中学物理教学论：第二章 中学物理课程（上课）

1、第二章 中学物理课程,一、物理课程概述 二、物理课程的价值 三、物理课程改革 四、物理课程标准,物理课程是实现物理教育目标的重要途径，是组织物理教育活动的最主要的依据。它集中体现和反映了科学教育的思想、观念，肩负着提高学生科学素养、促进学生全面发展的重任。为了适应科学技术进步和可持续发展的需求，培养高素质人才，必须建构符合时代要求的中学物理课程。本章主要阐述了中学物理课程的基本理论问题。,一、物理课程概述,课程一词起源于拉丁语，意为“跑道”。 在学校教育中，其原意是指课业及进程。 课程即教学科目。把课程等同于所教的科 目。 课程即活动。课程是学校为学生进行教育而设计和进行的一切活动的总称。 课

2、程即经验。课程是学习者在学校环境中所获得的全部经验。,（一）什么是课程(curriculum),必修课程：为全体学生打好共同的知识和能力基础而开设的课程。 选修课程：为了适应学生的兴趣、特长及未来发展倾向由学生自 主选修的课程。,（二）学校课程的形态（或类型）,1从学校课程对学生发展产生影响的方式上可分为显在课程和潜在课程,潜在课程：指学校的制度、组织、环境、校风、教风、学风、 人际关系等方面对学生所产生的潜移默化的教育。 显在课程：相对而言，把学校教育中有计划、有组织的课程称 为显在课程。,2从课程内容所固有的属性上可分为学科课程与经验课程,学科课程：以掌握人类积累下来的文化遗产为主要目的而

3、设置 的课程。 经验课程：以使学生获得关于现实世界的直接经验和真切体验 为主要目的而设置的课程。,3从学校课程实施的要求上可分为必修课程和选修课程,国家课程：体现国家的教育意志和要求的课程。 地方课程：体现和满足地方社会发展的现实需要而设计的课程。 学校课程：展示学校的办学宗旨和特色而设计的课程。(如：校本课程),4以课程内容的组织方式上可分为学科课程和综合课程。,学科课程：又称为分科课程或单科课程，是以学科体系、 结构和内容为中心组织的课程。 综合课程：将相关学科内容综合起来而组织的课程。,5从课程设计、开发、管理的角度，可以将课程分为国家课程、地方课程、学校课程,6从课程的定义上来说，不同

4、的课程定义，有时是指在不同层次上起作用的课程。,美国学者古德莱德对此作了较好的说明。在他看来，人们在谈论课程时，往往谈的不是同样意义上的课程。他认为存在五种不同的课程：,理想的课程,即由一些研究机构、学术团体和课程专家提出的应该开设的课程。例如，现在有人提议在中学开设STS教育的课程，并从理论和实践的角度论证其必要性，就属于理想的课程。这种课程的影响取决于是否被官方所采纳。,正式的课程（计划课程）,即指由教育行政部门规定地课程计划、课程标准和教材，也就是列入学校课程表中的课程。许多人理解的课程就是这类课程。,领悟的课程,即指任课教师所领会的课程。由于不同教师对正式课程（或计划课程）会有各种理解

5、和解释方式，因此对课程实际上什么或应该是什么的领会，与正式的课程之间会有一定的距离，从而减弱正式课程的某些预期的影响。,运作的课程,即指在课堂上实际实施的课程。观察和研究表明，教师领会的课程与他们实际实施的课程之间会有一定的差距，因为要根据学生的反应随时进行调整。,经验的课程,即指学生实际体验到的东西。因为每个学生对事物都有特定的理解，两个学生听同一门课，会有不同的体验或学习经验。,其中确定目标最为关键，因为其他步骤都是围绕目标展开的。所以泰勒原理又被称为“目标模式”。,（三）现代课程理论的基本架构和课程编制的基本步骤,1现代课程理论的基本架构,现代课程理论的重要代表人物泰勒在1949年出版的

6、课程与教学的基本原理，被公认为是现代课程理论的奠基石，是现代课程理论领域最有影响的理论构架，这个原理是围绕四个基本问题展开的：,（1）学校应该达到哪些教育目标？ （2）提供哪些教育经验才能实现这些目标？ （3）怎样才能有效地组织这些教育经验？ （4）我们怎样才能确定这些目标正在得到实现？,2课程编制的基本步骤,我们可以把这四个问题看成是课程编制过程的四个步骤或阶段：,（1）确定目标； （2）选择经验； （3）组织经验； （4）评价结果。,（四）物理课程,1物理学是研究什么的？你能否从物理学是研究什么的，概述物理学的基本内容和发展概况吗？,就“力学”来讲。17世纪的后期，牛顿在伽利略、笛卡尔、开

7、普勒、惠更斯等人研究的基础上，建立了两个定律：一个是运动定律，一个是万有引力定律。自牛顿以后，经典力学的新发展表现为一些科学家重新表述了牛顿定律。另一方面，就是将牛顿定律推广到连续介质的力学问题中，就出现了弹性力学、流体力学等。,从物理学对四种相互作用研究的角度，自然界存在四种基本相互作用：强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。 相互作用有强度上的差异：若强相互作用为1，电磁相互作用为10-2，弱相互作用是10-1310-19，引力相互作用是10-39。 致力于各种相互作用的统一，曾是许多科学家追求的目标。目前探索各种相互作用的大统一理论仍是物理学研究的前沿。,从物理学对物质结构

8、研究的角度，物理学所研究的物质结构有不同的层次，从宏观物体到大分子到分子，到原子、原子核，一直到夸克等基本粒子。研究物质结构尺度的跨度从10-201020cm。 根据物质结构层次，相应地，物理学也可以分成许多学科。例如考虑到微小层次的，就是粒子物理学、核物理学、然后是原子物理学，再上去就是分子物理学、凝聚态物理学，尺度更大的就到固体力学，然后是地球物理，再到空间物理学、天体物理。经典物理遗留下来光学、声学等学科正在朝向应用科学转化。 有两个发展前沿是很明显的，一个是最微小的是一个前沿（基本粒子研究），另一个是最大的宇宙也是一个前沿（宇宙的研究）。 除了这两个明显的前沿外，应该还存在一个前沿，就

9、是探讨复杂物质的结构与物性。,什么是物理学？,物理学是研究物质世界最基本形态的科学,物理学研究的范围 物质世界的层次和数量级,物理学 (Physics),质子 10-15m,空间尺度：,微观粒子 Microscopic,介观物质 Mesoscopic,宏观物质 Macroscopic,宇观物质 Cosmological,类星体 10 26m,时间尺度：,基本粒子寿命 10-25s,宇宙寿命 1018s,蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次,按空间尺度划分： 量子力学 经典物理学 宇宙物理学,按速率大小划分： 相对论物理学 非相对论物理学,按客体大小划分： 微观系统 宏观系统,按运动速度划分

10、： 低速现象 高速现象,实验 物理,理论 物理,计算 物理,今日物理学,物理学的发展,你的观点是什么？,2你是如何理解物理科学的？,观点一,科学是系统化了知识体系,观点二,科学是探索的过程,观点三,科学包括技术,观点四,科学具有相对性,观点五,科学具有局限性,观点六,科学中包含科学精神,3物理学的学科特点是什么？,物理学,一门以实验为基础的科学,一门严密的理论科学,一门精密的定量科学,一门带有方法论性质的科学,一门应用非常广泛的基础科学,从世界课程改革的实践看，它们各自都存在难以克服的内在缺陷。当前，国际教育界普遍认为，社会需求、学科体系和学生发展是制约物理课程的主要因素。中学物理课程改革的目

11、标和确定应当力求实现社会需求、学科体系和学生发展的最佳结合。,物理课程不同于物理科学，它是按照教学目的、要求和学生的认知规律，有计划的选择物理科学的内容，并改造成为学校的一门课程。,不同的课程理论对物理教育的价值取向有很大的差异。,以学科为中心的课程主要以传递知识，帮助学生建立完整的物理学科知识结构，并实现知识的迁移为主要目标；,以社会为中心的课程则强调按社会需要来确定内容，以培养学生参与社会活动的意识和能力为主要目标；,以学生为中心的课程则以学生的学习兴趣和动机为基础，主张“做中学”，以提高学生的学习兴趣，发展学生学习的主动性和创造性为主要目标。,1物理学深化了人类对物质世界的认识,2物理学

12、是自然科学的理论基础,3物理学是现代技术的理论基础,4物理学对人类社会的进步至关重要,（一）物理学的价值,二 、物理课程的价值,（1）物理学是一项激动人心的智力探险活动，它鼓舞着青年人，并扩展着我们关于大自然知识的疆界。 （2）物理学发展着未来技术进步所需要的基本知识，而技术进步将持续驱动着世界经济发动机的运转。 （3）物理学有助于技术的基本建设，它为科学进步和发明的利用，提供所需的训练有素的人才。 （4）物理学在培养化学家、工程师、计算机科学家以及其他物理科学和生物医学科学工作者的教育中，是一个重要的组成部分。 （5）物理学扩展和提高我们对其他学科的理解，诸如地球科学、农业科学、化学、生物学

13、、环境科学以及天文学和宇宙学这些科学对世界上所有的民族都是重要的。 （6）物理学提供发展应用于医学的新设备和新技术所需的基本知识，如计算机层析术（CT）、磁共振成像、正电子发射层析术、超声波成像和激光手术等，改善了我们的生活质量。,1999年在美国亚特兰大市举行的国际纯粹物理和应用物理联合会第23届大会通过决议，呼吁社会重视物理教育的重要性。决议指出：物理学研究物质、能量和它们相互作用的学科是一项国际事业，它对人类未来的进步起着关键的作用。对物理教育的支持与研究，对所有国家都是重要的。这是因为：,在现代社会，一个人如果没有基本的物理知识是很难适应现代社会生活的。即使将来从事的工作与物理学联系较

14、少，但总要在日常生活中遇到许多现代化的设备，总要处理类似“能源”、“交通”、“环境污染”等社会关心的问题。缺乏基本的物理知识，就不可能合理的使用这些设备和正确的解决这些问题。至于将来从事技术或科研工作，物理知识就更显重要。因此，物理课程的学习能使学生从物理的视角认识科学、技术、社会和生活方面的问题，有助于理解物理对社会发展的影响。,（二）物理课程的价值,1物理课程的学习有助于学生适应未来社会的发展,我们每个人都是天生的科学家，我们生来对周围的事物，组成这个世界的一切物质和对其他有生命的东西都具有好奇心。物理课程的学习将有助于保持这种好奇心和因领悟和探明自然界的事理油然而生的充实之感和兴奋之情。

15、正如物理学家理查德费因曼所说的那样“学过科学以后，你周围的世界仿佛就变了样子。就拿树来说吧，树的构成材料居然主要是空气。你把树焚烧了，树就会化作原来的空气，在火焰的光热中散发出来的原来被束缚在里面用来把空气转化为树的太阳光热。在火烬中的那一小部分残余物质，则本来不是来自空气，而是来自固体物质泥土。 这些真都十分有趣，这样的例子，科学里面简直是俯拾皆是，不胜枚举。这样一些例子都是很有激励作用的，你可以用他们去激励、去启迪、去教育别的人。” 但是我们看到，有许多学生学了物理课程以后，失去了对大自然的好奇心，这其中的原因是不是我们的课程太深奥、太空洞，或者太远离学生的日常生活和经历。,2物理课程的学

16、习能够满足学生探索自然、理解自然的兴趣和热情,我们生活在一个被科学和技术支配的世界里，在商场里、在乘坐的交通工具里、在家中、在我们的周围科学无处不在。现代社会中的许多问题需要更多的民众参与，例如，核电站是否安全？如何减少电磁辐射对人体的危害？政府对环境污染采取了什么有效措施？如果没有现代科学知识，没有物理学的参与，对现代社会实行民主管理几乎是不可能的。,3物理课程的学习能够提高学生参与社会问题的决策能力,在物理学中，每一个概念的建立过程，每一个规律的发现过程，每一项技术的发明过程，都是对学生进行创新意识培养的典型案例。前苏联著名物理学家卡皮查认为：数学和物理是培养学生创造性思维能力最合适的学科

17、，而物理和数学相比更接近生活。在实践能力的培养方面，物理课程更具有得天独厚的条件。,4物理课程的学习能够增强学生的创新意识和实践能力,如前所述，随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展，继而推动了人类文化的变化。在物理课程中，学生通过对物理学内容及技术应用的学习，可以体会物理学的发展对人类文化、社会的影响，认识科学、技术与社会的关系。,5物理课程的学习能提高学生对物理学在促进科技进步和经济及社会发展的作用的认识,

18、6物理课程的学习有助于学生科学世界观的形成和科学价值观培育,好奇心、怀疑、探究、实证、锲而不舍，是科学家在物理学研究中表现出来的崇高的科学精神，也是对学生进行科学世界观和科学价值观培育的极好的素材。,好奇,即能从“司空见惯”的事物和现象中发现自己感兴趣的问题，进而努力探究。,怀疑,即不迷信前人和“权威”的结论。怀疑精神也就是批判精神，其对立面是盲从、轻信。,实证,即对好奇所产生的假想和怀疑的对象进行证伪验真，也就是解决所提出问题的能力。,不断进取、锲而不舍,即对自己探究的结果，自信并有恒心。,探究,即对科学现象进行探索和研究其本质，刨根问底、探明科学规律的过程。,三、物理课程改革,单一，评价机

19、制尚未健全。重视外在的评价，忽视学生内在的自我评价，“轻过程、重结果”现象十分严重，导致物理学习的诸多目标难以落实。,（一）现行物理课程存在的主要问题,1课程目标,过于关注知识与技能,对于科学过程和方法、情感态度、价值观教育和实践能力培养方面的要求过于抽象，缺乏针对性和导向性。,2课程结构,过于单一，重视必修课程，忽视选修课程和实践活动，课程缺乏弹性和选择性，不能适应和满足不同基础学生的发展需求。,3课程内容,难、繁、偏、旧和过于注重书本知识的状况，存在脱离学生生活经验和社会实际的倾向，学生物理学习的分化现象比较严重，在一定程度上抑制了学生物理学习的兴趣。,4学习方式,以接受学习为主，对“听、

20、记、背、练”的方式习以为常，围绕“应试”展开的重复演练日趋严重，学生动手实践和探究的机会，分析、解决实际问题和合作交流的能力得不到应有的锻炼。,5评价方式,（二）物理课程改革的目标,1、改变课程过于注重知识传授的倾向,强调形成积极主动的学习态度,使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。,2、改变课程结构过于强调学科本位、科目过多和缺乏整合的现状,整体设置九年一贯的课程门类和课时比例,并设置综合课程,以适应不同地区和学生发展的需求,体现课程结构的均衡性、综合性和选择性。,3、改变课程内容难、繁、偏、旧和过于注重书本知识的现状,加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技

21、发展的联系,关注学生的学习兴趣和经验,精选终身学习必备的基础知识和技能。,4、改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。,5、改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能,发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。,6、改变课程管理过于集中的状况,实行国家、地方、学校三级课程管理,增强课程对地方、学校及学生的适应性。,四、 物理课程标准,以“课程标准”代替目前的“教学大纲”，至少包括了以下四个方面的理解和考虑。 1.课程的价值取向从精英教育转向大众教育

22、 2.课程目标着眼于学生素质的全面提高 3.从只关注教师教学转向关注课程实施过程 4.课程管理从刚性转向弹性,（一）从教学大纲到课程标准,1课程标准主要是对学生在经过某一学段之后的学习结果的行为描述，而不是对教学内容的具体规定（如教学大纲、教科书）。 2它是国家制订的某一学段的共同的、统一的基本要求，而不是最高要求。 3学生学习结果行为的描述应该尽可能是可理解的、可达到的、可评价的，而不是模糊不清的、可望而不可及的。 4它隐含着教师不是教科书的执行者，而是教学方案（课程）的开发者，即教师“用教科书教，而不是教教科书”。 5课程标准的范围应该涉及作为一个完整个体发展的三个领域：认知、情感、技能，

23、而不仅仅是知识方面的要求。,（二）课程标准的性质,课程标准是什么？我们这里不想给课程标准下一个严格的定义，但是下面几点对于理解课程标准的性质是有帮助的。,（三）物理课程标准的框架 课程标准的框架是指课程标准的具体格式。,表1-1课程标准与教学大纲的框架结构比较,1课程标准与教学大纲的框架结构比较,2物理课程标准的框架结构,这一部分对物理课程的性质、价值与功能做了定性描述，阐述了物理课程的基本理念，并对课程标准的设计思路做了详细地说明。,(1)前言部分,(2)课程目标部分,这一部分内容明确了物理课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三方面的课程总目标和具体目标。把过程与方法、情感态度与

24、价值观作为课程目标，是新课程的突出特点。,(3)内容标准部分,这一部分以科学探究和科学内容两方面来阐述。课程标准将科学探究列入内容标准目的是将学习的重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、事实求是的科学态度和敢于创新的探索精神。学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学思想和精神。 科学探究过程包括七个要素：提出问题；猜想与假设；制定计划和设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。,(4)实施建议部分,考

25、虑到课程实施的各个环节，课程标准提供了教与学的建议、教材编写建议、评价建议、课程资源开发与利用建议等。,（四）物理课程标准的设计 1义务教育物理课程标准的设计,提高全体学生的科学素养,注重学生发展，改变学科本位 从生活走向物理，从物理走向社会 注重科学探究，提倡学习方式多样化 注意学科渗透，关心科技发展 构建新的评价体系,知识与技能 过程与方法 情感态度与价值观,义务教育阶段的物理课程培养目标,义务教育阶段物理课程的基本理念,义务教育阶段物理课程目标,内容标准,科学探究,科学内容,课程实施建议,科学探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等要素,科学内容含有三个主题：物质、运动和相互作用、能量,教学建议 教科书编写建议 课程资源开发和利用建议 学生学习评价建议,2高中物理课程标准的设计,进一步提高全体学生的科学素养，满足全体学生的终身发展需求,课程目的：提高全体学生的科学素养 课程结构：注重共同