20171105吴加澍＿核心素养视域下的物理教学.ppt

核心素养视域下,的物理教学,(浙江师大 2017.11.05),浙江省义乌中学 吴加澍,核心素养视域下,的物理教学,核心素养的提出,核心素养的内涵,物理教学的应对,核心素养的提出,顺应国际教育发展的潮流,知识导向,国力竞争往往发轫于教育竞争。不同国家或地区都在探索：21世纪培养的学生应具备哪些最核心的知识、能力与情感态 度，才能够在满足个人自我实现需要的同时推动社会发展?,五大支柱说 教科文组织,学会求知、学会做事、学会共处、学会发展、学会改变。,关键能力说 经合组织,母语、外语、数学与科学技术素养、信息素养、学习能力、公民与社会素养、创业精神、艺术素养。,八大素养说 欧盟,人与工具(能互动地使用工具);人与社会(能在异质群体中进行互动)；人与自我(能自律自主地行动)。,核心素养的提出,深化我国课程改革的诉求,经过多年教育改革，素质教育成效显著，但与立德树人的要求还存在一定差距，主要表现在重智轻德，单纯追求分数和升学率，学生的社会责任感、创新精神和实践能力较为薄弱等。,构建核心素养体系便是试图从顶层设计上解决这些难题。,(2.0转型升级版),双基目标,(1.0初级版),(3.0聚焦强化版),从双基到三维目标再到核心素养，既有融合更有超越。作为核心素养主要构成的关键能力和必备品格，实际上是三维目标的提炼和整合。,上述变迁并非是政策风潮的权宜转向，而是教育本质的全面回归，在根本上体现了从知识本位到以人为本的转变。,核心素养的内涵,学生发展核心素养，主要是指学生应具备的，能够适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。,中国学生发展核心素养体系,物理学科核心素养,物理观念,科学思维,科学探究,科学态度与责任,核心素养的内涵,高中物理课程结构,核心素养的内涵,物理教学的应对,义乌中学物理教学优化策略(“四句话”),*实验为基础*过程为主线*思维为中心*变式为手段,雷树人:试论我国中学物理教学的传统（1982年7月）,*重视基本概念和规律教学*加强演示和学生实验*强调理论联系实际*重视培养学生的能力,物理学科核心素养,物理教学优良传统,创新,传承,自废武功,回归本源,回归常识,why(为何),what(是何),从“物理教学”走向“物理教育”,how(如何),从“学术形态”走向“教育形态”,从“知识重现”走向“知识重演”,物理教学的应对,为提高学生的科学素养而教,从物理教学走向物理教育,我的角色定位：,我对“物理有什么用”的回答：,我是教物理的,我是教人学物理的,我是用物理教人的,物理是有用的,物理也是无用的,学物理最终是用的,把人类社会积累的知识 转化为学生的个体知识和观念;,把前人从事智力活动的思想、方法 转化为学生的认识能力和思维方式;,把蕴含在知识载体中的观念、态度 转化为学生的行为准则。,实现三个转化,为发展学生的核心素养而教,物理教学的价值,每课必问的问题：,“我为什么要上这堂课？它的价值究竟在哪里?”,或者问:“这堂课除了知识之外，还能让学生得到些什么?”,物理教学的转型,这就要求我们在开展物理知识教学的同时，将物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任等物理核心素养，化大为小、变虚为实，自始至终贯穿在教学活动之中，从而使物理教学过程成为学生核心素养的形成过程。,我们要关注物理知识的文化取向，开发物理知识的育人价值，从传统的以知识为本的物理教学，走向以核心素养为主的物理教育。,陈佳洱院士说过：,从物理教学走向物理教育,【例】牛顿第三定律,以知识为本位的教学,教师列举实例，说明物体间的作用是相互的；,演示两个弹簧秤对拉实验，讲解相互作用力的大小、方向关系；,总结得出牛顿第三定律。,评析,这样的教学有什么问题？,问题1：单靠老师的讲授，缺失学习者的主动参与和建构，即使对所学的知识，学生也是难以深入理解、切实掌握的；,问题2：这种一步到位的教法，更是有悖于科学的本质（科学讲究证据，科学总是试图确定和避免偏见）。若长此以往，将使学生对科学形成错误的认知，认为科学发现总是一帆风顺的；甚至会以偏概全，有碍科学思维的培养。,从物理教学走向物理教育,【例】牛顿第三定律,核心素养导向的教学,物体作用的相互性,【实验观察】,【分析归纳】,无论是不同种类的物体（固体、液体、气体等），还是不同性质的力（重力、弹力、摩擦力、电磁力等），两个物体之间的作用总是相互的。,不仅加深对知识的理解，更有助于物理观念的形成。,从物理教学走向物理教育,相互作用力的关系,【猜想假设】,【实验探究】,学生提出：一对相互作用力的方向相反，大小可能相同。,学生设计方案，交流后决定用两只弹簧秤对拉进行研究；,学生分组实验并进行交流，多数学生是将弹簧秤水平放置的，也有学生补充，他们还做了弹簧秤竖直或斜向摆放的实验，结果两个力的大小都是相等的。老师肯定了他们的做法。,交流中还有学生报告，他们实验时发现两只弹簧秤读数并不相等，即使将弹簧秤重新调零也是如此。教师请学生分析这种“反常”现象，并提出相应的实验改进方法。,至此可以得出结论了吗？学生指出上述实验都是物体处于平衡状态下做的，他们试图做非平衡状态（如加速运 动）时的实验，但读数困难。教师采用传感 器演示，发现相互作用关系与运动状态无关。,【归纳结论】学生尝试总结规律，并进行交流,针对两只读数不准的弹簧秤,学生提出用第三只弹簧秤“等效替代”方案，经实际操作果然解决了问题。老师对学生创见表示高度赞赏。,从物理教学走向物理教育,why(为何),what(是何),从“物理教学”走向“物理教育”,how(如何),从“学术形态”走向“教育形态”,从“知识重现”走向“知识重演”,物理教学的应对,部分教师的疑惑:,牛一律就是牛二律a=0时的特例，还有必要专门用一节课上吗？,机械能守恒定律能做的题用动能定理都能做，机械能守恒定律 不能做的题动能定理也能做，那机械能守恒定律不是可以被替代了吗？,学生已经学过自由落体运动及相关知识，为什么还要学伽利略对自由落体运动的研究？,评析：上述疑虑的产生，都是以狭隘的知识观，甚至单纯从解题的角度去权衡知识的价值的。,什么知识最有价值?,“生有涯而知无涯”。今天看来，最有价值的知识，是能化为智慧、化为能力、化为品格的知识，或者说是能促进学生核心素养发展的知识。,从学术形态走向教育形态,启示：对于物理教师来说，不仅要有丰富的物理学科知识，还需具备关于知识的知识。,斯宾塞的百年课程难题,“量子物理是现代文明的基础，可是很少人真懂，因为我们受经典物理的观念影响太深。让你的宝宝早点熟悉量子物理的观念吧，未来属于他们！”朱清时院士的推荐语,Facebook创始人马克扎克伯格在“脸书”上晒出的一张照片,他说:“我希望教给她的是一种好奇心，世界上很多东西不是显而易见的，我希望她能够自己去探索。”,观念,好奇心,从学术形态走向教育形态,文化取向下的物理知识观,相应地，物理知识也有着两种形态：一种是外显的学术形态,另一种是内隐的教育形态。,学术形态对应的是知识的表层意义，即对物理世界的描述或解释；教育形态揭示的是知识的深层意义，即蕴含在知识背后的思维方式和价值取向。,对于教学范畴内的物理，有着作为科学的物理和作为教育的物理的两重性。,从学术形态走向教育形态,广义备课,从学术形态走向教育形态,学会广义备课,备课是教师对教材的“二次开发”，而不是简单地照搬套用。教师的智慧就在于把学科知识激活，让学科内在的生命能量与价值显现出来。,我们提倡广义备课，就是要将备课的标准，从单纯的以学科知识体系为依据，转向以培育核心素养为依据的路径上来，使物理教学从知识的学术形态拓深到教育形态中去，充分发挥物理学科的育人价值。,一度消化：教师让自己弄懂弄透,二度消化：如何让学生弄懂弄透,学术思维,教学思维,二度消化能力,教师的学科教学知识（PCK）,杜威：“尽管科学家和教师都掌握学科知识，但二者的学科知识是不一样的，教师必须把学科知识心理学化，以便让学生能够理解。”,知识的二度消化：,教材的二次开发：,从学术形态走向教育形态,【例1】法拉第发现电磁感应现象,电磁感应的现象,电磁感应的条件,电磁感应的规律,猜想假设、实验探究的科学方法,锲而不舍、十年磨一剑的科学精神,电磁互变、世界多样统一的科学观念,学会广义备课,“奥妙的自然现象后面必然有优美的数学结构；美轮美奂的数学结构必然有自然的对应。”丘成桐,学会广义备课,【例2】开普勒第三定律,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,思考：除了陈述知识之外，是否还可让学生,*领略物理规律的简约之美,*体会科学发现的艰难之旅,宇宙和谐论,从学术形态走向教育形态,学会广义备课,光电效应,“顺藤摸瓜”,【例3】光的粒子性,（瓜果丰硕）,（藤枝壮实）,备课方式,从学术形态走向教育形态,why(为何),what(是何),从“物理教学”走向“物理教育”,how(如何),从“学术形态”走向“教育形态”,从“知识重现”走向“知识重演”,物理教学的应对,从学生的“难题”说起,【例1】省会考题：把两支笔杆并在一起构成一条狭缝，使狭缝距离图甲约30cm,并与图中的横线平行，眼睛紧靠狭缝，你看到的图样将是下列各图中的(),【例2】课外活动:估测自行车阻力,反思：我们的学生究竟缺什么?,原因：物理教学远离了物理学的源头!,从知识重现走向知识重演,杨振宁指出,从知识重现走向知识重演,很多学生在物理学习中形成一种印象，以为物理学就是一些演算。演算是物理 学的一部分，但不是最重要的部分，物 理学最重要的部分是与现象有关的。,两种教学方式,从中间教起(精粮细作）,从开头教起(粗粮细作）,教的是结论，学到的是技巧,教的是思维，收获的是智慧,学科知识,学科活动,(重演知识发生过程),绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。,“生物重演律”的启示,教学过程,胚胎发育,波利亚:“在教一个科学的分支(或一个理论、一个概念)时,我们应该 让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子”,教学指导思想,让学生重演物理知识的发生过程,在教师的指导下，让学生去揭示并感受物理知识发生的原因、物理知识形成的经过、以及物理知识发展的方向，并籍此培育学生的物理核心素养。,从知识重现走向知识重演,书本知识具有不可教性，不能直接进行传授，而需要让学习者经历一个复杂的过程，即知识的还原与下沉、经验与探究、反思与上浮的过程。,书本知识,教师最该做的并不是急于将知识直接交给学生，而是要引导学生回溯到它创生时的原始状态，让他们去经历知识的发生过程，从中理解知识的本质，建构知识的意义。,杜威的观点,教师的作用,“U型学习规律”的体现,*还原与下沉：将知识具象化、表征化，还原为学生的“经验”,*经验与探究：对知识进行自我加工（理解、对话、体验、探究）,*反思与上浮：对知识进行个性化理解、自我建构并获得知识意义,从知识重现走向知识重演,应用示教仪器，教师演示讲解,【例1】电能的输送,有意义的学习活动总是凭借一定的教学情境来实施的，学生对知识的感悟、乃至素养的提升也只有在与情境的互动中才能 达成。,实验演示：,解释原理：,高压输电 灯泡正常发光,直接输电 灯泡发光暗淡,以情境引问题,以问题导探究,以探究促真知,值得提倡的教学路径是,从知识重现走向知识重演,创设问题情境，引导学生探究,*观察：讲台上的小灯泡A接入电源，正常发光。,*问题：怎样使置于教室最后排的小灯泡B发光？,*观察：用一卷细径导线将灯泡B接入学生电源，亮度很暗。,*问题：为什么远处的灯泡发光暗淡？你有什么解决方案？,*观察：换一卷较粗的导线将灯泡B接入电源，亮度增加。,*问题：除了减少输电线的电阻，还有什么解决方法？怎样减少输电线的电流？,*观察：依次接入升压变压器和降压变压器，灯泡B正常发光。,【例1】电能的输送,从知识重现走向知识重演,【例2】曲线运动的速度方向,砂轮溅出的火星；雨伞甩出的水滴,质点在某一点的速度，沿曲线在该点的切线方向。,评析：通过现象观察进而得出结论，看起来似乎顺理成章；但是如何从现象得到结论，中间有着一段极具教育价值的过 程，这种教学显然将其轻易地“短路”了。,从知识重现走向知识重演,观察现象,得出结论,?,曲线运动的速度方向可能沿曲线的切线方向,实验探究；,学生设计自行车的挡泥板,逻辑推理。,从知识重现走向知识重演,【例2】曲线运动的速度方向,砂轮溅出的火星；雨伞甩出的水滴,观察现象,质点在某一点的速度，沿曲线在该点的切线方向。,【例3】电场线,一般的教法：知识讲解,评析：这种“知识重现”式的教学，学生得到的只是知识结论，缺失的则是诸如抽象概括、建构模型等物理核心素养的提升。,+实验模拟,从知识重现走向知识重演,改进后教法：让学生经历知识发生过程,*点电荷的电场线,【例3】电场线,从知识重现走向知识重演,*等量异种电荷的电场线,【例3】电场线,从知识重现走向知识重演,*平行板电场的电场线,【例3】电场线,从知识重现走向知识重演,【例4】静电除尘现象,教法1：教师演示讲解,低阶思维水平（记忆/理解/应用）,教法2：学生合作交流,*提出假设：电场作用？磁场作用？,*分析质疑：容器中会有磁场吗？否定假设；,*再次质疑：烟尘通常是电中性的，哪来带电粒子？,*重做实验：逐次增加电压，开始没有效果，当电压升高到一 定程度时，烟雾消失。,*深入探讨：为什么要加载高压？高压的作用是什么？,*形成解释：高压使电中性的分子电离形成了带电粒子，带电 粒子在电场中受电场力作用运动,高阶思维水平（分析/评价/创造）,从知识重现走向知识重演,谢谢大家！,谢谢大家！,欢迎指正,