吴加澍：核心素养视域下的物理教学(华东六省一市物理年会2017.12.28)

缝距离图甲约30cm,并与图中的横线平行，眼睛紧靠狭缝，你 看到的图样将是下列各图中的 ( )
甲
A
B
C
【例2】课外活动:估测自行车阻力
f=?
学生缺的是 D 建模能力
2S
f = ma = m t 2
m
f=?
S、t
◎反思：我们的学生究竟缺什么? ◎原因：物理教学远离了物理学的源头!
从知识重现走向知识重演
从物理教学走向物理教育
㈡相互作用力的关系 学生提出：一对相互作用力的方向相反，大小可能相同。 【猜想假设】 【实验探究】 多种方案收集
信息获取证据 •学生设计方案，交流后决定用两只弹簧秤对拉进行研究； 坚持实事求是 •学生分组实验并进行交流，多数学生是将弹簧秤水平放置的，也有 彰显科学态度 学生补充，他们还做了弹簧秤竖直或斜向摆放的实验，结果两个力 的大小都是相等的。老师肯定了他们的做法。 质疑、批判 •交流中还有学生报告，他们实验时发现两只弹簧秤读数并不相等， 创造性见解 即使将弹簧秤重新调零也是如此。教师请学生分析这种“反常”现象， 并提出相应的实验改进方法。 强化证据意识 •针对两只读数不准的弹簧秤 ,学生提出用第三只弹簧秤“等效替代” 体会科学本质 方案，经实际操作果然解决了问题。老师对学生创见表示高度赞赏。 •至此可以得出结论了吗？学生指出上述实验都是物体处于平衡状态 分析、论证 下做的，他们试图做非平衡状态（如加速运 准确表述结果 动）时的实验，但读数困难。教师采用传感 器演示，发现相互作用关系与运动状态无关。 【归纳结论】学生尝试总结规律，并进行交流……
●杨振宁指出——
“绝大部分物理学是从现象中来的， 现象是物理学的根源。” “要站在问题开始的地方，要面对 原始的问题，而不要淹没在文献的海 洋里。”
●两种教学方式
知识重现
知识重演 ◎从中间教起(精粮细作） ——教的是结论，学到的是技巧 ◎从开头教起(粗粮细作） ——教的是思维，收获的是智慧
磁场，电磁感应及其应用，电磁振荡与电磁波， 传感器 动量与动量守恒定律，机械振动与机械波 静电场，电路及其应用，电磁场与电磁波初步， 能源与可持续发展 选 拔 考 试 毕 业 考 试
选修Ⅰ 课程
选修1-2
（2学分）
选修1-1
（2学分）
必修3
（2学分）
必修 课程
机械能及其守恒定律，曲线运动与万有引力定律 （2学分） 经典力学的局限性与相对论初步 必修2
浙江省义乌中学 吴加澍
(华东六省一市物理年会 2017.12.28)
核心素养下的物理教学
●中国学生发展核心素养
学生发展核心素养，主要是指学生应具备的，能够适应个人 终生发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。 文化 基础
人文底蕴 科学精神 学会学习 健康生活 责任担当
人文积淀 人文情怀 审美情趣 理性思维 批判质疑 勇于探究 乐学善学 勤于反思 信息意识 珍爱生命 健全人格 自我管理
必修1
（2学分）
机械运动与物理模型；相互作用与运动规律
核心素养下的物理教学
●厘清课改与传统的关系
物理核心素养
继承
？ 发展
物理传统教学
◎雷树人:《试论我国中学物理教学的传统》（1982年7月）
*重视基本概念和规律教学 这些传统还 值得坚守吗？ *加强演示和学生实验 这些策略还 *强调理论联系实际 能够适用吗？ *重视培养学生的能力 ◎义乌中学物理教学优化策略(“四句话”) *实验为基础 重视演示实验 开发学生实验 *过程为主线 *思维为中心 *变式为手段 强调教的过程 突出教师思维 教师预设变式
《宇宙和谐论》
从学术形态走向教育形态
●学会广义备课
◎备课建议 ——“顺藤结瓜”
【例2】光的粒子性
教材的知识序 （藤枝壮实） 核心素养因子 （瓜果丰硕）
基于证据 大胆质疑 科学探究 获取证据 （遇到疑难） 理论解释 （圆满解释） 建构模型 科学论证
正确认识 科学本质 经典的 电磁理论 爱因斯坦 光子理论
自废 武功
教
关注学的过程 激发学生思维 学生生成变式
学
核心素养下的物理教学
●厘清课改与传统的关系
物理核心素养 ◎回归本源
“知识为本” “以人为本”
继承 发展
物理传统教学 万变不离其宗
立德树人
双基目标
(1.0初级版)
三维目标
(2.0转型升级版)
核心素养
(3.0聚焦强化版)
◎回归常识
教育常识看起来都很简单，其实大道至简，它们深刻地反映 了教育自身最基本的规律。 叶圣陶 只有尊重教育规律和学生身心发展规律，才可能培育和发展 学生的核心素养。 华东师大杜成宪教授：“以常理想、依常识说、按常规做。”
核心素养下的物理教学
物理教学的三个基本问题 ◆why (为何)
教育观念 的转型
从“物理教学”走向“物理教育”
◆what (是何)
◆how (如何)
课程内容 的转型
从“学术形态”走向“教育形态”
教学方式 的转型
从“知识重现”走向“知识重演”
从物理教学走向物理教育
●物理学科的价值
物理学不只是图表和数据，它能带给你很多更珍贵的东西： 一种理性的思维方式、人生的哲学和人生的道路.(陈佳洱院士)
水 金 地 火 木 土 星 星 球 星 星 星
a O.387 O.723 I.000 1.524 5.20 9.539
T 0.24 0.615 1.000 1.88 11.86 29.46
a3
T2
0.058 0.378 1.000 3.54 140.61 867.93
0.058 0.378 1.000 3.54 140.66 867.89
◎物理教师的角色定位 我是教物理的 我是教人学物理的 我是用物理教人的 ◎对“物理有什么用”的回答 物理是有用的 物理也是无用的 学物理最终是有用的
从物理教学走向物理教育
●物理教学的转型
物理教学通常是以知识为线索展开的，这就容易导致把教学 的重点放在知识的落实上，而忽视了物理课程的育人功能。
◎每课必问的问题——
•科学本质 •科学态度 •社会责任 •STSE……
核心素养下的物理教学
●高中物理课程结构
选修2-1 选修Ⅱ 课程
（2学分）
选修2-2
（2学分）
选修2-3
（2学分）
物理学与 社会发展
选修1-3
（2学分）
物理学与 技术应用
近代物理 学初步
自主 开设
固体、液体和气体，热力学定律，光及其应用， 原子与原子核
从学术形态走向教育形态
●文化取向下的物理知识观
对于教学范畴内的物理，有着作为科学的物理和作为教育的 物理的两重性。 相应地，物理知识也有着两种形态：一种是外显的学术形态, 另一种是内隐的教育形态。 学术形态对应的是知识的表层意义，即对物理世界的描述或 解释；教育形态揭示的是知识的深层意义，即蕴含在知识背后 的思维方式和价值取向。
从学术形态走向教育形态
“量子物理是现代文明的基础， 可是很少人真懂，因为我们受经 典物理的观念影响太深。让你的 宝宝早点熟悉量子物理的观念吧， 观念 未来属于他们！” ——朱清时院士的推荐语
Facebook创始人马克·扎克伯格 在“脸书”上晒出的一张照片 他说:“我希望教给她的是一 种好奇心，世界上很多东西不是 好奇心 显而易见的，我希望她能够自己 去探索。”
核心素养下的物理教学
物理教学的三个基本问题 ◆why (为何)
从“物理教学”走向“物理教育”
◆what (是何)
从“学术形态”走向“教育形态”
◆how (如何)
从“知识重现”走向“知识重演”
从学术形态走向教育形态
感受科学方法精华 ●部分教师的疑惑: 加深科学本质理解 •学生已经学过自由落体运动及相关知识，为什么还要学《伽利 小题大做 牛顿运动定律基石 略对自由落体运动的研究》？ 物理学的真正开端 •牛一律就是牛二律a=0时的特例，还有必要专门用一节课上吗？ 可有可无 •机械能守恒定律能做的题用动能定理都能做，机械能守恒定律 树立能量守恒观念 不能做的题动能定理也能做，那机械能守恒定律不是可以被替代 拓展分析问题思路 了吗？
光电效应
实验规律
光的粒子性
转变观念 敢于创新
核心素养下的物理教学
物理教学的三个基本问题 ◆why (为何)
从“物理教学”走向“物理教育”
◆what (是何)
从“学术形态”走向“教育形态”
◆how (如何)
从“知识重现”走向“知识重演”
从知识重现走向知识重演
●从学生的“难题”说起
学生缺的是 【例1】省会考题：把两支笔杆并在一起构成一条狭缝，使狭 实践意识
“我为什么要上这堂课？它的价值究竟在哪里 ?” 或者问:“这堂课除了知识之外，还能让学生得到些什么 ?” ◎知识的教育价值： 功利价值——认知价值——发展价值 为此，我们要关注物理知识的文化取向，开发物理知识的 育人价值，实现从传统的知识为本的物理教学，走向核心素养 导向的物理教育。 这就要求我们在开展物理知识教学的同时，将物理观念、 科学思维、实验探究、科学态度与责任等物理核心素养，化大 为小、变虚为实，自始至终贯穿在教学活动之中，从而使物理 教学过程成为学生核心素养的形成过程。
从物理教学走向物理教育
【例】牛顿第三定律
◎核心素养导向的教学
㈠物体作用的相互性 【实验观察】
①
同学甲 同学乙 汽车
②
路面
④ ⑤ ③
螺旋桨 空气 物块 水 磁铁 导线 这样教学的 磁铁 导线
【分析归纳】
意图何在？
无论是不同种类的物体（固体、液体、气体等），还是不同性质的 力（重力、弹力、摩擦力、电磁力等），两个物体之间的作用总是相 互的。 ——不仅加深对知识的理解，更有助于物理观念的形成。
学术形态
广 义 备 课
教育形态
从学术形态走向教育形态
●学会广义备课
它将时间与空间的关系 表达得如此准确且简洁
【例1】开普勒第三定律 a3 = 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的 k 2 T 公转周期的二次方的比值都相等。 思考：除了陈述知识之外，是否还可让学生—— *领略物理规律的简约之美 “奥妙的自然现象后面必然有优美的数学结构； 开普勒是怎样 美轮美奂的数学结构必然有自然的对应。”—— 丘成桐 想到的？ *体会科学发现的艰难之旅
从物理教学走向物理教育
●物理学科的价值
——实现三个转化
物理观念 科学思维
科学态度 与责任
科 学 探 究
▲把人类社会积累的知识 转化为学生的个体知识和观念; ▲把前人从事智力活动的思想、方法 转化为学生的认识能力和思维方式 ; ▲把蕴含在知识载体中的观念、态度 转化为学生的行为准则。
为提高学生的科学素养而教 为发展学生的核心素养而教
*美国《今日物理》杂志曾就“什么是物理”这一问题广泛征求
读者意见，最后的答案是 ——物理学家所做的就是物理学
华尔街
*2017诺贝尔化学奖: 冷冻电镜技术
三位物理学家获得2017诺贝尔化 学奖，奖励他们为医学生物学发展 做出贡献。 —— 用物理学家的才思 推动生物化学革命 20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物医学奖、经济学 没有物理修养的民族 是愚蠢的民族 反过来， 奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景； 却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的 事例。 ——这就是物理智慧的力量！
从物理教学走向物理教育
【例】牛顿第三定律 ◎以知识为本位的教学
⑴教师列举实例，说明物体间的作 用是相互的； ⑵ 演示两个弹簧秤对拉实验，讲 解相互作用力的大小、方向关系； ⑶总结得出牛顿第三定律。
评析
这样的教学有什么问题？
问题1：单靠老师的讲授，缺失学习者的主动参与和建构， 即使对所学的知识，学生也是难以深入理解、切实掌握的 ； 问题2：这种一步到位的教法，会使学生以偏概全，不利于 科学思维的培养；同时更有悖于科学的本质（科学总是讲究证 据，试图确定和避免偏见），长此以往将使学生对科学形成错 误的认知，以为科学发现总是一帆风顺的。
全 面 发 展 的 人
自主 发展
社会 参与
社会责任 国家认同 国际理解
劳动意识 问题解决 技术应用
实践创新
核心素养下的物理教学
●物理学科核心素养
•物质观 •运动观 •相互作用观 •能量观
物理观念 科学思维
•模型建构 •科学推理 •科学论证 •质疑创新
•问题 科学探究 •证据 •解释 •合作与交流
科学态度 与责任
多此一举
评析：上述疑虑的产生，都是以狭隘的知识观，甚至单纯从 解题的角度去权衡知识的价值的。 启示：对于物理教师来说，不仅要有丰富的物理学科知识， 还需具备关于知识的知识。
●斯宾塞的百年课程难题 ——什么知识最有价值?
“生有涯而知无涯”。今天看来，最有价值的知识，是能化 为智慧、化为能力、化为品格的知识，或者说是能促进学生核 心素养发展的知识。