福建省2016年物理教师培训《基于学生认知的有效教学案例分析》 （共44张）课件

1、基于学生认知的有效教学案例分析广西教育学院教研部教学的起点：学生已有认知学生的知识和经验。学生的思维方式和习惯。漠视学生认知，物理变成无理案例一：太阳与行星间的引力“无理”教学的问题及解决全球教育展望、中学物理教与学。案例二：楞次定律体验思维困顿，积蓄思维能量物理教师。案例三：牛顿第三定律凸显物理思想，去探究形式化物理教学探讨、中学物理教与学。背景：常态课展示，同课异构。主题：体现过程，关注主体，追求有效。困难：理论课怎么体现新课程理念？特点：温故知新。利用牛顿定律和开普勒定律，进行思维加工，得到太阳与行星间引力，其实是探究。 案例一：太阳与行星间的引力太阳对行星的引力不同行星的公转周期T不同

2、，公式不应出现T，所以要设法消去T。问题1：不同行星的m、r 也不同，为什么不消去m、r？上行下效，以此类推优化思路：公式要尽可能简洁。 包含m、r 、 T 三个变量，能否精简？三者或两两之间是否有关系？回忆开普勒第三定律 ，发现 r 和 T 有关系。消去r 或 T？消去T，式子会更简洁。24TmrFp=优化思路：类比磁铁间的磁力大小，猜想引力与太阳质量M 、行星质量m有关。因此，太阳对行星的引力公式 并未完工。怎样让M出现？以行星为受力物，公式出现行星质量m。如果反过来思考，以太阳为受力物，公式会不会出现太阳质量M？引出问题：行星对太阳的引力？逆向、对称假设问题油然而生由 ，可以概括得出 。

3、问题3：怎么概括？为什么分子相乘？为什么不能相加M+m ？为什么分母不变？为什么不能相乘 ？ 太阳与行星间的引力由 写成等式 ，G是比例系数，与太阳、行星无关。问题4：怎么看出G与太阳、行星无关？症结：采用了比例式，本以为这样的简化可降低难度，但弄巧成拙。优化思路：把比例式展开成等式，展开推导过程。拓展得（C是一个常数） 效果： 不仅让学生口服心服，对知识理解更透彻，而且也培养思维能力，达到三维功效。 案例二：楞次定律实验结果磁铁运动方向N向下N向上S向下S向上原磁场方向磁通量变化感应电流方向感应电流的磁场方向感应电流的磁场方向与原磁场方向的关系A教师学生的困惑：要研究感应电流方向的影响因素，

4、那么记录磁铁运动方向、原磁场方向、磁通量变化三个物理量是合情合理的，因为三者看起来是引起感应电流的因，但感应电流的磁场是感应电流的果而不是因，与研究目的无关，为什么要引入并记录它呢？学生：血缘鉴定、问长辈.教师：类似地，能否找一个与感应电流方向、磁通量变化都有关系的中介量？学生：磁铁运动方向教师：是否可以考虑感应电流的磁场？优化思路：发散、试误：猜测、尝试实验引导、启发：发现：来拒去留，圆环阻碍磁铁。逻辑：阻碍运动感应电流的磁场感应电流的方向。案例三：牛顿第三定律背景：行动研究，改善自身教学。问题：初中学过，如何提升？思路：深化拓展知识；凸显思想方法。第一节课师：每次读数大小相等吗？生：相等。

5、 师：由此可以得出什么结论？生：物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反、同一直线的。问题：实际示数不可能完全相等，学生为何说成相等？学生对选择题式问题习以为常，也练就了察言观色，轻易揣摩教师的心理答案。由一个实验的几组数据就能直接得出普遍结论吗？片面、表面。第二节课师：如果忽略误差，两列数据会有什么关系？生：相等。次数甲（牛）乙（牛）19.209.1628.958.9737.507.4646.526.55问题1：“其他大量实验现象” 是什么？抽象笼统，学生无感觉。退一步看，学生一定需要感知“其他大量实验现象”吗？不完全归纳法。首先从有限现象得出初步结论，然后根据“相似性”推测其他同类现象也类

6、同。既体现了物理研究方法的简洁美，也说明了人类的局限和无奈。由此，不能确保结论的确定性，还有待验证。问题2：两个弹簧秤的每次读数几乎都不相等，为什么忽略误差后就只会变成相等呢？凭目视就能判断两个传感器的弹力曲线完全对称吗？使用软件的镜像功能，绕时间轴翻转任一曲线，可轻易看出两者是否完全重合或对称，为什么不用该功能呢？从深层次上看，是师生都存在定势思维，认为只要数据接近相等，结果就一定会相等。试想一下，假如我们是人类首次探究物体间的两个相互作用力，头脑中没有两力相等的既定结论，谁敢肯定两力一定会相等？应该说，两力相等的确具有很大可能，但会不会还有其他不相等的可能性呢？按照建构主义观点，这有可能。

7、建构主义认为，知识是建构的产物，而不是发现的结果。“发现”意味着，不管你是否发现，它都存在着，具有客观的独立性；而“建构”则意味着，知识是人渗透着主观立场而创造出来的产物，具有主观性、暂时性、可变性、相对性和多样性，这意味着知识可以质疑，可以修正，甚至可以推倒重来。由于省略了重要的“建构”过程，窄化了科学探究，把可能结论唯一化、绝对化，显然有碍于培养学生的质疑、批判和创新精神。优化思路：首先，误差不可避免，而且每个数据的误差方向和大小也无法知道，因此需要我们持开放心态和思维，大胆假设并检验各种可能，相等只是可能之一，而不是唯一。其次，对于各种可能的假设，不仅要用事实进行检验，还要用物理美学思想

8、进行审视。限于课堂时空和器材，这里并非要求学生在课堂上假设并检验各种可能，而是提醒、点拨一下学生，为学生打开一扇窗户，拓展视野，促其警觉知识唯一化、绝对化的思维定势，培养质疑的态度、批判的精神、创新的意识。第三节课师：假如前人没有研究过物体间的两个相互作用力，那么根据这些数据和镜像图，会得出两个力有什么关系呢？生：应该相等、大概相等、可能相等师：如果写成公式，相等就是F甲=F乙。一些同学说应该、大概、可能，还不太肯定，带有猜测性质，是不是意味着还有其他可能关系呢？学生沉默 师变换问题角度：任何实验都有误差，但我们怎么知道误差的方向（正负）和大小呢？例如，甲力9.52N、乙力9.46N，你是怎么

9、得出两力都是9.50N呢？A生：四舍五入。师扩展问题：这是粗略做法，相当于假设9.52N比实际偏大，9.46N比实际偏小。有没有可能9.52N比实际偏小，同时9.46N比实际偏大呢？还会不会有其他可能呢？可以讨论一下，看有什么奇思妙想？B生：一切皆有可能！两个力可能只是接近相等，但不一定相等，可能还有什么复杂关系，但一下想不出来。师类比启发：暂时想不出没关系。这有点类似于我们要搞一台晚会，全班讨论出的方案可能不止一个，它们都有合理性。一样地，如果有时间、有兴趣，我们根据这些数据、图像，也有可能会讨论出几个合理的、可能的关系或公式。如果要优选一个关系或公式出来，我们会选哪个呢？C生：把数据代进去

10、，看哪个公式与数据最吻合。师追问：如果几个公式与数据都比较吻合，怎么办呢？学生沉默师提示：这时物理学家可能会采用美学思想进行取舍，哪个简洁就优选哪个。那么，哪个简洁呢？D生：肯定是F甲=F乙。师：公式F甲=F乙反映的仅是弹簧或传感器之间的弹力。但还有其他力，如摩擦力、重力、电力、磁力等，其他物体也多如牛毛。因此，我们得出的仅是初步结论，如果要得出普遍结论，我们要不要继续观察和实验呢？E生反对：哪来那么多时间？F生建议：那就分成很多组，一组做几个实验，合起来就多了。G生质疑：去哪里找那么多器材？师类比启发：看来没办法在课堂上研究其他情况了。大家想一下，央视每年都发布全国观众对春晚的满意调查结果，这个结果是调查每个观众得来的吗？H生似有所悟：调查一些观众。那我们也不用做那么多实验了，把我们的实验结果推广到其他情况。教师：有道理。虽然我们还没有研究其他情况，但由于自然界同类现象具有相似性，我们是不是也可以猜测其他情况也类似？这种方法其