讲座5《物理学科核心素养解读》课件.ppt

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1、,普通高中课程方案和课程标准研讨会,物理学科核心素养解读,苍南中学 孙丁共,高中物理核心素养,质疑创新科学论证科学推理模型建构,交流解释证据问题,社会责任科学态度科学本质,每一要素都分为五级水平,物理学科核心素养解读,能量观运动与相互作用观物质观,核心素养物理观念,物质观念,运动观念,相互作用观念,能量观念,及其应用等,解释自然现象,解决实际问题,描述自然界的图景,核心素养物理观念,物理核心素养的水平,学考水平,高考水平,自招水平,形成物理观念,解决物理问题,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,物理观念的第一个要点，是“从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概

2、念和规律等在头脑中的提炼与升华”。,培养公民的素养教学,基于学考水平的教学,基于选考水平的教学,基于自招水平的教学,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,培养公民素养的教学,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,基于学考水平的教学,例：某汽车在紧急刹车时的加速度的大小是6m/s2,如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,基于选考水平的教学,例一物体以一定的初速度在水平地面上匀减速动若已知物体在第1秒内位移为8.0 m，在第3秒内位移为0.5 m则下列说法正确的是()A物体的加速度大小一定为3.75 m/s2 B物体的加速度大小可能为

3、3.75 m/s2 C物体在第0.5秒末速度一定为4.0 m/s D物体在第2.5秒末速度一定为0.5 m/s,a=-3.75m/s2v3=-1.375m/st=2.67s,粗糙水平面向右减速,光滑水平面向右减速,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,基于自招水平的教学,例：（自招训练题）一辆长为5m的汽车以v1=15m/s的速度行驶，在离铁路与公路交叉点175m处，汽车司机突然发现离交叉点200m处有一列长300m的列车以v2=20m/s的速度行驶过来，为了避免事故的发生，汽车司机应采取什么措施？（不计司机的反应时间）,措施1：加速通过,措施2：减速等待,措施3：减速通过火车尾,对火车：,

4、对汽车：,V车=-1m/s,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,培养公民的基本素养,基于学考水平的教学,基于选考水平的教学,基于自招水平的教学,核心素养物理观念,一、注意教学的层次性,培养公民的基本素养,基于学考水平的教学,基于选考水平的教学,基于自招水平的教学,知识可以看作是一系列相互联系的、具有内在结构的事实形成的。知识更具有客观性、系统性和内在的结构性。观念是对一系列相关的观点进行提炼概括形成的。从这个意义上讲，观念是主观的，因为观点更具有主观性.,核心素养物理观念,二、增加物理知识与实际问题的联系,物理观念的第二个要点，是“会用物理观念解释自然现象和解决实际问题”。,要做到这一点，

5、必须强化物理知识与实践情境的关联，提高把物理知识与实践情境进行联系的自觉性，增强学生的实践意识。当学生面对物理语言、文字和符号时，能自觉地联想相应的物理情境；当学生面对实践情境时，会自然联想到与此相关的物理概念和规律。这就是物理概念和规律的升华。,核心素养物理观念,二、增加物理知识与实际问题的联系,【例】“电动势”的引入教学,核心素养物理观念,二、增加物理知识与实际问题的联系,把跟学生生活联系密切的问题、社会热点中的物理问题、现代科技成果等有实践情境的教学内容引进课堂；,用生活中的器具做物理实验，加强物理知识与生活的联系；,创设真实情境、并通过对真实情境的思维加工来建立物理概念；用物理规律分析

6、和解决真实情境中的问题；,养成估计生活中有关物理量大小的习惯，乐于对媒体消息中物理量的大小进行审视，勇于对媒体信息中的不合理数据进行质疑。,核心素养物理观念,其他物体观念,摘自梁旭老师论文,核心素养科学思维,客观事物的本质属性,内在规律,相互关系,经验事实,理想模型,分析综合,推理论证,提出质疑、批判,提出创造性见解,核心素养科学思维,。,模型建构,科学推理,科学论证,质疑创新,核心素养科学思维,一、重视对理想模型的建构和应用,1.高中物理课程中的两种理想模型,(1)关于研究对象、装置或条件的理想模型:质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等。,(2)关于运动过程的理想模

7、型:匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。,核心素养科学思维,一、重视对理想模型的建构和应用,能说出简单物理模型,能在熟悉情境中应用常见物理模型,能在熟悉情境中选用恰当模型解决简单问题,能将实际问题中的对象和过程转换成物理模型,能将较复杂实际问题的对象和过程转换成物理模型,2.课程标准对模型建构要求的层次,核心素养科学思维,一、重视对理想模型的建构和应用,【例】“回旋加速器”的教学,电场加速,*用什么方法可以加速带电粒子？,*如何突破加速电压的限制，使带电粒子获得更大的能量？,*对此方案你发现有什么问题吗？如何解决？,*为使带电粒子能够

8、一路加速,电源AB端的极性应满足怎样的条件?,*如果电源极性改变的频率不变,怎样才能保证带电粒子同步加速？,*如果只用一个电场,能否让带电粒子自动返回,实现多次加速呢？,*随着带电粒子速度和轨道半径的增大，交变电源的频率要改变吗？,*假如由你来设计一台回旋加速器，要求能使带电粒子获得更高的 能量，你打算采用哪些措施？,核心素养科学思维,二、重视推理过程,1.科学推理的含义,由一个或几个已知结论推出另一个新结论的思维方式，叫科学推理。,2.高中物理课科学推理的常见方式,归纳推理：由个别性判断推出一般性判断的推理。例如，根据大量观察、实验的数据，通过分析与归纳，得出一般性结论。,演绎推理：由一般性

9、判断推出个别性判断的推理。例如，根据已知的一般性规律，在一定条件下数学推导，得出个别性结论。,类比推理：根据两个对象在某些属性上相同或相似，通过比较而推断出它们在其他属性上也相同的推理过程。,核心素养科学思维,能对常见的物理现象进行简单的分析,能对比较简单的物理现象进行分析推理，获得结论,能对常见的物理现象进行分析推理，获得结论并作出解释,能对综合性物理问题进行分析推理，获得结论并作出解释,能在新的情景中对对综合性物理问题进行分析推理，获得正确结论并作出解释,二、重视推理过程,3.课程标准对科学推理要求的层次,核心素养科学思维,二、重视推理过程,【例】“太阳与行星间的引力”的教学,核心素养科学

10、思维,二、重视推理过程,核心素养科学思维,二、重视推理过程,【例】“太阳与行星间的引力”的教学,行星运动的特征？,太阳对行星有力的作用？,匀速圆周运动的条件？,类比,核心素养科学思维,三、增强学生科学论证能力,1.课程标准对科学论证要求的层次,能区别观点和证据,能使用简单和直接的证据表达自己的观点,能恰当使用证据表达自己的观点,能恰当使用证据证明物理结论,能考虑证据的可靠性，合理使用证据,核心素养科学思维,三、增强学生科学论证能力,电势变化电势能变化电场力做功动能变化,知识的丰富,科学论证,【例】“电动势”的教学,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,1.课程标准对质疑创新要求

11、的层次,知道质疑和创新的重要性,具有质疑和创新的意识,能对已有的观点提出质疑，从不同角度思考物理问题,能对已有的结论提出有依据的质疑，采用不同方式解决物理问题,能从多个角度审视检验物理结论，解决物理问题具有一定的新颖性,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,质疑的行为大致可以分为两个层次：一是对知识了解不够，没有弄懂，无法解决具体问题，提出疑问，这是低层次的；二是发现所观察到的现象与已有认知不吻合，或者发现已有认知之间不能自恰，从而对现有认知的科学性和合理性提出疑问，以至于萌发出新的猜想，这是高层次的。,应倡导高层次的质疑行为，历史上物理学的重大发现都是由高层次的质疑行为引发的

12、。,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,【题目】有人描述了这样一个情境：“早年，一名飞行员驾着飞机在空中水平匀速飞行，飞机座舱的上部是开放的，空中经常出现地面射出的流弹，有一次，飞行员感觉脸上有一只虫子在浮动，抓过来一看，竟是一颗步枪子弹！”从物理原理上看，你认为这种情境可能发生吗？请说出你的结论。并根据子弹和飞行员的相对运动关系论述你的结论。,摘自黄恕伯老师讲座,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,科学思维（质疑创新）水平四能对已有结论提出有依据的质疑，采用不同方式分析解决物理问题。科学思维（证据意识）水平五能考虑证据本身的科学性，恰当使用证据，从多个视角

13、审视检验结论。,评分标准：,能从水平方向和竖直方向两方面正确分析。论点和论据吻合。论据的物理原理正确。,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,回答举例1（满分）不可能发生。上述情境最有可能发生的条件是子弹和飞行员的水平速度相等，在水平方向上子弹和飞行员不会产生相对运动。但即便如此，竖直方向上，子弹相对飞行员还在做竖直上抛运动。设子弹飞行到最高点时恰好接触飞行员的脸，此后子弹相对飞行员做自由落体运动，设子弹触脸下落 10 cm 被飞行员抓住，根据自由落体运动的位移公式，可列方程0.110t2/2，解得 t0.14秒，要在这么短的时间内完成动作，几乎超出了人的反应时间的极限，这在飞

14、行员在驾驶飞机时是不可能做到的。,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,回答举例2（满分）可能发生。水平方向:若子弹和飞行员的水平速度相等，在水平方向上子弹和飞行员不会产生相对运动。竖直方向:子弹相对飞行员在做竖直上抛运动。设子弹在脸上浮动时还在继续向上运动，其上升 30cm 后到达最高点再下落 30cm 到脸部，这段时间飞行员都有可能抓住子弹，可以计算子弹上升和下落 30cm 所经历的时间一共是 0.5s，飞行员完全可以在这 0.5s 时间内做出反应，抓住子弹。,核心素养科学思维,四、在质疑、创新过程中发展思维能力,回答举例3（满分）不可能发生。当子弹飞行的水平速度跟飞机速度

15、相等时似乎可以实现题中情境，但实际上是不可能的。因为子弹水平速度若跟飞机速度相等，则子弹相对飞机的作竖直上抛运动，也就是说，坐在飞机上的人观察子弹的运动方向是竖直向上的，子弹要到达飞行员脸部，在路径上需要穿越飞机的座舱，这是不可能的。,重视论证的道理（过程），不追求结果。,核心素养科学探究,核心素养科学探究,一、设计探究过程，亲历知识形成过程,【例】“伽利略对自由落体运动的研究”教学,实验验证,实践体验：测量小球下落的高度与时间（困难？）,修正方案：让小球沿斜面运动（理由？）,实验验证：（学生参与）数节拍、测距离、填表格,（节拍器）,通过实验重现历史情境，让学生沿着大师的探索足迹，亲身体验并领

16、悟前辈科学家的科学精神、物理思想和研究方法。,核心素养科学态度与责任,核心素养科学态度与责任,科学本质,科学态度,科学伦理,科学技术社会环境STSE等,核心素养科学态度与责任,培养学习物理的兴趣，增强对大自然的好奇心，是物理课程的重要目标。在物理教学中，一方面要善于激发学生学习物理的兴趣，另一方面，还要注意让学生保持这种兴趣。,“科学态度与责任”是指在认识科学本质，认识科学技术社会环境关系的基础上，逐渐形成的探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度，以及遵守道德规范，保护环境并推动可持续发展的责任感。,【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。,核心素养科学态度与责任,核心素养科学态度与责任,为增强学生的社会责任感，物理课应尽可能让学生走向社会，用自己所学的知识分析、解释和解决社会实践中的实际问题，让学生体验在分析解决实践问题中成功的愉悦，增强勇于承担社会责任的信心，为学生树立社会责任感创造最基本的条件。,核心素养科学态度与责任,谢谢聆听！,