第一专题 物理新课程与理解.ppt

1、第一专题物理新课程与理解,海南师范大学 丘名实,本专题重点讨论贯穿全部课程的基本理论，共分为两个单元。第一单元“新课程新在何处”，从课程标准和教学大纲对比的角度说明物理课程标准的新特征；第二单元“理解新课程”，利用情境素材帮助教师深入理解每个新特征蕴涵的深层次的教育观念、理论基础、意义和教学要求。,第一单元 新课程新在何处 物理课程标准是实施新课程的纲领性文件，是在现代教育理念指导下，根据物理学科的特点、我国社会发展的需要和新一代青少年身心发展的特点和需求制定的。物理课程标准在科学观、学生观、教师观、学习观、评价观上都突破了传统观念，体现了全新的科学教育理念。在课程目标、内容和要求、实施方式和

2、评价方式诸方面都超越了原来的教学大纲，对物理教学提出了全新的要求。我们要实施新课程，首先要理解新课程，把握课程标准的新特征。,第一节 课程目标的变化 初中和高中物理课程标准都将提高全体学生的科学素养作为物理课程的总目标，这意味着物理教育从精英教育向大众教育转变，从单纯注重知识传授向注重学生作为个体的人的全面发展转变，反映了现代社会、科技和人的发展对物理教育的需求。,【情境素材】 物理课程标准提出的课程目标是对全体学生的要求，采用以学生为主体的表述方式，对学生学完相应阶段的物理课程后应具备的科学素养进行了总体描述，涵盖了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，比教学大纲要求的范围更广，

3、目标更全面。请阅读表111和表112中的内容。,【素材分析】 （1）全日制义务教育物理课程标准(实验稿)将学生的好奇心、兴趣、满足感及兴奋感放在课程目标的首要位置，体现了重要的课程理念，从知识本位转向以学生的发展为本。 （2） 课程目标是面向全体学生制定的。物理课程标准对目标的表述也是课程理念的体现。学生是学习的主体，课程目标是对学生学完物理课程后的状态描述。通过课程实施过程，每个学生都要在认识、行为和情感态度价值观三方面发生变化。无论学生存在怎样的差异，都要在学习物理课程的过程中提高科学素养，达到物理课程标准提出的目标要求。 （3） 经历科学探究过程，学习科学探究方法，了解科学与技术、社会的

4、互动关系是在我国物理教育史上首次明确提出的全新的课程目标。其中包含了对物理学科和物理课程价值的新认识。科学探究是物理学的本质特征之一，物理学科不是已经完成的知识体系，物理课程也不是将现成的知识传授给学生，而是要让学生在经历科学探究的过程中自主完成知识建构，自主实现科学素养的全面发展。,（4）这并非意味着降低教师的地位和削弱教师的作用。物理课程目标主要是通过课堂教学实现的，物理教师是实施新课程的主体。这就需要教师把教学的关注点从单纯注重传授物理学科知识转向关注学生的学习过程和科学素养的全面发展，特别要关注那些学习物理感到困难的学生。 (具体的:要激发他们学习物理的兴趣，保护他们探求科学知识的欲望

5、，引导他们从自己的生活经验出发，在学习运用物理知识和科学方法解决问题的过程中，体验科学思维的明智性和科学方法的有效性，逐步建立科学观念，发展科学思维，并尝试运用学到的知识和方法探求新知识，解决自己遇到的问题，从中体验到成功的乐趣，为其科学素养的终身发展奠定基础。) (5)虽然义务教育阶段和高中的物理课程总目标都是提高学生的科学素养，但分别对应着科学素养发展的不同阶段，因而侧重点和要求都有所区别。每个学生的科学素养都有一个发展的过程，每一节物理课都是学生科学素养发展过程中的一个阶梯。物理教师在实施新课程的过程中，要根据课程标准提出的目标和学生的实际情况，合理制定每一节课的具体目标。,第二节 课程

6、内容和结构的变化 新课程的目标是提高全体学生的科学素养，知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三者并重。物理课程目标是通过课程内容和教学过程来实现的，课程目标是选择课程内容和设计课程结构的主要依据。因此，目标的变化必然引起内容和结构的变化。,【情境素材】 在义务教育阶段，物理课程标准将科学探究与对知识的要求处于并列地位。如表113所示。,高中物理课程更注重学生的自主性和选择性，突破了传统的课程结构，设计了两个必修模块和三个不同系列的选修模块，如图111所示。,无论哪一组模块。不仅含有物理学概念、规律和实验，而且还含有物理与社会发展、物理与技术应用，物理与生活等方面的内容。,光现象：课程标准与

7、教学大纲中教学要求的比照,声和光 1内容标准 (1)通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。 (2)通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。探究并了解光的反射和折射的规律。 (3)通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用。 (4)通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。 (5)知道波长、频率和波速的关系。了解波在信息传播中的作用。 2活动建议 (1)调查社区(或学校)中噪声污染的情况和已采取的防治措施，

8、提出进一步防治噪声的建议。 (2)阅读投影仪或照相机的说明书，通过说明书学习使用投影仪或照相机。 (3)用两个不同焦距的凸透镜制作望远镜。,【素材分析】 (1)在课程内容的选择和表述方面，课程标准注重物理学的发展过程和科学探究方法对培养学生科学素养的作用，关注学生的兴趣与经验，强化了课程内容与学生生活、现代社会和科技发展的联系，精选学生终身学习必备的基础知识和技能，改变了教学大纲采用的知识本位的表述方式，采用描述学生学习过程和结果的术语表述，并用具体实例予以详细说明。在“活动建议”中列出了若干学生活动，一方面可供教材编写者和教师参考，另一方面也为教师的教学和学生的自主学习留下了空间。 (2)特

9、别需要指出的是，课程标准将科学探究作为重要的学习内容列入内容标准，提出了科学探究过程所包含的七个要素，对应每个要素对学生的科学探究能力提出了具体要求，这是我国物理课程发展史上的重大突破。,(3)从结构方面来看，在义务教育阶段，课程标准改变了传统的学科知识框架，体现了科学内容和科学过程并重的思想。对于科学内容，也从注重知识点转向注重科学观念和知识结构.如：初中物理，在物质、运动和相互作用、能量三个重要科学观念的统领下，分为三个主题组织知识内容，每个主题下面又分为若干个二级主题，使初中物理知识形成了一个完整的概念体系。每个二级主题包括内容标准和活动建议两部分，将物理知识内容的学习和科学探究统一起来

10、，同时渗透了科学、技术与社会教育内容。 （4）高中物理课程采用的模块课程模式在我国物理教育史上是一种大胆尝试。共同必修模块和对必修学分的要求体现了物理课程的基础性；不同选修系列体现了满足不同学生需要的课程设计理念，为不同兴趣和能力倾向的学生设计适合他们学习的课程；模块式的课程设计也便于学生选择。,第三节 教学方式和方法的变化 课程目标主要是通过课堂教学来实现的。从课程目标可以看出，中学物理学习过程应当是在教师的引导下，学生自主、合作、探究课程内容所涵盖的自然界和生活中的物理现象和问题的过程。 【情境素材】 本次课程改革强调改变学生的学习方式和教师的教学方式。根据课程的基本理念和教学目标提出了教

11、学建议。如表115所示。,【素材分析】 （1）从表115可以看出，物理教学大纲已经在物理教学方面体现了现代教育理念，如注重学生的全面发展、发挥学生学习的自主性、转变教师角色、落实课题研究等，为课程标准的制定和实施打下了基础。课程标准又向前迈进了一步，为了保证在物理教学过程中实现三维课程目标，落实课程内容标准，在科学探究、自主学习、教学方式多样化、STS教育、突出物理学科特点等方面都提出了具体教学建议。 （2） 需要特别指出的是，课程标准提出科学探究既是学习内容又是学习方式，这是对传统教学方式的突破和创新。 （3）科学探究没有固定的模式，但有一些可辨别的要素，如提出科学问题、建立假设、搜集证据、

12、提出理论或模型、评估与交流等。在物理课程标准中，根据这些要素提出了对学生理解科学探究和发展科学探究能力的要求，但绝对不能将其作为固定的教学程序，否则就会使学生的探究流于形式。,第四节 课程评价的变化 教学大纲只是对教学内容的界定，并不涉及教学评价，在应试教育的压力下，中考和高考成了教学评价的唯一尺度，所以不能保证教学大纲的指导思想与内容的落实。评价是课程的重要组成部分，因此也是课程标准的重要内容之一。课程标准根据课程的理念和目标提出了评价建议，这些评价建议能否落实，是新课程实施过程中最关键的问题。,【情境素材】新课程评价与传统评价的比较(表116),【素材分析】 （1）通过以上对比可以看出，新

13、课程评价体现了全新的物理教育观念，与传统评价有着实质上的差异。通过评价，不仅要促进每一个学生的发展，而且要发现每个学生的潜能，展示每一个学生的成功，真实反映教学的结果，保证物理课程的实施，并在此过程中促进物理教师的发展，进而推动整个物理教育的发展。 （其依据在于物理课程的内容是丰富的，教学的方式是灵活多样的，尽管学生存在多方面的差异，不同学生学习物理的方式可能不同，但每个学生都有学习物理的潜能，都能在学习物理的过程中得到科学素养的发展。这就不能只用一把尺子去衡量所有学生，要有多层次、多功能、多维度的评价技术和评价方式。 （2） 评价贯穿于整个教学过程之中。教师的一句话、一个动作甚至一个表情，对

14、学生都会产生评价的作用。教师要使评价真正起到促进学生发展的作用，就要真正理解学生，看到学生的每一点进步，学会赞赏学生，激励学生。,第二单元 理解新课程 第一节“为什么要进行科学探究”，是针对新课程的第一个突破点展开的分析探讨，通过对学生进行科学探究的实际案例分析，说明物理教学中科学探究的本质和教育价值，突破单纯传授知识的目的观和内容观。 第二节“为什么要倡导多样化的教学方式”，是针对新课程的第二个突破点设计的，通过多样化的实际教学案例的分析，探讨多样化教学方式的优越性，突破知识传授型的教学观。 第三节“如何看待新课程中的师生关系”，将关注的焦点从目标、内容和教学方式转移到新课程实施的主体教师和

15、学生身上，通过对具体教学案例的分析，聚焦于更深层次的教师观和学生观的突破。 第四节“为什么要采用多种评价方式”，讨论新课程倡导的多种评价方式的作用，突破了传统的评价观。,第一节 为什么要进行科学探究 科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然所用的方法而进行的各种活动。物理课程标准中的科学探究和本课程中的科学探究均为第二种含义，即学生的一种学习物理的方式，探究的主体是学生，探究的对象是物理现象，目的是通过探究解决有关的物理问题，在此过程中提高科学素养。,【情境素材】 探究式

16、教学案例：单摆的周期（视频1-2-1）,【素材分析】 （1） 以上教学案例表明，科学探究真正体现了学生是学习的主体。在探究学习中，学生在教师的指导下经历了类似于科学家研究自然的过程。他们首先明确了要研究的问题，根据自己的观察和原有知识提出假设，自己设计和进行实验，收集和分析证据，检验和修正原来的认识，获得新的观点和新的思维方式，从而建构科学概念，掌握探究自然界的必要技能，理解科学过程和科学的本质，形成科学的认知态度和价值观。 （2）研究表明，学生学习物理的过程涉及深层次思维结构的重组和元认知意义上的建构，这是物理学难教难学的一个主要原因。科学探究可以激发学生学习物理的内在动机，充分发挥学习的潜

17、能；可以提高学生的质疑、推理和批判性思考的能力，增强他们对自己学习的控制和责任感，从而更加有效地学习物理。,（3）科学探究是物理学的本质特征。科学的本质是观察和探究我们周围的世界，试图从已知事物中确定某些潜在的秩序和模式。中学物理教学应当体现物理学本质和教育本质的统一，使学生在教师的引导和帮助下，观察和探究周围世界，认识基本的原理和规律，并用来解释一些自然现象，解决一些简单问题，从而学会认识事物的科学的思想方法，为终身学习和发展奠定基础。 （4）学生的科学探究是观念转变、学习科学的思想方法和掌握知识技能相统一的过程，也是实现新课程三维目标的过程。 （5）在物理课程改革中，有许多人担心强调科学探

18、究会影响学生掌握物理知识。以探究式的方式学习物理不是忽视了知识，而是注重了学生对物理知识的自主建构过程，科学探究与知识的建构是在同一过程中发生的。,第二节 为什么要倡导多样化的教学方式 自主、合作、探究是新课程倡导的教学方式，上节教学案例采用的实验探究只是其中的一种方式。因为物理课程目标是多元的，物理教学内容是多样的，物理学习过程是复杂的，学生又是存在多方面差异的，要提高每一个学生的科学素养，必须采用多样化的教学方式。 【情境素材】超重与失重(视频材料122),教师：今天老师和大家一起研究一个问题，下面大家跟我来。 (教师带领学生乘坐电梯来体验超重与失重。同学门体验之后开始探讨。) 教师：下面

19、请同学谈一下感受。 学生1：电梯往上升的时候，心往下一沉，中间没有什么感觉，到上面的时候，心感觉往上浮，有点头晕。 教师：好，这是这位同学的感受。下面再请一个同学来谈谈他的感受。 学生2：当电梯往下走的时候，心里感觉往上一提，到中间的时候非常平稳。到下面的时候又感觉心往下一落，感觉非常刺激。 教师：好，这是我们的感觉，下面我们来具体测量一下。我们用台武秤来测量一下。 同学们在教师的指导下，将常用的台式秤放到电梯里，在秤上放几本书，在运动的电梯里观察台式秤示数的变化。当电梯加速上升和减速下降时，台式秤的示数有明显的变化。在电梯上升和下降的过程中，学生记录下不同时刻的示数。记录完毕以后，学生和教师

20、回到教室中，分成小组就座(每组四到五人)。,教师：好，下面根据同学们的观察和记录，来说一下什么时候书本对台式秤的压力不等于重力? 学生1：电梯刚一启动时，也就是在加速上升时，台式秤受到的压力大于书的实际重力。 学生2：在减速下降的时候，也就是制动的时候，秤的示数大于书的重力。 教师：这种书本对秤的压力大于书本的重力，或者钩码对弹簧秤的拉力大于钩码的重力(同时用台式秤和弹簧秤演示)的现象叫做超重现象，另外我们同时发现有些状态下书本对台式秤的压力小于书本的重力，都有哪些情况? 学生3：当电梯加速度向下时，书的重力大于它对秤的压力。 学生4：当电梯到达终点的时候，也就是减速上升的时候，压力要比重力小

21、。 教师：好。刚才第三组同学和第二组同学谈到，在电梯快到达六楼减速上升，和从六楼加速下降的时候，台秤受到的书本的压力和钩码对弹簧秤的拉力小于其重力，这种现象就叫做失重现象。今天我们就一起来探究超重和失重问题。,教师：今天的探究学习的程序是这样的：首先是体验观测，我们刚才已经观测过了。下面就是合作探究，然后是小组间交流评价，最后是延伸拓展。下面我们就进入第二个环节，合作探究。(分成六个小组来研究电梯处于不同状态时的情况。) 学生在小组间进行讨论，并把推理过程和结论写在小黑板上。板书内容包括受力分析图、公式推导以及文字叙述。教师根据各组情况进行指导。一段时间后，教师组织汇报交流。 教师：下面我们先

22、来看电梯上升时启动情况的讨论结果。 。 小组1：(结合讨论后在小黑板上总结的内容讲解)电梯在启动上升过程中，电梯加速上升，对书本进行受力分析，我们可以看出书本受到的力有台式秤对书本的支持力和书本所受的重力。因为书本的加速度方向向上，书本所受的合外力方向向上，有Fmg=ma。 由此我们可以推出书本所受的支持力大于重力。又根据牛顿第三定律，台武秤对书本的支持力F等于书本对秤的压力F，F和F互为作用力和反作用力。所以有：F=Fmg。我们的结论是：电梯在上升启动过程中，也就是加速上升阶段处于超重阶段。,教师：好，我们来点评一下第一组的结论。第一组同学得到，电梯在启动过程中是加速上升的。速度方向向上，加

23、速度方向向上。第一组同学根据牛顿第二定律列出，由于加速度向上，所以合力向上，那么应该是哪个力减去哪个力等于合外力呢? 学生：支持力减重力等于合外力。 教师：因此得到支持力应该是mg加上ma，支持力就超过了书本的重力。他们讲得很清楚，根据牛顿第三定律，书本对台式秤的压力就等于mg加ma，就是超重状态。下面请第二组同学对电梯上升阶段运行时进行分析。 (小组2一小组6分别汇报研究结果，教师依次总结点评，并把结论填到表格中。) PPT：合作探究。,教师：下面我们综合这六种状态，请同学们仔细观察这四个状态：上升时的启动制动，下降时的启动制动，这里面有哪些状态是相似的? 学生：上升制动和下降扈动，上升岩动

24、和下降制动。 学生1：当电梯减速上升和加速下降的时候都是处于失重状态，原因是通过我们的观察可以看出台式秤的示数小于重力，这是由于书本对台式秤的压力小于重力，所以物体处于失重状态，另外电梯加速上升和减速下降的时候都是处于超重状态，台武秤的示数在这两个阶段大于重力，这是由于书本对台式秤的压力大于重力，因此物体处于超重状态。 教师：好，加速上升和减速下降的时候都是处于超重状态，减速上升和加速下降的时候都是处于失重状态。同学们再来看一下，加速度方向有什么特点? 、,学生2：减速上升和加速下降也就是失重状态中，加速度向下；加速上升和减速下降的时候，加速度向上，物体处于超重状态。 教师：很好，请坐。下面我

25、提一个问题，超重和失重状态中，重力是否发生了改变? 学生：没有。 教师；对，物体的重力并没有发生改变，那么改变的是什么? 学生：对支持面的压力。 教师：好，也就是说，在超重和失重现象中，物体所受的重力并没有发生改变。由于物体处于变速运动中，致使物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大小不等于物体的重力，其中大于重力的现象叫做超重，小于重力的现象叫做失重。在学习使用超重、失重规律的时候，大家把握一点，就是只要找到加速度的方向，正确列出牛顿第二定律的关系式，就可以轻松解决超重和失重问题，其中加速度向上的情况为超重，加速度向下的情况为失重。,【素材分析】 （1）在以上教学过程中，教师根据学生的实际情

26、况，充分利用了身边的教学资源进行教学设计，采用了多种教学方式，得到了多方面的学习效果。首先让学生亲身体验超重和失重，并交流他们的感受，为形成超重和失重概念提供了直觉经验。然后让学生用台式秤观测，分析观测结果，使学生认识了超重和失重现象，不仅为进一步探究其原因奠定了实验基础，而且使学生体验了物理学实验观测的研究方法。探究产生这种现象的原因采用了合作学习方式，学生分成小组，利用所学过的牛顿第二定律，对物体在电梯上升和下降过程中的每一个阶段的受力情况进行理论分析，不仅发展了学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力，同时培养了学生的合作意识。,（2）每个小组同学合作得出结果后向全班报告结论，教师进行评

27、价、总结和拓展，使学生对超重和失重的条件及原因形成了完整、清晰的认识，同时培养了学生表达和交流的能力。在整个教学过程中，各种教学方式与学习内容有机结合，教师的主导作用和学生的主体性都得到了发挥，实现了任何单一教学方式都不可能实现的教学效果。 （3）需要指出的是，教学时学生如果完全按照教师预定的教学设计完成学习任务，教学目标的生成性就不够，另外，注意小组内部的交流要充分展示出来，学生的自主性要充分发挥的空间。,第三节 如何看待新课程中的师生关系 在新课程实施过程中师生角色和师生关系正在发生变化。教师从传统教学中的“传道、授业、解惑”的权威角色转变为学生学习的组织者、指导者、帮助者和促进者，成为平

28、等对话过程中的“首席发言人”。教师相信学生具有自主学习的动机和能力，学生也要求主动参与学习过程，积极获取知识，而不是等待教师传授知识。,【素材分析】 我们按照教学过程展开的时间顺序，分别对教学活动中的师生角色和支持这种角色的潜在观念进行分析。,（1）从以上分析可以看出，教师改变了传统的讲授方式，设计了多种学习活动和问题，组织和引导学生自主学习。在这个过程中，师生角色和师生关系发生了根本性的变化。 （2）在新课程中，科学不仅仅是科学家在探索自然界的过程中建构起来的知识体系，而是认识过程与结果的统一体。知识不是外在于书本和教师头脑之中，而是需要学生通过探究自主建构。学生学习科学的过程是在教师的指导

29、和帮助下，通过自主、合作、探究等多种学习方式，发展对自然界和科学的理解的过程。 （3）对教师和学生提出了更高的要求。教师除了要熟练把握教学内容外，还需要认识和掌握学生的学习规律，有效利用教学资源，合理设计学生活动。教师要有较强的组织和指导学生学习的能力。学生也需要对自己的学习负责，积极主动地参与活动过程，发现问题，解决问题。,第四节 为什么要采用多种评价方式 传统的物理教学评价主要是纸笔测验，评价内容以知识为主，常常给出许多超出学生思维水平和理解能力的题目，致使许多学生因为物理考试成绩不好而丧失了学习物理的信心，甚至对物理学科产生敌对情绪，其结果既影响了学生个体的发展，又影响了整个物理教育的发

30、展。 新课程的目标是提高每一个学生的科学素养，包括知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，评价作为课程的一个重要组成部分，其理念、目的和功能都发生了变化，为评价目的服务的评价方式也必须随之改变。,【情境素材】,【素材分析】 （1）新课程评价的目的是为了促进学生发展，而不是鉴别学生。 （2）纸笔测验评价虽然是传统的评价方式，但可以通过改变评价重点和命题方式赋以新的内容，使之为新课程目标服务。 （3）档案袋评价和活动表现评价是两种新的评价方式，但也需要教师合理使用，才能使学生真正认识并充分发挥其促进学习的价值，否则可能会成为教师和学生的负担。 （4）事实上，在传统教学中也有不少教师有效地

31、利用课堂教学评价来促进和激励学生学习，学习成绩优秀的学生也有记录和反思自己学习过程和方式的好习惯。 （5）还有其他更有效的评价方式需要教师和学生在实施新课程的过程中去发现和创造。,第三单元 以例说理,我们在教学中经常遇到这样的问题：精心准备的一节课并没有达到预定的效果；教师在教学中反复强调的内容，学生常常在课后作业和考试中出错。不少教师因此抱怨“学生太笨了!讲这么清楚居然还是不明白”。是学生笨还是我们不了解他们的想法?教师讲清楚了是否学生就会真正理解?学生学习物理的过程是怎样的?情境对学习有什么影响?新课程的教学设计与我们习惯的教学设计相比有哪些不同特征?本单元通过以下四节内容来探讨这些问题。

32、,第一节 学生是如何学习物理的 目前在国际物理教育研究领域占主导地位的关于学生如何学习物理的理论称为概念转变理论。 这里的“概念”一词是一个含义广泛的术语，本质是学生对包括科学观念、概念体系、定理、定律等物理学内容的认知结构。概念转变是指学生在教师引导 下，在前认知的基础上，通过观察、实验、科学推理等过程，发展前认知中与科学概念相一致的成分，通过一定的认知冲突，改变其中与科学概念不一致的成分，逐步形成科学的认知结构和思维方式的过程。 【问题引导】 学生在学习物理的过程中，前认知如何向科学概念发展?认知冲突在这个过程中起什么作用?请看以下情境素材，,【情境素材1】变压器(视频材料132A) (在

33、观看了生活中不同变压器的图片，近距离观察变压器，并用实验探究变压器副线圈两端电压与原线圈两端电压以及匝数比的关系后。) 教师：下面看这样一个实验。这是一个15 V的干电池，把它接到原线圈两端，原线圈取的匝数为100匝，副线圈取匝数800匝，副线圈两端接一个电压表，如果我把开关闭合，电压表的示数为多少? 学生进行思考甚至计算；教师重复原、副线圈的匝数以及原线圈上的电压。 学生：12 V。 (虽然前面教师已经讲过变压器是改变交流电压的装置，但学生并未建立起清晰的概念，前认知没有发生深刻的变化，在面对具体问题时，寻求定量关系成为思维焦点，因此得出错误结果。),教师：12 V对吗?好，现在我们闭合开关

34、。大家注意观察电压表。 闭合后电压表示数为零。学生纷纷表现出很疑惑的表情。 (面对实验现象产生认知冲突。) 教师：我们所加的是什么电? 学生：直流电! 教师：这个实验告诉我们，变压器可以变交流，但是不能变直流(在认知冲突基础上强化了科学概念)。那么现在我把开关打开，大家注意电压表的指针。 学生：动了一下。 教师：突然闭合 学生：也动了一下。 教师：突然断开，电压表的指针摆动了，是不是说变压器副线圈的两端得到电压了?,学生：是。 (再次产生认知冲突，为理解变压器原理奠定基础。) 教师：那么根据这个事实大家想一下，变压器是根据什么原理、现象工作的呢?,【情境素材2】探究小灯泡伏安特性曲线(视频材料

35、132B) 教师：上一节课我们还学习了电阻的测量，现在给大家一个任务：测量你手边的大灯泡的电阻是多少? 学生开始动手实验。学生首先记下了灯泡的铭牌：220 V，60 W；通过P=U2R公式计算灯泡的电阻；然后利用欧姆表测量灯泡的电阻，并记录两次测量的数据；通过对比学生发现了问题。 教师：使用时要注意，欧姆表使用时应注意什么?好多同学们已经测好了。大家可以左右前后交流一下，看看谁测得更准确呢? 学生前后组交流，发现大家的计算结果和测量结果差距很大。 教师：测量得准确不准确啊?,学生：不准确。 学生1：我测量的电灯泡的电阻是65 ，我和前后组同学的测量阻值大体相同。但这与铭牌上标注的算出的阻值相差

36、很大。 教师：你算出的电阻是多少? 学生1：我算出的是1200多。 教师：1200多，但实际上只有65。其他同学算的呢? 学生：一样。 教师：测量的和算出的结果相差很大，大家都发现了这个问题。现在猜想一下是什么原因造成了这么大的差别呢? (学生在完成教师布置的任务过程中。发现测量值和理论计算值有很大差异。前认知无法解释，从而发现了问题。),【素材分析】 由以上两个教学片段可以看出，学生学习物理的过程，是在教师创设的演示实验和学生实验情境下，不断对前认知进行调整的过程，认知冲突在形成科学概念的过程中起着重要的作用。 需要说明的是，学生科学认识的发展是一个长期而又复杂的过程，其中包括多次认知冲突和

37、概念调整。请阅读以下情境素材，进一步认识学生物理概念转变的过程。,第三节 为什么倡导情境学习 学生学习物理的过程是一个既艰巨又复杂的过程，需要在教师精心设计的系列教学情境中，经过学生的自主建构来完成。情境认知与学习理论认为知识不是抽象的，而是一种高度基于情境的实践活动。因此，在教学中教师需要给学生创设恰当的教学情境，才能促进学生的知识建构。 【问题引导】 教师如何在物理教学中创设情境?在物理教学中情境学习的意义和价值是什么?请看以下情境素材。,【情境素材】匀速圆周运动的实例分析(视频材料133),教师先展示一列火车在转弯时的照片，请学生判断火车此时是否做圆周运动，之后引导学生提出问题：“向心力

38、由什么力提供?”学生猜测可能是火车所受的弹力(由轮缘与轨道之间的挤压产生)或者是重力和支持力的合力。教师接着展示车轮与铁轨的示意图，带领学生从火车质量很大的角度分析，发现只有轮缘与轨道之间的挤压非常严重时才能提供火车所需的足够大的向心力，这样会对轮缘造成严重的损伤，显然第一种猜测是不符合实际的。 (教师通过展示照片再现真实情境，引导学生从中提出物理问题，让学生猜想。然后将实际情形简化为模型，以示意图的形式展现出来，以便分析学生的猜想。这样做既能让学生体验到所研究问题的真实性，又能把握主要因素。通过简化的模型解决物理问题。),教师展示当地火车站火车驶过弯道时的录像片段，学生观察发现火车在转弯时有

39、点儿倾斜。通过师生的对话交流，学生逐渐认识到火车倾斜时所受支持力与重力不在一条直线上，如果速度和角度合适，合力恰好能够提供向心力，轮缘就不会因为受到挤压而损伤。教师展示正在转弯时的火车截面示意图，对火车进行受力分析，最后得出当速度满足V02=rgtan(其中V0为内外轨对轮缘无侧压力时火车的速度；r为转弯处轨道的半径；为轨道平面与水平面的夹角)时，轨道对轮缘恰好没有侧压力。 (教师通过播放自己拍摄的录像短片。使学生处于真实的情境之中。通过观察鉴别出有用的素材。师生之间的对话交流为学生认知的发展创造了一种平等、合作的氛围。这里仍然是将真实情形与物理模型结合起来，既联系了实际，又有利于问题的分析。

40、),接着，教师指出火车在实际运行时的速度很难在转弯处恰好达到V0，由学生分析实际速度大于和小于V0时，向心力的变化和轨道与轮缘之间的挤压情况。教师联系当时的火车提速问题，请学生运用所学知识，分析铁路工作者为了使铁路提速所需要做的工作。教师结合示意图，分析并近似得出hr=d V02g(其中h为内外轨的高度差，d为轨道间距)，要使V0增大，需要增大h与r的乘积。与学生讨论得知，如果h增加过大，会导致火车翻车，所以应尽量增大r。随后，教师指出当前我国的铁路是“客货混跑”，所以铁路的改造非常复杂，对于如何攻克这一难题，对学生提出期望。 (教师再一次给学生提出了一个真实问题。并且让学生充当“铁路工作者”

41、的角色来解决这一问题，充分调动起了学生的积极性。教师对学生提出期望，激发了学生学习的内在动机。),下一步，教师展示汽车过拱桥和凹形面时的示意图，请学生利用实验器材(弹簧秤、细线和重锤)设计替代实验，探究汽车经过凹形面时的情况，并对现象做出解释。然后学生分析汽车经过凹形面时所受向心力的情况，以及对路面的损坏和可能造成的爆胎事故。学生利用小玩具(可弯曲的塑料槽和小球)模拟汽车通过拱桥时的情形，分析得出在拱桥最高点处汽车对拱桥的压力小于汽车的重力，以及速度最大时的汽车受力情况。 (利用玩具来模拟汽车过拱桥，引起了学生的极大兴趣，使他们在一种近似游戏的情境中分析问题。通过动手探究解决问题。),之后，学

42、生比较火车转弯和汽车过拱桥时的力学特征和运动学特征，分别举出在水平面和竖直面上的圆周运动实例，然后将与细绳相连的小水桶中装入水，使小水桶在竖直面内旋转，而水不会洒出来。教师布置课后练习：研究为何水在最高点不会洒出来。 (教师再次给学生提供动手操作的机会，让学生观察到了奇特的现象，从而产生疑问，并将探究活动从课内延伸到课外。),最后，教师利用多媒体播放学生在校园里研究荡秋千时，人对秋千底座的压力变化情况，以及估测自行车拐弯时受到的向心力，还请参与实验的学生讲解所观察到的压力变化情况，并请感兴趣的学生带着便携式体重计亲自尝试研究。另外，请参与测量自行车转弯时向心力的同学与其他同学课后进行交流，共同

43、研究。(教师用录像的形式重现了学生的探究活动，即利用多媒体刨设了一种真实的情境，使未参与研究的同学能够了解研究的过程和结果。),【素材分析】 在这堂课里，学生始终是在教师精心设计的情境之中解决真实的问题。为了充分利用课堂时间，提高教学效率，教师利用了多媒体的优越性，将实际生活中的有关现象以照片、录像等形式展现在学生面前，给学生创设出一种真实的、复杂的、有意义的情境，并从中提出物理问题。这样做，一方面给学生提供了实际经验和感性认识，为发现问题、展开探究活动和进行知识建构奠定了基础；另一方面也使学生认识到物理学的意义和价值，体验到应用物理知识分析和解决多种实际问题的过程。不但可以提高学生学习的积极

44、性，还有利于知识的迁移和实际应用。,由于真实生活场景的复杂性，在研究中必须提取与所研究的问题相关的主要因素，建立理想的问题情境，进而建立物理模型，以引导学生经历对实际问题进行理想化和简化处理的过程，这体现了物理学的一般研究过程和方法。在这一过程中，学生能够更有针对性地分析问题，更重要的是学生在解决问题的过程中并没有脱离真实的情境，因为理想化过程是从真实情境中抽取出来的，而且最后教师还要带领他们回到真实情境当中进行分析。由此可见，教师刨设的物理教学情境是一个有一定逻辑顺序的完整过程，包括以下主要阶段：真实的生活情境一理想的问题情境一物理模型一真实的生活情境。,第四节 怎样进行新课程教学设计 新课

45、程是在原有课程基础上的发展与创新。在第一单元中，我们讨论了物理课程标准相对于物理教学大纲的创新之处，新课程的教学设计也应当在继承传统教学设计优点的基础上，以新课程的理念和现代教学理论为指导，探讨新的教学设计模式，将新课程的目标和内容转化成每一节课的具体实施方案。 【问题引导】 传统教学设计的优缺点是什么? 哪些需要继承，哪些需要突破和创新? 建构主义教学理念有哪些要点?,【情境素材1】传统教学设计步骤和建构主义教学理念要点 传统教学设计以教师为中心，一般按照以下步骤进行：首先确定教学目标(主要是知识目标)，然后分析学生已有的知识基础，根据教学目标确定教学内容、教学重点和教学顺序，根据教学内容和

46、学生特征确定教学难点，在此基础上选择和制定教学策略，选择与设计教学媒体，最后进行教学评价。 建构主义的教学理念则主张以学生为中心，强调目标的生成性；强调“情境”对意义建构的作用；强调“合作学习”对意义建构的关键作用；强调对学习环境的设计；强调利用各种信息资源来支持学习；强调学习过程的最终目的是完成意义建构。,【素材分析】 传统教学设计的优点是目标明确，能充分发挥教师作用，传授知识量大、系统性强；缺点是以教师为中心，强调教而忽视学，教的多而学生真正理解和掌握的少，学生往往处于被动接受状态，不利于发挥学生的积极性、主动性和创造性，不利于过程目标和情感目标的具体落实。 建构主义理念指导教学设计的优点

47、是学生的主动性可以得到充分发挥，有利于培养创造型人才；缺点是对教师和学生要求高，知识教学效率较低，缺乏可操作性，在我国目前实际课堂教学中较难实现。 【问题引导】 我们怎样在继承传统教学设计优点的基础上根据现代教育理念和新课程的要求进行教学设计呢?,【情境素材2】以问题为中心的探究一建构式教学设计 这种教学设计模式在系统教学设计方法的基础上，根据我国目前中学物理教学实际，对传统教学设计方法和建构主义教学理念进行了深入分析和整合，汲取了建构主义教学理念的合理成分和传统教学设计的优点，将教学目标、学生的原有认识和科学的认识过程结合起来统筹考虑，围绕焦点问题展开教学设计，故称为以问题为中心的教学设计模

48、式。其教学设计流程如图133所示。,教师首先根据对学生的了解和课程标准的要求初步确定三维目标；然后对教学内容和学生状况进行分析，有针对性地调查学生前认知，根据学生前认知与科学认识之间的差异确定焦点问题；围绕焦点问题合理开发和利用教学资源；根据学生的生活经验和兴趣创设问题情境；选择和设计指导学生探究和建构知识的教学策略；对整个过程进行反思与评价，进行调节和修正。,【素材分析】 以上流程适用于新课教学，可用于单元教学设计和课堂教学设计。教学过程一般按照以下要素展开：创设问题情境；引导学生确定焦点问题；指导学生围绕焦点问题展开探究活动；评价与交流探究结果；应用新知识解决焦点问题；应用变式使新知识明晰化；建立新旧知识之间的联系，进一步扩展新知识。下面是一个应用探究一建构式教学设计的具体案例：,教学设计案例：力的合成教学设计 一、初步确定教学目标 1知识目标 (1)理解力的合成和合力的概念，理解力的矢量性。 (2)掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。 (3)知道合力的大小与分力间夹角的关系。 2过程目标 经历二力合成的实验探究过程，归纳总结出力的平行四边形定则。 3情感目标 在观察、实验、记录和分析数据的过程中培养学生的科学态度。,二、分析和确定教学内容 力的合成是人教版大纲教材第一章第五节的内容，本节内容具有承上启下的作用。力的合成是对力