个属性、部分、方面;综合是把事物的各个属性、部分、方面结合起来。两者相反相联,分析中有综合、综合中有分析;分析与综合贯穿思维的整个过程。

一、为什么是五个能力因素 必须靠数学:研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。 必须靠实验:实验法是利用相关的仪器仪表和设计的装置通过对现象的观测,数据的采集、处理、分析后得出正确结论的一种方法。它是研究、探讨、验证物理规律的根本方法,也是科学家研究物理的主要途径。

各科能力:语文 高考语文要求考查考生识记、理解、分析综合、鉴赏评价、表达应用和探究六种能力, 这六种能力表现为六个层级。 A.识记:指识别和记忆,是最基本的能力层级。 B.理解:指领会并能作简单的解释,是在识记基础上高一级的能力层级。 C.分析综合:指分解剖析和归纳整理,是在识记和理解的基础上进一步提高了的能力层级。 D.鉴赏评价:指对阅读材料的鉴别、赏析和评说,是以识记、理解和分析综合为基础,在阅读方面发展了的能力层级。 E.表达应用:指对语文知识和能力的运用,是以识记、理解和分析综合为基础,在表达方面发展了的能力层级。 F.探究:指对某些问题进行探讨,有见解、有发现、有创新,是在识记、理解和分析综合的基础上发展了的能力层级。 对A、B、C、D、E、F六个能力层级均可有难易不同的考查。

各科能力:数学 1.知识要求 对知识的要求由低到高分为了解、理解、掌握三个层次(分别用A、B、C表示),且高一级的层次要求包含低一级的层次要求.了解、理解、掌握是对知识的基本要求. (1)了解(A):要求对所列知识的含义有初步的、感性的认识,知道这一知识内容是什么,按照一定的程序和步骤照样模仿,并能(或会)在有关的问题中识别、认识和直接应用。 这一层次所涉及的主要行为动词有:了解,知道、识别,模仿,会求、会解等。

各科能力:数学 (2)理解(B):要求对所列知识内容有理性的认识,知道知识间的逻辑关系,能够对所列知识作正确的描述说明并用数学语言表达,能够解释、举例或变形、推断,能够利用所学的知识内容对有关问题作比较、判别、讨论,具备利用所学知识解决简单问题的能力. 这一层次所涉及的主要行为动词有:描述,说明,表达、表示,推测、想象,比较、判别、判断,初步应用等.

各科能力:数学 (3)掌握(C):要求能够对所列的知识内容有较深刻的理性认识,形成技能,能够推导证明,能够利用所学知识对比较综合的问题进行分析、研究、讨论,并且加以解决. 这一层次所涉及的主要行为动词有:掌握、导出、分析,推导、证明,研究、讨论、运用、解决问题等.

各科能力:数学 2.能力要求 能力是指空间想象能力、抽象概括能力、推理论证能力、运算求解能力、数据处理能力及应用意识和创新意识. (1)空间想象能力:能根据条件作出正确的图形,根据图形想象出直观形象;能正确地分析出图形中基本元素及其相互关系;能对图形进行分解、组合与变形;会运用图形与图表等手段形象地揭示问题的本质. (2)抽象概括能力:对具体的、生动的实例,在抽象概括的过程中,发现研究对象的本质;从给定的大量信息材料中,概括出一些结论,并能应用其解决问题或作出新的判断.

各科能力:数学 (3)推理论证能力:会根据已知的事实和已获得的正确数学命题,论证某一数学命题的真实性.推理包括合情推理和演绎推理,论证方法既包括按形式划分的演绎法和归纳法,也包括按思考方法划分的直接证法和间接证法. (4)运算求解能力:会根据概念、公式、法则对数、式、方程和几何量进行正确的运算、变形和数据处理,能根据问题的条件,分析、寻找与设计合理、简捷的运算途径;能根据要求对数据进行估计和近似计算.

各科能力:数学 (5)数据处理能力:会依据统计中的方法收集、整理、分析数据,能从大量数据中抽取对研究问题有用的信息,并作出判断、解决给定的实际问题. (6)应用意识:能综合应用所学数学知识、思想和方法解决问题,包括解决在相关学科、生产、生活中简单的数学问题;能理解对问题陈述的材料,并对所提供的信息资料进行归纳、整理和分类,将实际问题抽象为数学问题,建立数学模型;应用相关的数学方法解决问题并加以验证,并能用数学语言正确地表达和说明.应用的主要过程是依据现实的生活背景,提炼相关的数量关系,将现实问题转化为数学问题,构造数学模型,并加以解决. (7)创新意识:能发现问题、提出问题,综合与灵活地应用所学的数学知识、思想方法,选择有效的方法和手段分析信息,进行独立的思考、探索和研究,提出解决问题的思路,创造性地解决问题.

二、各个能力因素的内涵怎么理解 1、理解能力: 理解物理概念、规律的确切含义,理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用,能清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述、数学公式、图表);能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 (1)理解物理概念、物理规律的确切含义, 理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用。  (1)理解物理概念、物理规律的确切含义, 理解物理规律的适用条件,以及它们在简单情况下的应用。  (2)能够清楚的认识概念和规律的表达形式(包括文字表述和数学表达)  (3)能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法。  (4)理解相关知识的区别和联系。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 2、推理能力:能够根据已知的知识和所给的物理事实、条件对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。

二、各个能力因素的内涵怎么理解  2.推理能力   (1)能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断。  (2)能够把推理过程正确的表达出来。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 分析综合能力:能够独立地对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,找出其中起主要作用的因素及有关条件;能够把一个复杂问题分解为若干较简单的问题,找出它们之间的联系;能够灵活地运用物理知识综合解决所给的问题。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 3.分析综合能力  3.分析综合能力  (1)能够独立的对所遇到的问题进行具体分析、研究,弄清其中的物理状态、物理过程和物理情景,找出起重要作用的因素及有关条件。  (2)能够把较复杂的问题分解为若干个比较简单的问题,找出它们之间的联系。  (3)能够提出解决问题的方法,运用物理知识和科学方法综合解决所遇到的问题。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 应用数学处理物理的能力:能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果作出物理结论;必要时能运用几何图形、函数图象进行表达、分析。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 4.应用数学处理物理问题的能力  (1)能够根据具体的问题列出物理量之间的关系式,进行推导和求解,并根据结果得出物理结论。  (2)能运用几何图形、函数图像进行表达、分析。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 5.实验与探究能力:能在理解的基础上独立完成“知识内容表”中所列的实验,明确实验目的,理解和控制实验条件;会用在这些实验中学过的实验方法;会正确使用在这些实验中用过的仪器;会观察、分析实验现象,处理实验数据,并得出结论。

二、各个能力因素的内涵怎么理解 5.实验与探究能力  (1)能够独立完成表1、表2中所列的实验,明确实验目的,理解实验的原理和方法,能控制实验条件,会使用实验仪器,会观察、分析实验现象,会记录、处理实验数据,并得出结论,对结论进行分析和评价.  (2)能发现问题、提出问题,并制订解决问题的方案。  (3)能运用已学过的物理理论、实验方法和所给的实验仪器处理问题,包括简单的设计性实验.

三、各个能力因素的层次怎么界定 1、理解能力层次: Ⅰ:认识知识本身:理解物理概念、规律的确切含义,理解物理规律的适用条件能清楚认识概念和规律的表达形式(包括文字表述、数学公式、图表),能够进行直接应用。 Ⅱ:建立清晰认知结构:能够鉴别关于概念和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系,能够在具体的简单情况下应用。 Ⅲ:活化知识:能够在变式情景中应用。

数学考查要求 (1)对数学基础知识的考查,既要全面又要突出重点,对于支撑学科知识体系的重点内容,要占有较大的比例,构成数学试卷的主体。考查应注重学科的内在联系和知识的综合性,不刻意追求知识的覆盖面.从学科的整体高度和思维价值的高度设计问题,在知识网络交汇点设计试题,使对数学基础知识的考查达到必要的深度.

数学考查要求 (2)对数学思想方法的考查,是对数学知识在更高层次上的抽象和概括的考查,考查时必然要与数学知识相结合,通过对数学知识的考查,反映考生对数学思想方法的掌握程度.考查时,应从学科整体意义和思想含义上立意,注重通性通法,淡化特殊技巧。

思想考查要求 (3)对数学能力的考查,就是以数学知识为载体,从问题入手,把握学科的整体意义,用统一的数学观点组织材料.高考的数学命题,强调“以能力立意”,侧重体现对知识的理解和应用,尤其是综合和灵活的应用,以此来检测考生将知识迁移到不同情境中去的能力,从而检测出考生个体理性思维的广度和深度以及进一步学习的潜能.能力的考查以推理论证能力和抽象概括能力的考查为核心,全面涉及各种数学能力,强调综合性、应用性,并要切合考生实际,强调其科学性、严谨性、抽象性,强调探究性、综合性和应用性。对空间想象能力的考查主要体现在对文字语言、符号语言及图形语言的互相转化上;对运算求解能力的考查主要是对算法和推理的考查,考查以代数运算为主;对数据处理能力的考查主要是考查运用概率统计的基本方法和思想解决实际问题的能力.

三、各个能力因素的层次怎么界定 推理能力层次: Ⅰ:直接性推理:能够根据已知的知识和所给的较为简单的物理事实、条件(情景较为典型单纯明了、对象与过程较为单一)对物理问题进行较为直接的逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。 Ⅱ:多次性推理:能够根据已知的知识和所给的较为复杂的物理事实、条件(情景较为新颖、对象与过程不单一)对物理问题进行多次正向和逆向的逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。 Ⅲ:综合性推理:能够根据已知的知识和所给的较为复杂的物理事实、条件(情景较为新颖实际、对象与过程较多)对物理问题进行归纳、演绎、假设等较为综合性的逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。

三、各个能力因素的层次怎么界定 分析综合能力层次: Ⅰ:简明性分析综合:物理情景简明、对象及过程都不多于两个,能够独立地对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,找出其中起主要作用的因素及有关条件;能够把问题分解成若干简单的问题,找出他们之间的联系;能够运用物理知识综合解决所给问题。 Ⅱ:迁移性分析踪合:物理情景较为新颖、对象或过程在两个以上,能够将较为新颖的情景与常规情景联系、迁移,能够独立地对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,找出其中起主要作用的因素及有关条件;能够把比较复杂的问题分解成若干简单的问题,找出他们之间的联系;能够灵活运用物理知识及方法综合解决所给问题。 Ⅲ:新颖性分析综合:物理情景新颖复杂、对象或过程在两个以上、条件隐含,能够将新颖复杂的物理情景与日常情景联系、转化,能够独立地对具体问题进行具体分析,弄清所给问题中的物理状态、物理过程和物理情景,能够将隐含条件显性化,找出其中起主要作用的因素及有关条件;能够把一个新颖复杂的问题分解成若干常规简单的问题,找出他们之间的联系;能够灵活运用物理知识具有创造性地综合解决所给问题。

三、各个能力因素的层次怎么界定 应用数学处理物理问题的能力层次: Ⅰ:列式求解:能够根据具体问题列出物理量之间的关系式,进行推导和运算,并根据结果作出物理结论。 Ⅱ:数、形结合求解:能运用几何图形、函数图象进行表达、分析物理问题,能够根据物理量之间的关系式和几何图形、函数图象结合求解,并根据结果作出物理结论。 Ⅲ:灵活求解:能够灵活运用数学思想方法对物理问题进行分析、判断、推断,并根据数学结果作出物理结论。

三、各个能力因素的层次怎么界定 实验探究能力层次: Ⅰ:完成已有实验:能在理解的基础上完成“知识内容表”中所列实验,会正确使用在这些实验中用过的仪器。 Ⅱ:完成改进实验:会用学过的实验方法,完成改进型实验,处理实验数据,得出实验结论。 Ⅲ:完成探究实验:综合运用学过的实验方法,根据实验原理,设计并完成具有一定探究性质的实验,处理实验数据,得出实验结论。

2、理想化思想方法 通过抓住主要因素、忽略次要因素,将实际事物简化,即为理想化。 物理上,通常将理想化了的物理对象、物理条件、物理过程叫物理模型。 理想化思想方法意义重大。

示例 对象模型:质点、点电荷、点光源、光线、原子的核式结构、理想气体、匀强电场、匀强磁场等 条件模型:真空、光滑平面、不可伸长的轻绳、恒力、恒定电压等 过程模型:匀速直线运动、匀变速直线运动、简谐运动等

分析综合: 把一件事物、一种现象、一个概念分成较简单的组成部分,找出这些部分的本质属性和彼此间的关系。 在物理上,主要针对对象、过程、物理量进行处理。

演绎推理 是指前提蕴涵结论的推理,即前提与结论有必然联系的推理。也即通常所说的从一般到特殊。 演绎推理分为简单判断推理和复合判断推理

归纳推理 完全归纳推理:考察一类的全部个体对象,根据它们具有(或不具有)某种属性而概括出该类全部对象的一般结论。 例如:某班50个学生物理考试成绩都在85以上,就可以得出该班学生物理优秀的结论。 完全归纳推理的结论具有必然性

归纳推理 不完全归纳推理:只考察一类中的部分个体对象,根据它们具有(或不具有)某种属性而概括出关于该类全部对象的一般的结论。 例如:由有限次数实验得出普遍结论。 不完全归纳的结论是或然的,未必可靠,有待演绎推理的论证和补充研究。

不完全归纳推理的重要性 结论的范围超出原范围,结论的知识不只是简单推广,而是揭示出存在于无数现象之间的普遍规律,给我们提供了全新的知识。由物理实验得出物理规律,就是应用不完全归纳推理由个别知识到一般知识,从而达到对普遍规律的认识。 所以,不完全归纳推理在探求新知识的过程中具有极为重要的意义。

类比推理 根据两个对象在一系列属性上是相同的,而且以知其中一个对象还具有其他的属性,由此推出其中的一个对象还具有同样的其他属性的结论。

类比推理的重要意义 科学、技术上的许多重大发现、成果都是应用类比推理得出的。 例如:牛顿万有引力定律、爱因斯坦相对论 、麦克斯韦方程组、薛定哦方程、仿生技术、认知心理学。 能否广泛而又恰当应用类比推理,是衡量一个人创造性思维能力的标志之一。

谢谢