搜索
“国培计划”2013——曲阜师范大学培训项目初中物理高端备课首都师范大学邢红军博士教授博士生导师2013．12．•讲座的基本内容•一．物理高端备课•二．“密度”概念高端备课•三.“压强”概念的高端备课•四．“物体内能改变”高端备课•五．“功的原理”高端备课•物理高端备课是指以物理课程与教学理论为指导，采用“备课”的形式，研究既符合物理学内在逻辑，又符合物理教学规律，同时符合学生学习规律并接受课堂教学实践检验的教学设计，体现“从物理知识传授到物理方法教育，再到物理思想形成”的核心理念。在此基础上，构筑一线物理教师参与的教学研究交流平台，从而达到物理教育理论与实践真正结合，促进教师专业提升与学生认知发展向高水平跨越的物理教育研究活动。一．物理高端备课•1.教学设计要遵循简单性原则•最简单的，就是最好的。•牛顿：自然界不做无用之事，只要少做一点就成了，多做了却是无用，因为自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因夸耀自己。•爱因斯坦认为物理之美的本质是简单性。阿基米德原理实验需要很多步骤才能做出来，违反了教学的简单性原则。有一步就能做出来的实验吗？有！麦克斯韦说：这些实验的教育价值，往往与仪器的复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。•2.教学设计要遵循直观性原则•最直观的，就是最好的。大气压强的引入，许多老师花了很多心思做很多实验。•在超市买一个装棉被的塑料袋，把2双厚棉被装进去（高大约40cm)，把口封好，然后把吸尘器的吸管对准抽气口，打开开关，1分钟之内，40cm高的2双厚棉被变成了10cm高.•吸尘器只是把塑料袋里面的空气抽走了，谁把棉被压憋了？大气压强！还能展现过程。好极了！•3.教学设计要把科学性与思想性相结合•初中物理教材对“功的原理”的表述为：•使用机械时人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。•即使用任何机械都不能省功。•功的原理（使用简单机械不省功）•为什么？•本质：机械能守衡定律•思想：守衡的思想（不变）•不变的思想•4.教学设计要把具体性与抽象性相结合••功的原理（使用简单机械不省功）•功W=FS就象一个面团子，体积等于底面积乘高，高（F）可以变，底面积（S）也可以变，但体积（W）不变。自然界中有些东西是不变的（守恒的），包括人，每个人的DNA不变。•5.教学设计要明确科学方法•每一个物理知识都要借助于科学方法而得到•以“密度”为例•比值定义法•基本思想是比较，关键是选取相同的标准。•依据是什么？科学方法中心理论科学方法中心论科学方法科学现象延伸与应用科学知识数学图知识方法结构图•6.教学设计的每一步都要有依据•（依据就体现了逻辑）•以“液体压强的大小”为例•演绎推理的科学方法•必须特别强调、显化科学方法。•7.教学设计要把握教师的主导作用和学生的主体地位•具体来说，•教师讲哪些？•哪些不讲？•如何把握？•依据是什么？•教学过程的自组织转变理论。•一句话;•把学生送到思维转变的临界区域我们认为，采用协同学可以较好地描绘教学过程的机理，从而更科学地理解学习过程的规律性，并完备地认识教学主客体关系的真正意义。•根据协同学理论，教学过程从无序到有序的转变可以分为被组织和自组织两个阶段。在教学过程的大部分时间里，系统都处于被组织阶段。在这一阶段，教师的讲授、引导、启发属于系统的控制变量，控制变量对系统能否发生相变起决定性作用，如果系统没有到达临界区域，就根本没有出现相变的可能性。因此，协同学认为：外界条件对于系统能否发生相变有着决定性的意义。从这里，可以清楚地看出，在教学过程的被组织阶段，只有通过教师的教学活动，才能使学生的学习系统向临界区域过渡，才能促使各个子系统完成量变的积累并最终达到质变。因此，我们认为，在教学过程的被组织阶段，教师起主导作用，是教学过程的决定性因素。•同样，依据协同学理论，当教学过程进入从被组织向自组织转变的临界区域时，教学过程的转变不再需要外部指令。在这一阶段，只有通过学生的自主学习活动，才能使学生大脑中的大量子系统自行组织起来。此时，系统中一个随机的微小扰动或涨落，借助于非线性相干和连锁效应被迅速放大，表现为整体的宏观巨涨落，导致系统发生突变，使学生的大脑越过临界区域，形成新的有序结构，从而完成对知识的真正掌握。因此，我们认为，在教学过程的自组织阶段，学生起主导作用，成为教学过程的决定性因素。•从协同学的观点看，教学过程的主要子系统——学习系统（学生）的演化规律决定着教学的主客体关系。因此，只有学生才是教学的主体，教师、教材和环境都是教学的客体。对这一观点的正确理解是：教师是客体并不等同于只起非决定性作用，学生是主体也并不意味着都起决定性作用，它们在教学过程的不同阶段分别起决定性作用。这一观点的重要意义不仅在于确定了教师与学生之间的主客体关系，而且在于确定了双方在教学过程不同阶段的决定性作用。如下表。教学过程教师（客体）学生（主体）被组织阶段决定性作用非决定性作用自组织阶段非决定性作用决定性作用•8.体现学科特色与教学特色•你所教学科的特色是什么？•必须要清楚，并体现在你的教学设计之中•如，语文教育就不能完全按照认知心理学的规律来进行教学。语文是一门‘心灵’的学科，不能将语文当作‘语知’让学生来认识，而要“以心会文”，“以情感悟”。••叶圣陶先生认为，感比知深一层。•“知”是我与事物对立，从我知彼•“感”是我与事物相融合，彼此不分以心会文以情感悟原诗曲径通幽处，禅房花木深永达旅游——江西乐安千年古樟林永达传媒4000—86—4000高铁坐椅背后的广告曲径通幽处(啤酒)，驻足品美景(苍蝇）曲径通幽处，斜阳照深林••物理学的特点：•1.是一门实验科学；（实验）•2.是一门严密的理论科学；（理论）•3.是一门定量的精密科学；（数学）•4.是一门具有方法论性质的科学（方法）•5.是一门应用广泛的基础科学；（应用）•初中物理教学设计要紧紧围绕5个特点进行。•什么是能力？•能力的结构是什么？•怎样围绕着物理能力进行教学设计？9.掌握知识与发展能力统一•依据形式教育说与实质教育说相统一的思想，我们认为人的智力，就相当于人的能力的“硬件”，而人们通过练习而巩固的、自动化了的动作或智力的活动方式——技能，也相当于人的能力的“硬件”。由于这两者均是人的大脑的功能，因此，我们定义其为“硬能力”。而人们通过后天学习在大脑中拥有的知识、科学方法所形成广义知识结构----即认知结构，其功能就相当于人的能力的“软件”，因此，我们定义其为“软能力”。•在能力结构中区分“硬能力”与“软能力”有着重要的意义。因为根据这种区分，我们不仅清楚了能力中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性，更为重要的是，进一步明确了在能力因素中，智力的提高和技能的形成主要是靠训练而达成的，而能力因素中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使学生掌握。由此，我们提出能力的组成结构。•智力+技能+认知结构（知识+科学方法）→能力•上式中的智力包括注意力、观察力、记忆力、思维力和想象力，其中思维力是智力的核心。思维的过程主要有分析、综合、抽象、概括等。思维的形式主要有概念、判断和推理等。技能包括动作技能和心智技能。认知结构包括知识和科学方法。可以用表3概括如下。•表3：能力的分类及构成因素•我们认为，“智力----技能——认知结构”能力理论的提出，不仅融合了形式教育说（智力+技能）和实质教育说（知识+科学方法），而且与心理学的理论是一致的。定义分类成分培养方式能力硬能力智力、技能训练软能力知识、科学方法传授、探究或发现物理能力理论1.观察、实验能力；2.物理想象能力；3.物理思维能力；4.物理运算能力；5.运用物理知识和科学方法的能力。初中物理教学设计要紧紧围绕5个能力因素进行高考物理能力理论•理解能力•推理能力•分析综合能力•应用数学处理物理问题的能力•实验能力•抽象概括能力呢？•课堂教学设计不能以感性经验为依据，而要以先进的教育思想和教育理论为指导，这样才能以先进的教育理论来规范教学实践，提高教学质量，以减少实践的盲目性，增加自觉性。正是为了发挥理论的指导作用，教学设计又必须把理论转化为教学行为，给出教学流程，明确可操作的方法。10.理论指导性与实践操作性相统一•有人提出：•绕开理论，直达实践•开玩笑（我的评价）•不愿学习理论的人，学不进去理论的人为自己开脱•没有理论的教学设计如同•瞎子摸象学习什么样的理论？•关键在于，学习什么样的理论？•有用的理论•实用的理论•朴实的理论•简洁的理论学习什么样的理论？•教学自组织理论•科学方法教育理论•物理能力理论•原始物理问题教学理论•先整体思考，后要素分析。没有要素分析的综合是肤浅的，难以揭示事物的本质，而只有要素分析，没有综合，必然是孤立的，并且缺乏整体功能。因此教学设计既需要以整体为背景进行要素分析，又需要以要素分析为依据进行综合优化，使教学系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。11.整体设计与要素分析相结合其中红色箭头为主要教学思路.摩擦力的教学整体设计深入影响滑动摩擦力大小因素摩擦力增大和减小摩擦的方法1.压力大小滑动摩擦探究1分类静摩擦滚动摩擦应用2.粗糙程度3.接触面大小探究2探究3摩擦力引入•反映教学过程的发展是有客观规律的。只有规范才能保证教学质量和教学效率。但新思想、新理论的运用又必须创造，创造是对规范的完善与发展，二者是可以兼顾和统一的。•12.规范性与创新性相结合其中红色箭头为主要教学思路.摩擦力的教学整体设计深入影响滑动摩擦力大小因素摩擦力增大和减小摩擦的方法1.压力大小滑动摩擦探究1分类静摩擦滚动摩擦应用2.粗糙程度3.接触面大小探究2探究3摩擦力引入•研究摩擦力的大小与接触面的关系•就是创新设计！•把力传感器引入就是创新•教材上没有•与学生的物理直觉不一样•可以培养学生的思维能力13、自然认知与社会认知相结合•个体在成长阶段（从婴幼儿到青少年），由于社会文化因素的影响，使其在对待自己以及对待别人的一切行为，随年龄增长而逐渐变化的过程。这一过程也称之为社会化。个体在社会化的过程中，由原本单纯的自然人，通过社会环境中与人、事、物的交互作用，而逐渐学会认识自己、了解别人，并进而在人际关系中学会如何待人、律己、循规、守纪等符合社会规范的一切态度、观念和行为。•学校教育对儿童社会行为发展的研究与了解，与认知发展同样重要。社会认知•正确对待自己•正确对待他人•正确对待社会•改变不了他人，改变不了社会，但可以改变自己班杜拉的观察学习理论•在价值或行为准则的形成过程中，说教的方法无效，班杜拉的观察学习理论最适合解释这类学习。四川雅安地震英语女教师在生与死的关头•让学生先走，自己后走•全国教师的楷模•师德灵魂的真实展现，可歌可泣。班杜拉的观察学习理论•班杜拉把观察学习分为注意、保持、复制和动机四个过程。•注意过程：是对观察对象的特征以及活动的探究和知觉；•保持过程：是将知觉到的行为转化为表象、符号等心理表征，进行编码，加以存储。班杜拉的观察学习理论•3。复制过程：是将头脑中关于行为的表象、符号等表征转化成适当的行为。•4。动机过程：是在各种信诱因的激励下，决定是否观察某种行为，编码、维持、模仿有价值的行为。•其中强化起着重要作用。14.教师与学生相互协调•教学过程既是施教过程，又是学习过程。教学设计的关键是要促进两者的交互与协调，但交互的出发点与落脚点都应该以促进学生的全面发展为目的。•科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的思维方式和行为方式，是人们认识和改造自然的有效工具。在科学发展史上，作出创造性贡献的科学家，除了具有博大精深的理论知识外，还掌握了先进的科学方法。•科学课程整体上是由科学知识和科学方法组成的，通过科学方法揭示科学知识的获得和应用过程，并对科学知识在科学技术发展中的作用进行解读，有利于学生了解人类对自然界的认识，扭转传统科学教育由于缺乏科学方法而展现给学生被歪曲的科学世界图象，从而实现学生智力发展与知识体系建构之间的平行和同步。15.