科学思维PPT课件

科学思维物理教学的核心使命,1,-,提纲,2,-,一、核心素养的内涵及理解,核心素养是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。,人的质量、规格,（一）核心素养概念,3,-,中国学生发展核心素养研究成果2016年9月13日在北京发布。核心素养以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养，具体细化为国家认同等18个基本要点。该成果是教育部委托北京师范大学，联合国内高校近百位专家成立课题组，历时3年完成的。,4,-,（二）中国学生发展核心素养基本要点,三个方面六大素养18个要点,5,-,6,-,7,-,8,-,（三）理解核心素养的内涵,.在目标上，核心素养的概念指向的是对“教育应培养什么样的人”这一问题的回答。由于它的范畴超越了行为主义层面的能力，涵盖态度、知识与能力等方面，因此体现了全人教育的理念，契合我国传统文化“教人成人”或“成人之学”的特色育人观，与国家中长期教育改革和发展规划纲要（20102020年）提出的“促进人的全面发展、适应社会需要”的教育质量根本标准一致，有利于在实际教育教学工作中培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人，完成党的十八大报告所提出的“立德树人”的教育工作根本任务。,9,-,.在性质上，核心素养是所有学生应具有的最关键、最必要的共同素养。每个人在终身发展中都需要许多素养，以应对各种生活的需要，这些所有人都需要的共同素养可以分为核心素养，以及由核心素养延伸出来的其他素养，其中，最关键、最必要且居于核心地位的素养就称之为核心素养。核心素养代表了个体普遍应达到的共同必要素养，代表应该达成的最低共同要求，是每个个体都必须学会获得的不可或缺的素养。正因如此，联合国教科文组织、欧盟、经合组织等国际组织以及世界教育发达国家都十分强调核心素养的教育价值，把以核心素养为核心的未来课程作为进行课程改革的重要议题，通过核心素养的建构来优化教育改革的质量。,10,-,.在内容上，核心素养是知识、技能和态度等的综合表现。“素养”一词的含义比“知识”和“技能”更加宽广。“知识”与“技能”主要涉及具体学科领域的知识，或者具有“听”“说”“读”“写”“算”等基本技能，而素养指向的则并不是某一学科知识，它既包括传统的教育领域的知识、能力，又包括学生的情感、态度、价值观。因此，核心素养是一个复杂的结构，其所涉及的内涵并非单一维度，而是多元维度的。核心素养不仅仅是知识技能，更重要的是情感、态度、知识、技能的综合表现。这一超越知识和技能的内涵，可以矫正过去重知识、轻能力、忽略情感态度价值观的教育偏失，更加完善和系统地反映教育目标和素质教育理念。,11,-,.在功能上，核心素养同时具有个人价值和社会价值。“素养”一词的功能超出了“职业”和“学校”的范畴，核心素养的获得可以使学生升学或更好地进行未来的工作，但是素养的功能不仅仅包括升学和就业，素养的获得是为了使学生能够发展成为更为健全的个体，能够更好地适应未来社会的发展变化，为终身学习、终身发展打下良好的基础，并且能够达到促进社会良好运行的目的。因此，核心素养同时具有个人价值和社会价值，是对个人和社会都具有积极意义的重要素养。,12,-,.在培养上，核心素养是在先天遗传的基础上，综合后天环境的影响而获得的，可以通过接受教育来形成和发展。经合组织、欧盟等把教育过程中的素养界定为通过学习而来，即使某些素养存在先天潜能的发展，这些素养也必须是可教、可学的，需要通过有意识的教育过程进行培养，经过学生的学习积累获得。因此，核心素养主要是后天学习的结果，可以通过各教育阶段的课程设计与教学实施加以培养。培养的过程侧重学生的自主探究和自我体验，更多地依靠学生自身在实践中的摸索、积累和体悟，是个体认知与元认知建构的过程，是在外界引导下的自我发展、自我超越、自我升华的过程。,13,-,.在评估上，核心素养需结合定性与定量的测评指标进行综合评价。核心素养具有可教、可学的外显部分，同时也存在无声、无形但可感、可知的内隐部分。前者能够在特定的情境下通过一定的方式表现出来，因此能够有效地对其进行定量的测评；而后者则偏向于一种潜移默化的隐性渗透过程，需以定性、形成性评价的方式进行评估，强调对核心素养形成过程的高度关注，关注个体在此过程中的感受与体悟。,14,-,.在架构上，核心素养应兼顾个体与文化学习、社会参与和自我发展的关系。各国在核心素养选取时都涉及文化学习领域、个体自我发展领域和社会参与互动领域。这三大领域具有较大的普遍性与概括性，基本能够涵盖多个发达国家所提出的核心素养内容，反映了个体与自我、社会和文化的关系。,15,-,.在发展上，核心素养具有终生发展性，也具有阶段性。核心素养是所有人都应该具备的素养，每个人都需要不断发展，但其形成不是一蹴而就的，具有终生的连续性。最初在学校中培养，随后在一生中不断发展完善。另一方面，核心素养发展的连续性并不否认其表现出一定的阶段性特点。核心素养在个体不同人生阶段中的着重点有所不同，不同教育阶段（小学、初中、高中、大学等）对某些核心素养的培养也存在不同的敏感性，即一些核心素养在特定的教育阶段可能更容易取得良好的培养效果，这为核心素养的培养提供了有利条件。,16,-,.在作用发挥上，核心素养的作用发挥具有整合性。核心素养的整体特性不仅决定了其学习获得具有系统性，也决定了它们可以在实践应用中相互交叉与整合，共同发挥价值。这对于教育教学的启示是，核心素养的功能是整合性的，每个核心素养都具有独特的重要价值，不存在孰轻孰重的问题，需要基于情境进行整合性的作用发挥，不能单独地进行价值比较。,17,-,10.核心素养与教育方针的关系,十八大最新教育方针是：“坚持教育为社会主义现代化建设服务、为人民服务，把立德、树人作为教育的根本任务，全面实施素质教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人，努力办好人民满意的教育。”教育方针是关于教育性质、目的、任务、功能及其实现途径的总规定。回答了教育“为谁服务”、“培养什么样的人”、“如何培养人”的问题。核心素养是沟通党和国家教育方针与教育改革实践的重要桥梁。是培养“德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”的具体化，为教育改革实践提供了具体化的教育目标体系。事实上，研制“核心素养”指标体系是全面深化基础教育课程改革，落实立德树人根本任务的首要工程。基于核心素养，实现全程育人，全科育人，全员育人，实现教育事业的科学发展。核心素养是教育方针的具体化，教育方针引领核心素养的制定。,18,-,11.核心素养与素质教育的关系,二者在实质上是高度一致的。“核心素养”的提出是对素质教育的深化和推动。因为上一世纪末所启动的素质教育改革在真正走向实践深处时，有两个核心问题必须明晰：其一，究竟要培养学生什么素质？其二，如何培养学生的这些素质？而核心素养正是对这两大问题的回应。当然，为什么要用素养代替素质，主要有以下三大原因：第一，“素养”的表达更符合教育的本质。在汉语中，二者的词义有着本质的区别。“素质”是指人的神经系统和感官上的天生的特点，也指事物本来的性质、人的本性，这种与生俱来的本义与教育的可塑性、发展性是相悖的。然而，“素养”则包括两种含义：其一，修习涵养。其二，平素所供养。现代汉语词典指“平日的修养”，涵盖两层意思：一是动态意义上的修习过程，一是静态意义上的修习结果。因此，内涵修习培养的意蕴的“素养”更符合教育的本质，表达更加贴切。第二，“素养”的表达更符合国际的惯例。在国际交流中，二者的文化品格不同，“素质教育”是针对“应试教育”提出的，它纯粹是我国创造出的教育名词，难以在国际教育中找到对应的概念，从而阻隔了中国基础教育在国际上的对话与交流。“核心素养”是从国际教育话语体系中翻译过来的，使得中国的基础教育改革能够顺利地与世界各国交流与互动，让我们也能在国际教育舞台上发出自己的声音。第三，“素养”的表达明确了教育改革的实质。在教育改革中，二者的内在品性不同。“应试教育”以知识为本；“素质教育”强调“能力”超越“知识”，侧重引领理念的转变；“核心素养”指知识、能力、态度的综合表现，强调其可教性、可学性、可评性，倡导教学评的一体化。,19,-,12.核心素养与三维目标的关系,核心素养是三维目标的提炼和升华，三维目标是核心素养的进一步具体化。三维目标是一个整体，分割开来无意义，物理教学应从三个维度去整体思考。“过程”不是目标，是实现目标的路径。情感目标不容易测量，且和态度与责任相联系。,20,-,13.核心素养与考试评价,考试是教育实践的指挥棒，在任何国家都是相同的。核心素养为本的教育改革并非不再考试，而是更重视考试测评，因为核心素养是可测评的，他不是一种理念，而是素质教育这一理念的具体化，是可教、可学、可测评的。面向学生核心素养的测评体系的建构要解决三个问题：一是考试改革的整体方案，回答考试的学科，怎样考，权重比例，考试结果的呈现方式及作用，录取方案等。二是每个学科的测评技术研究和试题库开发。三是跨学科核心素养的测评技术和试题库开发。明确纸笔测试只是评价的一种普遍使用的方式，其局限性很大，纸笔考试的目标很难做到与教育目标的一致性。要研究纸笔测试的特点和拓展功能，把纸笔测试的功能最大化，最优化。,21,-,二、物理学科的核心素养,物理学科的核心素养是指学生在接受物理教育过程中逐步形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。,动机、兴趣、方法、态度、情感等,物理的作用：1.认识自然，感受自然之美2.实践是检验真理的惟一标准3.基于事实和证据，运用科学思维和方法解决问题，使生活更美好,22,-,成为“核心素养”的条件,一、体现学科本质。真正处于学科核心位置的素养必然地反映了学科的本质。二、具有普适性意义。学科核心素养不是针对学科专业人士的特殊需要，而是适应于普遍情境和所有人的共同素养，必须具有普适性意义。三、承载不可替代的育人价值。物理学科的核心素养必然会在其他学科中也有表现。但物理学科具有其他学科无法企及的培育优势。,23,-,物理学科核心素养的构成,物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任，体现了物理学科的育人价值。,物理核心素养的四个方面是相互联系、共同发展的，学生在经历科学探究的过程中，运用科学思维，发展科学思维，形成物理观念，并伴随着科学态度与社会责任感的发展，并不断深化对科学本质的认识。,24,-,在这四个素养中，科学探究：是一个过程；是一种学习方式和科学研究方式；是一种学习科学知识、发展科学思维、形成科学态度的手段和途径；也是一种综合能力，包括问题提出、问题解决、观察能力、实验能力、论证能力、交流合作能力。,25,-,物理观念,请看下面一幅图，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从A点由静止自由释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以滚到哪一点？（）A.到C点，因为小球到C点就过不去了，会返回去。B.到E点，因为E点和C点一样高，小球从C点滚过去，能量守恒，还能到达E点的高度。,C.到F点，因为F点与A点一样高，能量守恒，还能到达F点的高度。D.到G点或更远，因为轨道没有摩擦，由于惯性，小球可以一直滑过去，到达G点。,26,-,物理观念是从物理学视角形成关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。要求将所学的大量具体知识围绕学科核心概念进行整合内化，在此基础上形成对物质世界的整体认识，即形成物理观念。,27,-,为什么要提出物理观念？初中学生应形成哪些物理观念？（物理观念主要包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素）初中学生是否能形成这些物理观念，并应用这些物理观念解决实际问题？（如“波”的观念）,28,-,科学思维,两名宇航员在国际空间站外进行太空行走，他们能否像在地球上那样直接面对面交谈呢？说出你的判断和依据。若不行，宇航员怎样交流呢？建立科学论证和声音传播的模型科学推理和论证质疑和创新。科学思维包含模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。,29,-,科学思维是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合和科学推理等方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。,30,-,科学推理,所有的金属都是导体铁是金属所以，铁是导体,推理并不保证结论的真实性，若前提是真实的，结论才可能真实。科学推理都是真实的。,例如：,31,-,铁是导体铜是导体金是导体铁铜金都是金属所以，金属都是导体,该推理形式为归纳推理，还有类比推理等形式。,一般考题多为演绎推理形式，如计算题，简答题等。,32,-,论证与推理,论证是由断定一个或一些判断（即论据）的真实性，进而判定另一个判断（论点）的真实性。论证由论点、论据、论证方式三部分组成。论证与推论没有严格的区分。论证的结论是真实有效的。论证的过程就是推理。科学探究一般就是科学论证。,33,-,人类所有的认识模式，都是由“经验”和“观念”以及架接两者之间的思维工具组成的。初中物理的思维工具和方法：通过举例分析抽象概括；实验法；利用数学工具逻辑推理；类比法等。中医的思维工具是类比法。思维工具和方法不可靠，形成的观念就难以可靠。,34,-,科学思维物理教学的核心使命,用物理的眼光观察这个世界（观察和实验）用物理的思维探索这个世界（模型和论证）用物理的语言表达这个世界（概念和公式）学生在初中和高中所学的物理知识，在进入社会后，几乎没有什么机会应用，往往走出校门不到一两年就忘掉了，然而无论他们将来从事什么工作，刻骨铭心的是科学精神和物理学思想和方法，将长期地在他们的生活及工作中发挥着重要作用。,35,-,科学探究,提出问题猜想与假设设计实验与制订计划进行实验与收集证据分析与论证评估交流与合作,36,-,科学探究是指提出科学问题，形成猜想和假设，设计实验与制定方案，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。科学探究是一种主要的学习方式；是形成其他物理核心素养的主要途径；是培养学生探究能力的惟一渠道。,37,-,科学态度与责任,科学态度与责任是在认识科学本质，理解物理（科学）与技术、社会、环境的关系基础上，逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。是学生通过物理学习形成的关键品格，对于学生形成正确的世界观、价值观和社会责任感有重要价值。,38,-,科学本质（创新）,39,-,这个世界有没有科学？,科学追求不依赖于研究者的主观愿望而独立存在的知识。是经得起逻辑实证主义的实验，能够重复观察到的“客观存在”。科学方法：第一步是观察实验收集数据；第二步是构筑解释数据的理论，即发现并建立公理；第三步是依据公理推出新的数据；第四步是通过实验观察验证结果。面对同一客观现象，不同观察者的解释不同。科学是由科学界的同仁主观同意认定的。,40,-,三、核心素养引领下的物理学业考试,缺什么补什么。哪一方面弱就强化那一方面。,41,-,什么是物理模型？,根据所研究的物理问题需要，从客观存在的事物中抽象出来的一种简单、近似、直观的模型。是对事物的各个物理因素加以分析，忽略与问题无关或影响较小的因素，突出对问题作用较大的主要因素，从而把问题简化。物理模型是一种理想化模型，是实际问题的简化，是抽象思维的结果。,42,-,物理模型的特征,近似性：是以一定的客观实体为基础，反映了事物的主要性质、特点、结构等。抽象性：与实体不同，在实际生活中并不存在，是抽象思维的结果，具有抽象性。局限性：任何理想化模型都是在一定条件下建立起来的，离开这一条件这一模型就不能使用，因此有其局限性。相对性：某个事物在不同情况下，有时能做理想化处理，有时不能理想化处理，即相对性。,43,-,物理模型分类,44,-,物质模型对象模型:力学：质点、轻质弹簧、弹性小球电磁学：点电荷、螺线管气体：理想气体光学：点光源、平行光源、薄透镜、均匀介质条件模型：光滑、轻杆、轻质球、轻绳等结构模型：原子结构模型、串并联电路模拟模型：光线、磁感线、受力示意图状态模型二力平衡状态模型、液片模型、液柱模型过程模型匀速直线运动,45,-,物理模型的建构过程,明确研究的对象或问题；分析影响问题的所有因素，这些因素中哪些是主要因素，哪些是次要因素或无关因素？抓住主要因素，建立适当的模型。,46,-,考“模型建构”的思维过程,研究平静水面产生的反射现象时，忽略的次要因素是镜面材质，突出的主要因素是能发生镜面反射，可以将水面看成平面镜。物理学中常用光线来表示一束光。光线表示了光的传播路径和方向，而忽略了光的亮度、色彩（写出一条即可）等其它性质。,47,-,如图是打开的汽车后备箱盖，它被液压杆支撑。关箱盖时，我们忽略掉后备箱的形状等次要因素，抓住可以绕固定点O转动的主要因素，它可看作一个杠杆。,48,-,考模型知识,在我们学习物理知识过程中，运用物理模型进行研究的是（）A.建立速度概念B.研究光的直线传播C.用磁感线描述磁场D.分析物体的质量,49,-,构建模型解决实际问题,像鱼类生活在水里一样，我们人类生活在地球大气的底部，并且一刻也离不开大气。你能估算出地球周围大气的总质量吗？模型一：密度模型=m/V模型二：压强模型p=F/s，F=G，G=mg。,50,-,质疑创新,批判：基于标准的有辨识能力的判断。质疑：利用证据，提出疑问，请人解答。创新：改进或创造新的事物、方法、元素、路径环境，并获得一定有益效果的行为。不要迷信权威和多数，敢于质疑，也许你的才是真理。正所谓“大疑则大进，小疑则小进，不疑则不进”，在人类前进的过程中，批判和质疑起着无可置疑的推动作用。（质疑权威亚里士多德的观点，