徐州市物理教师培训：基于情境的物理课堂 “问题化”教学的案例研究(共153张PPT).ppt

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1、开篇语,教科书只是众多教学资源的一部分。在从教科书演变成实际教学的过程中，存在着教师创造性劳动的广阔空间。这是展现教师对物理学与物理课程丰富多彩的理解的舞台，它需要师生情感交流、智力交锋、相互启迪、设问释疑、轻松和谐的氛围，这样才能使固化在书本中的一切在学生们心中和手中鲜活起来这是教师的光荣与生命。,-张维善致教师们,一中学物理教学需要什么样的教育理念？,教育理念指导教育行为的思想观念和精神追求。,钟启泉教授在“知识概念重建与课程创新”的创新中，提出“在课堂教学中，教师与学生、学生与学生之间以教材文本和生活体验为媒介展开相互沟通，学生唯有通过这种沟通，才能习得种种知识。学生不是单纯的知识接受者

2、，而是活动式探究者、意义与知识的建构者。某种简单的技能性学习目标也许可以按照行为主义原理实现，但更复杂的高级思维的学习目标就需要采取探究方法和建构主义方法了。知识仅仅靠教师讲授是难以习得的”。,探究教学“是指学生用以获助知识，领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。”摘自美国国家科学教育标准,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息、获取新知识的能力、分析和解决问题以及交流与合作的能力。教学设计中，要把学习中的发现、探究、研究等活动凸显出来，让学生自己来发现问题、提出问题、分析和解决问题，提倡发现学习、探究学习、研究学习。,物理教学需要探究性教

3、育理念的指导,（1）有利于涣起学生的兴趣与好奇心。,（2）有利于学生主动建构并理解科学知识。,靠机械学习建立的知识结构是暂时的、脆弱的，而通过学生主动建构产生的知识结构是牢固的、持久的。,（3）有利于学生掌握科学方法和提高建构学科知识的基本能力。,（4）有利于培养学生的非智力品质，实现智力品质与非智力品质的均衡发展。,（5）有利于使学生理解科学的本质，培养学生的科学素养和人文素养。,探究性教育理念下的课堂教学具有的基本特征,既重视科学知识更重视科学素养,既重视探究的结果更重视探究的过程,既重视书本知识也重视生活、实践（实验）中的知识；,既重视知识的科学价值也重视知识的社会价值；,既重视知识的理

4、解也重视知识的应用；,既重视教师的指导更重视学生的主动参与，重视学生主体性的充分体现；,既重视知识的确定性更重视知识的发展性；,既重视教学过程的严谨性更重视教学的开放性；,教育部“基础教育课程改革专家工作组”组长钟启泉教授提出：“知识不是游历于认识主体之外的纯粹客观的东西，知识是由认识主体与外在世界进行社会互动，即个体与社会文化价值互动的结果。特别是就学校知识的建构（知识习得）而言，乃是课堂情境的教学过程中师生互动的历程与结果。教师的知识无法硬生生地灌输给学生，必须靠学生自己建构知识”。,彰显出建构主义课程是改革取向，建构主义的学习与教学理论是教学改革的理论基础。,二、物理教学中应如何践行探究

5、性的教育理念？,建构主义的学习与教学理论,皮亚杰的结构观与建构观知识是一种结构，离开了主体的建构活动，知识不可能产生。,布鲁纳的建构主义学习理论学习是一种积极的过程，学习者在该过程中依靠现在和过去的知识建构新的思想和概念。教师应该努力鼓励学生自己去探究原理，教师和学生应该进行积极对话,学习是知识的建构过程，而不是对知识的记载与吸收；学习是知识的社会协商，学习是社会实践的参与。,美国教育专家威金斯博士：所谓正式的知识都是思维加工的结果，是通过严谨的，持续的，但却又是个别化的工作才能够转化为知识的。,建构主义教学观的要点：,凸现学生中心，强化教学过程，注重师生互动，营造民主氛围。,新课程的教学过程

6、图示,二、物理教学中应如何践行探究性的教育理念？,原认知结 构,新的认知结构,目标的制定：最近发展区的预测,教学后认知,建构主义学习理论认为：知识的获得是学习者基于原认知结构，在任务驱动下，借助他人的帮助和利用必要的学习资源,通过意义建构的方式，不断构建、拓展“最近发展区”使之形成新的认知结构，同时提高学习者的认知水平。,情景,二、物理教学中应如何践行探究性的教育理念？,课堂教学的实施应是：以问题为纽带以情景为基础,什么是问题？,能够激起学生的探究欲望，并能够运用已有的知识，通过逻辑思维、形象思维、灵感思维等或通过设计实践活动探索完成的任务就是问题。,发现问题、提出问题的过程,表 达,抽象、概

7、括,问题从哪里来？,问题往往产生于具体的情景之中，产生于陌生的事物之中，产生于奇异的现象与引起矛盾的说法之中等。,案例:伽利略对落体运动的研究,亚里士多德的观点：轻物落慢，重物落快。,伽利略的质疑一个奇妙的思想实验：如果重的物体比轻的物体下落得快，那么，现在，我将一轻一重两个物体拴在一起让它们下落。这样，快的物体由于被慢的物体拖着而减速，而慢的物体则由于被快的物体拖着而加速。因此，整体下落的速度将比原来快的物体的速度小，而比原来慢的物体原来的速度大。但是，两个物体拴在一起显然比原来重的物体更重，它下落的速度应当比原来快的物体更大。,另一个思想实验如果有两个物体一样重，根据重物落快，轻物落慢的观

8、点，则这两个物体下落将会一样快。设想我们将这两个物体拴在一起，由于两个物体下落一样快，在下落过程中，它们之间将不会相互拖拽，下落的快慢将与原来一样。而两个物体拴在一起后，其重量将变为原来的两倍。可见，物体下落的快慢与轻重无关。,什么是“以问题为纽带”的课堂教学模式？,将问题作为学科知识建构的载体，将问题作为发展学科能力的载体，以整体设计的问题链有机地串联整个教学过程，恰当地贯穿于每个教学环节，以教师的问题诱发学生产生疑问，进而提出问题，或者教师设计情境启发学生发现问题，通过师生互动、学生独立思考、讨论等方式解决问题，而在解决问题的过程中努力使学生获得体验，唤起学生思维的活力，并实现“知识与技能

9、，过程与方法，情感态度与价值观”的有机融合，促进学生全人格的健康发展。,问题是探究的前提 问题是教材呈现的主线 问题是教学核心,三、物理课堂“问题化”教学建构依据,李政道：“对于科研工作者来说，最重要的是自己会不会提出问题。”,海森堡：“提出正确的问题，往往等于解决了问题的大半。”,爱因斯坦：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”,哈佛大学：“教育的真正目的是让人不断提出问题和思考问题。”,孔子就要求自己和学生“每事问”,并提出“疑是思之始,学之端”,朱熹：“读书无疑者,须教有疑,有疑者,却要无疑,到这里方是长进”,陶行知更生动形象说:“发明千千万,起点是一问。禽兽不如人,过在不会问。”,

10、创造始于问题。科学的本质是探究，探究的前提是问题。,现代课程的基本单位是“问题”；一切思维都是从问题开始的。教学要促进学生思维就首先应当保护学生的问题意识。,问题是探究的前提 问题是教材呈现的主线 问题是教学核心,三、物理课堂“问题化”教学建构依据,民国二年的中学物理课本王兼善编教育部审定商务印书馆出版,民国13年的中学物理课本高 锬编教育部审定商务印书馆出版,新中国建立后，人教社的课本和示例,文革前人教版老三本,1979年版,十年制课本,甲种本,全日制普通高级中学教材,结论：1.建国几十年来，虽历经一次又一次的教学改革，但我国的高中物理课程内容基本上没有什么变化。2.我国物理教科书的呈现形式

11、基本是纯陈述式的，而且主要只是知识的陈述。,新课标物理教科书应该是什么样的？纲要：“教材改革应有利于学生主动探索知识的产生与发展，同时也有利于教师创造性地进行教学.”,新课标教科书（人教版）,中问题,大问题,小问题,精心设计情景，以问题串展开教科书内容,创设情境、提出问题,为解决问题做准备,找出问题的“解”,对“解”作进一步讨论,问题的呈现顺序与解决形式,教材从陈述性转变为探究性,有利学生自主学习,新课程教材以问题为主线呈现教学内容,教材中”思考与讨论”、“说一说”、“做一做”、“课题研究”这些栏目大多以问题形式出现，从而引发学生有效思考。,突出“问题意识”，引发学生有效思考,教材围绕各章核心

12、内容，创设真实的生活情景或科学探究背景，采取问题串的方式，环环相扣，通过一个个富有挑战性的物理问题解决展开教学过程。,教师 提问题,课本 提问题,学生 提问题,问题是创新的来源,物理的学科特点之一是思辩（引起思维冲突）,高度重视学生的错误（来源）,高度重视学生的思维闪光点,多用电表是本章学生需要学习的新知识。这个新知识的核心问题是用欧姆档测量电阻的原理，即欧姆表的原理。教材没有采用阐述欧姆表原理的传统方法，而通过对一个闭合电路欧姆定律的例题的分析来进行的。,案例：欧姆表的教学让学生在体验问题解决中获取新知识,5mA,R1.5/I-150,如果电流表10mA刻度标为“0”，把5mA刻度标为150

13、”，把0mA刻度标为“”，把其它电流刻度都按 R1.5/I-150 转换成电阻刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？,142,欧姆表,案例：欧姆表的教学让学生在体验问题解决中获取新知识,关于欧姆表的教学,把习题（问题）教学的体验跟物理知识的构建结合起来,在这个例题的分析和解答中，通过具体的数据，使学生体会到闭合电路中某一电阻的变化，会引起串联在电路中电流表读数的变化，不同的电阻值和不同的电流表读数具有一一对应的关系（p64），引导学生联想电流表的读数可以用来表示该电阻的值（这也是物理测量的一般原理），进而构建出一个欧姆表的电路模型（教学中还可以进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案和刻度

14、改装的过程，把习题教学、实验、刻度改装和新课教学融合在一个真实的、视听同步的过程中）。这段教学设计，把欧姆表这一新知识，建立在对原有学习过程的体验上（温故知新），通过对该体验的创造性联想来形成新知识。,教科书只有单向传递信息的功能，它只能通过文字和图形把信息提供给读者，教科书无法收集读者的信息，更不可能对读者的信息在教学现场中进行反馈。因此，有呼有应的教学设计需要教师在教科书的基础上进一步创造。本章“多用电表”一节，教科书通过“思考与讨论”、“说一说”等栏目为教师设计双边活动的教学过程提供了一个初步的框架。,上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表的示意图。下图是一个单刀多掷开关，通过操

15、作开关，接线柱 B 可以接通1，也可以接通2或3。现在要使 B 接通1时，能像图甲那样成为电流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表，这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来（P65）。,思考与讨论,A,甲,乙,丙,R1,R2,A,A,A,A,1,2,3,让学生在解决问题的探究过程中学习新知识,1,2,3,A,A,甲,乙,丙,R1,R2,A,A,让学生在解决问题的探究过程中学习新知识,6,B,1,A,G,2,3,4,5,A,S,下面是一个多量程多用电表的电路示意图，电流、电压、电阻各有两个量程。请谈一谈：开关S

16、 调到哪两个位置上多用电表测量的是电流？调到哪两个位置上测量的是电压？调到哪两位置上测量的是电阻？两个位置中哪个位置测量的量程大？在识别电阻档和电压档电路时，可以把虚线框内的电路当成一个电流表。,说一说,E1,E2,让学生在解决问题的探究过程中学习新知识,选修32交流电：第5节 电能的输送,通过“思考与讨论”，以问题串的形式把减小输电损耗的思维过程分解成若干小问题，引导学生一个一个地解决。这样做的目的是引导学生积极思维，主动地学习。这是为改变学生的学习方式所做的一个努力。值得注意的是，“思考与讨论”给出了一个重要的提示：在电厂一端计算输出功率和用户一端计算输入功率时，由于输电损失，电压是不一样

17、的，但作为粗略的估算，电压可以取相同数值。学生往往不敢这样做，教科书把这点明确地告诉学生了。,“洛仑兹力”的教学可从问题链展开,磁场对运动电荷会有作用力吗？,案例,教材实质上是编写者的教学设计,教材体现了教材编写者的教学设计，是一种创造性工作。教材展示了具体的内容、素材、活动设计，它比课程标准的要求更具体，更充实，更生动，更便于教学的实施。教科书的编写渗透着教科书编者个人对课程标准的领会，又结合了编写者个人的或综合他人的丰富的教学实践经验，实质上是编写者的教学设计。,教师应实施对教材的选择与重构,问题是探究的前提 问题是教材呈现的主线 问题是教学核心,三、物理课堂“问题化”教学建构依据,高效课

18、堂的内涵,高效课堂的本质,（教学结果和预期教学目标的吻合度）,（投入消耗最低化和取得效果最优化）,(反映课堂整体收益,实现学生发展价值),高效课堂三个指向,问题是教学的核心,问题是教学的核心,通向高效课堂的钥匙,两个最深刻的判断标准,2.学生思维的深刻性。,“大脑不是一个要被填满的容器，而是一个需要被点燃的火把。”,古希腊哲人普罗塔戈的名言:,“问题”就是点燃学生思维的火种!,“提问得好即教得好”,西方学者德加默说：,案例:伽利略对落体运动的研究,亚里士多德的观点：轻物落慢，重物落快。,伽利略的质疑一个奇妙的思想实验：如果重的物体比轻的物体下落得快，那么，现在，我将一轻一重两个物体拴在一起让它

19、们下落。这样，快的物体由于被慢的物体拖着而减速，而慢的物体则由于被快的物体拖着而加速。因此，整体下落的速度将比原来快的物体的速度小，而比原来慢的物体原来的速度大。但是，两个物体拴在一起显然比原来重的物体更重，它下落的速度应当比原来快的物体更大。,另一个思想实验如果有两个物体一样重，根据重物落快，轻物落慢的观点，则这两个物体下落将会一样快。设想我们将这两个物体拴在一起，由于两个物体下落一样快，在下落过程中，它们之间将不会相互拖拽，下落的快慢将与原来一样。而两个物体拴在一起后，其重量将变为原来的两倍。可见，物体下落的快慢与轻重无关。,这种以定论的形式呈现学习内容的教学，看似逻辑 清晰、快捷高效，但

20、它不是以物理现象与事实为背景，远离了学生的直接经验，并且也缺乏认知的挑战性。,传统做法：把有问题的教得没有问题,问题是教学的核心,两种教学方式,以伏安法测电阻为例,(甲),(乙),【例1】伏安法测电阻,提出问题：,设计方案：,测量数据：,分析讨论：,交流总结：,学习内容以问题形式来呈现,把没有问题的教得有问题,改进后教学,两种教学方式,问题是教学的核心,知识呈现式,问题导引式,教师讲解、传授知识,师生互动、激活思维,教的是结论，学到是技能,教的是思维，收获是智慧,把有问题的教得没有问题,把没有问题的教得有问题,（培养考生）,（培养学生）,教学的三要素,教材,教师,学生,教材,教师,学生,平铺直

21、叙、索然无趣,曲径通幽、引人入胜,四、物理课堂“问题化”教学优化策略,有效问题的特征,问题情境的创设,有效问题的特征,问题的针对性,(紧扣教学目标,针对学生实际),问题的层次性,问题的开放性,问题的挑战性,(引发认知冲突,激活学生思维),(解答思路多元,思维活动开放),(设问有序递进,思维逐次深入),问题的适切性,(面向多数学生,符合认知水平),问题的原始性,(面向原始问题,回归思维起点),B不变,S变化；,S不变,B变化.,如果B、S都变化，一定会产生电磁感应现象吗？,有效问题的特征,【例1】探究电磁感应现象的产生条件,问题的针对性,(紧扣教学目标,针对学生实际),*小结:,*实验：,*质疑

22、:,*实验：,*分析：,*结论：,BS,可用磁通量来描述电磁感应产生的条件,*概括:,回路中没有感应电流！,穿过回路的磁感线条数没有变。,只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，闭合导体回路中就有感应电流。,磁通量不变,案例：交流电的有效值,问题1：观察图中的几个交流电的图像，其中哪些是交变电流？,问题2：请尝试写出图中两个电流的瞬时值的表达式。,问题2旨在调动学生原认知，体会交变电流和恒定电流的不同，它的瞬时值一直在随时间变化，为后面探究交变电流通过电阻的发热量做好了铺垫。,问题1旨在使问题与学生的认知结构相关联，强调交变电流的“变”，为后面探究不同形式的交变电有效值计算形式 的不同埋下伏笔。

23、,案例分析2,问题3意在让学生掌握峰值和平均值的概念，并为问题4以后使问题能与学生的前经验产生冲突而出现的激烈的思想斗争做好了准备。,生：应该用平均值来计算吧师：如何知道用平均值计算是否正确呢？,生：若是恒定电流，功率的表达式为，,问题4意在使问题体现学生能力的层次性，分层提出问题。同时使问题有利于学生掌握科学思维方法-微元法。,给学生留思考讨论时空，如学生出现思维障碍，教师引导与必修1P38匀变速直线运动位移得出类比找出图象及微元法。,考虑到学生数学知识的缺欠，教师引导用瞬时值微元累积法求交变电流的发热量，改变为用物理图象和电子表格来处理。这样做既解决了学生数学上的障碍，又有效地利用了学生掌

24、握的计算机技术，让学生在信息课上学习的知识得以发挥利用，教学中发现，学生能够利用计算机处理该问题。,案例分析,师：图中矩形框的面积就是利用平均值作为不变的恒定电流求出的发热量，若将图中矩形框上方的峰填到矩形框中灰白处，发现面积不能正好填补，说明利用平均值求发热量是不正确的,问题与前认知发生冲突。,案例分析,问题5：既然不能用平均值求交变电流的发热量，我们应该怎么办？,问题有理性的挑战性及有利于学生掌握科学思维方法,图1,问题6：如图1，两最大值和频率都相同的正弦交变电流，从它们产生的本质上分析，有何异同？如将它们作用在同一个电阻上，在一个周期内产生热量是否相同？,体现学生能力的层次性，分层提出

25、问题。,问题的层次性,有效问题的特征,【例1】位移概念的建立,*提问：我们已学过“距离”,为什么还要学“位移”？(多半同学会被问住),*再问：根据下面的条件，你能确定B点的位置吗？,一位同学从A点出发,走了50m后到达B点.,这位同学从A点出发,向东走了50m后到达B点.,这位同学从A点出发,向东沿直线走了50m 到达B点.,+,+,位移,*总结：确定物体位置变化的三个要素,方向,直线,长度,(设问有序递进,思维逐次深入),创设情景，形成问题,案例2:玻意耳定律,方案一,不足：采集实验数据麻烦,猜想与假设 设计实验,创设解决问题情景-提供方法,方案二：,不足：采集数据太少,方案三：,处理实验数

26、据 深化学生思维,实验数据处理,问题深化1）将两幅P-1/V 图象合在一起，如图所示，请思考以下的两个问题 两图线为什么不平行。为什么正比例图线与一次函数图线相交，并且图4直线和横轴夹角较大？2）图像是不是双曲线？根据修正误差后作出的 图象能否说接近双曲线呢？3）能不能将修正后的多组 值相乘，在一定的温差范围内，如果乘积均相等，由此得出压强和体积成反比的结论。这种方法和气体等温的 图象、图象探究方法，各有什么特点？试作比较。如果仅仅根据 两组数据相乘，能否根据两组数据相等即得出结论？（后一问题可结合 图，图描点方法来考虑，即能否根据两个点作出图线？）,反思：基于实验创设问题情景，激发问题提出；

27、更重要的是通过实验数据的处理不仅可以帮助解决现有实验中的问题，得出实验结果，提高学生解决原始（实际）问题的能力，更重要的是还可以透过实验数据，在实验数据处理中、引发质疑，诱发新问题的提出，深化思维，活化思维，有效地引导和促使学生思维逐步向纵深发展，进而收到激发学生创新思维深度的效果。,有效问题的特征,问题的挑战性,(引发认知冲突,激活学生思维),【例1】超失重,*当磁铁由静止开始向下运动时，会发生什么现象？,*若磁铁由静止开始向上运动呢？,案例,变压器,问题：学生是如何学习物理的?,教师:下面看这样一个实验。这是一个1.5V的干电池,把它接到原线圈两端,原线圈取的匝数为100匝,副线圈取匝数8

28、00匝,副线圈两端接一个电压表,如果我把开关闭合,电压表的示数为多少?学生进行思考甚至计算;教师重复原、副线圈的匝数以及原线圈上的电压。学生:12V。,虽然前面教师已经讲过变压器是改变交流电压的装置,但学生并未建立起清晰的概念,前认知没有发生深刻的变化,在面对具体问题时,寻求定量关系成为思维焦点,因此得出错误结果。,案例,内容回放,教师:12V对吗?好,现在我们闭合开关。大家注意观察电压表。闭合后电压表示数为零。学生纷纷表现出很疑惑的表情。,面对实验现象产生认知冲突。,教师:我们所加的是什么电?学生:直流电!教师:这个实验告诉我们,变压器可以变交流,但是不能变直流。那么现在我把开关打开,大家注

29、意电压表的指针。学生:动了一下。教师:突然闭合学生:也动了一下。教师:突然断开,电压表的指针摆动了,是不是说变压器副线圈的两端得到电压了?学生:是。教师:那么根据这个事实大家想一下,变压器是根据什么原理、现象工作的呢?,再次产生认知冲突,为理解变压器原理奠定基础,在认知冲突基础上强化了科学概念,案例,探究小灯泡伏安特性曲线,教师:上一节课我们还学习了电阻的测量,现在给大家一个任务:测量你手边的大灯泡的电阻是多少?学生开始动手实验。学生首先记下了灯泡的铭牌:220V,60W;通过P=U2/R公式计算灯泡的电阻;然后利用欧姆表测量灯泡的电阻,并记录两次测量的数据;通过对比学生发现了问题。教师:使用

30、时要注意,欧姆表使用时应注意什么?好多同学们已经测好了。大家可以左右前后交流一下,看看谁测得更准确呢?学生前后组交流,发现大家的计算结果和测量结果差距很大。,内容回放,案例,教师:测量得准确不准确啊?学生:不准确。学生1:我测量的电灯泡的电阻是65,我和前后组同学的测量阻值大体相同。但这与铭牌上标注的算出的阻值相差很大。教师:你算出的电阻是多少?学生1:我算出的是1200多。教师:1200多,但实际上只有65。其他同学算的呢?学生:一样。教师:测量的和算出的结果相差很大,大家都发现了这个问题。现在猜想一下是什么原因造成了这么大的差别呢?,学生在完成教师布置的任务过程中,发现测量值和理论计算值有

31、很大差异,前认知无法解释,从而发现了问题。,由以上两个教学片段可以看出,学生学习物理的过程,是在教师创设的演示实验和学生实验情境下,不断对前认知进行调整的过程,认知冲突在形成科学概念的过程中起着重要的作用。需要说明的是,学生科学认识的发展是一个长期而又复杂的过程,其中包括多次认知冲突和概念调整。,案例反思,有效问题的特征,问题的开放性,(解答思路多元,思维活动开放),如问：质点受同一平面内的几个共点力作用下处于平衡状态，若撤去其中一个向东方向的力，质点将会如何运动？,*质点将向西做初速为零的匀加速直线运动,*质点可能向西或向东做匀变速直线运动,*质点可能在平面内做匀变速曲线运动,*质点可能沿各

32、个方位做匀变速运动,点状思维,线性思维,平面思维,立体思维,传统的教学历来强调问题的确定性，排斥问题的可能性。这就导致我们的学生长于求同，而弱于求异，缺乏发散思维和想象能力。,有效问题的特征,问题的开放性,(解答思路多元,思维活动开放),【例1】据一媒体报道：“某国近期发射了一颗运行周期为80分钟的人造地球卫星”。你能运用所学知识判断该消息的真伪吗？并说明理由。,得：v=8.4km/s,不可能,由,得：r=6.1106m,不可能,得：T=84.6分,不可能,由,7.9km/s,R地,80分,一根条形磁铁插入闭合线圈和两根条形磁铁同时插入闭合线圈中哪种情况产生的感应电流更大?,有效问题的特征,问

33、题的开放性,(解答思路多元,思维活动开放),问题的适切性,(面向多数学生,符合认知水平),有效问题的特征,(实验演示),【案例1】逆风行舟的原理,*难点：缺乏直观感受；难于物理建模。,*对策：为学生搭建必要 的认知台阶。,案例：碰撞中的不变量 光电门,光电门,摆球摆角,打点计时器,平抛运动,实验,v1,演示实验：等质量小车碰撞,演示实验：等质量小车碰撞,v1,演示实验：等质量小车碰撞,数据采集器,导轨,片码50g,软件计时,问题：上述实验能与我们 猜想相符，改做如下实验为什么差别又增大了呢？,分步设问：,*红车碰前速度如何测？两车相碰后速度如何测？,分组实验：小车碰撞后粘合,EXCEL,v1,

34、EXCEL,分组实验：小车碰撞后粘合,v1,v2,EXCEL,分组实验：小车碰撞后粘合,有效问题的特征,问题的原始性,(面向原始问题,站在思维起点),所谓原始问题，是指对自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的科学现象和事实的描述。而习题则是把科学现象和事实经过一定程度抽象后加工出来的练习作业。两者的关系如图1所示。,有一个欧洲笑话很能说明问题：“一条船上有75头牛，32头羊，问船长几岁？”法国的一个报告说，有64的学生得出了答案：75-32=43岁。美国数学教育家A.Shoenfeld说，这是学校把学生越教越笨的典型事例。张奠宙在我国小学和初中的测验表明，得到答案的学生比例高达92，甚至

35、在上海市某重点中学的高三，竟然还有10的学生得出43岁的答案。这生动地说明了习题教学的弊端。,一个笑话,从一道题目说起,4如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（）A0.3J B3J C30J D300J,让学生改做下题：将质量为m的小球，以一定初速向上抛出,.已知上抛的高度为h.试求对小球所做的功的大小？,无源之水无本之木,需建立竖直上抛运动模型，且需有实际生活的经验（一只鸡蛋的质量、杂技演员抛鸡蛋的高度）,反思,学生缺的不是物理知识，他们缺的是实践意识和解决实际问题的能力。,原因,学生究竟缺什么？,我们的物理教学远离了物理学的源头。,18

36、.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（）A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变,B=kI,让学生改做下题：将质量为m，长为L的直导线垂直放入磁感应强度为的匀强磁场中如图所示，当导线

37、通以电流时，试求导线仅在安培力作用下运动距离X时所获得速度？,“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。绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源。”,杨振宁：,“要面对最原始的问题，站在问题开始的地方，而不要淹没在文献的海洋里。”,从中间教起,两种教学起点：,从开头教起,教的是结论，学到的是技巧,教的是思维，收获的是智慧,典型的原始问题：有人认为婴儿有成人抱着坐在汽车里很安全，现在请你估计一下，在很短时间的撞车中，需要多大的力才能抱住婴儿？,典型的习题：婴儿由成人抱着坐在汽车里也是很不安全的。

38、请计算：在一切发生在0.1秒的撞车中，若撞车前车速为60千米/时，需要多大的力才能抱住一个10千克的婴儿？,自行车转弯人在骑自行车转弯时，需要倾斜一定的角度。问：满足什么条件才能使人在骑自行车转弯时既不翻倒，又能顺利转弯？,G,mg,f,N,O,设自行车和人的重力为mg，合重心到地面的距离为l，支持力为N，摩擦力为f，转弯时速度为v，转弯半径为R，则有：,以G点为转轴：,大齿轮,小齿轮,后轮,自行车中的圆周运动,案例：圆周运动,自行车中的圆周运动,（1）C点哪一次运动得快？,问题：自行车的大齿轮、小齿轮和后轮上的点，哪个运动得更快呢?也许它们运动得一样快？,?,（2）B、C哪一点运动得快？,（

39、3）A、B哪一点运动得快？,（4）A、B、C哪一点运动得快？,线速度：,角速度：,转速：n,周期：T,探究v、T的关系,对自行车轮上点运动的描述,C,B,A,问题：A、B的线速度有何关系？,问题：B、C的角速度有何关系？,问题：B、C与A角速度有何关系？,问题：C比A、B线速度有何关系？,C,C,B,C,B,C,假设脚踏板每2s转1圈，要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还需要测量哪些量？并用这些量导出自行车前进速度的表达式。,探究,如何提高自行车的速度？,变速自行车,脚踏板的周期一定时，大小齿轮怎样组合行驶最快？,已知汽车质量m,行驶速度Vo,汽车安装有防抱死刹车系统(ABS),制动力

40、恒为f.设驾驶员的反应时间为to.问从驾驶员发现情况到完全停车,共经过多少距离?,80,S=mVO2/2f+Voto,再如现实交通问题,四、物理课堂“问题化”教学优化策略,有效问题的特征,问题情境的创设,“将15克盐放在你的面前，无论如何你难以下咽。但当将15克盐放入一碗美味可口的汤中，你早就在享用佳肴时，将15克盐全部吸收了。”,一位德国学者的比喻:,情境与知识，犹如汤与盐。盐需溶入汤中，才能被吸收；知识需要溶入情境之中，才能显示出活力和美感。,对教学的建议,知识问题化，问题情境化,知识,问题,情境,（营养素）,（核桃肉）,（核桃壳）,把学生置于问题情境中，让他们去经历智力的探险,例1：有人

41、问郭思乐教授，什么是教学？郭这样回答,“如果你告诉学生，3乘以5等于15，这不是教学”,“如果你问，3乘以5等于什么？这就有一点是教学了”,“如果你有胆量说：3乘以5等于14，那就更是教学了”,例2：气体内能的变化,“外界对气体做功，气体的内能增大。”,“外界对气体做功，气体的内能怎样变化？”,“飞机在万米高空飞行，机舱内温暖如春，用的是制冷还是制热的空调？”,对教学的建议,知识问题化，问题情境化,知识,问题,情境,在物理情境中思考问题，在思考问题中掌握知识,教学设计,学生学习,把物理知识转化为问题，将问题融合于情境之中,知识的“溶解”,知识的“结晶”,问题情境的创设,问题情境的含义,值得注意

42、的是，问题情境固然是由问题与情境两者构成的，但它们之间不是机械拼凑，而是有机融合的结果。,巴特勒教学过程七要素模型,以“情境”为中心基于情境，始于情境超越情境，改变情境,问题情境的创设,问题情境的作用,问题情境的含义,案例：共振,播放视频,（美国塔柯姆大桥）,情境与知识“两张皮”!,情境不是漂亮外衣，重在促进学生思维。有效问题情境的作用是,明确思维指向,激发学习动机,提供认知起点,问题情境的创设,问题情境的作用,问题情境的含义,案例：共振,播放视频,（美国塔柯姆大桥）,问题情境的创设,联系生活，创设物理情境 利用学生熟悉的生产、生活情景，或者他们所关心的热门科技话题提出问题，创设问题情境，可以

43、使学生认识到物理学的现实意义，使学生感到学有所得，学有所用这样容易激发学生的愉悦心情，触发学生的情感和求知欲，更能提升学生探究学习的兴趣。,水滴A,磁电式手电筒与感应彩灯,情景引入：请一个同学来观察两个灯泡，并加以区别,案例:电阻定律的引入,问题1:导体的电阻大小与哪些因素有关?,实验方法：,控制变量法,实验方案：,同种材料，S一定，改变L，测R,同种材料，L一定，改变S，测R,不同材料，L一定，S一定，测R,问题2:如何研究电阻与长度、横截面积以及 材料 之间的定量关系？,长度、横截面积、材料、温度,创设问题,【例1】运动的合成,*你能跑的比火车还快吗？,*下雨天怎样撑伞才能避免淋湿？,利用

44、实验，创设问题情境 物理是一门以实验为基础的科学，各种物理实验以其直观性、形象性为学生提供了丰富的感性材料，使其充满着趣味性、思维性、挑战性、探索性和创造性，能有效激发学生的好奇心和求知欲。因此利用实验内容的魅力创设问题情境，可充分发挥学生的主体性，有利于教师引导学生通过对实验的观察、研究和分析去思考问题、探索问题，从而揭示物理现象的本质、探究物理现象的内在规律。案例:趣味实验电磁力 简易电动机 磁悬浮案例:常规器材创新实验 拓展实验 拓展实验2案例:自制教具圆周运动线速度方向 电磁感应教学 圆规支架上力的分解 大气压 装有风扇的小车的运动 土制电动机,物理问题情境的创设,利用信息技术和多媒体

45、，创设问题情境多媒体集文字、图形、图像、声音、动画、影视等各种信息传输手段于一体，具有很强的真实感和表现力，可以调动学生的学习积极性对于一些抽象、不可见、难理解、难解释的概念、原理，利用信息技术和多媒体创设问题情境，可以吸引学生的注意力，激发学生的探究兴趣教学手段与教学效果案例:视频太空失重；力的合成引入动画：1 2 3,拓展时空,讲清道理,物理问题情境的创设,在阳光下,为什么肥皂薄膜上会形成彩色图样?,案例：一辐图片,案例：研究刘翔跨栏的快慢,通过读文章、新闻、讲故事、玩魔术，创设问题情境。读文章讲故事形象生动，感染力强。在课堂上用读文章讲故事的形式创设问题情境，可以激发学生学习兴趣，启发学

46、生积极思考、探究，以增强探究欲望。案例：曲线运动的引入案例:圆周运动实例案例:玩魔术,物理问题情境的创设,感动中国2011人物吴菊萍：托举生命的最美妈妈,2011年7月2日下午，杭州滨江白金海岸小区。两岁的妞妞趁奶奶不注意，爬上了窗台，接着被窗沿挂住，随时都有坠落的可能。这可是在10楼，楼下的邻居都惊呆了。坚持了一分钟左右，妞妞还是掉了下来。说时迟那时快，刚好路过这里的吴菊萍踢掉高跟鞋，张开双臂，冲过去接住了妞妞。,案例:动量定理 情景创设:教师给大家讲一个自己的经历:有一次我出去逛街,看到路边围了一群人,走近一看,人群中有一个小伙子,手里拿着一个灯泡,在他的脚下还放着一只铝盆,也不知道为什么

47、这小伙子拿起灯泡用力朝铝盆摔去,吓得我赶紧往后躲,只听得“嘭”的一声,同学们,你们猜结果如何?学生回答:灯泡炸了。教师:下面我把这个过程给大家展示一下:教师拿一只灯泡用力向一只铝盆摔去,灯泡被铝盆弹开,并没有摔碎。,问题情境的创设,引发冲突，创设愤悱情境,孔子：“不愤不启，不悱不发”,愤心求通而未得,悱口欲言而不能,认知冲突是指原有的认知图式与新感受到的客体之间的对立性矛盾。一旦引发这种认知冲突，就会引起学生认知心理的不平衡,继而产生解决这种认知冲突获得心理平衡的动机。,负责任的老师,经常给学生找麻烦,最高明的教法,先问迷糊再教明白,如果什么都想开始就搞得一清二楚，到头来反而老不清楚；倒不如先

48、犯点糊涂,再引导学生从糊涂走向清楚，那才是真正的清楚。,问题情境的创设,引发冲突，创设愤悱情境,意料之外，情理之中,【案例】声波的干涉,*演示：两只喇叭输入同一 频率的音频讯号产生干涉。,*学生听其“声”，观其“形”。,*猜想：撤去一只喇叭,还会有干涉现象吗？,*演示：结果仍有干涉现象！这是为什么？,踩鸡蛋,蚊嗜血压强,声碎杯,放音机电磁感应,静电,电磁灶,利用新旧知识的联系，创设问题情境教师在教学中应寻求新旧知识之间的联系创设问题情境，诱发学生积极主动地探究学习，促进新知识的增长。案例：电势能与重力势能案例:探究小灯泡伏安特性曲线,物理问题情境的创设,学生参与，创设生成情境,问题情境的创设,课内参与,嬉戏谷,课外参与,摇绳发电,问题化物理教学模式,确定教学目标,教学内容分析,学生认知分析,聚焦问题,优化(实验)教学资源,创设问题情景,开展探究教学策略,建构知识教学策略,反思与评价调整和修正,教学设计流程,核心,课堂和学生每一天都为我们提供了大量宝贵的素材。只有细心地掬取这些素材，并进行精心的提炼，我们才能真正获得属于自己的东西，才能在平凡的教学活动中获得莫大的乐趣。,结束语,感谢倾听,THANKS,Email:xyzhfei163QQ:305662041,