中小學(xué)教師三新一德全員培訓(xùn)考試輔導(dǎo)材料之-中學(xué)物理教學(xué)研究報(bào)告

..PAGE.v."物理教育展望"學(xué)習(xí)提綱物理教育展望——朱鋐雄主編第一章物理教育——物理學(xué)的一門子學(xué)科第一節(jié)從物理教學(xué)到物理教育1.1狹義的物理教學(xué)和廣義的物理教學(xué)1、物理學(xué)研究的是什么？是自然界的物質(zhì)形態(tài)在不同層次上的構(gòu)造特征和自然界各種不同形式的運(yùn)動以及它們之間互相轉(zhuǎn)換的規(guī)律。2、什么是物理教學(xué)？是為到達(dá)一定的教學(xué)目的和教育目標(biāo)對物理學(xué)的根底知識和根本容進(jìn)展重新組織和系統(tǒng)歸納而成的一門學(xué)科教學(xué)。有兩種分類方法：〔1〕按課程設(shè)置分有中學(xué)物理教學(xué)、大學(xué)物理教學(xué)。〔2〕按教育形式分有在職物理教師的各種進(jìn)修和培訓(xùn)的物理教學(xué)和職前物理教學(xué)。①從狹義上講，物理教學(xué)指的是中學(xué)階段和大學(xué)階段所進(jìn)展的“教〞物理和“學(xué)〞物理的教學(xué)活動全過程；從廣義上講，物理教學(xué)過程不僅是傳授知識的過程，而且是一個育人的過程。②物理教學(xué)的過程實(shí)質(zhì)就是物理教育的過程。A必須遵循規(guī)律，講科學(xué)。B言傳身教，教書育人〔思想、方法、精神〕。C教學(xué)過程也是研究過程。1.2物理教育面臨的新課題1、對中學(xué)物理教師的要求：①精通物理學(xué)的根本理論知識和實(shí)驗(yàn)技能；②掌握關(guān)于物理教學(xué)的根本理論知識；③具備在物理教學(xué)各環(huán)節(jié)中有效開展教學(xué)活動的實(shí)踐能力；④教學(xué)研究能力。2、根底教育改革的步伐加快，力度加大3、高等師院校存在的問題。1.3發(fā)揮物理教學(xué)的育人功能1、育人功能的重要性：隨著教育改革的深入，發(fā)揮學(xué)科課程所具有的育人功能，包括提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力擺在了學(xué)科教育的重要位置上，而物理學(xué)科具有不可替代的優(yōu)勢?！惨?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)是一把雙刃劍〕2、未來物理教師的要求：①有扎實(shí)的物理知識根底，掌握物理學(xué)開展的前沿知識。②學(xué)會先進(jìn)的教學(xué)技能和教學(xué)方法，能順利地開展物理教學(xué)各主要環(huán)節(jié)上的教學(xué)活動。③把握和了解物理學(xué)、物理教育全過程的有關(guān)理論知識和教育功能。④初步具有開展教學(xué)研究的能力。3、物理教師需要做到三個“更新〞：①教育理念的更新，特別需要學(xué)習(xí)先進(jìn)的教育思想，教育教學(xué)理論。②物理知識的更新，特別是前沿知識和高新技術(shù)的應(yīng)用。③教學(xué)手段和教學(xué)方法的更新，要掌握現(xiàn)代化的教育信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。4、物理教學(xué)與物理教育的關(guān)系：物理教育是物理教學(xué)在理論功能、應(yīng)用功能和教育功能方面的深入和延伸，物理教育是更高層次上的物理教學(xué)。第二節(jié)物理教育正在成為物理學(xué)的子學(xué)科2.1物理學(xué)對人類未來的進(jìn)步起著關(guān)鍵作用1、物理開展早、成熟快、系統(tǒng)完整、成果豐富。2、是其它學(xué)科乃至新興學(xué)科，穿插學(xué)科的形成和開展的根底。3、對社會的進(jìn)步和人類的奉獻(xiàn)大。2.2物理學(xué)是當(dāng)代人類文化的重要組成局部1、物理學(xué)的價值：①物質(zhì)價值——它的成果可以轉(zhuǎn)化為推動科學(xué)開展的強(qiáng)大動力。②精神價值——它為人們展示出一幅大自然的美妙畫卷，并深刻地影響著人類的科學(xué)思維方式。2、物理學(xué)對人類的影響2.3時代賦予物理教育根底性的新涵1、為什么物理教育將表達(dá)時代性，并賦予新涵？第一，物理教育課程要為人們在科學(xué)素質(zhì)上的提高和將來的開展提供必要的，與時代進(jìn)步和需要相適應(yīng)的物理學(xué)根底知識?！?〕對科學(xué)課程的要求：①應(yīng)該是自成體系的，為學(xué)生提供一個根底，即終身學(xué)習(xí)的根底；一個準(zhǔn)備，即在現(xiàn)代化社會中生活的準(zhǔn)備。②構(gòu)造必須明確把提高能力而設(shè)計(jì)的要素和作為對一個科學(xué)家在研究早期訓(xùn)練階段而設(shè)計(jì)的課程要素區(qū)分開來。③必須開宗明義說明達(dá)成的課程目標(biāo)，目標(biāo)必須是現(xiàn)實(shí)的，可以到達(dá)的。④課程呈現(xiàn)的形式必須是清晰的、簡單的，容必須服從于目標(biāo)。⑤應(yīng)該探討為提高學(xué)生能力而設(shè)置的容，如何表達(dá)高新科學(xué)技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。⑥應(yīng)該向?qū)W生提供科學(xué)思想和科學(xué)方法的認(rèn)識。⑦應(yīng)該鼓勵教師運(yùn)用各種教學(xué)方法和進(jìn)展教學(xué)探究。〔2〕對中學(xué)物理課程的要求：①密切聯(lián)系日常生活，使學(xué)生對周圍的事物能作出解釋。②提供對科學(xué)方法進(jìn)展實(shí)踐的時機(jī)，使學(xué)生對周圍的問題作出批判性的研究。③應(yīng)該對學(xué)生世界觀的形成和開展產(chǎn)生影響。④應(yīng)該開展學(xué)生科學(xué)閱讀和寫作能力。⑤應(yīng)該開展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。⑥應(yīng)該開展學(xué)生獲取信息和交換信息的能力。⑦應(yīng)該開展學(xué)生用數(shù)學(xué)方法解決問題的能力。第二，物理課程是一種適應(yīng)終身學(xué)習(xí)的根底知識，根本能力和根本方法。應(yīng)該把物理學(xué)家認(rèn)識世界的模式和科學(xué)思想方法貫穿在教學(xué)過程中，使學(xué)生學(xué)習(xí)前人所創(chuàng)造積累的知識根底上能創(chuàng)造性地去開拓前人沒有涉及的知識領(lǐng)域?！?〕物理學(xué)家認(rèn)知模式和方法的特點(diǎn)：①物理學(xué)家具有高度組織化的，在解決問題過程中行之有效的廣泛知識。②物理學(xué)家的知識構(gòu)造是一個分層次的“金字塔〞式的組織在塔的頂端是物理學(xué)家所從事的領(lǐng)域中的主要原理和概念，而輔助的概念，相關(guān)的事實(shí)和等式那么處于塔的中層和下層。③一個專家和一個新手解決問題的方式是完全不同的?！?〕學(xué)習(xí)知識的過程就是使知識構(gòu)造化的過程，使知識構(gòu)造化是一個終身和持久努力的過程?！?〕“超認(rèn)識的策略〞可以改進(jìn)學(xué)生的遷移能力，可以使學(xué)生作為學(xué)習(xí)者更加了解他們自己，通過自我調(diào)整來檢查理解能力，在適當(dāng)?shù)臅r機(jī)做出方案，檢查學(xué)習(xí)的進(jìn)展和糾正學(xué)習(xí)上的錯誤，為高水平的學(xué)習(xí)行為所作的充分準(zhǔn)備工作做出自我評價。反思自己的學(xué)習(xí)行為是“超認(rèn)識〞的一個主要組成局部。2.4加強(qiáng)根底性與表達(dá)現(xiàn)代性1、根底性不僅是指物理學(xué)科知識上的根底，而更重要的是指物理教育要為學(xué)生全面提高科學(xué)素質(zhì)提供一個開展的根底。2、物理教育應(yīng)著眼于提高學(xué)生的四種根本學(xué)習(xí)能力：①學(xué)知，掌握認(rèn)識世界的工具。②學(xué)做，學(xué)會在一定的環(huán)境下工作。③學(xué)會共同生活，培養(yǎng)在人類活動中的參與與合作精神。④學(xué)會開展，以適應(yīng)和改造自己的環(huán)境。3、根底性和現(xiàn)代性是一個既相對穩(wěn)定又不斷開展的動態(tài)概念。4、現(xiàn)代性不僅是指經(jīng)典物理學(xué)的容和方法的現(xiàn)代性——指新容和新方法對原有容和方法的替代和更新；而且指對經(jīng)典物理學(xué)的容的現(xiàn)代理解和認(rèn)識。2.5適應(yīng)社會需求性與尊重學(xué)生選擇性1、“學(xué)科中心〞課程觀——①物理教育的容體系以物理學(xué)科的容體系為主干。②物理學(xué)科研究的是指物質(zhì)的根本構(gòu)造和它們的運(yùn)動規(guī)律。③物理教學(xué)容的安排是從宏觀到微觀，從靜力學(xué)到動力學(xué)，從靜電、靜磁到動電、動磁。④以最有邏輯、最經(jīng)濟(jì)、最實(shí)用、最真實(shí)以及最易消化的形式來闡述知識。2、“學(xué)科中心〞的弊端：重知識，輕能力；重承受，輕創(chuàng)造；重智力，輕情感；重共性，輕個性。3、杜威的“學(xué)習(xí)者中心〞課程觀——主課程應(yīng)該在學(xué)習(xí)者的一系列活動中。教師的任務(wù)不再是系統(tǒng)的傳授知識，而是發(fā)現(xiàn)學(xué)生的興趣和指導(dǎo)學(xué)生的活動。在容上不以學(xué)科容體系組織教學(xué)，而是以學(xué)生的興趣、需要為出發(fā)點(diǎn)展開教育活動。4、“問題設(shè)計(jì)中心〞課程觀——它把人類生活和生產(chǎn)需要解決的重大問題放在課程的核心地位，把學(xué)科容置于具體的情景之中，把容的整合作為教材呈現(xiàn)的主要形式，S-T-S〔科學(xué)——技術(shù)——社會〕課程是一個突出的代表。5、物理教育應(yīng)該為培養(yǎng)三個方面的人才打好根底：①物理學(xué)以及與物理學(xué)相關(guān)的高新技術(shù)的后備人才隊(duì)伍。②社會和經(jīng)濟(jì)建立需要的人才大軍。③職前和在職教育各個階段需要的物理學(xué)科師資。6、物理課程按功能可分為：根底性課程、拓展性課程、研究性課程。①根底性課程——突出生活和自然界豐富多彩的物理現(xiàn)象，學(xué)習(xí)物理學(xué)的根本概念、規(guī)律、原理和理論等。②拓展性課程——突出物理學(xué)的概念、規(guī)律、原理和理論體系，強(qiáng)化物理知識的形成過程和設(shè)計(jì)應(yīng)用過程以及滲透在課程容中的科學(xué)精神和科學(xué)方法教育，重視物理學(xué)與人文科學(xué)和其他科學(xué)技術(shù)知識的穿插和拓寬。③研究性課程——從生活、生產(chǎn)和自然界中的學(xué)習(xí)和問題出發(fā)，加深對科學(xué)、技術(shù)、社會三者之間關(guān)系的認(rèn)識，突出物理學(xué)思想、方法在物理研究中的實(shí)際應(yīng)用。2.6保持必要的系統(tǒng)性與發(fā)軍學(xué)生的創(chuàng)新性1、物理學(xué)是一門系統(tǒng)性邏輯性非常嚴(yán)密的學(xué)科。①在學(xué)科體系和構(gòu)造上，依據(jù)運(yùn)動的形式由低級到高級，由簡單到復(fù)雜，從宏觀到微觀的主線，有系統(tǒng)的逐步展開。②在定律的定理的表述上，遵循從條件到結(jié)果，從現(xiàn)象到本質(zhì)，從分析到綜合的邏輯表達(dá)方式，語言簡練明確，自洽完備。③在科學(xué)的方法上，從發(fā)現(xiàn)問題，提出問題到研究和解決問題，在開展中形成了新的物理學(xué)方法。2、創(chuàng)新是科學(xué)開展的必然，也是科學(xué)本身所具備的根本品質(zhì)。3、未來物理教育改革的開展趨勢——實(shí)現(xiàn)兩個“最優(yōu)化〞。①怎樣在適合不同年齡學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的根底上對科學(xué)容和嚴(yán)密的邏輯進(jìn)展簡化，到達(dá)教育容和學(xué)生認(rèn)知水平之間的最優(yōu)化。②怎樣在學(xué)生學(xué)習(xí)承受傳統(tǒng)的物理思維方法和進(jìn)展物理創(chuàng)新思維、實(shí)踐活動之間到最優(yōu)化。4、從物理教育課程開展的趨勢看，構(gòu)建物理教育課程有三個原那么：①物理教育的容既要具有扎實(shí)的根底性，又要表達(dá)明顯的現(xiàn)代性。②物理教育的容既要適應(yīng)社會開展的需要，又要尊重學(xué)生學(xué)習(xí)的選擇。③物理教育的容既要保持必要的系統(tǒng)性，又要著力發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性。第二章重視科學(xué)思想和科學(xué)方法的教育第一節(jié)進(jìn)展科學(xué)思想、科學(xué)方法的教育是物理教育的重要功能1、物理學(xué)是由物理學(xué)科的知識和物理學(xué)的方法論組成的，物理學(xué)思想和方法論是伴隨著物理學(xué)的開展而建立起來的，而物理學(xué)的知識和體系那么是表達(dá)和學(xué)習(xí)物理學(xué)思想和方法論的最好載體。2、滲透在物理學(xué)容中并在物理學(xué)中表達(dá)出來的科學(xué)思想的方法就是物理學(xué)思想和物理學(xué)方法。3、為什么說物理學(xué)是自然科學(xué)的根底學(xué)科？物理學(xué)提供了人們對物質(zhì)構(gòu)造和物質(zhì)運(yùn)動形式及其相互轉(zhuǎn)化的最根本認(rèn)識，用文字和公式表現(xiàn)的根本定理、定律，集中反映了人類對自然界不斷深化的認(rèn)識，對物質(zhì)世界的根本觀念和理解，反映的是人類對自然界圖景的描繪方式和領(lǐng)悟，表達(dá)了一種深刻的物理學(xué)思想。4、推進(jìn)本質(zhì)教育的途徑——加強(qiáng)物理學(xué)思想，物理學(xué)方法和科學(xué)探索創(chuàng)新精神的教育。第二節(jié)物理教育要貫串對“時空〞和“物質(zhì)〞的根本認(rèn)識一、物理學(xué)的時空觀〔一〕時間和空間是物理學(xué)中的最根本的思想概念1、什么是時間？時間是物質(zhì)運(yùn)動持續(xù)性和順序性的表現(xiàn)。2、什么是空間？空間是物質(zhì)存在廣延性和伸性的表現(xiàn)。3、時間和空間在物理學(xué)和物理教學(xué)中有著重要的地位，時間和空間是物質(zhì)存在的兩種根本形式。4、不同的時空表征的維度不同〔如：二維、三維、四維〕。如：物體作直線運(yùn)動〔路程——時間〕——二維。物體在平面運(yùn)動〔橫坐標(biāo)—縱坐標(biāo)——時間〕——三維物體在空間運(yùn)動〔空間坐標(biāo)x、y、z、t〕——四維5、人們認(rèn)識時空的根本途徑——物理測量〔二〕時間和空間的相對性和統(tǒng)一性是愛因斯坦狹義相對論的核心思想1、絕對——指無條件的、不變的、普遍的含義。在物理學(xué)中表現(xiàn)為物質(zhì)及其運(yùn)動的不滅性和不變性。與不滅性相聯(lián)系的物理量為“守恒量〞，與不變性相聯(lián)系的物理量為“絕對量〞。2、相對——指有條件的、可變的、特殊的含義。3、牛頓的絕對時空觀——時間和空間是絕對的，它們既與物質(zhì)無關(guān)，與運(yùn)動無關(guān)，也是相互獨(dú)立的和不相干的。〔是經(jīng)典物理學(xué)的根底〕4、愛因斯坦的相對時空觀——時間和空間不存在絕對的、孤立的?！彩窍鄬φ摰母住场踩持亓图铀俣戎g的等效原理是廣義相對論的根底1、愛因斯坦認(rèn)為：重力和加速度是等效的。他證明這個等效原理的實(shí)驗(yàn)是思維實(shí)驗(yàn)——電梯里的球同時落地。2、廣義相對論與狹義相對論：狹義相對論以相對時空觀取代了牛頓的絕對時空觀，認(rèn)為時空是平直的；廣義相對論認(rèn)為時空是彎曲的，四維時空不僅彎曲，還可以伸長或縮短。二、物理學(xué)的物質(zhì)觀〔一〕對物質(zhì)本質(zhì)的認(rèn)識追溯〔二〕物質(zhì)觀的可分原子構(gòu)造模型1、湯姆發(fā)現(xiàn)電子，并提出原子構(gòu)造模型。①湯姆實(shí)驗(yàn)——研究稀薄氣體玻璃管的高壓放電。②原子構(gòu)造模型——原子由帶負(fù)電的電子和帶正電的離子所構(gòu)成，離子的半徑和原子的大小大體相等，而電子是被吸引在離子部?！财咸迅傻案饽Ｐ汀?、盧瑟福的原子構(gòu)造模型①實(shí)驗(yàn)——X粒子對金箔的散射實(shí)驗(yàn)。②原子構(gòu)造模型——原子的中心存在一個大小約為3×10-13cm的帶正電的核〔原子核〕，而電子繞原子核旋轉(zhuǎn)，其半徑約為10-8③盧瑟福的發(fā)現(xiàn)有三點(diǎn)價值：A、從根本上改革了舊的物質(zhì)觀，打破了原子不可分，不能變化的舊觀念。B、給出了簡便而又準(zhǔn)確的物質(zhì)分類方法。C、發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子?！踩巢贿B續(xù)物質(zhì)觀的形成從提醒原子構(gòu)造開場建立的物質(zhì)觀構(gòu)成了一種不連續(xù)的物質(zhì)觀，認(rèn)為物質(zhì)構(gòu)造的鏈條是從夸克輕子→強(qiáng)子→核→原子→分子→各態(tài)物質(zhì)?！菜摹硰牟贿B續(xù)的物質(zhì)觀到連續(xù)的物質(zhì)觀?！参濉硰倪B續(xù)的物質(zhì)走向連續(xù)與不連續(xù)統(tǒng)一的物質(zhì)觀。1、波粒二象性說明：物質(zhì)即不是經(jīng)典意義上的連續(xù)，也不是經(jīng)典意義上的不連續(xù)，而是連續(xù)性與不連續(xù)性的對立和統(tǒng)一。2、玻爾理論——電子圍繞原子核做的圓周運(yùn)動本身是量子化的，即電子只能在分立的不連續(xù)的固定軌道上運(yùn)動，電子在不同軌道之間的躍遷就導(dǎo)致了發(fā)射具有一定頻率的電子。第三節(jié)物理教育要突出科學(xué)發(fā)現(xiàn)和科學(xué)創(chuàng)新的根本方法一、物理學(xué)方法論是科學(xué)方法論的重要組成局部1、科學(xué)——由科學(xué)知識、科學(xué)史和科學(xué)方法論構(gòu)成。物理學(xué)的方法論是整個科學(xué)方法論的重要組成局部。2、為什么在物理教學(xué)中要突出物理學(xué)史、物理思想和物理方法論的教育？①物理學(xué)史和方法論是人類探索物理世界奧秘的科學(xué)思想和科學(xué)方法的結(jié)晶。②物理學(xué)史和方法論始終滲透物理教學(xué)的全過程中。A、物理學(xué)本身的開展給人們提出了許多物理學(xué)方法論的新課題。B、物理學(xué)本身的改革需要在教學(xué)中滲透和融入新的物理學(xué)方法論。③物理學(xué)方法論是介于哲學(xué)方法和物理學(xué)本身的學(xué)科研究方法之間的中間層次方法。其特征是概括程度高，表達(dá)形式抽象，涵豐富，對提高人的科學(xué)素質(zhì)具有重要作用。3、怎樣進(jìn)展物理學(xué)方法論的教育？①以宣傳教育為主——對教師。②以隱性教育為主——對學(xué)生。教師要通過自己對教學(xué)容的理解和再創(chuàng)造，從物理學(xué)的容中挖掘出開展過程和科學(xué)方法，并以學(xué)生能夠承受的方式展示，啟發(fā)學(xué)生思考和領(lǐng)悟。二、牛頓和他的科學(xué)發(fā)現(xiàn)方法論1、牛頓的方法：①觀察和實(shí)驗(yàn)。②分析法：從實(shí)驗(yàn)和觀察出發(fā)，用歸納法找出普遍結(jié)論和一般規(guī)律。其要點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)——?dú)w納——演繹相結(jié)合。③綜合法：一是根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的一般規(guī)律，運(yùn)用公理法和教學(xué)演繹法建立理論；二是理論的定理——一般定理的推論做實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。其要點(diǎn)是演繹——發(fā)現(xiàn)——證實(shí)相結(jié)合。2、牛頓發(fā)現(xiàn)方法論的四大原那么：①簡單性原那么。②因果性原那么。③普遍性原那么。④正確性原那么。3、牛頓采用的方式：演繹推理和歸納相結(jié)合。一是歸納“發(fā)現(xiàn)〞在前，演繹“論證〞在后；二是“演繹〞發(fā)現(xiàn)在前，歸納“論證〞在后。4、牛頓“實(shí)驗(yàn)哲學(xué)〞的綜合法：假定原因已找到，并把它們定為原理，再用這些原理去解釋現(xiàn)象，并證明解釋正確。這種方法包括三個方面的容：一是“確立原理〞；二是“進(jìn)展解釋〞；三是“理論評價〞。三、愛因斯坦和他的科學(xué)方法論1、愛因斯坦科學(xué)方法論的兩個重要特點(diǎn)：①物理概念和經(jīng)歷的關(guān)系：認(rèn)為物理學(xué)的公理根底不是從經(jīng)歷中得來，而是必須通過自由想象創(chuàng)造出來。②數(shù)學(xué)和經(jīng)歷的關(guān)系：經(jīng)歷可以啟示采用哪種數(shù)學(xué)形式，但數(shù)學(xué)的想法不可能來自經(jīng)歷。2、科學(xué)的認(rèn)識是在概念的運(yùn)動中開展起來的。3、概念的形成和開展有兩條途徑：①有意識的方面，即是通過邏輯的思維的自由創(chuàng)造。②無意識的方面，即通過非邏輯的直覺和思維想象。4、概念的形成和開展的邏輯機(jī)制經(jīng)過五個階段：①從分析概念入手。②對廣泛事實(shí)進(jìn)展考察。③注重建立概念之間的聯(lián)系。④運(yùn)用數(shù)學(xué)工具加以表達(dá)。⑤形成和開展概念體系。5、心理活動在概念的形成和開展中的作用：愛因斯坦認(rèn)為科學(xué)開展不僅是一種理性思維活動，也是一種心理活動。①信念是科學(xué)家理智品質(zhì)的重要因素。②直覺是科學(xué)研究最可貴的因素。③形象思維是自由創(chuàng)造的部因素。④想象是科學(xué)研究中的實(shí)在因素。⑤科學(xué)美是對美的認(rèn)識的更高層次。⑥心自由是大自然難得賦予人類的禮物。四、物理教育要表達(dá)以綜合性和復(fù)雜性為特征的現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)方法1、科學(xué)技術(shù)開展的特征：①人們對勞動對象的作用方式發(fā)生了新的變革。②人們對科學(xué)研究對象的認(rèn)識發(fā)生了新的變化。A、研究的層次越來越深入。B、研究對象越來越復(fù)雜。C、研究的主體和客體越來越融洽。2、科學(xué)技術(shù)的開展產(chǎn)生出許多新興學(xué)科、邊緣學(xué)科和橫截學(xué)科。在信息論、系統(tǒng)論、控制論等研究系統(tǒng)的理論和技術(shù)上逐漸形成了一門新的學(xué)科——系統(tǒng)科學(xué)。3、信息論和信息科學(xué)方法〔1〕①什么是信息？信息是兩次不確定性之差。②信息研究的創(chuàng)始人——玻爾慈曼。③信息量有多、有少、有正、有負(fù)。④信息是由信息源提供的，可發(fā)射，可傳遞，可接收。⑤信息具有五個特征：A、信息的普遍性。B、信息的價值性。C信息的有序性。D、信息的時效性。E、信息的轉(zhuǎn)化性。〔2〕信息科學(xué)方法——把信息概念作為分析問題和處理問題的根底，把系統(tǒng)向預(yù)定目標(biāo)的演化和開展抽象為信息的獲取、傳遞、加工、處理、輸出和信息反響等信號變換的過程。〔3〕信息科學(xué)方法的特點(diǎn)：①不計(jì)系統(tǒng)的具體運(yùn)動形式，把具體運(yùn)動看成是抽象的信息運(yùn)動和變化過程。②不再用孤立、靜止和局部的觀點(diǎn)研究事物，把系統(tǒng)的運(yùn)動看成各局部互相聯(lián)系、互相轉(zhuǎn)化的整體運(yùn)動。4、系統(tǒng)論和系統(tǒng)科學(xué)方法〔1〕什么叫系統(tǒng)？一個由許多相互聯(lián)系、相互作用又相互依賴的要素按一定規(guī)那么構(gòu)成的，具有一定構(gòu)造和功能的有機(jī)整體。〔2〕系統(tǒng)按組織性〔有序和無序〕和復(fù)雜性〔簡單和復(fù)雜〕分類，整體世界可分為四類系統(tǒng)：①有組織復(fù)雜系統(tǒng)。如一個國家、一個單位、一個工程等。②無組織復(fù)雜系統(tǒng)。目前科學(xué)家尚未研究出物質(zhì)運(yùn)動和開展的規(guī)律。③無組織簡單系統(tǒng)。分子物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)就是無組織簡單系統(tǒng)。④有組織簡單系統(tǒng)。經(jīng)典力學(xué)所研究的就是有組織簡單系統(tǒng)?！?〕什么是系統(tǒng)論方法？用系統(tǒng)的觀點(diǎn)把自然界、社會和人類的認(rèn)識活動作為研究對象，并放在系統(tǒng)的形式之中，從整體和局部、構(gòu)造和功能、系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互關(guān)系、相互作用和相互依賴中進(jìn)展考察和分析，到達(dá)最優(yōu)化的一種研究方法?！?〕系統(tǒng)論方法的特點(diǎn)是：①整體性。②動態(tài)性。③構(gòu)造性。④最優(yōu)化。⑤有序性。〔5〕系統(tǒng)科學(xué)方法論的意義：系統(tǒng)方法是一種認(rèn)識復(fù)雜系統(tǒng)的有效方法，提供了從整體上考慮問題和解決問題的方法，提供了制定系統(tǒng)最正確方案以實(shí)行最優(yōu)化組合和最優(yōu)化管理的手段?！?〕系統(tǒng)科學(xué)的三個根本原理：①反響原理。系統(tǒng)必須通過信息反響，才能實(shí)現(xiàn)有效的控制，到達(dá)預(yù)期的目的。反響有正反響、負(fù)反響和前反響。②有序原理。有序就是一種優(yōu)化的組合方式，它包括空間有序，時間有序和功能有序。有序是一種突變，從一個低級構(gòu)造走向高級的構(gòu)造。非平衡是有序之源，只有通過漲落才可能形成有序。③整體性原理。一切系統(tǒng)一定具有一個由各局部構(gòu)成，且存在互相聯(lián)系的整體構(gòu)造，這個構(gòu)造可以發(fā)揮出“局部〞所沒有的功能。5、控制論和控制論方法〔1〕什么是控制論？就是關(guān)于生物系統(tǒng)和機(jī)器系統(tǒng)中控制和通訊的科學(xué)?？刂啤ㄟ^把系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎氲姆错戇^程實(shí)現(xiàn)的有目的的活動?？刂普摰膭?chuàng)立者是美國數(shù)學(xué)家維納。〔2〕控制的根本特征：不僅在靜態(tài)中進(jìn)展控制，而且在開展和運(yùn)動中考察和控制。〔3〕控制論的主要方法——功能模擬法?！?〕模擬法——用模型實(shí)驗(yàn)代替真實(shí)的研究客體的方法。〔5〕一個系統(tǒng)可以成為模型的條件：①類比性。②代表性。③外推性。〔6〕模型的分類：①實(shí)體模型。②形象和符號模型?！?〕模擬法在物理教學(xué)中具有重要地位。①物理學(xué)探索的空間、時間圍大。②有些現(xiàn)象無法直接顯示物理對象的屬性，只能用人工實(shí)驗(yàn)代替?！?〕控制論的模擬法與物理學(xué)的模擬法的區(qū)別：控制模擬的重點(diǎn)在系統(tǒng)的行為上，而不在外表上、構(gòu)造上，也不在相互作用的具體方式上。〔9〕人工智能：研究人腦，模擬人腦。6、確定論的線性思維方法和不同確定論的非線性思維方法?！?〕經(jīng)典物理學(xué)確實(shí)定論線性思維方法。①經(jīng)典物理學(xué)把自然界所有事物和各種現(xiàn)象及其變化的原因歸結(jié)為力，把事物的發(fā)生和開展的原因和結(jié)果列成確定性的正比例關(guān)系。②確定論和線性思維的三個典型表現(xiàn)：A、運(yùn)動的因果觀。B強(qiáng)化的——觀。C、構(gòu)造的組成觀?！?〕物理教學(xué)中確定論線性思維的方法的假設(shè)干表現(xiàn)。①提高教學(xué)質(zhì)量和增加教學(xué)時間的關(guān)系。②參加教學(xué)工作的時間和提高教學(xué)水平的關(guān)系。③進(jìn)展常規(guī)教學(xué)和展開教學(xué)科研的關(guān)系?！?〕現(xiàn)代物理教學(xué)的不確定非線性思維方法①不確定原理是量子力學(xué)的一個根本原理——微觀客體的某些成對的物理量是不可能同時被測得準(zhǔn)確的。②不確定論非線思維的主要表現(xiàn)：A、運(yùn)動的因果觀：原因和結(jié)果之間并不存在動力學(xué)確定性的因果關(guān)系，更不是線性的比例關(guān)系，數(shù)學(xué)關(guān)系或是y=ax2+bx+c，其圖象是一根曲線。B、演化的突變觀：原因的微小變化僅在一定條件下會引起結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的微小變化，而更多、更普遍的是原因的微小變化，可以引起結(jié)果的很大偏差。C、構(gòu)造的組織觀：在整體構(gòu)造和局部構(gòu)造的關(guān)系上，整體不是由局部簡單相加組成的，局部之和可以大于整體。其數(shù)學(xué)表達(dá)式是非線性微分方程的通解不能表示為特解的線性組合?！?〕非線性思維在物理教學(xué)中的假設(shè)干思考①在物理教學(xué)的過程中，要注重物理知識的積累，更要注重物理學(xué)思想、方法的滲透和點(diǎn)撥。②在物理教育課程設(shè)置上，要保持物理學(xué)科作為分科教育的優(yōu)勢，更要注重物理學(xué)科與其他學(xué)科的穿插，以及在其他學(xué)科中的應(yīng)用。③在物理教學(xué)手段的使用上，以發(fā)揮現(xiàn)代教育技術(shù)與物理教學(xué)的整合作用代替?zhèn)鹘y(tǒng)媒體的單一作用。④在教育功能上，充分發(fā)揮物理教學(xué)的德育、智育和美育相統(tǒng)一的功能。⑤在學(xué)習(xí)方式上，以模擬形成結(jié)果的發(fā)現(xiàn)過程代替只重視在解題中獲得標(biāo)準(zhǔn)答案的反復(fù)操練過程。A、研究性學(xué)習(xí)——是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，從自然、社會和生活中選擇和確定專題進(jìn)展研究，并在研究過程中主動獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題的學(xué)習(xí)活動。B研究性課程的組織形式有：小組合作研究、個人獨(dú)立研究和全班集體討論相結(jié)合。C、研究性學(xué)習(xí)一般有三個階段：進(jìn)入問題情景階段、實(shí)踐體驗(yàn)階段、表達(dá)交流階段。⑥在教材的編寫和使用上，以貌似無序的有序狀態(tài)代替嚴(yán)格有序的狀態(tài)。⑦在教師的角色上，從只會教物理的“教書匠〞到“會學(xué)、會教、會研究、會指導(dǎo)〞的“物理學(xué)科教育專家〞。⑧在教育思想上，學(xué)校教育將作為終身教育的一個新起點(diǎn)，而分流、分層次的終身教育將取代“一次性〞的“正規(guī)教育〞。第三章表達(dá)物理教育的人文素養(yǎng)價值第一節(jié)物理教育與人文教育是相通的一、科學(xué)教育與人文教育相融的開展趨勢1、為什么要加強(qiáng)人文教育？①教育方針〔德、智、體、美〕各方面全面開展。②科學(xué)是一把“雙刃劍〞。③目前的教育現(xiàn)狀與構(gòu)建和諧社會的差距。2、科學(xué)教育與人文教育相融合的必要性二、物理教育與人文教育相融的可能性1、科學(xué)教育和人文教育都是教育的一局部，在教育功能上有相通之處。2、物理教育以“物〞為主要對象，人文教育以“人〞為主要對象，在教育功能上相通。表現(xiàn)在：①物理學(xué)科的知識體系是前人在不同空間和時間層次上對“物〞的認(rèn)識的積累和總結(jié)，這種認(rèn)識過程就是人和自然關(guān)系，人和社會關(guān)系的一種反映。②物理教育是教育者與受教育者兩者之間在認(rèn)識上、感性上和行動上的交流與探討。3、在物理教育中進(jìn)展人文教育的途徑是什么？從分析物理學(xué)課程的在屬性上尋找科學(xué)教育和人文教育的相融的可能性，進(jìn)而探究在具體教學(xué)中實(shí)施科學(xué)教育和人文教育的結(jié)合點(diǎn)。4、物理教育的目的是什么？①謀求人對自然的倫理精神，審美體驗(yàn)和求真意志的統(tǒng)一，通過直觀和感官體驗(yàn)自然部的秩序性和神秘性。②通過實(shí)驗(yàn)和觀察觸及自然的奧秘性和開放性。③通過理性思維認(rèn)識自然存在的客觀性和規(guī)律，從而產(chǎn)生對自然界部和諧、統(tǒng)一、莊嚴(yán)、崇高的美的感受，提升人的品格，完善人的素質(zhì)。④了解人類利用科學(xué)知識對自然的利用和改造，了解這些利用和改造必須到達(dá)與自然的和諧——在物理教育中回歸自然。5、在物理教育中回歸社會①未來物理教育的主要方式是——合作教育。師生共同學(xué)習(xí)前人積累的物理知識，共同探索前人未知的物理世界。②未來的師生關(guān)系：是平等的、合作的、互學(xué)的、和諧的。③在物理教育中回歸社會的主要途徑有：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)、研究性學(xué)習(xí)、第二課堂、社會調(diào)查、社會實(shí)踐等。6、在物理教育中開展個性：未來的物理教育應(yīng)使學(xué)生找回自我，充分注意開展學(xué)生的個性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，使學(xué)生學(xué)會主動地、有選擇地學(xué)習(xí)，營造良好的環(huán)境，讓學(xué)生體驗(yàn)知識，發(fā)揮理性力量和感性力量，從“求真〞的角度掌握知識，從“求善〞、“求美〞的角度體驗(yàn)知識的道德價值和精神價值。第二節(jié)在物理教育中表達(dá)“真〞、“善〞、“美〞1、什么是“真〞？對未知世界的探索稱為“真〞。物理教育的本質(zhì)就是“真〞的教育。2、什么是“善〞？人們在實(shí)踐活動中所追求的有用的或者有利于人類的功利的價值。3、什么是“美〞？“美〞那么是“真〞和“善〞完美的結(jié)合后的更高級產(chǎn)物，是社會實(shí)踐中“真〞與“善〞的形象的表達(dá)。4、物理學(xué)進(jìn)展美育的目的：是要培養(yǎng)和完善學(xué)生的審美心理構(gòu)造?！?〕審美心理構(gòu)造——是人們在欣賞和創(chuàng)造美的活動中，各種心理能力到達(dá)高度活潑時構(gòu)成的一種獨(dú)特的構(gòu)造?！?〕在物理教育中培養(yǎng)和完善審美心理構(gòu)造有以下容：①培養(yǎng)敏銳的感知能力。②培養(yǎng)豐富的想象力。③培養(yǎng)透徹的理解力。第三節(jié)在物理教育中實(shí)施美育一、在物理教育中實(shí)施美育的根本途徑1、審美快樂的兩個前提：①主體的審美需要，由主體部總體緊力的狀態(tài)作出描述。②類生命的審美對象的刺激作用。2、中學(xué)物理教學(xué)中進(jìn)展美育，必須使物理教學(xué)過程處在一個動態(tài)非平衡狀態(tài)中，使之成為一個開放系統(tǒng)。3、物理教育中實(shí)施美育的途徑：①在物理教育過程中實(shí)現(xiàn)師生的情感交互。②在物理教育過程中實(shí)現(xiàn)從教學(xué)容、教學(xué)風(fēng)格到教師自身美的創(chuàng)造。A、教師對教學(xué)容的美的創(chuàng)造。B、教師對教學(xué)風(fēng)格的美的創(chuàng)造。C、教師對自身美的創(chuàng)造。4、物理教學(xué)美的表現(xiàn)形式：能將抽象的東西形象化地想象出來，展示出來或描繪出來，也能將直觀的、形象的東西的本質(zhì)抽象、提示出來，即能帶著學(xué)生近距離的觀察，也能帶著學(xué)生遠(yuǎn)距離的審視。二、在中學(xué)物理教學(xué)中實(shí)施美育的模型1、物理教育美育系統(tǒng)模型〔見P156-157〕。2、美育系統(tǒng)模型的涵義：在一個良好的審美環(huán)境中，教師以教學(xué)形式美為手段，選擇恰當(dāng)?shù)膶徝谰嚯x，通過設(shè)置巧妙的物理情景，讓學(xué)生自己動手動腦探索物理規(guī)律，在發(fā)現(xiàn)與探究知識的過程中，使學(xué)生逐步領(lǐng)悟到人類智慧力量的結(jié)晶，提高欣賞物理理性美的審美能力。三、在中學(xué)物理教育中實(shí)施美育的嘗試和啟示1、課堂教學(xué)的根本實(shí)施過程〔案例見P158-161〕。2、教學(xué)試驗(yàn)〔案例課〕的主要啟示：①以“美〞引發(fā)合理猜想，確定探索方向。②以“美〞指導(dǎo)探索過程，提供探索方法。③以“美〞建立知識構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識飛躍。第四章推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與物理教育課程的整合第一節(jié)現(xiàn)代信息技術(shù)與物理教育手段的變革一、現(xiàn)代教育呼喚著現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用1、21世紀(jì)的教育體系是：以現(xiàn)代教育理論為指導(dǎo)，以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，以培養(yǎng)創(chuàng)造型人才為目標(biāo)。它包括教育思想、教育容、教育模式、教育方法、教育技術(shù)、教育管理、教育體制等方面的現(xiàn)代化。2、以學(xué)生開展為本的根本含義是：尊重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)權(quán)利，努力為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情景，使學(xué)生通過與教師、同學(xué)的交流，在參與操作和實(shí)踐中去發(fā)現(xiàn)知識，理解知識，形成自己認(rèn)知構(gòu)造，在獲取知識的同時開展多方面的能力。3、實(shí)現(xiàn)以學(xué)生開展為本的主要途徑：①轉(zhuǎn)變教育觀念，用現(xiàn)代教育理論作指導(dǎo)。②以計(jì)算機(jī)多媒體、網(wǎng)絡(luò)、仿真、人工智能等技術(shù)為核心構(gòu)建的現(xiàn)代信息技術(shù)。4、良好的學(xué)習(xí)環(huán)境至少由三個根本情景組成：①貫穿于教學(xué)過程始終，且又具有“疑〞、“趣〞、“難〞等特征的發(fā)現(xiàn)問題的學(xué)習(xí)情景。②能表達(dá)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動探索解決問題途徑的探究情景。③能實(shí)現(xiàn)對所學(xué)知識進(jìn)展初步應(yīng)用和有利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神的應(yīng)用的情景。二、現(xiàn)代信息技術(shù)及其開展1、什么是現(xiàn)代信息技術(shù)？指以計(jì)算機(jī)為核心，以數(shù)字技術(shù)為根底，融合通訊技術(shù)和傳播技術(shù)，能處理、編輯、存儲和呈現(xiàn)多種媒體信息的集成技術(shù)。2、多媒體信息的特征：具有多樣性、集成性和交互性。在表現(xiàn)形式上具有新穎性、藝術(shù)性、趣味性。3、現(xiàn)代信息技術(shù)的作用：能為學(xué)生的學(xué)習(xí)和開展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具，能有利于開闊學(xué)生的知識眼界，啟迪學(xué)生的形象思維，增強(qiáng)學(xué)生的理解記憶，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，改善學(xué)生的認(rèn)知方法，極大提高學(xué)習(xí)的效率和效益。三、現(xiàn)代信息技術(shù)對物理教育手段變革的影響〔見P170〕1、有助于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。2、有助于學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，建立認(rèn)知構(gòu)造，主動探索解決問題。3、能調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和進(jìn)程，為實(shí)現(xiàn)因材施教提供技術(shù)保障。4、能促進(jìn)學(xué)生高效率地突現(xiàn)認(rèn)知構(gòu)造從無序走向有序，從低級走向高級。5、能使物理教學(xué)過程從封閉性走向開放性，以到達(dá)最優(yōu)化的教學(xué)效果。四、運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)更新教學(xué)手段應(yīng)遵循的根本原那么1、以正確的教育觀念與價值取向?yàn)閷?dǎo)向的原那么。2、以當(dāng)代先進(jìn)的教育教學(xué)理論為指導(dǎo)的原那么。3、現(xiàn)代信息技術(shù)的運(yùn)用與具體教學(xué)過程相結(jié)合的原那么。4、因材施教的原那么。5、系統(tǒng)優(yōu)化原那么。第二節(jié)現(xiàn)代信息技術(shù)與物理教育模式的變革一、物理教育模式的現(xiàn)代特征1、教學(xué)模式——在一定教學(xué)思想和教育理論指導(dǎo)下，為完成特定的教學(xué)任務(wù)或目標(biāo)而形成的相對穩(wěn)定且簡明的教育實(shí)踐活動的構(gòu)造框架和活動程序。教育模式即是教學(xué)理論的具體化，又是教學(xué)活動方式的概括化。二、中學(xué)物理計(jì)算機(jī)多媒體輔助課堂教學(xué)模式1、課堂教學(xué)模式見圖4-1所示。2、教學(xué)環(huán)節(jié)有：設(shè)疑激趣→討論探索→探究發(fā)現(xiàn)→意義建構(gòu)→應(yīng)用創(chuàng)新→反響評價?！?〕設(shè)疑激趣：①任務(wù)——營造問題情景，使學(xué)生在認(rèn)知構(gòu)造上產(chǎn)生知與不知的矛盾。②策略——利用多媒體手段、聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，例舉貼近生活且具時代氣息的事例，并以圖文并茂，生動形象的形式展現(xiàn)問題情景。③達(dá)標(biāo)要求——所選教學(xué)手段，方法及組織形式應(yīng)有利于目標(biāo)任務(wù)，所創(chuàng)設(shè)的情景應(yīng)符合認(rèn)知客體所具有的主要特征，同時要符合學(xué)生的認(rèn)識水平?！?〕討論探索：①任務(wù)——對所收集的探究問題的材料進(jìn)展分析、整理，并提出猜想，制定探究方案。②策略——進(jìn)一步挖掘用多媒體深化問題情景的表現(xiàn)手法，多角度創(chuàng)設(shè)探索問題情景。③達(dá)標(biāo)要求——所創(chuàng)設(shè)的問題情景能為學(xué)生發(fā)散思維過程提供保障。〔3〕探究發(fā)現(xiàn)：①任務(wù)——通過觀察、操作、感知、分析、判斷等思維過程，形成對物理現(xiàn)象和規(guī)律的初步認(rèn)識。②策略——在探究過程中充分利用多媒體手段〔包括演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)物展示等〕，發(fā)揮探究過程中學(xué)生的主體作用。③要求——創(chuàng)設(shè)的物理情景應(yīng)有利于引導(dǎo)學(xué)生觀察、操作、能加深對物理現(xiàn)象和過程的理解，形成概念，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。〔4〕意義建構(gòu)：①任務(wù)——利用所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情景，針對探究過程中的初步認(rèn)識，再次深入分析研究，形成較完整的認(rèn)識構(gòu)造。②策略——利用多媒體信息的再現(xiàn)功能和信息的編輯功能，讓學(xué)生主動參與、心體驗(yàn)等形成物理概念或物理規(guī)律。③要求——媒體手段應(yīng)能變抽象為具體，變靜態(tài)為動態(tài)，化枯燥為生動的學(xué)習(xí)情景，能充分表達(dá)以學(xué)生為本。〔5〕應(yīng)用創(chuàng)造：①任務(wù)——營造好應(yīng)用知識、創(chuàng)新知識的學(xué)習(xí)情景，并引起認(rèn)知構(gòu)造的調(diào)整與穩(wěn)固。另一方面通過設(shè)計(jì)、制作等實(shí)踐活動使學(xué)生的認(rèn)知構(gòu)造擴(kuò)展與創(chuàng)新。②策略——充分利用多媒體信息對應(yīng)用對象的構(gòu)造進(jìn)展合理解剖與展示和對應(yīng)用對象進(jìn)展仿真模擬，為進(jìn)一步穩(wěn)固、深化、活用所學(xué)知識提供支撐。③要求——媒體手段應(yīng)表達(dá)多樣性、實(shí)用性、現(xiàn)代性，所選用的情景素材應(yīng)實(shí)用、現(xiàn)代、開放?！?〕反響評價：①策略——②要求——三、中學(xué)物理多媒體課堂教學(xué)模式的教學(xué)策略1、充分利用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，高效地共享教學(xué)信息資源。2、利用現(xiàn)代信息技術(shù)，高質(zhì)量地創(chuàng)造良好的教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。3、充分利用各種媒體的特性，實(shí)現(xiàn)媒體的優(yōu)勢互補(bǔ)。四、中學(xué)物理多媒體課堂教學(xué)模式的教學(xué)原那么1、學(xué)生的主體能動性與教師的引導(dǎo)性相結(jié)合的原那么。2、科學(xué)性、藝術(shù)性、思想性相統(tǒng)一的原那么。3、物理、科技、社會相結(jié)合的原那么。4、開展性原那么。5、實(shí)驗(yàn)優(yōu)先原那么。6、交互性原那么。7、綜合最正確效果原那么。五、現(xiàn)代信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)模式第三節(jié)現(xiàn)代信息技術(shù)與物理教育方法的變革一、現(xiàn)代教育手段與物理教育方法1、現(xiàn)代教育手段具有的重要特征是：信息化。它的作用是能為物理教育過程創(chuàng)設(shè)多元化的學(xué)習(xí)環(huán)境，為在物理教育過程中實(shí)施現(xiàn)代教育理念提供可能性。教育手段的多樣化將影響并制約著具有多樣化的物理教育方法的形成和開展。2、教育方法與教育手段的關(guān)系：①教育方法的形成和開展離不開多樣化的教育手段。②教育方法的多樣化將促進(jìn)教育手段的更新、完善。③教育方法和教育手段相互聯(lián)系，相互依存共同開展。二、在計(jì)算機(jī)輔助課堂教學(xué)模式中運(yùn)用研究性教學(xué)方法的案例分析1、"電磁感應(yīng)"教學(xué)案例分析。2、研究性教學(xué)方法在教學(xué)案例中的運(yùn)用。〔1〕以景設(shè)疑，以景激趣引入新課?！?〕以景質(zhì)疑，活動猜想展開課題?！?〕活動探索，交流建構(gòu)深化課題?！?〕景中啟思、活動創(chuàng)新活化課題。三、在網(wǎng)絡(luò)化課堂教學(xué)模式中運(yùn)用研究性教學(xué)方法的案例分析1、"帶電粒子在電場中的運(yùn)動"案例分析。2、研究性教學(xué)方法的應(yīng)用主要在辨析教學(xué)理念、構(gòu)建學(xué)習(xí)資源、籌劃學(xué)習(xí)導(dǎo)航和指導(dǎo)協(xié)作交流等教學(xué)要素上。重視學(xué)生“主動參與〞、“心體驗(yàn)〞、“知識的形成過程〞和“知識的應(yīng)用過程〞。第五章重新籌劃未來物理教育的教育評價導(dǎo)向第一節(jié)物理教育評價的現(xiàn)狀與未來一、教育評價和物理教育評價1、什么是評價？對人和事物做出價值的評定。2、什么是教育評價？對教育活動滿足社會與個體需要的程度作出判斷的活動，是對教育活動現(xiàn)實(shí)的或潛在的價值作出判斷，以期到達(dá)增值的活動。3、什么是物理教育評價？通過系統(tǒng)地收集和處理物理教育信息，對物理教育活動的過程和成就做出價值判斷的活動。4、目前教育評價的弊端：①重知識和技能，輕態(tài)度、方法和行為。②重結(jié)果，輕過程。③重繼承，輕創(chuàng)新。④重選擇，輕預(yù)測、診斷、反響、導(dǎo)向和鼓勵。⑤重共性，輕個性。⑥重外表，輕真實(shí)。二、未來物理教育的評價對象及其層次關(guān)系1、物理教育評價的層面：目標(biāo)與功能、容、應(yīng)用操作?！?〕目標(biāo)與功能：目標(biāo)與功能層面是新評價觀的導(dǎo)向，它規(guī)定了其他兩個層面的開展方向。①物理教育的評價目標(biāo)是：提高評價對象的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，實(shí)踐能力。②物理教育的評價功能是：反響、鼓勵、導(dǎo)向、預(yù)測、診斷等?！?〕容層面：它介于目標(biāo)功能層面與應(yīng)用操作層面之間，評價的重點(diǎn)是由對物理知識和單一的技能的評價轉(zhuǎn)變?yōu)橹R為載體的思維能力，思維方式及其包含的科學(xué)精神的評價?！?〕應(yīng)用操作層面：為評值而提供的方法和手段。未來物理教育評價要求科學(xué)的、全面的、可操作的評價標(biāo)準(zhǔn)和評價體系。第二節(jié)重新籌劃物理教育的評價導(dǎo)向未來新的物理教育評價觀的特點(diǎn)是：①定性評價與定量評價相結(jié)合到達(dá)互補(bǔ)和融合。②終結(jié)評價和過程評價相結(jié)合，重視過程評價。③強(qiáng)調(diào)個性化評價。④突出真實(shí)性評價。⑤重視自我評價。⑥強(qiáng)化絕對評價。1、未來物理教育評價的要求：評定作業(yè)和考試成績必須反映出學(xué)生在解決問題時收集信息，加工信息，處理信息，輸出信息和得出結(jié)論的全過程。2、評價應(yīng)尊重學(xué)生的個體差異和個性特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)個性化。倡導(dǎo)學(xué)生在評價中的小組合作，即團(tuán)隊(duì)精神。3、強(qiáng)調(diào)在真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境和物理情景中進(jìn)展評價。4、學(xué)生自我評價：〔1〕評價方式——橫向自我評價，縱向自我評價?！?〕自我評價的準(zhǔn)那么：①選擇一份自己的作業(yè)本證明自己對物理概念、原理或定律的理解程度或探究能力。②以口頭、書面或圖解的方式在一定圍解釋自己如何利用作業(yè)樣本來證明自己的理解能力。③利用教師的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量準(zhǔn)那么對自己或其他同學(xué)的作業(yè)樣本進(jìn)展評價。5、相對評價和絕對評價?！?〕什么是相對評價？以單個學(xué)生的物理成績與集體的物理平均成績相比較，從而確定其物理成績在集體中的位置的評價方法。相對評價的缺點(diǎn)：A、在排隊(duì)選優(yōu)時，對于個人的努力狀況及進(jìn)步程度不重視。B、容易使評價對象產(chǎn)生無休止的競爭。C、評價的結(jié)果不一定代表實(shí)際水平。〔2〕什么是絕對評價？以某學(xué)生物理學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀對照既定的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)展比較，對評價結(jié)果打等級。絕對評價的優(yōu)點(diǎn)：A、通過反響信息可以及時了解學(xué)生掌握物理知識的具體情況，及時地調(diào)整、改進(jìn)教學(xué)。B、評價標(biāo)準(zhǔn)客觀，抑制了相對評價的三大缺點(diǎn)，能保證評價的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和客觀性。今后的評價方向是：強(qiáng)化絕對評價，弱化相對評價。第三節(jié)未來的物理教育評價方法1、未來的物理教育評價方法：在新的物理教育評價觀的指導(dǎo)下，以傳統(tǒng)的教育評價理論為根底，再糅合其他學(xué)科的最新理論成果而開展起來的一種“3加1”評價方法。“3”指對現(xiàn)代數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、信息理論成果的借鑒和應(yīng)用?！?、新開展的評價方法主要有：模糊綜合評價法、應(yīng)答信息分析法，層次分析法?！?〕什么是模糊綜合評價法？借助模糊數(shù)學(xué)的一些概念，對實(shí)際的綜合評價問題提供評價的方法。換句話說：就是以模糊數(shù)學(xué)為根底，應(yīng)用模糊關(guān)系合成的原理，將一些邊界不清，不易定量的因素定量化，從而進(jìn)展綜合評價的一種方法。〔2〕例如："關(guān)于物理教學(xué)質(zhì)量的模糊綜合評價"的方法和步驟是：①確定教學(xué)質(zhì)量的評價因素。②提出評價等級。③確定評價因素的權(quán)重。④確定子因素模糊評價集，并將模糊集組成單因素評價矩陣。⑤計(jì)算學(xué)生對主因素的模糊評價。⑥計(jì)算學(xué)生對教學(xué)質(zhì)量的模糊綜合評價。⑦對計(jì)算結(jié)果進(jìn)展定性解釋?！?〕什么是應(yīng)答信息分析法？利用布爾矩陣SP表〔S——學(xué)生，P——問題〕或歸一化SPA表〔A——目標(biāo)〕的原理來收集各種教育反響信息，并做出分析、處理、解釋和評價的一種方法?！?〕什么是層次分析法？是在系統(tǒng)科學(xué)中對非定量事件作定量分析的一種簡便方法，其原理：①把所研究的問題根據(jù)總目標(biāo)分解為不同因素，將各因素進(jìn)展層次分類。②把系統(tǒng)分析歸結(jié)為對評價對象、評價目標(biāo)的相對重要性或相對優(yōu)劣的排序來進(jìn)展計(jì)算?！?〕信息論方法的步驟：①信息量的測量。A、信源信息量的測量。B、信道參數(shù)的測量。②作出信息通信過程的評價。3、評價方法的選擇：〔1〕選擇評價方法的“四結(jié)合〞思想是：把評價對象、評價目標(biāo)、評價容、評價方法四個方面相結(jié)合?！?〕選擇評價方法的六個原那么：①評價目標(biāo)和評價對象的一致性。②評價目標(biāo)和評價容相一致。③評價對象和評價容相一致。④評價方法由評價目標(biāo)決定，并能充分表達(dá)評價人員的目的和意愿。⑤評價方法由評價對象的特點(diǎn)決定。⑥評價方法要與評價容的特點(diǎn)一致。第四節(jié)物理教育評價標(biāo)準(zhǔn)的案例分析〔P235〕第五節(jié)物理教師評價——以教師專業(yè)開展為本1、什么叫教師評價？它是對教師工作現(xiàn)實(shí)的或潛在的價值作出判斷的活動。其評價的目的是促進(jìn)教師的專業(yè)開展和提高教學(xué)效能。2、教師評價的分類〔按年齡〕：準(zhǔn)教師評價；青年教師評價；有經(jīng)歷教師評價；高級教師評價；專家型教師評價。3、按評價目的分類：〔1〕總結(jié)性評價——為了核定教學(xué)效能，作出教師聘任、提升、加薪等人事決定而采取的評價方法。〔2〕形成性評價——為了促進(jìn)教師的專業(yè)開展，為教師提供優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的信息，幫助教師開展的評價方法。4、未來物理教師的評價必須遵循的原那么：①使教師的自評與互評相結(jié)合。②使教師參與評價方案的制定。③堅(jiān)持評價的一致性，簡單性與全面性。5、評價形式：教師自我評價、同行評議、學(xué)生評價、家長評價、管理人員評價等多種形式?！?〕自評主要有三種：①根據(jù)別人對自己的評價來評價自己。②通過與他人的比照來評價自己。③通過自我分析來評價自己?！?〕學(xué)生對教師的評價立足點(diǎn)有三：①學(xué)生是教學(xué)過程的主體。②學(xué)生直承受到教師各方面影響，對教師的觀察與其他人員更細(xì)致周全。③學(xué)生參與評價有利于師生溝通。6、物理教師能力評價的標(biāo)準(zhǔn)〔1〕未來合格的中學(xué)物理教師應(yīng)具有的能力：①能進(jìn)展一定物理教學(xué)的能力。②與學(xué)生良好相處的能力。③鼓勵學(xué)生積極參與教學(xué)活動的能力。④最大程度利用相關(guān)資源的能力。⑤形象生動又富于邏輯的表達(dá)能力。⑥適應(yīng)新情況的自我調(diào)節(jié)能力。⑦能進(jìn)展一定的物理教育科研的能力。第六章倡導(dǎo)在行動中開展物理教育研究一、物理教育研究推動物理教育走向未來1、物理學(xué)科的教育教學(xué)研究——是用科學(xué)的理性精神與人文精神來考察物理教育教學(xué)現(xiàn)象、教學(xué)規(guī)律以及教、學(xué)雙方在教學(xué)動態(tài)過程中相互作用，并且通過一定的方法和途徑改革物理教學(xué)原有的構(gòu)造、容和形態(tài)以滿足教學(xué)主體的教育價值需求的一種科學(xué)的認(rèn)識和實(shí)踐活動。①理性精神：表現(xiàn)為追求物理教育教學(xué)理論與實(shí)踐的科學(xué)化，研究以理性、客觀性、準(zhǔn)確性和可測性為主要特征。②人文精神：表現(xiàn)為追求物理教育教學(xué)理論與實(shí)踐的人文化。研究以情感、個性、主體性和藝術(shù)性為主要特征。2、物理教育教學(xué)研究的作用〔或重要性〕：通過教育教學(xué)研究將會在新的廣度和深度上，從新的視角重新審視自己的教學(xué)工作，以新的動力激起學(xué)習(xí)教育教學(xué)理論的需求，以先進(jìn)的理念組織教學(xué)活動。同時，更好地開展自己的探索能力和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)歷型〞向“科研型〞轉(zhuǎn)變，從“教書匠〞向“學(xué)科教育專家〞轉(zhuǎn)變，從而推進(jìn)物理教育的開展。二、在行動中開展物理教育研究1、物理教育研究的三種形式：①就“理〞論“理〞。②就“事〞論“事〞。③就“事〞論“理〞。〔1〕就“理〞論“理〞：研究問題的主要途徑是從理論到理論，講究理論研究的邏輯性和思辨性?！矎氖氯藛T：主要是教育專家、教育科研人員〕?！?〕就“事〞論“事〞：研究問題的主要途徑是從實(shí)際到實(shí)際，在實(shí)踐活動中提出問題和解決問題，講究教育研究的實(shí)用性和可操作性?！矎氖氯藛T：第一線的廣闊從事學(xué)科教學(xué)的教師、教育管理工作者〕?！?〕就“事〞論“理〞：“事〞——指實(shí)際存在的問題?！袄悫暋笇?shí)際問題做出必要的理論分析和說明。研究問題的主要途徑是從實(shí)際問題出發(fā)，以解決實(shí)際問題為歸宿，對實(shí)際問題進(jìn)展理論上的總結(jié)和提升，為解決實(shí)際問題指出方向和途徑。這種研究稱為“行動研究法〞。2、行動研究的特點(diǎn)：〔1〕在發(fā)生實(shí)際問題的環(huán)境下進(jìn)展，需要解決的問題就是研究的課題，不是單純來自文獻(xiàn)的調(diào)研?！?〕在實(shí)踐經(jīng)歷的根底上進(jìn)展，研究的目的是改變需要改變的行動，而不是一種純教學(xué)實(shí)驗(yàn)的行為。〔3〕以小組成員合作的形式進(jìn)展，小組成員〔包括研究人員、教師、學(xué)校、管理人員和家長〕的相互影響和互補(bǔ)是學(xué)會合作、推動、研究的重要因素。〔4〕在行動中融合了研究、反響、監(jiān)控和評價的動態(tài)機(jī)制，即可以列出在較長時間完成的課題，也可以在較短時間顯示研究的效果。3、行動研究與科學(xué)研究的比較：〔1〕主體與客體不同：科學(xué)研究的主體與客體是明顯分開的；行動研究的主體與客體是一樣的。〔2〕課題來源不同：科學(xué)研究〔物理學(xué)家〕是自己提出的假設(shè)和猜想；行動研究〔物理教師〕是實(shí)踐活動中存在的實(shí)際問題?！?〕科學(xué)研究可以重復(fù)，而行動研究在本質(zhì)是不可重復(fù)的。〔4〕科學(xué)家專門從事研究有一定的優(yōu)勢，而物理教師是教學(xué)兼研究，在時間、空間和社會地位上都受限制。第七章培養(yǎng)更多的物理學(xué)科教育專家第一節(jié)物理教師教育的三個層面一、“教師教育〞概念的提出1、什么是“教師教育〞？對教師培養(yǎng)和培訓(xùn)的統(tǒng)稱。2、“教師教育〞的提出是"國務(wù)院關(guān)于根底教育改革與開展的決定"而提出的。3、“教師教育〞的本質(zhì)是：在終身教育思想的指導(dǎo)下，按照教師專業(yè)開展的不同階段，對教師的培養(yǎng)和培訓(xùn)通盤考慮，整體方案，而表達(dá)出教師教育的連續(xù)性、可開展性和一體化。4、一體化的教師教育的含義：①學(xué)歷教育與非學(xué)歷教育的一體化。②幼小中教師教育的一體化。③教學(xué)與教研的一體化。5、教師教育的三個層面：宏觀過程層面，微觀心理學(xué)機(jī)制層面；具體模式層面。二、物理教師成長過程的六個階段〔見 P268表〕。三、教師教育過程一體化的宏觀階段〔一〕教師培養(yǎng)的三個階段1、職前培養(yǎng)階段：有五種模式。2、入職教育階段：教師書考核階段。3、在職提高階段。〔二〕實(shí)施教師教育一體化的過程中應(yīng)注意的問題：1、要對職前和在職教師教育的培養(yǎng)培訓(xùn)目標(biāo)、課程設(shè)置和教學(xué)容設(shè)計(jì)、教育教學(xué)理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)做出全程整體設(shè)計(jì)。2、教師是一個專門的職業(yè)，具有不可替代性。3、所有的教師都應(yīng)該有時機(jī)承受各種形式的教師教育，以不斷更新觀念，更新知識和更新教學(xué)方法。4、全社會都要關(guān)心和重視教師教育。第二節(jié)教師教育的微觀教學(xué)心理學(xué)模型物理教師的教學(xué)心理學(xué)模型——由知識構(gòu)造、情感領(lǐng)域和個性三個維度組成。一、物理教師的知識構(gòu)造一般可分為四種：述性知識、程序性知識、策略性知識、教育文化背景知識。1、述性知識——指表達(dá)在物理教學(xué)領(lǐng)域中的一般原那么及其聯(lián)系的知識，又稱為概念性知識〔包括教材容知識，教學(xué)法容和課程知識〕。2、程序性知識——指教師在課堂教學(xué)中在無需教師明顯的意志努力下到達(dá)流暢、高效的效果所需的技能。3、策略性知識——指教師有效地方案教學(xué)，進(jìn)展課堂教學(xué)和評估教學(xué)效果時采用的教學(xué)策略的方法。4、教育文化背景知識——對學(xué)生及其特點(diǎn)的知識，以及在個體開展與個體差異方面的知識，教育情境的知識和教育觀的知識。二、物理教師最需要開展的專業(yè)本質(zhì)——完善知識構(gòu)造、健全情感、開展個性將是被放在最重要的位置上的專業(yè)素質(zhì)。第三節(jié)提高物理教師的專業(yè)素質(zhì)一、專家教師與新手教師技能差異的比較研究二、專家教師與新手教師技能差異的原因解釋三、對物理教師專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的啟示1、豐富教師的述性知識。2、充實(shí)物理教師教學(xué)的程序性知識。3、培養(yǎng)物理教師靈活運(yùn)用策略性知識的能力。第四節(jié)國際教師教育的根本模式簡介1、什么是教師教育模式？就是培養(yǎng)教師的方法的總和。2、教師教育模式分類：①案例教育模式。②反思教育模式。③校本培訓(xùn)模式?！?〕案例教育模式：運(yùn)用案例教學(xué)法，通過一個具體教育情景的描述，引導(dǎo)學(xué)生對這些特殊情景進(jìn)展討論的一種教學(xué)方法。它包括課前準(zhǔn)備，課堂教學(xué)，課后評價三個方面?！?〕反思教學(xué)模式：是提高物理教師能力極為有效的一種模式。教學(xué)過程、教師反思過程與形成策略性知識過程組成一個循環(huán)過程。反思教學(xué)模式的方式有：①對話法。②行動研究法。③經(jīng)歷記錄法。④文件夾法?！?〕校本培訓(xùn)模式：以教師的任教學(xué)校為培訓(xùn)基地，以全體教師為“學(xué)生〞，本校校長和管理人員為組織者、領(lǐng)導(dǎo)者的一種培訓(xùn)模式。①通常的教師培訓(xùn)〔正規(guī)培訓(xùn)機(jī)制〕存在的缺點(diǎn)：A、課程設(shè)置與中小學(xué)教學(xué)存在偏差。B、培訓(xùn)方案不是因材施教，很多教師得不到自己最缺最需要的東西。C、培訓(xùn)后形成的新思想、新方法回原校后得不到未參培訓(xùn)者的支持和配合而難以推行。D、培訓(xùn)脫離本校的實(shí)際。E、一些教師不愿意這種被當(dāng)作“學(xué)生〞的培訓(xùn)方式。②校本培訓(xùn)的形式：A、