第五章 物理教学原则与教学模式

为什么氢气球到了高空会爆炸？ －－空气密度减少，压强降低；
铁轨上撒得碎石做什么用？ －－减震， 降噪；
海市蜃楼为什么会出现在沙漠和海面，而不是普通 陆地？
－－光折射条件；
1.2 物理教学的实践性原则
实践性指：由物理学科特点和中学生认知规 律所决定的教学实践；以及由物理与技术、 物理与社会紧密联系所决定的教学实践。 (1) 重视物理观察与实验的教学实践； (2) 坚持物理与技术、社会联系的教学实践。
例：“阿基米德原理”的教学－－让学生探究发 现影响浮力大小的因素 （1）创设情境，提出问题 用多媒体演示图1所示的万吨 巨轮在大海中的航行
用实验演示图2所示小铁钉 和鸡蛋沉入水底，而较重的 铁盒则能漂浮在水面。
问题： 1）钢铁制造的万吨巨轮可以漂洋过海，一个小小 的鸡蛋却会沉入水底。为什么？ 2）轻小的铁钉沉入水底，重的铁盒漂浮在水面。 为什么？ 学生可能猜测的因素：物体的重力、物体的体积、 物体的密度、液体的密度、物体浸入液体的体积、 深度等等。
（1）重视物理观察与实验的教学实践 从科学家来看，物理学家总是先通过观察与 实验认识物理对象特征，进而凭借理性思维 提出假说，建立理想模型，运用数学对假说 进行定量描述，最后还要用观察与实验对定 量描述的内容加以检验和修正，使假说成为 科学结论，从而完成物理理论建立的“第一 次循环”。
如果出现了解决不了的问题，则需采用更先 进的观察实验手段、数学手段或其他手段， 进入下一层次的循环，以达到认识的深入和 理论的更趋合理和完善。
1、促使综合协调 2、促进积极的接受学习 3、引发使教材系统化方法 4、清晰性
2.4 科学探究教学模式 （1）对探究性学习的理解：探究性学习并不仅仅 是学习和运用某一知识，而是在学习过程中获得一 种体验。体验是一种心理历程，没有体验就不可能 有所感悟，所以，探究性学习是一种体验性教育。 （2）传统教学与研究性学习的教学有何区别？ （3）物理教学中探究性学习的几种类型： 知识发现型；问题讨论型；实验探究型
(2) 坚持物理与技术、社会联系的教学实践 我们说，物理科学提供知识，解决理论问题； 技术提供应用知识的手段和方法、解决实际 问题；社会则要求以一定的价值观念作指导， 使物理科学与技术相结合真正造福于社会， 这就是我们对物理学科教育中渗透STS思想 的理解。
1.3 物理教学的趣味性原则
趣味性指：教师乐教学生乐学，而且共同创 设愉快的物理学习情境。 （1）科学美 （2）教师的情感投入（显现美的教学内容 、 选择美的教学手段、运用美的教学语言、表 现美的教师仪态 ）
2.2 认知发现学习模式
布鲁纳（J.S.Bruner，1915－），美国著名的认知 心理学家和教育家。主要研究知觉与思维方面的认 知学习，并在此基础上形成了他自己的教学理论。 从心理学角度看，受皮亚杰、维果斯基、格式塔学 派和托尔曼等人的影响，从哲学角度看，受皮尔斯、 詹姆斯和杜威实用主义的影响，尤其是杜威的影响。 1960年出版《教育过程》。
（4）操作程序： 提出问题－－进行猜想与假设－－制定计划与 设计实验－－进行实验与收集证据－－分析与 论证－－评估－－交流与合作 （5）探究教学模式的特征： 1）问题性（关键） 2）过程性（重点） 3）开放性（难点） 授课内容：运动快慢的描述－－速度
新教材：通过对照两种评价运动快慢的实例：甲、乙 运动员的100m赛跑和A、B汽车（相同时间）的行程， 引入速度概念。
2.3 先行组织者意义学习模式
美国著名的教育心理学家奥苏贝尔认为，学生的学 习主要是通过对语言文字所表达的概念、原理和事 实的意义理解来获得知识的。
这些语言文字或符号所表述的新知识与学习者认知 结构中已有的有关旧知识建立一种实质性的 (substantive) 、非人为的(noarbitrary)联系过程，即 认知结构同化过程，称之为意义学习。这既是有意 义学习的定义，也是划分机械学习与有意义学习的 标准。
奥苏贝尔将学习的发生分成两个维度：
根据奥苏伯尔的有意义学习说，只有有意义的学习， 才能使教学所涉及的新知识、新观念与学生头脑中 已有的知识经验建立起实质性的、非人为的联系。 为了改进学生的认知结构和促进新知识的保持，奥 苏贝尔提出了先行组织者理论。 所谓先行组织者：指安排在学习任务之前呈示给学 习者的引导性材料，它比学习任务具有更高一层的 抽象性、概括性和包摄性。
首先，物理教学中一个重要的指导思想即“物理教 学的全过程，学生都应当是学习的主体”。
也就是说：物理教学过程中，不仅要尊重学生的人 格、尊严和权利，更要实现学习主体－－学生在心 理行为上发生自我调节，发生知识的正迁移，从而 培养能力，提高物理科学素养。 其次，物理教学应当体现物理学科独特的基本观点。 如：实验的观点；量的观点；统计的观点；守恒的、 对称的观点。
（2）利用仪器、材料，提出假设 仪器：弹簧秤、密度不同的几种液体、三块体积相 同的不同金属、三块体积不同的同种金属等 假设：浮力大小与液体密度和物体浸没在液体中的 体积有关，与其他因素无关
（3）检验假设， 展开讨论
（4）得出结论 阿基米德原理F浮=G液=ρ液gV排（G液表示物 体排开的液体所学科的基本结构，但不是现成的答案，倡导知识 的发现学习。 认知发现学习模式的教学过程是： 操作或阅读－－诱导－－再操作或阅读－－发现－ －理解 注意突出四个特征： 强调学习过程；强调直觉思维；强调内在动机；强 调信息提取。
认知发现法教学的基本步骤： （1）创设问题的情境，使学生在这种情境 中产生矛盾，提出要解决的问题； （2）学生利用教师与教材提供的材料对所 提问题给出解答的假设； （3）从理论和实践上检验自己的假设，有 不同观点可展开讨论； （4）对争论作出总结，得出共同的结论。
1.4 物理教学的全面性原则
全面性指：物理教学中，师生在认识和做法 上要考虑周全。 一、既要面向全体学生，又要因材施教 二、既注重知识学习，又注重能力培养和科 学素养的提高 三、既要继承又要发展
2. 物理学科的教学模式
2.1 物理教学模式的基本要素 2.2 认知发现学习模式 2.3 先行组织者意义学习模式 2.4 科学探究教学模式
教师1：借助学校良好的多媒体教学设施，精心准备 了丰富的相关录像，播放历时约7min，之后引入运 动快慢的描述问题；
教师2：按教材所给数据，为了让学生动脑动手，抽 取了男、女生各1名上台计算位移（路程）s与时间t 的比值（共4个值），历时约5min，之后引入课题；
教师3：提供让学生思维的材料：请学生们 回想运动员的100m赛跑场面，并思考裁判 和自己（观众）评价运动员快慢的指标有何 不同？结论是否一致？给予2min时间，让 学生主动探究、驰骋其思维的骏马，然后流 畅地引入话题。
1.1 物理教学的科学性原则 1.2 物理教学的实践性原则 1.3 物理教学的趣味性原则 1.4 物理教学的全面性原则
1.1 物理教学的科学性原则
“科学性”指：物理教学过程中教学思想、 内容、方法的正确、准确与先进。 一、教学思想的科学性 二、教学内容的科学性 三、教学方法的科学性
一、教学思想的科学性
二、教学内容的科学性 教学内容包括使用教材的内容和师生在课堂上进行 双向交流的内容。 1. 教材的科学性： （1）教材体现的知识结构体系是科学的； （2）教材对物理教学具有科学性。 2. 师生交流内容的科学性： （1）表述的物理知识内容要准确无误； （2）阐述物理规律要讲究逻辑思维的严密
三、教学方法的科学性
在中学物理教学过程中，要做到两点： （1）注重对学生的启发教育； （2）符合学生认知规律。 做到这两点的教学方法才是科学的。
“循序渐进”：中学物理教材的编写是按问题 从易到难，从简单到复杂的顺序步步深入的。 我们注意教材的前后连贯和新旧知识之间的 内在联系；经常复习巩固，及时发现和补救 在知识和能力中的缺陷，使教学连贯进行， 使中学生学习物理从不懂到懂，从懂到熟练 掌握，从学会到会学……
Ａ中桌面光滑，没有摩擦 Ｂ额外增加一外力 Ｆ，桌面光滑 Ｃ中水平方向施加一外力，桌面有摩擦 Ｄ中外力方向斜向上，桌面有摩擦
看到汽车在跑，为什么汽车的轮子是圆形的？ －－滚动摩擦；
为什么自行车前后两轮与地面的摩擦力是相反的？ －－主动与被动；
拉车为什么比推车省力？ －－正反力矩；
为什么质量好的镜子表面很光滑？ －－镜面反射；
系统科学三原理：学生学习的过程不是信息单向 流动的过程，而是师生之间、学生之间相互交流， 共同成长的过程。
（2）教学目标：指某个教学模式所能达到的教学 结果，它在教学模式的构成因素中居于核心地位， 对其他因素有制约作用。 在设计教学过程、构建物理教学模式时，应从三个 维度来构思教学内容和教学活动的安排。即，在构 建教学模式时，总是根据具体的教学内容，努力使 模式能达到的教学结果符合《物理课程标准》所规 定的教学目标。
2.1 物理教学模式的基本要素
一个完整的物理学科教学模式应当包括： 理论基础； 教学目标； 操作程序； 实现条件。
（1）理论基础：指构建一个模式的教学理论或教 育思想，是模式的灵魂和精髓，它反映了模式的 内在特征。
建构主义学习理论：学习者必须积极参与学习活 动，主动运用自己原有的经验选择、理解学习内 容，改造和发展自己的经验，经历两次自我调节 过程。
故，物理学是以科学观察和实验等实践活动 为基础建立起来的科学，该特点也决定了物 理学的概念、规律都植根于观察与实验。
从中学生来看，学生学习物理，获得感性认 识是他们形成概念、掌握规律的前提。通过 观察实验，再现生动、鲜明的物理事实，使 教师要教、学生要学的物理知识被活化和物 化，使学生真正掌握物理知识，这对智力发 展水平处于“过渡期”的中学生来说，无疑 是必不可少的。
例：梅耶为一段科技材料设计的一个先行组织者。
雷达的工作分五个基本阶段：
（1）传播――发送出雷达脉冲。 （2）反射――脉冲击中遥远的物体并返回。 （3）接收――反射来的脉冲返回原处。 （4）测量――测量出传播和接收两者之间的时间量
（5）换算――因为脉冲的传播速度恒定不变，上面 测到的时间量可以转换为距离的度量。
s=
km
中学物理先行组织者教学模式的实施步骤
阶段 阶段1：先行组
织者的呈现
阶段2：学习任 务或材料的 呈现
阶段3：增强认 知组织
教学活动
1、阐明本课题的目的 2、呈现组织者：确认正在阐明的属性；给予
例子；提供上下文；重复。 3、促使学习者意识到相关知识和经验
1、使组织显而易见 2、使学习材料的逻辑顺序外显化 3、保持注意 4、显现材料
（3）操作程序：指教学过程中，在时间上展开的 逻辑步骤及每个步骤的主要做法。任何教学模式都 具有一套独特的操作程序和步骤。
不论哪种操作程序，都应强调三点：1）程序简单、 结构清晰，易于教师操作；2）能体现学生是学习 的主体；3）强化问题意识，从多方面培养和提高 学生能力与科学素养。
（4）实现条件：指促使教学模式发挥效力的各种 条件，诸如教师、学生、教学内容、手段、时间、 空间等的最佳组合。
第五章 物理教学原则与 教学模式
1. 物理学科的教学原则 2. 物理学科的教学模式 3. 中学物理教学模式的案例
1. 物理学科的教学原则
教学原则：依据已发现的教学规律和一定的 教育目的，对教师和学生提出的在教学过程 中必须遵守的基本要求。 它既是教学规律的反映，也是社会要求的反 映。既涉及教师的教，“教什么、怎样教” 的问题，也涉及学生的学，“学什么、怎样 学”的问题。