物理高端备课课件.ppt

1、 “国培计划国培计划”2013 曲阜师范大学培训项目曲阜师范大学培训项目 讲座的基本内容讲座的基本内容一一 物理高端备课物理高端备课二二“密度密度”概念高端备课概念高端备课三三.“压强压强”概念的高端备课概念的高端备课四四“物体内能改变物体内能改变”高端备课高端备课五五“功的原理功的原理”高端备课高端备课 物理高端备课是指以物理课程与教学理论为指导，采用“备课”的形式，研究既符合物理学内在逻辑，又符合物理教学规律，同时符合学生学习规律并接受课堂教学实践检验的教学设计，体现“从物理知识传授到物理方法教育，再到物理思想形成”的核心理念。在此基础上，构筑一线物理教师参与的教学研究交流平台，从而达到物

2、理教育理论与实践真正结合，促进教师专业提升与学生认知发展向高水平跨越的物理教育研究活动。一物理高端备课 1.教学设计要遵循教学设计要遵循简单性简单性原则原则 最简单的，就是最好的。最简单的，就是最好的。牛顿：自然界不做无用之事，只要少做一点就成牛顿：自然界不做无用之事，只要少做一点就成了，多做了却是无用，因为自然界喜欢简单化，了，多做了却是无用，因为自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因夸耀自己。而不爱用什么多余的原因夸耀自己。爱因斯坦认为物理之美的本质是简单性。爱因斯坦认为物理之美的本质是简单性。阿基米德原理实验 需要很多步骤才能做出来，违反了教学的简单性需要很多步骤才能做出来，违反了教学

3、的简单性原则。有一步就能做出来的实验吗？有！原则。有一步就能做出来的实验吗？有！麦克斯韦说：这些麦克斯韦说：这些实验的教育价值实验的教育价值，往往，往往与仪器与仪器的复杂性成反比的复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西病，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。2.教学设计要遵循教学设计要遵循直观性直观性原则原则 最直观的，就是最好的。最直观的，就是最好的。大气大气压强的引入，许多老师花了很多心思做很多压强的引入，许

4、多老师花了很多心思做很多实验。实验。在超市买一个装棉被的塑料袋，把在超市买一个装棉被的塑料袋，把2双厚棉被双厚棉被装进去（高大约装进去（高大约40cm)，把口封好，然后把吸尘器，把口封好，然后把吸尘器的吸管对准抽气口，打开开关，的吸管对准抽气口，打开开关，1分钟之内，分钟之内，40cm高的高的2双厚棉被变成了双厚棉被变成了10cm高高.吸尘器只是把塑料袋里面的空气抽走了，谁把吸尘器只是把塑料袋里面的空气抽走了，谁把棉被压憋了？大气压强！还能展现过程。好极了！棉被压憋了？大气压强！还能展现过程。好极了！3.教学设计要把科学性与思想教学设计要把科学性与思想性相结合性相结合 初中物理教材对初中物理教

5、材对“功的原理功的原理”的表述为：的表述为：使用机械时人们所做的功，都等于不用机使用机械时人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。械而直接用手所做的功。即使用任何机械都不能省功。功的原理（使用简单机械不省功）功的原理（使用简单机械不省功）为什么？为什么？本质：机械能守衡定律本质：机械能守衡定律 思想：守衡的思想（不变）思想：守衡的思想（不变）不变的思想不变的思想 4.教学设计要把具体性与抽象性相结合教学设计要把具体性与抽象性相结合 功的原理（使用简单机械不省功）功的原理（使用简单机械不省功）功功W=FS 就象一个面团子，体积等于底面就象一个面团子，体积等于底面积乘高，高（积乘高，高（F

6、）可以变，底面积（）可以变，底面积（S）也可）也可以变，但体积（以变，但体积（W）不变。）不变。自然界中有些东西是不变的（守恒的），自然界中有些东西是不变的（守恒的），包括人，每个人的包括人，每个人的DNA不变。不变。5.教学设计要明确教学设计要明确科学方法科学方法 每一个物理知识都要借助于科学方法而得到每一个物理知识都要借助于科学方法而得到 以以“密度密度”为例为例 比值定义法比值定义法 基本思想是比较，关键是选取相同的标准。基本思想是比较，关键是选取相同的标准。依据是什么？科学方法中心理论依据是什么？科学方法中心理论科学方法中心论 科学方法科学方法 科学现象科学现象 延伸与应用延伸与应用

7、科学知识科学知识 数学数学 图图知识知识 方法结构图方法结构图 6.教学设计的每一步都要有教学设计的每一步都要有依据依据（依据就体现了逻辑）（依据就体现了逻辑）以以“液体压强的大小液体压强的大小”为例为例 演绎推理的科学方法演绎推理的科学方法 必须特别强调、显化科学方法。必须特别强调、显化科学方法。7.教学设计要把握教师的主导作用和学生教学设计要把握教师的主导作用和学生的主体地位的主体地位 具体来说，具体来说，教师讲哪些？教师讲哪些？哪些不讲？哪些不讲？如何把握？如何把握？依据是什么？依据是什么？教学过程的自组织转变理论。教学过程的自组织转变理论。一句话一句话;把学生送到思维转变的临界区域把学

8、生送到思维转变的临界区域 我们认为，采用协同学可以较好地描绘教学我们认为，采用协同学可以较好地描绘教学过程的机理，从而更科学地理解学习过程的规律过程的机理，从而更科学地理解学习过程的规律性，并完备地认识教学主客体关系的真正意义。性，并完备地认识教学主客体关系的真正意义。根据协同学理论，教学过程从无序到有序的转变可以根据协同学理论，教学过程从无序到有序的转变可以分为分为被组织被组织和和自组织自组织两个阶段。在教学过程的大部分时间两个阶段。在教学过程的大部分时间里，系统都处于被组织阶段。在这一阶段，教师的讲授、里，系统都处于被组织阶段。在这一阶段，教师的讲授、引导、启发属于系统的控制变量，控制变量

9、对系统能否发引导、启发属于系统的控制变量，控制变量对系统能否发生相变起决定性作用，如果系统没有到达临界区域，就根生相变起决定性作用，如果系统没有到达临界区域，就根本没有出现相变的可能性。因此，协同学认为：外界条件本没有出现相变的可能性。因此，协同学认为：外界条件对于系统能否发生相变有着决定性的意义。从这里，可以对于系统能否发生相变有着决定性的意义。从这里，可以清楚地看出，清楚地看出，在教学过程的被组织阶段，只有通过教师的在教学过程的被组织阶段，只有通过教师的教学活动，才能使学生的学习系统向临界区域过渡，才能教学活动，才能使学生的学习系统向临界区域过渡，才能促使各个子系统完成量变的积累并最终达到

10、质变。促使各个子系统完成量变的积累并最终达到质变。因此，因此，我们认为，我们认为，在教学过程的被组织阶段，教师起主导作用，在教学过程的被组织阶段，教师起主导作用，是教学过程的决定性因素。是教学过程的决定性因素。同样，同样，依据协同学理论，当教学过程进入从依据协同学理论，当教学过程进入从被组织向自组织转变的临界区域时，教学过程的被组织向自组织转变的临界区域时，教学过程的转变不再需要外部指令。转变不再需要外部指令。在这一阶段，只有通过在这一阶段，只有通过学生的自主学习活动，才能使学生大脑中的大量学生的自主学习活动，才能使学生大脑中的大量子系统自行组织起来。此时，系统中一个随机的子系统自行组织起来。

11、此时，系统中一个随机的微小扰动或涨落，借助于非线性相干和连锁效应微小扰动或涨落，借助于非线性相干和连锁效应被迅速放大，表现为整体的宏观巨涨落，导致系被迅速放大，表现为整体的宏观巨涨落，导致系统发生突变，使学生的大脑越过临界区域，形成统发生突变，使学生的大脑越过临界区域，形成新的有序结构，从而完成对知识的真正掌握。因新的有序结构，从而完成对知识的真正掌握。因此，我们认为，此，我们认为，在教学过程的自组织阶段，学生在教学过程的自组织阶段，学生起主导作用，成为教学过程的决定性因素。起主导作用，成为教学过程的决定性因素。从协同学的观点看，教学过程的主要子系统从协同学的观点看，教学过程的主要子系统学习学

12、习系统（学生）的演化规律决定着教学的主客体关系。因此，系统（学生）的演化规律决定着教学的主客体关系。因此，只有学生才是教学的主体，教师、教材和环境都是教学的只有学生才是教学的主体，教师、教材和环境都是教学的客体。对这一观点的正确理解是：客体。对这一观点的正确理解是：教师是客体并不等同于教师是客体并不等同于只起非决定性作用，学生是主体也并不意味着都起决定性只起非决定性作用，学生是主体也并不意味着都起决定性作用，它们在教学过程的不同阶段分别起决定性作用。作用，它们在教学过程的不同阶段分别起决定性作用。这这一观点的重要意义不仅在于确定了教师与学生之间的主客一观点的重要意义不仅在于确定了教师与学生之间

13、的主客体关系，而且在于确定了双方在教学过程不同阶段的决定体关系，而且在于确定了双方在教学过程不同阶段的决定性作用。如下表。性作用。如下表。教学过程教学过程教师（客体）教师（客体）学生（主体）学生（主体）被组织阶段被组织阶段决定性作用决定性作用非决定性作用非决定性作用自组织阶段自组织阶段非决定性作用非决定性作用决定性作用决定性作用 8.8.体现学科特色与教学特色体现学科特色与教学特色 你所教学科的特色是什么？你所教学科的特色是什么？必须要清楚，并体现在你的教学设计之中必须要清楚，并体现在你的教学设计之中 如，语文教育就不能完全按照认知心理学的规律如，语文教育就不能完全按照认知心理学的规律来进行教

14、学。语文是一门来进行教学。语文是一门心灵心灵的学科，不能的学科，不能将语文当作将语文当作语知语知让学生来认识，而要让学生来认识，而要“以心以心会文会文”，“以情感悟以情感悟”。叶圣陶先生认为，感比知深一层。叶圣陶先生认为，感比知深一层。“知”是我与事物对立，从我知彼“感”是我与事物相融合，彼此不分以心会文 以情感悟原诗 曲径通幽处，禅房花木深曲径通幽处，禅房花木深永达旅游永达旅游江西乐安千年古樟林江西乐安千年古樟林永达传媒永达传媒4000864000高铁坐椅背后的广告高铁坐椅背后的广告曲径通幽处曲径通幽处(啤酒啤酒)，驻足品美景，驻足品美景(苍蝇）苍蝇）曲径通幽处，斜阳照深林曲径通幽处，斜阳照

15、深林 物理学的特点物理学的特点：1.1.是一门实验科学；是一门实验科学；（实验）（实验）2.2.是一门严密的理论科学；是一门严密的理论科学；（理论）（理论）3.3.是一门定量的精密科学；是一门定量的精密科学；（数学）（数学）4.4.是一是一门门具有方法论性具有方法论性质质的科学的科学（方法）（方法）5.5.是一门应用广泛的基础科学；是一门应用广泛的基础科学；（应用）（应用）初中物理教学设计要紧紧围绕初中物理教学设计要紧紧围绕5 5个特点进行。个特点进行。什么是能力？什么是能力？能力的结构是什么？能力的结构是什么？怎样围绕着物理能力进行教怎样围绕着物理能力进行教 学设计？学设计？9.掌握知识与发

16、展掌握知识与发展能力能力统一统一 依据依据形式教育说形式教育说与与实质教育说实质教育说相统一的思想，相统一的思想，我们认为人的智力，就相当于人的能力的我们认为人的智力，就相当于人的能力的“硬硬件件”，而人们通过练习而巩固的、自动化了的动，而人们通过练习而巩固的、自动化了的动作或智力的活动方式作或智力的活动方式技能，也相当于人的能技能，也相当于人的能力的力的“硬件硬件”。由于这两者均是人的大脑的功能，。由于这两者均是人的大脑的功能，因此，我们定义其为因此，我们定义其为“硬能力硬能力”。而人们通过后。而人们通过后天学习在大脑中拥有的知识、科学方法所形成广天学习在大脑中拥有的知识、科学方法所形成广义

17、知识结构义知识结构-即认知结构，其功能就相当于人即认知结构，其功能就相当于人的能力的的能力的“软件软件”，因此，我们定义其为，因此，我们定义其为“软能软能力力”。在能力结构中区分在能力结构中区分“硬能力硬能力”与与“软能力软能力”有着有着重要的意义。因为根据这种区分，我们不仅清楚了能重要的意义。因为根据这种区分，我们不仅清楚了能力中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性，更力中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性，更为重要的是，进一步明确了在能力因素中，智力的提为重要的是，进一步明确了在能力因素中，智力的提高和技能的形成主要是靠训练而达成的，而能力因素高和技能的形成主要是靠训练而达成的，而能

18、力因素中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使学生掌握。由此，我们提出能力的组成结构学生掌握。由此，我们提出能力的组成结构。智力智力+技能技能+认知结构（知识认知结构（知识+科学方法）科学方法）能力能力 上式中的智力包括注意力、观察力、记忆力、思维力上式中的智力包括注意力、观察力、记忆力、思维力和想象力，其中思维力是智力的核心。思维的过程主要有和想象力，其中思维力是智力的核心。思维的过程主要有分析、综合、抽象、概括等。思维的形式主要有概念、判分析、综合、抽象、概括等。思维的形式主要有概念、判断和推理等。技能包括动作技能和心智技能。认知结构包断

19、和推理等。技能包括动作技能和心智技能。认知结构包括知识和科学方法。可以用表括知识和科学方法。可以用表3 3概括如下。概括如下。表表3 3：能力的分类及构成因素：能力的分类及构成因素 我们认为，我们认为，“智力智力-技能技能认知结构认知结构”能力理论能力理论的提出，不仅融合了形式教育说（智力的提出，不仅融合了形式教育说（智力+技能）和实质教技能）和实质教育说（知识育说（知识+科学方法），而且与心理学的理论是一致的。科学方法），而且与心理学的理论是一致的。定义定义分类分类成分成分培养方式培养方式能力能力硬能力硬能力智力、技能智力、技能训练训练软能力软能力知识、科学方知识、科学方法法传授、探究或发传

20、授、探究或发现现物理能力理论物理能力理论1.观察、实验能力；观察、实验能力；2.物理想象能力；物理想象能力；3.物理思维能力；物理思维能力；4.物理运算能力；物理运算能力；5.运用物理知识和科学方法的能力。运用物理知识和科学方法的能力。初中物理教学设计要紧紧围绕初中物理教学设计要紧紧围绕5 5个能力因素进行个能力因素进行 高考物理能力理论 理解能力理解能力 推理能力推理能力 分析综合能力分析综合能力 应用数学处理物理问题的能力应用数学处理物理问题的能力 实验能力实验能力 抽象概括能力呢？抽象概括能力呢？课堂教学设计不能以感性经验为依据，而要课堂教学设计不能以感性经验为依据，而要以先进的教育思想

21、和教育理论为指导，这样才能以先进的教育思想和教育理论为指导，这样才能以先进的教育理论来规范教学实践，提高教学质以先进的教育理论来规范教学实践，提高教学质量，以减少实践的盲目性，增加自觉性。正是为量，以减少实践的盲目性，增加自觉性。正是为了发挥理论的指导作用，教学设计又必须把理论了发挥理论的指导作用，教学设计又必须把理论转化为教学行为，给出教学流程，明确可操作的转化为教学行为，给出教学流程，明确可操作的方法。方法。10.理论指导性与实践操作性相统一理论指导性与实践操作性相统一 有人提出：绕开理论，直达实践 开玩笑（我的评价）不愿学习理论的人，学不进去理论的人为自己开脱 没有理论的教学设计如同 瞎

22、子摸象学习什么样的理论？关键在于，学习什么样的理论？关键在于，学习什么样的理论？有用的理论有用的理论 实用的理论实用的理论 朴实的理论朴实的理论 简洁的理论简洁的理论学习什么样的理论？教学自组织理论教学自组织理论 科学方法教育理论科学方法教育理论 物理能力理论物理能力理论 原始物理问题教学理论原始物理问题教学理论 先整体先整体思考，后思考，后要素要素分析分析。没有要素分没有要素分析的综合是肤浅的，难以揭示事物的本质，析的综合是肤浅的，难以揭示事物的本质，而只有要素分析，没有综合，必然是孤立而只有要素分析，没有综合，必然是孤立的，并且缺乏整体功能。因此教学设计既的，并且缺乏整体功能。因此教学设计

23、既需要以整体为背景进行要素分析，又需要需要以整体为背景进行要素分析，又需要以要素分析为依据进行综合优化，使教学以要素分析为依据进行综合优化，使教学系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。11.整体设计与要素分析相结合整体设计与要素分析相结合其中红色箭头为主要教学思路其中红色箭头为主要教学思路深入深入影响滑动摩擦力大小因素影响滑动摩擦力大小因素摩擦力摩擦力增大和减小摩擦的方法增大和减小摩擦的方法1.压力大小压力大小滑动摩擦滑动摩擦探究探究1分分类类静摩擦静摩擦滚动摩擦滚动摩擦应用应用2.粗糙程度粗糙程度3.接触面大小接触面大小探究探究2探究探究3摩擦力摩擦力引

24、入引入 反映教学过程的发展是有客观反映教学过程的发展是有客观规律的。只有规范才能保证教学质规律的。只有规范才能保证教学质量和教学效率。但新思想、新理论量和教学效率。但新思想、新理论的运用又必须创造，创造是对规范的运用又必须创造，创造是对规范的完善与发展，二者是可以兼顾和的完善与发展，二者是可以兼顾和统一的。统一的。12.规范性与创新性相结合规范性与创新性相结合其中红色箭头为主要教学思路其中红色箭头为主要教学思路深入深入影响滑动摩擦力大小因素影响滑动摩擦力大小因素摩擦力摩擦力增大和减小摩擦的方法增大和减小摩擦的方法1.压力大小压力大小滑动摩擦滑动摩擦探究探究1分分类类静摩擦静摩擦滚动摩擦滚动摩擦

25、应用应用2.粗糙程度粗糙程度3.接触面大小接触面大小探究探究2探究探究3摩擦力摩擦力引入引入 研究摩擦力的大小与接触面的关系研究摩擦力的大小与接触面的关系 就是就是创新设计创新设计！把把力传感器引入力传感器引入就是创新就是创新 教材上没有教材上没有 与学生的物理直觉不一样与学生的物理直觉不一样 可以培养学生的思维能力可以培养学生的思维能力13、自然认知与社会认知相结合自然认知与社会认知相结合 个体在成长阶段（从婴幼儿到青少年），由个体在成长阶段（从婴幼儿到青少年），由于社会文化因素的影响，使其在对待自己以及对于社会文化因素的影响，使其在对待自己以及对待别人的一切行为，随年龄增长而逐渐变化的过待

26、别人的一切行为，随年龄增长而逐渐变化的过程。这一过程也称之为社会化。个体在社会化的程。这一过程也称之为社会化。个体在社会化的过程中，由原本单纯的自然人，通过社会环境中过程中，由原本单纯的自然人，通过社会环境中与人、事、物的交互作用，而逐渐学会与人、事、物的交互作用，而逐渐学会认识自己认识自己、了解别人，、了解别人，并进而在人际关系中学会如何并进而在人际关系中学会如何待人待人、律己、循规、守纪、律己、循规、守纪等符合社会规范的一切态度等符合社会规范的一切态度、观念和行为。、观念和行为。学校教育对儿童学校教育对儿童社会行为发展社会行为发展的研究与了解的研究与了解，与，与 认知发展认知发展同样重要。

27、同样重要。社会认知社会认知 正确对待自己 正确对待他人 正确对待社会 改变不了他人，改变不了社会，改变不了他人，改变不了社会，但可以改变自己但可以改变自己 班杜拉的观察学习理论班杜拉的观察学习理论 在价值或行为准则的形成过程中，说教的在价值或行为准则的形成过程中，说教的方法无效，班杜拉的观察学习理论最适合解释这方法无效，班杜拉的观察学习理论最适合解释这类学习。类学习。四川雅安地震英语女教师在生与死的关头四川雅安地震英语女教师在生与死的关头 让学生先走，自己后走让学生先走，自己后走 全国教师的楷模全国教师的楷模 师德灵魂的真实展现，可歌可泣。师德灵魂的真实展现，可歌可泣。班杜拉的观察学习理论班杜

28、拉的观察学习理论 班杜拉把观察学习分为注意、保持、复制和动机四个过程。注意过程：是对观察对象的特征以及活动的探究和知觉；保持过程：是将知觉到的行为转化为表象、符号等心理表征，进行编码，加以存储。班杜拉的观察学习理论班杜拉的观察学习理论 3。复制过程：是将头脑中关于行为的表象、符号等表征转化成适当的行为。4。动机过程：是在各种信诱因的激励下，决定是否观察某种行为，编码、维持、模仿有价值的行为。其中强化起着重要作用。14.14.教师与学生相互协调教师与学生相互协调 教学过程既是施教过程，又是学教学过程既是施教过程，又是学习过程。教学设计的关键是要促习过程。教学设计的关键是要促进两者的交互与协调，但

29、交互的进两者的交互与协调，但交互的出发点与落脚点都应该以促进学出发点与落脚点都应该以促进学生的全面发展为目的生的全面发展为目的。科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活科学方法是人们在认识和改造客观世界的实践活动中总结出来的正确的动中总结出来的正确的思维方式思维方式和和行为方式行为方式，是人们，是人们认识和改造自然的有效工具。在科学发展史上，作出认识和改造自然的有效工具。在科学发展史上，作出创造性贡献的科学家，除了具有博大精深的理论知识创造性贡献的科学家，除了具有博大精深的理论知识外，还掌握了先进的科学方法。外，还掌握了先进的科学方法。科学课程整体上是由科学课程整体上是由科学知识和科学方法科

30、学知识和科学方法组成的，组成的，通过科学方法揭示科学知识的获得和应用过程，并对通过科学方法揭示科学知识的获得和应用过程，并对科学知识在科学技术发展中的作用进行解读，有利于科学知识在科学技术发展中的作用进行解读，有利于学生了解人类对自然界的认识，扭转传统科学教育由学生了解人类对自然界的认识，扭转传统科学教育由于缺乏科学方法而展现给学生被歪曲的科学世界图象，于缺乏科学方法而展现给学生被歪曲的科学世界图象，从而实现学生智力发展与知识体系建构之间的平行和从而实现学生智力发展与知识体系建构之间的平行和同步。同步。15.知识教学与方法教学相结合知识教学与方法教学相结合 科学方法与科学知识虽然在本质上是统一

31、的，科学方法与科学知识虽然在本质上是统一的，但严格说来，两者又有不同的特点。科学方法与但严格说来，两者又有不同的特点。科学方法与科学知识不同，它所涉及的不是物质世界本身，科学知识不同，它所涉及的不是物质世界本身，而是人类认识物质世界的途径与方式，是高度抽而是人类认识物质世界的途径与方式，是高度抽象的。象的。科学方法也不直接由科学知识来表达，而科学方法也不直接由科学知识来表达，而是有它自己独特的表达方式，它往往隐藏在知识是有它自己独特的表达方式，它往往隐藏在知识的背后，支配着知识的获取和应用。的背后，支配着知识的获取和应用。众所周知，许多学生经过多年苦读，学习了大量科学众所周知，许多学生经过多年

32、苦读，学习了大量科学概念、规律，做了许多习题，却不能有效地提高科学素养。概念、规律，做了许多习题，却不能有效地提高科学素养。他们的科学学习如同开了中药铺子，科学知识都被分散放他们的科学学习如同开了中药铺子，科学知识都被分散放在药柜上不同的小匣子里，由于缺少科学方法而不能形成在药柜上不同的小匣子里，由于缺少科学方法而不能形成一个有机的整体。这导致他们在面临科学问题时不能迅速一个有机的整体。这导致他们在面临科学问题时不能迅速判断，稍一动笔就错误百出。在理解科学问题的机制方面判断，稍一动笔就错误百出。在理解科学问题的机制方面也是除了简单的分析外，不能准确表达自己的思想，不能也是除了简单的分析外，不能

33、准确表达自己的思想，不能完整地解决问题。许多人靠加倍的努力来改善这一状况，完整地解决问题。许多人靠加倍的努力来改善这一状况，结果却是在药柜上开了更多的匣子。结果却是在药柜上开了更多的匣子。这种情况就很有可能这种情况就很有可能导致我们的学生虽然学习了一门学科，但却没有掌握科学导致我们的学生虽然学习了一门学科，但却没有掌握科学方法。因此，这样的科学教育充其量只能说是学生学过了方法。因此，这样的科学教育充其量只能说是学生学过了这门学科，而不是掌握了这门学科。这门学科，而不是掌握了这门学科。通过对科学方法的不断了解、积累和熟练，通过对科学方法的不断了解、积累和熟练，就能使学生形成一种借助于科学方法获取

34、科学知就能使学生形成一种借助于科学方法获取科学知识的心理定势。这样，学生就能够以快捷的速度识的心理定势。这样，学生就能够以快捷的速度去获取知识，进而通过在头脑中形成认知结构，去获取知识，进而通过在头脑中形成认知结构，深刻地领会和掌握知识，牢固地记住知识。还可深刻地领会和掌握知识，牢固地记住知识。还可以使学生产生一种对问题的敏感性，并能够用科以使学生产生一种对问题的敏感性，并能够用科学方法迅速地抓住问题的要害，找出解决问题的学方法迅速地抓住问题的要害，找出解决问题的途径。这样一种心理定势，就是学生能力的表现。途径。这样一种心理定势，就是学生能力的表现。所以掌握科学方法，与学生能力的发展直接有关所

35、以掌握科学方法，与学生能力的发展直接有关。因此，科学知识只有借助于科学因此，科学知识只有借助于科学方法才有生命力，才能显示出其内涵方法才有生命力，才能显示出其内涵、色彩，格调，才能显示出其内在的、色彩，格调，才能显示出其内在的理由、作用和功能，学生学习过的知理由、作用和功能，学生学习过的知识才能真正活起来，这样才能提高学识才能真正活起来，这样才能提高学习效率。习效率。最后，科学方法作为科学的思维方最后，科学方法作为科学的思维方式和行为方式，还蕴涵着能力价值。式和行为方式，还蕴涵着能力价值。学生一旦将科学方法内化为自己的思学生一旦将科学方法内化为自己的思维方式和行为方式，就能很好地促进维方式和行

36、为方式，就能很好地促进能力的发展。能力的发展。从心理学的观点看，方法包含从心理学的观点看，方法包含强认知强认知方法与弱认知方法方法与弱认知方法，两者具有不同认知特，两者具有不同认知特点。强认知方法是特定专业领域的独特认点。强认知方法是特定专业领域的独特认知方法，往往与专业知识紧密结合，不容知方法，往往与专业知识紧密结合，不容易区分，一般与专门知识有密切关系。弱易区分，一般与专门知识有密切关系。弱认知方法是可以被运用到各种问题解决过认知方法是可以被运用到各种问题解决过程中的一般策略和方法，也属于通用问题程中的一般策略和方法，也属于通用问题解决方法，一般与智力因素有更密切的联解决方法，一般与智力因

37、素有更密切的联系。系。强认知方法就是学科方法，而弱认知强认知方法就是学科方法，而弱认知方法就是思维方法。方法就是思维方法。思维的基本过程思维的基本过程：分析分析 综合综合 抽象抽象 概括概括 思维的基本形式思维的基本形式 概念概念 判断判断 推理推理16.知识教学与思维教学相结合知识教学与思维教学相结合 沈南鹏沈南鹏(风险投资家，红杉中国创始合伙人风险投资家，红杉中国创始合伙人)是个数学是个数学天才，获得过天才，获得过全国中学生数学竞赛一等奖，全国中学生数学竞赛一等奖，19891989年考入美年考入美国哥伦比亚大学数学系。国哥伦比亚大学数学系。19901990年，从哥伦比亚大学退学，年，从哥伦

38、比亚大学退学，到耶鲁大学管理学院攻读到耶鲁大学管理学院攻读MBAMBA。他的目标是到华尔街公司工作，不过，手拿着耶鲁大他的目标是到华尔街公司工作，不过，手拿着耶鲁大学学MBAMBA文凭也不管用。一次次向华尔街公司投递简历，一文凭也不管用。一次次向华尔街公司投递简历，一次次面试，一次次被拒绝，沈南鹏的这段经历并不好受。次次面试，一次次被拒绝，沈南鹏的这段经历并不好受。很多年后沈南鹏对媒体说：很多年后沈南鹏对媒体说：“我在毕业找工作时很不顺利，我在毕业找工作时很不顺利，被很多投行拒绝，但是谁都不会写这段，别人只看到我今被很多投行拒绝，但是谁都不会写这段，别人只看到我今天的一点成功。天的一点成功。”

39、最后沈南鹏获得了一个花旗银行的面试机会。投最后沈南鹏获得了一个花旗银行的面试机会。投行的工作需要数据分析和判断，总会有一些投行在面行的工作需要数据分析和判断，总会有一些投行在面试时注意到应聘者的数学能力，而这就是沈南鹏等待试时注意到应聘者的数学能力，而这就是沈南鹏等待的机会。的机会。当天的面试题是：当天的面试题是：一个美国人在菜市场上做生意。一个美国人在菜市场上做生意。第一次，第一次，8 8美元买了一只鸡，美元买了一只鸡，9 9美元卖掉了；第二次，美元卖掉了；第二次，1010美元买了同样的一只鸡，美元买了同样的一只鸡，1111美元又卖掉了。那么，美元又卖掉了。那么，这个美国人到底是亏了，还是赚

40、了？假如亏了，应该这个美国人到底是亏了，还是赚了？假如亏了，应该亏多少？假如赚了，又赚了多少？亏多少？假如赚了，又赚了多少？那天早上，一共有三个人面试。第一位是美国人，那天早上，一共有三个人面试。第一位是美国人，名字记不得了。第二位是日本人，名字忘记了。第三名字记不得了。第二位是日本人，名字忘记了。第三位是中国人，名字叫做沈南鹏。位是中国人，名字叫做沈南鹏。美国人认为是赚了美国人认为是赚了2 2美元；日本人认为是亏了美元；日本人认为是亏了2 2美元；沈南美元；沈南鹏认为是亏了鹏认为是亏了4 4美元。美元。美国人的理由如下：美国人的理由如下：同样的一只鸡，第一次买一只，第二次买一只。同样的一只鸡

41、，第一次买一只，第二次买一只。第一轮交易：第一轮交易：8 8买买9 9卖，卖，9-8=19-8=1赚了赚了1 1美元。美元。第二轮交易：第二轮交易：1010买买1111卖，卖，11-10=111-10=1赚了赚了1 1美元。美元。两次交易相加：两次交易相加：1+1=21+1=2所以赚了所以赚了2 2美元。美元。日本人的理由如下：同样的一只鸡，一口气买两只。日本人的理由如下：同样的一只鸡，一口气买两只。第一次交易：第一次交易：8 8买买9 9卖，卖，9-8=19-8=1赚了赚了1 1美元。美元。第二次交易：第二次交易：8 8买买1111卖，卖，11-8=111-8=1赚了赚了3 3美元美元 两次

42、交易相加：两次交易相加：1+3=41+3=4本来要赚本来要赚4 4美元，但是，他只美元，但是，他只是赚了是赚了2 2美元。美元。所以，所以，2-4=-22-4=-2亏了亏了2 2美元。美元。中国人（沈南鹏）的理由如下：中国人（沈南鹏）的理由如下：同样的一只鸡，一口气买两只。同样的一只鸡，一口气买两只。一次交易：一次交易：8 8买买1111卖，（卖，（11-811-8）2=62=6可以赚到可以赚到6 6美元。美元。但是，他只是赚了但是，他只是赚了2 2美元。美元。所以，所以，2-6=-42-6=-4亏了亏了4 4美元。美元。算出赚了算出赚了2 2美元的人，说明他是美元的人，说明他是100%100

43、%的保守，走一步，的保守，走一步，算一步。算一步。算出亏了算出亏了2 2美元的人，说明他保守一次，冒险一次。美元的人，说明他保守一次，冒险一次。算出亏了算出亏了4 4美元的人，说明他对自己非常自信，决定美元的人，说明他对自己非常自信，决定全力以赴，愿赌愿输。全力以赴，愿赌愿输。风投要求的回报率是非常的高，不然就不叫风投要求的回报率是非常的高，不然就不叫“风投风投”了。通常的情况下，风投公司投资了。通常的情况下，风投公司投资1010家公司，只要家公司，只要1 1家公家公司能赚钱，整体上都不亏了。司能赚钱，整体上都不亏了。所以，投行项目经理的任务是，必须将现金利用到所以，投行项目经理的任务是，必须

44、将现金利用到极量。这也是为什么沈南鹏能胜出的原因。极量。这也是为什么沈南鹏能胜出的原因。传统教学手段不可或缺，现代化教学传统教学手段不可或缺，现代化教学手段是传统教学手段的延伸与补充手段是传统教学手段的延伸与补充两者相互补充，不能相互代替各有长处，各有所短17传统教学手段与现代化教学手段相传统教学手段与现代化教学手段相结合结合 18、原始问题教学与习题教学相结合、原始问题教学与习题教学相结合 定义定义：原始物理问题是对物理现象的原始物理问题是对物理现象的描述。描述。指自然界及社会生活、生产中客观存指自然界及社会生活、生产中客观存在且未被加工的典型物理现象和事实。在且未被加工的典型物理现象和事实

45、。典型的原始问题：定性典型的原始问题：定性 比如，比如，女子撑杆跳高的世界记录接近女子撑杆跳高的世界记录接近5m5m ，比普通，比普通跳高的记录高得多，这是为什么？请用你学过的物跳高的记录高得多，这是为什么？请用你学过的物理知识进行解释。理知识进行解释。解答：解答：1.1.运动员助跑起跳时把动能转化为竿的弹性运动员助跑起跳时把动能转化为竿的弹性势能（势能（1 1分）分）2.2.跳起后，竿的弹性势能又转化为运动员的跳起后，竿的弹性势能又转化为运动员的重力势能（重力势能（1 1分）分）3.3.因此，运动员能跳的的更高（因此，运动员能跳的的更高（1 1分）分）典型的原始问题：定量典型的原始问题：定量

46、 有些农村的家庭电路，在夜晚用电高峰时白炽有些农村的家庭电路，在夜晚用电高峰时白炽灯昏暗，日光灯无法正常启动。而到了后半夜用电灯昏暗，日光灯无法正常启动。而到了后半夜用电低峰时，白炽灯就正常发光，日光灯也能正常启动。低峰时，白炽灯就正常发光，日光灯也能正常启动。请结合有关的物理学定律，画出相关的图象，设置请结合有关的物理学定律，画出相关的图象，设置相关的物理量，用表达式说明其原因。（相关的物理量，用表达式说明其原因。（20分）分）3.原始物理问题与习题的区别原始物理问题与习题的区别 （1）物理物理 现象现象 原始原始问题问题物理物理习题习题解决解决对物理现象对物理现象进行描述进行描述抽象、设抽

47、象、设置物理量置物理量 演算、演算、推导推导（2）（3）图2 19.19.主线与辅线相结合主线与辅线相结合 以以知识知识展开为主线展开为主线 以以学科学科方法为主线方法为主线 以以思维思维方法为主线方法为主线 以以实验实验操作为主线操作为主线 以以技能技能训练为主线训练为主线 以以时间发展时间发展为主线为主线 以以空间（地点）变换空间（地点）变换为主线为主线 教学设计的主线就是教学设计的逻辑、脉络，教教学设计的主线就是教学设计的逻辑、脉络，教学设计缺少了主线，教学就是一个没有灵魂的教学。学设计缺少了主线，教学就是一个没有灵魂的教学。我的观点我的观点一般以科学方法为主线（科学方法中心论）一般以科

48、学方法为主线（科学方法中心论）知识与方法的关系 珍珠项链的珍珠（知识，显性）与细线（方法，隐性）的关系 当然，也可以以其他为主线，比如实验。20.20.教学设计要了解心理学理论教学设计要了解心理学理论 牛顿第一定律教学设计的关键是什么？牛顿第一定律教学设计的关键是什么？我的观点：我的观点：不是新课教学，而是如何破除学生头脑中不是新课教学，而是如何破除学生头脑中错误的前科学概念。错误的前科学概念。学生头脑中原来就有一个错误的牛顿第一定律：学生头脑中原来就有一个错误的牛顿第一定律：力是维持物体运动的原因。力是维持物体运动的原因。有力则物体运动，无力则物体静止。有力则物体运动，无力则物体静止。亚里士

49、多德的观点。亚里士多德的观点。当教师的新课讲完后，实际上学生的头脑中有当教师的新课讲完后，实际上学生的头脑中有2 2个牛顿个牛顿第一定律。第一定律。1.1.正确的正确的 2.2.错误的错误的 两者互不干扰，和平相处。两者互不干扰，和平相处。当学生解决简单的问题时，就会用正确的牛顿第一定律当学生解决简单的问题时，就会用正确的牛顿第一定律 当学生解决复杂的问题时，就会用错误的牛顿第一定律当学生解决复杂的问题时，就会用错误的牛顿第一定律 如何办？运用认知冲突的方式，破除学生头脑中的前科如何办？运用认知冲突的方式，破除学生头脑中的前科学概念。学概念。1.1.火车上扔钥匙火车上扔钥匙 2.2.飞机扔炸弹

50、飞机扔炸弹 3.3.轮船上跳水轮船上跳水 4.4.车厢里飞的小蜜蜂车厢里飞的小蜜蜂 二二从从密度密度概念的高端备课谈起概念的高端备课谈起初中物理初中物理密度密度的教学的教学一个引自网站的教学设计一个引自网站的教学设计 一、学习目标一、学习目标 知识与能力目标：知识与能力目标：1、通过探究认识同种物质的质量与体积成正比，比值一定；不、通过探究认识同种物质的质量与体积成正比，比值一定；不同物质的质量与体积比值不同；同物质的质量与体积比值不同；2、知道密度的定义、公式、单位，理解密度的物理意义会查密、知道密度的定义、公式、单位，理解密度的物理意义会查密度表；度表；3、能用密度知识解决简单的实际问题。