第六章-物理教学过程与教学方法

第六章物理教学过程与教学方法1中学物理教学过程的特点2中学物理有关概念和规律的教学过程3中学物理教学中的问题设计4物理教学方法简介1中学物理教学过程的特点1.1从系统科学角度看中学物理教学过程1.2从认知心理学角度看中学物理教学过程1.3从课程目标看中学物理教学过程中学物理教学过程离不开学习者个体感官与大脑的相互作用，离不开人与人、人与物、人与环境间的相互作用，其最佳效果是教学的有序和发挥整体功能；中学物理教学过程是一个动态变化过程。信息的交流、转化（如学生的形体语言、教师激起感知的演示、启迪思维的提问等等）贯穿于始终，而且，这种交流与转化的激烈程度，在某种意义上能反映课堂教学过程的生动活泼程度。1.1从系统科学角度看中学物理教学过程1.2从认知心理学角度看中学物理教学过程从认知心理学角度看，中学物理教学过程首先，是学习者起自我调节作用的平衡过程其次，应当成为培养和提高学生元认知能力的过程元认知：主体对自身心理状态、能力、任务目标、认知活动等多方面因素进行反思，这种以自身认知过程和认知结果为对象，以认知活动的调节和监控为外在表现的认知，称为元认知。作为中学物理教师，可以通过“心理建模”的三个步骤来培养和训练学生的认知策略、元认知能力等，即：（1）给学生展示有关的推理过程；（2）让学生对推理的过程有明确的意识；（3）集中让学生应用推理的技巧，让学生学会如何将问题解决过程进行内化、回忆，然后归纳为不同的内容。1.3从课程目标看中学物理教学过程科学探究既是课程目标，又是中学物理教学过程中一个重要的教学方式。科学家的科学探究实际上是获取物理经验（个体作用于物体，从而抽象出物体的特征）和数理逻辑经验（个体作用于物体得出的动作间的关系－－主体的动作经验）的过程。学生学习过程与物理学家探究活动的不同仅仅在于教学活动是有组织、有目的、有计划地进行，可以少走弯路、风险小、难度不大、效率高而已。因此，中学物理教学过程要尽可能多地暴露物理学家的思维过程。作为物理教师，应该创设有利于学生物理学习的环境，即在中学物理教学过程中，通过物理事实，引导学生自己去动作于客体，经历类似物理学家的探究过程，让学生多有些物理体验。从系统科学角度看：中学物理教学过程是一个教学系统各要素相互作用的动态变化过程。从认知心理学角度看：中学物理教学过程既是一个学习主体起自我调节作用的平衡过程，又是一个培养和提高学生元认知能力的过程。从物理课程目标上看：中学物理教学过程应当是学生经历类似物理学家的科学探究的过程。2中学物理有关概念和规律的教学过程2.1物理概念的教学2.2物理规律的教学2.1物理概念的教学物理概念教学过程一、概念引入的常用方法：（1）从生活实际引入如：引入“惯性”概念时，引导学生观察乘坐汽车的过程中，汽车刹车、加速、拐弯时所发生的现象，通过分析引入“惯性”概念，学生易于接受。（2）从实验现象引入如：“浮力”概念引入前，先做一个演示实验：在弹簧秤下悬挂一个重物，手向上托重物，弹簧秤示数变小；再把重物放入水中，可观察到弹簧秤的示数也变小了。据此引入“浮力”概念，学生易于接受。（3）从复习旧知识引入新概念如：从“平均速度”引入“瞬时速度”。要确定某一点的瞬时速度，可在该点附近取一小段位移，求出平均速度，当位移足够小，或者说时间足够短，所得的平均速度就等于该点的瞬时速度。（4）类比法引入概念如：“电压”概念引入前，讲清水流与水压的关系，再通过类比，引入电流与电压的关系，从而引入“电压”概念。这种方法，形象生动、学生易于理解。（5）通过物理故事引入概念：如：在引入“大气压”这个概念时，可介绍马德堡半球实验的故事。在引入“磁场”概念时，可讲述我国古代四大发明之一的“指南针”的故事。在引入“电磁感应”概念时，可介绍法拉第本人及其在物理学上的杰出贡献等事迹。通过物理故事，激发学生的学习兴趣，加深对概念的认识。（6）通过问题引入概念如：在引入“密度”概念时，老师先提出问题：“有人说铁比木头重，这句话对吗？”让学生讨论，有的学生说铁比木头重，还举出一些例子说明；有的说不一定，但又讲不出道理；有的则没有办法肯定。老师在学生争论的基础上，归纳出物重与跟构成这种物体的物质有关外，还跟其体积有关。指出：体积相同的铁比木头重。据此引入“密度”概念。这种方法，引起学生争论，使课堂气氛活跃，收效甚好。（7）由逻辑推理引入新概念如：“电场”和“磁场”这两个概念是由逻辑推理的方法引入的。由力的概念可知：力是物体对物体的相互作用，通常物体间发生作用时，都是直接接触的，而电荷对电荷的作用、磁极间的相互作用，没有直接接触。那么电荷间、磁体间是怎样发生相互作用的呢？由逻辑推理可知，电荷周围和磁体周围的空间存在着一种特殊的物质——电场和磁场。这样引入电场和磁场的概念，便于学生理解。二、形成概念时应注意的问题（1）准确性（2）直观性（3）简洁性三、巩固、理解概念时应注意的问题（1）抓住概念的本质特征，理解概念（2）理解物理概念的物理意义（3）理解概念间的联系与区别物理概念的教学大体经历以下三个阶段：（1）恰当地引入物理概念：让学生通过感知、发现问题，形成表象；（2）准确地形成概念：让学生通过思维、分析问题，实现抽象；（3）巩固深化物理概念：让学生通过运用、解决问题，完善认识。2.2物理规律的教学物理规律的教学大体经过四个阶段：（1）提出问题（2）探索规律（3）讨论规律（4）运用规律“电磁感应现象”教学中的提出问题：（1）导线在磁极间做某种运动时，连接在电路中的电流表会显示出回路中有电流产生；（2）当磁铁插入或拔出线圈时，与线圈相连的电流表会显示出有电流产生；（3）当改变原线圈中的电流时，与副线圈相连的电流表会显示出有电流产生。思考：这些现象有些什么共同的、比较固定的特征？－－问题提出来了“电磁感应现象”教学中的探求规律：三个实验现象的共同点：在与电流表相连的回路所包围的区域中，如果磁场有了变化，电流表会显示出有电流产生。问题演变为：研究穿过闭合回路的磁通量的变化率与感应电流间的关系总之，提出问题，作为物理规律教学的第一阶段，起到认知定向作用，即让学生明确建立某一物理规律的目的与具体方向。学生的思维活动将围绕提出的问题展开。同时，创设良好的物理情境，是提出问题的前提。探索物理规律的过程即是运用物理科学方法的过程。因此，在物理教学中，教师不仅应教知识学知识，还要教方法学方法。讨论规律即是指在用规范的物理语言（文字的或数学表达式的）简洁准确地表述出物理规律之后，要全面、深入地理解规律所反映的内在联系和必然趋势。在运用规律的教学阶段，教师有责任精心选择能加深理解规律的例题和习题提供给学生，还要正确引导学生去明确新学规律与学过的有关规律间的区别和联系。3中学物理教学中的问题设计问题设计的目的：（1）引起兴趣和吸引注意力；（2）发现问题及检查；（3）回忆具体知识或信息；（4）课堂管理；（5）鼓励更高层次的思维活动；（6）组织或指导学习。即，问题设计是以触发或形成学习者的回应为目标的。信息题（情景题）“估测压力锅内水的温度”设：估测24cm的三星牌压力锅加盖限压阀后沸腾时，锅内压强和温度。首先进行实际考察。当沸腾时，大量蒸汽顶起限压阀从四个小孔喷出，忽略阀的上下振动和转动，将其近似看成力学平衡状态。其次，进行力的分析。其中p0为大气压强，p为所求锅内压强。S为阀座排气孔面积，M为限压阀质量。由力学平衡条件可得：Ps=p0s＋MgP=p0＋Mg/s＝p0＋4Mg/πD2估测：M＝0.1kg，阀座排气孔内径D＝3.5mm，取p0＝105pa可得：p＝2.0×105pa最后，从有关资料如：物理学常用数表中可查出锅内的温度为1200C上述问题的解决，是从真实情境出发，通过简化把压力锅限压阀的物理状态抽象为三力的力学平衡状态模型。该“理想化模型”的创设，包括了合理进行简化、分解、抽象等从原型到模型的重要步骤，该问题的解决使得“物（限压阀）”与“理（在大气压、自身重力、压力锅中喷出的蒸汽压作用下在竖直方向上处于平衡状态）”结合在一起，可使学生领会到模型化方法与隔离体方法的使用。总之，设计问题不是让学生听现存的答案，而是在激发学生好奇心和学习兴趣的基础上，使学生积极地运用假设、搜集证据、提出解决方案。学生能否就问题去思考、去动手、去体验，以形成探究式学习，关键是能否在教学过程中，紧密结合学生的日常生活、生产过程和社会提出一系列与物理相关的实际问题。从这个意义上讲，物理教学方法的优化在于问题设计。4物理教学方法简介4.1物理课堂教学的基本技能4.2教师的教法4.3学生的学法4.1物理课堂教学的基本技能（一）课堂引入：即在课堂教学开始时，教师引导学生进入学习的行为方式。成功的课堂引入能集中学生的注意力，引起学生的学习兴趣，达到承上启下、开宗明义，把学生带入物理情境，调动学生积极性，为完成教学任务创造条件的目的。实际教学中，中学物理教师常采用直接引入法、问题引入法、复习引入法、实验引入法、资料引入法、类比方法引入、“猜想”引入等等（二）课堂教学的展开对物理问题的展开有两种方式：（1）实验展开：以“问题－－实验－－观察－－原理－－运用”几个环节将问题展开，突出以实验为主要手段，创设与物理问题对应的物理情境。以实验方式展开时，教师首先引导学生设计出能够研究所提出的物理问题的实验，也就是能够验证“猜想与假设”的实验，然后根据自己的设计去做实验，去归纳得出结论。（2）逻辑展开：以“问题－－结构（1）－－原理－－结构（2）－－运用”几个环节将问题展开，突出逻辑结构的分析，由物理问题引向知识的建构。以逻辑方式展开时，教师以问题开头，引发学生积极参与思维，以问题穿针引线，推动学生思维深化，最后形成新的物理认知结构。（三）课堂总结的技能物理课堂总结的常见形式：（1）系统归纳式（2）比较记忆式（3）首尾照应式（4）针对练习式（四）课堂提问与课堂调控课堂提问：在中学物理课堂教学过程中，无论在引入阶段、展开阶段还是总结阶段，向学生提出问题，要求思考和回答。课堂调控：在课堂教学中，为保证教学任务的顺利完成，教师对学生进行的带有约束性的管理。什么样的课堂提问对课堂管理调控是有效的？（1）精心设计问题（2）充分了解学生4.2教师的教法（1）角色扮演法即：给学生提供体验真实环境的机会，让他们站在特定的角色立场上，将自己的行为态度及价值观和教师所赋予的行为态度及价值观进行比较，从而形成正确的科学态度及价值观。（2）调查法如：到工矿企业去了解物理知识在技术上的具体应用；到科研机构或展览馆去了解物理科研的前沿领域；到商店去了解由于物理新知识的广泛应用而推向市场的新产品；到社区居民点去了解各阶层人士在物理方面所具备的科学素养。（3）实验技能法通过模拟科学家进行科学实验的过程，运用学过的基本仪器操作方法和演示、分组实验中的常用方法，依题目要求，让学生进行简单的实验设计，自主地探索问题，创造性的解决问题，从而亲身体验科学家在研究和解决问题的过程中、进行科学实验的过程中的思维活动与心理活动，并获得实验技能的训练和创造能力的培养。其步骤为：1）提出课题；2）确定实验方案；3）实施实验操作（4）资料搜集与专题讨论法首先，学生自主确定学习内容的专题；其次，学生独立阅读文献资料；然后，展开小组讨论，形成专题研修报告；最后，教师对学习水平做出评价。4.3学生的学法（1）会阅读，善思考（2）喜观察，勤动手（3）有合作精神思考题：1、什么是元认知、元认知能力？2、简述物理概念及规律的教学阶段有哪几个？3、简述问题设计的目的。4、什么样的课堂提问对课堂管理调控是有效的？5、简述课堂引入的基本技能有哪些？6、结合本章介绍的教法和学法，谈谈你对教与学优化组合的设想。