物理新课程的教学实施.ppt

物理新课程的教学实施,黄恕伯 2004.8.11 南京,关于物理新课程课堂教学改革的思考,前言,问：“如果用最简单的语句来陈述新课程中实施教学的思路，你的体会是什么？”,答：“重过程”，“重情感”，“重生活” 。,重过程：重视“过程与方法”目标的实现。,重情感：重视“情感、态度与价值观”目标的实现。,重生活：重视教学与学生生活、社会实践的联系。,从目标上思考比从形式上思考更具有本质意义；,从目标上思考比从形式上思考更有利于教学的创造。,一、关于“重过程”,1.“重结果”仍然是当前教学中比较普遍的情况,(1)课堂教学中情况,在一次全国物理教学大赛上： 主讲老师为了让学生经历对自由落体运动分析过程，发给每个探究小组一张本校拍摄的小球下落的频闪照片，让学生通过刻度尺测量来判断小球的运动性质。教师在制作这张照片时，控制了照片的放大率，使相邻两小球位置在照片上的距离恰好是1、3、5、7毫米整数，学生的回答和教师的讲评都把测到的距离读为“一毫米、三毫米、五毫米”，学生一下子就判断出小球的运动是匀加速直线运动。,这段设计，忽视了长度测量时对毫米下一位的估读要求，相对收集信息、处理信息这一过程来说，知识的结果仍然是第一位的。,一、关于“重过程”,1.“重结果”仍然是当前教学中比较普遍的情况,(1)课堂教学中的情况,在一次省的全省物理教学观摩课上： 主讲老师为了说明压力对物体的破坏作用跟压力大小和受力面积有关，使用了传统的小桌实验，小桌的四条腿是四根铁钉，把铁钉放在沙上，桌面放一砝码，铁钉立刻陷入沙中。如果四腿朝天把桌面放在沙上，压砝码后小桌则不会陷下去。 教师没有采用新教材中“不同宽窄的木条压橡皮泥”的办法，认为压橡皮泥的方法比实验小桌烦琐。,压橡皮泥的方法之所以“烦琐”，是因为需要渗透控制变量的思想，测量多组数据；是因为要半定量地收集实验数据、描述数据和处理数据，这些都是“过程”，而不是“结果”。以上教学设计的取舍，反映了“结果是重要的”。,一、关于“重过程”,1.“重结果”仍然是当前教学中比较普遍的情况,(2)学习资料中的情况,教科书的信息呈现方式难以设计出有呼应的学习过程。 例如：高中物理的“楞次定律”是对物理规律进行概括的典范。它只用了一句话就把各种复杂情况下的感应电流方向判定方法作了高度概括，体现了物理规律的简洁的美。但现行的多数教科书都未能让学生经历这一概括过程，而是直接给出了结果。,教辅资料中的问题多数都是求结果的问题。,一、关于“重过程”,1.“重结果”仍然是当前教学中比较普遍的情况,(3)“研究性学习”中的情况,研究性学习是注重过程的学习方式，照理说，研究性学习强调的是学习过程，但以下仍然是比较普遍的情况：,指导教师对研究性学习课题的指导，往往把目光集中在获得研究结论上，而对研究过程和方法的指导，缺乏应有的重视。,在介绍和展示研究性学习的成果时，往往把研究的结论作为研究性学习的惟一成果，并不意识到学生研究能力提高的事实、过程和原因分析是更重要的成果。,一、关于“重过程”,2.“重过程”为什么这样难？,(1)“解题是为了得到结果”所形成的思维定势,物理课中，习题教学是一种师生普遍重视、实施频率很高的教学活动。解答题目的目的是为了得到一个最终结果，解答的水平通常是以结果是否正确来评价的。因此，追求一个正确的结果，不仅成了学生解决问题的目标，也成了教师组织教学活动的目标。,一、关于“重过程”,2.“重过程”为什么这样难？,(2)教学“以知识为线索”的事实演变成了“以知识为主”,教学为什么以知识为线索？,对方法而言，知识的相互联系比较紧密，而且存在着明确的递进关系。一个新知识的构建，需要原有的知识作为基础。知识的展开，形成了一个网络，网络之间的联系，就是线索。,方法则不是针对一个具体事物的，它是从许多同类事物中概括出来的。方法的存在依赖于具体的事物，如果没有具体知识的支撑而空谈方法，这些“方法”只能是空洞的条文。因此，在进行新课教学中，我们不可能撇开知识，以“方法”作为展开教学的线索。,一、关于“重过程”,2.“重过程”为什么这样难？,(2)教学“以知识为线索”的事实演变成了“以知识为主”,教学“以知识为线索”很容易演变成“以知识为主”。 实际上，一个教学环节，通常都融合着“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度的内容，由于教学是以知识为线索串起来的，这就很容易把教学设计的目光集中在知识上，一心一意思考如何使学生获得知识的结论，而忽视了“过程”目标。,一、关于“重过程”,2.“重过程”为什么这样难？,(3)教科书的信息呈现方式为“重过程”带来了困难,教科书是一种单向传递信息的方式，而教学中的很多过程是需要交互活动才能进行下去的，由于教科书难以获得读者的信息，也就很难设计出有呼有应的活动过程。因此很多教科书都是在陈述了相关过程（而不是让学生经历相关过程）之后就给出了结果。如果教师不能在教学中对教学过程进行再创造，那就只能束缚在“重结果”的圈子里。,（教科书陈述某一过程和学生经历某一过程不是一回事！）,一、关于“重过程”,2.“重过程”为什么这样难？,(4)教师对相关的“过程”并不十分熟悉,例如：发现问题、提出问题的过程,表 达,抽象、概括,同样的问题，提出的过程不同其效果不同。,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(1)认识“过程”也是学习目标。,初中物理课程标准中有这样一条内容标准： “通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。”,本条内容标准只有过程要求（实验探究），没有结果要求（不要求掌握磁场跟电流的方向关系）。,如果要有结果要求，标准的陈述应该是这样： “通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向，了解通电螺线管电流方向和外部磁场方向的关系。”,只有过程要求而没有结果要求的课怎样上？,把通电螺线管看做一个磁体，根据你的实验结果，在这两个图上分别标出螺线管的极和极。,蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说“极就在我的左边。”,猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：“如果电流沿着我右臂所指的方向，极就在我的前方。”,你能想出类似的语言来描述通电螺线管电流方向跟极位置的关系吗？,让学生经历从物理现象概括出物理规律的过程，但可以不记住结论。,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(2)对“重结果”的教学段落充实必要的过程。,例：“曲线运动速度的方向”,传统的教学过程：,列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例,得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。,讲解有关例题，布置有关习题。,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,水平桌面上有一曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢珠由轨道的一端滚入，在轨道的束缚下按轨道的形状做曲线运动。在轨道的出口A 处放一张白纸，蘸有墨水的钢珠离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢珠在A 点的运动方向。 取去一段短轨道，钢珠的轨道出口改在图中B 处，在B 处放一张白纸，记录钢珠在轨道B 点的运动方向。还可以继续取其它位置作为轨道出口进行相同的实验。 分析钢珠运动轨迹跟曲线的关系。,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。,得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。,体验：“做一做”做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。 (1)观察在空中速度方向的变化； (2)观察飞镖插入泥土时的入射角。,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。,得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。,体验：“做一做”做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。 (1)观察在空中速度方向的变化； (2)观察飞镖插入泥土时的入射角。,有人说：“这么简单的概念还需要体验吗？,理解知识不是体验的惟一目的。学生用曲线运动速度的概念来审视飞镖的运动，它有利于增强学生理论联系实践的意识，解决许多更复杂的问题往往需要有这种意识，这种意识难以通过讲授知识的方法达到目的,下面这个题目和“飞镖”有联系吗？,要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。,题目,学生对本题失误的主要 原因不是知识问题，而是缺乏把题目和实践进行联系的意识。,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(3)从“过程与方法”的总目标构思具体的教学方案。,案 例,如何对案例的设计进行优化？,例：关于一段教学案例的争议,掌握解决问题的方法和套用解决问题的类型有什么不同？,在理解的情况下迁移,不理解的情况下模仿,心智行为：识记,心智行为：分析、运用,一、一个基本电路,二、两种分析方法,1.逐个定性分析：,当 R ,R并 R并RR2 / (R+R2),I总 I总E/(R并+R1+r),U2 U2EI总R1 I总r,I2 I2U2/ R2,I I I总- I2,增强以下意识： 函数式中的常量和变量 变换研究对象，改变函数和自变量角色,一、一个基本电路,一、两种分析方法,2.综合定量讨论：,学习同一问题的两种不同分析思路,增强用常量与变量思考问题的意识,1.逐个定性分析：,强化用常量去表示多余变量的方法,一、一个基本电路,二、两种分析方法,三、三条重要结论,当电路中某一电阻 R 减小时：,与它并联的 R2 减小 减小 减小,与它串联的 R1 增大 增大 增大,它 自 己 的 增大 减小 不定,以上是内容的优化，在教学方式还可以另行设计,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(4)在设计教学过程时明确学生应发生的行为。,过程，总是跟学生的某种行为相关的。要让学生经历某一过程，实际上，就是要让学生发生与这一过程相关的行为。因此，应该把教学设计落实到对学生的学习行为的设计上来。,例如：关于“猜想与假设”的教学设计,标准关于猜想与假设的基本能力要求：,对解决问题的方式和问题答案提出假设 对物理实验结果进行预测,标准提出了明确的要求：猜想什么？假设什么？, 实施教学时需要考虑的是：怎样猜想？怎样假设？, 科学假设的形成过程,假定,（对问题的答案作出设想）,非逻辑思维,解释,（根据已有事实和知识对假定的合理性进行解释）,逻辑思维,在水平桌面上放有一个木块，当木块受到一平力F 作用时，可以在桌面上做匀速直线运动，这表明木块受到的滑动摩擦力大小等于F。如果在木块上加放一重物，使木块做匀速直线运动，F 的大小将和原来不同，说明滑动摩擦力跟接触面的压力有关。你对滑动摩擦力跟接触面压力的定量关系有什么猜想？请设计一个实验来验证你的猜想，说出你的实验方案。,滑动摩擦力跟接触面的压力成正比，这是学生已学过的知识，是已被确认的规律，学生对这个问题的回答，不存在对结果进行假定和解释的过程，没有发生猜想和假设的行为。同样，本题也无法考查学生制定计划、设计实验的能力，因为这一实验是学生经历过的、熟悉的实验，学生根据回忆来回答问题，而不需要具有设计的能力。,试题：（考查“猜想与假设”、“设计实验”要素）,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(5)探究过程要符合学生的认知规律。,例如：感应电流方向规律的探究（楞次定律）,案例剖析,关于楞次定律的探究方案,将空心线圈的两端和灵敏电流计相连，把条形磁铁插入或抽出线圈时，线圈中会产生感应电流。猜想一下：当N极插入和抽出线圈时，线圈中感应电流方向是顺时针还是反时针（俯视）？做实验来验证你的猜想。,当磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量增大，当磁铁抽出线圈时，线圈中的磁通量减小。下面探究磁通量增大和减小时线圈中感应电流方向的特点。,记录线圈中磁通量增大时的实验信息：,记录线圈中磁通量减小时的实验信息：,根据实验记录进行分析可知，线圈中感应电流的方向和磁通量变化的关系为：_ .,将空心线圈的两端和灵敏电流计相连，把条形磁铁插入或抽出线圈时，线圈中会产生感应电流。猜想一下：当N极插入和抽出线圈时，线圈中感应电流方向是顺时针还是反时针（俯视）？做实验来验证你的猜想。,当磁铁插入线圈时，线圈中的磁通量增大，当磁铁抽出线圈时，线圈中的磁通量减小。下面探究磁通量增大和减小时线圈中感应电流方向的特点。,记录线圈中磁通量增大时的实验信息：,记录线圈中磁通量增大时的实验信息：,根据实验记录进行分析可知，线圈中感应电流的方向和磁通量变化的关系为：_ .,探究方案的设计应符合学生认知水平，符合学生作为探究者角色对未知结论的探究思路。,关于楞次定律的探究方案,案例剖析,猜想不是瞎猜。猜想是根据已有事实对问题结果的不确定解释。猜想为探究提供了明确的方向。,把“感应电流磁场的方向”作为表格中的一列，缺乏逻辑上的铺垫。,本方案是从教师的角度（已知知识的结论）提出的验证步骤，只是让学生按程序进行操作，而不是学生对未知规律进行符合逻辑的探究。,一、关于“重过程”,3.怎样在教学中“重过程”？,(6)把发展学生能力的过程渗透在各个教学环节中,例：关于单摆振动周期规律的探究,例：在单摆周期跟摆长定量关系的探究中,各小组获得了不同摆长的周期数据，并经历了对