808 物理教学论(纯手打总结)

物理教学论
第一章绪论
1.为什么要开设物理课程与教学论？
（1）物理学科知识的学习不能代替教学理论的学习和教学方法的修养。

（2）学习《物理课程与教学论》，有助于解决物理教学效率低的问题。

（3）《物理课程与教学论》的学习，是倡导素质教育的需要。

2.物理课程与教学论的研究方法。

（1）科学实践方法：
①科学观察：有目的，有计划地在不加外来因素干扰的情况下，察物理教学过程中各种因素人变化以及它们之间的相互影响。

②科学调查：科学调查是一种间接的观察方法。

它通过各种方式，有目的，有计划地学地深入了解物理教学过程中的实际情况，弄清事实，借以发现问题。

其目的是：在分析研究了大量的调查材料的基础上确定取得的成绩，找出经验教训，从中概括出物理教学过程的规律问题来。

③科学实验：运用人工控制某些变量，建立实验条件，对物理教学过程进行研究的方法。

（2）科学思维方法：建立概念和总结规律离不开科学思维。

3.物理课程与教学论研究的对象是什么？
物理课程与教学论研究以物理教学过程为主要研究对象，既研究过程中教师的教，也研究过程中学生的学，力求不仅能回答“是什么”和“为什么”的问题，还要揭示物理教学过程的基本规律，特点，能回答一些“为什么”的问题，以使学生通过本课程的学习，能从整体上不仅知其然，也知道一些其所以然，或者知道通过什么途径去探求其所以然。

4.教学系统的三要素：
如果我们把物理教学系统的构成视为一个系统，系统的要素至少应当有：在教学活动过程中的学生，教师，物理教学客体，三个方面。

5.物理教师，首先是一名教师，然后才是物理教学工作者。

要为人师表，就应当忠于人民的教育事业，以热爱物理教育，教学工作，甘愿为这项工作做奉献的敬业精神去感染学生。

要教书育人，就应当以对学生的尊重，热爱，期望为基础，形成对学生的严格要求和管理，用既看到世界和人类的未来，又不脱离我国国情，历史和具体实现的科学思想去教育学生；就当努力克服物理教育教学中遇到的各种困难，认真细致地对待学生中的各种问题，做到循循善诱，毁人不倦，就应当以先进的观念，正确的思想方法，严谨求实的科学态度处理问题，坚持向书本，同行，学生学习，改进和完善本职工作。

另一方面，要完成物理教育与教学的任务，教师必须具备扎实专业知识，它包括物理学知识，物理学史物理方法论知识，它包括教育学，心理学，教育统计与教育哲学，美术，逻辑学方面的知识，有了这些知识，教师才能够准确无误地发送物理知识信息，在系统中发挥主导调控作用。

第二章物理学科素描
1.物理学科范畴。

初中物理教材中曾指出，研究自然界中的力现象，声现象，热现象，光现象，电现象和磁现象，找出其中运动变化规律，并阐明其原因，这是物理学研究的主要任务。

高中物理教材中也指出：物理学研究物质结构，物质运动以及物质间的相互作用。

2.物理学理论分支。

（1）经典物理学：古希腊亚里士多德的《物理学》，《力学》，还有我国古籍《墨经》，《考工记》，《论衡》等。

直至16世纪末，伽利略开创了实验和数学结合来研究物理现象的方法，使物理学开始从经验哲学中分离出来。

后经牛顿等人的努力，到19世纪末，形成经典物理学。

经典的物理学研究宏观（相对分子，相对原子等微观粒子而言）低速（相对光速而言）的物体做机械运动的现象和规律。

包括：质点力学，流体学，弹性力学，塑性力学，分析力学，声学。

人们把牛顿三定律，万有引力定律和独立作用原理作为经典力学的理论要点。

经典力学与经典统计物理的研究对象都是宏观物体所表现出来的热现象。

电磁学和经典电动力学的研究对象都是电磁场的基本属性，运动规律以及电磁场同其他物质之间的相互作用。

光学研究的是光的性质及物质间的各种相互作用。

（2）近现代物理学：近现代物理学理论中，首推爱因斯坦相对论和玻尔，薛定谔，海森伯等人的量子物理。

①相对论：Ⅰ光速是物体运动的极限速度。

Ⅱ无知的质量与能量之间满足：E=mc²。

②量子物理：1893年，维恩发现：辐射能量密度最大处的波长与黑体的温度成反比。

1900年，瑞利发现：黑体辐射时，强度正比于它的绝对温度，而反比于所发光线波长平方，普朗克用内插法寻找到新的辐射定律。

在能量子概念提出不久，爱因斯坦迅速借助其概念，以光量子解释光电效应（1905）；德布罗意又受爱因斯坦关于波粒二象性思想的启发，提出：一切实物粒子也具有波动性的假设（1923）薛定谔找到物质波折满足的方程——反映微观粒子运动的基本方程，即薛定谔方程，该方程的解称为波函数，它用来描述微观粒子的运动状态。

（3）现代物理的发展：现在物理正朝着更小的，更大的和更复杂的领域推进。

自20世纪50年代以来，现代物理已发展成为一个相当庞大的学科群，包括了高能物理（粒子物理），原子核物理，等离子物理，凝聚态物理，原子，分子，物理，光物理，声学，计算物理，声学，计算物理和理论物理等主体学科及难以数计的分支学科。

3.关于物理学科所强调的能力。

知识实质上是人脑对客观事物的属性与联系的主观反映，是人对客观事物的认识。

人们在从事一定活动时，总是以一定的知识为依据的。

技能指的是人们在活动过程中，通过联系而获得的控制动作进行的那些个体经验。

技能是在掌握一定的知识的基础上经过联系逐渐形成和发展起来的。

能力指人顺利完成某项活动任务所具备的个性心理特征。

能力发展离不开知识与技能的学习。

物理学科所强调的能力包括：观察实验，思维，分析问题与解决问题，自学与创新能力。

1.观察实验能力：物理学建立在对现象的观察和对实验的总结基础上，所以观察实验是在任何人学习与研究物理学的起点。

2.思维能力：物理学科的学习与研究离不开思维，包括形象的与抽象的思维，逻辑的与非逻辑的思维。

3.分析问题和解决问题的能力：物理学科强调学习与研究者能学会用矛盾的学习方法与抽象分析物理实际问题。

物理学科强调学习与研究者能对物理问题进行定性和定量的分析，能借助已有的或重新设计的实验对物理的某个理论进行检验或修正，能通过教学演绎或归纳求出问题的结构。

4.自学能力：物理学科要求学习者与研究者具备通过自己独立的阅读，思考，研究动手实验与操作获得直接或间接的物理知识能力，这就是自学能力。

其最大的特点必须通过独立的活动把外界的知识变成自己的东西。

5.创新的能力：人依据已有知识进行加工组织，产生出一种前所未有的，独特新颖的成果，这就是创新。

物理学科研究中要求能自觉地运用辩证思维，这里边往往体相出一种创新，物理学科的研究常常需要丰富的想象，这也体现出一种创新。

物理学科的研究过程与方法：
1.观察实验：人们有目的，有计划地对物理对象在自然发生的条件下利用自己的眼，耳，鼻，舌，身等器官直接感知对象，或者利用科学仪器手段去间接感知对象，都称之为观察。

特点：①可以纯化研究对象。

②可以强化对象③物理学科研究的实验要求周密思考精心设计④重复实验以验证新发现。

2.模拟与科学抽样：根据物理研究对象——原型的本质和特征，人为地建立或选择一种与原型相似的模型，然后在模型上进行实验研究，并将实验的结果类推到原型中去，从而达到认识对象的目的的一种过程和方法称之为模拟以模型和原型之间的物理相似为基础，即二者具有相同的物理性质，各有关同名物理量相似，各相应量之间存在着相同的联系，这是物理模拟。

无论是物理模拟还是数学模拟，一般有三个步骤：
①从原型客体过渡到模型，即选择或建立与原型对应的物质模型；
②对模型进行实验研究
③从模型再过渡到原型，把对模型研究的结果外推到被模拟的研究对象上。

建立模型应注意：
①模型必须与原型相似（反应条件）
②模型在科学认识过程中要能代替真正的研究客体（代表性条件）
③要能够从对模型的研究中得到关于原型的信息（外推条件）
对一些受多种因素制约的物理对象，若把所有的因素都考虑进去，将使问题变得相当复杂，所以抓住其中主要的因素，建立起比实际情况简单却有非常接近实际的模型来，这就是理想模型法。

物理学中，质点，刚体，理想气体，点电荷，点光源，薄透镜，光滑表面，单摆，封闭系统等，都属于理想模型。

其共同点是：一些次要的，非本质的属性被舍弃了，共同的，主要的，本质的属性被抽出来引导到某种极限情况，从而到化简为繁的作用。

该过程是一种理性思维，决不允许凭空臆造也不允许不顾其适用条件到处乱用。

在思维中运用建立的理想模型，设想其在理想条件下的运动过程，进而做出推理判断的方法称之为理想实验法。

3.逻辑方法：
根据逻辑学的规则处理问题的方法称之为逻辑方法。

物理学科理论的主体运用的是形式逻辑，也大量渗透了辩证逻辑。

形式逻辑主要包括概念，判断，推理等。

物理学中常依事物的因果联系，推出该类事物所有对象都具有某一属性，称因果联系归纳法：
（1）求同法：即在不同场合下考察相同的物理现象，若这些场合里只有一个共同的条件，那么，这个条件就是该现象发生的原因。

（2）求异法：如果某种现象在第一个场合出现，在第二个场合不出现，这两个场合只有一个条件不同，这条件就是该现象发生的原因。

（3）求同求异法：若所研究的现象出现的几个场合中，都存在一个共同条件，而所研究的现象不出现的另几个场合都没有这个条件，则这个条件是所研究现象出现的原因。

（4）共变法：若某种条件发生变化，所研究的现象也发生变化，则该条件是所研究现象发生的原因。

（5）剩余法：若已知被研究的某一复杂现象是有另一复杂原因引起的，那么，把其中确认为因果关系的部分减去，所余部分也必属因果关系，亦即原因的剩余部分，是结果剩余部分原因演绎推理一般分简单判断推理和复合判断推理两种。

4.假说与理论
根据已知的科学原理和科学事实，对未知的自然现象及其规律所作出的一种假定性说明，简称假说科学理论有一下特点：
（1）客观真理性：凭借的经验材料真实，经受了实践的检验，而且能重复，理论的预见在实践中得到证实。

（2）全面性：从普遍的现象出发对大量的有关现象进行了概括，反之，概括的结论适用于普遍现象。

（3）系统性：理论中的各个规定不是彼此隔离的，不是简单的堆砌，而是按客观事物矛盾的实际联系和转化关系，组成一个有着内在联系的知识体系。

（4）逻辑性：科学理论具有明确的概念，恰当的判断，正确的推理以及严密的逻辑证明。

5.物理学方法的发展
（1）解释原理。

（2）简单性原理。

（3）物理学世界图景的统一原理。

（4）数学化原理。

（5）守恒原理。

关于情感、态度、价值观。

情感，如道德感，审美感，理智感，爱与恨的体验等，是和人的社会性需要相联系的一种复杂的心理表现。

态度，在“求真”方面，物理学家们为我们树立了光辉的榜样。

在求真方面，他们做到了：
（1）具有为探求奥秘，最求真理而学习生活的志向，甚至不惜为科学而献身，把最求真理放在第一位，把由此而带来的荣辱遭遇放在第二位的无私品格。

（2）具有多问为什么的习惯，即具有对各种物理现象勇于质疑和对问题敏感的素质。

（3）具有善于群体攻关，相互协作的团队精神。

在“务实”方面，他们坚持：
（1）把实践作为检验真理的唯一标准。

（2）主张任何科学发现都是社会协作的产物，其成果应被分配给社会的全体成员共享。

可以说，物理学科的学习与研究的过程，实际上是一个实事求是地对待工作，实事求是地对待前人和别的同时代人的成果，实事求是地对待自己，实事求是地探究的过程。

关于价值观：
物理学科的价值在于造福社会。

物理学从一开始，就体现出一种文化。

物理学的发展促进技术的进步，随之带来的是人类社会物质文化的更加丰富多彩。

而物理学的发展和技术的进步，同时也促使人的思维方式，思想观念，价值取向，科学意识的更新和进步，促进人的行为包括规范，风俗，习惯，生活制度等方面的改变，从而这到丰富人类社会的精神文化和行为文化。

从教育角度：科学技术的进步，使人们物质生活水平不断提高的同时，也使人们感到现代生活中需要较多的物理知识。

为了适应这种需要，不少人会自发乃至自觉地去钻研并运用物理学知识。

总之，物理学的内容，方法和发展过程蕴含着丰富的材料，可以使学生获得良好思想教育和品德教育。

以实验为基础的物理学，要求学习者会使用各种测量工具，调试各种仪器仪表，排除各种故障，防止与处理各种异常现象等等。

物理学的科学结论来源于它特有的科学方法，形成了特有的科学推理和科学实验。

物理教育的中心环节是物理教学。

第三章物理课程标准与教学目标
1.科学素养教育产生的社会背景
知识经济时代与学习化社会的到来
知识经济是以知识为基础的经济，是科学技术密集型经济。

它由知识创新体系，知识传播体系和知识应用体系组成，知识取代了农业社会的土地和工业社会的传统资本，在经济活动中发挥着主要作用。

知识经济时代对人才的根本要求是具有创新谨慎和创新能力。

要创新就必须学习，而且特别强调自主学习，合作学习和终身学习。

所谓自主学习，是学习者根据个人和社会需要，主动地进入学习过程，取得行为复杂层次更高的成果，从而更加完善个人的知识结构。

所谓合作学习，主要指学习者通过各种形式的与人合作来使自身的学习获得扩展和加强，尤其是从社会互动中形成正确的态度和价值观。

所谓终身学习，即为适应激变的充满挑战和机遇的时代，人的一生要坚持活到老，学到老，生命不息，学习不止。

从上述意义上讲，知识经济时代的到来也就是学习化社会的到来。

在学习化社会里，学习成为现代人生活中最重要的组成部分，学校教育的主要宗旨是培养具有创新精神和创新能力的人才，学校将向社会多层次充分开放，给人们提供终生学习的机会。

2.科学素养的构成和内涵
素养：原意指，人们参与读写交流所应具备的读写技能的最低水平。

现在指人必须具备的适应现代社会所需要的知识技能的知识与技能的最低水平。

对于科学素养国际科学教育界比较一致的观点：
（1）科学（和技术）素养最好被界定为对自然界和被改造了的世界从名义上的到有用的，概念的和程序的以及多元的理解的连续统一体。

（2）科学素养就是对个人决策，参与公共和文化事务以及经济生产所需要的科学概念和过程的知识和理解。

具有科学素养的人能够提出，发现和解答与日常体验有关的问题。

他们能够描述，解释和预言自然现象。

（3）科学素养有不同的程度和形式，人的一生中科学素养都在不断发展和深化，而不仅仅局限于在校期间。

在我国把科学素养分为：①科学知识，技能和科学方法；②科学能力；③科学观；④科学品质；
著名学者梁英豪先生论述科学素养的构成归类为十个方面：①科学知识；②技能；③科学方法和思维；④价值观；⑤解决社会及日常问题的决策；⑥创新精神；⑦科学，技术，社会及其相互关系；⑧科学精神；
⑨科学态度；⑩科学伦理和情感。

物理课程以及“新课标”提出，以提高每个学生的科学素养为总目标；以科学探究（过程、方法、能力），科学知识与技能，科学情感，态度与价值观，科学，技术与社会的关系四个方面为课程的分目标。

关于新颁布的《物理课程标准》
课程标准是国家对学生接受一定教育阶段之后的结果所做的具体描述，是国家教育质量在特定教育阶段应达到的具体指标，它具有法定的性质。

因此，他是国家管理和评价课程的基础，是教材编写，教学，评估和考试命题的依据。

为此，课程标准的研制是基础教育课程的改革的核心环节。

在义务教育阶段，物理课程的价值主要表现在以下几个方面：
（1）通过从自然、生活到物理的认识过程，激发学生的求知欲，让学生领略自然现象中的美妙与和谐，培养学生终身的探索兴趣；
（2）通过基本知识的学习与技能的训练，让学生初步了解自然界的基本规律，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实，探索真理的科学态度；
（3）通过科学探索，使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实，探索真理的科学态度；
（4）通过科学想像与科学推理方法的结合，发展学生的想象力和分析概括能力，使学生养成良好的思维习惯，敢于质疑，勇于创新；
（5）通过展示物理学发展的大体历程，让学生学习一些科学方法和科学家的探索精神，关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观。

《物理课程标准》有关物理课程改革的基本理念
初中物理课程的基本理念是：①注重学生发展，改变学科本位；②从生活走向物理，从物理走向社会；③注重科学探究，提倡学习方式多样化；④注意学科渗透，关心科技发展；⑤构建新的评价体系。

高中物理课程的基本理念是：①课程目的：提高全体学生的科学素养；②课程结构：注重共同基础，体现选择性；③课程内容：体现课程的时代性，基础性和选择性；④课程实施：注重自主学习，提倡教学方式多样化；⑤课程评价：更新评价观念，促进学生发展。

《物理课程标准》有如下特点：
（1）着眼于未来国民的科学素养的整体提高；
（2）不仅重视知识与技能目标，更关注学生学习的过程与方法，情感态度与价值观；
（3）突破学科中心，为终身发展打基础；
（4）注重学生的学，强调学习的过程与方法；
（5）提出了多元评价建议，将学生，教师与课程三者的发展融为一体；
（6）为教材编写者，教师教学及学业评价留下了创造空间。

《物理课程标准》倡导的“课题”大体包括：
（1）探究性实验；（2）开放性问题；（3）跨学科的综合性问题；（4）科技前沿性问题；（5）生活与社会实际问题；
《物理课程标准》在目标方面有如下特点：
（1）突出信息化的时代特点：（2）以学生发展为本；（3）科学精神与人文精神并重；（4）课程目标整体体现科学素养的要求。

关于《物理课程标准》中的目标
（1）课程总目标
学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活，生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势。

学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识科学探究方法解决一些问题。

发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理，勇于创新，实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，讲科学服务与人类的社会责任感。

了解科学与技术，经济和社会的互动作用，认识人与自然，社会的关系，有可持续发展意识和全球观念。

（2）课程具体目标
①知识与技能：
学习物理学的基础知识，了解物质结构，相互作用和运动的一些基本概念合规律，了解物理学的基本观点和思想。

认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技巧，会使用基本仪器，能独立完成一些物理实验。

初步了解物理学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济，社会发展的影响。

关注物理学与其他学科之间的联系，知道一些与物理学相关的应用领域，能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题。

②过程与方法：
经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

通过物理概念规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验，物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力。

参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。

具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析，解决问题能力和交流合作能力。

③情感态度和价值观。

能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛和喜悦。

有参与科技活动的热情，又将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。

具有敢于坚持真理，勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识。

有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确的观点，勇于修正错误，具有团队精神。

了解并体会物理学对经济，社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。

关心国内外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。