第八章 第2节 (1)

物理概念教学中要帮助学生建立丰富的表象，就必须设计恰当的教学策略。教学中主要采取 以下策略： 策略 1：用演示实验或学生实验帮助学生建立表象 教学设计实例：失重教学中，在有小孔的大塑料瓶中装一些水。瓶子静止放在桌子边上时， 水从小孔流出。让瓶子从某一高度自由下落，引导学生观察水是否从小孔流出。将瓶子抛出去， 观察其运动过程中，水是否从小孔流出。 通过上述实验，帮助学生建立失重的表象，为建立失重的概念获得丰富的感性认识。 策略 2：利用实物、模型、视频和图片等直观教学帮助学生建立表象 教学设计实例：电容器的教学中展示电容器，让学生认识电容器的外形和两个电极。接着拆 开一个电容器，让学生了解电容器的两块极板和极板之间的介质，介绍时要突出主要构件——极 板和介质。 通过实物帮助学生建立电容器的表象，这些感性材料对学生的学习是十分有益和必要的。 策略 3：用语言形象地描述有关概念的例证，引起学生联想帮助其建立表象 教学设计实例：机械运动的概念教学中，描述日常生活中物体运动，比如翱翔的雄鹰，天上 飞行的飞机，火车的运动，高速公路上汽车的行驶等等，引起学生的联想，帮助学生建立物体运 动的表象。 策略 4：利用学生的生活经验建立表象 教学设计实例：惯性概念的教学中，让学生说说坐公交车时汽车启动和刹车时发生的现象， 引导学生分析这些现象，帮助学生建立“物体有保持原来运动状态不变的性质，即惯性”的表象。 （2）引导学生进行思维加工的教学策略 引导学生进行思维加工的具体策略有： 策略 1：引导学生对例证的关键特征进行归纳 教学设计实例：弹力概念的教学中，呈现出一组“形变”的实例，如弹簧的拉伸和压缩形变； 钢直尺的弯曲形变；利用光学放大演示桌面的微小形变；细软线的微小拉伸形变；篮球击地时的 形变；橡皮泥不可恢复原状的形变等。引导学生对上述实例进行分析与综合的思维加工，找出其 中的个性与共性，通过归纳与概况的思维加工，形成形变的概念，并且对其进行分类。如以力的 作用效果，可分为拉伸形变、压缩形变、弯曲形变等；以物体形变的改变程度，可分为明显的形 变和微小形变；以形变后能否恢复原状，可分为弹性形变和塑性形变。 从概念的正例入手，归纳概括一类事物的本质特征，是概念形成的基本方法。应用这种方法 时，要注意例证的代表性和典型性。同时，为了防止学生对概念的理解受特定例证的影响，在呈 现例证时要注意无关特征的变化性。 策略 2：引导学生进行科学抽象 教学设计实例： 电场强度概念的教学中， 分析在点电荷的电场中， 将一个理想化的验电荷 （电 量足够小、体积足够小）放入电场中的某一点，点电荷的电荷量 q 不同，所受到的电场力 F 不同，
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知道最大静摩擦力和滑动摩擦力的关系； 知道 FN 与 mg 的区别及 FN mg 的条件； 通过受力分析、运动分析。运用牛顿运动定 律确定摩擦力的大小和方向； 通过滑动摩擦力做功的分析， 运用动能定理 或功能关系确定摩擦力的大小 总结求滑动摩擦力的方法， 从“普通力”角度 认识滑动摩擦力求解的更广泛的思路与方 法
表 8-2-2 物理概念教学过程设计
教学环节 概念的引入
认知过程 感知活动
学习过程 选择性注意 复习原有知识
教学策略 列举实例； 视频、 实物展示； 演示实验、学生实验等。 提问、测验、复习。
设计目标 形成表象 激活原有知识
概念的形成
思维加工
形成新概念
归纳、推理、类比、比较、 新知识进入原 概括等。 提问、提供先行组织者、比 较、提供反例等。 提供变式练习、教师解题示 范、及时反馈等。 列表；画概念图；画层级知 识结构图 完善知识结构 知识转化为技 能或认知策略 有图式
表 8-2-1 滑动摩擦力的教学目标
教学过程
目标 知道滑动摩擦力产生的条件； 了解动摩擦因数与那些因素有关； 知道 F FN 中各量的物理意义； 会判断滑动摩擦力的方向； 会分析常见、简单问题中的滑动摩擦力
分析
新课 教学
理解“滑动摩擦力 ”核心知识点的
会用公式及平衡条件求滑动摩擦力的大小； 各个方面
运用“滑动摩擦力 ”更丰富与抽象 的知识结构解决问题，稳定知识 结构，丰富使用条件、注意点、 问题背景和思维策略
【授课方式】 网络多媒 体课件 讲授式 2. 物理概念教学过程的设计 （1）物理概念的教学环节
设计物理概念教学过程，要依据所教物理概念的特点、学生学习物理概念的认知过程以及物 理概念教学的主要环节，对教学中教师的活动和学生的活动做出合理的规划和安排。就物理概念
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教学设计。 在 教学设计中， 要突出物理 概念学习的 认知过程和 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ学策略 （可 供的选题有： 质点和位移、 速度、加速 度、 弹力、 摩 擦力、 力的合 成与分解、 功、电场强 度、电势能、 简谐运动、 单 摆） 。
但 F/q 和 F 和 q 无关，是一个定值。此时引导学生科学抽象出这个比值表示了该点的电场性质。 如果把检验电荷放入电场中的其他点，仍然可以得出这个结论，但不同点它们比值的大小一般不 同。基于上述分析，引导学生进一步科学抽象用这个比值能够表示电场的一种性质，描述不同点 的电场强弱，称之为电场强度。 策略 3：引导学生基于实验结果进行思维加工 教学设计实例：电阻概念的教学中，让学生测量电路中不同的导体两端的电压和通电电流， 引导他们处理实验数据。基于实验结果（在误差允许的范围内，对于任意一个导体，U 和 I 之比 是一个与 U 和 I 都无关的常量 R，不同的导体，这个比值一般不同）引导学生抽象出 U/I 表征了 导体本身的性质。 然后进一步分析 U/I 表征了导体自身的什么性质？启发引导学生比较实验数据， 分析在同一电压 U 下，比值 R 与导体中电流 I 大小的关系，归纳概括出 U/I 反映了导体对电流的 阻碍作用。 正是基于实验测量数据的比较、分析与归纳、抽象与概括，才建立了电阻的概念。也只有经 历了这样的过程，学生才能够深刻理解物理概念的本质。 策略 4：引导学生进行类比 教学设计实例：电容概念的教学中，将电容器与柱形水容器进行类比，电荷量 Q 和水的体积
图 8-2-2
存在由负极指向正极的力对正电荷做功。这个力，和静电力的本质不同，在物理学中，称之为“非 【重点难点】 静电力”。正是非静电力克服静电力做功，将其他形式的能转化为电能。只是不同的电源，非静 1. 中 学物 理概念学习 的认知过程； 2. 中 学物 理概念转变 的理论与实 践； 3. 物 理概 念教学设计 的基本方法； 4. 中 学物 理概念教学 过程的设计； 5. 中 学物 理概念教学 策略的设计。 电力产生的原因不同。 启发引导 3：不同电源把其它形式的能转化电能的本领不同，实质上是非静电力做功的本领 不同。怎样描述非静电力做功的本领呢？ 引导学生类比分析：学生搬运相同的重物从一楼到二楼，楼层的高度不同，克服重力所做的 功不同。这和电源内部移动正电荷是类似的，在电源的内部，从负极到正极移动相同的正电荷， 非静电力所做的功不同，做功多则做功本领大。为了表示电源做功的本领，物理学中引入电动势 的概念。 设计意图：通过上述启发和讨论，使学生形成电动势的概念，理解电动势的物理意义。 启发引导 4：怎么样定义电动势呢？引导学生分析讨论。 教学环节 3：思考讨论，活化概念 学生思考 1： 电动势和电压的单位都是伏特，这两个物理量有什么区别呢？ 学生思考 2：干电池的标称电压是 1.5V，蓄电池的标称电压是 2V，这个标称电压表示电源 的什么特性？ 学生思考 3： 电动势和电压有没有联系呢？ 【思考练习】 （*号为作业 题） 1. 试 将中 学物理中的 物理量按照 本章的分类 方法进行分 第一个问题可引导学生从能量转化的角度分析。第三个问题可以通过实验，用电压表测量干 电池和蓄电池在接入小灯泡和未接入小灯泡的情况下，正负极之间的电压。由此得到，电动势在 数值上等于电源未接入电路时两极间的电压。 设计意图：通过思考与讨论，比较电动势和电压的区别，突破教学难点，深入理解电动势的 概念。 3. 物理概念教学策略的设计 （1）帮助学生建立表象的教学策略
授课对象 讲授方式 使用教材
师范生（物理专业本科） 课堂讲授
《中学物理教材研究与教学设计》
王较过 小 班
职称 学时
教授 1 学时
第二节 中学物理概念教学设计的基本方法及案例
一、物理概念教学设计的基本方法 1. 物理概念教学的目标设计 教学目标是教师期望的学生达到的预期学习结果，设计物理概念教学目标必须依据物理课程 标准， 从“知识与技能”“过程与方法”“情感· 态度· 价值观”三个维度进行全面规划。 具体设计某一概 念的教学目标时，还要结合考虑学生的知识水平和认知特点，即便对同一教学内容，在不同的教 学阶段（如新课教学、复习教学等） ，也要制定不同层次水平的教学目标。表 8-2-1 就是某教师在 不同教学阶段针对“滑动摩擦力”制定的教学目标。
【基本要求】 教学的一般过程而言，它包括概念的引入、概念的形成、概念的应用和概念的系统化四个主要环 1. 理 解物 理概念的含 义及其特点； 2. 理解 形 成物理的认 知过程； 3. 知 道概 念转变的基 本途径， 能根 据不同物理 概念选择不 同的策略进 行教学； 4. 了 解物 理概念教学 设计的过程， 能够独立进 行物理概念 教学设计； 5. 掌 握物 理概念教学 设计的相关 理论知识； 6．会应用 物理概念教 学的相关理 论知识评价 物理概念教 学设计的案 例。 节，每个环节中学生的认知过程和学习过程，教师的教学策略和设计意图如表 8-2-2 所示。
理解新概念 概念的运用 理解运用 在新情境下运 用概念 概念的系统化 形成结构 和相关概念建 立联系
（2）“电动势”概念的教学过程设计实例 电动势是学生较难理解的物理概念，其难点主要表现在两个方面。其一是电动势定义为 “非 静电力将单位正电荷从电源的负极移到正极所做的功 ”，而非静电力本身是一个学生不易理解的 概念，对学生学习形成障碍；其二是电动势和电势差的单位相同，但两者的物理本质不同，这种 相异概念的干扰对同化新知识有不良的影响。要突破难点，可以设计下面几个教学环节： 教学环节 1：创设情境，提出问题 教师演示实验： 在如图 8-2-1 所示的电路中，分别在电路中接入 节干电池和一个蓄电池，观察小灯泡的亮度。 （接入蓄电池灯泡较亮） 学生思考： 接入不同的电源，小灯泡的亮度不同，是什么原因 呢？