中學物理教材分析和教學設計

1、中學物理專題研究中學物理教材分析和教學設計專題一：中學物理教材分析一、中學物理教材分析的目的和意義 中國有句古話：“凡事預則立，不預則廢?！睆娬{了準備工作對于成功的重要作用。教師為了上好課，取得良好的教學效果，就必須熟悉和掌握所用的教材，為此必須對教材進行分析。只有對教材進行正確的分析，才能根據教材的內容和要求，確定教學目的，明確教學重點、難點，結合教學實際，制定出好的教學方案，以充分發(fā)揮教師的主導作用，使教學過程最優(yōu)化，創(chuàng)造出高效課堂。為此必須對教材進行分析二、 教材分析的重要性 教材是依據課程標準編寫的科學文化知識的載體，是教師實施教學的主要依據，也是學生獲取知識、發(fā)展能力、培養(yǎng)品德的重要

2、來源。 分析教材是教師的基本功和基本素養(yǎng) 1、是備好課、上好課的關鍵，是進行教學設計的第一步。 2、教材分析的過程，也是增長專業(yè)知識、促進教學修養(yǎng)的過程。 3.挖掘教材的隱含知識和隱含價值 4.提升教師基本功三、中學物理教材分析的方法 從分析教材的地位和作用入手 分析教材的內容和結構，明確教學知識目標、重點和難點 挖掘教材的科學方法、能力培養(yǎng)因素 挖掘情感態(tài)度價值觀因素，分析教材中的學習心理問題 設計適當的教學方式或提出合理的教學建議。 教材分析的前提是閱讀教材，基本步驟可概括為“四讀”：泛讀、通讀、細讀、精讀。 一、 泛讀有關資料，明確課程的地位和任務 1、物理課程標準、教學參考書 2、大學

3、物理、初（高）中物理教材 3、有關期刊雜志等 二、 通讀整個教材，對教材有一個總體認識 所謂通讀，是指教師閱讀所教全部初中或高中物理教材。 了解整個教材的基本內容、知識體系、結構特點以及各部分知識之間的內在聯(lián)系和邏輯關系 結合課程標準的精神，分析教材的編寫意圖、內容選取、程度要求、風格特點等。 三、 細讀每一部分教材，進行整體分析 所謂細讀，是在通讀的基礎上，對物理教材中的某一部分(通常指一篇教材或聯(lián)系比較密切的二三章教材)進行深人研究，從整體上對該部分教材進行分析。 通過分析要搞清楚以下幾個方面的問題： 該部分教材中知識的邏輯結構； 該部分教材中的重點知識和難點知識； 該部分教材知識在生活、

4、生產、科學技術、社會中有哪些重要的實際應用； 該部分教材中包含了哪些科學方法和能力培養(yǎng)的因素； 該部分教材滲透了哪些情感態(tài)度價值觀教育的因素； 該部分教材的地位和作用是什么。 四、 精讀每一節(jié)教材，進行具體分析 所謂精讀，是在細讀的基礎上，對物理教材中的某一節(jié)進行深人鉆研，分析每一段，研究每一句，斟酌每一詞與每一字，細致、具體地分析教材。 精讀做到以下幾點： 透徹理解該節(jié)教材中的全部知識； 弄清本節(jié)教材在整篇教材或整個物理教材中的地位，課程標準對與其相關內容的具體標準是什么； 找出本節(jié)教材中所蘊涵的學習心理特點，學生學習時易犯的錯誤及其原因、難點的成因及突破方法； 分析本節(jié)教材的教學特點和講清

5、知識的關鍵，選擇合適的教學策略、方法、設計教學過程，考慮如何通過知識教學培養(yǎng)能力、訓練技能和方法以及進行情感態(tài)度價值觀教育等。四、某一節(jié)課教材分析的一般內容1、出處：教材是那本教材哪一章哪一節(jié)2、地位和作用3、風格特點4、分析教材的內容和知識的邏輯結構 具體分析時，要從整體到局部依次進行，具體內容： 1.知識的邏輯結構 知識的邏輯結構指教材整體或教材某章節(jié)的重點知識和方法之間的主要內在聯(lián)系方式。 分析知識的邏輯結構的方法： 一、要閱讀教材，找出主要知識點，如概念、規(guī)律、重要實驗等，并將所有的知識點編號 二、按它們在教材中出現的先后順序依次排列，每一個知識點用一個方框表示，作用相近或重要程度相近

6、的知識點并列安排； 三、之后在有內在聯(lián)系的知識點之間畫箭頭，箭頭方向從前概念指向后續(xù)概念，從背景知識指向擴展知識。最后整理成體現內在聯(lián)系的知識結構圖。5、分析需要調整、補充的地方6、分析挖掘拓展教材的隱形知識和價值二、學情分析 1、先備知識與技能 2、心理特征 3、認知特點與能力三、分析教學的重點和難點重點是由它在物理學中的地位、應用的廣泛程度、對培養(yǎng)能力的作用以及教學要求和學生的基礎諸方面綜合而定的，一般說來都是基本物理概念、基本物理規(guī)律和基本研究方法。特別要強調的是教材的能力因素分析，應該成為確定重點知識的一個依據。 例如，從電磁感應實驗不僅可以得出電磁感應定律，更重要的是它在培養(yǎng)學生思維

7、能力方面有著不可忽視的作用。 難點是教師感到難教學生感到難學的知識，是由教材的特點以及學生學習物理的思維規(guī)律和特點決定的，通常出現在學生的認識障礙之處。 知識本身需要復雜的思維過程；學生原有認識結構與需要學習的知識結構相差太大，不容易引起同化順應過程；感性認識不足或原有的感性認識不全、不正確，對理解新知識造成干擾，形成知識的負遷移等，都會成為教學的難點。四、分析確定三維教學目標1、知識與技能分析 知識與技能分析就是在全面閱讀教材的基礎上，以現代教育思想為指導，從不同層次對教材涉及的知識進行多角度、多方位的分析。 通過知識分析，明確編者意圖，教材所選內容的特點，作用與地位；了解教材的體系及邏輯結

8、構，進而明確教材的邏輯結構、重點、難點；同時挖掘思想教育、科學方法以及能力培養(yǎng)等因素。 .知識的應用 知識的應用十分廣泛 物理學是一門應用十分廣泛的基礎科學，其知識不僅是解物理習題，還包括在工農業(yè)生產中的應用，在日常生活中的應用，在科學技術發(fā)展與前沿中的應用，解釋自然現象，解決社會問題。 理論聯(lián)系實際 主要突出怎樣用基礎知識分析解決實際問題，切忌大講特講生產環(huán)節(jié)和技術細節(jié)，要突出物理原理2、過程與方法分析分析并挖掘該節(jié)教材包含了哪些科學方法和能力培養(yǎng)因素，分析本節(jié)教材的教學特點和講清知識的關鍵，選擇合適的教學策略、方法、設計教學過程；講清如何突出重點，如何突破難點；考慮如何通過知識教學培養(yǎng)能力

9、、訓練技能和方法以及進行情感態(tài)度價值觀教育等。過程與方法分析是以教材內容為基礎，以物理學的發(fā)展史料為線索，運用物理學發(fā)展中的基本研究方法對比、分析與挖掘、總結教材中的方法論因素，制定教學策略，設計教學過程。讓學生體驗知識的發(fā)現過程，進而使學生掌握物理學的研究方法。 物理學方法論因素指教材中所體現的研究物理學所應用的各種基本方法，有常規(guī)方法和非常規(guī)方法。 常規(guī)方法：觀察、實驗、邏輯思維、數學方法 非常規(guī)方法：直覺、猜想、靈感 其主要表現在以下幾個關鍵地方： 知識點建立時；（速度概念建立） 知識點縱向引伸時；（從速度到加速度） 知識點橫向擴展時；（速度到平均速度、瞬時速度、光速） 知識點應用時。（

10、向心加速度，車輛轉彎時的路面為什么里低外高。）3、情感態(tài)度價值觀分析 分析挖掘該部分教材情感態(tài)度價值觀因素，分析教材中的學習心理問題，關注學生的情感，使學生形成科學的態(tài)度，使學生具有正確的價值觀是提高教育效率和教學效果的有效途徑，而且可以充分體現以學生為主體的教育思想。 情感態(tài)度價值觀分析主要是一種心理分析，主要是對非智力因素的分析。 心理分析的內容包括： 認識過程：感知、表象、思維、記憶（智力因素） 意向過程：興趣、情感、意志（非智力因素） 個性特征：能力、性格（非智力因素） 價值觀： 情感態(tài)度價值觀分析一般有兩個途徑： 一是分析教材的整體結構設計、內容選取與安排、教材的主要風格和特點等方面

11、是如何考慮和適應學生情感態(tài)度價值觀發(fā)展的； 二是分析學生在物理學習的具體環(huán)節(jié)中的所蘊藏的情感態(tài)度價值觀因素，以便在教學實施過程中更好地落實教學要求。 教材情感態(tài)度價值觀分析的作用： 1、可以充分調動學生學習內因，提高教學效率；著重分析學生的學習心理 2、便于在教學過程中有意識、有計劃地培養(yǎng)和改善學生的心理素質，發(fā)展學生的智力因素和非智力因素； 3、根據學生心理特點進行思想教育； 4、還可以通過心理分析，弄清學生的思維障礙，突破學習難點。五、分析確定教學方法和學習方法為了體現教師的主導地位和學生的主體地位，在教學實施過程中，將采用教師引導和學生探究相結合的啟發(fā)式教學，同時利用多媒體輔助教學，增強

12、直觀效果。教學模式：啟發(fā)引導模式、自主-討論模式、探究模式、課題研究模式、合作學習模式等教學方法：講授法、討論法、談話法、實驗法、閱讀法教學策略：概念轉變策略、任務驅動策略、圖示策略、分層教學策略六、分析教學用具七、分析設計具體教學過程1、教學流程2、新課引入導入新課是課堂教學過程的重要環(huán)節(jié)之一. 成功地引入課題, 可以集中學生的注意力, 引起濃厚的學習興趣, 把學生迅速帶入物理情境之中.“引入”要密切聯(lián)系學生的實際, 要有明確的目的, 要具有啟發(fā)性和趣味性.一般來說, 可以利用以下幾種方式引入課題: ( 1 ) 利用演示實驗; ( 2 ) 聯(lián)系生產生活實際; ( 3) 講述物理學史或物理學家

13、的故事; ( 4)“以舊帶新”; ( 5) 提出不足; ( 6) 反向提問等.3、新課教案（簡案）4、例題、檢測題教學分析：5、補充例題：6、小結作業(yè)：課本配套習題分析：八、板書設計九、教學反思專題二：中學物理教學設計中學物理教材分析、教學設計、和課堂教學是教學工作的三個重要環(huán)節(jié)。教學設計就是以物理教學理論為指導，應用系統(tǒng)科學的方法，綜合考慮教學過程中的諸多因素，在分析教學目標、教學內容和學生特征的基礎上確定教學問題和需求，選擇高效的教學模式、教學策略、教學方法和教學評價方式，形成有序的流程為教學過程提供行為規(guī)范和具體的操作方案，以指定教學過程的實施。教學設計就如同一張行軍圖，沒有它，就不能實

14、現性出發(fā)地到目的地的行軍，同理，如果教學不按照一定的設計和計劃進行，就不能順利的完成任務中學物理教學原則教學原則是根據教育、教學目的, 反映教學規(guī)律性而制定的指導教學工作的基本要求. 各門學科的教學, 由于它們的研究對象、研究方法和教學對象的不同, 均有各自特殊的內容、方法和活動方式. 對于中學物理教學, 除應遵循教學過程的一般規(guī)律以外, 還應依據我們對物理教學過程的本質、特點和規(guī)律性的認識, 從物理學科本身的特點出發(fā), 結合中學生學習物理的心理因素和認知結構, 發(fā)揮周圍物理環(huán)境的作用來組織教學活動. 我們認為, 物理教學中的教學原則不應照搬教育學中提出的教學原則或只加一些實例、說明,應該把教

15、育學原理與中學物理教學過程緊密結合起來, 形成在中學物理教學過程中應當明確提出和切實貫徹的中學物理教學原則. 這些原則可以初步提出以下五條, 即:( 1 ) 科學性、教育性、藝術性相結合的原則;在進行物理學這類自然科學的教學時, 首先應當注重教學的科學性. 無論是對物理現象、物理概念和物理規(guī)律的描述與表達, 還是實驗或練習題的內容、數據等等, 都應當是正確無誤的. 教學的科學性要求教師正確的應用術語. 對于重要的物理概念或規(guī)律的闡述, 一定要注意用語要正確, 表達要確切。教學永遠具有教育性.，. 思想教育主要是世界觀和人生觀的教育. 要培養(yǎng)學生辯證唯物主義的世界觀( 2 ) 激發(fā)學習興趣和探究

16、欲望的原則;( 3 ) 創(chuàng)設物理環(huán)境、突出觀察、實驗、探究的原則;( 4 ) 啟發(fā)思考、教給方法的原則;( 5 ) 聯(lián)系生活、技術、社會的原則一、教學設計的原則1、理論指導和實踐操作相統(tǒng)一的原則中學物理教學設計不能以感性經驗為依據, 而要以先進的教育思想和教育理論為指導, 來設計和規(guī)范教學過程, 提高教學質量, 以減少實踐過程中的盲目性, 增加自覺性. 正是為了發(fā)揮理論的指導作用, 教學設計又必須把理論轉化為教學行為, 給出教學流程, 明確可操作的方法.2、整體設計和要素分析相結合的原則沒有要素分析的綜合是膚淺的, 難以揭示事物的本質, 而只有要素分析, 沒有綜合, 必然是孤立的, 并且缺乏整

17、體功能. 因此教學設計既需要以整體為背景進行要素分析, 又需要以要素分析為依據進行綜合優(yōu)化, 使教學系統(tǒng)各要素處于相互匹配和最佳結合狀態(tài).3、規(guī)范性和創(chuàng)造性相兼顧的原則教學過程的發(fā)展是有客觀規(guī)律的. 只有規(guī)范才能保證教學質量和教學效率. 但新思想、新理論的運用又必須另辟蹊徑 創(chuàng)造是對規(guī)范的完善與發(fā)展, 二者是可以兼顧而統(tǒng)一的.新課程強調培養(yǎng)學生的科學探究能力，這是一個新課題，必須有所創(chuàng)造。4、靜態(tài)設計和動態(tài)設計并重的原則教學過程由教學初始狀態(tài)、目標狀態(tài)及二者的中間聯(lián)系過程三者構成. 因此教學設計既要重視靜態(tài)設計( 初始狀態(tài)與目標狀態(tài)) 又要重視動態(tài)設計( 教學過程的生成和發(fā)展) , 使二者在相

18、互促進, 相互轉化中向前推進.5、教師和學生交互協(xié)調的原則教學過程既是施教過程, 也是學習過程. 教學設計的關鍵是要促進兩者的交互與協(xié)調, 但交互的出發(fā)點與落腳點都應該以促進學生的發(fā)展為目的. 為此應以教師為主導、學生為主體。二、教學設計的內容1、制定教學目標2、分析教學內容3、分析學生和教學環(huán)境，物理學與技術、社會和生活的研究;4、選擇教學模式、方法和策略教學模式：啟發(fā)引導模式、自主-討論模式、探究模式、課題研究模式、合作學習模式等教學方法：講授法、討論法、談話法、實驗法、閱讀法教學策略：概念轉變策略、任務驅動策略、圖示策略、分層教學策略5、利用和開發(fā)資源，現代化教學手段與媒體的應用6、制定

19、測評工具7、教學反思及修改專題三：中學物理教材分析、教學設計的案例一、關于物理實驗的教學分析和教學設計物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，物理實驗對物理學的形成和發(fā)展起著根本性的作用，是物理學發(fā)展的源泉，也是實踐檢驗物理理論的唯一標準，物理課程標準把科學探究及物理實驗能力納入內容標準提出了基本要求，物理實驗占有重要地位，對提高學生的科學素養(yǎng)起著關鍵地作用，中學物理實驗的分類：1、演示實驗：要有明確的目的、要明顯和直觀、要安全可靠確保成功、正確對待演示中的失誤切忌弄虛作假，要有啟發(fā)性2、學生分組實驗基本儀器實驗訓練性實驗驗證性實驗：過程：準備階段、操作階段、總結階段探究性實驗：一般過程和教學要求

20、3、隨堂實驗。實例分析：探究功與物體速度變化的關系，探究加速度、力、質量的關系二、關于物理概念的的教學分析和教學設計物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質特征在人們頭腦中的反映, 是物理事物的抽象. 是觀察、實驗和思維相結合的產物。使學生形成、理解和掌握物理概念, 進而掌握物理規(guī)律, 發(fā)展認識能力, 是中學物理教學中的核心內容之一。一、物理概念教學的重要性1、物理概念是物理學最重要的基石任何一門學科, 如果沒有一些概念作為分析、綜合、判斷、推理等邏輯思維的出發(fā)點, 就不可能揭示這門學科的內容, 形成學科的體系與結構, 也就失去了這門學科存在的價值.縱觀物理學內容, 大體可分為物理現象、事實、概

21、念、規(guī)律和理論. 其中物理概念是物理規(guī)律和理論的基礎. 因為物理規(guī)律( 包括定律、原理、公式和定則等)揭示了物理概念之間的相互聯(lián)系和制約關系. 例如, 如果學生對力、質量和加速度這幾個概念搞不清, 那就無法理解和掌握牛頓第二定律, 更談不到正確應用了. 可以這樣說, 如果沒有一系列物理概念作為基礎, 就無法形成物理學的體系.例如, 若沒有電路、電流、電壓、電阻、磁感應強度、電磁感應等一系列概念, 就不能形成電磁學; 同樣, 若沒有光源、光線、實像、虛像等一系列概念, 也就無法形成幾何光學. 所以, 在中學物理教學中, 要使學生比較系統(tǒng)地掌握進一步學習現代科學技術所需要的物理基礎知識, 首要的就

22、是讓學生掌握物理概念.2、讓學生掌握好物理概念是物理教學的關鍵教學實踐表明: 物理概念是物理基礎知識中既不易教也不易學的內容. 目前中學生普遍感到物理難學, 其癥結之一就在于物理概念教學沒有搞好. 在教師方面, 往往是由于不同程度地存在著只注意讓學生多做練習, 而不注重讓學生形成正確的物理概念的現象; 在學生方面, 往往只注意背定義、記公式、做練習題, 而忽視了對物理概念的理解. 其結果必然是豐富的物理含義被形形色色的數學符號所淹沒, 概念不清就會越學越困難, 怎么還談得上知識的靈活運用呢? 事實上, 能否使學生逐步領會某些重要的基本概念, 如力、功、能等等, 達到教學要求,不僅直接影響學生對

23、某一章節(jié)的學習, 而且會影響對整個物理學的學習. 所以,讓學生掌握好物理概念是物理教學成功的關鍵.3、物理概念教學是培養(yǎng)能力、開發(fā)智力的重要途徑學生形成、理解和掌握物理概念是一個十分復雜的認識過程. 在這一過程中, 要在物理環(huán)境中通過觀察、實驗獲取必要的感性知識, 或者用實驗對結論進行檢驗, 要運用物理學方法, 通過復雜的思維過程( 分析與綜合、比較、抽象與概括) 把新事物與自己認知結構中原有的概念聯(lián)系起來, 通過同化或順應來認識和理解新事物; 還往往要運用數學知識和數學方法來表達概念. 形成初步概念以后, 還要從與其它概念的比較、分析中, 從新舊概念之間的聯(lián)系中, 從學習有關的物理規(guī)律中,

24、從反復應用概念去解釋現象或解答問題中, 不斷加深對概念的認識和理解. 所以, 引導學生形成物理概念和發(fā)展對概念的理解, 是學習物理學方法、培養(yǎng)學生多種能力( 特別是思維能力) 、開發(fā)學生智力的重要過程和途徑.二、物理概念的特點：1、 物理概念是觀察、實驗和思維相結合的產物2、 大量的物理概念具有定量的性質許多物理概念所反映的客觀事物的本質屬性具有明顯定量的性質, 也就是說, 概念可以用一個可測量的量來表示, 如速度、加速度、電場強度、電阻、電壓等, 這類概念稱為物理量. 以速度為例, 它是反映物體某時刻運動的快慢和方向這一屬性的, 然而物體運動的快慢程度只有用一個量才能準確地反映出來. 例如：

25、某人某時步行的速度是 5 m/s 向東, 這就能準確地反映出這個人走的快慢和方向. 由于物理量有確定的量的性質, 因此總是可以跟數學和測量聯(lián)系起來.3、物理概念是不斷發(fā)展變化的三、物理量的分類。按照它反映客觀事物屬性的性質來分, 可分為:1、 狀態(tài)量和過程量. 狀態(tài)量是描寫狀態(tài)的物理量. 研究對象的狀態(tài)一定,它就有確定的量值. 如速度和位置坐標是從運動學角度描寫物體狀態(tài)的物理量;動量、能量( 動能和勢能) 是從動力學角度描寫物體狀態(tài)的物理量; 壓強、體積和溫度是描寫氣體狀態(tài)的參量, 也是狀態(tài)量. 狀態(tài)量往往可以用態(tài)函數來表示.過程量是描寫過程的物理量. 力學中的位移、功、沖量, 熱學中的熱量等

26、等都是過程量. 一般說來, 不同的過程, 具有不同的量值.2、性質量和作用量. 性質量是描寫物質或物體的某種性質的量, 如密度、勁度系數、比熱容、電阻、電場強度、介電常數、磁感應強度、電容等等. 作用量是描寫物體間相互作用的量, 如力、力矩、功、沖量等.3、矢量和標量. 有些物理量它們既有大小, 又有方向, 是矢量, 如力、速度、加速度、動量、電場強度. 矢量的疊加應遵循幾何學法則, 即平行四邊形法則. 只有大小、沒有方向的量, 是標量, 如時間、質量、功、能、電勢、電流. 標量4、 相對量和絕對量. 凡與選擇參照物或坐標系有關的物理量都是相對量,如位移、速度、動量、動能、勢能、功、電場強度、

27、磁感應強度等等. 凡與參照系的選擇無關的物理量都是絕對量, 如各種普適恒量, 再如在兩個慣性參照系符合伽利略變換的條件下, 力、加速度、質量等等.5、 物理量按國際單位制又可以劃分為基本物理量和導出物理量.基本物理量是人們根據需要而選定的. 基本量不是用其它物理量來定義的.基本量的數目應該是能融洽一致地和明確地描述物理學中所有各量所必需的最小數目. 目前, 國際單位制中采用的基本物理量有七個, 即長度、質量、時間、電流、熱力學溫度、發(fā)光強度和物質的量. 它們的計量單位分別是米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉和摩爾.導出物理量是以基本物理量為基礎、按照某種定義或根據有關公式推導出來的物理量, 因

28、此一切導出物理量都可以用基本物理量的組合方式來表達. 在力學中, 所有的物理量都可以由長度、質量和時間這三個基本量導出; 在電學中, 除了上述三個基本量, 再加上電流這一基本量, 就可以導出所有的電學物理量.還有些物理概念, 雖然沒有直接的定量性質, 但在表述和研究它們時, 往往離不開定量的描述. 例如,“機械運動”這個概念, 實際上表示物體在空間的位置隨時間的變動, 這里歸根到底仍然涉及位置與時間的函數關系.正是由于組成物理學的基石物理概念大多具有定量的性質, 因而研究物理學, 就必然離不開數學和實驗測量四、物理概念的教學要求在眾多的物理概念中, 有為數不多的概念是基本概念. 所謂基本概念,

29、 是指物理學中最基礎、最核心的概念. 它們在物理學發(fā)展過程中貢獻最大, 它們反復出現在許多定律中, 并經常運用, 而且最有生命力.（一）、明確建立概念的事實依據和研究方法要使學生形成正確的概念, 首先應從具體的事例出發(fā), 即通過聯(lián)系學生在生活實踐中觀察到的物理現象, 列舉各種事例及進行必要的實驗等等, 使學生明確建立概念的事實依據, 使之對有關的物理現象和過程有必要的感性認識, 以建立起對研究對象的正確清晰的表象, 這是形成概念的基礎. 其次, 概念的形成, 并不是感性材料的堆積, 而是對物理現象和過程等感性材料進行科學抽象的產物. 因此, 在學生已有足夠數量的感性認識的基礎上, 就要引導他們

30、進行科學的抽象,即引導他們運用比較、分析、綜合、想象、歸納、概括等方法, 去逐步抓住事物的本質特征, 以達到認識從感性到理性的飛躍. 所以在概念教學中, 既不能只提供形成概念的事實依據而不同時引導學生進行科學的思維活動, 也不能只是從概念到概念, 從理論到理論的簡單“演繹”. 不同的概念, 它們的引入和建立的方法可能各不相同. 在中學階段, 建立物理概念主要有以下幾種方法.1 . 物理概念是科學抽象的成果. 在中學物理教學中, 常用的抽象方法有以下三種:( 1 ) 分析概括一類事物的共同本質特征( 本質屬性)像前面談過的機械運動、平動概念, 就是通過分析、比較、綜合、概括、抽象出事物共同的本質

31、特征. 小孩形成“人”、“房子”等概念時, 就運用了這類抽象的方法. 所不同的是, 形成日常生活中的那些概念時, 事物的共同特征比較直觀, 容易理解, 而物理學中抽象出來的共同特征不那么容易琢磨, 需要有足夠的、典型的感性材料做基礎, 更加注意通過分析、比較, 認識所列舉的同一類事物的共同特征, 以及容易混淆的兩類事物之間的根本差別, 才能形成比較清晰的概念.( 2 ) 把物質、運動的某種屬性隔離出來, 得到表征物質或運動的某種性質的物理量如密度、速度、比速度、比熱容、電阻、電場強度、磁感應強度等等, 這種類型的抽象, 特別是用兩個( 或幾個) 物理量的比值來定義的物理量, 在中學物理教學中用

32、得很多, 而學生常感到困惑. 我們應當通過一些重要物理概念的教學, 教會學生這類抽象方法.( 3 ) 用理想化方法進行科學抽象質點、剛體、理想氣體、檢驗電荷、純電阻等等, 是把研究對象本身理想化; 無摩擦的表面、絕熱容器等等, 是把物體所處的條件理想化; 勻速直線運動、簡諧振動、光的直線傳播等等, 是把物理過程理想化. 理想化方法就是對所研究的事物突出起主要作用的性質或條件, 完全忽略其它性質或條件而進行的一種科學抽象, 它反映所研究事物的本質特征, 呈現所包含的主要矛盾. 理想化方法是物理學研究中最基本、最重要的思想和方法之一.2 . 物理學中的概念組成一個體系. 各個概念間有著緊密的邏輯聯(lián)

33、系, 一個理概念往往既是前面概念的發(fā)展, 又是后面的概念的基礎. 因此, 抓住新舊概念的邏輯聯(lián)系展開, 也是建立物理概念的方法之一. 具體的方法有:( 1 ) 推導法. 就是依據概念之間的聯(lián)系, 從一個或幾個已知概念推導出另一個概念. 例如, 由速度、速度增量、加速度等概念推導出向心加速度等等.( 2 ) 類比法. 借助類比來引入和建立概念的例子很多, 如類比水壓引入電壓、類比光波講物質波、類比重力勢能研究電勢能等等.（二）、理解物理概念的內涵物理概念的內涵就是指概念所反映的物理現象、物理過程所特有的本質屬性. 在概念教學中, 必須使學生理解概念的內涵.講授物理量的內涵時, 教師除了應用語言文

34、字把它所反映的本質屬性定性地給予表達以外, 還要由定性分析進入定量分析, 給出它的定義式. 用數學公式定義物理量最嚴密、最精確、最概括. 定義式從質和量的兩個方面反映了物理量的內涵. 例如, 加速度的定義式、分別是 C量度公式, 不是決定條件式等等. 在教學中, 要引導學生分清物理量的量度公式和它的決定條件.（三）、了解物理概念的外延概念的外延就是指具有概念所反映的本質屬性的對象. 通常說的概念的適用范圍就是指概念的外延, 它說明概念反映的是哪些對象. 例如, 重力、彈力、摩擦力、磁場對電流的作用力, 屬于力這一概念的外延. 在概念教學中, 對一些重要的基本概念, 要逐步使學生了解它的外延,

35、使學生通過對物理概念外延的學習,逐步深化和擴展對概念的理解.(四)、了解概念與有關概念的聯(lián)系與區(qū)別聯(lián)系的觀點是認識事物、研究事物的一個基本觀點. 在教學中, 揭示不同概念之間的聯(lián)系, 有助于學生理解知識間的內在聯(lián)系, 從而加深和擴展對所學概念的認識和理解, 也有助于逐步掌握學科的基本結構. 通過比較、了解概念之間的區(qū)別, 就能使學生分清不同概念所反映的不同本質屬性, 避免概念之間的混淆不清. 這對于學生正確地理解概念也是十分必要的. 例如, 在電學中, 電勢、電勢能、電動勢是三個既有聯(lián)系又有本質區(qū)別的概念, 學生只有認清了它們之間的聯(lián)系與區(qū)別, 才能準確地理解這三個概念.(五)、學會運用概念“

36、學以致用”是我們的教學目的, 也是概念教學中的一個基本要求. 因為只有通過運用, 學生才能真正掌握概念; 同時, 在運用過程中, 學生對概念在理解上的缺陷才能暴露出來, 以便于進一步有針對性地加以糾正, 完善和深化學生對概念的理解. 如學過“密度”這一概念后, 可以向學生提問: 質量是 1 kg 的鋼球, 切去 500 g, 其密度是否變化? 或許有學生回答: 質量減少一半, 密度也是原來的一半了. 這時就應引導學生分析, 物質的密度是否與其質量的大小有關? 通過分析, 讓他們悟出密度沒有變化的道理, 從而加深了密度是物質的固有屬性的理解, 也進行了分析方法的初步訓練. 再如, 學生只有運用合

37、力與分力的概念解答一定量的練習題以后, 才有可能真正掌握合力與分力的等效代替的實質及其定量含義.五、物理概念的教學過程（一）、創(chuàng)設學習物理概念的環(huán)境在物理概念的教學中, 必須首先給學生創(chuàng)造一個適應教學要求、借以引導啟發(fā)學生發(fā)掘問題、思考問題、探索事物的本質屬性的物理環(huán)境. 常用的辦法有:1 . 運用實驗2 . 利用學生積累的生活經驗 學生在日常生活中, 觀察和接觸過許許多多物理現象和應用物理知識的事例. 善于恰當地利用學生已有的生活經驗, 也能創(chuàng)設良好的物理環(huán)境. 例如, 在進行壓強、摩擦、慣性等概念的教學時, 都可以利用許多典型、生動且為學生熟知的事例來創(chuàng)設物理環(huán)境. 這種通過“第二信號系統(tǒng)

38、”, 運用生活事例來創(chuàng)設的物理環(huán)境會使學生有身臨其境的感覺. 但要注意, 事例要恰當和典型, 語言要簡練生動, 所舉的事例必須是學生確已熟知的事例, 否則會使學生感到不可捉摸.3 . 抓新舊知識的邏輯展開新概念往往與已學過的概念、規(guī)律之間存在著有機的聯(lián)系. 抓住新舊知識間的聯(lián)系, 從已有知識出發(fā), 通過邏輯展開, 把新概念自然地引申出來, 也可以創(chuàng)設學習新概念的良好物理環(huán)境. 例如, 以一定的實例分析為依據, 由速度速度變化( 速度增量) 速度變化的快慢( 速度的變化率) 加速度. 像這樣步步深入地引出加速度, 可以使學生認識到引入新概念的客觀性和必要性, 使知識系統(tǒng)連貫, 便于學生理解、掌握

39、和不斷深化, 也有利于發(fā)展學生的邏輯思維能力.此外, 通過介紹生動有趣的物理學史實或故事, 通過有啟發(fā)性的提問, 運用圖表、幻燈、電影、電視、錄像、參觀等方式, 也可以創(chuàng)設良好的物理環(huán)境(二)、引導學生運用科學思維方法建立物理概念物理概念是對物理現象、過程等感性材料進行科學抽象的產物. 在概念教學中, 若只向學生提供形成概念的感性材料, 而不同時讓學生參與思維加工活動,盡管教師在將概念的文字或數學表達講得很清楚, 但對學生來說, 表面聯(lián)系和內在聯(lián)系、感性認識和理性認識、生活經驗和科學概念仍處在分離的狀態(tài). 因此, 要使學生形成正確的概念, 就必須在他們獲得足夠的感性材料的基礎上, 按照物理學中

40、建立概念的方法, 引導他們運用比較、分析、綜合等思維方法, 對感性材料進行思維加工, 進而抽象概括出事物的本質屬性, 從而使他們形成概念. 在此基礎上, 引導學生用精煉的語句將這個概念的內涵表達出來. 對于物理量, 還應引導學生從實驗數據或實例分析出發(fā), 緊扣它的物理意義, 運用一定的數學知識, 得出它的定義式. 進一步通過比較、分析, 使學生理解該定義式怎樣從質和量兩個方面反映它的物理意義, 它的適用范圍是什么. 對比是常用來認識幾種事物的質或量之間的區(qū)別和聯(lián)系的一種有效方法.在概念教學中, 要引導學生運用對比的方法, 來分清有關概念之間的區(qū)別和聯(lián)系, 以加深對概念的理解. 例如, 對比蒸發(fā)

41、與沸騰、串聯(lián)與并聯(lián)、交流電與直流電、電動勢與電壓、干涉與衍射、熱量與比熱容等等.(三)、選擇具體問題，運用物理概念當學生初步形成概念后, 必須及時給他們提供運用概念的機會, 讓他們將抽象的概念“返回”到具體的物理現實中去, 使他們在運用概念聯(lián)系實際或解決具體問題的過程中, 鞏固、深化和活化概念, 看到自己在學習中的收獲, 會更激起進一步學習的興趣和主動性. 同時, 特別要注意逐步教給學生正確運用概念去分析、處理和解決物理問題的思路和方法. 引導他們在運用已有的概念去面對新的物理現象時, 勇于提出問題, 勤于思考, 擴大認識范圍, 逐步提高他們分析、解決物理問題的實際能力. 所以, 運用是使學生

42、把學到的知識轉化為能力的關鍵.例如,最后應當指出, 人對任何事物的認識包括物理概念在內, 都有一個過程, 都是有階段性的. 因此, 物理概念教學也要注意它的階段性, 不能一開始就企圖講深講透, 那樣效果反會適得其反. 真正重要的是應該做到既使每個階段具有十分明確的適度的要求, 又使各個階段相互聯(lián)系, 逐步加深擴展, 切不要使之僵化.實例分析：摩擦力三、關于物理規(guī)律的的教學分析和教學設計（一）物理規(guī)律教學的重要性中學物理是以為數不多的基本概念和基本規(guī)律為主干而構成的一個完整的體系，基本概念、基本規(guī)律和基本方法及其相互聯(lián)系構成了學科的基本結構. 其中, 基本概念是基石, 基本規(guī)律是中心, 基本方法

43、是紐帶?？梢娢锢硪?guī)律是構成物理學科體系的核心要素， 所謂物理知識的應用, 主要是指運用物理概念, 特別是運用物理規(guī)律解釋現象、解決物理問題. 在中學物理教學中, 學生的智力和能力也主要是在觀察、實驗、探索和分析物理現象, 理解、掌握和運用物理概念和物理規(guī)律的過程中, 不斷發(fā)展起來的. 所以, 我們應當在抓好物理概念教學的基礎上, 認真抓好物理基本規(guī)律的教學.（二）物理規(guī)律的特點1、物理規(guī)律反映物質結構及物質運動中諸要素之間內在的必然聯(lián)系物理規(guī)律表現為某物理狀態(tài)下或某物理過程中相關要素之間在一定條件下所遵從的關系，通常包括物理定律、定理、原理、法則、方程等物質結構及物質運動中各種要素有物理概念來

44、表征，而且這些物理概念常常具有定量性質的物理量，并總是與測量及數學表示相聯(lián)系，所以物理規(guī)律也是物理概念之間的一定關系的語言邏輯表達和數學邏輯表達例如, 牛頓第二定律就是由質點、力、質量、加速度等概念組成的. 研究對象是質點, 力、質量、加速度是 3 個可測量的物理量. 它表明了研究對象( 質點) 的加速度與研究對象( 質點) 的質量( 反映研究對象本身性質的量) 和它所受的力之間的定量的因果關系.2、物理規(guī)律是觀察、實驗、思維、想象和數學推理相結合的產物 任何客觀規(guī)律都只能被發(fā)現, 而不能被“ 創(chuàng)生”. 但不同學科的規(guī)律被認識與發(fā)現的途徑又是不盡相同的. 物理學規(guī)律揭示的是物質的結構和物質運動

45、所遵循的規(guī)律, 因此必然與人們認識物理世界的途徑有關, 即都與觀察、實驗、抽象思維、數學推理、想象等有著密不可分的聯(lián)系. 例如, 牛頓第一定律的建立雖然是以實驗為基礎, 但這一定律不能直接用實驗加以驗證, 它是實驗、推理和想象相結合的產物. 牛頓第二定律則是在取得大量實驗數據的基礎上, 經過分析與綜合, 并利用數學方法總結出來, 又被實驗和生產實踐證明無誤的客觀規(guī)律.3、物理規(guī)律具有近似性和局限性由于物理學所研究的對象和過程往往不是處于自然狀態(tài)的實際客體和實際現象, 而是采用科學抽象方法適當簡化之后建立的理想模型和理想過程; 又由于物理學是實驗科學, 在觀察和實驗中, 限于當時儀器的精密程度、

46、操作技術的準確程度, 從而不可避免地出現測量誤差. 因此, 反映各物理量之間關系的物理規(guī)律, 只能在一定精度范圍內足夠真實但又是近似地反映客觀世界.物理規(guī)律不僅具有近似性, 而且由于規(guī)律總是在一定范圍內發(fā)現的, 或在一定條件下推理得到的, 并在有限領域內檢驗的, 所以規(guī)律還具有局限性. 也就是說, 物理規(guī)律總有它的適用范圍和適用條件.例如, 牛頓第一定律, 它沒有涉及物體的轉動, 也沒有涉及物體各部分之間的相對運動, 因此它只適用于質點. 由于做平動的物體可以視為質點, 所以它只適用做平動的物體. 同時, 運動的描寫還是相對的, 必須選定參考系. 牛頓第一定律中談到的靜止或勻速直線運動是不是對

47、任何參考系都適用呢? （三）重點物理規(guī)律的教學要求在中學物理知識結構中, 有一些占主干地位的基本規(guī)律, 這些重點規(guī)律教學的成敗, 對于學生能否學好物理知識, 能否運用物理知識解決實際問題, 具有關鍵性作用, 必須下大力氣抓好. 為此, 必須明確對重點規(guī)律的教學要求.：1、使學生把握新舊知識的聯(lián)系和建立物理規(guī)律的事實依據, 懂得研究物理規(guī)律的方法 物理規(guī)律本身反映了物理現象中的相互聯(lián)系、因果關系和有關物理量間的嚴格數量關系. 因此, 在物理規(guī)律的教學中, 必須將那些原先分散學習的有關物理概念綜合起來, 把研究它們的關系作為主題. 只有用聯(lián)系的觀點來引導學生研究新課題、提出新問題, 才能激發(fā)起學生

48、新的求知欲與新的鉆研志趣. 另一方面,物理規(guī)律本身總是以一定的物理事實為依據的, 因此學生學習物理規(guī)律, 也必須在認識、分析和研究有關的物理事實的基礎上來進行. 對于中學生來說, 他們的抽象思維能力不強, 理解和掌握物理規(guī)律更需要有充分的感性材料作為支柱.人類在對物理規(guī)律的探索與研究過程中, 逐步形成了物理學研究的基本方法. 學生認識和掌握物理規(guī)律的過程, 也相當于一個簡化了的探索和研究過程.物理規(guī)律的獲得主要有兩種途徑: 一種是直接從實驗結果中分析、歸納、概括而總結出來, 即實驗歸納法; 另一種途徑是利用已有的概念和規(guī)律, 通過邏輯推理或數學推導, 得出新的規(guī)律, 即理論分析法. 理論分析法

49、可以是利用已有的概念和規(guī)律, 推導出更普遍的規(guī)律, 這屬于理論歸納; 也可以是利用較一般的規(guī)律, 推導出特殊的規(guī)律, 這屬于理論演繹.值得注意的是，物理規(guī)律并不是純粹的實事歸納和邏輯推證，猜想、假說、理想化、類比等創(chuàng)造性的科學方法常常起到了及其重要的作用。對于某一規(guī)律的教學，不一定按照歷史上的發(fā)現過程來展開，教師課根據教學要求、學生已有的基礎、學校的設備情況等來確定，實際上，教學中可采用不同的方法來探討規(guī)律，這對促進學生掌握研究方法和發(fā)展能力可以起到不同作用。2、要使學生理解物理規(guī)律的物理意義中學階段所研究的物理規(guī)律, 一般都要用文字語言加以表達, 即用一段話把某一規(guī)律的物理意義表述出來. 對

50、于物理規(guī)律的文字表述, 要認真加以分析, 使學生真正理解它的含義, 而不能讓學生去死記結論. 對規(guī)律的文字表述的引出,必須在學生對有關問題進行分析、研究、并對它的本質有相當認識的基礎上進行, 切不可在學生毫無認識或認識不足的情況下“搬出來”,“灌”給學生, 然后再逐字逐句解釋和說明. 這種做法離開了認識的基礎, 顛倒了認識的順序. 學生不知道規(guī)律是怎么得來的, 也不可能理解它的真正含義. 例如, 牛頓第一運動定律的教學, 可仿照伽利略當年運用“理想實驗”的思路, 在觀察實驗的基礎上, 進行推理想象. 由有摩擦時的運動情況推想到無摩擦時的運動情況, 最后把這一規(guī)律的內容作如下表述:“一切物體在沒

51、有受到外力作用的時候, 總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài). ”在理解時, 要注意弄清定律的條件是“物體沒有受到外力作用”. 還要正確理解“或”這個字的含義,“或”不是指物體有時保持勻速直線運動狀態(tài), 有時保持靜止狀態(tài), 而是指如果物體原來是運動的, 它就保持勻速直線運動狀態(tài); 如果原來是靜止的, 它就保持靜止狀態(tài). 又如, 動量定理可表述為:“物體所受的合外力的沖量等于它的動量的變化”. 弄清“等于”兩字的含義對理解這個定理有很大幫助. 第一,“等于”所包含的是一種因果關系, 即沖量引起動量的變化; 第二,“ 等于”包括大小和方向上的關系. 沖量是力對時間的積累的量, 屬于過程量, 動量則是物

52、體狀態(tài)的量, 過程量沖量引起狀態(tài)量動量的改變, 動量的改變量和引起改變的沖量是相等的. 可見“等于”揭示了兩者之間的內在聯(lián)系, 不要把“等于”單純理解為“就是”大多數物理規(guī)律的內容都可以用數學公式表達出來, 即規(guī)律的公式. 公式的形式要能表達出規(guī)律的內容, 能反映出研究對象間的內在聯(lián)系, 還能由之計算出有關的物理量的量值( 有的還要能標示矢量的方向) , 參與各種推理和運算, 并盡量選擇最簡潔的形式. 對于物理規(guī)律公式, 一要研究它是怎樣建立起來的. 在實驗歸納法中, 是怎樣把實驗數據通過思維加工和數學加工, 轉化為規(guī)律的表達式的; 在理論分析法中, 規(guī)律的表達式是怎樣通過嚴密地推理而得出的.

53、 二是研究公式所表示的物理意義. 要使學生從物理意義上去理解公式中所表示的物理量之間的數量關系, 而不能從純數學的角度加以理解. 例如, 牛頓第二定律公式F = ma, 它揭示了一定質量的物體所受的合外力與由此而產生的加速度之間的關系, 如果只從數學形式考慮,就可能得出物體的質量與所受的外力成正比, 或物體的質量與它的加速度成反比 m =Fa, 這顯然是錯誤的.許多物理規(guī)律也可以用函數圖像來表達, 函數圖像有簡明、清晰、直觀的優(yōu)點. 在中學物理中, 利用圖像表達物理規(guī)律有以下幾個作用：1 . 利用函數圖像歸納實驗定律, 討論實驗定律. 這是科學研究中常用的一種方法.2 . 用圖像形象地描述物理

54、規(guī)律. 數學公式能精確地描述物理規(guī)律, 配合函數圖像, 表達就更形象、明顯, 就能夠加深學生對規(guī)律的理解, 例如, 光電效應中的愛因斯坦光電效應方程:3 . 在學生數學知識不足的情況下, 可以利用函數圖像來表明物理規(guī)律, 利用函數圖像導出有關公式. 例如, 分子與分子間的相互作用力是怎樣隨分子間的距離而變化呢? 在中學階段, 無法建立力與距離的函數關系。3、使學生明確物理規(guī)律的適用條件和范圍每一個物理規(guī)律都是在一定條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規(guī)律的, 規(guī)律的成立是有條件的. 因此, 每一規(guī)律的適用條件和范圍也是一定的. 學生只有明確規(guī)律的適用條件和范圍, 才能正確地運用規(guī)律來研究和解

55、決問題, 才能避免亂用規(guī)律、亂套公式的現象. 例如:4、使學生認清所研究的物理規(guī)律與有關的物理概念和物理規(guī)律之間的關系物理規(guī)律總是與許多物理概念緊密聯(lián)系在一起的, 與某些物理規(guī)律也互相關聯(lián), 應當使學生把物理規(guī)律與和它相關的物理概念和物理規(guī)律之間的關系搞清楚. 例如, 牛頓第一定律與物體的慣性雖有聯(lián)系, 但二者有本質上的區(qū)別, 不能混為一談. 常發(fā)現中學生把慣性與運動狀態(tài)等同起來, 把用力改變物體的運動狀態(tài)說成是“打破物體的慣性”, 把物體不受外力作用保持原來的運動狀態(tài)說成是“保持物體的慣性”, 有的教師也講外力“克服慣性, 而使物體運動起來”. 我們知道, 慣性是物體的固有屬性, 物體無論是

56、靜止還是運動, 無論是從靜到動還是從動到靜, 任何時候都具有慣性. 在經典力學范圍內, 物體的質量視為不變, 慣性的大小也視為不變, 物體作平動時, 慣性大小的量度就是質量, 因此不能說“打破”慣性. 牛頓第一定律是一個反映這些客觀事實的物理規(guī)律, 與反映物體屬性的慣性, 兩者不能混為一談.5、使學生學會運用物理規(guī)律說明、解釋現象, 分析和解決實際問題對于重點物理規(guī)律, 不僅要求學生理解, 而且要求會靈活運用. 因為掌握物理規(guī)律的目的就在于能夠運用物理規(guī)律去解決問題. 運用的過程, 是將抽象的物理規(guī)律具體化的過程, 從而完成認識上的第二個“飛躍”. 在這一過程中, 一方面可以鞏固、深化和活化對

57、規(guī)律的理解; 另一方面, 可以使學生學到分析、處理實際問題的方法, 發(fā)展學生分析、解決問題的能力, 運用數學解決物理問題的能力, 邏輯地說理和表達能力, 手腦并用、獨立解決簡單實際問題的能力, 以及創(chuàng)造能力等.（四）中學物理規(guī)律的教學過程重點物理規(guī)律的教學過程, 一般來說應當經歷一個在教師的引導下學生在與物理世界的相互作用中發(fā)現問題、探索規(guī)律、討論規(guī)律和運用規(guī)律的過程. 所以, 物理規(guī)律的教學過程一般包括以下四個有序的步驟:1、創(chuàng)設物理情境，形成科學問題教師要帶領學生探究和學習物理規(guī)律, 首先要讓學生明確物理規(guī)律的研究主題以及與之相關的問題，因此, 在教學的開始階段, 要創(chuàng)造便于發(fā)現問題的物理環(huán)境. 在中學階段, 一是通過觀察、實驗發(fā)現問題, 也可以從分析學生生活中熟知的典型事例中發(fā)現問題;二是從對