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北京市高中新课程物理学科教师培训2009年8月课例展示与评析北京市基础教育课程改革实验工作领导小组一.介绍体现物理教学基本特征的教学案例二.观看一节完整的探究课——《探究小灯泡的伏安特性曲线》三.对新课程理念的物理教学做些研讨物理教学的基本特征:以创设问题情境为切入点，以观察实验(事实)为基础，以培养学生思维能力为核心，以培养学生科学探究能力为重点。---心向、动机--物--事实证据--理性思维目标--科学素养理物理教学的内在规律一、体现物理教学基本特征的教学案例案例1：《汽车安全与牛顿运动定律》牛山一中：曲海涛（一）以创设问题情景为切入点案例2：“力的分解”------西城159中张京坤引入：绵线断钢丝案例3：匀变速直线运动规律的应用北京94中李兆锋用协和客机失事的视频引课：当起飞在跑道上速度达到328km/h时，机长接到塔台传来消息:飞机尾部起火。但是，机长还是拉起了飞机。【问题1】飞机尾部起火，机长为什么还是拉起了飞机？【问题2】如果采取制动措施，还需要多长的跑道才能停下来？【问题3】飞机跑道的长度如何设计？【问题4】为了起飞安全，除了延长跑道长度外，还可以采取什么方法？【问题5】如何提高喷气式飞机的制动效果？【问题6】本起空难的起因是什么？案例4：关于加速度的教学位置位置变化位置变化快慢位移速度速度变化速度变化快慢加速度如何描述——落实学生的主体地位，引导学生建构物理知识（二）以观察实验(事实)为基础认识论：实践—认识---再实践—再认识实践是检验真理的唯一标准归纳要以事实为基础，演绎结果要用实验检验。认识过程：更多观测更多问题更多理论更多理解理性思维与实验相结合例1：牛顿第三定律教学——密云二中高丹观察实验事实进行归纳例2：实验教学大赛展示平抛物理过程例3：圆周运动的实例分析——顺义一中：鲁辉体验离心现象、克服教学难点（1）在电梯中称体重实验（2）带孔的水瓶下落实验例4：关于超重失重实验(3)微重力状态下的蜡烛(4)微重力状态下的水银丰富感性认识，成物理图景，提高学习兴趣（三）以培养学生思维能力为核心例1：关于超重失重的教学观看完在电梯称体重的视频后，引导学生思考这样一些问题：（1）你看到了什么？（2）在电梯升降过程中，电梯的运动状态是如何变化的？（3）体重计的示数变化是说明物体所的重力发生了变化吗？若不是，反映了什么？（4）体重计示数为什么会有这样的变化？例2：关于质点的教学，把运动员姚明作为研究对象，提出问题：如果我们要研究姚明在投篮时的肢体动作，能否把他看成质点？如果要研究姚明在打篮球时的跑位、站位情况，又是否能把他看成质点？例3：自由落体运动教学在讲完伽利略用“落体佯谬”理想实验否定亚里士多德的落体观念之后，提出这样的问题：？mM问:在当时不能获得真空的条件下，伽利略是怎样知道轻重不同的物体在真空中下落的情况呢？再介绍伽利略的一个理想实验水银金铅木水空气真空速度差别随介质的密度减小而减小→物体在真空里下落同样快。B感方向启发：B原、φ原、I感不是同一类物理量，不好比较转化：I感→B感B原与B感为同类物理量，可以比较。例4：楞次定律教学（四）以提升学生探究能力为重点例：关于摩擦力的教学-----顺义一中：李晋云1.培养学生的问题意识缓慢拉动木板，观察实验现象，提出问题：(1)第一阶段，木块和木板相对静止时，弹簧秤的示数如何变化？(2)第二阶段，木块和木板相对运动时，弹簧秤的示数又怎样？(3)两个阶段中的摩擦力有什么不同？(4)如何定义两个阶段中的摩擦力？(5)如何确定静摩擦力的方向？(6)如何确定滑动摩擦力的方向？(7)静摩擦力的大小怎样确定？(8)猜想滑动摩擦力的大小与哪些因素有关？(9)如何才能确定滑动摩擦力与其中一种因素的关系？(10)用什么实验方法能研究滑动摩擦力大小取决的因素？教师要有创设问题情境的技能：①教材直接给出的问题；②物理学发展过程中遇到的问题；③针对实验现象提出的问题；④利用多媒体手段展示物理情景提出问题；⑤针对学生的一些生活经验提出的问题；⑥针对学生的一些错误观念提出的问题；⑦针对学生对物理知识的理解情况提出问题；⑧针对学生已有的知识体系设计问题；⑨针对物理习题提出问题；⑩打破教材的讲解体系设计问题；⑾由老师向学生提问题变为学生向老师提问题；⑿由老师设计问题变为学生自己设计问题。例1：探究加速度与力的关系F(1)a与F的关系？（2）如何测a和F?怎样控制变量？（3）a与F关系的猜想？（4）a与F的实际关系aF（5）实验结论？a与F不成正比（6）对实验的反思？没有考虑摩擦力（7）新的猜想？（8）摩擦力的影响怎样消除？平衡摩擦力？测出摩擦力后减掉？2.强调过程与方法例2、探究弹性势能的表达式西城理论探究——用微小量求和的办法，求变力功，进而求出弹性势能。F/Nx/m（1）猜想弹性势能取决的因素（2）弹性势能与形变量是否成正比？（3）如何寻找弹性势能与形变量间的关系？L0x用实验验证重力势能向弹性势能转化EPx/m0EPX2/mEP=ax20处理实验数据还可用图象法处理数据提出问题猜想理论探究实验验证实验设计实验操作数据处理结论二.观看一节完整的探究课——《探究小灯泡的伏安特性曲线》本节课的特点◆教学过程科学合理通过演示实验进行猜想电阻是变化的在初中电学的基础上设计电路进行实验探究发现没有电压较小数据问题进一步探究实验的电路再次实验探究小灯泡伏安特性曲线对得到的数据进行分析讨论探究小灯泡伏安特性曲线非线性的原因用探究得到的结论对本课开始时的实验进行分析——体现了科学探究的过程特征：问题—证据—解释—评价—交流●问题情景的创设巧妙：呈现小灯泡电流随时间变化的图线小灯泡的电流为什么会变化可能由于小灯泡的电阻变化而引起怎样研究小灯泡电阻的变化情况呢可以通过小灯泡的伏安特性曲线（质疑）（猜想）（类比）（再质疑）●常规实验有所创新特大号变阻器●现代技术合理应用◆彰显物理学科特色——物理教学的基本特征——事实证据——理性思维物理（以实验为基础）（以思维为中心）这是物理学科的魅力所在，也是物理教学的价值所在。培养求真的科学态度,学会科学的思维方式。启发与探究相结合◆三维目标定位准确，教学过程真实有效。真实的情景真实的问题真实的探究真实的活动真实的收效1．审视教材的视角发生变化：由从知识角度看教材发展到从思想、方法、观念角度看教材。2．教学素材的选取发生变化:原来比较关注知识素材，现在对物理思想素材、物理文化素材也给予了足够的关注，将科学文化与人文文化相结合。注意将物理学史作为素材，注意背景知识的介绍，注意体现物理思想的孕育过程。3．教学过程设计与教学方法发生了转变:注意将科学过程与教学过程相统一,由课堂讲物理变为多通道研究物理.在教学中注意将问题与方法贯穿在物理教学过程的始终。三.对新课程理念的物理教学进行一些研讨（一）新课程理念下给物理教学带来的变化4．教师的教学境界得到提高：由灵活处理知识教学中重点、难点提升到灵活恰当地渗透科学思想、科学观念。由知识境界提升到科学境界、哲学境界。5．教学任务是否完成的标志发生了变化：由原来看学生是否掌握了知识、是否会做有一定难度的习题，到现在还要看在科学思想、科学方法、科学观念上是否使学生得到启迪？科学素质是否得到良好的培养？1.牢固树立探究式教学理念,进一步加强探究式教学（二）物理教学努力的方向国际上研究者把科学探究分为六种类型：实验性探究理论探究基础测量的探究工程设计性探究技术设计性探究开放性的探究。开展多种形式的探究教学实验探究教学也有多种形式(1)实验---归纳探究模式：实验观察→事实知识→排除分类→归纳→结论(2)猜想---反驳探究模式：问题→猜想→反驳→评判(3)假说---演绎探究模式：问题→搜索事实→形成假说→推论→检验推论→结论(4)问题----解决探究模式：实际问题→收集方法→分类归纳→形成假说→实验检验借鉴美国国家新的科学教育评价体系1.识别科学原理包括：描述、测量、分类观察、陈述再认正确的科学原理、证明相关科学原理之间的联系、证明原理不同表达形式和数据、模型之间的关系。2.使用科学原理包括：解释观察的现象、预言观察的现象、提出一个说明科学原理的例子、计划、分析或评估两取一的解释或预言。3.使用科学探究包括：设计或评论科学研究的各个方面、使用适当的工具或技术进行科学探究、确定数据表示的方式和与数据相关的理论模型、使用证据确认或评论关于解释和预言的结论。4.使用科技设计包括：提出或评论问题的解决方法，给出标准和科学的系统规定参数、在设计决策和多个解决方案中进行科学取舍、应用科学原理或数据预期科学设计决策的效果。从“疑、趣、情”三个角度创设问题情景“疑”——造成疑点或悬念，学生学习的内在动力；“趣”——增加趣味，激活思维；“情”——良好的情感氛围。2.要牢牢抓住物理学科教学的基本特征注意提高创设问题情景的有效性问题设置的目的性、针对性：不能为创设情境而创设情境具有针对性的导入，才能满足学生的听课需要；问题设置的科学性:指两个方面，一是指“为什么”这一类问题;二是指应当是在学生认知能力范围内能够研究的问题。科学问题是能够证伪的。问题设置的启发性与方法性：具有启发性的导入，可以发展学生的思维能力；通过对问题的研究，要有助于学生在探究问题的过程中使学生体验科学思想与方法.问题设置的新颖性、趣味性：具有新颖性的导入，能够吸引学生的注意指向；具有趣味性的导入，可以激发学生的学习兴趣；有助于形成“情理之中，意料之外”的认知冲突。问题设置的挑战性、心理和能力可及性：问题越简单，学生的兴趣越低。在“最近发展区内”直问题设置的观性、体验性、互动性：具有互动性的导入，才有学生的一直参与，而不是等待问题的出现；问题设置的简洁性、节约性：具有简洁性的导入，能够节约时间。问题设置的多样性与整体系列性:因为真正的“科学问题”是一个暗含着理论假说的问题，是启发学生提出更多问题和假说的梯子。促使学生不断发现问题,不是只在开始提出。另外，问题引导，是启发学生的一条重要方法。问题设置的开放与封闭的兼容性:问题的开放性有助于发散学生的思维，但过于开放确又不利于问题的解决。进一步加强实验教学物理实验的功能①丰富感性认识，提高学习兴趣②突破重点难点，理解概念规律③形成物理图景，认识物理过程④启发学生思维，增强探索精神⑤掌握实验技能，学会科学方法⑥培养实验能力，养成良好习惯1.调整实验教学模式，将演示实验改成学生随堂实验2.突出测量性实验的实验设计，加强探究性实验教学3.加强实验思想实验方法的教学4.将理性探究与实验探究相结合5.充分挖掘落实实验在物理教学上的功能6.改进传统实验，开发新实验开发实验例展示物理方法物理学科的方法都有哪些？(1)哲学方法：原因与结果、现象与本质、一般与特殊，绝对与相对，对立与统一，量变与质变、变化与联系。(2)逻辑方法：比较法、分类法；类比法、相似法；分析法、综合法；抽象法、概括法；归纳法、演绎法等。(3)非逻辑的方法：直觉、想象、灵感。（从培养学生的创新意识来讲，直觉和想象应当给予足够的重视）(4)体现物理学特点与思想的方法：观察实验的方法、分析、比较及综合、归纳与演绎、形象抽象及概括、理想化处理、科学假说、模拟研究、等效方法、类比方法、数学方法。(5)解决个别类型问题的具体方法：如隔离法、等效法、守恒法、叠加法，假设法、单因分析法、解决运动学问题的方法，解决热学问题的方法、解决电学问题的方法等等；以及在物理学中用到的具体的数学方法。需要说明的是：在学习物理的过程中，具体、微观的方法需要掌握，而带有物理学方法论性质的方法更需要去领悟。3.发挥物理教学的育人功能知识与技能-----显性落实过程与方法----教学设计的兴奋点---能展现情感、态度、价值观----隐性的--挖掘、内化物理学的文化色彩？（1）进行爱国主义教育①介绍国内外科学家的爱国事迹，学习科学家的爱国精神②介绍我国古今科学家的主要贡献，展示我国古代、现代的技术成果树立民族自豪感③介绍物理发展前沿，培养学生为提高我国科技水平而奋发学习的社会责任感。(2)培养科学情感、态度----塑造科学精