高中物理新課程標準解讀魯世波

高中物理新課程標準解讀魯世波第1頁/共63頁一.課程性質(zhì)與基本理念（一）課程性質(zhì)高中物理課程是普通高中自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)課程，旨在落實立德樹人的根本任務(wù)，進一步提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，促進人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會的發(fā)展。2第2頁/共63頁一.課程性質(zhì)與基本理念（二）基本理念1.注重體現(xiàn)物理學(xué)科本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)

2.注重課程的基礎(chǔ)性和選擇性，滿足學(xué)生終身發(fā)展需要

3.注重課程的時代性，關(guān)注科技進步和社會發(fā)展需要

4.引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方式多樣化5.注重過程評價，促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展3第3頁/共63頁二.學(xué)科核心素養(yǎng)與課程目標（一）學(xué)科核心素養(yǎng)（定義）學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科教育對全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是物理學(xué)科教育對全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)，是物理學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。包括：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任4第4頁/共63頁二.學(xué)科核心素養(yǎng)與課程目標（二）課程目標科學(xué)本質(zhì)科學(xué)態(tài)度社會責(zé)任STSE……問題證據(jù)解釋合作與交流模型建構(gòu)科學(xué)推理科學(xué)論證質(zhì)疑創(chuàng)新物質(zhì)觀運動觀相互作用觀能量觀物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任每一要素分為五級水平5第5頁/共63頁三.高中物理課程結(jié)構(gòu)機械運動與物理模型；相互作用與運動規(guī)律必修1（2學(xué)分）必修3（2學(xué)分）靜電場，電路及其應(yīng)用，電磁場與電磁波初步，能源與可持續(xù)發(fā)展選修1-2（2學(xué)分）磁場，電磁感應(yīng)及其應(yīng)用，電磁振蕩與電磁波，傳感器固體、液體和氣體，熱力學(xué)定律，光及其應(yīng)用，原子與原子核選修1-3（2學(xué)分）選修2-1（2學(xué)分）物理學(xué)與社會發(fā)展選修2-3（2學(xué)分）

近代物理學(xué)初步選修2-2（2學(xué)分）物理學(xué)與技術(shù)應(yīng)用必修課程選修Ⅱ課程選修Ⅰ課程畢業(yè)考試選拔考試自主開設(shè)選修1-1（2學(xué)分）動量與動量守恒定律，機械振動與機械波必修2（2學(xué)分）機械能及其守恒定律，曲線運動與萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的局限性與相對論初步6第6頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考物理觀念7第7頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）觀念：通俗意義上來理解，就是人們在長期的生活和生產(chǎn)實踐當(dāng)中形成的對事物的總體的綜合的認識。物理觀念：形成物質(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念等，能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題?！纬晌镔|(zhì)觀念、運動與相互作用觀念、能量觀念▲能用形成的這些觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題8第8頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）水平1：初步了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律，能將其與相關(guān)的自然現(xiàn)象和問題解決聯(lián)系起來。水平2：了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律，能解釋簡單的自然現(xiàn)象、解決簡單的實際問題。水平3：了解所學(xué)的物理概念和規(guī)律及其相互關(guān)系，能解釋自然現(xiàn)象、解決實際問題。水平4：理解所學(xué)的物理概念和規(guī)律及其相互關(guān)系，能正確解釋自然現(xiàn)象、綜合應(yīng)用所學(xué)的物理知識解決實際問題。水平5：能清晰、系統(tǒng)地理解所學(xué)的物理概念和規(guī)律，能正確解釋自然現(xiàn)象、能綜合應(yīng)用所學(xué)的物理知識靈活解決實際問題。9第9頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）物理觀念體系知識類觀念方法類觀念情意類觀念“教育給予人們的無非是當(dāng)一切已學(xué)過的東西都忘記后所剩下的東西”（勞厄）。物理觀念是指學(xué)生通過物理學(xué)習(xí)，在深入理解物理學(xué)科特征的基礎(chǔ)上所獲得的對物理的概括性認識，具體表現(xiàn)為主動地運用物理思想、方法和觀點，認識身邊事物和處理問題的自覺意識或思維習(xí)慣。10第10頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）物理觀念體系知識類觀念方法類觀念情意類觀念1.來自于學(xué)生對物理學(xué)科具體知識的反思和概括，形成知識類物理觀念，如力的觀點、運動的觀點、能量的觀點等2.來自于學(xué)生對物理探究過程、學(xué)習(xí)方法的反思，形成方法類的物理觀念，如類比方法、等效方法、模型思想3.來自于對物理在社會生活中的價值的認識和反思，形成的情意類的物理觀念，如物理價值觀。物理觀念從何而來？11第11頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）物理觀念體系知識類觀念方法類觀念情意類觀念以上三方面觀念相互影響、共同作用構(gòu)成物理觀念這一有機整體。物理觀念具有層次性，一方面指在不同學(xué)習(xí)階段形成的觀念是不同的；另一方面指同一觀念在不同的學(xué)習(xí)階段，其內(nèi)涵的豐富程度是不同的。物理觀念具有能動性，主要表現(xiàn)為能夠為新物理認識指明思維方向?！霸诮⒁粋€物理學(xué)理論時，基本觀念起了最主要的作用，物理書上充滿了復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式，但是所有的物理學(xué)理論都是起源于思維與觀念，而不是公式”。（愛因斯坦）12第12頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（一）引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)錯誤前觀念的轉(zhuǎn)化認知沖突的引發(fā)是指，當(dāng)原有觀念與新經(jīng)驗之間出現(xiàn)對立性矛盾時而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)。學(xué)生在原有觀念在遇到新觀念時，往往對新觀念的處理方式有三種情況：1.徑直地拒絕了新觀念；2.通過機械記憶，新觀念取代舊觀念；3.對新舊觀念進行整合，接納新觀念。13第13頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（一）引發(fā)認知沖突，實現(xiàn)錯誤前觀念的轉(zhuǎn)化認知沖突的引發(fā)是指，當(dāng)原有觀念與新經(jīng)驗之間出現(xiàn)對立性矛盾時而感受到的疑惑、緊張和不適的狀態(tài)。物理教學(xué)中要實現(xiàn)原有觀念的轉(zhuǎn)變則需要滿足三個條件：1.原有觀念跟物理事實存在矛盾；2.新觀念比舊觀念更易于解釋物理事實，即新觀念具有可理解性和合理性；3.新觀念的有效性。14第14頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（二）鋪設(shè)“綠色通道”，發(fā)展、拓寬學(xué)生的物理觀念如何在前觀念與新觀念之間鋪設(shè)一條科學(xué)的“綠色通道”，從而切實有效地發(fā)展、拓寬學(xué)生的物理觀念，通常有以下四個步驟：1.創(chuàng)設(shè)情境，暴露學(xué)生前觀念；2.繼續(xù)創(chuàng)設(shè)學(xué)生通過直覺能感知的相似情境；3.引導(dǎo)學(xué)生自主進行相關(guān)觀念的類比，尋求新觀念與舊觀念之間的整合點；4.指導(dǎo)學(xué)生完成物理觀念的發(fā)展和拓寬。電場力做功與電勢能的關(guān)系重力做功與重力勢能的關(guān)系類比15第15頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（三）引導(dǎo)學(xué)生體驗評價、反思概括，促進物理觀念形成和發(fā)展有別于僅針對具體性知識進行的傳統(tǒng)的教學(xué)小結(jié)，觀念構(gòu)建導(dǎo)向的做法是：為學(xué)生搭建體驗、評價、交流的平臺，提供概括反思的方向和線索。1.知識性：單擺定義、回復(fù)力、周期2.單擺模型的理想化方法：如質(zhì)點、點電荷、光線、自由落體運動、勻強電場等3.研究周期公式的“控制變量法”，如牛頓第二定律的探究、電阻定律的探究4.動力學(xué)分析方法：利用自然分解5.單擺本質(zhì)：沿圓弧小角度運動，除了指向圓心的力，其余力的等效合力為恒力。16第16頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（三）引導(dǎo)學(xué)生體驗評價、反思概括，促進物理觀念形成和發(fā)展17第17頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（四）還原“真實”的科學(xué)研究歷史教科書上的科學(xué)結(jié)論固然重要，但它背后的孕育發(fā)展，由潛到顯的轉(zhuǎn)化歷程則更富啟迪。因此，觀念建構(gòu)導(dǎo)向的物理概念、規(guī)律教學(xué)，可以借助物理學(xué)發(fā)展史，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實的情境，然后帶領(lǐng)學(xué)生乘坐“思維之舟”穿越時空，蕩漾于科學(xué)發(fā)現(xiàn)的曲折物理學(xué)歷程，領(lǐng)略涌現(xiàn)出的著名事件、現(xiàn)象、物理學(xué)觀點、思想和方法及其對后世的影響。使學(xué)生真切地受到體驗和熏陶，從而有利于物理觀念的形成與發(fā)展。18第18頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（五）挖掘?qū)嶒炋骄抗δ?，促進物理觀念構(gòu)建物理觀念是隱藏于具體知識背后的概括性觀點和思想方法。物理觀念只有在學(xué)生本人親自經(jīng)歷知識的探索發(fā)現(xiàn)過程，對具體物理知識進入深入分析和挖掘才能展開出來，并在與他人的交流討論與具體應(yīng)用中獲得日漸清晰的認識。因此，在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)實驗探究情境，讓學(xué)生親身體驗物理知識的發(fā)現(xiàn)過程，感悟物理知識中蘊含的思想、觀點和方法，使學(xué)生通過高水平的思維活動，深刻理解和掌握物理知識，并通過不斷的反思、概括、提升，從而促進物理觀念的構(gòu)建。19第19頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（五）挖掘?qū)嶒炋骄抗δ埽龠M物理觀念構(gòu)建牛頓第二定律的探究實驗探究教學(xué)中，學(xué)生遷移相關(guān)物理觀點、思想和方法到新的問題情景中，利于作出創(chuàng)新性應(yīng)用。20第20頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（六）在原始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用“原始”物理問題是指，自然界及社會生活、生產(chǎn)中客觀存在且未被加工的物理問題。物理現(xiàn)象原始問題物理習(xí)題結(jié)論評價對物理問題進行描述抽象、設(shè)置物理量驗算推導(dǎo)21第21頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（六）在原始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用【題目】《中國青年報》1990.12.25報道了我國前往南極的科學(xué)考察船“極地號”上發(fā)來的專電——“極地號啟動減搖裝置慢速航行”。報道稱：“隨著西風(fēng)帶的離去，船體擺動愈發(fā)劇烈，船體橫搖已達15o，最高達27o…為了減小船體搖動，船上已采取了新的減搖措施，為此航速已減至10節(jié)?！睘槭裁赐ㄟ^減速能實現(xiàn)減搖?（波浪沖擊力的頻率接近輪船搖擺的固有頻率時，輪船搖擺幅度最大。）22第22頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（六）在原始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用先看兩種特殊情況:1.船的速度方向和波浪傳播速度方向在同一直線上；2.船的速度和波浪傳播速度方向垂直。具體分析如下:

23第23頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（物理觀念）（六）在原始物理問題情景中實現(xiàn)觀念的創(chuàng)新應(yīng)用上述原始物理問題解決過程中，不難發(fā)現(xiàn)運用了物理模型的方法。而在物理模型建立中，又使用了歸納推理的方法。因此，通過對原始問題的不斷了解、積累，能使學(xué)生形成一種借助于科學(xué)方法研究問題的心理定勢，有效地形成物理觀念。24第24頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考科學(xué)思維25第25頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）思維：人腦進行邏輯推導(dǎo)的屬性、能力和過程。它是人類所具有的高級認知活動。按照信息論的觀點，思維是對新輸入信息與腦內(nèi)儲存知識經(jīng)驗進行一系列復(fù)雜的心智操作過程?！逊治雠c綜合⊙比較與分類⊙抽象與概括26第26頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）科學(xué)思維：《課程標準》中的“科學(xué)思維”素養(yǎng)，主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等四個要素。27第27頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）水平1：能說出一些所學(xué)的簡單的物理模型；知道得出結(jié)論需要科學(xué)推理；能區(qū)別觀點和證據(jù)；知道質(zhì)疑和創(chuàng)新的重要性。水平2：能在熟悉的問題情境中應(yīng)用所學(xué)的常見的物理模型；能對比較簡單的物理問題進行分析和推理，獲得結(jié)論；能使用簡單和直接的證據(jù)表達自己的觀點；具有質(zhì)疑和創(chuàng)新的意識。水平3：能在熟悉的問題情境中根據(jù)需要選用所學(xué)的恰當(dāng)?shù)哪Ｐ徒鉀Q簡單的物理問題；能對常見的物理問題進行分析、通過推理，獲得結(jié)論并作出解釋；能恰當(dāng)使用證據(jù)表達自己的觀點；從不同角度思考物理問題。水平4：能將實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)化為所學(xué)的物理模型；能對綜合性物理問題進行分析和推理，獲得結(jié)論并作出解釋；能恰當(dāng)使用證據(jù)證明物理結(jié)論；能對已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式分析解決物理問題。28第28頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）水平5：能將較復(fù)雜的實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)化為所學(xué)的物理模型；能在新的情景中對綜合性物理問題進行分析和推理，獲得正確結(jié)論并作出解釋；能考慮證據(jù)的可靠性，合理使用證據(jù)；能從多個視角審視檢驗結(jié)論，解決物理問題具有一定的新穎性。29第29頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）《課程標準》對模型建構(gòu)要求的層次能說出簡單物理模型能在熟悉情境中應(yīng)用常見物理模型能在熟悉情境中選用恰當(dāng)模型解決簡單問題能將實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型能將較復(fù)雜實際問題的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型質(zhì)點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、勻強電場、理想變壓器等。勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動、彈性碰撞、等溫過程、絕熱過程等。常見理想模型30第30頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）合理使用證據(jù)進行科學(xué)推理【題目】“蹦極”運動時，在運動員身上裝好傳感器，測量運動員在不同時刻的高度及速度。運動員及所帶裝備的總質(zhì)量為60kg，彈性繩原長為10m。運動員從蹦極臺自由下落，得到右圖的速度－位移圖象。（1）運動員下落過程中在什么位置動能最大？試從運動和力的關(guān)系討論運動員在該位置受力有什么特點。（2）運動員下落到動能最大時和落到最低點時，繩的彈性勢能分別為多大?請陳述應(yīng)用相關(guān)定律解決問題的條件。31第31頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）32伽利略的科學(xué)思維方法分享伽利略（1564-1642），25歲成為比薩大學(xué)數(shù)學(xué)系教授，成就：1.研究物體等加速運動；2.改進望遠鏡；3.改進圓規(guī)；4.制造第一只溫度計；5.發(fā)現(xiàn)單擺的等時性；意大利物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、哲學(xué)家，被后人譽為：現(xiàn)代觀測天文學(xué)之父；現(xiàn)代物理學(xué)之父；現(xiàn)代科學(xué)之父；自然科學(xué)的誕生要歸功于伽利略——霍金第32頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)思維）33伽利略的科學(xué)思維方法分享伽利略如此輝煌的成就主要得益于他科學(xué)的思維方式、科研方法及追求科學(xué)真理的精神?！炎鹬厥聦崱⑶谟谟^察⊙分解、組合，有機聯(lián)系⊙實驗、數(shù)學(xué)，有機統(tǒng)一⊙抽象思維、邏輯思維的完美結(jié)合⊙科學(xué)性與靈活性結(jié)合第33頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考科學(xué)探究34第34頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）“科學(xué)探究”是基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗和制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋、以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力?！翱茖W(xué)探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素。35第35頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）水平1：具有問題意識；能在他人指導(dǎo)下使用所學(xué)的簡單器材收集數(shù)據(jù)；能對數(shù)據(jù)進行初步整理；具有與他人交流成果、討論問題的意識。水平2：能觀察物理現(xiàn)象，提出物理問題；能根據(jù)已有的科學(xué)探究方案，使用所學(xué)的基本器材獲得數(shù)據(jù)；能對數(shù)據(jù)進行整理，得到初步的結(jié)論；能撰寫簡單的報告，陳述科學(xué)探究過程和結(jié)果。水平3：能分析物理現(xiàn)象，提出可探究的物理問題；作出初步的猜想；能在他人幫助下制訂科學(xué)探究方案，使用基本器材獲得數(shù)據(jù)；能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)特點，形成結(jié)論，嘗試用已有的物理知識進行解釋；能撰寫實驗報告，用學(xué)過的物理術(shù)語、圖表等交流科學(xué)探究過程和結(jié)果。36第36頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）水平4：能分析相關(guān)事實或結(jié)論，提出并準確表述可探究的物理問題，作出有依據(jù)的假設(shè)；能制訂科學(xué)探究方案，選用合適的器材獲得數(shù)據(jù)；能分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)其中規(guī)律，形成合理結(jié)論，用已有的物理知識進行解釋；能撰寫完整的實驗報告，對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流和反思。水平5：能面對真實情景，從不同角度提出并準確表述可探究的物理問題，作出科學(xué)假設(shè)；能制訂有一定新意的科學(xué)探究方案，靈活選用合適的器材獲得數(shù)據(jù)；能用多種方法分析數(shù)據(jù)、發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成合理結(jié)論，用已有的物理知識進行解釋；能撰寫完整規(guī)范的科學(xué)探究報告，交流、反思科學(xué)探究過程和結(jié)果。37第37頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）《課程標準》中將科學(xué)探究放到了前所未有的高度，目的在于將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過分強調(diào)知識的傳承與積累向培養(yǎng)學(xué)生的探究能力轉(zhuǎn)化，讓學(xué)生從被動接受知識向主動獲取知識轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)素養(yǎng)、科學(xué)探究的能力、敢于探索的創(chuàng)新精神。在物理教學(xué)中，教師應(yīng)該創(chuàng)設(shè)多樣化的教學(xué)情境，重視學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。38第38頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）1.注重實驗教學(xué)，使之成為培養(yǎng)科學(xué)探究的主要途徑.物理實驗從確立實驗?zāi)康牡皆O(shè)計實驗直至最后的結(jié)果分析，其實驗過程實質(zhì)就是科學(xué)探究的過程，因此物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。39第39頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）【題目】研究變壓器的輸出電壓與哪些因素有關(guān)1.提出問題：由教師直接提問變壓器的輸出電壓與哪些因素有關(guān)？2.猜想與假說：由學(xué)生思考并互相補充得出輸出電壓可能會跟輸入電壓、原副線圈匝數(shù)、電流頻率、鐵芯等因素有關(guān)。3.制定計劃與設(shè)計實驗：引導(dǎo)學(xué)生制定利用控制變量法來進行實驗的計劃，思考需要測量的數(shù)據(jù)與可能需要的實驗器材，如電源、原副線圈可變的變壓器、多用電表等。4.進行實驗和收集證據(jù)：對學(xué)生進行分組，并各選擇一個因素進行實驗研究。5.根據(jù)證據(jù)進行解釋：由各組選派代表，提供實驗數(shù)據(jù)并作出解釋：與鐵芯、頻率無關(guān)。6.交流與檢驗：引導(dǎo)學(xué)生從理論上推導(dǎo)結(jié)論，將其與學(xué)生的實驗結(jié)論進行比較，引導(dǎo)學(xué)生進行實驗誤差分析。40第40頁/共63頁物理學(xué)史是人類在物理領(lǐng)域認識自然、改造自然、獲得知識的歷史記錄。物理學(xué)的每一步發(fā)展，都離不開科學(xué)探究；物理學(xué)的科學(xué)觀和研究方法的演化、變革與發(fā)展就是一個探究的過程。物理學(xué)史本身作為科學(xué)探究的歷史，也應(yīng)當(dāng)讓其更加突出探究歷程，為學(xué)生進行自己探究開闊思路，加深對科學(xué)探究過程的理解并發(fā)展科學(xué)探究能力，使教育功能更加完善地得以發(fā)揮。四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）2.滲透物理學(xué)史，使之成為培養(yǎng)科學(xué)探究能力的示范比如牛頓在1672年發(fā)表了《關(guān)于光和色的新理論》一文，認為光具有微粒的性質(zhì)，在當(dāng)時就引起了物理學(xué)界極大的爭論，胡克就曾質(zhì)問牛頓為什么光束相交時不發(fā)生碰撞（即“光為什么不為光自身所散射”）。托馬斯?楊通過雙縫干涉實驗證明了“光的波動說”的正確。從“光的微粒說”到“光的波動說”，再到“光的波粒二象性學(xué)說”的提出，其中所包含的對于科學(xué)的每一次質(zhì)疑與推敲，都會給學(xué)生以極大的智慧啟迪。41第41頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）3.授以方法，為培養(yǎng)科學(xué)探究能力尋找路徑物理學(xué)方法是物理學(xué)發(fā)展的靈魂，是以知識學(xué)習(xí)到能力發(fā)展的橋梁。物理學(xué)方法是指物理學(xué)的具體科學(xué)方法，通常認為有：觀察法、實驗法、理想化方法、類比

方法、假設(shè)方法和數(shù)學(xué)方法六種。教師如果能以物理學(xué)方法為線索組織教學(xué)過程，實施知識教學(xué)與物理學(xué)方法教育的良好結(jié)合，必然使教學(xué)過程更符合學(xué)生的認識規(guī)

律，也更有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。例如，在庫侖定律的教學(xué)中，教師不必要求學(xué)生預(yù)習(xí)，直接在上課之初先讓學(xué)生進行兩個帶電體之間相互作用力的大小可能與哪些因素有關(guān)的猜想。猜想是探索性實驗的前提，學(xué)生可能會想到：帶電體的形狀，大小，兩帶電體帶電的多少，兩帶電體間的距離，兩帶電體間的介質(zhì)等。然后，再讓學(xué)生考慮這么多的因素怎么研究，有沒有主次之分，哪些是主要因素，哪些是次要因素，次要因素在什么條件下可以忽略，等等。當(dāng)還剩下“電荷量”和“距離”兩個因素時，再讓學(xué)生考慮兩個因素對作用力的影響如何思考，并提出控制變量法。這樣模擬科學(xué)家的探索過程使學(xué)生體會與學(xué)習(xí)物理學(xué)方法，達到理想的教學(xué)效果。42第42頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）4.建構(gòu)物理概念規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力物理概念是反映物理現(xiàn)象和過程的本質(zhì)屬性的思維形式；物理規(guī)律是物理現(xiàn)象、過程在一定條件下發(fā)生、發(fā)展和變化的必然趨勢及其本質(zhì)聯(lián)系的反映。形成概念和掌握規(guī)律就是對觀察和實驗得到的感性材料進行理性加工，并把有關(guān)物理問題的本質(zhì)抽象出來。教師應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生明白，任何概念和規(guī)律都是嚴謹?shù)目茖W(xué)探究的結(jié)果，使學(xué)生在建構(gòu)新的概念規(guī)律時，要學(xué)會質(zhì)疑，學(xué)會盡可能經(jīng)過嚴謹?shù)奶骄吭俳?gòu)自己可以接受的知識體系。例如在講解牛頓第一定律時，可把牛頓和古希臘自然哲學(xué)家亞里士多德的觀點進行比較，并結(jié)合伽利略的實驗研究成果。牛頓認為任何物體都將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止；而亞里士多德認為物體的運動需要靠外力來維持。牛頓和亞里士多德都是千古流芳的人物，但在此問題上卻有著截然不同的觀點，孰是孰非，爭論也許并不能夠令人信服，只有通過實驗才能得出肯定的回答。在此基礎(chǔ)上，再來講述伽利略的實驗研究成果，就可以讓學(xué)生清楚地認識到亞里士多德的觀點的錯誤性。43第43頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）5.嘗試STSE教育，使生活成為培養(yǎng)科學(xué)探究能力的良好素材.STSE是一門研究科學(xué)、技術(shù)和社會、環(huán)境相互關(guān)系的新興學(xué)科，它強調(diào)科學(xué)技術(shù)在社會生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。在教授物理知識的同時，滲透STSE教育，在拓寬知識的過程中，有利于學(xué)生提高對科學(xué)的過程與方法的認識，增強對科學(xué)的情感、態(tài)度與價值觀的體驗，加深對科學(xué)、技術(shù)與社會關(guān)系的理解。例如，學(xué)習(xí)原子能的知識，教師既要讓學(xué)生了解核技術(shù)可以用作醫(yī)療、能源，同時也必須向?qū)W生介紹核污染、核放射可以殺傷人類甚至毀滅地球；了解聲學(xué)知識時，可以讓學(xué)生調(diào)查身邊的聲污染情況，并嘗試提出減小噪聲污染的有效措施等。這些都超出了物理學(xué)科自身的研究范圍，然而是教師培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的良好素材。44第44頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考（科學(xué)探究）【題目】老師給小明一個密封盒，其表面可見一個燈泡和一個可調(diào)電阻器的旋鈕。為了探究密封盒里燈泡和可調(diào)電阻器是如何連接的，小明連接了一個如圖所示的電路，他將可調(diào)電阻器的電阻R減小，并將變化前后的結(jié)果記錄下來。數(shù)據(jù)：電源電壓U=3VR的初始值R1=15Ω電流表的初始讀數(shù)I1=0.5AR的最終值R2=5Ω電流表的最終讀數(shù)I2=0.9A觀察結(jié)果：燈泡的亮度保持不變451.請判斷盒中的可調(diào)電阻器和燈泡是如何連接的，并說明理由。2.將兩個1.5v的電池串聯(lián)來代替低壓電源，進行同樣的實驗。發(fā)現(xiàn)當(dāng)R減小時，燈泡的亮度會發(fā)生變化，請解釋這一現(xiàn)象。3.在實際操作中這種電路有沒有安全隱患？如果有，請指出安全隱患的原因及可能產(chǎn)生的后果。第45頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考科學(xué)態(tài)度和責(zé)任46第46頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”是指在認識科學(xué)本質(zhì)，認識科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探索自然的內(nèi)在動力，嚴謹認真、實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范，保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任、STSE等47第47頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）水平1：認識物理學(xué)是對自然現(xiàn)象的描述和解釋；對自然界有好奇心，知道學(xué)習(xí)物理需要實事求是，有與他人合作的意愿；知道科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境存在相互聯(lián)系。水平2：認識物理學(xué)是基于人類有意識的探究而形成的對自然現(xiàn)象的描述和解釋，并需要接受實踐的檢驗；有學(xué)習(xí)物理的興趣，具有實事求是的態(tài)度，能與他人合作；認識到物理研究與應(yīng)用會涉及道德與規(guī)范問題，了解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境的關(guān)系。水平3：認識物理研究是建立在觀察和實驗基礎(chǔ)上的一項創(chuàng)造性工作；有較強的學(xué)習(xí)和研究物理的興趣，能做到實事求是，在合作中能尊重他人；認識到物理研究與應(yīng)用應(yīng)考慮道德和規(guī)范的要求，認識到人類保護環(huán)境和促進可持續(xù)發(fā)展方面的責(zé)任。48第48頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）水平4：認識物理研究是一種對自然現(xiàn)象進行抽象的創(chuàng)造性工作；有學(xué)習(xí)和研究物理的內(nèi)在動機，堅持實事求是，在合作中既能堅持觀點又能修正錯誤；能依據(jù)普遍接受的道德與規(guī)范認識和評價物理研究和應(yīng)用，具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。水平5：認識物理學(xué)是人類認識自然的方式之一，是不斷發(fā)展的，具有相對持久性和普適性，但同時也存在局限性；有較強的學(xué)習(xí)和研究物理的內(nèi)在動機，能自覺抵制違反實事求是的行為，在交流中既能主動參與又能發(fā)揮團隊作用；在進行物理研究和應(yīng)用物理成果時，能自覺遵守普遍接受的道德與規(guī)范，養(yǎng)成保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的良好習(xí)慣。49第49頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）培養(yǎng)學(xué)習(xí)物理的興趣，增強對大自然的好奇心，是物理課程的重要目標。在物理教學(xué)中，一方面要善于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，另一方面，還要注意讓學(xué)生保持這種興趣。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的思路：●設(shè)計有懸念的問題讓學(xué)生研究●增添聯(lián)系自然、聯(lián)系生活的教學(xué)內(nèi)容●創(chuàng)設(shè)生動活潑的研究情境和學(xué)習(xí)氛圍●布置有趣的學(xué)習(xí)任務(wù)●用所學(xué)的物理知識解釋“意外”現(xiàn)象50第50頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）保持學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的思路：●控制例題難度，讓學(xué)生能聽懂●摒棄死記硬背，讓學(xué)生感受融會貫通●控制習(xí)題難度，讓學(xué)生體驗成功的愉悅●控制習(xí)題數(shù)量，讓學(xué)生做作業(yè)不覺得是負擔(dān)●未必刻板預(yù)習(xí)，讓學(xué)生保持新鮮感51第51頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）這里所說的“社會責(zé)任”，主要包括科學(xué)倫理和“STSE”兩部分內(nèi)容?！窀咧形锢砗诵乃仞B(yǎng)中的科學(xué)倫理，是指在學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用科學(xué)的過程中，應(yīng)該考慮和遵守的規(guī)范準則，如實事求是，不弄虛作假，顧及他人利益，不對人類和自然帶來不利影響等。52第52頁/共63頁四.培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的策略思考(科學(xué)態(tài)度和責(zé)任）●STSE主要包括科學(xué)技術(shù)與社會的相互關(guān)系、科學(xué)技術(shù)對自然環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的影響等。獲得這些方面的認識是基本的要求。進一步的要求，是通過課堂學(xué)習(xí)、課后閱讀、信息交流、實踐活動、社會調(diào)查，把正確的認識提升為責(zé)任感。在熱愛自然，保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展方面，形成正確的觀念，付出具體的行動。53第53頁/共63頁五.基于核心素養(yǎng)下的教學(xué)實施建議54物理學(xué)科的價值在于實現(xiàn)三個轉(zhuǎn)化功能：⊙把人類社會積累的知識

轉(zhuǎn)化為學(xué)生的個體知識和觀念;⊙把前人從事智力活動的思想、方法

轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認識能力和思維方式;⊙把蘊含在知識載體中的觀念、態(tài)度轉(zhuǎn)化為學(xué)生的行為準則。物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度第54頁/共63頁五.基于核心素養(yǎng)下的教學(xué)實施建議55建議一：從物理教學(xué)過渡到物理教育【例】牛頓第三定律

◎以知識為本位的教學(xué)

⑴教師列舉實例，說明物體間的作用是相互的；⑵演示兩個彈簧秤對拉實驗，講解相互作用力的大小、方向關(guān)系；⑶總結(jié)得出牛頓第三定律。評析這樣的教學(xué)有什么問題？

問題1：單靠老師的講授，缺失學(xué)習(xí)者的主動參與和建構(gòu)，即使對所學(xué)的知識，學(xué)生也是難以深入理解、切實掌握的；

問題2：這種一步到位的教法，會使學(xué)生以偏概全，不利于科學(xué)思維的培養(yǎng)；同時更有悖于科學(xué)的本質(zhì)（科學(xué)總是講究證據(jù)，試圖確定和避免偏見），長此以往將使學(xué)生對科學(xué)形成錯誤的認知，以為科學(xué)發(fā)現(xiàn)總是一帆風(fēng)順的。第55頁/共63頁五.基于核心素養(yǎng)下的教學(xué)實施建議56建議一：從物理教學(xué)過渡到物理教育磁鐵導(dǎo)線【例】牛頓第三定律

◎核心素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)㈠物體作用的相互性【實驗觀察】①③④⑤【分析歸納】螺旋槳空氣物塊水同學(xué)甲同學(xué)乙

無論是不同種類的物體（固體、液體、氣體等），還是不同性質(zhì)的力（重力、彈力、摩擦力、電磁力等），兩個物體之間的作用總是相互的。②汽車路面磁鐵導(dǎo)線這樣教學(xué)的意圖何在？——不僅加深對知識的理解，更有助于物理觀念的形成。第56頁/共63頁五.基于核心素養(yǎng)下的教學(xué)實施建議57建議一：從物理教學(xué)過渡到物理教育㈡相互作用力的關(guān)系【猜想假設(shè)】【實驗探究】學(xué)生提出：一對相互作用力的方向相反，大小可能