新课程背景下 怎样上好物理课 浙江省义乌中学 吴加澍 2006.08.28

怎样上好物理课? 创新 继承 物理课程基本理念 物理教学优良传统 “去与取,只问适不适,不问新与旧.” ——陶行知

怎样上好物理课? ◆ 体现三维课程目标 ◆ 重演知识发生过程 ◆ 发挥物理学科优势 ◆ 优化课堂教学结构

从两个本原问题说起 … 学习物理 有毛用? ●我发现物理不仅烦，而且学了觉得一点用都没有… ●不学不行啊,如果你老爸有足够的实力,还上什么学呢? ●物理很重要的，高考100分呢！ ●我们老师说了：物理物理，万物之理！可见物理是何等的重要啊！ …

从两个本原问题说起 我为什么教物理? 学习物理 有毛用?

高中物理的课程性质 高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养.

高中物理课程总目标 知识与技能 过程与方法 态度情感与价值观 ●学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势。 ●学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。 ●发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。 ●了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。” 过程与方法 态度情感与价值观

三维目标的统一性 学生发展 目标整合 态度情感与价值观 知识与技能 过程与方法

从知识本位到三维目标 知识与技能 态度情感与价值观 过程与方法 知识点

从学术形态到教育形态 广义备课 物理知识 学术形态 教育形态 潜科学分析 心理学分析

牛顿运动定律 a=0 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 ——爱因斯坦 相互 作用 “伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端.” ——爱因斯坦 违背了就物论理的原则

牛顿第一定律 历史回顾 观察分析 理想实验 概括规律 内涵剖析 违背了就物论理的原则

匀变速直线运动的速度与时间的关系 (原教材) t v a - = v t a = ＋ 违背了就物论理的原则 弊端:只有数学推演,缺少物理图景

布鲁纳“发现学习”理论 一般学习程序—— 直接经验 图象经验 抽象经验 物理学习程序—— 违背了就物论理的原则 实验观察 物理图象 物理理论

(新教材) 匀变速直线运动的速度与时间的关系 作出速度-时间图象 实验探究小车的运动 总结小车运动特点(匀变速直线运动) 得出速度时间关系 ( V=V0+at )

开普勒第三定律的发现 T 2 D 3 = k = D 3 T 2 29.46 9.539 土 星 11.86 5.20 木 星 1.88 1.524 火 星 1.000 I.000 地 球 0.615 O.723 金 星 0.24 O.387 水 星 T D D3 T2 0.058 0.378 1.000 3.54 140.61 140.66 867.93 867.89

奥斯特: 电流磁效应 “纵向” “横向” (空间观念的突破)

法拉第: 电磁感应现象 “稳态” “暂态” (时间观念的突破)

S = mVO2/2f + Voto 禁超速 禁超载 禁酒后驾车 80 S 已知汽车质量m,行驶速度Vo,汽车安装有防抱死刹车系统(ABS),制动力恒为f.设驾驶员的反应时间为to.问从驾驶员发现情况到完全停车,共经过多少距离?

怎样上好物理课? ◆ 体现三维课程目标 ◆ 重演知识发生过程 ◆ 发挥物理学科优势 ◆ 优化课堂教学结构

重演物理知识的发生过程 突出过程 知识重演 ≠ 知识重现 强调结果

以“受力分析”为例 典型错误 “张冠李戴” “丢三拉四” “无中生有” 对症下药 ⑴明确对象 ⑵按序分析 ⑶对态检查

启示： 以身体之以心验之 ▲ 运用某一方法的前提是要有运用这种方法的意识. ▲ 物理意识不是单靠教师反复地讲就可奏效的,只有让学生参与相应的过程,经过他们的体验才能逐渐养成.

分析汽车的受力情况 汽车重力 地面摩擦力 地面支持力 大气压力 地面压力 汽车牵引力 空气阻力 驾驶员压力 …… 空气浮力 先乱后治

重演物理知识的发生过程 ◆让学生体验物理概念 充分还原稀释 的形成过程 ◆让学生探寻物理规律 坚持延迟判断 的发现过程 ◆让学生参与物理实验 的设计过程 渗透思想方法 ◆让学生亲历物理问题 的解决过程 注重过程分析

怎样上好物理课? ◆ 体现三维课程目标 ◆ 重演知识发生过程 ◆ 发挥物理学科优势 ◆ 优化课堂教学结构

物理学的内容 ·特点 ·优势 实验＋思维＋数学 实验科学 核心理论 具有方法论性质的科学 定量的 精密科学 应用广泛的基础科学 数学表述 物理方法 实验基础 应用延伸 实验科学 具有方法论性质的科学 定量的 精密科学 应用广泛的基础科学 严密的 理论科学

怎样上好物理课? ◆ 体现三维课程目标 ◆ 重演知识发生过程 ◆ 发挥物理学科优势 ◆ 优化课堂教学结构

课堂教学结构的要求 ◆简洁明快(不是拖泥带水) ◆详略得当(不是顾此失彼) ◆顺畅有序(不是支离破碎)

课堂教学的三条序线 潜科学分 析 心理学分 析 教 学 设 计 知识序 认知序 教学序 三序合一

向心加速度 哪种更好? ◆旧教材: ◆新教材: 绳系石块做圆周运动→石块受力指向圆心→ 由实验得出向心力规律→根据F=ma 推得向心加速度 (实例启示) ◆新教材: (理论推导) 由F=ma 推得 向心力规律

教学序的设计 ◆教学序的纽带是什么? 必要性 ◆好问题的标准是什么? 挑战性 开放性 适切性 “问题” “问题链” ⑴紧扣教学主题 ⑵引发认知冲突 ⑷合理的问题距 ⑶促进思维发散 开放性 适切性

带电粒子在匀强磁场做圆周运动有何基本规律？ “洛仑兹力”教学的问题链 磁场对运动电荷会有作用力吗？ 运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力吗？ 怎样判断洛仑兹力的方向？ 怎样计算洛仑兹力的大小？ 洛仑兹力的作用能使带电粒子加速吗？ 垂直射入匀强磁场的带电粒子将如何运动？ 带电粒子在匀强磁场做圆周运动有何基本规律？

建立“质点”概念的问题链 一列火车全长500m,以20m/s的速度由车站开出.问: (1)经1分钟后火车离车站多远? (2)经1小时后火车离车站多远? (3)它经过一座长为500m的桥梁,需要多长时间? V L

理解“楞次定律”的问题链 “感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.” 阻碍 谁在阻碍? 阻碍什么? 如何阻碍? 阻碍 为何阻碍? 是否阻止?

物理问题的挑战性 F1=10N a1=1m/s2 （知识陷阱） 干电池 1．5 ＋ F2=20N a2=? 干电池 1．5 ＋ （知识台阶）

物理问题的开放性 N S A B 将两只灯泡接入电路,哪只更亮? 由静止开始怎样运动,可以使两块磁体吸拢? (220v/100w)

合理的问题距 已知 未知 问题距 现有水平 潜在水平 最近发生区

谢谢大家 欢迎指教 ywjs163@163.com

高中物理课程的基本理念 ◆课程目标:提高全体学生的科学素养 ◆课程结构:注重共同基础，体现选择性 ◆课程内容:体现时代性、基础性、选择性 ◆课程实施:注重自主学习，提倡教学方式多样化 ◆课程评价:更新评价观念，促进学生发展

雷树人: 《试论我国中学物理教学的传统》 (一)重视基本概念和规律教学 (二)加强演示和学生实验 (三)强调理论联系实际 (四)重视培养学生的能力

“学物理”的现状 物理学习 物理知识 物理公式 数学运算 ω r 当ω增大时,r如何变化? F=mω2r 反思: 知识 ≠ 见识 ≠ 意识

“教物理”的现状 反思: 教物理 教物理知识 教物理解题 教师不仅要有丰富的学科知识,还应懂得关于知识的知识.如 ● 什么是知识? ● 怎样的知识最有用? ● 怎样学习知识最有效? ……

知识的类型 (“冰山”模型) 显性知识 缄默知识

知识的价值 发展价值 认知价值 功利价值

◆普林斯顿高等研究院: “只有无用的知识,才是最终有用的.” 多学些无用的知识! ◆庄子: “无用之用,是为大用.”

一位德国学者的比喻: 溶质 还原稀释 溶剂 溶液 “将15克盐放在你的面前，无论如何你难以下咽。但当将15克盐放入一碗美味可口的汤中，你早就在享用佳肴时，将15克盐全部吸收了。” 物理概念 溶质 溶剂 溶液 还原稀释 认知规律 教学情境

〖物理概念教学〗 （具体） （抽象） 创设情景 抽象加工 巩固深化 感知材料 形成表象 分析比较 抽象概括 变式迁移 完善结构

位移 位移 ●一位同学从A点出发,走了50m后到达B点.你能确定B点的位置吗? 方向 直线 长度 S 位移

力矩概念的建立 力的大小 力的方向 力的作用点 力矩 物体的 转动效果 力臂

爱因斯坦: 延迟判断—— “对真理的探求比对真理的占有更可贵.” 给学生留有足够的的思维时间和空间,使他们对物理结论的判断,产生于经历必要的认知过程之后.

〖物理规律教学〗 (演绎法) 推理论证 实验检验 提出问题 猜想假设 总结规律 应用延伸 实验观察 分析归纳 (归纳法)

(原方案) 动能 动能定理 定义: 推导: 结论: mv E = 1/2 F 合外力做的功等于物体动能的变化 S mv maS FS W - k = 1/2 推导: 2 1 mv maS FS W - = 1/2 F V1 V2 S m 结论: 合外力做的功等于物体动能的变化

动能 动能定理 (新教材) 实验探究 理论推导 概括结论 功与物体速度变化的关系 F 动能定义: Ek= mV 2 1 mv maS FS W - = F V1 V2 S m 概括结论 动能定义: Ek= mV 1 2 动能定理: W=EK2-EK1

简谐运动的规律 B-O 0-C C-O 0-B O B C 位 移 X 回复力F 加速度a 速 度 V 关系复杂 F与V: 方向时同时反,大小此增彼减. F=ma F与a: 方向始终相同,大小同增同减. F与X: 方向始终相反,大小同增同减. F=-kx

〖物理习题教学〗 （条件） （过程） （目标） 检验讨论 实际问题 物理问题 数学问题 问题结果 审明题意 确定对象 分析过程 建立模型 选用规律 布列方程 求解作答

？ 【例】 × × × v 高为h=2.5m的电梯以v=1m/s的速度上升,某时刻有一小物体从天花板上脱落,问它经多长时间落到地板上? h=1/2gt2 h=Vt-1/2gt2 × ＋ ？ h-Vt=Vt-1/2gt2 h × v -(h-Vt)=Vt-1/2gt2 h=1/2gt2

探究功与物体速度变化的关系 探究的思路 操作的技巧 数据的处理 小车所受的阻力怎样补偿?纸带上的点距怎样选取? 作出W-v图线.是否W∝v?可能W∝v2? W∝v3? W∝

· 力臂

力×力臂 =力矩 ·

历史回顾 力是维持物体运动的原因 力是改变物体运动的原因 违背了就物论理的原则

观察分析 违背了就物论理的原则

理想实验 违背了就物论理的原则

φ φ感 I感 ? △ 研究感应电流的方向 × N极插入 N极拔出 S极插入 S极拔出 原磁场的方向 原磁通量变化 感应电流的方向 感应电流磁场方向 结 论 φ △ I感 φ感 × ?

自感现象的演示 L A B S (通电自感) L A S (断电自感)

自感现象的演示 A B K

估测自行车所受的阻力 f=? f=? m S、t

最美丽的十大物理实验

“课改”的体现： “课本”改了没有？ “上课”改了没有？

一位德国学者的比喻: “将15克盐放在你的面前，无论如何你难以下咽。但当将15克盐放入一碗美味可口的汤中，你早就在享用佳肴时，将15克盐全部吸收了。” ▲情境之于知识，犹如汤之于盐。盐需溶入汤中，才能被吸收；知识需要溶入情境之中，才能显示出活力和美感。