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“三新”背景下的高中物理概念教学研究“三新”即新课标、新教材、新高考新教材新课标新高考研制了学业质量标准新评价体系凝练了学科核心素养新课程方案明确了立德树人目标新教学实践新课标:界定了学业质量标准的四个方面素养
学科核心素养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。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。物理学科核心素养物理观念物质观念运动与相互作用观念能量观念守恒观念科学思维模型建构科学推理科学论证质疑创新科学态度与责任科学本质科学态度社会责任科学探究问题证据解释交流物理核心素养构成要素物理观念知识素养科学术语科学探究经历素养观察并阐释典型自然现象科学概念体验并获取典型感受与认识科学规律(规则)参与实验,获取操作体验和动作技能科学理论观看动画模拟,获取动态表象科学模型通过问题解决过程,获得提出问题、建立模型、解决问题的体验与经历科学器件科学思维思维素养物理方法科学态度科学态度素养崇尚科学的态度数学方法尊重事实的态度思维方法实证与推理相结合的态度思维策略解决复杂问题的思维流程和规范要求大胆猜想,严格求证的态度新课标:界定了学业质量标准的四个方面素养新教材:编写方式多样化促进学习方式转变
新教材编写方式的多样化,十分重视自主学习,促进学习方式多样化,促进学习方式转变。在主体内容的叙述中常常适时提出问题,引发学生独立思考安排探究实验和体验活动,让学生自主探究安排“做一做”、“拓展学习栏目”让学生动手体验“科学漫步”、“STS”中,陈列开放性问题,引导自主学习新教材:高中物理学科体系的压缩文件教学设计首先要对教材内容的“解压”高中物理教材是压缩文件,把一个高中物理学科的历史、结构与方法、思维都压在薄薄的教材里,所以教学的首要任务是解压。解压的前提是要知道学科的历史与知识产生的故事背景,究根学生的思维,这样以来,学生既可以学会知识的产生过程,也明白知识的价值,进而建构物理科学思维方法。对物理教学来讲,知识背景和建立过程的教学往往比问题解决教学还要更真实,也更有现实意义。新教材:教师如何看待并处理教材?从“一堂课”有效到“一学期”都有效每堂课都有重点,但一个周下来,一个学期下来,重点何在,哪个点还重呢?把每个知识点都当重点教,似乎教得很系统,教得很精彩,但可能既没有提高学习效率,还极大地增加了学生学业负担。从“课堂”到“课程”,就是要把“堂”串成“程”。与其说课堂有效与否,来自教学精彩与否,不如说来自对教学内容的选择是否精当,对教学内容轻重缓急的处理是否精准。教学设计重还要对教材语言的“翻译”高中物理教材都在用专业物理术语,结果是用学生听不懂的语言在写学生搞不懂的道理,可能想让学生更专业的学习,但让更多学生因敬畏而远离。学生是业娱选手,老师是专业教练,就必须用业娱的语言和思维方式,去传播专业的知识,达到专业的效果。教师教学基本上可以看成是一门把专业知识翻译成业娱著作的职业。新教材:教师如何看待并处理教材?新高考:“一核、四层、四翼”高考评价体系“一核”为核心功能“四层”为考查内容“四翼”为考查要求为什么考考什么怎么考学习掌握实践探究思维方法信息获取理解掌握观念整合研究探索操作运用准确表述科学思维人文思维创新思维学科素养的评价指标体系新高考对学生物理学科素养评价指标体系质疑创新能力模型建构能力理解能力实验探究能力推理论证能力关键能力新高考:“一核、四层、四翼”高考评价体系新高考:“一核、四层、四翼”高考评价体系高考试题行为要求学科素养核心价值情境创新能识别问题,建立物理模型理性思维求真联系实际生活生产现代科技信息获取恰当选用知识灵活解决问题思想方法嵌入体现学科本质严谨理性灵动创新学以致用知行并进简洁完美灵活新颖向善臻美实践操作思维认知新高考:“一核、四层、四翼”高考评价体系情景化试题的解题思维模型新高考:“一核、四层、四翼”高考评价体系“四层——四翼”与高考试题情景关系的研究基础性必备知识关键能力基本层面孤立情景调动单一的知识或技能解决问题四翼试题载体四层质量水平综合性必备知识关键能力学科素养综合层面拼盘情景正确的物理观念引领下应用多种知识或技能解决问题应用性必备知识关键能力学科素养核心价值生活实践或学习探索中的问题情境抽象建模,应用多种知识或技能解决问题创新性组织多种知识或技能,批判性、发散性地思考,并提出新观点、新方法。“三新”背景下的高中物理概念教学研究省十四·五规划重点课题《高中物理概念学习的深度教学实践研究》一、“县中模式”的反思存在感微乎其微获得感很低成就感谈不上幸福感严重缺失对学生未来的支撑很少强硬灌输的方式之痕机械重复的应试之痕学科权威的压迫之痕机械不变的模式之痕缺乏发展性普通高中课堂普遍存在着“学生主体”缺位和“教师经验”越位现象。【原因与问题】教育的本原是“聚焦志趣·激发潜能”一、“县中模式”的反思【原因与问题】教育的本原是“聚焦志趣·激发潜能”心智模式和信念系统困境心智模式导致理解进阶概念困难消极学习信念蔓延认知风格冲突深度学习及策略系统缺失认知加工浅层化学习动力机制失衡知识碎片化和迁移能力薄弱1.针对高中教育的学情差异和多元,心智模式和学习信念系统困境2.针对高中学习身心分离,深度学习及策略系统缺失一、“县中模式”的反思县域高中79%的教师存在“以考定教”的固化思维,70%的时间是强化刷题训练。资源匮乏与优质师资不足仅20%的县域高中校级领导认为对课程资源的建设很重要。有资源创生机制的学校为0。教研支持和教师研训的专业指导不足20%。跨校教研活动频次极少不足10%,导致先进理念难以渗透。75%的校本教研仍停留在集体备课、考试分析等基础层面,仅25%的教师开展课程资源开发、教学方法创新的研究。教育理念落后、价值偏失课程意识、资源建设缺失资源创生机制缺失教研支持体系断层优秀师资补血不足失血严重优秀师资“造血功能”很弱3.针对县域高中课程资源匮乏,优质师资的“造血功能”不足【案例1】“摩擦力教学”片段——教学1采用对比演示法1)先让磁性黑板刷沿墙壁下滑,问学生是否有摩擦?2)然后将磁性黑板刷吸在黑板上,问学生否有摩擦力?学生1:都有摩擦;学生2:前者摩擦力比后者小些;【追问】学生1、2的理由是“因为摩擦力产生的条件是:表面粗糙、相互接触、有相对运动或相对运动趋势”,所以有摩擦,压力大,摩擦力就大。(说明“学生1、2已经预习课文,但前概念却是片面的”)教师补充:前者接触但没有挤压没有弹力产生,所以没有摩擦,后者有摩擦。
这一环节的教学教师犯了“以教代学”的错误,没有深入物理学习本质,没有促进学生对已有概念的反思。(教学即告诉)墙壁黑板【研究评价】在以往的教学,教师好像都是那样做的。本届学生的回答是教师在预设时没有想到的。看来教师仅凭已往的教学经验是不能适应时刻变化着的教育对象的。【研究改进】在原有基础上,先补充学生的体验活动。用一个装满水的雪碧杯让学生体验——单手握瓶。规则:(1)不提瓶口、不托瓶底;(2)单手握瓶身,将瓶提起;(3)水不溢出;【观课实录】学生参与活动后,说“我做不到!”。这一活动“投石激浪”起到了“从旁指点桃源路,引得渔浪来问津”的效果。【教师追问】“这是为什么?”【学生交流】“没有挤压就不可能有摩擦力”【案例1】“摩擦力教学”片段——新理念教学2【教师演示】采用对比演示法1)先让磁性黑板刷沿墙壁下滑,问学生是否有摩擦?2)然后将磁性黑板刷吸在黑板上,问学生否有摩擦力?墙壁黑板学生自己悟出“摩擦力产生的条件”(教学即“学习帮助”)【案例2】《超重和失重》教学——创设真实情境巩固环节如图所示的器材,粗糙的横杆上放两个异名磁极相对的环形磁铁,通过演示来加深对超重和失重概念的理解。【教法1】(先演示实验:手持横杆使磁铁由静止开始向下运动)问:学生观察到了什么现象(磁铁吸拢),然后解释所见现象。【教法2】先演示磁铁由静止开始向下运动,让学生观察并解释所见的现象;再演示磁铁由静止开始向上运动,仍然看见磁铁吸拢(学生深感意外),启发学生分析并解释所见的“反常”现象。【教法3】先问“当磁铁由静止开始向下运动,可能会发生什么现象?”学生用已有认知进行预测,而后演示,要求学生观察并分析实验现象;接着问:若磁铁向上运动会发生什么现象?为什么?
比较3种教法,可以看出,教法2的设计要比教法1好,他对实验的开发更加充分,通过变式实验使学生对超失重现象的认识更加深入。而教法3的设计又与教法1和2不同,他从提出问题、学生预测入手,更能引起学生的认知冲突,激发他们的思维活动,教学效果更好,更具“深度”。【案例分析】同样的器材,同样的实验过程,甚至于类似的问题,呈现的顺序不同或者教学程序不同,却产生了截然不同的教学效果。这源于物理教师的概念教学思想的区别:(1)“概念发生观”的区别——学生对“概念”的发生是始于问题,还是始于观察?(2)“学生观”的区别——学生是具有前概念的个体,还是“白板、容器”?(3)“教学观”的区别——知识获取的过程是学生自主建构还是教师灌输?【案例2】《超重和失重》教学——创设真实情境巩固环节(4)“价值观”的区别——概念教学是何物?为何旨?走何路?表何征?向何境?【反思】客观上,物理概念有“事实性知识、符号性知识、方法性知识和价值性知识”四个层面,事实性知识和符号性知识往往是外显的,方法性知识和价值性知识则是内隐的。如果教师看不到后两者,教着同样的概念,不同教师所教内容的内涵和深度是不同的,即教师间的差距不在广度而在深度。传统教学事实性知识方法性知识深度教学符号性知识价值性知识关注关注弱化弱化关注关注突出突出二、两个案例的反思从物理学科特点来看,物理概念的建立要解决的四个核心问题:●是什么?●为什么?●干什么?●怎么做?教到什么程度?为什么教?教什么?怎么教?教学学生在哪里?要带学生到哪里去?怎样带学生去哪里?评课堂评价课时评价学生真的到了哪里吗?应该有什么表现?二、两个案例的反思有效教学的视角来看高中物理概念的学习:“不懂”“懂”“不好”“好”“简单理解”“深刻领悟”“要我学”“我要学”【启示】物理概念教学要引发学生认知的需要,引发学生的经验和行为变化。激发学生学习的意义感、自我感、效能感。引领学生自我意识觉醒和觉悟!二、两个案例的反思◆启示:
关于理解:衡量理解的基本指标是能把所学的知识迁移到新的情境和挑战中,而不仅仅是知识的回忆和再现。——“对真实生活的迁移价值”
关于过程:知识不能通过教师“传授”获得,它只能通过巧妙设计和有效指导由学习者自我建构而来。——“从灌输到揭示”
关于设计:最好的设计应该是“以始为终”,从学习结果开始的逆向思考。——“逆向设计”二、两个案例的反思教学是何物教学为何旨教学走何路教学表何征教学向何境教学五何师生智慧生长的过程为未知而学为未来而教启思·引探·促发展简约·科学·生动自在·自然·自如应有之义二、两个案例的反思◆启示:教学不是“告诉”,而是“学习帮助”二、两个案例的反思研究课标解压教材精准考向为未知而学为未来而教为理解而教单元目标学习过程学后反思作业检测评价任务教学设计期望“学生学会什么”到设计“学生何以学会”提升学生的核心素养14235目标设计情境设计问题设计活动设计评价设计科学化生命化高效化二、两个案例的反思
《课标》对《功和功率》的要求是“理解功和功率”。分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时,该力所做的功。了解或知道理解●事实●事实的意义●大量相关事实●提供事实关联和意义的理论●可证实的主张●不可靠的、形成中的理论●对或错●有关程度或复杂性●知道一些正确的事情●我理解为什么它是知识,什么使它成为知识●根据所知回应提示●我能够判断何时使用以及不用我所知的内容●浅层学习,符号的记忆●深度学习,思维、思想的建构了解或知道与理解的区别三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【案例3】《功》一节的教学四套教材核心主线不同:(1)教科版:功的概念与起源(“功”引入的必要性和意义)→功的因素、功的公式推导→直接给出功是标量→功的正负判断及意义→例题感受功和总功的求法→(发展空间栏目)用F-x图象面积求功;(2)粤教版:机械工作效能入手(“资料活页”栏)→(“功”引入的必要性和意义)→功的因素、功的公式推导→直接给出功是标量→功的正负判断及意义→做功与能量转化的关系→例题感受功和总功的求法。(3)鲁科版:怎样才算做了功→功的计算→直接给出功是标量→功的正负判断及意义→用F-s图象面积求功→例题感受功和总功的求法(4)人教版:直接从初中过渡到不在同一直线上的功的计算→直接给出功是标量→功的正负判断→例题感受功和总功的求法。三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【案例3】《功》一节的教学
“功是能量转化的量度”也是物理学科的大概念。联系实际也不难看出:“功”和“能”是两个相互依存的概念,这些思想是物理学引入“功”的本质和意义所在。“功”是能量观念中的核心概念。
如果知识的背后没有方法,知识只能是一种沉重的负担;如果方法的背后没有思想,方法只不过是笨拙的工具。知识、思想方法和能力是物理教学的三大要素,思想方法则是物理教学的精髓和灵魂。“三新”背景下对教材的理解要实现“三个转变”:物理教学物理教育学术形态教育形态知识重现知识重演【案例3】《功》一节的教学三、“三新”背景下的物理概念教学的研究三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【案例3】《功》一节的教学“三新”背景下的物理概念教学设计——“三把刀”一理“知识线索(内容设置)”二探“活动设计(活动方式)”三改“教学行为(课堂反应和评价行为)”三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【案例3】《功》一节的教学解决的问题:要带学生到达哪里去?需要什么资源?“功”引入的必要性和意义做功的条件、公式推导功的正负判断及意义功的计算和求总功的方法知识主线感悟功是标量体验活动感悟功的正负、动力和阻力参与体验活动感悟功和能关系创设对比情境,体会引入功的意义初、高中衔接,尝试判断和推导公式参与体验、文化渗透感悟做功的条件在对比情境中应用和试误丰富概念系统计算功和情境对比中感悟呈现求总功的实例,用不同方法求总功展示学生思维、其他学生评价活动方式交流求合力与求合力的功的有何不同教学行为“静观慎听”顺追问“延迟判断”巧转问“欲擒故纵”妙探问“莫衷一是”群辨析学生真的到了哪里吗?三、“三新”背景下的物理概念教学的研究“高考试题”、“模考或阶段考试”与“同步评价(作业)”的区别高考试题的功能甄别(招生选拔)引导(指导教学)设计思路:考你会不会,相互割裂地设问题,让你不会做!同步评价的功能建构(建立概念规律,构筑知识结构)培养(发展各种能力,养成良好的态度)设计思路:怎样让你会,相互关联地设问,让你学会做。(教学生学会)◆课时评价设计试题来源:课后习题改编、历届高考、模考、阶段测试、网络资源模考或阶段试题的功能诊断(教学差异)引导(对标找差,引导学习和教学)设计思路:学业质量标准、查漏补缺【案例3】《功》一节的教学●“功是能量转化的量度”是能量观念中的大概念(核心思想)任何人类的活动都离不开能量……(学习这一节很有的价值)【感悟】人的化学能为什么有时转化为内能,有时转化为重力势能或动能,有时又转化为弹性势能呢?【体验】参与下列活动,从能量转化的角度说一说你的感悟活动1:用力来回搓手。活动2:下蹲后跳起。活动3:用力拉伸弹簧。不同形式的能量转化总是要借助于力做功的过程来实现,不同力做功扮演着重要的角色。三、“三新”背景下的物理概念教学的研究●引入“功”的必要性教学环节不能省略:1)同样的货物要搬上四楼,女搬运工用两回搬完,男搬运工只用一回就搬完,女搬运工说:我走的路多,应该多付费;男搬运工说:我用的力气大,应该多付费。货主怎么看呢?【创设情境】(交流与讨论)2)如图所示。把重为G=3N的重物匀速举高h=0.2m,有两种方式:(1)直接把重物举高h=0.2m;(2)用轻质动滑轮把物体举高h=0.2m。填写表格:3)思考:如何衡量力(或机器、人、一物体对另一物体)的效能?【案例3】《功》一节的教学三、“三新”背景下的物理概念教学的研究功的起源:如何衡量力(或机械、人、一物体对另一物体)的效能?早期工业革命时期机械举起的重量与举起的高度的乘积可以量度机器的效能19世纪20年代,法国物理学家奥利发展了这一基本思想(确立了功的概念)需要一个衡量机械工作能力的统一标准实践提炼总结●物理学的每一个概念和规律都是在实践中产生、又在实践中发展的。人类的实践发展了,概括这些实践经验的物理理论也跟着发展,从谬误到真理,从旧的理论发展到新的理论,一个个参差错落、深浅不一的科学足迹踩踏出的是一条条蜿蜒曲折的、艰辛的科学道路,丢掉中间任何一个环节都会使整个物理科学的发展过程显得不够完整,甚至迷失方向。(感悟概念的价值)三、“三新”背景下的物理概念教学的研究一粒种子启迪学生智慧放飞学生思维渗透学科思想领略科学精神一面镜子观念之镜方法之镜思维之镜理性之镜一个引子开拓开创砥砺前行极尽所能绽放自我●物理概念教学的价值是什么?三、“三新”背景下的物理概念教学的研究1.不同形式的能量相互转化都是通过力做功来实现的,做功的过程就是能量转化的过程,即“功是能量转化的量度”。3.要研究能量转化的问题,研究做功是一条极其重要的途径。【反思与建构】为什么引入功?2.力的效能由力及力的方向上发生的位移共同决定,物理学引入“功”来量度。一、物理学引入“功”的必要性【案例3】《功》一节的教学三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【活动与感悟】怎样判断一个力是否做功(功是什么?)(1)采用人对物理课本“做功”与“不做功”的两种方式移动课本?
(2)怎样判断一个力是否做功呢?【造境】人文渗透,呈现“怎样判断力是否做功”的强反馈系统【案例3】《功》一节的教学三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【归纳与总结】(功是什么)2.做功的两个必要因素(1)作用在物体上的力(2)物体在力的方向上
发生一段位移1.功的定义:物体受到力的作用,并沿力的方向发生一段位移,则该力对物体做了功。二、怎样判断一个力是否做功三、“三新”背景下的物理概念教学的研究●初中物理学习了“力与距离的乘积”过渡到高中学习“力与力的方向的位移”,教师不能一带而过直接陈述这一事实。“为什么要引入位移?”【活动1】请学生计算图1、2两种情境中力F对物体做的功?(学生求解出的结果都是W=Fl,延时反馈、静待花开)FvlFFvlF图1图2【活动2】让学生参与用力推出篮球和接住篮球的活动,感受动力和阻力对物体的作用效果?(学生意识到两种情况力的作用效果不同,做功情况应该不同,初中学过的功的公式在解决新情景问题时出现了前后矛盾,原有认知结构的平衡被打破。教师可先悬置问题,不做出评价。)【活动3】请学生计算图3情境中力F对物体做的功?(学生很快用力的分解得到W=Fcosα·l=Flcosα)αFl图3【案例3】《功》一节的教学三、“三新”背景下的物理概念教学的研究1.功的公式——内容W=Flcosα
力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积3.单位:国际单位:焦耳(焦)单位符号:J1J=1N×1m=1
N·m2.公式:【归纳与总结】(功是什么)三、功的计算三、“三新”背景下的物理概念教学的研究1.运动员用50N的力踢出足球,足球向前滚动20m,运动员对足球做了多少功?【应用与拓展】AFθ粗糙水平面上向右匀速运动位移lFθB光滑水平上向右匀加速运动位移l2.求以下情境中大小均为F的力对物体A、B、C、D做的功?CFθ粗糙水平面上向右匀速运动位移lDFθ光滑水平上向右匀加速运动位移l●概念教学中“学生真的掌握了吗?”。“掌握”的核心是表现性能力,“掌握了”意味着能够智慧的和有效的应用与迁移;“掌握了”意味着能够证明自己有能力转化所学习的知识。当学生“掌握了”,他应该知道何时何地该使用和不该使用这个知识或方法,并灵活自如的运用。三、“三新”背景下的物理概念教学的研究
q
vF
q=150°
3.下图表示物体在力F的作用下在水平面上发生了一段位移x,分别计算这三种情形下力F对物体做的功。设这三种情形下力F和位移x的大小都是一样的:F=10N,x=2m。角θ的大小如图所示。
q
vF
q=30°
q
vF
q=30°
●概念教学中“学生真的掌握了吗?”。“掌握”的核心是表现性能力,“掌握了”意味着能够智慧的和有效的应用与迁移;“掌握了”意味着能够证明自己有能力转化所学习的知识。当学生“掌握了”,他应该知道何时何地该使用和不该使用这个知识或方法,并灵活自如的运用。【应用与拓展】三、“三新”背景下的物理概念教学的研究【反思与建构】请计算图1、2两种情境中力F对物体做的功?【总结】功的正负有何意义?力对物体做正功,促进物体运动,即为动力力对物体做负功,阻碍物体运动,即为阻力反思1:功的定义式中,为什么要用“位移”而不用“距离”反思2:这两个力对物体的作用效果有什么不一样三、“三新”背景下的物理概念教学的研究FvlFFvlF图1图2●“功是标量”的属性不能直接给出:【情境拓展】如图,甲、乙两人在河的两岸同时用绳拉船,使船在河的中间沿直线路径行驶,甲、乙的拉力分别为F1、F2,其大小和方向如图所示,在船行驶80m的过程中,用两种方向求合力对船所做的功。1)先求合力,再求合力的功?2)先求两分力的功,再求分力的功的代数和?3)比较两种方法计算,你能得到什么结论呢?W合=W1+W2。
W总=F合lcosα【追问】同学们觉得“功”是标量还是矢量呢?因为高中阶段对“点乘与叉乘”不作要求,所以淡化处理。从纠正学生“错误的前概念”的角度来看,“功是标量”的教学不能淡化处理,通过上述解答让学生悟出“功是标量”。三、“三新”背景下的物理概念教学的研究1、学生大脑有“前备经验”的物理概念,教学始于问题。四、高中物理概念教学的策略创境:“差异”情境引发“心智模式”的改善尝试:用前备经验来解释新情境问题操作:切身体验解构:与原有认知对抗思辨:论证感悟建构:互动和评价建构新概念拓展:超越对抗丰富概念系统引入思维助手导疑探疑辩疑拓疑释疑【案例4】发现电池的内电阻(前备经验:电源电压不变)【做法与效果】2节新电池,3节用久的旧电池,L为2.5V的小灯泡,由于思维定势,学生都以为L将被烧掉,但结果是小灯泡非但没有被烧掉,其亮度反而还要暗。让学生再用电压表测一下两电源的电压,学生在惊奇中提出“为什么电压大了,灯泡反而变暗了”等问题。【创境】2节干电池对2.5V小灯泡供电、3节干电池对小灯泡供电,哪个更亮?【学生】担心L被烧掉【教学行为】教师不需要言词,“无语处皆成妙境,无语处尽得风流”“电源的电压就是不变的”就是学生建立“电池有内电阻”的障碍。四、高中物理概念教学的策略【学生操作】将开关逐一闭合,观察现象,提出一个你感兴趣的问题。【教学行为】继续“静观慎听,延迟判断”【案例4】发现电池的内电阻(前备经验:电源电压不变)四、高中物理概念教学的策略【造境】(把握出手时机,引入思维助手)
假设电源的电压不变,如果在电路中串联一个电阻,能解释灯泡变暗的现象吗?【入境】(顺势追问)上述实验中的导线电阻是可以忽略的,那么上述实验中的分压电阻来自于哪里呢?
于无疑处导疑,学习过程“峰回路转多曲折”,思维活动“远近高低各不同”,即得“金风玉露一相逢,便胜却人间无数”【多边互动】预留时间、关注反思,同伴交流。【案例4】发现电池的内电阻(前备经验:电源电压不变)四、高中物理概念教学的策略1、学生大脑有“前备经验”的物理概念,教学始于问题。
学生的前备经验中存在着诸多与新知识的学习不一致甚至相互冲突的经验,这些经验常常是学生在以往的生活、交往和学习过程中,由于日常生活经验、教师、教材等因素形成的一系列与科学知识相违背的错误观念。错误观念具有极大的广泛性、顽固性、隐蔽性,随着物理教学的不断进行,新的错误又会不断形成和发展。错误观念成为学习的障碍。
概念教学的有效策略就是创设新异情境暴露出学生的错误观念,改变学生的原有认知中与科学观念相矛盾的图式,从而达到解决冲突、完善认知结构。四、高中物理概念教学的策略AMU=3VR=1.2Ω【案例5】在非纯电阻电路中,U>IR,UIt>I2Rt,即电功大于电热。对此,有些学生不可理解,他们总认为UIt与I2Rt是一回事。究其原因,是在初中学习部分电路的欧姆定律时形成思维定势。为了破除学生的这种错误观念,采用下列方法:【问题情境】如图示,当电动机运转时,电路中电流I等于多少?(学生根据欧姆定律计算得到I=U/R=2.5A,教师要延时判断)【追问】(欲擒故纵)某电动机正常工作时,两端的电压为U,线圈的电阻为R,电流为I,试写出在t时间内电动机产生的电热的可能表达式?四、高中物理概念教学的策略【实验演示2】小电动机处于制动状态(不转动),读出电流表和电压表的读数I2=1.0A、U2=1.20V,可求出:线圈电阻R=1.2Ω。追问:你有质疑吗?【质疑】让学生讨论得到U1远大于I1R,还有大部分的电压哪里去了?此处还不能涉及反动势,先教学留白。【实验演示1】连接电路演示,小电动机处于旋转状态,读出电流表和电压表的读数I1=0.20A、U1=2.60V。追问:提出一个你感兴趣的问题。【追问1】请大家从能量的角度来思考:小电动机处于旋转状态时,电源为电动机输入了电能,电动机用这些能量来做什么了?【追问2】小电动机处于旋转状态时,电动机两端的电压为U,输入电流为I,线圈电阻为R,则电动机消耗的电功率P=
,电动机的热功率P热=
,电动机输出的机械功率P出=
。四、高中物理概念教学的策略转变“错误观念”教学的有效策略——导致“悖论”教学法“概念与概念”相悖“实验与实验”相悖悖论教学“实验与实验”相悖理解能力教学行为—追求理解的设计评价行为—指向成长的评价“理论与实验”相悖“理论与理论”相悖实验探究能力模型建构能力推理论证能力优化教学过程质疑创新能力四、高中物理概念教学的策略四、高中物理概念教学的策略●是什么促使学习者产生新的行为?1、当我们看到别人在做有意义且令人愉快的事情时,我们可能试图效仿,并以此开始学习进程。2、当我们认为某些行为符合自己的愿望和要求,所以也会去努力尝试。3、当那些倍受我们尊敬的长辈、朋友、老师和其他人告诉我们某种行为值得学习,这就能成为一种激发力量。4、当我们所面临的问题与原有认知发生冲突或矛盾时产生学习需要或期待。安德烈·焦尔当/著杭琴/译裴新宁/审校华东师范大学出版社激烈的心跳急促的呼吸扭曲的面孔紧张的肌肉刺痛的皮肤被“感染”被“震撼”被“触动”欢欣鼓舞心惊肉跳目瞪口呆身体行动心智操作反思建构情绪体验认知评估动力系统出汗的手心错误观念情绪体验中有“在乎的”、“关心的”和“有价值的”,产生发认知动力。四、高中物理概念教学的策略●让错误观念转变在不知不觉中开始,需要提供“强大反馈系统”异常、奇怪、有悖常理的事件与主题建立个人的联系的兴趣事件情理之中意料之处的实验演示或图片或视频学生操作实验或安全冒险实践与教学有关的学术性游戏或辩论经历创造性解决实际问题的过程挑战智慧思维激荡震撼体验个人连接观点碰撞感官刺激六个层面六种表现四、高中物理概念教学的策略●让错误观念转变在不知不觉中开始,需要提供“强大反馈系统”从旁指点桃源路,引得渔浪来问津适切的导入动心无语处皆成妙境,无语处尽得风流逼真的情境动脑投石激浪泛涟漪,生无疑处掘有疑动口精当的设问乘风破浪会有时,直挂云帆济苍海动情主动的生成纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行动手切身的体悟●转变“错误观念”的概念教学设计“五维”四、高中物理概念教学的策略2、学生无前备经验的概念教学,教学始于观察四、高中物理概念教学的策略
在物理概念教学中,应发掘物理概念在培养学生发现和提出问题能力方面的潜在价值。无前备经验的概念教学,要创设一些实验情境和生活情境(视频、图片),让学生在观察和体验后有所发现、有所联想,萌发出科学问题;还可以创设一些任务,让学生在完成任务中运用科学思维,自己提炼出应探究的科学问题和概念。
让“水瓶下落”(要是女生会特别紧张),当瓶子从高处下落时,小孔竟然不漏水。这个反常现象极大地冲击学生的物理“常识”,无不感到新奇有趣,无不积极思考质疑旧的经验。四、高中物理概念教学的策略【案例6】《超重和失重》的教学【创设情境1】有一个矿泉水瓶,靠近它底部的侧边有两个小孔。装满黑色墨水的,先甩手堵住小孔,松开手,水就会喷射出来。让两个学生正对着站立,如果让它从空中自由下落,则会看到什么现象?为什么?【追问】墨水为什么不漏了?是什么“堵”住了小孔?其中有何奥秘?教师的问题恰是他们脑海中的疑问,激发了他们“心求通”的愿望。【创设情境2】厚重的英语字典中压一张柔软的面纸,在不破坏的情况下把它抽出来。【创设情境3】在纸带中间部位剪个小缺口,教师先缓慢提起重物向上匀速运动和向下匀速运动。然后让学生来重复操作这个过程?观察能看到什么现象,能说明什么问题?四、高中物理概念教学的策略【案例6】《超重和失重》的教学【创设情境4】用弹簧测力计测钩码的重力(教师上下变速移动),让学生读数【追问】弹簧测力计读数时大时小,什么情况下等于钩码的重力?什么情况下大于和小于钩码的重力?(学生提出:向上运动大于重力;向下运动小于重力等结论,这些猜想是对还是错呢?动手做一做就能验证。)四、高中物理概念教学的策略【案例6】《超重和失重》的教学运动形式实验结果速度方向加速度方向F
mgF
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mg【实验探究】用弹簧测力计探究做变速直线运动的物理课本的视重与其重力的关系。匀速上升匀速下降加速上升加速下降减速上升减速下降四、高中物理概念教学的策略【案例6】《超重和失重》的教学现
象条件运动状态超重失重完全失重【交流讨论】归纳超重、失重和完全失重的特点视重大于重力视重小于重力视重等于0物体具有向上的加速度物体具有向下的加速度物体的加速度为重力加速度g向上加速或向下减速向下加速或向上减速自由落体或竖直上抛或斜抛运动四、高中物理概念教学的策略【案例6】《超重和失重》的教学四、高中物理概念教学的策略【解疑】1.观察与思考:矿泉水瓶从高处下落时,小孔为什么不漏水了?如果上抛或斜抛呢?2.厚重的英语字典中压一张柔软的面纸,老师将字典向上运动为什么能把它抽出来?如果将字典向下运动能抽出吗?【案例6】《超重和失重》的教学四、高中物理概念教学的策略【拓疑】某同学站在体重计上做一个“下蹲—停下—起立”的动作,分析体重计的示数与其视重相比较是什么关系?这个过程发生了哪些现象?顺序是什么?【案例6】《超重和失重》的教学◆学习活动的最佳设计标准●基于真实和明确的挑战,有清晰的表现目标;●动手操作活动贯穿始终●关注有趣的和重要的想法、疑问、问题、难题●有明显的真实世界应用,因此对学习者是有意义的●强大的反馈系统,提供从反复试验中学习的机会●预留时间来关注反思●为冒险提供安全环境●教师的角色类似于协调或教练●有更多的沉浸式体验四、高中物理概念教学的策略格兰特·威斯金(美)杰伊·麦克泰格(美)
致力于开发“情理之中意料之处的实验或图片或视频或游戏或辩论”,创建“沉浸式体验”。挑战不可能——倒杯移物四、高中物理概念教学的策略文具盒A4纸拖动纸试图抽出【体验活动】文具盒受到摩擦力吗?方向如何?文具盒v四、高中物理概念教学的策略
致力于开发“情理之中意料之处的实验或图片或视频或游戏或辩论”,创建“沉浸式体验”。【体验活动】请用毛刷和自己的手背,感受毛刷和手受到滑动摩擦力的方向,说说你的感受?四、高中物理概念教学的策略
致力于开发“情理之中意料之处的实验或图片或视频或游戏或辩论”,创建“沉浸式体验”。刷子向前刷手向后移FfFf刷子向前刷Ff手向后移Ff感受毛刷和手受到的滑动摩擦力的方向四、高中物理概念教学的策略四、高中物理概念教学的策略◆课堂反应行为的设计1、于错误处追问——迷途知返3、于无疑处反问——投石问路4、于“参差不齐”时转问——拨开云雾5、于“莫衷一是”时辩论——共生共长2、于重点处追问——画龙点睛“静观慎听”顺追问“假借犹豫”试反问“延迟判断”巧转问“欲擒故纵”妙探问“推波助澜”再组织“莫衷一是”群辨析操作范式“故弄玄虚”展新奇“煽风点火”造气氛为什么同样的讲学稿,不同教师的教学效果大相径庭呢?时机就是一切——把握“出手时机”“睿智干预”●什么时候该讲,什么时候不该讲。●什么时候我该帮助学生去体验并反思。●什么时候该让学生去尝试表现,并给予反馈。●什么时候我该提问,什么时候该回答。●什么时候该支持。什么时候该提供其他合理的选择。●什么时候我讲自己的观点,什么时候该唱反调。四、高中物理概念教学的策略格兰特·威斯金(美)杰伊·麦克泰格(美)
我们要确定,获得知识并赶快使用它。我们要确定智慧,不会被告知。我们需要更多的形成性评价。◆课堂反应行为的设计四、高中物理概念教学的策略3、转变错误观念的教学要增强反馈系统,提供形同异质的反复学习的机会。【前测题】如图所示,将质量均为1kg小球A、B,用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部,两球分别与小车前后壁接触。由于某种原因,小车突然停止,此时悬线中的张力FA
和FB。(g=10m/s2)v【案例7】(高三复习教学)竖直平面内的圆周运动“促进学生“掌握”和“批判建构”【意图】预设这个教学环节的目有两个:一是了解学习者的起点在哪里?需要提供什么帮助?二是避免本节知识点以枯燥、呆板的形式传授给学生,激发学习者的再认知需要。在课堂中发现学生中出现了三种典型错误,于是让他们展示。①FA=FB=mg=10N;②得:FA=FB=mg=30N。③【行为推进】我没有过多言辞,启用“展示群学”、“莫衷一是”群辨析,还学生以“话语权”,用问题与学习者的已有认知“协商”并“碰撞”。【巩固题】(2020全国理综1卷16)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为(
)A.200N
B.400N
C.600N
D.800N【思维展示】把人看做质点,且重心集中于绳未端,等效为单摆模型。【学生1】解答:在最低点可得:T=410N,故选B。【学生2】质疑:图中是一个女同学,身高1.6m左右,绳长10m,转动过程中真的可以把她当做质点来研究吗?“一石激起千层浪”。【追问】你为什么这样想呢?【转问】有不同意见吗?四、高中物理概念教学的策略【案例7】(高三复习教学)竖直平面内的圆周运动“促进学生“掌握”和“批判建构”3、转变错误观念的教学要增强反馈系统,提供形同异质的反复学习的机会。【学生3】把人看做长为h=1.6m的细杆,【造境】如果v=8m/s是秋千踏板的速度,该同学不能视为质点,每根绳子的拉力约为多少呢?可得:T=397.2N。【巩固题】(2020全国理综1卷16)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为(
)A.200N
B.400N
C.600N
D.800N【无痕入境】(渗透物理思想)你看出了高考命题专家的高明之处吗?四、高中物理概念教学的策略3、转变错误观念的教学要增强反馈系统,提供形同异质的反复学习的机会。【案例7】(高三复习教学)竖直平面内的圆周运动“促进学生“掌握”和“批判建构”【拓展题】如图所示,有光滑的水平细杆AB上套有一个小环(质量忽略不计),小环通过长L的轻绳悬挂一夹子,夹子内夹有质量m的物块,物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为fm,B端有一个障碍物能阻挡轻环。小环和夹子的大小及质量均不计,物块可看成质点,重力加速度g,思考下列问题:(1)瞬间给物块一个水平初速度v0,求物块所受的摩擦力?(2)轻环被阻挡后的瞬间,求物块所受的摩擦力?(3)若小球能绕B点做完整的圆周运动,则v0至少为多少?AB错解:得:【行为推进】教育是一种慢的艺术,要有静待花开的耐心。继续启用“展示群学”和“辨论”。四、高中物理概念教学的策略3、转变错误观念的教学要增强反馈系统,提供形同异质的反复学习的机会。【案例7】(高三复习教学)竖直平面内的圆周运动“促进学生“掌握”和“批判建构”【课后检测题】如图所示,质量为2m的滑块套在光滑水平杆上,质量为m的小球与滑块由一根不可伸长的轻绳相连,轻绳的长为L,开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止,现将小球由静止释放,重力加速度为g,求:小球运动到最低点时,轻绳对小球的拉力F;四、高中物理概念教学的策略3、转变错误观念的教学要增强反馈系统,提供形同异质的反复学习的机会。【案例7】(高三复习教学)竖直平面内的圆周运动“促进学生“掌握”和“批判建构”
“学生的误解”的教育意蕴:误解不是无知,它是指在一个新情况下用貌似合理但并非正确的方法去解决问题。“学生的误解”具有非常有用的教学价值。“理解”的对立面——“误解”◆课堂反应行为的设计——问题解决的概念教学要敢于暴露学生的“误解”“误解”是将隐含的歧途显性化,“误解”具有袪魅解蔽的功能。误解不仅仅需要纠正错误,它更重要的价值是一种尝试,教师不但不能抑制这种尝试,而且还要鼓励,并参与共同试误,进而启发探索。
歪打正着,因误生奇,“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”,误解之于生成,价值正在此处。教学要敢于暴露、相异观点公开化、多元互动常态化。四、高中物理概念教学的策略●物理问题解决,一听就会,一做就错。四、高中物理概念教学的策略学而不会关心听懂
缺少思考注重套过程缺少理解埋头做题
缺少反思按指令学习缺少钻研会而不对对而不全全而不好物理概念概念的学情及学法归因●物理问题解决,一听就会,一做就错。四、高中物理概念教学的策略【反思】物理问题解决教学,学生三大困境:1、迁移的清晰度不够:缺“原型”(基本问题),学生认知结构中没有掌握处理该类基本问题的想法(如:方法和思想),因而想法的激活缺少“起爆器”,导致迁移的清晰度不够。2、迁移的巩固度不够:缺“套路”(基本问题的思维方法及解题流程),学生不能流畅地提取“物理模型和“基本想法”来解决当前问题,从而激活缺少主动性。3、迁移的概括度不够:缺“招势”,学生不善于在已有的多种基本想法的基础上进行综合、分析、比较、选择、优化后形成解决当前问题的想法,迁移的概括度不够,从而激活缺少包容性。四、高中物理概念教学的策略教学归因只关注讲完忽略学生接受水平和程度忽略学生的过程体验忽略思维过程的暴露忽略训练的“效果”只关注讲清只关注学生听只关注“数量”以进度为目标以讲懂为追求以示范为手段以刷题为保障四、高中物理概念教学的策略命题者解题者模型、规律题目
简
繁条件隐藏、含蓄题目情景条件
物理模型、规律
繁简拆解还原对物理情景化试题的解题思维模型不适应四、高中物理概念教学的策略【启示】宋代禅宗大师青原行思“参禅的三重境界”参禅之初,看山是山,看水是水;禅有悟时,看山不是山,看水不是水;禅中彻悟,看山仍然山,看水仍然是水。【类比】我们学习做题的过程和这些很相似。第一境界:看山是山——看题是题,难以发现题中物理模型。第二境界:看山不是山——看题不是题。这个阶段能看到物理模型及对应的规律。第三境界:看山还是山——看题还是题,这个时候已经能从本质上把握物理问题了。【策略】题组教学法——“多题同源,多题同法,多题同解,多题递进,去繁化简,去枝留干”,“先死后活、死去活来”讲—练—讲练—评—练一题—一法见题—想法授人以渔鱼场学渔学“做”做“学”怎样解题怎样学会解题练习展示互评诊断补充四、高中物理概念教学的策略【策略】创新型人才具备求同思维和求异思维的高度协同,有着非同凡响的批判性思维能力,后期复习的“题组教学”,发展学生“随机应变、举一反三
、求同思异、急骤联想”的能力。●运用题组,提升问题解决的概念教学教学目标层次四、高中物理概念教学的策略激疑创境多样化补偿活动阶段化题组教学多元互动常态化理解能力教学行为—追求理解的设计评价行为—指向成长的评价习题呈现题组化相异观点公开化实验探究能力模型建构能力推理论证能力优化教学过程质疑创新能力◆题组化教学设计的“路径”和“目标”
课本情境“深挖”经典模型“力拓”错误资源“变用”激活“先期知识”整合“意义联接”引导“批判建构”体验感悟高考试题“变脸”●运用题组,提升问题解决的概念教学教学目标层次四、高中物理概念教学的策略◆情境化和问题化设计的“五个维度”问题让学生思维有拓展、延伸问题让学生“跳起来”“够得着”宽度深度角度梯度精度问题要有针对性、符合考情标准问题的指向性要明确,切中要害问题设计要有层次性、面向全体四、高中物理概念教学的策略●运用题组,提升问题解决的概念教学教学目标层次四、高中物理概念教学的策略【问题情境1】如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,足够长光滑水平导轨处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中,长度为l,质量为m的导体棒垂直于导轨静置,不计导体棒和导轨电阻。(1)分析开关S闭合后导体棒的运动过程;(2)大致画出该棒的加速度a、速度v、通过的电流i及穿过回路中的磁通量Φ随时间t变化的图像?(3)从导体棒开始运动到稳定的过程中,回路中产生的焦耳热。“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【情境变式1】如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,足够长光滑水平导轨处于竖直向下磁感应强度为B的匀强磁场中,长度为l,质量为m的导体棒垂直于导轨静置,不计导体棒和导轨电阻。导体棒向右运动的初速度为v0(
),导体棒在导轨上运动直至稳定。求此过程:(1)通过导体棒的电荷量;(2)从导体棒开始运动到稳定的过程中,回路中产生的焦耳热。“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【情境变式2】如图所示,电源电动势为E,内电阻为r,足够长水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中,导体棒垂直于导轨静置。开关S闭合后,导体棒的长度为l,受导轨的滑动摩擦力恒为f,不计导体棒和导轨电阻。为使棒运动速度最大,B=?此时vmax=?学生的普遍解法组织讨论后,创新解法原因:(1)学生因过度依赖数学推导,忽视物理意义的本质理解;
(2)因机械刷题,学生停留在机械记套路,照方抓药。【教学缺失】“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【情境变式3】如图,水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线,质量均为m、电阻均为R的两根相同导体棒MN、PQ静置于图示的导轨上(两棒始终与导轨垂直且接触良好)。现使MN棒获得一个大小为v0、方向水平向左的初速度,则在此后的整个运动过程中(1)通过PQ棒某一横截面的电荷量;(2)PQ棒产生的焦耳热。“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【情境变式4】如图,水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线,质量均为m、电阻均为R的两根相同导体棒MN、PQ静置于图示的导轨上(两棒始终与导轨垂直且接触良好)。现使MN在水平恒外力作用下从静止开始运动,则PQ的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像可能正确的是()A.B.C.D.F“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例1】四、高中物理概念教学的策略【情境变式5】如图,水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨,导轨间距为l,电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线,质量均为m、电阻均为R的两根相同导体棒MN、PQ静置于图示的导轨上(两棒始终与导轨垂直且接触良好),导轨的右端接一电阻R,现使MN在水平恒外力作用下从静止开始运动,在此后的整个运动过程中,(1)大致画出PQ的速度v、加速度a随时间t变化的关系图像;(2)PQ棒达到稳定时的速度?FR“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【创设情境2】如图所示,半径为l的铜圆盘安装在竖直的铜轴上,圆盘处于方向竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。电路通过电刷与圆盘的边缘和铜轴接触良好,直流电源电动势为E,内阻为r,定值电阻为R。先将开关K闭合,从上往下看圆盘逆时针转动,待圆盘转速稳定后再断开开关。不计一切摩擦、不计铜盘、铜轴和导线电阻,思考:(1)指出电源的正负极;(2)闭合开关转速稳定后,铜圆转动的角速度;(3)断开开关时,比较a点与b点的电势低;(4)断开开关时,流过电阻R上的电流大小和方向;电源K“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略BPOlKER2rR1EF【情境变式1】(2023届兴化市模考)如图所示,水平放置的光滑金属细圆环半径为l,竖直放置的金属细圆柱的顶端与金属圆环在同一水平面内,圆柱的细轴通过圆环圆心O.质量为m的金属小球P穿过圆环,并通过质量不计、电阻R1=R的导体细棒与圆心O处的细轴连接,小球P可绕细轴O沿圆环作圆周运动,整个圆环处于竖直向上的、磁感应强度为B的匀强磁场中,圆柱、圆环用导线与定值电阻R2=2R及电源连接,电源电动势为E,内阻为r=R.不计一切摩擦,不计圆环、小球和导线电阻.求:(1)将开关K闭合,小球转速稳定后,从上向下看小球转动的方向及角速度的大小;(2)稳定后再断开开关,电阻R2两端的U的最大值及其产生的焦耳热Q2的最大值.“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例1】四、高中物理概念教学的策略【情境变式2】如图所示,两间距为l、足够长的平行导轨固定在水平面上,两导轨的左侧分别与半径为r的导体环以及导体环中轴相连接,长为r、阻值为R的导体棒3放在导体环的中轴与环上,导体环所在的平面以及导轨虚线的右侧存在垂直环面和导轨平面的匀强磁场,方向如图所示,磁感应强度大小均为B.两根长度均为l、质量均为m、阻值均为R的导体棒1、2垂直导轨放置并保持良好的接触,其中导体棒1在虚线的左侧,导体棒2在虚线的右侧,忽略一切摩擦以及导轨、导线、导体环的电阻,现使导体棒3以恒定的角速度ω逆时针转动。(1)欲使导体棒2静止,应在导体棒2上加一水平外力,求该外力的大小;(2)撤去水平外力,导体棒2能获得的最大速度;(3)断开导轨与导体环的连接,使导体棒2在第(1)问中的外力作用下由静止开始运动,当通过导体棒1某横截面的电荷量为q时,导体棒2的速度为v,求导体棒2上产生的焦耳热。“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【情境变式3】如图所示,两间距为l、足够长的平行导轨水平固定,左侧分别与半径为l的导体环以及导体环中轴相连接。质量不计、阻值为R的导体棒一端连接中轴,另一端与质量为m的金属小球P相连。匀强磁场的磁感应强度大小均为B.长度为l、质量为m、阻值为R的导体棒MN垂直导轨放置并保持良好的接触,不计一切摩擦以及导轨、导线、导体环的电阻,现给小球初速度为v0,使其绕环逆时针转动。(1)导体棒MN能获得的最大速度;(2)整个运动过程中导体棒MN上产生的焦耳热。(3)导体棒MN达到最大速度后,若小球突然被卡住,导体棒MN还能滑行多远。POMN“练—评—练—补”范式课堂教学案例——突破“反电动势”微专题【案例8】四、高中物理概念教学的策略【考题1】(2022高考)有同学认为,小明在实验中未考虑木条厚度,用图像法计算的重力加速度g必然有偏差.请判断该观点是否正确,简要说明理由:__________________________________.【答案】不正确,没有测量木条的厚度,小球下落的实际高度均比测量高度多Δh,根据自由落体的规律:在2h-t2图像中图线的斜率仍为当地重力加速度.【案例9】江苏高考物理的“小作文”四、高中物理概念教学的策略【考题2】有同学认为,小明在实验中测量物块位移L时未考虑遮光条的宽度d,用图像法计算的动摩擦因数会μ偏小。请判断该观点是否正确,简要说明理由
。由
可知实验中测量物块位移时未考虑遮光条的宽度,位移偏小,算出的质量偏小,动摩擦因数会μ偏大。可知:L偏小,μ偏大;由牛顿第二定律可知:可知:【答案】【案例9】江苏高考物理的“小作文”四、高中物理概念教学的策略
课程标准的学业质量标准“水平三”中提出“能基于证据解释或质疑现有的物理结论,提出自己的观点”
学生为什么得不到满分呢?1、基于证据的推理论证能力不够。2、解答此类问题的习惯、技巧不足,意识又较差。3、教师在教学中关注培养学生的评价能力。【案例8】江苏高考物理的“小作文”四、高中物理概念教学的策略【示例1】(23届学生练习)李师傅家的小汽车停在温度为27℃的室内停车场,此时汽车仪表盘显示左前轮胎压为252kP。轮胎内气体视为理想气体,汽车室外行驶一段较长时间后,李师傅发现仪表盘显示左前轮胎压为230kPa,此时气温为-13℃。有同学认为是轮胎漏气,请判断该观点是否正确,简要说明理由。学生解答1所以轮胎进气,该同学说法错误。学生解答2所以轮胎漏气。【案例9】江苏高考物理的“小作文”——日常教学培养“评价能力”四、高中物理概念教学的策略学生解答1所以轮胎进气,该同学说法错误。学生解答2所以轮胎漏气。学生解答3
题中条件不明,如果轮胎不漏气,那一定是轮胎扁了。轮胎也可能是漏气的。【示例2】(现高二学生拔创班练习)李师傅家的小汽车停在温度为27℃的室内停车场,此时汽车仪表盘显示左前轮胎压为252kP。轮胎内气体视为理想气体,汽车室外行驶一段较长时间后,李师傅发现仪表盘显示左前轮胎压为230kPa,此时气温为-13℃。运用所学知识对材料进行评价?【案例9】江苏高考物理“小作文”——日常教学培养“评价能力”四、高中物理概念教学的策略【示例3】(现高二学生拔创班高一课堂练习)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为410N,你认为这个结论正确吗?【学生1】在最低点可得:T=410N,正确。【教师补充】这个同学把人看做质点,且重心集中于绳未端,等效为单摆模型。其他同学怎么想呢?【学生2】(质疑)图中是一个女同学,身高1.6m左右,绳长10m,转动过程中真的可以把她当做质点来研究吗?“一石激起千层浪”。【案例9】江苏高考物理“小作文”——日常教学培养“评价能力”四、高中物理概念教学的策略【学生3】把人看做长为h=1.6m的细杆,【教师推动】如果v=8m/s是秋千踏板的速度,该同学不能视为质点,每根绳子的拉力约为多少呢?可得:T=397.2N。所以这个结论不正确。【案例9】江苏高考物理“小作文”——日常教学培养“评价能力”【示例3】(现高二学生拔创班高一课堂练习)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为410N,你认为这个结论正确吗?四、高中物理概念教学的策略【学生4】**同学解看似很严谨,但他忽视物理学的重要思想。因为材料中提到了约为410N,
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