浙江省金華市2017年10月物理年會《核心素養(yǎng)視域下物理教學》課件(共36張)

核心素養(yǎng)的提出●順應國際教育發(fā)展的潮流知識導向能力導向素養(yǎng)導向國力競爭往往發(fā)軔于教育競爭。不同國家或地區(qū)都在探索：21世紀培養(yǎng)的學生應具備哪些最核心的知識、能力與情感態(tài)度，才能夠在滿足個人自我實現(xiàn)需要的同時推動社會發(fā)展?◎五大支柱說

——教科文組織學會求知、學會做事、學會共處、學會發(fā)展、學會改變。◎關(guān)鍵能力說

——經(jīng)合組織母語、外語、數(shù)學與科學技術(shù)素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、學習能力、公民與社會素養(yǎng)、創(chuàng)業(yè)精神、藝術(shù)素養(yǎng)?！虬舜笏仞B(yǎng)說

——歐盟人與工具(能互動地使用工具);人與社會(能在異質(zhì)群體中進行互動)；人與自我(能自律自主地行動)。第一頁，共35頁。核心素養(yǎng)的提出●深化我國課程改革的訴求經(jīng)過多年教育改革，素質(zhì)教育成效顯著，但與立德樹人的要求還存在一定差距，主要表現(xiàn)在重智輕德，單純追求分數(shù)和升學率，學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力較為薄弱等。

“知識為本”

“以人為本”

構(gòu)建核心素養(yǎng)體系便是試圖從頂層設計上解決這些難題。(2.0轉(zhuǎn)型升級版)雙基目標三維目標核心素養(yǎng)(1.0初級版)(3.0聚焦強化版)教育本源的回歸從雙基到三維目標再到核心素養(yǎng)，既有融合更有超越。作為核心素養(yǎng)主要構(gòu)成的關(guān)鍵能力和必備品格，實際上是三維目標的提煉和整合。上述變遷并非是政策風潮的權(quán)宜轉(zhuǎn)向，而是教育本質(zhì)的全面回歸，在根本上體現(xiàn)了從知識本位到以人為本的轉(zhuǎn)變。第二頁，共35頁。全面發(fā)展的人文化基礎(chǔ)自主發(fā)展社會參與人文底蘊科學精神學會學習健康生活責任擔當實踐創(chuàng)新人文積淀人文情懷審美情趣理性思維批判質(zhì)疑勇于探究樂學善學勤于反思信息意識珍愛生命健全人格自我管理社會責任國家認同國際理解勞動意識問題解決技術(shù)應用核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

學生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要是指學生應具備的，能夠適應個人終生發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。●中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)體系第三頁，共35頁?？茖W本質(zhì)科學態(tài)度社會責任STSE……問題證據(jù)解釋合作與交流模型建構(gòu)科學推理科學論證質(zhì)疑創(chuàng)新物質(zhì)觀運動觀相互作用觀能量觀●物理學科核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學探究科學態(tài)度與責任核心素養(yǎng)的內(nèi)涵第四頁，共35頁?！窀咧形锢碚n程結(jié)構(gòu)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵必修1（2學分）機械運動與物理模型；相互作用與運動規(guī)律；機械能及其守恒定律必修2（2學分）靜電場，電路及其應用，能源與可持續(xù)發(fā)展選修1-1（2學分）曲線運動與萬有引力定律，動量與動量守恒定律，機械振動與機械波選修1-2（2學分）磁場，電磁感應及其應用，電磁振蕩與電磁波，傳感器選修1-3（2學分）固體、液體和氣體，熱力學定律，光及其應用，原子與原子核選修2-1（2學分）物理學與社會發(fā)展選修2-3（2學分）

物理學發(fā)展前沿選修2-2（2學分）物理學與技術(shù)應用必修課程選修Ⅱ課程選修Ⅰ課程合格考試等級考試自主開設第五頁，共35頁。物理教學的應對◎義烏中學物理教學優(yōu)化策略(“四句話”)重視演示實驗強調(diào)教的過程突出教師思維教師預設變式開發(fā)學生實驗關(guān)注學的過程激發(fā)學生思維學生生成變式教學*實驗為基礎(chǔ)*過程為主線*思維為中心*變式為手段◎雷樹人:《試論我國中學物理教學的傳統(tǒng)》（1982年7月）*重視基本概念和規(guī)律教學*加強演示和學生實驗*強調(diào)理論聯(lián)系實際*重視培養(yǎng)學生的能力這些傳統(tǒng)還值得堅守嗎？這些策略還能夠適用嗎？物理學科核心素養(yǎng)物理教學優(yōu)良傳統(tǒng)創(chuàng)新繼承“去與取，只問適不適，不問新與舊?！薄招兄詮U武功第六頁，共35頁?！魒hy

(為何)◆what

(是何)

從“物理教學”走向“物理教育”◆how

(如何)從“學術(shù)形態(tài)”走向“教育形態(tài)”

從“知識重現(xiàn)”走向“知識重演”課程內(nèi)容的轉(zhuǎn)型教學方式的轉(zhuǎn)型教育觀念的轉(zhuǎn)型物理教學的三個基本問題物理教學的應對第七頁，共35頁。●物理教學的價值知識本位學科本位學生本位從物理教學走向物理教育*2017諾貝爾化學獎:冷凍電鏡技術(shù)

——用物理學家的才思推動生物化學革命三位物理學家獲得2017諾貝爾化學獎，獎勵他們?yōu)獒t(yī)學生物學發(fā)展做出貢獻。*美國《今日物理》雜志曾經(jīng)就“什么是物理？”這一問題，廣泛征求讀者意見，最后他們推崇的答案是這是一種典型的物理思維，也就是用物理學的視角和方法看待世界，一層層撥開事物表象，找到里面的本質(zhì)，然后再從本質(zhì)一層層往上走?！锢韺W家所做的就是物理學

*“第一性原理”思維——“沒有物理修養(yǎng)的民族是愚蠢的民族!”第八頁，共35頁。從物理教學走向物理教育

◎我的角色定位：◎我對“物理有什么用”的回答：我是教物理的我是教人學物理的我是用物理教人的物理是有用的物理也是無用的學物理最終是用的▲把人類社會積累的知識轉(zhuǎn)化為學生的個體知識和觀念;▲把前人從事智力活動的思想、方法轉(zhuǎn)化為學生的認識能力和思維方式;▲把蘊含在知識載體中的觀念、態(tài)度轉(zhuǎn)化為學生的行為準則?！獙崿F(xiàn)三個轉(zhuǎn)化為發(fā)展學生的核心素養(yǎng)而教物理觀念科學思維科學態(tài)度與責任●物理教學的價值科學探究第九頁，共35頁?！蛎空n必問的問題：“我為什么要上這堂課？它的價值究竟在哪里?”或者問:“這堂課除了知識之外，還能讓學生得到些什么?”●物理教學的轉(zhuǎn)型這就要求我們在開展物理知識教學的同時，將物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任等物理核心素養(yǎng)，化大為小、變虛為實，自始至終貫穿在教學活動之中，從而使物理教學過程成為學生核心素養(yǎng)的形成過程。我們要關(guān)注物理知識的文化取向，開發(fā)物理知識的育人價值，從傳統(tǒng)的以知識為本的物理教學，走向以核心素養(yǎng)為主的物理教育?！蜿惣讯菏空f過：

物理學不只是圖表和數(shù)據(jù)，它能帶給你很多更珍貴的東西：一種理性的思維方式、人生的哲學和人生的道路。從物理教學走向物理教育第十頁，共35頁?！纠颗ｎD第三定律

◎以知識為本位的教學⑴教師列舉實例，說明物體間的作用是相互的；⑵演示兩個彈簧秤對拉實驗，講解相互作用力的大小、方向關(guān)系；⑶總結(jié)得出牛頓第三定律。評析這樣的教學有什么問題？問題1：單靠老師的講授，缺失學習者的主動參與和建構(gòu)，即使對所學的知識，學生也是難以深入理解、切實掌握的；問題2：這種一步到位的教法，更是有悖于科學的本質(zhì)（科學講究證據(jù)，科學總是試圖確定和避免偏見）。若長此以往，將使學生對科學形成錯誤的認知，認為科學發(fā)現(xiàn)總是一帆風順的；甚至會以偏概全，有礙科學思維的培養(yǎng)。從物理教學走向物理教育第十一頁，共35頁。磁鐵導線【例】牛頓第三定律

◎核心素養(yǎng)導向的教學㈠物體作用的相互性【實驗觀察】①③④⑤【分析歸納】螺旋槳空氣物塊水同學甲同學乙無論是不同種類的物體（固體、液體、氣體等），還是不同性質(zhì)的力（重力、彈力、摩擦力、電磁力等），兩個物體之間的作用總是相互的。②汽車路面磁鐵導線這樣教學的意圖何在？——不僅加深對知識的理解，更有助于物理觀念的形成。從物理教學走向物理教育第十二頁，共35頁。㈡相互作用力的關(guān)系【猜想假設】【實驗探究】學生提出：一對相互作用力的方向相反，大小可能相同。學生設計方案，交流后決定用兩只彈簧秤對拉進行研究；學生分組實驗并進行交流，多數(shù)學生是將彈簧秤水平放置的，也有學生補充，他們還做了彈簧秤豎直或斜向擺放的實驗，結(jié)果兩個力的大小都是相等的。老師肯定了他們的做法。交流中還有學生報告，他們實驗時發(fā)現(xiàn)兩只彈簧秤讀數(shù)并不相等，即使將彈簧秤重新調(diào)零也是如此。教師請學生分析這種“反常”現(xiàn)象，并提出相應的實驗改進方法。至此可以得出結(jié)論了嗎？學生指出上述實驗都是物體處于平衡狀態(tài)下做的，他們試圖做非平衡狀態(tài)（如加速運動）時的實驗，但讀數(shù)困難。教師采用傳感器演示，發(fā)現(xiàn)相互作用關(guān)系與運動狀態(tài)無關(guān)?！練w納結(jié)論】學生嘗試總結(jié)規(guī)律，并進行交流……針對兩只讀數(shù)不準的彈簧秤,學生提出用第三只彈簧秤“等效替代”方案，經(jīng)實際操作果然解決了問題。老師對學生創(chuàng)見表示高度贊賞。多種方案收集信息獲取證據(jù)堅持實事求是彰顯科學態(tài)度質(zhì)疑、批判創(chuàng)造性見解強化證據(jù)意識體會科學本質(zhì)分析、論證準確表述結(jié)果從物理教學走向物理教育第十三頁，共35頁?！魒hy

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從“物理教學”走向“物理教育”◆how

(如何)從“學術(shù)形態(tài)”走向“教育形態(tài)”

從“知識重現(xiàn)”走向“知識重演”物理教學的三個基本問題物理教學的應對第十四頁，共35頁。●部分教師的疑惑:牛一律就是牛二律a=0時的特例，還有必要專門用一節(jié)課上嗎？機械能守恒定律能做的題用動能定理都能做，機械能守恒定律不能做的題動能定理也能做，那機械能守恒定律不是可以被替代了嗎？學生已經(jīng)學過自由落體運動及相關(guān)知識，為什么還要學《伽利略對自由落體運動的研究》？

評析：上述疑慮的產(chǎn)生，都是以狹隘的知識觀，甚至單純從解題的角度去權(quán)衡知識的價值的。——什么知識最有價值?“生有涯而知無涯”。今天看來，最有價值的知識，是能化為智慧、化為能力、化為品格的知識，或者說是能促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的知識。從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)

啟示：對于物理教師來說，不僅要有豐富的物理學科知識，還需具備關(guān)于知識的知識?？捎锌蔁o●斯賓塞的百年課程難題多此一舉小題大做感受科學方法精華加深科學本質(zhì)理解牛頓運動定律基石物理學的真正開端樹立能量守恒觀念拓展分析問題思路第十五頁，共35頁?！傲孔游锢硎乾F(xiàn)代文明的基礎(chǔ)，可是很少人真懂，因為我們受經(jīng)典物理的觀念影響太深。讓你的寶寶早點熟悉量子物理的觀念吧，未來屬于他們！”

——朱清時院士的推薦語Facebook創(chuàng)始人馬克·扎克伯格在“臉書”上曬出的一張照片他說:“我希望教給她的是一種好奇心，世界上很多東西不是顯而易見的，我希望她能夠自己去探索?！?/p>

觀念好奇心從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)第十六頁，共35頁。●文化取向下的物理知識觀相應地，物理知識也有著兩種形態(tài)：一種是外顯的學術(shù)形態(tài),另一種是內(nèi)隱的教育形態(tài)。學術(shù)形態(tài)教育形態(tài)學術(shù)形態(tài)對應的是知識的表層意義，即對物理世界的描述或解釋；教育形態(tài)揭示的是知識的深層意義，即蘊含在知識背后的思維方式和價值取向。對于教學范疇內(nèi)的物理，有著作為科學的物理和作為教育的物理的兩重性。從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)廣義備課第十七頁，共35頁。從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)【例1】法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象●電磁感應的現(xiàn)象●電磁感應的條件●電磁感應的規(guī)律●猜想假設、實驗探究的科學方法●鍥而不舍、十年磨一劍的科學精神●電磁互變、世界多樣統(tǒng)一的科學觀念學術(shù)形態(tài)教育形態(tài)

如此簡單的現(xiàn)象，何以花費十年時間？●學會廣義備課第十八頁，共35頁?！皧W妙的自然現(xiàn)象后面必然有優(yōu)美的數(shù)學結(jié)構(gòu)；美輪美奐的數(shù)學結(jié)構(gòu)必然有自然的對應。”——丘成桐●學會廣義備課【例2】開普勒第三定律

所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。k=a3T2思考：除了陳述知識之外，是否還可讓學生——*領(lǐng)略物理規(guī)律的簡約之美*體會科學發(fā)現(xiàn)的艱難之旅29.469.539土星11.865.20木星1.881.524火星

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I.000地球0.615O.723金星0.24O.387水星

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T20.0580.0580.3780.3781.0001.0003.543.54140.61140.66867.93867.89開普勒是怎樣想到的？它將時間與空間的關(guān)系表達得如此準確且簡潔

《宇宙和諧論》從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)第十九頁，共35頁。●學會廣義備課光電效應實驗規(guī)律經(jīng)典的電磁理論愛因斯坦光子理論（遇到疑難）（圓滿解釋）理論解釋光的粒子性正確認識科學本質(zhì)建構(gòu)模型科學論證轉(zhuǎn)變觀念敢于創(chuàng)新基于證據(jù)大膽質(zhì)疑科學探究獲取證據(jù)——“順藤摸瓜”教材的知識序核心素養(yǎng)因子【例3】光的粒子性（金華一中徐禎）（瓜果豐滿）（藤枝壯實）◎備課方式從學術(shù)形態(tài)走向教育形態(tài)第二十頁，共35頁?！魒hy

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從“物理教學”走向“物理教育”◆how

(如何)從“學術(shù)形態(tài)”走向“教育形態(tài)”

從“知識重現(xiàn)”走向“知識重演”物理教學的三個基本問題物理教學的應對第二十一頁，共35頁?！駨膶W生的“難題”說起f=?mS、t【例1】省會考題：把兩支筆桿并在一起構(gòu)成一條狹縫，使狹縫距離圖甲約30cm,并與圖中的橫線平行，眼睛緊靠狹縫，你看到的圖樣將是下列各圖中的()甲BCDA【例2】課外活動:估測自行車阻力f=?t22Smmaf==◎反思：我們的學生究竟缺什么?◎原因：物理教學遠離了物理學的源頭!學生缺的是實踐意識學生缺的是建模能力從知識重現(xiàn)走向知識重演第二十二頁，共35頁?！駰钫駥幹赋觥獜闹R重現(xiàn)走向知識重演很多學生在物理學習中形成一種印象，以為物理學就是一些演算。演算是物理學的一部分，但不是最重要的部分，物理學最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的?！駜煞N教學方式實際問題物理問題分析現(xiàn)象構(gòu)建模型數(shù)學問題選用規(guī)律布列方程解決問題推導演算求解作答◎從中間教起(精糧細作）◎從開頭教起(粗糧細作）——教的是結(jié)論，學到的是技巧——教的是思維，收獲的是智慧學科知識學科活動(重演知識發(fā)生過程)學科素養(yǎng)絕大部分物理學是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學的根源。知識重現(xiàn)知識重演第二十三頁，共35頁?！瘛吧镏匮萋伞钡膯⑹尽窘虒W重演律】教學過程人類認識歷程的重演真知未知【生物重演律】胚胎發(fā)育物種進化歷程的重演

成熟體種細胞◎波利亞:“在教一個科學的分支(或一個理論、一個概念)時,我們應該讓孩子重蹈人類思想發(fā)展中的那種最關(guān)鍵的步子……”教學發(fā)生學原理◎教學指導思想——讓學生重演物理知識的發(fā)生過程在教師的指導下，讓學生去揭示并感受物理知識發(fā)生的原因、物理知識形成的經(jīng)過、以及物理知識發(fā)展的方向，并籍此培育學生的物理核心素養(yǎng)。從知識重現(xiàn)走向知識重演第二十四頁，共35頁。書本知識具有不可教性，不能直接進行傳授，而需要讓學習者經(jīng)歷一個復雜的過程，即知識的還原與下沉、經(jīng)驗與探究、反思與上浮的過程。

書本知識

經(jīng)驗與探究還原與下沉反思與上浮個人知識教師最該做的并不是急于將知識直接交給學生，而是要引導學生回溯到它創(chuàng)生時的原始狀態(tài)，讓他們?nèi)ソ?jīng)歷知識的發(fā)生過程，從中理解知識的本質(zhì)，建構(gòu)知識的意義?！蚨磐挠^點——◎教師的作用——●“U型學習規(guī)律”的體現(xiàn)*還原與下沉：將知識具象化、表征化，還原為學生的“經(jīng)驗”*經(jīng)驗與探究：對知識進行自我加工（理解、對話、體驗、探究）*反思與上浮：對知識進行個性化理解、自我建構(gòu)并獲得知識意義解構(gòu)建構(gòu)從知識重現(xiàn)走向知識重演第二十五頁，共35頁。應用示教儀器，教師演示講解【例1】電能的輸送◎有意義的學習活動總是憑借一定的教學情境來實施的，學生對知識的感悟、乃至素養(yǎng)的提升也只有在與情境的互動中才能達成。實驗演示：解釋原理：……②高壓輸電——燈泡正常發(fā)光①直接輸電——燈泡發(fā)光暗淡“去情境化”“去問題化”情境問題探究結(jié)論以情境引問題以問題導探究以探究促真知值得提倡的教學路徑是——從知識重現(xiàn)走向知識重演第二十六頁，共35頁。創(chuàng)設問題情境，引導學生探究*觀察：講臺上的小燈泡A接入電源，正常發(fā)光。*問題：怎樣使置于教室最后排的小燈泡B發(fā)光？*觀察：用一卷細徑導線將燈泡B接入學生電源，亮度很暗。*問題：為什么遠處的燈泡發(fā)光暗淡？你有什么解決方案？*觀察：換一卷較粗的導線將燈泡B接入電源，亮度增加。*問題：除了減少輸電線的電阻，還有什么解決方法？怎樣減少輸電線的電流？A*觀察：依次接入升壓變壓器和降壓變壓器，燈泡B正常發(fā)光。B實驗為載體,問題為核心學生思維深入遞進【例1】電能的輸送從知識重現(xiàn)走向知識重演第二十七頁，共35頁?！纠?】曲線運動的速度方向砂輪濺出的火星；雨傘甩出的水滴……質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在該點的切線方向。

評析：通過現(xiàn)象觀察進而得出結(jié)論，看起來似乎順理成章；但是如何從現(xiàn)象得到結(jié)論，中間有著一段極具教育價值的過程，這種教學顯然將其輕易地“短路”了。從知識重現(xiàn)走向知識重演觀察現(xiàn)象得出結(jié)論?第二十八頁，共35頁。鐵質(zhì)平板曲線運動的速度方向可能沿曲線的切線方向①實驗探究；學生設計自行車的擋泥板②邏輯推理。AvvA從知識重現(xiàn)走向知識重演【例2