《高中物理教学中 提升学生核心素养的思考》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理教学中 提升学生核心素养的思考（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、黄恕伯 2018.8.29,高中物理教学中 提升学生核心素养的思考,高中物理核心素养,质疑创新 科学论证 科学推理 模型建构,交流 解释 证据 问题,社会责任 科学态度 科学本质,物质观 运动与相互作用观 能量观,解决问题 形成观念,每一要素都分为五级水平,25 45 45 35,核心素养, 135,学业质量,物理观念两种描述,要素列表,（一）物理观念,“ 形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等，能用其解释自然现象和解决实际问题。” 这是高中物理课程标准的一项重要目标，该目标明确提出两个要点：第一，形成物质观念、运动与相互作用观念、能量观念；第二，会用这三个观念解释自然现象和解决实际问题
2、。 为达成上述目标，教学时应重视以下两方面： 一、构建有优化结构的高中物理知识系统 二、强化物理知识与实践情境的关联,课程标准关于“物理观念”的说明：,“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。,什么是“概念和规律的提炼”？,所谓概念和规律的提炼，其重要的方面就是把这些概念和规律组合成优化的结构，成为某一知识领域的核心内容，是解决问题的关键视角和思维指南。,一、构建有优化结构的高中物理知识系统,例：力的分解教学的知识目标,传统的力的分解教学过程：,一、构建有优化结构的高中物
3、理知识系统,用力的分解求解物体的受力问题，根据“力的作用效果”来判定分力的方向，用平行四边形定则根据判定的分力方向进行力的分解。,该教学过程值得质疑。,老师：如右图，悬吊的球由于重力的作用产生了两个效果，一是拉绳子，二是压墙。因此可以把重力按效果分解为 T 和 N 。,学生：分力和合力是指同一物体上两次受力的的等效替换，但 T、N 和 G 并不作用在同一物体上，一个力可以分解为别的物体所受的力吗？G 是引力、T 和 N 是弹力，一个引力可以分解为两个弹力吗？,老师： 。,例：力的分解教学的知识目标,一、构建有优化结构的高中物理知识系统,1. 知识目标要点,不要求学生把力的分解直接用来求解物体的
4、受力,突出力的分解的等效替换的思想,会用平行四边形定则求解有确定解的两个分力,（求解物体受力的要求，在牛顿定律中实现）,2. 设计上述知识目标的思考,真正体现力的分解功能，避免传统教学很难说清的问题,把“力的分解”作为运动与相互作用（如共点力平衡）问题的一个环节来处理，使解题思维更规范。,3. 教材“力的分解”练习题并没有用力的分解来求解物体受力。,2010版教材,力的分解教学目标的设计,例：力的分解教学的知识目标,一、构建有优化结构的高中物理知识系统,分解法,平衡法,新课标指出：“能用共点力的平衡条件分析日常生活中的问题”而不是用“力的分解”，它突出了运动与相互作用的关系，即物体的运动如果处
5、于平衡状态则物体在相互作用中所受的合力便等于 0，这是核心知识，力的分解不过是求解过程中的一个计算手段。解决物体受力的计算应该在学习共点力平衡时完成，而不是学习力的分解时就匆忙做这些题目。,例：力的分解教学的知识目标,一、构建有优化结构的高中物理知识系统,之所以把共点力的平衡视为核心知识。是因为用共点力平衡条件分析具体问题时，需要选择相互作用的对象、分析相互作用的物理量、列出相互作用关系的方程，这是一种分析物理问题基本而且重要的思路，这种核心思路和视角，普遍用于力、电、热等问题的分析，是概念和规律的提炼。是运动与相互作用观的重要内容。 “共点力的平衡”是高中物理这一思路的起点。,例：力的分解教
6、学的知识目标,一、构建有优化结构的高中物理知识系统,二、强化物理知识与实践情境的关联,物理观念的第二个要点，是“会用物理观念解释自然现象和解决实际问题”。,要做到这一点，必须强化物理知识与实践情境的关联，提高把物理知识与实践情境进行联系的自觉性，增强学生的实践意识。当学生面对物理语言、文字和符号时，能自觉地联想相应的物理情境；当学生面对实践情境时，会自然联想到与此相关的物理概念和规律。这就是物理概念和规律的升华。,设有x考生会做第17题，则 x（100x）/4 27,2016年高考理综试卷物理必考题难度系数,解出： x2.67 3,即只有3考生会做第17题。,第17题是必考物理题的最难题，难在
7、哪里？,利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（ ） A.1h B.4h C.8h D.16h,新课标2016年高考理综卷第17题,解答本题需要用到的物理知识：,物理知识不是解答本题的困难，本题难在知识与情境的转化上。,1.地球同步卫星运动的周期等于地球自转周期；,2.卫星绕地球运动周期的二次方跟半径的三次方成正比,利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地
8、球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（ ） A.1h B.4h C.8h D.16h,新课标2016年高考理综卷第17题,假设地球的自转周期变小,同步卫星运动周期也变小,同步卫星运动半径也变小,卫星轨道半径大于地球半径2倍,由此算出卫星周期即为题目所求,实现“文字情境知识”的转化，才是正确解题的关键,把跟学生生活联系密切的问题、社会热点中的物理问题、现代科技成果等有实践情境的教学内容引进课堂；,用生活中的器具做物理实验，加强物理知识与生活的联系；,创设真实情境、并通过对真实情境的思维加工来建立物理概念；用物理规律分析和解决真实
9、情境中的问题；,养成估计生活中有关物理量大小的习惯，乐于对媒体消息中物理量的大小进行审视，勇于对媒体信息中的不合理数据进行质疑。,二、强化物理知识与实践情境的关联,1.课堂教学中增添联系实际的内容,例：从生活实践引入“自感和互感”课题,二、强化物理知识与实践情境的关联,从生活实践引入“自感和互感”课题,例：从生活实践引入“自感和互感”课题,以上案例中，短短几秒钟，教师通过两个动作，建立了“物理知识和生活情境的关联”“科学和技术的关联”。,二、强化物理知识与实践情境的关联,例：知识应用紧贴当地生活和热点,手机和汽车是深圳人的热点话题。深圳的学校把物理知识跟实践情境进行关联，就需要贴近深圳的地域特
10、点，把手机和汽车等喜闻乐见的话题新信息引入课堂，这有利于学生建立物理知识与实践情境的关联。以下是深圳学校的一节物理课片段。,二、强化物理知识与实践情境的关联,深圳高级中学李韵：电磁感应的应用,例：物理知识跟社会生活的关联,机场规定：严禁携带额定能量超过160 Wh的充电宝搭乘飞机。,一般充电宝（移动电源）的规格，标注的是电荷量，单位是mAh，机场的规定为什么要以Wh为单位？,二、强化物理知识与实践情境的关联,根据物理知识可知，机场限定的不是充电宝的电荷量，而是充电宝的能量，Wh的含义是瓦小时，160Wh 相当于57.6 t 的重物由静止下落 1m 所具有的动能 。,旅客怎样判断自己的充电宝是否
11、超标？须把它的电荷量乘以标注的额定电压并换算成 Wh 单位。,例：物理知识跟社会生活的关联,二、强化物理知识与实践情境的关联,(1) 教师列举实例进行讲解,(2) 让学生列举实例,(3) 展示联系生活、社会的图片,(7) 学术性游戏,(4) 演播联系生活、社会的视频,(5) 展示实物并进行演示,(8) 经历创造性解决实际问题的过程,(6) 学生操作体验,优 化,2.采用优化的教学方式,二、强化物理知识与实践情境的关联,拔火罐和马德堡半球2016科学晚会节目,学习了气体等容变化的知识后，胡老师组织同学们做了一个拔火罐的“马德堡半球”游戏。他在两个不锈钢碗的碗底各固定了一个结实的铁钩，在一个碗里烧
12、了一些纸片，然后迅速把另一个碗扣上，使其冷却到环境温度后，用两段绳子分别系着两个碗底的铁钩，让学生跟拔河一样朝相反的方向拉绳。当两边的人数各增加到5人时，才把两碗拉开。已知碗口的直径为20 cm，环境温度为25 ，若每人平均用力为200 N。请你估算一下，胡老师把加热后的两个不锈钢碗合起来时，碗内空气的温度是多少？,题目,联系生活、情境关联,吹气千斤顶 2017科学晚会节目,用于课堂教学的物理游戏,课本必修“曲线运动”的体验性实验：,类似的实践情境：,喷气式飞机机身轴线的指向，跟飞机喷出气体所形成的运动轨迹相切。,汽车照亮前方道路的光束，跟汽车运动的轨迹相切。,经了解，本实验或类似的实验，很多
13、学校都没有做，原因是知识比较简单，不做学生也懂。,问题,某摩托车（或电单车）在平直公路上行驶时，车前照明灯的光束跟平直的道路很吻合。当该车转弯时，其前、后车轮在地面上留下了不同的曲线轨迹，试问：照明灯束的指向是跟以下哪条轨迹相切？ A. 前轮的轨迹 B. 后轮的轨迹 C. 该车前、后轮连线中点的运动轨迹 D. 条件不够，无法确定,测试你的实践意识：,绝大部分“尖子生”无法答对此题,（二）科学思维,课程标准中的“科学思维”素养，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等四个要素。,1. 高中物理课程中的两种理想模型,一、重视对理想模型的建构和应用,(1)关于研究对象、装置或条件的理想模型:
14、 质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等。,(2)关于运动过程的理想模型: 匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。,2.课程标准对模型建构要求的层次,能说出简单物理模型,能在熟悉情境中应用常见物理模型,能在熟悉情境中选用恰当模型解决简单问题,能将实际问题中的对象和过程转换成物理模型,能将较复杂实际问题的对象和过程转换成物理模型,一、重视对理想模型的建构和应用,3. 高中物理课程的第一个理想模型 质点,17版：经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体
15、会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。,一、重视对理想模型的建构和应用,03版：通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会 物理模型在探索自然规律中的作用。,17版和03版关于质点的知识要求是相同的。但增加了“经历过程” “能抽象” “体会思维方式” 的要求。,“建构” “应用”,应用：将实际问题转换成所学物理模型,一名学生看见某工人沿着斜靠在墙上的梯子向上攀登时，担心梯子下端会滑动而产生安全问题。他用力的平衡规律探究此真实问题，得出人在梯子上的位置越高梯子下端越容易滑动的结论，解释了所观察到的现象。该学生研究时，把人视为质点，忽略梯子的质量、梯子上端与墙之
16、间的摩擦力等次要因素，合理建构了问题研究的物理模型，形成结论时，进一步考虑梯子质量等因素的影响。,一、重视对理想模型的建构和应用,O,把工人和梯子合起来作为受共点力作用的研究对象，该对象受G、P、F三力的作用，三力共点于O，合力为0。,随着工人在梯子位置的上移，O点向墙平移，F和地面的夹角减小，梯子平衡所需要的静摩擦力 Ff 增大，梯子不安全程度增加。,工人位于梯子顶部时，是梯子在该倾角下的最不安全状态，此时 F 的作用线沿梯子方向。,应用：将实际问题转换成所学物理模型,一、重视对理想模型的建构和应用,同样是工人位于梯子顶部的条件下，如果梯子跟地面的夹角越小，梯子平衡所需要的静摩擦力越大，梯子越不安全。,梯子的倾角减小到静摩擦力Ff 和弹力 N 的比值等于动摩擦因数 时
