講座5《物理學科核心素養(yǎng)解讀》課件

普通高中課程方案和課程標準研討會物理學科核心素養(yǎng)解讀蒼南中學孫丁共普通高中課程方案和課程標準研討會物理學科核心素養(yǎng)解讀蒼南中學高中物理核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學探究科學態(tài)度與責任質疑創(chuàng)新科學論證科學推理模型建構交流解釋證據問題社會責任科學態(tài)度科學本質每一要素都分為五級水平物理學科核心素養(yǎng)解讀能量觀運動與相互作用觀物質觀高中物理核心素養(yǎng)物理科學科學科學態(tài)度質疑創(chuàng)新交流社會責任每一核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物質觀念運動觀念相互作用觀念能量觀念及其應用等經典物理現(xiàn)代物理解釋自然現(xiàn)象解決實際問題描述自然界的圖景核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物質觀念運動觀念相互作用觀念核心素養(yǎng)·物理觀念物理核心素養(yǎng)的水平學考水平高考水平自招水平形成物理觀念解決物理問題核心素養(yǎng)·物理觀念物理核心素養(yǎng)的水平學考水平高考水平自核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性物理觀念的第一個要點，是“從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華”。培養(yǎng)公民的素養(yǎng)教學基于學考水平的教學基于選考水平的教學基于自招水平的教學核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性物理觀念的第一個要點，核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民素養(yǎng)的教學核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民素養(yǎng)的教學核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于學考水平的教學例：某汽車在緊急剎車時的加速度的大小是6m/s2,如果必須在2s內停下來，汽車的行駛速度最高不能超過多少？核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于學考水平的教學例：核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于選考水平的教學例．一物體以一定的初速度在水平地面上勻減速動．若已知物體在第1秒內位移為8.0m，在第3秒內位移為0.5m．則下列說法正確的是(

)A．物體的加速度大小一定為3.75m/s2B．物體的加速度大小可能為3.75m/s2C．物體在第0.5秒末速度一定為4.0m/sD．物體在第2.5秒末速度一定為0.5m/sa=-3.75m/s2v3=-1.375m/st=2.67smvmvF粗糙水平面向右減速光滑水平面向右減速核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于選考水平的教學例．核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于自招水平的教學例：（自招訓練題）一輛長為5m的汽車以v1=15m/s的速度行駛，在離鐵路與公路交叉點175m處，汽車司機突然發(fā)現(xiàn)離交叉點200m處有一列長300m的列車以v2=20m/s的速度行駛過來，為了避免事故的發(fā)生，汽車司機應采取什么措施？（不計司機的反應時間）措施1：加速通過措施2：減速等待措施3：減速通過火車尾對火車：對汽車：V車=-1m/s核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性基于自招水平的教學例：核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學考水平的教學基于選考水平的教學基于自招水平的教學核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學考水平的教學基于選考水平的教學基于自招水平的教學

知識可以看作是一系列相互聯(lián)系的、具有內在結構的事實形成的。知識更具有客觀性、系統(tǒng)性和內在的結構性。

觀念是對一系列相關的觀點進行提煉概括形成的。從這個意義上講，觀念是主觀的，因為觀點更具有主觀性.核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系物理觀念的第二個要點，是“會用物理觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題”。要做到這一點，必須強化物理知識與實踐情境的關聯(lián)，提高把物理知識與實踐情境進行聯(lián)系的自覺性，增強學生的實踐意識。當學生面對物理語言、文字和符號時，能自覺地聯(lián)想相應的物理情境；當學生面對實踐情境時，會自然聯(lián)想到與此相關的物理概念和規(guī)律。這就是物理概念和規(guī)律的升華。核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系物理觀念的核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系【例】“電動勢”的引入教學核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系【例】“電核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系

●把跟學生生活聯(lián)系密切的問題、社會熱點中的物理問題、現(xiàn)代科技成果等有實踐情境的教學內容引進課堂；●用生活中的器具做物理實驗，加強物理知識與生活的聯(lián)系；●創(chuàng)設真實情境、并通過對真實情境的思維加工來建立物理概念；用物理規(guī)律分析和解決真實情境中的問題；

●養(yǎng)成估計生活中有關物理量大小的習慣，樂于對媒體消息中物理量的大小進行審視，勇于對媒體信息中的不合理數據進行質疑。核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系●把跟學核心素養(yǎng)·物理觀念其他物體觀念摘自梁旭老師論文核心素養(yǎng)·物理觀念其他物體觀念摘自梁旭老師論文核心素養(yǎng)·科學思維客觀事物的本質屬性內在規(guī)律相互關系經驗事實理想模型分析綜合推理論證提出質疑、批判物理學視角認識方式概括過程思維方法內化提出創(chuàng)造性見解能力品質核心素養(yǎng)·科學思維客觀事物的本質屬性內在規(guī)律相互關系經驗事實核心素養(yǎng)·科學思維科學思維。模型建構科學推理科學論證質疑創(chuàng)新掌握科學方法核心素養(yǎng)·科學思維科學思維。模型建構科學推理科學論證質疑創(chuàng)新核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用

1.高中物理課程中的兩種理想模型(1)關于研究對象、裝置或條件的理想模型:質點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、勻強電場、理想變壓器等。(2)關于運動過程的理想模型: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。核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用1.高核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用能說出簡單物理模型能在熟悉情境中應用常見物理模型能在熟悉情境中選用恰當模型解決簡單問題能將實際問題中的對象和過程轉換成物理模型能將較復雜實際問題的對象和過程轉換成物理模型

2.《課程標準》對模型建構要求的層次核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用能說出簡單物核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用【例】“回旋加速器”的教學+_+_+_+_m+qBA(直線加速器)磁場回旋(回旋加速器)xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx電場加速多級加速靜電屏蔽交變電源同步條件*用什么方法可以加速帶電粒子？*如何突破加速電壓的限制，使帶電粒子獲得更大的能量？*對此方案你發(fā)現(xiàn)有什么問題嗎？如何解決？*為使帶電粒子能夠一路加速,電源AB端的極性應滿足怎樣的條件? *如果電源極性改變的頻率不變,怎樣才能保證帶電粒子同步加速？*如果只用一個電場,能否讓帶電粒子自動返回,實現(xiàn)多次加速呢？*隨著帶電粒子速度和軌道半徑的增大，交變電源的頻率要改變嗎？*假如由你來設計一臺回旋加速器，要求能使帶電粒子獲得更高的

能量，你打算采用哪些措施？……核心素養(yǎng)·科學思維一、重視對理想模型的建構和應用【例】“回旋核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程

1.科學推理的含義由一個或幾個已知結論推出另一個新結論的思維方式，叫科學推理。

2.高中物理課科學推理的常見方式歸納推理：由個別性判斷推出一般性判斷的推理。例如，根據大量觀察、實驗的數據，通過分析與歸納，得出一般性結論。演繹推理：由一般性判斷推出個別性判斷的推理。例如，根據已知的一般性規(guī)律，在一定條件下數學推導，得出個別性結論。類比推理：根據兩個對象在某些屬性上相同或相似，通過比較而推斷出它們在其他屬性上也相同的推理過程。核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程1.科學推理的含義核心素養(yǎng)·科學思維能對常見的物理現(xiàn)象進行簡單的分析能對比較簡單的物理現(xiàn)象進行分析推理，獲得結論能對常見的物理現(xiàn)象進行分析推理，獲得結論并作出解釋能對綜合性物理問題進行分析推理，獲得結論并作出解釋能在新的情景中對對綜合性物理問題進行分析推理，獲得正確結論并作出解釋二、重視推理過程

3.《課程標準》對科學推理要求的層次核心素養(yǎng)·科學思維能對常見的物理現(xiàn)象進行簡單的分析能對比較簡核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力”的教學核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力”的教學行星運動的特征？太陽對行星有力的作用？推導過程中，v、w、r、T哪些物理量容易觀測？行星的運動軌跡是橢圓，為什么可以用圓周運動規(guī)律分析？推導引力與行星質量及兩者之間距離關系

由牛三得到引力與太陽質量及兩者之間距離關系……勻速圓周運動的條件？類比核心素養(yǎng)·科學思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力核心素養(yǎng)·科學思維三、增強學生科學論證能力

1.《課程標準》對科學論證要求的層次能區(qū)別觀點和證據能使用簡單和直接的證據表達自己的觀點能恰當使用證據表達自己的觀點能恰當使用證據證明物理結論能考慮證據的可靠性，合理使用證據核心素養(yǎng)·科學思維三、增強學生科學論證能力1.《課程標準核心素養(yǎng)·科學思維三、增強學生科學論證能力電勢變化電勢能變化電場力做功動能變化知識的豐富科學論證【例】“電動勢”的教學核心素養(yǎng)·科學思維三、增強學生科學論證能力電勢變化知識的豐富核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力

1.《課程標準》對質疑創(chuàng)新要求的層次知道質疑和創(chuàng)新的重要性具有質疑和創(chuàng)新的意識能對已有的觀點提出質疑，從不同角度思考物理問題能對已有的結論提出有依據的質疑，采用不同方式解決物理問題能從多個角度審視檢驗物理結論，解決物理問題具有一定的新穎性核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力1.核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力質疑的行為大致可以分為兩個層次：一是對知識了解不夠，沒有弄懂，無法解決具體問題，提出疑問，這是低層次的；二是發(fā)現(xiàn)所觀察到的現(xiàn)象與已有認知不吻合，或者發(fā)現(xiàn)已有認知之間不能自恰，從而對現(xiàn)有認知的科學性和合理性提出疑問，以至于萌發(fā)出新的猜想，這是高層次的。應倡導高層次的質疑行為，歷史上物理學的重大發(fā)現(xiàn)都是由高層次的質疑行為引發(fā)的。核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力質疑核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力【題目】有人描述了這樣一個情境：“早年，一名飛行員駕著飛機在空中水平勻速飛行，飛機座艙的上部是開放的，空中經常出現(xiàn)地面射出的流彈，有一次，飛行員感覺臉上有一只蟲子在浮動，抓過來一看，竟是一顆步槍子彈！”從物理原理上看，你認為這種情境可能發(fā)生嗎？請說出你的結論。并根據子彈和飛行員的相對運動關系論述你的結論。摘自黃恕伯老師講座核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力【題目】核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力科學思維（質疑創(chuàng)新）水平四能對已有結論提出有依據的質疑，采用不同方式分析解決物理問題。科學思維（證據意識）水平五能考慮證據本身的科學性，恰當使用證據，從多個視角審視檢驗結論。評分標準：能從水平方向和豎直方向兩方面正確分析。論點和論據吻合。論據的物理原理正確。核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力科學思維核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例1（滿分）不可能發(fā)生。上述情境最有可能發(fā)生的條件是子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會產生相對運動。但即便如此，豎直方向上，子彈相對飛行員還在做豎直上拋運動。設子彈飛行到最高點時恰好接觸飛行員的臉，此后子彈相對飛行員做自由落體運動，設子彈觸臉下落10cm被飛行員抓住，根據自由落體運動的位移公式，可列方程0.1＝10×t2/2，解得t＝0.14秒，要在這么短的時間內完成動作，幾乎超出了人的反應時間的極限，這在飛行員在駕駛飛機時是不可能做到的。核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例2（滿分）可能發(fā)生。水平方向:若子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會產生相對運動。豎直方向:子彈相對飛行員在做豎直上拋運動。設子彈在臉上浮動時還在繼續(xù)向上運動，其上升30cm后到達最高點再下落30cm到臉部，這段時間飛行員都有可能抓住子彈，可以計算子彈上升和下落30cm所經歷的時間一共是0.5s，飛行員完全可以在這0.5s時間內做出反應，抓住子彈。核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例3（滿分）不可能發(fā)生。當子彈飛行的水平速度跟飛機速度相等時似乎可以實現(xiàn)題中情境，但實際上是不可能的。因為子彈水平速度若跟飛機速度相等，則子彈相對飛機的作豎直上拋運動，也就是說，坐在飛機上的人觀察子彈的運動方向是豎直向上的，子彈要到達飛行員臉部，在路徑上需要穿越飛機的座艙，這是不可能的。重視論證的道理（過程），不追求結果。核心素養(yǎng)·科學思維四、在質疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例核心素養(yǎng)·科學探究科學探究作出假設制定計劃提出問題搜集證據表達交流解釋問題核心素養(yǎng)·科學探究科學探究作出假設制定計劃提出問題搜集證據表核心素養(yǎng)·科學探究一、設計探究過程，親歷知識形成過程【例】“伽利略對自由落體運動的研究”教學實驗驗證◎實驗設計：如何驗證？sμt2◎實踐體驗：測量小球下落的高度與時間（困難？）◎修正方案：讓小球沿斜面運動……（理由？）◎實驗驗證：（學生參與）數節(jié)拍、測距離、填表格（節(jié)拍器）（導軌2m，有刻度）321302985268241192160021043232.533.132.933.033.132.732.9伽利略手稿中記錄的一組數據時間單位距離單位X/t212345678

通過實驗重現(xiàn)歷史情境，讓學生沿著大師的探索足跡，親身體驗并領悟前輩科學家的科學精神、物理思想和研究方法。核心素養(yǎng)·科學探究一、設計探究過程，親歷知識形成過程【例】“核心素養(yǎng)·科學態(tài)度與責任正確態(tài)度與責任感認識科學本質理解科學·技術·社會·環(huán)境（STSE）的關系對科學和技術形成核心素養(yǎng)·科學態(tài)度與責任正確態(tài)度與責任感認識科學本質理解科學核心素養(yǎng)·科學態(tài)度與責任科學態(tài)度與責任感科學本質科學態(tài)度科學倫