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1、中学物理教学论,杨坤 2009年9月,专题三 中学物理教学的目的和要求,一、物理课程二、物理教学大纲三、物理课程标准四、物理教材,一、物理学与物理教育,物理是探究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学。物理学：实验科学，理论科学，方法论性质，物理知识和研究方法应用于各学科及生产、生活技术领域，深化了人类对自然的认识，发展了人类思维。物理教育：体现物理学自身及其与经济、文化和社会发展的关系，提高学生科学修养、促进学生全面发展。,物理科学与物理课程,物理科学：研究物质结构、物质相互作用和运动规律，以及如何应用它去认识自然、改造自然的一门系统知识体系。物理课程：按照教学目的、要求以及学生的认识规
2、律，有计划的选取物理科学的内容，并将其改造为学习的一门课程。制定物理课程：根据学校的性质、任务，物理学科的内容、特点、方法，学生的年龄、心理特征，社会需求以及教学设备和条件，加以选择、组织和安排。,物理科学概述:,1、物理学发展的历史脉络物理学的发展一般分为三个主要时期：即古代物理学时期、经典物理学时期和现代物理学时期。（1）古代物理学时期古代物理学的发展主要集中在中国、古希腊罗马和阿拉伯等少数国家和地区（2）经典物理学时期经典物理学时期是从伽利略研究地面上物体的运动开始的。牛顿提出了三大定律，完成了物理学发展史上的第一次大综合；能量转化与守恒定律的确立，使第二次大综合；物理学的第三次大综合是
3、19世纪60年代建立了经典电磁场理论，并最终导致了场物理学的诞生。（3）现代物理学时期相对论和量子物理学诞生。,2、物理学研究方法的演化物理学研究方法的演化一般也分为三个主要时期：即古代时期、经典时期和现代时期。（1）古代时期此时的物理学研究方法比较原始，主要靠人的感官直接观察自然界，用猜想去解释自然界。代表性的有：亚里士多德的逻辑方法和阿基米德的实验方法。(2)经典时期此时注重经验，并对经验进行有机结合。代表性的有：伽利略的手控实验法、培根的实验归纳法、笛卡儿的演绎法、牛顿对各种方法的综合运用以及自然辩证法。（3）现代时期最显著的特点在于科学发现的方法上发生了根本性转变，以探索性演绎法取代了
4、经验归纳法，也就是“假说演绎”法。,我国中学物理课程的演变,我国早年的教育重文轻理，学校只开设文科课程，直至19世纪末受西学影响开始创办新型学校，设立包括物理知识的格致课，无力知识才被正式列入学校课程。1941年国民党政府颁布的修正初、高级中学课程标准中，列出的初、高中教材内容有大量重复，呈“同心圆放大”安排。1952年12月新中国颁布了第一个中学物理教学大纲（草案），它是以当时苏联物理教学大纲为基础编订的。1956年又参考苏联新的教学大纲，编订了中学物理教学大纲（修订草案），使物理内容由“同心圆放大”变为“螺旋式上升”，并由人民教育出版社编写了高中物理学，这是人民教育出版社第一次出版高中物理
5、教材。1958年对高中物理提出“砍、换、补”的方案，各地开始自编教材，这标志着由模仿苏联进入自编的探索发展阶段。1963年教育部印发了全日制中学物理教学大纲（草案），强调传授知识的同时，注重在工农业生产上的应用。,1978年1月教育部颁布了全日制中学物理教学大纲（试行草案），其相应的教材也在1978年在全国推广使用。但太难，要求过高。1983年10月教育部颁布高中物理教学纲要（草案），实行两种教学要求。1986年4月，全国人大代表大会通过了中华人民共和国教育法，决定修订1978年大纲，修订后的全日制中学物理教学大纲于己于1987年秋开始施行。1990年参照国外发达国家的教育模式，国家教委在19
6、90年3月印发了现行普通高中计划的调整意见，学科课程采取必修课和选修课两种形式。义务教育阶段初中物理课程改革在1991至1993年进行试点。1994年正式开始实施。在此基础上，教育部颁发了全日制中学物理教学大纲（试用本）。从新中国成立以来至2000年的物理课程的规划和实施，不难看出，物理课程基本上属于学科中心，国家对于物理课程的目的和实施主要通过教学大纲予以界定。尽管颁布了多部大纲，但主要工作还是停留在修订和完善工作上，并没有对课程实施根本性的变革。,世纪末发达国家物理课程改革的共同特点,1.重视最基本的基础知识学习2.注重能力培养3.注重科学方法和科学价值观的培育4.重视个性化教育,培养创新
7、精神和实践能力5.强调科学教育与人文教育的整合与统一,渗透STS教育思想,制定物理课程应遵循的原则：,1、体现物理学的基本内容、思想和方法实验科学、逻辑体系、数学表征、理论科学、方法论、科学观、科学态度、科学精神、科学实践、创新意识2、社会需求、学校性质和任务教育目标-社会经济文化发展、全民族科学素养、社会公民,3、学生身心发展规律、特点13-18青少年期，逐渐长成、求知欲强，具体形象思维进入抽象逻辑思维，初步形成人生观和科学观。课程内容深度、广度、结构可接受、可促进学生发展。4、适应各地办学条件和实际情况各地区经济文化发展不均衡，教学软硬件设施，实事求是，地方课程，校本课程，个人课程。,二、
8、物理教学大纲,教学大纲：根据教学计划中规定的目的、任务而编写的指导性文件，以纲要的形式规定每一学科的教学目的、课程安排、教学内容、教学中应注意的问题、教学内容和要求。是学生必须达到的最低标准。教学大纲是编写教材和教师进行教学的主要依据，检查和评定学生学业成绩、衡量教师教学质量的重要标准。中学物理教学目的：教授基础知识及其实际应用，培养学生的能力，激发学习兴趣、树立高尚道德品质。,九年制义务教育全日制初级中学物理教学大纲（2000年试用修订版）规定初中物理教学目的：,1、引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用，了解物理学在科学技术和社会发展中的重要作用。2、培养学生初步的观察、实验能力，初步分
9、析、概括能力和应用物理知识解决简单问题的能力。3、培养学生学习物理的兴趣、实事求是的科学态度、良好的学习习惯和创新精神，结合物理教学对学生进行辩证唯物主义教育、爱国主义教育和品德教育。,全日制普通高级中学物理教学大纲（2002年版）中规定的教学目的：,1、引导学生学习物理学基础知识及其实际应用，了解物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系。2、进行科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力，科学思维能力，分析和解决问题的能力。3、培养学习科学的兴趣和实事求是的科学态度，树立创新意识，结合物理教学进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。,我国中学物理教学目的的实质和要求：,1、学习物理基础
10、知识：物理学最核心的基本知识。今后进一步学习科学技术、参加劳动生产和有关实际工作所必备的。现代工农业生产和科学技术中应用最广泛的，物理学科结构中的主干知识。使学生具有与现代生产和现代科学技术发展相适应的中等文化修养。处理知识时：探索、认识过程的结晶；物理知识与社会、生活的联系；主次轻重。重点知识：领会、巩固、运用一般知识：扩大学生演技的常识性知识，初步印象、了解要点或大意。,2、培养能力知识：实践活动中对客观事物的认识和总结，反映自然现象和事物本质属性的概念和规律。能力：完成某一活动的一种个性心理特征，是认识事物探索知识和运用知识的本领。知识-能力，掌握知识-发展能力，能力-知识的快慢、深浅、
11、难易和巩固程度，能力的提高-知识的掌握提供有利条件。讲授知识-能力培养，能力-开发新知识、创造新方法。,中学物理教学应培养观察、实验能力，思维能力，分析解决问题能力，创新意识和能力。,（1）、观察、实验能力观察：有目的、有计划地运用各种感觉器官，了解周围环境、事物和现象的一种直觉过程。实验：在人为控制条件下，利用仪器、设备，突出自然界或生产中的物理现象的主要因素，使它反复再现，从而发现其中的规律的过程。观察能力：有目的观察，抓住主要特征，明确现象出现的条件，自然观察和实验观察。实验能力：掌握实验技能和方法，自己创造实验观察条件，进行操作取得数据，处理数据，得出结论。正确使用基本测量仪器和设备、
12、操作、观测、读取数据、处理数据，归纳得出结论，并写出书面报告。,（2）、思维能力思维：人脑将观察、实验所取得的感知材料进行加工，上升为理性认识的过程。思维过程：分析：在头脑中把某一事物的整体分解为部分，从而把个别的方面与特性分解出来加以认识的过程。综合：分析的逆过程，在头脑中把整体的各部分、各种特性和各个方面联系并结合起来，从而达到对整体有更进一步的认识。抽象：头脑中将事物的有关因素与无关因素区分开来，把有关因素中最本质的因素抽出来。概括：头脑中把抽象出来的各种现象或现象之间的共同因素结合起来并推广到同一类事物上去的过程。,思维形式：概念、判断、推理对于初中：指导学生认识大量的物理现象或科学事
13、实，并在此基础上学会初步的分析、初步的概括，并且培养学生独立思考的习惯。对于高中：在初中学生已有的初步分析、概括能力的基础上，突出抽象和概括以及科学的推理。中学物理所研究的对象和过程，多是利用科学理想化的方法建立起来的理想化模型和理想化过程，如质点、刚体、理想气体、点电荷、光滑表面、匀速直线运动、匀速圆周运动、等温变化、绝热变化等，都是对现实进行的一种高度抽象和概括。,科学推理是根据一个或一些已知事实或结论，推出另一个新的结论的思维形式，按照思维进程可分为：,归纳推理：个别性结论-一般性规律，思维过程是：根据观察、实验获得的资料，分别得到关于一些个别事物的知识，再经过分析概括，得出一般性的规律
14、。演绎推理：一般性结论-个别性结论。思维过程是：根据已知的一般性规律，通过分析，并限制条件，运用数学的推导，得出个别性的规律。如，质点运动学+动力学规律-动量定理及动能定理，分别描述力对时间积累过程和力对空间积累过程的规律。,类比推理：从个别结论-个别结论，思维过程是：根据两个或两类对象的个别属性相同，推出他们的其他属性也可能相同的结论。其结论是或然的，仍需多次实践检验，提高类比推理可靠程度的方法是进行多次比较，多属性比较。教学过程中的应用：通过概念的形成、模型的建立、规律的得出、问题的解决、培养学生分析、综合、抽象、概括、推理、想象等思维能力。,（3）、分析和解决实际问题的能力教给学生分析问
15、题和解决问题的思路和方法，注重构建物理图像，根据问题的要求和计算方便，确定研究对象，并把它看做是物理学中的某个理想模型，分析研究对象所处的状态和状态如何变化。,（4）、创造能力创造：新的、原来没有的东西，新方法、新思想，高级（前所未有）、中级（产生一般的社会价值）、初级（对个人的发展有价值）。学生学习的创造：发现问题，提出问题，能够用自己的语言科学地表达所学的知识，把知识重整化，有新意的小论文小制作等。创造性学习特点：重视思维的敏捷性、灵活性，能够用广泛的观点，多方位多途径地迅速的进行思考；注意事物之间的差异，对问题的缺欠非常敏感，善于在经验或学习知识的基础上，大胆想象，构建新的图像，提出自己
16、的看法，并勇于尝试。,3、培养高尚的品格品格：品德和性格，高尚的品格能使人成为真正的主体，使人产生对自然、社会和人际交往的需要，才能有目的、有选择地、有浓厚的兴趣去认识客观世界。（1）、激发学习兴趣兴趣：人要求认识客观事物、获得新知识的一种积极的心理表现，是顺利取得知识、开阔视野、丰富精神生活和不断推动学习的强大动力。好奇-喜爱入门-成果-意志,（2）、培养科学态度科学态度：是指人对事物符合自然、社会思维等规律的看法和行动。尊重事实、实事求是、严肃认真、按科学规律办事。具体的讲：喜爱新事物、新尝试、不固执己见、破除迷信、怀疑之心、批判意识、尊重理论、尊重实验数据的正确性、渴望获得完全的知识、接
17、受概率性等。,（3）、培养科学习惯习惯：人在一定情境中自动地去进行某种动作的需要或特殊倾向。良好的物理学习习惯有：善于观察、勤于动手实验、思考；爱护仪器、设备，节约器材遵守操作规则，提出问题，发表自己的看法，探索知识勇于实践，应用知识解决问题，积极进取，团结合作，开拓创新等。（4）、科学的观点、理想、信念辩证唯物主义的观点：物质观、运动观、联系发展观、规律观、实践观。,三、物理课程标准,课程标准：规定某一学科的课程性质、课程目标、内容目标、实施建议的教学指导性文件。新课程改革的核心理念：为了中华民族的复兴!为了每位学生的发展！,全日制义务教育物理课程标准的主要特点：,1、注重学生发展，面向全体
18、学生终身学习的兴趣、习惯及一定的学习能力2、从生活走向物理，从物理走向社会社会生活实际，STS教育3、注重科学探究，提倡教学方式多样化经历科学研究过程，实验、创新、信息技术4、注重学科渗透，关心科技新成就自然科学、人文精神4、改进评价体系多元发展性评价、档案式评价、活动、实验、制作、讨论表现评价，终结性评价和形成性评价并重。,标准与大纲的区别：,1、课程价值取向从精英教育走向大众教育2、课程标准将物理课程目标界定于学生素质的全面提高3、在课程目标上阐述更全面、合理4、课程标准关注课程实施过程5、课程管理从刚性转向弹性,高中物理课程标准介绍：,高中物理课程是普通高中基础课程中科学学习领域内的一门
19、课程，它与九年制义务教育物理或科学课程相衔接，注重进一步提升全体高中学生的科学素养。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能，帮助学生体验科学研究过程，了解科学的研究方法。有利于增强学生创新意识和实践能力，发展学生探索自然的兴趣与激情，帮助学生认识物理学对科技进步和经济社会发展的影响，为学生的终身发展形成科学世界观和科学价值观奠定基础。,高中物理课程标准的设计思路：,高中物理课程培养目标：进一步提高科学素养，满足全体学生的发展需求课程基本理念：课程目的-提高全体学生的科学素养课程结构-注重基础性，体现选择性课程内容-体现课程时代性、基础性和选择性课程实施-注重资助学习，提倡教学方式多
20、样化课程评价-更新评价观念，促进学生发展,课程目标：,知识与技能；过程与方法；情感、态度与价值观课程结构：必修模块：物理1、物理2选修模块：物理1-1、物理1-2 物理2-1、物理2-2、物理2-3 物理3-1、物理3-2、物理3-3、物理3-4、物理3-5,内容标准：,一、科学探究及物理实验能力要求二、必修模块式为全体学生设计的，旨在引导学生学习基本的物理内容，了解物理学的思想和研究方法，初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响。必修模块有两个：物理1（运动的描述，相互作用于运动规律），物理2（机械能和能源，抛体运动与圆周运动，经典力学的成就与局限性）。,三、选修课程是在必修的基础上为满足
21、学生的学习需求而设计的，在这些选修课程中既考虑了学生的基本学习需求，又为学生的进一步发展提高了空间，既为学生设计了合适其兴趣爱好和能力倾向的不同模块，又考虑了不同模块的相互联系和共同要求。选修模块共有3个系列，由10个模块组成。,选修系列1侧重物理学与社会科学、人文学科的融合，强调物理学对人类文明的影响，共有两个模块：选修1-1（电磁现象与规律，电磁技术与社会发展，家用电器与日常生活）选修1-2（热现象与规律，热与生活，能源与社会发展）,选修系列2侧重从技术应用的角度展示物理学，强调物理学的应用和实践，共有三个模块：选修2-1（电路与电工，电磁波与信息技术）选修2-2（力与机械，热与热机）选修
22、2-3（光与光学仪器，原子结构与核技术）,选修系列3在注重物理学的应用和社会意义的同时，较系统的介绍物理学内容，进一步强调物理学研究思想和方法，共有5个模块选修3-1（电场，电路，磁场）选修3-2（电磁感应，交变电流，传感器）选修3-3（分子动理论与统计思想，固体、液体与气体，热力学定律与能量守恒，能源与可持续发展）选修3-4（机械振动与机械波，电磁振荡与电磁波，光，相对论）选修3-5（碰撞与动量守恒，原子结构，原子核，波粒二象性）,实施建议：,教学建议，教科书编写建议，课程资源开发和利用建议，学生评价建议。高中物理课程标准的主要特点：基础性，多选择性。设置了两个共同必修模块，10个选修模块，
23、每个模块占两个学分，学生完成两个共同必修模块之后可获得4个学分，接着必须再选学一个模块，以便完成6个必修学分的任务。之后学生还可根据自己的兴趣爱好、能力倾向以及今后的发展需求，继续选学若干选修模块。值得指出的是：在目标中突出了创新意识、创新精神，其重点是培养学生创新思维。,四、物理教材,教材：根据课程标准编写的学生用书，是本学科的科学思想、科学知识、科学方法和科学品德的载体，具有科学文化的继承和传播的作用。物理教材编写的原则：（1）思想性与科学性相结合：内容正确无误，体现辩证唯物主义世界观和方法论。（2）理论和实践相结合：知识和生活实践和社会实践相结合，感性知识和理性认识结合，系统理论和应用理
24、论分析解决实际问题结合。（3）激发兴趣与启发思考相结合：内容体系、语言、思维符合青少年的认知规律，少精活，代表性启发性成果性。（4）内容与形式相结合：深广度、可读性，通俗易懂，表达清楚，层次分明。,五、国际课程改革沿革：,个人本位主义社会本位主义学科本位主义,两种现代课程思潮：,20世纪60年代：学问中心课程思潮突出有组织的学科知识结构，概念、原理、法则20世纪70年代：人性中心课程思潮强调体验与活动的重要性20世纪80年代后：建构主义课程思潮,20世纪后半叶的课程改革：,学问中心课程背景：20世纪50年代开始的科学技术革新，知识技术的量的增大、质的变化变革思想：20世纪前半叶的课程旨在以社会
25、有用性和基于儿童兴趣爱好的知识为材料加以锻炼，60年代之后以拥有原理、基本概念的结构化知识锻炼学生的探究态度和探究能力为主旨。重视认知侧面，缺乏对儿童情意侧面的考虑，陷入主知主义，儿童不能领会学科学习的意义，丧失学习兴趣、动机和自信，学校没有人情味。,人性中心课程改革学问中心课程的弊端，重视学生的兴趣、动机等情意侧面，培育完人。基本原则：情意与认知的统整。通过基本概念和探究过程习得思考方式，从生活、实践、问题出发组织活动，以儿童感兴趣的材料为中心组织探究性、集体性、体验式的学习活动，儿童对社会、生活现象感兴趣，领悟问题，为确立自己的假设而兴奋，关注伙伴的思考，畅谈针锋相对的见解，求得共识，是一
26、种智慧的、情感的、集体的学科学习，真情实感的把握所学知识的意义。,建构主义课程观多尔“学习不是行为变化，而是基于人的反省性思维的人的成长”。学习=读书=背书学习=唱唱跳跳=动动手脚学习=理解+创造具体问题情境下，心理内的、心理间的相互作用过程中的社会建构，关注知识的主观与客观、接受与发现、明确与默会，建构开放的、丰富的教育关系，展开基于真实问题情境的课程设计，主题学习、案例学习、项目学习、服务学习、投入学习。关注知识与经验、过程与结果、生成与预设、主动与互动、自立与合作的内在统一。,两种课程原理：线性-非线性泰勒原理：,线性模式：强调技术性、精确性和确定性，泰勒原理：教育哲学和心理学基础上选择
27、教育目的，并转译成行动-教育目标-课程编制和教学法设计-作为课程实施与评价基准。基于行为科学的课程理论。目标模式：目标分析-调查能够应对社会变化的学校的作用和功能，决定教育目标。开发研究-具体的分解不同学校阶段，不同种类学校，不同的学科，决定内容。推广研究-把具体的课程在学校教育中加以实施。评价研究-根据课程实施效果的评价，提出推广策略。,阿特金的批判：目标模式是高度行为导向，生产模式在学校教育中的应用。,多尔原理,非线性模式：注重非技术性、形成性和不确定性3S，科学、故事、精神丰富性原理：课程的深度、层次、多种可能性或多重解释，在教师、学生和文本之间不断协调回归性原理：学习者通过与环境、与他人、与文本反思型相互作用形成自我感，没有固定的终点、起点关联性原则：教育关联（文本、教师、学生、环境形成网络），文化关联（课程的母体与其他文化的关联）。关联到全社会、全生态、全宇宙。严密性原理：多样性、多选择性、开放的，每一种观点都有特定的假设。,现代课程论与后现代课程论,现代课程论：线性的，植根于经验主义、科技主义和实证主义，其宗旨在于预测和控制。后现代课程论：解构行为目标、标准化测量、量化研究及一切科技主义。寻求解释、表现与理解，崇尚非线性、不确定和模糊性。,谢谢！,
