2013初中物理知識(shí)體系與思想方法

初中物理的知識(shí)體系與思想方法研討 湖北省宜昌市教科院熊春玲 當(dāng)前物理教學(xué)中存在的主要問(wèn)題 重視知識(shí) 而輕學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建 重個(gè)體的解題技巧 而輕物理思想和方法的整體把握 以致于學(xué)生所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)之間都是靜止和孤立的 缺乏知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系以及知識(shí)與生活與社會(huì)與科學(xué) 與其它學(xué)科的聯(lián)系 只見(jiàn)樹(shù)木不見(jiàn)森林 能深入細(xì)小的知識(shí)點(diǎn)而不能淺出 考題稍微一變換就不知所措 所以經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)有些考生在對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的掌握并不差 但是考試的結(jié)果卻不理想 只有從整體上把握整個(gè)初中的知識(shí)體系和思想方法 才能有的放矢的弄清在什么時(shí)候講什么知識(shí) 這個(gè)知識(shí)與其它知識(shí)在哪些方面有聯(lián)系 在知識(shí)形成的過(guò)程中和解決問(wèn)題的過(guò)程要用到什么樣的物理思想和方法 這樣才能真正地讓學(xué)生學(xué)懂物理 學(xué)會(huì)物理 從而會(huì)用物理 現(xiàn)在的培訓(xùn)都把學(xué)科的知識(shí)體系和思想方法的培訓(xùn)作為一個(gè)很重要的內(nèi)容 有很多地方還廣泛開(kāi)展了學(xué)科知識(shí)體系建 樹(shù) 展示活動(dòng) 為什么要學(xué)習(xí)物理 課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于物理課程性質(zhì)的定義 從古代的自然哲學(xué) 到17 18世紀(jì)的經(jīng)典物理學(xué) 直至近代的相對(duì)論和量子論等 都反映了人類對(duì)大自然的不斷探索 體現(xiàn)了探索者的科學(xué)思想 科學(xué)方法 科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神等 物理學(xué)作為一門主導(dǎo)學(xué)科 一直引領(lǐng)著科學(xué)技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展 從多方面影響著人們的思維模式發(fā)展 影響著公民科學(xué)素養(yǎng)的提升 義務(wù)教育階段的物理課程作為科學(xué)教育的組成部分 是以提高全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)的自然科學(xué)基礎(chǔ)課程 此階段的物理課程不僅應(yīng)注重科學(xué)知識(shí)的傳授和技能的訓(xùn)練 還應(yīng)注重納入物理科學(xué)的成就及其對(duì)人類文明的影響 注重對(duì)學(xué)生終身學(xué)習(xí)愿望 科學(xué)探究能力 創(chuàng)新意識(shí)以及科學(xué)態(tài)度 科學(xué)精神等方面的培養(yǎng)等 1 從物理學(xué)的角度來(lái)看 物理知識(shí)是構(gòu)成自然科學(xué)知識(shí)體系的一個(gè)重要組成部分 是人類認(rèn)識(shí)自然和改造自然的基礎(chǔ) 是推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力之一 知識(shí)體系 2 從教育學(xué)的角度來(lái)看 在物理知識(shí)的形成和運(yùn)用過(guò)程中有著豐富的科學(xué)思想和科學(xué)方法 它們是形成科學(xué)觀念和提高科學(xué)技能的土壤和階梯 對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)有著積極的促進(jìn)作用 思想方法體系 中學(xué)物理知識(shí)的價(jià)值體現(xiàn)在哪些方面 初中物理的知識(shí)體系和思想方法主要包括哪些內(nèi)容 標(biāo)準(zhǔn) 中的 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 由科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容組成 這實(shí)際上就規(guī)定了初中物理的主要思想方法和主要知識(shí)體系 初中物理的主要知識(shí)體系 初中物理主要的思想方法 問(wèn)題1 能不能根據(jù)課標(biāo)的框架結(jié)構(gòu)來(lái)編寫教材和進(jìn)行教學(xué) 問(wèn)題2 如何構(gòu)建物理概念和物理規(guī)律 問(wèn)題3 如何幫助學(xué)生形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 一 如何引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建初中物理的知識(shí)體系 二 如何引導(dǎo)學(xué)生掌握初中物理的思想方法 問(wèn)題2 初中物理教學(xué)涉及到的主要思想方法有哪些 問(wèn)題3 初中物理教學(xué)中如何有效進(jìn)行思想方法教學(xué) 問(wèn)題1 為什么要強(qiáng)調(diào)科學(xué)思想方法的教學(xué) 問(wèn)題1 能不能根據(jù)課標(biāo)的框架結(jié)構(gòu)來(lái)編寫教材和進(jìn)行教學(xué) 一 如何引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建初中物理的知識(shí)體系 案例研討 人教版教材八上的知識(shí)體系及結(jié)構(gòu)的變化 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué) 而測(cè)量是各種實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ) 學(xué)生了解一些測(cè)量的初步知識(shí) 掌握一些測(cè)量的基本技能 是他們學(xué)習(xí)物理的必要準(zhǔn)備 如先學(xué)長(zhǎng)度和時(shí)間的測(cè)量 在學(xué)到后面的溫度計(jì) 天平 彈簧測(cè)力計(jì)等儀器時(shí) 也有了讀數(shù)的基礎(chǔ) 所以教材就從最基本的測(cè)量開(kāi)始 另外機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概念及其研究方法也是后續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 如先學(xué)習(xí) 速度 的內(nèi)容 為后面 聲速 光速 的學(xué)習(xí)做好鋪墊 基于這些考慮 教材把 機(jī)械運(yùn)動(dòng) 安排在第一章來(lái)學(xué)習(xí) 這一章內(nèi)容是初中物理的基礎(chǔ) 打好這個(gè)基礎(chǔ)對(duì)初中物理乃至所有科學(xué)的學(xué)習(xí)都非常重要 修訂教材 第1節(jié)力第2節(jié)彈力第3節(jié)重力第1節(jié)牛頓第一定律第2節(jié)二力平衡第3節(jié)摩擦力 原教材 一 力二 牛頓第一定律三 二力平衡一 彈力彈簧測(cè)力計(jì)二 重力三 摩擦力 綜上所述 在編寫教材和進(jìn)行新知識(shí)的教學(xué)時(shí) 必須依據(jù)課標(biāo)的內(nèi)容 將物理知識(shí)本身的邏輯聯(lián)系與學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來(lái) 問(wèn)題2 如何構(gòu)建物理概念和物理規(guī)律 物理知識(shí)體系里主要包含物理現(xiàn)象 物理概念 物理規(guī)律 其中物理概念是物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的關(guān)節(jié)點(diǎn) 而物理規(guī)律則是物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的骨架 案例研討1 如何引導(dǎo)學(xué)生形成力的概念 感知 力 分析 力 描述 力 測(cè)量 力 認(rèn)識(shí) 力 形成概念 感知 力 情感體驗(yàn) 分析 力 歸納 概括的方法 分析 力 過(guò)程體驗(yàn) 描述 力 抽象的方法 力的三要素和力的示意圖 綜上所述 物理概念是通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察 分析 抽象得到的 它客觀地反映了物理事物的本質(zhì)屬性 因此 要形成和領(lǐng)會(huì)物理概念 必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)例 建立正確的物理表象 并通過(guò)分析 抽象等思維活動(dòng) 概括出同類事物的共同屬性和本質(zhì)特征 這一過(guò)程要培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力 體會(huì)和認(rèn)識(shí)物理學(xué)的研究方法和思維方法 物理知識(shí)與方法是分不開(kāi)的 案例研討2 如何引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)牛頓第一定律 認(rèn)識(shí) 牛頓第一定律 建立規(guī)律 1 選取運(yùn)動(dòng)物體只受阻力的實(shí)例 2 展示兩種對(duì)立的觀點(diǎn) 3 研究 阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響 4 符合邏輯的科學(xué)推理建立規(guī)律 5 用物體的慣性解釋有關(guān)現(xiàn)象 1 選取實(shí)例 只受阻力的情況 展示觀點(diǎn) 兩種對(duì)立觀點(diǎn) 對(duì)比實(shí)驗(yàn) 阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響 研討 如何幫助學(xué)生突破 慣性是物質(zhì)的一種性質(zhì) 而不是一種力 即一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì) 物體速度越大 慣性越大 案例研討3 如何幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)阿基米德原理 阿基米德原理 科學(xué)探究 2 推測(cè) 浮力的大小跟排開(kāi)液體重力的大小可能有關(guān) 1 探究浮力大小跟哪些因素有關(guān) 3 實(shí)驗(yàn) 探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系 1 探究影響浮力大小的因素 猜想 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 提出新問(wèn)題 液體的密度 物體浸入的體積 物體的密度 浮力的大小是否跟 有關(guān) 物體浸沒(méi)的深度 2 推測(cè)F浮跟G排可能有關(guān) 猜想 正向遷移 3 探究F浮跟G排的關(guān)系 溢水杯實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 綜上所述 物理規(guī)律是在一定的可靠事實(shí)基礎(chǔ)上歸納 推理的結(jié)果 它客觀地反映了事物間的聯(lián)系 因此要形成物理規(guī)律 必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)推理 揭示物理量之間定性或定量的聯(lián)系 形成物理規(guī)律是深刻認(rèn)識(shí)物理過(guò)程中內(nèi)在的 本質(zhì)的聯(lián)系的標(biāo)志 也是深入領(lǐng)會(huì)物理概念 建立物理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ) 問(wèn)題3 如何幫助學(xué)生形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 學(xué)生的頭腦不是堆積知識(shí)的倉(cāng)庫(kù) 而是要經(jīng)過(guò)自己的認(rèn)識(shí)和理解后形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 并用它來(lái)綜合解決實(shí)際問(wèn)題 當(dāng)前存在的主要問(wèn)題 只重視知識(shí)點(diǎn)的簡(jiǎn)單羅列 沒(méi)有形成結(jié)構(gòu) 例如 個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成的特點(diǎn) 1 一個(gè)完善的個(gè)人知識(shí)體系因該是系統(tǒng)的 而且是一個(gè)螺線上升的循環(huán)圈 新的知識(shí)不斷納入和提升原有的知識(shí)結(jié)構(gòu) 2 體系的建立需要結(jié)合個(gè)人的特點(diǎn) 這個(gè)體系沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn) 3 體系的建立是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程 4 體系的最終并不是以實(shí)際掌握的各方面的知識(shí)為評(píng)價(jià) 而是以解決問(wèn)題能力和方法來(lái)評(píng)價(jià) 案例研討1 如何引導(dǎo)學(xué)生形成各章的知識(shí)結(jié)構(gòu) 第五章透鏡及其應(yīng)用第1節(jié)透鏡第2節(jié)生活中的透鏡第3節(jié)凸透鏡成像的規(guī)律第4節(jié)眼睛和眼鏡第5節(jié)顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡教材的編寫特點(diǎn)是什么 復(fù)習(xí)課如何幫助學(xué)生形成本章的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 教材編寫的順序是 感知 體驗(yàn) 提出問(wèn)題 探究 應(yīng)用與創(chuàng)新 而學(xué)生頭腦里的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 研討 如何構(gòu)建光現(xiàn)象的認(rèn)知結(jié)構(gòu) 案例研討2 如何引導(dǎo)學(xué)生形成板塊內(nèi)的知識(shí)結(jié)構(gòu) 八下力學(xué) 案例研討3 如何引導(dǎo)學(xué)生弄清各板塊之間的聯(lián)系 如何將力學(xué) 熱學(xué) 電學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái) 以效率為主線 用來(lái)做有用功那部分能量與總能量之比 以能為連接點(diǎn) 綜上所述 構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系其實(shí)是個(gè)高屋建瓴的問(wèn)題 其構(gòu)建的操作要點(diǎn)主要是 1 找準(zhǔn)構(gòu)建對(duì)象 讓要構(gòu)建的知識(shí)大體在自己心目中有一個(gè)清晰的輪廓 2 把構(gòu)建對(duì)象分解幾大部分 所謂的知識(shí)體系其實(shí)就象大樹(shù)一樣 先找這棵大樹(shù)的幾個(gè)主干部位 3 把分解好的主干分別再進(jìn)行分解 并擴(kuò)充一些細(xì)枝末節(jié)的知識(shí)點(diǎn) 對(duì)知識(shí)點(diǎn)的了解度 體系的嚴(yán)謹(jǐn)性 結(jié)構(gòu)的合理性 內(nèi)容的廣泛性和更新性是構(gòu)建知識(shí)體系的重要標(biāo)準(zhǔn) 二 初中物理的思想方法教學(xué) 問(wèn)題1 為什么要強(qiáng)調(diào)科學(xué)思想方法的教學(xué) 巴甫洛夫曾說(shuō)過(guò) 有了良好的思想方法 即使是沒(méi)有多大才干的人也能做出許多成就 如果思想方法不好 即使有天才的人也將一事無(wú)成 愛(ài)因思坦給自己總結(jié)的公式是 A 成功 X 艱苦勞動(dòng) Y 正確的方法 Z 少說(shuō)空話 著名物理學(xué)家玻恩說(shuō) 我榮獲1934年的諾貝爾獎(jiǎng)金 與其說(shuō)是因?yàn)槲宜l(fā)表的工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 還不如說(shuō)是因?yàn)槟抢锩姘艘粋€(gè)關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn) 學(xué)習(xí)物理 用力學(xué) 也只能學(xué)的一般 用心學(xué) 才能學(xué)的優(yōu)秀 所謂用力學(xué) 可理解為單純的 機(jī)械的學(xué)知識(shí) 那么用心的學(xué) 則是學(xué)思想方法 課標(biāo)把 過(guò)程與方法 作為物理教學(xué)的三維目標(biāo)之一 問(wèn)題2 初中物理教學(xué)涉及到的主要思想方法有哪些 1 科學(xué)探究的思想與方法物理是門科學(xué) 科學(xué)的核心就是探究 學(xué)會(huì)物理就要學(xué)會(huì)科學(xué)探究 通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題 提出假設(shè) 設(shè)計(jì)探究方案 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 得出結(jié)論等環(huán)節(jié) 讓學(xué)生不但總結(jié)出規(guī)律 還經(jīng)歷規(guī)律產(chǎn)生的過(guò)程 學(xué)會(huì)進(jìn)行科學(xué)探究的基本技術(shù) 了解科學(xué)探究的基本思路和知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程 2 理想化的思想與方法 就是突出研究的主要因素 排除次要因素和無(wú)關(guān)因素的干擾 對(duì)原型進(jìn)行簡(jiǎn)化和純化 如表示光的直線傳播的光線 描述磁場(chǎng)的磁感線 描述力的示意圖 理想實(shí)驗(yàn) 牛頓第一定律 真空傳聲實(shí)驗(yàn)等 3 等效轉(zhuǎn)換的思想與方法 等效指從事物間的等同效果出發(fā) 把復(fù)雜的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的過(guò)程的思想 用看得見(jiàn)的現(xiàn)象反映看不見(jiàn)的本質(zhì) 如 溫度計(jì)的工作原理 將看不見(jiàn)的溫度轉(zhuǎn)換成液柱的升降反映出來(lái) 分子很小看不見(jiàn) 我們可以通過(guò)能直接觀察到的擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識(shí) 在研究大氣壓強(qiáng)時(shí) 我們可以馬德堡半球?qū)嶒?yàn)來(lái)證明大氣壓強(qiáng)的存在 看不見(jiàn)的電流通過(guò)電流的效應(yīng)來(lái)判斷它在存在 物體是否帶電看它能否吸引輕小物體 物體周圍是否有磁場(chǎng)可以通過(guò)小磁針指針是否偏轉(zhuǎn)來(lái)判斷 4 遷移類比的思想與方法 類比法指將兩種不同的事物中的共同或相似部分進(jìn)行比較 從中受到啟發(fā) 打開(kāi)研究事物的思路 找到研究問(wèn)題的方法 推進(jìn)認(rèn)識(shí)事物的進(jìn)程 達(dá)到解決問(wèn)題的目的 如 勻速運(yùn)動(dòng)的速度的大小與運(yùn)動(dòng)的路程 運(yùn)動(dòng)時(shí)間無(wú)關(guān)物質(zhì)的密度與物體的質(zhì)量 物體的體積無(wú)關(guān)電阻與電壓 電流無(wú)關(guān) 5 控制變量的思想與方法 控制變量法是初中物理中主要研究方法之一 影響一個(gè)物理量A變化的因素往往有幾個(gè) 為了觀察某一因素B對(duì)它的影響 先讓其它因素保持不變 只讓B發(fā)生變化觀察它對(duì)A的影響 這種方法叫控制變量法 如歐姆定律 焦耳定律 摩擦力大小與什么因素有關(guān) 壓強(qiáng)大小與什么因素有關(guān) 影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素 等等 6 數(shù)學(xué)思想與方法 數(shù)學(xué)方法主要有 比值定義 圖象圖解 數(shù)學(xué)公式 比值定義法是初中物理定義物理概念最常用的方法 如密度 壓強(qiáng) 功率 電流強(qiáng)度 比熱等重要的概念都是用比值定義法定義的 7 守恒思想與方法 人們發(fā)現(xiàn)高處的水具有能量 不能白白的流失 人們可以修壩憋水建水電站 人們發(fā)現(xiàn)大風(fēng)也可利用 修建風(fēng)力發(fā)電站 物體來(lái)去自如的運(yùn)動(dòng)不能靠自己給自己的力來(lái)實(shí)現(xiàn) 電源不是產(chǎn)生電荷的源泉 不用燃料或外界輸入動(dòng)力只用巧妙的辦法就使機(jī)器工作是不可能的 這都涉及到守恒思想 8 歸納與演繹的思想與方法 從幾組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理歸納得到結(jié)論 在科學(xué)研究中 歸納法發(fā)揮著重要的作用 許多物理概念 定律及規(guī)律的獲得都是借助了歸納法的力量 由實(shí)驗(yàn) 演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn) 歸納獲得的 因而歸納法的教學(xué)是中學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要方面 問(wèn)題3 初中物理教學(xué)中如何有效進(jìn)行思想方法教育 著名科學(xué)家楊振寧教授所說(shuō) 學(xué)習(xí)有兩種辦法 一個(gè)辦法是按部就班的 一個(gè)辦法是滲透性的 很多東西是在不知不覺(jué)中 經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的接觸 就自己也不知道什么時(shí)候已經(jīng)懂了 最好的方法是 強(qiáng)調(diào)學(xué)生的經(jīng)歷和體驗(yàn) 在探究的過(guò)程中學(xué)習(xí)探究 在應(yīng)用方法的過(guò)程中學(xué)習(xí)方法 案例研討1 如何滲透科學(xué)探究的思想和方法 1 水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)探究的重點(diǎn)要素是什么 如何進(jìn)行探究 2 平面鏡成像的特點(diǎn)探究的重點(diǎn)要素是什么 如何對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行描述 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程 嘗試對(duì)探究結(jié)果描述和解釋 3 凸透鏡成像的規(guī)律探究的難點(diǎn)在哪兒 如何突破 課標(biāo)收集的實(shí)例 課標(biāo) 案例研究2 如何建立速度概念 用到了什么方法 建立速度的概念讓學(xué)生自己比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢 接著提出了比較快慢的兩種方法 一是 時(shí)間相同 比路程 二是 路程相同 比時(shí)間 最重要的是第三步 如果兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的路程和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都不相同 如何比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢 運(yùn)動(dòng)的快慢 在物理學(xué)中 為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢 采用 相同時(shí)間比較路程 的方法 也就是將物體運(yùn)動(dòng)的路程除以所用時(shí)間 這樣 在比較不同運(yùn)動(dòng)