第二章中学物理课堂教学

第二章中学物理课堂

教学过程设计及教案的编写物理学习过程物理教学过程和教学原则课堂教学设计课时计划——教案的编写古代，所谓“学”就是获取知识，所谓“习”就是反复练习。《说文》里说：“习，数飞也。”鸟初学飞，时常数飞不已。可见，我国古代“学习”二字的内涵，主要指获取知识，形成技能。在现代学习理论中，学习是一个含义极广的概念，它是人及动物在生活过程中获得个体的行为经验的过程学习的含义一、学习及物理学习过程学习是个体在生活过程中由于反复的实践和经验的结果，而产生的行为或行为潜力的比较持久的变化（1）学习是经验的结果，只有通过练习、通过体验才能发生学习，(2）学习是由后天的经验和实践引起的行为变化.（3）学习是行为的比较持久的变化，一般指行为水平的提高.（4）学习包括行为潜力的变化，不是所有的学习都表现在外显的行为上。但是，行为潜力的变化迟早要通过操作表现出来，操作把行为潜力变为行为本身。（5）学习是可以间接测量的。例如给学习者先做预测，然后提供某种训练，立即进行后测，预测与后测之差反映了行为的变化，当然在测量中要注意控制训练因素以外的其他因素的影响。我国教育心理学界对学习的分类我国教育心理学界的一种比较倾向一致的分类是根据学习的不同内容和结果把学习划分为以下四种类型：（1）知识的学习，包括学习知识时的感知和理解等；（2）技能及其熟练的学习，主要是运动的、动作的技能和熟练；（3）心智的学习，是以思维为主的能力的学习；（4）道德品质和行为习惯的学习。学习的分类奥苏伯尔（D.P.Ausubel，1914—）是现代认知心理学的著名代表之一，他对学习的分类近年来引起了人们的广泛注意。他首先根据学习进行的方式，把学生的学习分为接受学习与发现学习。奥苏伯尔对学习的分类各学派学习理论对学习的界定行为主义学习理论：学习是指由经验引起的行为的相对持久变化，常用“刺激-反应-强化”来概括。认知主义学习理论：学习是指由经验引起的能力或倾向的相对持久的变化。建构主义学习理论：学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动地建构内部心理表征的过程。学习理论物理学习及物理学习过程物理学习是学生由于与物理环境相互作用的结果，而产生的某些有关的行为或行为潜力的比较持久的变化。使人能够适应现代社会的需要使人能够从事进一步的学习使人的素质得到显著提高学生在物理学习中，将产生哪些行为和行为潜力的比较持久的变化呢？物理学习过程物理学习的过程，从根本上讲是一种认识过程，是学生个体与物理环境相互作用中认识物理世界的过程，亦即学生的物理认知结构发生变化的过程。物理学习的认知过程，是学生个体的物理认知结构与物理环境相互作用的过程。说明①物理学习始于物理环境对学生的刺激。②学生以观察、听讲、阅读等形式接受物理环境的刺激，通过眼、耳、鼻、舌、身等感受器官把环境刺激转变为神经信息。③思维加工的过程可以分为感知物理现象、形成概念掌握规律、解决物理问题三个主要的阶段。④思维加工的各个阶段都同物理认知结构发生密切的联系、相互影响和相互作用。⑤在解决物理问题中，问题的环境刺激经过感受器转变成问题具体情境的神经信息，它以一个支线的形式直接进入解决物理问题的阶段之中，问题的具体情境与认知结构中提供的基本知识或知识组块相互作用，形成解题策略，推动效应器工作，使口或手按一定的顺序和时间完成解题操作。⑥在学生实验中，实验的环境刺激经过感受器转变为实验具体情境的神经信息⑦学生对物理环境的反应，除了可观察到的解题操作和实验操作之外，还应把潜在的反应能力包括在内。⑧从学生与物理环境的相互作用中，可获得学习情况的反馈信息，从而对学习效果进行评价。二、物理教学过程及教学原则教学过程是以师生相互作用的形式进行的，以学生为主体、教师为主导、以教科书为主要认识对象的，实现教学、发展和教育三大功能和谐统一的特殊的认识和实践活动。教师、学生、物理世界（学习内容和媒体，教学环境等）是教学过程中最基本的构成要素教学内容学生的学习基础确定教学目标学习动机学习特点考虑学习过程特点教学原理教师特点课堂环境选择教学方法、媒体形成课时方案——教案进行教-学活动评价、反思教学前教学中教学后某一课时教—学过程模式1、物理教学过程的基本阶段准备阶段（主要是教师的备课过程）备教材：收集相关的教学材料，确立明确的教学目的，选择恰当的教学方法和组织形式，考虑采用的教学手段备学生：了解学生已有的知识水平和心理准备状况，摸清个别差异备自己：调整好自己的心理状态备班集体：了解班集体的状况，使集体充满合作向上的氛围新课教学过程（1）学生对物理知识的感知和发展观察能力阶段——感性认识阶段主是的途径演示实验或小实验，展示挂图、模型、运用投影、录像、电影、计算机等现代教学手段利用教材、课外读物中提供的事实材料以生动形象的语言，唤起学生头脑中的旧知识、经验或对立起未知事物的表象，并使之与新知识结合起来这一教学阶段中教师要努力使学生对该课题的学习感受兴趣，激发学习热情，重点发展观察能力(2)学生对内容的理解和发展思维能力的阶段，这是学生的认识由感性认识到理性认识飞跃的阶段，它在整个教学中处于中心地位。主要途径有：从感受性认识出发，引导学生运用已有的知识和认识能力，经过分析、综合、比较、抽象、概括等思维活动，形成概念、掌握规律，得出相关结论。激发学生的想象力，把物理现象和本质联系起来，以形象思维作为理解物理知识的突破口，把握物理事实，理解物理规律。(3)学生对物理教材巩固和提高记忆力的阶段，这是学生将获得的知识信息储存、保持的阶段。主要途径：使学生所学的内容有明确的目的，了解记忆的要求，有选择、有重点记忆所学的内容。理解是加强记忆、巩固知识的原前提，要围绕重点和关键，安排不同形式的思考问题，从不同的侧面帮助学生理解、巩固所学的知识。按照记忆规律，指导学生记忆方法，要针对不同的教学内容，指导、训练学生使用规律性识记、理解性识记、要点型识记、对比型识记归类型识记。这一阶段教学中，教师要使学生明确牢固地掌握教材的重点和关键，培养及时复习的好习惯，要培养学生识记的速度和良好的记忆品质，提高学生的记忆力。(4)学生对基本知识和基本技能的应用和形成学习能力的阶段，这是认识的又一次飞跃。主要途径：把所学的新知识、技能应用到具体情景中去，如让学生做练习题、完成某些实验、解释一些实验现象或事实等。把所学新知识技能应用到以后的学习中去，如新课的学习，阅读课外读物等。这一阶段教学中，要围绕重点引导学生做足够量次的有适当梯度的练习，要充分考虑所学内容和实际的联系，要引导学生联系旧知识和扩展新知识，以形成和发展学生的学习能力

教学原则就是在分析教学基本矛盾的基础上，正确处理教学过程中基本矛盾的准则和要求。制定教学原则的依据：教学实践的经验教育教学目的教学规律现代科学理论基础2、教学原则教学原则教学原则的核心促进发展的原则——教学方向科学性与教育性相结合的原则——教学动力理论联系实际原则——直观性原则——感知阶段启发性原则——理解阶段巩固性原则——巩固阶段学以致用原则——应用阶段循序渐进原则——内容与进度的联系量力性原则——内容与年龄特征的联系因材旋教原则——内容与个别特征的联系根本的教育规律的反映教学过程基本阶段理论联系实际原则的分化三、中学物理课堂教学的设计教学设计是研究教学系统、教学过程和制定教学计划的系统方法，它以传播理论和学习理论为基础，应用系统的观点和方法，分析教学中的问题和需求，确立目标，建立解决问题的步骤，选择相应的教学策略和教学媒体，然后分析评价其结果，使教学效果达到最优。教学设计的三个基本要素期望学生学习什么内容教学目标为达到预期目标，将如何进行这种学习教-学策略在进行这个学习时，如何及时获得反馈信息教学评价确定教学目标分析学习者的特征选择教与学策略选择教学媒体制定课时计划：教案实施计划评价学习教学设计程序流程反馈1、教学目标的设置意义有利于提高学生成绩促进课堂行为和交流有利于测验和评价表述方法考虑目标的层次问题注意新课标所设定的三维目标目标描述的主体是学生类型水平各水平的含义所用的行为动词知知识技能目标动词

知

识了解再认或回忆知识；识别、辨认事实或证据；举出例子；描述对象的基本特征了解、知道、描述、举例说明、列举、表述、识别、比较、简述等认识位于“了解”与“理解”之间认识理解把握内在逻辑联系；与已有知识建立联系；进行解释、推断、区分、扩展；提供证据；收集、整理信息等阐述、解释、估计、理解、计算、说明、判断、分析、区分应用在新的情境中使用抽象的概念、原则进行总结、推广；建立不同情境下的合理联系等评估、使用、验证、运用、掌握技能独立操作独立完成操作；进行调整或改进；尝试与已有技能建立联系等测量、测定、操作、会、能、制作、设计体验性要求的目标动词经历从事相关活动，建立感性认识等观察、调查、交流、阅读、尝试、实验、学习、探究、预测、考虑、经历、体验、参加、参观、查阅反应在经历基础上表达感受、态度和价值判断；做出相应反应等体会、关注、注意、关心、乐于、敢于、勇于、发展、保持领悟具有稳定态度、一致行为和个性化的价值观念等形成、养成、具有、领略、体会、思考2、分析学习者的特征（1）了解学生的学习兴趣和动机学习兴趣是指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态，学生对某一学科有兴趣，就会持续地专心致志地钻研它，从而提高学习效果。学习动机是直接推动学生进行学习的一种内部动力，是激励和指引学生进行学习的一种需要，是行动的动力。（2）分析学生的学习起点学生的学习起点是学生达成目标的基础，是学生从事新内容学习所必需借助的知识准备、和能力水平，它是学习新知识和习得新能力的先决条件，是确定教学目标的重要依据。认知倾向也称认知风格，指学习者个体在认知即信息加工和组织过程中，表现在认知方式方面的稳定的独特倾向。不同认知倾向的学习者对于信息的加工、处理方式是有差异，它既包括个体知觉、记忆、思维等认知过程方面的差异，又包括个体态度、动机等人格形成和认知能力与认知功能方面的差异。由于学习者个体的认知风格不同，学习者在学习时间、地点、教材、师资等条件相仿的情况下，学习方式或效果却可能不一致，甚至相差甚远。

（3）了解学生的认知倾向2、教学策略的选择与设计教学策略是指在教学过程中，为完成特定的目标，依据教学的主客观条件，特别是学生的实际，对所选用的教学顺序、教学活动程序、教学组织形式、教学方法和教学媒体等的总体考虑，也就是在不同的教学条件下达到不同的教学结果所采用的不同的方式、方法、媒体等。它包括：对教学内容的序列安排；对认识活动过程中的系统问题和期望的学生反应的安排;对教学的组织形式和媒体呈现信息方式的安排。教学策略主要是解决教师“如何教”和学生“如何学”的问题，是教学设计研究重点。教学策略的制定依据：1）从学习目标出发

2）根据学习理论和教学理论

3）符合学习内容

4）适合教学对象特点

5）考虑教师本身的素养条件

6）考虑当地教学条件的可能性

教学内容的组织

心理化组织心理化组织就是教师要通过对教学内容的组织，创设符合学生心理特点的教学情境或操作任务，激发学生的学习兴趣，促进学生的认知活动和实践活动。问题化组织教师要通过对教学内容的问题化组织，将教学内容转化为具有针对性、引导性、层次性的问题，促进学生去积极地思考和探究。问题是思维的开始，巧妙的提问对于激发学生兴趣，促进思维，发展智力都具有积极作用，教师可以以问题作为学习活动的开端（导入部分），以问题贯穿学习活动的过程（用问题组织学习内容），以问题作为学习活动的归宿，使学习活动围绕问题而展开如“自由落体运动”的教学，可以创设这样一系列问题来引导学习：情景生活中的实例（树叶下落，苹果下落）或实验（硬币和纸片从同一高度同时由静止下落）重的物体下落的快轻的物体下落的慢吗？情景实验：质量相同的两张纸片和纸团，从同一高度同时由静止下落；质量不同的两个纸片，将轻的揉成团，两者从同一高度同时由静止下落；质量不同的纸团和硬币，从同一高度同时由静止下落影响物体下落的快慢与什么因素有关？如果不考虑空所的阻力，物体下落的情况会是怎么样？情景实验：毛钱管实验（真空）自由落体运动有什么特点？情景：学生实验，利用打电计时器记录自由落体运动轨迹，分析纸带，总结规律通过这样一些问题的提出，引导学生在观察分析问题的基础上得出结论。关于问题大致有是什么（事实、现象）、为什么（原理、逻辑）、怎么样（技能、流程）、假如怎样（假设条件或情境）、是由于什么（条件或情境追溯）几种类型，不同类型的问题，可以完成不同的任务，有的问题可以帮助学生积累基础知识、或提高基本技能、或发展思维能力；有的问题可以帮助学生体验学习的过程；有的问题可以激发学生探究学习的兴趣。教学中所设计的问题要适合学生的水平，启发学生积极思维，使学生真正成为学习活动的主体。操作化组织教师要通过对教学内容的操作化组织，将“做”、“想”、“讲”、“看”有机结合，通过调动学生多种感官刺激来加强教学内容的理解，巩固和深化，帮助学生内化学习内容，其中包含了对学生学习方法的引导。如“自由落体运动规律的探究”，学生做重物自由下落的实验，分析纸带上的实验数据，通过测量位移、时间，计算出加速度，然后进行交流、讨论后得到下述结论：自由落体运动是初速为0的匀加速直线运动；不同重量的物体加速度相同；加速度的大小为：_____________（学生由实验中测量的值）。

在这一学习过程中学生通过实验的操作与观察得到了自由落体运动的数据，再通过计算、分析、比较、综合、概括等思维活动，得出其加速度在误差范围内为一常数，其结论符合匀变速直线运动的特点，由此判断出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。学生通过做、看、想、讲等方式理解和掌握了自由落体运动的的规律，同时经历了科学探究的过程，形成了技能、掌握了方法。结构化组织教师要通过对教学内容的结构化组织，将学习领域、科目、模块或主题内容有机整合，关注学科各章节或单元教学内容之间的相互联系，帮助学生形成良好的认知结构。例如学生在学完自由落体运动之后，可以结合已学过的匀变速直线运动的规律及特点，将其归入已有的认知结匀变速直线运动规律初速度不为零初速度为零Vt=v0+atS=v0t+at2/2Vt=atS=v+at2/2自由落体运动a=g二、中学物理教学方法1、常用的教学方法讲解法讲解法是由教师对教学内容进行有系统地讲述的一种教学方法。其特点是以教师为主导，利用口头语言作为传递知识的基本工具，学生是知识信息的接受者。

讲解法的基本要求：科学性、系统性、启发性、艺术性、情感性讲解法与讲授法讲授法是教师通过口头语言向学生传授知识的方法。讲授法可分讲述、讲解和讲演三种：（1）讲述是教师向学生描绘学习的对象、介绍学习的材料、叙述事物产生变化的过程。（2）讲解是教师向学生对概念、原理、规律、公式等进行解释、论证。讲述和讲解各有侧重，但在教学中常结合使用。（3）讲演则是教师向中学高年级采用的一种教学方法，它要求教师不仅要系统而全面的描述事实，而且要深入分析和论证事实，通过分析、论证来归纳、概括科学的结论。师：上述实验结论也可心利用欧姆定律和串联电路的特点，从理论上推导得出。（结合R1、R2的串联电路图讲解。板书：设：串联电阻的阻值为R1、R2，串联后的总电阻为R）师：由于U=U１

+U２因此IR=I1R1+I2R2因为串联电路中各处电流相等，I=I1=I2所以R=R1+R2（同学们看书，并叙述R=R1+R2的物理意义，解答本节课文前问号中提出的问题。）教师：“把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个导体的电阻都大，总电阻也叫串联电路的等效电阻。”讲解法举例讲解法的优点：能够保持教师在教学中的主导地位，教学时间和进度便于教师控制，并且所授内容能保持流畅与连贯；便于重点内容的分析、难点的突破，易于帮助学生抓住问题的关键，节约教学时间讲解法的缺点：教学中学生参与少，容易造成被动接受知识的状态，不利于能力的培养；不易照顾学生中思维反应快与慢的两端，只能面向中等学生。谈话法谈话法是教师根据教学内容和学生的实际情况，提出设计好的若干问题，用谈话的方式启发引导学生积极思考、探索，从而获得知识的一种教学方法。谈话法的基本要求：对学生而言，要积极思维，主动参与；勇于发现，积极应答。谈话法的优点：突出课堂教学中师生的双边活动，有利于信息反馈；课堂气氛活跃，有利于促进学生积极思维，有利于对学生能力的培养。谈话法的缺点：教学组织比较困难，教学时间不易控制。谈话法对教师的要求有下面几点。精心设计“问题系统”，对提问的对象及学生可能会怎样回答等要做到心中有数。提出的问题，要难易适度。要善于引导探讨、启发发现要面向全体学生，因材施教及时小结师：雨后总有一种清新凉爽的感觉，可路上积水却给行人带来了不便，但过了一段时间路面都干了，这是为什么？烧开水的时候，如果不断地烧，就会发现水越来越少，直至变干。这些水都跑到那儿去了呢？生：都变成水蒸气“跑”掉了。师：也就是说液态的水变成了气态，这种现象叫做汽化。师：上述的例子都发生了汽化，它们发生变化的过程一样吗？生：不一样，一种比较慢，一种比较快。师：那么为了区分这两种不同的方式，我们分别给它取两个名字，蒸发和沸腾。今天我们就来学习蒸发的一些知识。（老师把水抹在黑板上，水很快蒸发了）师：思考以下问题：水哪里去了，变成了什么？生１：水蒸发了，变成水蒸气。师：冬天做这个实验，也会出现在这种现象吗？生２：冬天也会出现这种现象，只不过水蒸发完的时间要长些。师：水是从液体内部跑出去的，还是从表面跑出去的？生３：我觉得是从液体表面跑出去的，因为液体的表面暴露在空气中。师：同学们都说得很好，通过我们自己的经验和思考，我们就可以得出什么是蒸发，蒸发是液体在任何温度下都能发生、并且只在液体表面发生的汽化现象。谈话法举例：蒸发讨论法是学生根据教师所提出的问题，在集体中，相互交流个人的看法，相互启发、相互学习的一种教学方法。讨论法的基本要求

讨论前师生都要做好充分准备。教师要向学生提出讨论的课题，指出注意事项，布置一些阅读的参考资料，每个学生都应按要求做好讨论发言准备。讨论题需简要明确，有具体的目标，问题深浅适当。讨论中要鼓励学生大胆发言，勇于表达自己的观点。每个问题讨论结束时，教师要作小结。讨论法的优点：讨论活动是以学生自己的活动为中心，每个学生都有发言的机会，这对于培养学生的语言表达能力是十分有益的；讨论前需要学生自学并准备发言提纲，这既培养了学生的自学能力，又调动了学生学习的主动性和积极性；讨论中的发言固然要围绕讨论的中心，但又可以不受教材的限制，因而有利于发挥学生的独立思考和创造精神。

讨论法的缺点：课堂组织教学不易控制；比较耗费教学时间。讨论不仅要发表自己的看法，同时对他人的不同看法，要提出事实和论据，有效地说服别人。讨论活动过程，有利于促进学生灵活地运用知识和提高分析问题解决问题的能力。讨论法常常是配合其他教学活动进行的。如在讲解、谈话、参观、实验之后，或在这些活动的过程中进行，很少用讨论法做为使学生获取新知识的教学方法。

演示法是教师将教材内容用实物或教具演示出来，或做示范性实验来说明或印证所学知识的一种教学方法。演示法大体可分为四种：①图片、图画、挂图的演示；②教具、实物模型的演示；③幻灯、录音、录像、教学电影的演示；④实验演示。演示法的优点：可以使学生获得丰富的感性材料，加深对概念本质的理解，有利于培养学生的形象思维能力；能够激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性。演示法的缺点：实用范围受教学内容、教学设施所限。运用演示法教学，对教师有如下具体的要求

演示要突出主题内容，尽量排除在演示过程中对学习内容产生干扰的无关因素在演示时要与教师的讲解和谈话相结合，通过教师语言的启发，使学生不是停留在事物的外部表象上，而要使学生的认识上升到理性阶段，形成概念。教具的演示要适时、适当和适度。

实验法实验是在教师指导下学生运用一定的仪器设备进行独立作业，观察事物和过程的发生和变化，探求事物的规律，以获得知识和技能的方法。实验法的优点：在于它能按教学需要创造和控制一定的条件，引起事物的发生和变化，使学生看到事物的因果关系，不仅有助于学生理论联系实际，掌握实验操作技能，而且能培养学生对科学实验的兴趣和求实精神。

实验法可分探究性实验和验证性实验两种：前者在进行新课之前做，为学新课作好感性认识的准备；后者在讲完新课后做，检验所学原理，巩固知识。实验法的基本要求是：①做好实验前的准备。要制订好实验的课时计划；准备好实验用品，分好实验小组；要求学生作好理论准备（复习、预习）。②使学生明确实验的目的、要求与做法。懂得实验的原理、过程、方法和要注意的事项，提高学生实验的自觉性。③注意实验过程中的指导。教师要巡视全班实验情况，如发现重要或共同的问题要及时向全班作指导，对困难较大的小组或个人要给予帮助，使每个学生都积极投入实验。④做好实验小结。教师应当小结全班实验情况，指出优缺点，分析产生原因和提出改进意见；要求学生收藏好实验用品，打扫好实验室；布置学生写好实验报告。练习法练习法是学生在教师指导下运用知识反复完成一定的操作以形成技能技巧的方法。练习也是教学的一种基本方法。它应用很广，各年级、各学科都需进行不同的一些练习。

练习的种类很多。按培养学生不同方面的能力分别有：各种口头练习、书面练习、实际操作练习；按学生掌握技能、技巧的进程分有：模仿性练习、独立练习、创造性练习。练习法的基本要求是：①提高练习的自觉性。②循序渐进、逐步提高。③严格要求。作图题：如图所示，入射光线AO照射到平面镜MN上，请画出反射光线并标明反射角的度数。通过作图进一步巩固光的反射规律，明确入射角和反射角是指入射光线或反射光线和法线的夹角。图解题：一火车以速度V1匀速行使，司机发现前方轨道距S处另有一火车沿同样方向以速度V2(V1>V2)运动，司机立即以加速度a紧急刹车，要使两车正好不相碰，求a值为多少？经分析不难看出，两车正好不相碰则两车末速相等，可利用V-t图如下：从图中可得出在O点时V1′=V2，此时两条直线与V轴所包围的面积即为1车比2车多行使的距离S，可得加速度a=(V1-V2)/t1。在图中，t1表现为△OV1V2的底，由t1(V1-V2)/2=S求出t1=2S/(V1-V2)代入就可得a=(V1-V2)2/2S。探究法探究法是引导学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质，培养科学探究能力。其要素包含①提出科学的问题。在特定的情境中如观察、实验、案例分析、研究图片等，引导学生提出科学性的问题。②根据已有的知识和经验，提出假说或猜想。③收集证据。首先，要制订出较详细的探究计划，计划中应明确所要收集的证据以及收集证据的方法。然后，通过多种途径和形式如观测、实验、调查、查阅文献、观看影视录像、个案追踪分析和上网等，收集有价值的证据。

④解释。对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理，并运用已有知识得出符合证据的结论，对问题作出科学的解释。⑤评估。检查和思考探究计划的严密性，证据收集的周密性，以及解释的科学性，并对结论的可靠性作出评价。如果结论与假设不吻合，应重新确定探究方向、制订方案进行探究。⑥交流和推广。通过制作模