高中物理新课程标准解读(鲁世波)(课堂PPT)

1、高中物理新课程标准解读高中物理新课程标准解读2一一.课程性质与基本理念课程性质与基本理念（一）课程性质（一）课程性质高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人的根高中物理课程是普通高中自然科学领域的一门基础课程，旨在落实立德树人的根本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促本任务，进一步提升学生的物理学科核心素养，为学生的终身发展奠定基础，促进人类科学事业的传承与社会的发展。进人类科学事业的传承与社会的发展。 3一一.课程性质与基本理念课程性质与基本理念（二）基本理念（二）基本理念1.1.注重体现物理学科本质，培养学生物理学科核心素养注重体现

2、物理学科本质，培养学生物理学科核心素养 2.2.注重课程的基础性和选择性，满足学生终身发展需要注重课程的基础性和选择性，满足学生终身发展需要 3.3.注重课程的时代性，关注科技进步和社会发展需要注重课程的时代性，关注科技进步和社会发展需要 4.4.引导学生自主学习，提倡教学方式多样化引导学生自主学习，提倡教学方式多样化5.5.注重过程评价，促进学生核心素养的发展注重过程评价，促进学生核心素养的发展4二二.学科核心素养与课程目标学科核心素养与课程目标（一）学科核心素养（定义）（一）学科核心素养（定义）学科核心素养是学科教育对全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任学科核心素养是学科教育对全面贯彻

3、党的教育方针，落实立德树人根本任务，是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观务，是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。念、必备品格和关键能力。物理物理学科核心素养是学科核心素养是物理物理学科教育对全面贯彻党的教育方针，落实立德树学科教育对全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，是人根本任务，是物理物理学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力。包括：的正确价值观念、必备品格和关键能力。包括：物理观念、科学思维、科学探究

4、、物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任科学态度与责任5二二.学科核心素养与课程目标学科核心素养与课程目标（二）课程目标（二）课程目标科学本质科学本质科学态度科学态度社会责任社会责任STSESTSE问题问题证据证据解释解释合作与交流合作与交流模型建构模型建构科学推理科学推理科学论证科学论证质疑创新质疑创新物质观物质观运动观运动观相互作用观相互作用观能量观能量观物理观念物理观念科学思维科学思维科学探究科学探究科学态度与责科学态度与责任任每一要素分为五级水平每一要素分为五级水平6三三.高中物理课程结构高中物理课程结构机械运动与物理模型；相互作用与运动规律必修1（2学分）必修3（2学分）静电场

5、，电路及其应用，电磁场与电磁波初步，能源与可持续发展选修1-2（2学分）磁场，电磁感应及其应用，电磁振荡与电磁波，传感器固体、液体和气体，热力学定律，光及其应用，原子与原子核选修1-3（2学分）选修2-1（2学分）物理学与社会发展选修2-3（2学分） 近代物理 学初步选修2-2（2学分）物理学与技术应用必修课程选修课程选修课程毕业考试选拔考试自主 开设选修1-1（2学分）动量与动量守恒定律，机械振动与机械波必修2（2学分）机械能及其守恒定律，曲线运动与万有引力定律 经典力学的局限性与相对论初步7四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考物物 理理 观观 念念8四四.培养学生核心

6、素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）观念：观念：通俗意义上来理解，就是人们在长期的生活和生产实践当中形成的对事通俗意义上来理解，就是人们在长期的生活和生产实践当中形成的对事物的总体的综合的认识物的总体的综合的认识。物理观念：物理观念：形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题。然现象和解决实际问题。形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念能用形成的这些观念解释自然现象和解决实际问题能用形成的这些观念解释自然现象和解决实际问题9四四

7、.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）水平水平1 1：初步初步了解所学的物理概念和规律，了解所学的物理概念和规律，能将其与能将其与相关的自然现象和问题解决相关的自然现象和问题解决联系起来联系起来。水平水平2 2：了解了解所学的物理概念和规律，所学的物理概念和规律，能解释简单能解释简单的自然现象、解决的自然现象、解决简单简单的实际问题。的实际问题。水平水平3 3：了解所学的物理概念和规律了解所学的物理概念和规律及其相互关系及其相互关系，能解释能解释自然现象、自然现象、解决解决实际问题。实际问题。水平水平4 4：理解理解所学的物理概念和规律及其相互关系，所学

8、的物理概念和规律及其相互关系，能正确解释能正确解释自然现象、自然现象、综合应用综合应用所学的物所学的物理知识解决实际问题。理知识解决实际问题。水平水平5 5：能清晰、系统能清晰、系统地理解所学的物理概念和规律，能正确解释自然现象、能综合应用所学地理解所学的物理概念和规律，能正确解释自然现象、能综合应用所学的物理知识的物理知识灵活灵活解决实际问题。解决实际问题。10四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）物理观念体系物理观念体系知识类观念知识类观念方法类观念方法类观念情意类观念情意类观念“教育给予人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西教育给予

9、人们的无非是当一切已学过的东西都忘记后所剩下的东西”（劳厄）。（劳厄）。物理观念是指学生通过物理学习，在深入理解物理学科特征的基础上所获物理观念是指学生通过物理学习，在深入理解物理学科特征的基础上所获得的对物理的概括性认识，具体表现为主动地运用物理思想、方法和观点，得的对物理的概括性认识，具体表现为主动地运用物理思想、方法和观点，认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。认识身边事物和处理问题的自觉意识或思维习惯。11四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）物理观念体系物理观念体系知识类观念知识类观念方法类观念方法类观念情意类观念情意类观念1.1.来

10、自于学生对物理学科具体知识的反思和概括，形成知识类物理观念，如力的观点、来自于学生对物理学科具体知识的反思和概括，形成知识类物理观念，如力的观点、运动的观点、能量的观点等运动的观点、能量的观点等2.2.来自于学生对物理探究过程、学习方法的反思，形成方法类的物理观念，如类比方来自于学生对物理探究过程、学习方法的反思，形成方法类的物理观念，如类比方法、等效方法、模型思想法、等效方法、模型思想3.3.来自于对物理在社会生活中的价值的认识和反思，形成的情意类的物理观念，如物来自于对物理在社会生活中的价值的认识和反思，形成的情意类的物理观念，如物理价值观。理价值观。物理观念从何而来？物理观念从何而来？1

11、2四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）物理观念体系物理观念体系知识类观念知识类观念方法类观念方法类观念情意类观念情意类观念以上三以上三方面观念相互影响、共同作用构成物理观念这一有机整体。物理观念具有层方面观念相互影响、共同作用构成物理观念这一有机整体。物理观念具有层次性，一方面指在不同学习阶段形成的观念是不同的；另一方面指同一观念在不同次性，一方面指在不同学习阶段形成的观念是不同的；另一方面指同一观念在不同的学习阶段，其内涵的丰富程度是不同的。物理观念具有能动性，主要表现为能够的学习阶段，其内涵的丰富程度是不同的。物理观念具有能动性，主要表现为能够

12、为新物理认识指明思维方向。为新物理认识指明思维方向。“在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用，物理书上充满了复杂的数学公式，在建立一个物理学理论时，基本观念起了最主要的作用，物理书上充满了复杂的数学公式，但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式但是所有的物理学理论都是起源于思维与观念，而不是公式”。（爱因斯坦）。（爱因斯坦）13四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（一）引发认知冲突，实现错误前观念的转化（一）引发认知冲突，实现错误前观念的转化认知冲突的引发认知冲突的引发是指，当原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑

13、、是指，当原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、紧张和不适的状态。紧张和不适的状态。学生在原有观念在遇到新观念时，往往对新观念的处理方式有三种情况：学生在原有观念在遇到新观念时，往往对新观念的处理方式有三种情况：1.1.径直地拒绝了新观念；径直地拒绝了新观念；2.2.通过机械记忆，新观念取代旧观念；通过机械记忆，新观念取代旧观念；3.3.对新旧观念进行整合，接纳新观念。对新旧观念进行整合，接纳新观念。14四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（一）引发认知冲突，实现错误前观念的转化（一）引发认知冲突，实现错误前观念的转化认知冲突的引发认

14、知冲突的引发是指，当原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、是指，当原有观念与新经验之间出现对立性矛盾时而感受到的疑惑、紧张和不适的状态。紧张和不适的状态。物理教学中要实现原有观念的转变则需要满足三个条件：物理教学中要实现原有观念的转变则需要满足三个条件：1.1.原有观念跟物理事实存在矛盾；原有观念跟物理事实存在矛盾；2.2.新观念比旧观念更易于解释物理事实，即新观念具有可理解性和合理性；新观念比旧观念更易于解释物理事实，即新观念具有可理解性和合理性；3.3.新观念的有效性。新观念的有效性。15四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（二）

15、铺设（二）铺设“绿色通道绿色通道”，发展、拓宽学生的物理观念，发展、拓宽学生的物理观念如何在前观念与新观念之间铺设一条科学的如何在前观念与新观念之间铺设一条科学的“ “绿色通道绿色通道” ”，从而切实有效地发展、拓，从而切实有效地发展、拓宽学生的物理观念，通常有以下四个步骤：宽学生的物理观念，通常有以下四个步骤：1.1.创设情境，暴露学生前观念；创设情境，暴露学生前观念；2.2.继续创设学生通过直觉继续创设学生通过直觉能感知能感知的的相似相似情境；情境；3.3.引导学生自主进行相关观念的类比，寻求新观念与旧观念之间的整合点；引导学生自主进行相关观念的类比，寻求新观念与旧观念之间的整合点；4.4

16、.指导指导学生完成物理观念的发展和拓宽。学生完成物理观念的发展和拓宽。电场力做功与电势能的电场力做功与电势能的关系关系重力做功与重力势能重力做功与重力势能的关系的关系类比类比16四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（三）引导学生体验评价、反思概括，促进物理观念形成和发展（三）引导学生体验评价、反思概括，促进物理观念形成和发展有别于仅针对具体性知识进行的传统的教学小结，观念构建导向的做法是：为学生有别于仅针对具体性知识进行的传统的教学小结，观念构建导向的做法是：为学生搭建体验、评价、交流的平台，提供概括反思的方向和线索。搭建体验、评价、交流的平台，提

17、供概括反思的方向和线索。1.1.知识性：单摆定义、回复力、周期知识性：单摆定义、回复力、周期2.2.单摆模型的理想化方法：如质点、点电荷、光线、自由落体运动、匀强单摆模型的理想化方法：如质点、点电荷、光线、自由落体运动、匀强电场等电场等3.3.研究周期公式的研究周期公式的“ “控制变量法控制变量法” ”，如牛顿第二定律的探究、电阻定律的探，如牛顿第二定律的探究、电阻定律的探究究4.4.动力学分析方法：利用自然分解动力学分析方法：利用自然分解5.5.单摆本质：沿圆弧小角度运动，除了指向圆心的力，其余力的等效合力单摆本质：沿圆弧小角度运动，除了指向圆心的力，其余力的等效合力为恒力。为恒力。17四四

18、.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（三）引导学生体验评价、反思概括，促进物理观念形成和发展（三）引导学生体验评价、反思概括，促进物理观念形成和发展18四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（四）还原（四）还原“真实真实”的科学研究历史的科学研究历史教科书上的科学结论固然重要，但它背后的孕育发展，由潜到显的转化历程则更教科书上的科学结论固然重要，但它背后的孕育发展，由潜到显的转化历程则更富启迪。因此，观念建构导向的物理概念、规律教学，可以借助物理学发展史，为富启迪。因此，观念建构导向的物理概念、规律教学，可以

19、借助物理学发展史，为学生创设真实的情境，然后带领学生乘坐学生创设真实的情境，然后带领学生乘坐“思维之舟思维之舟”穿越时空，荡漾于科学发现穿越时空，荡漾于科学发现的曲折物理学历程，领略涌现出的著名事件、现象、物理学观点、思想和方法及其的曲折物理学历程，领略涌现出的著名事件、现象、物理学观点、思想和方法及其对后世的影响。使学生真切地受到体验和熏陶，从而有利于物理观念的形成与发展。对后世的影响。使学生真切地受到体验和熏陶，从而有利于物理观念的形成与发展。19四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（五）挖掘实验探究功能，促进物理观念构建（五）挖掘实验探究功能

20、，促进物理观念构建物理观念是隐藏于具体知识背后的概括性观点和思想方法。物理观念只有在学生物理观念是隐藏于具体知识背后的概括性观点和思想方法。物理观念只有在学生本人亲自经历知识的探索发现过程，对具体物理知识进入深入分析和挖掘才能展开本人亲自经历知识的探索发现过程，对具体物理知识进入深入分析和挖掘才能展开出来，并在与他人的交流讨论与具体应用中获得日渐清晰的认识。因此，在课堂教出来，并在与他人的交流讨论与具体应用中获得日渐清晰的认识。因此，在课堂教学中创设实验探究情境，让学生亲身体验物理知识的发现过程，感悟物理知识中蕴学中创设实验探究情境，让学生亲身体验物理知识的发现过程，感悟物理知识中蕴含的思想、

21、观点和方法，使学生通过高水平的思维活动，深刻理解和掌握物理知识，含的思想、观点和方法，使学生通过高水平的思维活动，深刻理解和掌握物理知识，并通过不断的反思、概括、提升，从而促进物理观念的构建。并通过不断的反思、概括、提升，从而促进物理观念的构建。20四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（五）挖掘实验探究功能，促进物理观念构建（五）挖掘实验探究功能，促进物理观念构建牛顿第二定律的探究牛顿第二定律的探究实验探究教学中，学生迁移相关物理观点、思想和方法到新的问题情实验探究教学中，学生迁移相关物理观点、思想和方法到新的问题情景中，利于作出创新性应用。景中，

22、利于作出创新性应用。21四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用“原始原始”物理问题是指，自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的物理问物理问题是指，自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的物理问题。题。物理现象物理现象原始问题原始问题物理习题物理习题结论评价结论评价对物理问题进行对物理问题进行描述描述抽象、设置物理抽象、设置物理量量验算推导验算推导22四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（六）在原始物理问题情景

23、中实现观念的创新应用（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用【题目】【题目】中国青年报中国青年报1990.12.25 1990.12.25 报道了我国前往南极的科学考察船报道了我国前往南极的科学考察船“极地极地号号”上发来的专电上发来的专电“极地号启动减摇装置慢速航行极地号启动减摇装置慢速航行”。报道称：。报道称：“随着西风带随着西风带的离去，船体摆动愈发剧烈，船体横摇已达的离去，船体摆动愈发剧烈，船体横摇已达1515o，最高达，最高达2727o为了减小船体摇动，为了减小船体摇动，船上已采取了新的减摇措施，为此航速已减至船上已采取了新的减摇措施，为此航速已减至1010节。节。”为什么通过减

24、速能实现减摇为什么通过减速能实现减摇? ?（波浪冲击力的频率接近轮船摇摆的固有频率时，轮船摇摆幅度最大。）（波浪冲击力的频率接近轮船摇摆的固有频率时，轮船摇摆幅度最大。）23四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用先看两种特殊情况先看两种特殊情况: :1.1.船的速度方向和波浪传播速度方向在同一直线上；船的速度方向和波浪传播速度方向在同一直线上； 2.2.船的速度和波浪传播速度方船的速度和波浪传播速度方向垂直。向垂直。具体分析如下具体分析如下: : 24四四.培养学

25、生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（物理观念）（物理观念）（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用（六）在原始物理问题情景中实现观念的创新应用上述原始物理问题解决过程中，不难发现运用了物理模型的方法。而在物理模型上述原始物理问题解决过程中，不难发现运用了物理模型的方法。而在物理模型建立中，又使用了归纳推理的方法。因此，通过对原始问题的不断了解、积累，能建立中，又使用了归纳推理的方法。因此，通过对原始问题的不断了解、积累，能使学生形成一种借助于科学方法研究问题的心理定势，有效地形成物理观念。使学生形成一种借助于科学方法研究问题的心理定势，有效地形成物理观念。25四四.培养学生核心

26、素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考科科 学学 思思 维维26四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）思维：思维：人脑进行逻辑推导的属性、能力和过程。它是人类所具有的高级人脑进行逻辑推导的属性、能力和过程。它是人类所具有的高级认知活动。按照信息论的观点，思维是对新输入信息与脑内储存知识经认知活动。按照信息论的观点，思维是对新输入信息与脑内储存知识经验进行一系列复杂的心智操作过程。验进行一系列复杂的心智操作过程。 分析与综合分析与综合 比较与分类比较与分类 抽象与概括抽象与概括27四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）

27、（科学思维）科学思维：科学思维：课程标准课程标准中的中的“科学思维科学思维”素养，主要包括模型素养，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。28四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）水平水平1 1：能说出能说出一些所学的一些所学的简单简单的物理模型；知道得出结论需要科学推理；的物理模型；知道得出结论需要科学推理；能区别能区别观点和证据；观点和证据；知道知道质疑和创新的重要性。质疑和创新的重要性。水平水平2 2：能在熟悉的问题情境中能在熟悉的问题情境中应用应用所学的常见的物理模型；能对所学

28、的常见的物理模型；能对比较简单比较简单的物理问题进行分析的物理问题进行分析和推理，获得结论；能和推理，获得结论；能使用使用简单和直接的证据表达自己的观点；简单和直接的证据表达自己的观点；具有具有质疑和创新的意识。质疑和创新的意识。水平水平3 3：能在熟悉的问题情境中根据需要选用所学的恰当的模型能在熟悉的问题情境中根据需要选用所学的恰当的模型解决解决简单的物理问题；能对简单的物理问题；能对常见常见的的物理问题进行分析、通过推理，获得结论并作出解释；能物理问题进行分析、通过推理，获得结论并作出解释；能恰当使用恰当使用证据表达自己的观点；从证据表达自己的观点；从不同角度思考物理问题。不同角度思考物理

29、问题。水平水平4 4：能将实际问题中的对象和过程能将实际问题中的对象和过程转化转化为所学的物理模型；能对为所学的物理模型；能对综合性综合性物理问题进行分析和物理问题进行分析和推理，获得结论并作出解释；能恰当使用证据推理，获得结论并作出解释；能恰当使用证据证明证明物理结论；能对已有结论物理结论；能对已有结论提出提出有依据的有依据的质疑质疑，采用不同方式分析解决物理问题。采用不同方式分析解决物理问题。29四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）水平水平5 5：能将能将较复杂较复杂的实际问题中的对象和过程转化为所学的物理模型；能在的实际问题中的对象和过程转化

30、为所学的物理模型；能在新的情景新的情景中对综合中对综合性物理问题进行分析和推理，获得正确结论并作出解释；能考虑证据的可靠性，合理使用证据；性物理问题进行分析和推理，获得正确结论并作出解释；能考虑证据的可靠性，合理使用证据；能从能从多个视角多个视角审视检验结论，解决物理问题具有一定的新颖性。审视检验结论，解决物理问题具有一定的新颖性。30四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）课程标准课程标准对模型建构要求的层次对模型建构要求的层次能能说出说出简单物理模型简单物理模型能在熟悉情境中能在熟悉情境中应用应用常见物理模型常见物理模型能在熟悉情境中能在熟悉情境中

31、选用选用恰当模型解决简单问题恰当模型解决简单问题能将实际问题中的对象和过程能将实际问题中的对象和过程转换转换成物理模型成物理模型能将较能将较复杂复杂实际问题的对象和过程实际问题的对象和过程转换转换成物理模型成物理模型质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等。匀速直线运动、匀变速质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等。匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。常见理想模型常见理想模型31四四.培养学生核心素养的策略思考培养

32、学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）合理使用证据进行科学推理合理使用证据进行科学推理【题目】【题目】 “ “蹦极蹦极” ”运动时，在运动员身上装好传感器，运动时，在运动员身上装好传感器，测量运动员在不同时刻的高度及速度。运动员及所带测量运动员在不同时刻的高度及速度。运动员及所带装备的总质量为装备的总质量为60 kg60 kg，弹性绳原长为，弹性绳原长为10m10m。运动员从。运动员从蹦极台自由下落，得到右图的速度位移图象。蹦极台自由下落，得到右图的速度位移图象。（1 1）运动员下落过程中在什么位置动能最大？试从运动和力的关系讨论运动员在该位置受力有）运动员下落过程中在什么位置动能最大

33、？试从运动和力的关系讨论运动员在该位置受力有什么特点。什么特点。（2 2）运动员下落到动能最大时和落到最低点时，绳的弹性势能分别为多大）运动员下落到动能最大时和落到最低点时，绳的弹性势能分别为多大? ? 请陈述应用相关定请陈述应用相关定律解决问题的条件。律解决问题的条件。32四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）伽利略的科学思维方法分享伽利略的科学思维方法分享伽利略（伽利略（1564-16421564-1642），），2525岁成为比萨大学数学系教授，成就：岁成为比萨大学数学系教授，成就：1.1.研究物体等加速运动；研究物体等加速运动；2.2.改进望

34、远镜；改进望远镜；3.3.改进圆规；改进圆规；4.4.制造第一只温度计；制造第一只温度计；5.5.发现单摆的等时性；发现单摆的等时性；意大利物理学家、数学家、天文学家、哲学家，被后人誉为：意大利物理学家、数学家、天文学家、哲学家，被后人誉为：现代观测天文学之父；现代观测天文学之父；现代物理学之父；现代物理学之父；现代科学之父；现代科学之父；自然科学的诞生要归功于伽利略自然科学的诞生要归功于伽利略霍金霍金33四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学思维）（科学思维）伽利略的科学思维方法分享伽利略的科学思维方法分享伽利略如此辉煌的成就主要得益于他科学的思维方式、科研方法及追

35、求科学真理的精神。伽利略如此辉煌的成就主要得益于他科学的思维方式、科研方法及追求科学真理的精神。 尊重事实、勤于观察尊重事实、勤于观察 分解、组合，有机联系分解、组合，有机联系 实验、数学，有机统一实验、数学，有机统一 抽象思维、逻辑思维的完美结合抽象思维、逻辑思维的完美结合 科学性与灵活性结合科学性与灵活性结合34四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考科科 学学 探探 究究35四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）“ “科学探究科学探究” ”是基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验和制是基于观察和实验提出物理问题、

36、形成猜想和假设、设计实验和制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释、以及对科学探究过订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释、以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。程和结果进行交流、评估、反思的能力。“ “科学探究科学探究” ”主要包括问题、证据、解释、交流等主要包括问题、证据、解释、交流等 要素。要素。36四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）水平水平1 1：具有具有问题意识；能在问题意识；能在他人指导下他人指导下使用所学的简单器材收集数据；能对数据进行使用所学的简单器材收集数据；能对数据进行初步整初步整理理；具

37、有与他人交流成果、讨论问题的；具有与他人交流成果、讨论问题的意识意识。水平水平2 2：能能观察观察物理现象，物理现象，提出提出物理问题；能根据已有的科学探究方案，物理问题；能根据已有的科学探究方案，使用使用所学的基本器材所学的基本器材获得数据；能对数据进行整理，得到初步的结论；能获得数据；能对数据进行整理，得到初步的结论；能撰写简单撰写简单的报告，的报告，陈述陈述科学探究过程和结科学探究过程和结果。果。水平水平3 3：能分析物理现象，能分析物理现象，提出可探究提出可探究的物理问题；作出的物理问题；作出初步的猜想初步的猜想；能在他人帮助下制订科；能在他人帮助下制订科学探究方案，使用基本器材获得数

38、据；能分析数据、发现特点，形成结论，学探究方案，使用基本器材获得数据；能分析数据、发现特点，形成结论，尝试用尝试用已有的物理已有的物理知识进行解释；能撰写实验报告，用知识进行解释；能撰写实验报告，用学过的物理术语、图表学过的物理术语、图表等交流科学探究过程和结果。等交流科学探究过程和结果。37四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）水平水平4 4：能分析相关事实或结论，提出并准确表述可探究的物理问题，作出有依据的假设；能能分析相关事实或结论，提出并准确表述可探究的物理问题，作出有依据的假设；能制订科学探究方案，选用合适的器材获得数据；能分析数据、发现其

39、中规律，形成合理结论，制订科学探究方案，选用合适的器材获得数据；能分析数据、发现其中规律，形成合理结论，用已有的物理知识进行解释；能用已有的物理知识进行解释；能撰写完整的实验报告撰写完整的实验报告，对科学探究过程和结果进行交流和反思。，对科学探究过程和结果进行交流和反思。水平水平5 5：能面对能面对真实情景真实情景，从，从不同角度不同角度提出并准确表述可探究的物理问题，作出提出并准确表述可探究的物理问题，作出科学科学假设；能假设；能制订有制订有一定新意一定新意的科学探究方案，的科学探究方案，灵活灵活选用合适的器材获得数据；能用选用合适的器材获得数据；能用多种方法多种方法分析数据、发分析数据、发

40、现规律，形成合理结论，用已有的物理知识进行解释；能撰写完整规范的科学探究报告，交流、现规律，形成合理结论，用已有的物理知识进行解释；能撰写完整规范的科学探究报告，交流、反思科学探究过程和结果。反思科学探究过程和结果。38四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）课程标准中将科学探究放到了前所未有的高度，目的在于将学生学习的课程标准中将科学探究放到了前所未有的高度，目的在于将学生学习的重心从重心从过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化过分强调知识的传承与积累向培养学生的探究能力转化，让学生从被动接受知识向，让学生从被动接受知识向主动获取知识转化，

41、从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力、敢于探主动获取知识转化，从而培养学生实事求是的科学素养、科学探究的能力、敢于探索的创新精神。在物理教学中，教师应该创设多样化的教学情境，重视学生科学探索的创新精神。在物理教学中，教师应该创设多样化的教学情境，重视学生科学探究能力的培养。究能力的培养。39四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）1.1.注重实验教学，使之成为培养科学探究的主要途径注重实验教学，使之成为培养科学探究的主要途径. .物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的结果分析，其实验过程实质就是科物理实验从确立实验目的到设计实验直至最后的

42、结果分析，其实验过程实质就是科学探究的过程，因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。学探究的过程，因此物理实验是培养学生科学探究能力的重要途径。40四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）【题目】研究变压器的输出电压与哪些因素有关【题目】研究变压器的输出电压与哪些因素有关1.1.提出问题：由教师直接提问变压器的输出电压与哪些因素有关？提出问题：由教师直接提问变压器的输出电压与哪些因素有关？2.2.猜想与假说：由学生思考并互相补充得出输出电压可能会跟输入电压、原副线圈匝猜想与假说：由学生思考并互相补充得出输出电压可能会跟输入电压、原副线圈匝数、电流

43、频率、铁芯等因素有关。数、电流频率、铁芯等因素有关。3.3.制定计划与设计实验：引导学生制定利用控制变量法来进行实验的计划，思考需要制定计划与设计实验：引导学生制定利用控制变量法来进行实验的计划，思考需要测量的数据与可能需要的实验器材，如电源、原副线圈可变的变压器、多用电表等。测量的数据与可能需要的实验器材，如电源、原副线圈可变的变压器、多用电表等。4.4.进行实验和收集证据：对学生进行分组，并各选择一个因素进行实验研究。进行实验和收集证据：对学生进行分组，并各选择一个因素进行实验研究。5.5.根据证据进行解释：由各组选派代表，提供实验数据并作出解释：与铁芯、频率无关。根据证据进行解释：由各组

44、选派代表，提供实验数据并作出解释：与铁芯、频率无关。6.6.交流与检验：引导学生从理论上推导结论，将其与学生的实验结论进行比较，引导交流与检验：引导学生从理论上推导结论，将其与学生的实验结论进行比较，引导学生进行实验误差分析。学生进行实验误差分析。41物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录物理学史是人类在物理领域认识自然、改造自然、获得知识的历史记录。物理学的每一步发展，物理学的每一步发展，都离不开科学探究；物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。都离不开科学探究；物理学的科学观和研究方法的演化、变革与发展就是一个探究的过程。物理学史本身作为科学探

45、究的历史，也应当让其更加突出探究历程，为学生进行自己探究开阔思物理学史本身作为科学探究的历史，也应当让其更加突出探究历程，为学生进行自己探究开阔思路，加深对科学探究过程的理解并发展科学探究能力，使教育功能更加完善地得以发挥。路，加深对科学探究过程的理解并发展科学探究能力，使教育功能更加完善地得以发挥。四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）2.2.渗透物理学史，使之成为培养科学探究能力的示范渗透物理学史，使之成为培养科学探究能力的示范比如牛顿在比如牛顿在16721672年发表了关于光和色的新理论一文，认为光具有微粒的性质，在当时就引起年发表了关于光和色

46、的新理论一文，认为光具有微粒的性质，在当时就引起了物理学界极大的争论，胡克就曾质问牛顿为什么光束相交时不发生碰撞（即了物理学界极大的争论，胡克就曾质问牛顿为什么光束相交时不发生碰撞（即“ “光为什么不为光光为什么不为光自身所散射自身所散射” ”）。托）。托 马斯马斯 杨通过双缝干涉实验证明了杨通过双缝干涉实验证明了“ “光的波动说光的波动说” ”的正确。从的正确。从“ “光的微粒说光的微粒说” ”到到“ “光的波动说光的波动说” ”，再到，再到“ “光的波粒二象性学说光的波粒二象性学说” ”的提出，其中所包含的对于科学的每的提出，其中所包含的对于科学的每 一次质疑与推敲，一次质疑与推敲，都会给

47、学生以极大的智慧启迪。都会给学生以极大的智慧启迪。42四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）3.3.授以方法，为培养科学探究能力寻找路径授以方法，为培养科学探究能力寻找路径物理学方法是物理学发展的灵魂，是以知识学习到能力发展的桥梁。物理学方法是指物理学的具体科学方法，物理学方法是物理学发展的灵魂，是以知识学习到能力发展的桥梁。物理学方法是指物理学的具体科学方法，通常认为有：观察法、实验法、理想化方法、类比通常认为有：观察法、实验法、理想化方法、类比 方法、假设方法和数学方法六种。教师如果能以物理学方法为线方法、假设方法和数学方法六种。教师如果能以物理

48、学方法为线索组织教学过程，实施知识教学与物理学方法教育的良好结合，必然使教学过程更符合学生的认识规索组织教学过程，实施知识教学与物理学方法教育的良好结合，必然使教学过程更符合学生的认识规 律，也更有利律，也更有利于培养学生的科学探究能力。于培养学生的科学探究能力。例如，在库仑定律的教学中，教师不必要求学生预习，直接在上课之初先让学生进行两个带电体之间相互作用例如，在库仑定律的教学中，教师不必要求学生预习，直接在上课之初先让学生进行两个带电体之间相互作用力的大小可能与哪些因素有关的猜想。猜想是探索性实验的前提，学生可能会想到：带电体的形状，大小，两带电力的大小可能与哪些因素有关的猜想。猜想是探索

49、性实验的前提，学生可能会想到：带电体的形状，大小，两带电体带电的多少，两带电体间的距离，两带电体间的介质等。然后，再让学生考虑这么多的因素怎么研究，有没有主体带电的多少，两带电体间的距离，两带电体间的介质等。然后，再让学生考虑这么多的因素怎么研究，有没有主次之分，哪些是主要因素，哪些是次要因素，次要因素在什么条件下可以忽略，等等。当还剩下次之分，哪些是主要因素，哪些是次要因素，次要因素在什么条件下可以忽略，等等。当还剩下“ “电荷量电荷量” ”和和“ “距离距离” ”两个因素时，再让学生考虑两个因素对作用力的影响如何思考，并提出控制变量法。这样模拟科学家的探索过程使两个因素时，再让学生考虑两个

50、因素对作用力的影响如何思考，并提出控制变量法。这样模拟科学家的探索过程使学生体会与学习物理学方法，达到理想的教学效果。学生体会与学习物理学方法，达到理想的教学效果。43四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）4.4.建构物理概念规律，培养学生科学探究的能力建构物理概念规律，培养学生科学探究的能力物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式；物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式；物理规律是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。形成概念和掌握规律就是对观察和实验

51、得到的感性材料进行理性加工，并和变化的必然趋势及其本质联系的反映。形成概念和掌握规律就是对观察和实验得到的感性材料进行理性加工，并把有关物理问题的本质抽象出来。把有关物理问题的本质抽象出来。教师应当让学生明白，任何概念和规律都是严谨的科学探究的结果，使学生在建构新的概念规律时，要学会质教师应当让学生明白，任何概念和规律都是严谨的科学探究的结果，使学生在建构新的概念规律时，要学会质疑，学会尽可能经过严谨的探究再建构自己可以接受的知识体系。疑，学会尽可能经过严谨的探究再建构自己可以接受的知识体系。例如在讲解牛顿第一定律时，可把牛顿和古希腊自然哲学家亚里士多德的观点进行比较，并结合伽利略的实验例如在

52、讲解牛顿第一定律时，可把牛顿和古希腊自然哲学家亚里士多德的观点进行比较，并结合伽利略的实验研究成果。牛顿认为任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止；而亚里士研究成果。牛顿认为任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止；而亚里士多德认为物体的运动需要靠外力来维持。牛顿和亚里士多德都是千古流芳的人物，但在此问题上却有着截然不同的多德认为物体的运动需要靠外力来维持。牛顿和亚里士多德都是千古流芳的人物，但在此问题上却有着截然不同的观点，孰是孰非，争论也许并不能够令人信服，只有通过实验才能得出肯定的回答。在此基础上，再来讲述伽利略观点，孰是

53、孰非，争论也许并不能够令人信服，只有通过实验才能得出肯定的回答。在此基础上，再来讲述伽利略的实验研究成果，就可以让学生清楚地认识到亚里士多德的观点的错误性。的实验研究成果，就可以让学生清楚地认识到亚里士多德的观点的错误性。44四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）5.5.尝试尝试STSSTSE E教育，使生活成为培养科学探究能力的良好素材教育，使生活成为培养科学探究能力的良好素材.STSESTSE是一门研究科学、技术和社会、环境相互关系的新兴学科，它强调科学技术在社会生产、是一门研究科学、技术和社会、环境相互关系的新兴学科，它强调科学技术在社会生产、

54、生活中的应用。在教授物理知识的同时，渗透生活中的应用。在教授物理知识的同时，渗透STSESTSE教育，在拓宽知识的过程中，有利于学生提教育，在拓宽知识的过程中，有利于学生提高对科学的过程与方法的认识，增强对科学的情感、态度与价值观的体验，加深对科学、技术与高对科学的过程与方法的认识，增强对科学的情感、态度与价值观的体验，加深对科学、技术与社会关系的理解。社会关系的理解。例如，学习原子能的知识，教师既要让学生了解核技术可以用作医疗、能源，同时也必须向例如，学习原子能的知识，教师既要让学生了解核技术可以用作医疗、能源，同时也必须向学生介绍核污染、核放射可以杀伤人类甚至毁灭地球；了解声学知识时，可以

55、让学生调查身边的学生介绍核污染、核放射可以杀伤人类甚至毁灭地球；了解声学知识时，可以让学生调查身边的声污染情况，并尝试提出减小噪声污染的有效措施等。这些都超出了物理学科自身的研究范围，声污染情况，并尝试提出减小噪声污染的有效措施等。这些都超出了物理学科自身的研究范围，然而是教师培养学生的科学探究能力的良好素材。然而是教师培养学生的科学探究能力的良好素材。45四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考（科学探究）（科学探究）【题目】【题目】老师给小明一个密封盒，其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。为了探究密封老师给小明一个密封盒，其表面可见一个灯泡和一个可调电阻器的旋钮。为

56、了探究密封盒里灯泡和可调电阻器是如何连接的，小明连接了一个如图所示的电路，他将可调电阻器的电阻盒里灯泡和可调电阻器是如何连接的，小明连接了一个如图所示的电路，他将可调电阻器的电阻R R减小，并将变化前后的结果记录下来。减小，并将变化前后的结果记录下来。数据：电源电压数据：电源电压U=3VU=3VR R的初始值的初始值R1=15R1=15电流表的初始读数电流表的初始读数I1=0.5AI1=0.5AR R的最终值的最终值R2=5R2=5电流表的最终读数电流表的最终读数I2=0.9AI2=0.9A观察结果：灯泡的亮度保持不变观察结果：灯泡的亮度保持不变1.1.请判断盒中的可调电阻器和灯泡是如何连接的

57、，并说明理由。请判断盒中的可调电阻器和灯泡是如何连接的，并说明理由。2.2.将两个将两个1.5v1.5v的电池串联来代替低压电源，进行同样的实验。发现当的电池串联来代替低压电源，进行同样的实验。发现当R R减小时，灯泡的亮度会发生变化，请解释这一现象。减小时，灯泡的亮度会发生变化，请解释这一现象。3.3.在实际在实际 操作中这种电路有没有安全隐患？如果有，请指出安全隐患的原因及可能产生的后果。操作中这种电路有没有安全隐患？如果有，请指出安全隐患的原因及可能产生的后果。46四四.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考科科 学学 态态 度度 和和 责责 任任47四四.培养学生核心素养

58、的策略思考培养学生核心素养的策略思考( (科学态度和责任科学态度和责任）“ “科学态度与责任科学态度与责任” ”是指在认识科学本质，认识科学是指在认识科学本质，认识科学技术技术社会社会环境关系环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，以及遵守道德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感。恒的科学态度，以及遵守道德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感。“科学态度与责任科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任、主要包括科学本质、科学态度、社会责任、STSESTSE等等48四四

59、.培养学生核心素养的策略思考培养学生核心素养的策略思考(科学态度和责任）科学态度和责任）水平水平1 1：认识物理学是对自然现象的描述和解释；对自然界认识物理学是对自然现象的描述和解释；对自然界有好奇心有好奇心，知道知道学习物理需要实事学习物理需要实事求是，有与他人合作的意愿；求是，有与他人合作的意愿；知道知道科学科学技术技术社会社会环境存在相互联系。环境存在相互联系。水平水平2 2：认识物理学是基于人类有意识的探究而形成的对自然现象的描述和解释，并需要接受认识物理学是基于人类有意识的探究而形成的对自然现象的描述和解释，并需要接受实践的检验；有学习物理的实践的检验；有学习物理的兴趣兴趣，具有具有

60、实事求是的态度，能与他人合作；认识到物理研究与应实事求是的态度，能与他人合作；认识到物理研究与应用会涉及道德与规范问题，用会涉及道德与规范问题，了解了解科学科学技术技术社会社会环境的关系。环境的关系。水平水平3 3：认识物理研究是建立在观察和实验基础上的一项创造性工作；有较强的学习和研究物认识物理研究是建立在观察和实验基础上的一项创造性工作；有较强的学习和研究物理的兴趣，理的兴趣，能做到能做到实事求是，在合作中能尊重他人；认识到物理研究与应用应考虑道德和规范实事求是，在合作中能尊重他人；认识到物理研究与应用应考虑道德和规范的要求，的要求，认识认识到人类保护环境和促进可持续发展方面的责任。到人类