南京师范大学“国培计划”物理高端备课课件

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.摩擦力的教学整体设计
影 响 滑 动 摩 擦 力 大 小 因 素
探究1
分 类
静摩擦
引入
1.压力大小
应用
摩 擦 力
滑动摩擦 滚动摩擦
深入
探究2
2.粗糙程度
探究3
3.接触面大小
增 大 和 减 小 摩 擦 的 方 法
其中红色箭头为主要教学思路
•研究摩擦力的大小与接触面的关系 • 就是创新设计！ • 把力传感器引入就是创新 • 教材上没有 • 与学生的物理直觉不一样 • 可以培养学生的思维能力
13、自然认知与社会认知相结合
• 个体在成长阶段（从婴幼儿到青少年），由 于社会文化因素的影响，使其在对待自己以及对 待别人的一切行为，随年龄增长而逐渐变化的过 程。这一过程也称之为社会化。个体在社会化的 过程中，由原本单纯的自然人，通过社会环境中 与人、事、物的交互作用，而逐渐学会认识自己 、了解别人，并进而在人际关系中学会如何待人 、律己、循规、守纪等符合社会规范的一切态度 、观念和行为。 • 学校教育对儿童社会行为发展的研究与了解 ，与 认知发展同样重要。
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有人提出： 绕开理论，直达实践 开玩笑（我的评价） 不愿学习理论的人，学不进去理论 的人为自己开脱 • 没有理论的教学设计如同 • 瞎子摸象
学习什么样的理论？
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关键在于，学习什么样的理论？ 有用的理论 实用的理论 朴实的理论 简洁的理论
学习什么样的理论？
• 教学自组织理论 • 科学方法教育理论 • 物理能力理论 • 原始物理问题教学理论
11.整体设计与要素分析相结合
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先整体思考，后要素分析。没有要素分 析的综合是肤浅的，难以揭示事物的本质， 而只有要素分析，没有综合，必然是孤立 的，并且缺乏整体功能。因此教学设计既 需要以整体为背景进行要素分析，又需要 以要素分析为依据进行综合优化，使教学 系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。
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根据协同学理论，教学过程从无序到有序的转变可以 分为被组织和自组织两个阶段。在教学过程的大部分时间 里，系统都处于被组织阶段。在这一阶段，教师的讲授、 引导、启发属于系统的控制变量，控制变量对系统能否发 生相变起决定性作用，如果系统没有到达临界区域，就根 本没有出现相变的可能性。因此，协同学认为：外界条件 对于系统能否发生相变有着决定性的意义。从这里，可以 清楚地看出，在教学过程的被组织阶段，只有通过教师的 教学活动，才能使学生的学习系统向临界区域过渡，才能 促使各个子系统完成量变的积累并最终达到质变。因此， 我们认为，在教学过程的被组织阶段，教师起主导作用， 是教学过程的决定性因素。
.摩擦力的教学整体设计
影 响 滑 动 摩 擦 力 大 小 因 素
探究1
分 类
静摩擦
引入
1.压力大小
应用
摩 擦 力
滑动摩擦 滚动摩擦
深入
探究2
2.粗糙程度
探究3
3.接触面大小
增 大 和 减 小 摩 擦 的 方 法
其中红色箭头为主要教学思路
12.规范性与创新性相结合
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反映教学过程的发展是有客观 规律的。只有规范才能保证教学质 量和教学效率。但新思想、新理论 的运用又必须创造，创造是对规范 的完善与发展，二者是可以兼顾和 统一的。
• 3. 教学设计要把科学性与思想 性相结合
• 初中物理教材对“功的原理”的表述为： • 使用机械时人们所做的功，都等于不用机 械而直接用手所做的功。 • 即使用任何机械都不能省功。
• 功的原理（使用简单机械不省功） • 为什么？ • 本质：机械能守衡定律 • 思想：守衡的思想（不变）
• 不变的思想
“国培计划”2013—— 南京师范大学培训项目
初中物理高端备课
首都师范大学
邢红军 2013．10． 博士 物理高端备课 •二．“密度”概念高端备课 •三. “压强”概念的高端备课 •四．“物体内能改变”高端备课 •五．“功的原理”高端备课
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物理高端备课是指以物理课程与教学理论 为指导，采用“备课”的形式，研究既符 合物理学内在逻辑，又符合物理教学规律， 同时符合学生学习规律并接受课堂教学实 践检验的教学设计，体现“从物理知识传 授到物理方法教育，再到物理思想形成” 的核心理念。在此基础上，构筑一线物理 教师参与的教学研究交流平台，从而达到 物理教育理论与实践真正结合，促进教师 专业提升与学生认知发展向高水平跨越的 物理教育研究活动。
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在能力结构中区分“硬能力”与“软能力”有着 重要的意义。因为根据这种区分，我们不仅清楚了能 力中的智力、技能、知识和科学方法的不同属性，更 为重要的是，进一步明确了在能力因素中，智力的提 高和技能的形成主要是靠训练而达成的，而能力因素 中的知识和科学方法则可以通过传授、探究或发现使 学生掌握。由此，我们提出能力的组成结构。 • 智力+技能+认知结构（知识 + 科学方法）→ 能力
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我们认为，“智力----技能——认知结构”能力理论 的提出，不仅融合了形式教育说（智力+技能）和实质教 育说（知识+科学方法），而且与心理学的理论是一致的。
物理能力理论
1.观察、实验能力； 2.物理想象能力； 3.物理思维能力； 4.物理运算能力； 5.运用物理知识和科学方法的能力。 初中物理教学设计要紧紧围绕5个能力因素进行
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同样，依据协同学理论，当教学过程进入从 被组织向自组织转变的临界区域时，教学过程的 转变不再需要外部指令。在这一阶段，只有通过 学生的自主学习活动，才能使学生大脑中的大量 子系统自行组织起来。此时，系统中一个随机的 微小扰动或涨落，借助于非线性相干和连锁效应 被迅速放大，表现为整体的宏观巨涨落，导致系 统发生突变，使学生的大脑越过临界区域，形成 新的有序结构，从而完成对知识的真正掌握。因 此，我们认为，在教学过程的自组织阶段，学生 起主导作用，成为教学过程的决定性因素。
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4. 教学设计要把具体性与抽象性相结合
• 功的原理（使用简单机械不省功） • 功W=FS 就象一个面团子，体积等于底面 积乘高，高（F）可以变，底面积（S ）也可 以变，但体积（W）不变。 自然界中有些东西是不变的（守恒的）， 包括人，每个人的DNA不变。
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5.教学设计要明确科学方法
• 每一个物理知识都要借助于科学方法而得到 • 以‚密度‛为例 • 比值定义法 • 基本思想是比较，关键是选取相同的标准。
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从协同学的观点看，教学过程的主要子系统——学习 系统（学生）的演化规律决定着教学的主客体关系。因此， 只有学生才是教学的主体，教师、教材和环境都是教学的 客体。对这一观点的正确理解是：教师是客体并不等同于 只起非决定性作用，学生是主体也并不意味着都起决定性 作用，它们在教学过程的不同阶段分别起决定性作用。这 一观点的重要意义不仅在于确定了教师与学生之间的主客 体关系，而且在于确定了双方在教学过程不同阶段的决定 性作用。如下表。
社会认知
• 正确对待自己 • 正确对待他人 • 正确对待社会
• 改变不了他人，改变不了社会， 但可以改变自己
班杜拉的观察学习理论
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在价值或行为准则的形成过程中，说教的 方法无效，班杜拉的观察学习理论最适合解释这 类学习。
四川雅安地震英语女教师在生与死的关头 • 让学生先走，自己后走 • 全国教师的楷模 • 师德灵魂的真实展现，可歌可泣。
教学过程 被组织阶段 自组织阶段 教师（客体） 决定性作用 非决定性作用 学生（主体） 非决定性作用 决定性作用
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8.体现学科特色与教学特色
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你所教学科的特色是什么？ 必须要清楚，并体现在你的教学设计之中
• 如，语文教育就不能完全按照认知心理学的规律 来进行教学。语文是一门‘心灵’的学科，不能 将语文当作‘语知’让学生来认识，而要‚以心 会文‛，‚以情感悟‛。 •
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依据形式教育说与实质教育说相统一的思想， 我们认为人的智力，就相当于人的能力的“硬 件”，而人们通过练习而巩固的、自动化了的动 作或智力的活动方式——技能，也相当于人的能 力的“硬件”。由于这两者均是人的大脑的功能， 因此，我们定义其为“硬能力”。而人们通过后 天学习在大脑中拥有的知识、科学方法所形成广 义知识结构----即认知结构，其功能就相当于人 的能力的“软件”，因此，我们定义其为“软能 力”。
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上式中的智力包括注意力、观察力、记忆力、思维力 和想象力，其中思维力是智力的核心。思维的过程主要有 分析、综合、抽象、概括等。思维的形式主要有概念、判 断和推理等。技能包括动作技能和心智技能。认知结构包 括知识和科学方法。可以用表3概括如下。 • 表3 ：能力的分类及构成因素
定义 能力 分类 硬能力 软能力 成分 智力、技能 知识、科学方 法 培养方式 训练 传授、探究或发 现
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9.掌握知识与发展能力统一 什么是能力？ • 能力的结构是什么？ • 怎样围绕着物理能力进行教 学设计？
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• 教学过程的自组织转变理论。 • 一句话; • 把学生送到思维转变的临界区域 我们认为，采用协同学可以较好地描绘教学 过程的机理，从而更科学地理解学习过程的规律 性，并完备地认识教学主客体关系的真正意义。
• 依据是什么？科学方法中心理论
科学方法中心论
科学现象
科学知识
科学方法
数学
延伸与应用
图 知识 方法结构图
• 6.教学设计的每一步都要有依据 • （依据就体现了逻辑）
• 以‚液体压强的大小‛为例 • 演绎推理的科学方法 • 必须特别强调、显化科学方法。
• 7. 教学设计要把握教师的主导作用和学生
• 2.教学设计要遵循直观性原则 • 最直观的，就是最好的。
大气压强的引入，许多老师花了很多心思做很多
实验。 • 在超市买一个装棉被的塑料袋，把2双厚棉被 装进去（高大约40cm)，把口封好，然后把吸尘器 的吸管对准抽气口，打开开关，1分钟之内， 40cm高的2双厚棉被变成了10cm高. • 吸尘器只是把塑料袋里面的空气抽走了，谁把 棉被压憋了？大气压强！还能展现过程。好极了！
高考物理能力理论
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10.理论指导性与实践操作性相统一
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课堂教学设计不能以感性经验为依据，而要 以先进的教育思想和教育理论为指导，这样才能 以先进的教育理论来规范教学实践，提高教学质 量，以减少实践的盲目性，增加自觉性。正是为 了发挥理论的指导作用，教学设计又必须把理论 转化为教学行为，给出教学流程，明确可操作的 方法。
一．物理高端备课
• 1.教学设计要遵循简单性原则 • 最简单的，就是最好的。
• 牛顿：自然界不做无用之事，只要少做一点就成 了，多做了却是无用，因为自然界喜欢简单化， 而不爱用什么多余的原因夸耀自己。
• 爱因斯坦认为物理之美的本质是简单性。
阿基米德原理实验
需要很多步骤才能做出来，违反了教学的简单性原 则。有一步就能做出来的实验吗？有！ 麦克斯韦说：这些实验的教育价值，往往与仪器的 复杂性成反比，学生用自制的仪器，虽然经常出毛病 ，但他却会比用仔细调整好的仪器学到更多的东西。 仔细调整好的仪器学生易于依赖，而不敢拆成零件。
班杜拉的观察学习理论
• 班杜拉把观察学习分为注意、保持、 复制和动机四个过程。 • 注意过程：是对观察对象的特征以及 活动的探究和知觉； • 保持过程：是将知觉到的行为转化为 表象、符号等心理表征，进行编码， 加以存储。
班杜拉的观察学习理论
• 3。复制过程：是将头脑中关于行为的表象 、符号等表征转化成适当的行为。 • 4。动机过程：是在各种信诱因的激励下， 决定是否观察某种行为，编码、维持、模 仿有价值的行为。 • 其中强化起着重要作用。
• 叶圣陶先生认为，感比知深一层。
• ‚知‛是我与事物对立，从我知彼 • ‚感‛是我与事物相融合，彼此不分
以心会文 以情感悟
原诗 曲径通幽处，禅房花木深
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曲径通幽处(啤酒)，驻足品美景(苍蝇）
曲径通幽处，斜阳照深林