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1、高中物理教师的高中物理教师的修练修练 浙江省教育厅教研室浙江省教育厅教研室Jyslxzjedu.org梁梁 旭旭思考思考为什么物理听听容易，做做难？为什么物理听听容易，做做难？为什么有的课听起来感觉很好，最后效果不好？为什么有的课听起来感觉很好，最后效果不好？学习物理不做题行吗？学习物理不做题行吗？学习物理只做题行吗？（特别对中下学生）学习物理只做题行吗？（特别对中下学生）教师的教学能否改变学生的智力？教师的教学能否改变学生的智力？为什么平行班在不同教师的教育下，成绩会有明显区别？为什么平行班在不同教师的教育下，成绩会有明显区别？提高教学质量的主要抓手是什么提高教学质量的主要抓手是什么?对应学
2、习的四个层次对应学习的四个层次懂，会，熟，巧，教师的作用如懂，会，熟，巧，教师的作用如何体现？何体现？一、背景在完成量的扩张后，领导对教师的要求：在完成量的扩张后，领导对教师的要求：(张厅在教研室会议上讲话张厅在教研室会议上讲话2007.8.23)1.学科底蕴学科底蕴2.高效教学高效教学3.教学行为教学行为思考思考:何为学科底蕴何为学科底蕴?(对开展读书活动的反思对开展读书活动的反思)学历学历?知识面知识面?适合教学实际需要的知识结构适合教学实际需要的知识结构 高效教学的目标是什么？策略又是什么？高效教学的目标是什么？策略又是什么？二、一个基本理念思考思考教学的目的是什么？是培养能力吗？能力又
3、如何培养？教学的目的是什么？是培养能力吗？能力又如何培养？教学对于提高学生的智力是教学对于提高学生的智力是“能为能为”还是还是“不能为不能为” ” ? ?教学对于提高学生的能力是教学对于提高学生的能力是“能为能为”还是还是“不能为不能为” ” ? ? （硬件与软件的联（硬件与软件的联想）想）学生不会解决问题是基本概念与规律没有掌握吗？学生不会解决问题是基本概念与规律没有掌握吗？“一步到位一步到位” ” 做法的严重后果是什么？做法的严重后果是什么？( (分化层面的分化层面的 “ “标高标高”提高提高) )1 1、知识与能力的关系、知识与能力的关系现代认知心现代认知心理学的核心观点理学的核心观点（
4、1 1）知识结构就是能力知识结构就是能力知识结构是教学的主要目标知识结构是教学的主要目标（2 2）知识是动态的）知识是动态的构建构建知识结构不是一蹴而就知识结构不是一蹴而就的。的。（设计师与工匠的区别，全面思考与局部制作）（设计师与工匠的区别，全面思考与局部制作）（3 3）知识结构是通过建构形成的）知识结构是通过建构形成的学生活动学生活动与教师与教师教学教学策略策略的重要性。的重要性。（4 4）问题解决是认知的核心）问题解决是认知的核心物理学习的主要内容是认物理学习的主要内容是认知领域，问题解决中蕴含丰富的知识，教师水平的差异知领域，问题解决中蕴含丰富的知识，教师水平的差异表现在引导学生对表现
5、在引导学生对问题解决过程中蕴含知识的提取问题解决过程中蕴含知识的提取。（5 5）思考与抽象是成为一名）思考与抽象是成为一名“专家专家” ” 的关键，问题是思考的关键，问题是思考与抽象的发动机与抽象的发动机教学中教学中问题设计的重要性问题设计的重要性，（6 6）思维与感知不可分割）思维与感知不可分割实验与问题情景的重要性实验与问题情景的重要性，一个一个实际的问题实际的问题可以超越模式识别，引发思维。可以超越模式识别，引发思维。2.2.教科书编写时对知识结构的考虑教科书编写时对知识结构的考虑案例：案例： 关于电场的知识结构关于电场的知识结构EF/qWABEpAEpB Ep /qUABABUEdEF
6、/qWABEpAEpB Ep /qUABABUEdWABEpAEpB知识结构完整了吗？知识结构完整了吗？EF/qWABEpAEpB Ep /qUABABUEdWABEpAEpB知识结构完整了吗？知识结构完整了吗？3.3.实际教学中的呈现的知识结构实际教学中的呈现的知识结构案例案例:重力势能重力势能 1.1.重力势能的定义重力势能的定义E=mgh 2.2.重力势能的相对性重力势能的相对性 3.3.重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系( (公式公式) ) 思考思考: :这样的知识结构完善吗这样的知识结构完善吗?(?(缺少重力做功与路径无缺少重力做功与路径无关、重力做功与重力势能
7、变化关系的命题关、重力做功与重力势能变化关系的命题原因，仅原因，仅按照教科书的小标题构建知识结构按照教科书的小标题构建知识结构) )案例案例:功率功率 教师的板书写了教师的板书写了1010点点(1.(1.功功,2.,2.功率功率,3.,3.平均功率平均功率,4.,4.瞬瞬时功率时功率,5.,5.额定功率额定功率-)-) 思考思考: :说明了教师存在什么问题说明了教师存在什么问题? ?4.4.知识结构与问题解决方式的关系知识结构与问题解决方式的关系识别模型识别模型正功与负功正功与负功的定义的定义电场力做负功，电电场力做负功，电势能如何变化？势能如何变化？电场力做功与重电场力做功与重力做功可类比力
8、做功可类比电场力做负功，电场力做负功，电势能增加电势能增加功的定义式功的定义式电场线情境电场线情境激活模型激活模型电场力做负功，电电场力做负功，电势能如何变化？势能如何变化？正功与负功的正功与负功的定义定义电场力做功与重电场力做功与重力做功可类比力做功可类比电场力做功与电电场力做功与电势能变化之间的势能变化之间的关系式关系式重力做负功，重重力做负功，重力势能增加力势能增加电场力做负功，电场力做负功，电势能增加电势能增加电场线情境电场线情境功的计算式功的计算式激活激活推理模型推理模型电场力做功与电电场力做功与电势能变化之间的势能变化之间的关系式关系式正功与负功的正功与负功的定义定义电场力做负功，
9、电电场力做负功，电势能如何变化？势能如何变化？电场力做负功，电场力做负功，电势能增加电势能增加功的定义式功的定义式电场线情境电场线情境缺少：缺少：重力做负重力做负功，重力势能增功，重力势能增加加电场力做负功，电电场力做负功，电势能如何变化？势能如何变化？电场力做负功，电场力做负功，电势能增加电势能增加 如果在学生的知识结构中如果在学生的知识结构中, ,有有“电场力做功与电势电场力做功与电势能变化关系能变化关系”的命题的命题, ,不需要激活许多知识不需要激活许多知识, ,就可以直接就可以直接解决问题，退之，用激活方式解决，再退之，用推理方解决问题，退之，用激活方式解决，再退之，用推理方式解决。式
10、解决。 解决问题方式的选择，对少部分学生来说，与思维解决问题方式的选择，对少部分学生来说，与思维方式有关，但总体上取决于知识结构上的差异。方式有关，但总体上取决于知识结构上的差异。 启示：学生知识结构简单的结果使简启示：学生知识结构简单的结果使简单问题转化成了困难问题。单问题转化成了困难问题。 如图，如图，AO是橡皮绳，是橡皮绳，BO为不能为不能伸长的细绳，伸长的细绳，A、B点固定在木板上，点固定在木板上，木板竖直。绳木板竖直。绳 OC 穿过定滑轮（摩穿过定滑轮（摩擦不计），其下端悬吊一个砝码。擦不计），其下端悬吊一个砝码。此时此时 O 点到达一定位置。问：如果点到达一定位置。问：如果任意改变
11、定滑轮的位置，是否还可任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在以找到不在OC 直线上的另一处，直线上的另一处，也能使结点也能使结点 O 到达原来的地方？到达原来的地方？AOBC案例案例:问题解决所需要的知识分析问题解决所需要的知识分析 AO是橡皮绳，是橡皮绳，BO为不能伸长的细绳为不能伸长的细绳。绳。绳OC穿过定滑轮，其下端穿过定滑轮，其下端悬吊一个砝码。此时悬吊一个砝码。此时O点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的点到达一定位置。问：如果任意改变定滑轮的位置，是否还可以找到不在位置，是否还可以找到不在OC直线上的另一处，也能使结点直线上的另一处，也能使结点O到达到达原来的地方？原来的地方？
12、AOBC结点结点O 到达原来地方到达原来地方B固定，固定，O到达原位置到达原位置绳绳OC 悬吊一个砝码悬吊一个砝码改变定滑轮的位置改变定滑轮的位置是否还能找到另一处是否还能找到另一处合力的大小方向不变合力的大小方向不变一个分力的方向不变一个分力的方向不变另一分力的大小不变另一分力的大小不变另一分力的方向可变另一分力的方向可变是否还有另一个解是否还有另一个解,怎样求解怎样求解?合力的大小合力的大小方向不变方向不变一个分力的一个分力的方向不变方向不变另一分力的另一分力的大小不变大小不变另一分力的另一分力的方向可变方向可变是否还有是否还有另一个解另一个解5.5.知识结构建构的动态知识结构建构的动态(
13、 (阶段阶段) )性性案例案例1：“平衡状态平衡状态” 知识结构的建立知识结构的建立从运动角度（表面）：物体处于从运动角度（表面）：物体处于静止或匀速直线运动静止或匀速直线运动状态。状态。 错误想法：只要速度为零，物体就处于平衡状态，只要速度大小不变，物错误想法：只要速度为零，物体就处于平衡状态，只要速度大小不变，物体就处于平衡状态等。上抛运动最高点的物体处于平衡状态，匀速圆周运动的体就处于平衡状态等。上抛运动最高点的物体处于平衡状态，匀速圆周运动的物体也处于平衡状态等。物体也处于平衡状态等。 学过加速度概念后（虽然也是运动角度，但更深刻了）：应进一步理解为学过加速度概念后（虽然也是运动角度，
14、但更深刻了）：应进一步理解为“物体处于加速度为零的状态物体处于加速度为零的状态”。再让学生讨论。再让学生讨论“只要速度为零，物体就处于只要速度为零，物体就处于平衡状态平衡状态”就容易发现上述想法的错误之处。就容易发现上述想法的错误之处。 学过牛顿第二定律后：应理解为学过牛顿第二定律后：应理解为“物体处于合外力为零状态物体处于合外力为零状态”，等学生学，等学生学过圆周运动后再讨论过圆周运动后再讨论“只要速度大小不变，物体就处于平衡状态只要速度大小不变，物体就处于平衡状态”，也容易发，也容易发现上述想法的错误之处。现上述想法的错误之处。 有了这么一个对有了这么一个对“平衡状态平衡状态”比较完整、深
15、入的理解过程，学生就能清醒比较完整、深入的理解过程，学生就能清醒地判断匀速圆周运动是不是平衡状态？所受的合外力是否为零？上抛运动的最地判断匀速圆周运动是不是平衡状态？所受的合外力是否为零？上抛运动的最高点是否是平衡状态？简谐运动的振子在最大位移处是不是处于平衡状态等问高点是否是平衡状态？简谐运动的振子在最大位移处是不是处于平衡状态等问题。题。 启示：引导学生接受新的概念框架并非启示：引导学生接受新的概念框架并非“一蹴而就一蹴而就” ” 。要有前后联系的意。要有前后联系的意识识( (教科书一般不会再叙述教科书一般不会再叙述, ,而习题有此功能而习题有此功能).).要有基于知识结构动态要有基于知识
16、结构动态( (阶段阶段) )性性的问题设计的问题设计. . 案例案例2:摩擦力摩擦力新课教学阶段新课教学阶段: :产生条件产生条件方向判断方向判断大小确定大小确定牛顿运动定律学完以后牛顿运动定律学完以后( (教材虽然不会再安排摩擦力的专题教材虽然不会再安排摩擦力的专题, ,但教师要有完善学生但教师要有完善学生知识结构的意识知识结构的意识) ) 类型类型 求解方法求解方法 静摩擦静摩擦 受力分析受力分析 平衡条件平衡条件 静摩擦静摩擦 受力分析受力分析 平衡条件平衡条件 静摩擦静摩擦 受力分析受力分析 牛二律牛二律 滑动摩擦滑动摩擦 受力分析受力分析 f= 滑动摩擦滑动摩擦 受力分析受力分析 f
17、= 滑动摩擦滑动摩擦 受力分析受力分析 f= 牛二律牛二律 滑动摩擦滑动摩擦 受力分析受力分析 f= 牛二律牛二律 平衡条件平衡条件初步综合：初步综合：静摩擦力计算：先受力分析，后用平衡条件或牛二律。静摩擦力计算：先受力分析，后用平衡条件或牛二律。滑动摩擦力计算：先受力分析，后用滑动摩擦力计算：先受力分析，后用f=或平衡条或平衡条件、牛二律。件、牛二律。( (平衡条件属于合外力为零情况平衡条件属于合外力为零情况) )进一步综合进一步综合( (结构化，与牛顿运动定律、受力分析综合结构化，与牛顿运动定律、受力分析综合) ) 受力分析受力分析 静摩擦力静摩擦力摩擦力分析摩擦力分析 牛二律牛二律 受力
18、分析受力分析 滑动摩擦力滑动摩擦力 f= 牛二律牛二律（类型判断）（类型判断） 三、物理教师的基本修练（家珍）问题：为什么杭州的理综比绍兴好？问题：为什么杭州的理综比绍兴好？如果暂不讨论学生、学校管理等原因，教师是否如果暂不讨论学生、学校管理等原因，教师是否有差异？有差异？1.整体的差异整体的差异相对整齐与差异较大相对整齐与差异较大2.个体的差异个体的差异电场电场解题方法和技巧解题方法和技巧（怎么办知识）（怎么办知识） (1)(1)求电场力做功的几种方法求电场力做功的几种方法 用公式用公式W=Fs cos计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为计算，此公式只适合于匀强电场中，可变形为W W=
19、=qE Es，式，式中中s为电荷初、末位置在电场方向上的位移为电荷初、末位置在电场方向上的位移 用电场力做功与电势能改变关系计算，用电场力做功与电势能改变关系计算，W=Ep =Uq，对任何电场都适对任何电场都适用当用当U0，q0或或U0，q0；否则；否则W00，表明小球能到达斜面顶端。，表明小球能到达斜面顶端。方法二：由于小球在斜面上运动时只受重力做功，因而机械能守恒，方法二：由于小球在斜面上运动时只受重力做功，因而机械能守恒，令令A A点为参考平面，根据机械能守恒定律列出：点为参考平面，根据机械能守恒定律列出： 由由解得：解得：vB B=2m/s=2m/s，因而小球能到达斜面顶端。，因而小球
20、能到达斜面顶端。总结提高总结提高（1 1）当物体受到恒力作用，且满足机械能守恒条件时，）当物体受到恒力作用，且满足机械能守恒条件时，既可以运用牛顿第二定律结合匀变速运动知识求解，又可以运用既可以运用牛顿第二定律结合匀变速运动知识求解，又可以运用机械能守恒定律求解。由于机械能守恒定律只考虑二个状态，简机械能守恒定律求解。由于机械能守恒定律只考虑二个状态，简化了解题过程。化了解题过程。（2 2）当物体受到变力作用时，运用牛顿第二定律结合运动学知识解题）当物体受到变力作用时，运用牛顿第二定律结合运动学知识解题比较困难，这时只要满足机械能守恒条件，可以运用机械能守恒比较困难，这时只要满足机械能守恒条件
21、，可以运用机械能守恒定律求解问题，这是机械能守恒定律在解答物理问题中的又一优定律求解问题，这是机械能守恒定律在解答物理问题中的又一优点。点。22022Bmvmvmgh（3 3）拓展问题。拓展问题。如图所示是上海如图所示是上海“明珠线明珠线”某轻轨车站的设某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要计方案，与站台连接的轨道有一个小坡度，电车进站时要上坡，出站时要下坡，如果坡高上坡，出站时要下坡，如果坡高h=2m=2m，电车到，电车到a点时速度点时速度是是25.2 km25.2 kmh h，此后便切断电动机的电源，如果不考虑电，此后便切断电动机的电源，如果不考虑电车所受的摩擦力
22、，则：车所受的摩擦力，则： (1)(1)电车到电车到a点电源切断后，能不能冲上站台点电源切断后，能不能冲上站台? ? (2) (2)如果能冲上去，那么它到达如果能冲上去，那么它到达b点时的速度是多大点时的速度是多大? ? ( (g取取10 10 m ms s2 2) ) 提示提示 对于这个实际这个问题，由于小车受到变力作用，对于这个实际这个问题，由于小车受到变力作用，在高中不能运用牛顿第二定律进行求解，但可以运用机械在高中不能运用牛顿第二定律进行求解，但可以运用机械能守恒定律求解这个问题。请同学们自己运用机械能守恒能守恒定律求解这个问题。请同学们自己运用机械能守恒定律解答这个拓展问题。定律解答
23、这个拓展问题。（答案为：小车能冲上站台，到达（答案为：小车能冲上站台，到达b b点时速度为点时速度为vb b=3m/s=3m/s）。）。 总结高中物理教学的本质是什么高中物理教学的本质是什么? ?构建学生良好的知识结构构建学生良好的知识结构构建学生良好的知识结构的有用方法是什么？构建学生良好的知识结构的有用方法是什么？好的教学设计好的教学设计好的问题解决训练好的问题解决训练什么是好的教学设计？什么是好的教学设计？不同类型的知识用不同的教学模式（不同知识学习的不同类型的知识用不同的教学模式（不同知识学习的教学规律）教学规律）基于学生知识起点基于学生知识起点, ,关注学生思维发展关注学生思维发展(
24、 (三序合一三序合一) )注意提取对于解决问题有用的知识（方法，策略）注意提取对于解决问题有用的知识（方法，策略）什么是好的问题解决训练？什么是好的问题解决训练？问题解决训练是必须的。问题解决训练是必须的。 解决问题有用的很多策略教师在课堂中讲不全，解决问题有用的很多策略教师在课堂中讲不全，即便讲全了，没有通过自己的训练也不可能掌握。即便讲全了，没有通过自己的训练也不可能掌握。问题解决在不同阶段有不同目标。问题解决在不同阶段有不同目标。 新课阶段主要是充实、巩固知识点；复习阶段主新课阶段主要是充实、巩固知识点；复习阶段主要是综合知识，提取方法与策略（不仅仅是对答案要是综合知识，提取方法与策略（
25、不仅仅是对答案和展示正确解法）。和展示正确解法）。对教师的要求是什么？对教师的要求是什么？教师应该有好的知识结构（丰富，完整，主次分明的可清教师应该有好的知识结构（丰富，完整，主次分明的可清晰表述的知识（物理知识，方法知识，策略知识）晰表述的知识（物理知识，方法知识，策略知识）教师应该有这些知识呈现时机与问题情景的设计（计划）教师应该有这些知识呈现时机与问题情景的设计（计划）教师有为构建知识所需要的合适的、完备的问题。教师有为构建知识所需要的合适的、完备的问题。这这些才是一个教师的些才是一个教师的“家珍家珍” ” 。 教师需要研究，教师需要积累，教师需要设教师需要研究，教师需要积累，教师需要设
26、计，教师需要规划，教师需要呈现与提取计，教师需要规划，教师需要呈现与提取 学生需要听课，学生需要练习，学生需要积学生需要听课，学生需要练习，学生需要积累，学生需要总结累，学生需要总结对于物理学习四层次的解读对于物理学习四层次的解读懂懂经历与体验主要（核心）知识结构的构经历与体验主要（核心）知识结构的构建，更好地理解主要知识，建立稳固的框架建，更好地理解主要知识，建立稳固的框架会会巩固主要的知识结构，进一步拓展知识巩固主要的知识结构，进一步拓展知识结构（练中提取）结构（练中提取）熟熟巩固较为丰富的知识结构，积累高层次巩固较为丰富的知识结构，积累高层次的方法、策略性知识的方法、策略性知识巧巧运用方法、策略性知识于新的问题情景运用方法、策略性知识于新的问题情景谢谢大家！