中學(xué)物理教學(xué)頂層建筑設(shè)計的思考

1、中學(xué)物理教學(xué)頂層建筑設(shè)計的思考部隊要舉行行軍比賽，為此，某連舉行戰(zhàn)術(shù)研討會，商議怎樣提高比賽效果。甲說：要加強(qiáng)技能訓(xùn)練，提高行軍速度。乙說：要練體力，用時間來換取空間。連長覺得兩人都有道理，于是，訓(xùn)練時既練速度，又練體力。訓(xùn)練很有成效。比賽那天，全連一大早就起來，比干勁，拼體力，一路上十分辛苦。中午大家吃飯時，連長滿懷信心地拿著地圖登上高地，察看地形。突然無語了：路線錯了，方向反了。一則笑話的啟示“方向和路線” 比 “速度和時間” 更重要！相對于物理知識 “概念和規(guī)律” 等具體內(nèi)容而言，物理教學(xué)的 “理念和策略” 是屬于方向和路線的。它關(guān)系教學(xué)全局，起 “統(tǒng)領(lǐng)” 作用。物理教學(xué)的優(yōu)化，首先是是

2、 “理念和策略” 的優(yōu)化，為此，應(yīng)該從課程目標(biāo)這一最頂層的主題來構(gòu)思統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)全局的基本策略。行軍如此，物理教學(xué)同樣如此：一個不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)過程，力度越大、時間越長，其危害越嚴(yán)重。一則笑話的啟示測電阻前言：優(yōu)化教學(xué)需要有頂層設(shè)計的思路信息技術(shù)的發(fā)展使得知識答案的獲得已不再是難事技能的具體內(nèi)容總是在與時俱進(jìn)頂層設(shè)計是三維目標(biāo)的總體思考過分地突出基礎(chǔ)知識和基本技能已不合時宜頂層設(shè)計是三維目標(biāo)的總體思考過分地突出基礎(chǔ)知識和基本技能已不合時宜優(yōu)化中學(xué)物理教學(xué)的具體途徑學(xué)習(xí)興趣實(shí)踐意識分析習(xí)慣科學(xué)態(tài)度方法能力知識的缺漏隨時可以補(bǔ)足；但興趣的缺乏、意識的淡薄，能力的缺失、態(tài)度和習(xí)慣的錯誤，不是短時間能改善的，它

3、很可能影響整個高中階段，甚至于一輩子。前言：優(yōu)化教學(xué)需要有頂層設(shè)計的思路1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣課堂上引入有感染力的視頻增添聯(lián)系自然、聯(lián)系生活的生動教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)活潑的研究情境和學(xué)習(xí)氛圍落實(shí)并優(yōu)化教科書上物理實(shí)驗的多維目標(biāo)用所學(xué)的物理知識解釋“意外”現(xiàn)象一、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣是中學(xué)物理課程的重要目標(biāo)用所學(xué)過的物理知識解釋意料之外的現(xiàn)象自制“兩心壺”兩個倒水孔，倒水后用膠帶紙封住預(yù)先鉆了兩個進(jìn)氣孔用所學(xué)過的物理知識解釋意料之外的現(xiàn)象用所學(xué)過的物理知識解釋意料之外的現(xiàn)象用物理知識“揭密”魔術(shù)牛頓第三定律課堂上引入有感染力的視頻牛頓第三定律課堂上引入有感染力的視頻課堂上引入有感染力的視頻牛頓第三定律有趣的慣性

4、增添生動的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的求知欲游戲：體驗自感 電動勢創(chuàng)設(shè)活潑的學(xué)習(xí)情境布置有趣的學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣八年級上冊教科書為什么要編入以上練習(xí)題？制作樂器1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣2.保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣控制例題難度，讓學(xué)生能聽懂摒棄死記硬背，讓學(xué)生感受融會貫通控制習(xí)題難度，讓學(xué)生體驗成功的愉悅控制習(xí)題數(shù)量，讓學(xué)生做作業(yè)不覺得是負(fù)擔(dān)未必刻板預(yù)習(xí)，讓學(xué)生保持新鮮感一、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣是中學(xué)物理課程的重要目標(biāo)二、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識1.實(shí)踐意識不僅是學(xué)生終身發(fā)展所必須的，也是教學(xué)現(xiàn)實(shí)中提高紙筆測驗成績所必須的。 2011年和2012年高考后，教育部基礎(chǔ)教育課程雜志對新課程高考試題以發(fā)布

5、“紅黒榜”的方式進(jìn)行了針對性的點(diǎn)評，正確引導(dǎo)高考的命題方向，推動課程改革健康發(fā)展。以下是2011年高考物理試題紅黒榜中的典型試題。 考生平時對雞蛋質(zhì)量并不在意，因此本題的區(qū)分度、效度估計不高； 本題有一些干擾的數(shù)據(jù)，如雞蛋的大致質(zhì)量和拋雞蛋的最大高度，不利于真正掌握物理規(guī)律的考生拿到分。【江蘇2011高考物理試卷第4題】 如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于 A0.3J B3J C30J D300J 本題源自真實(shí)的生活，所涉及的知識點(diǎn)是高中核心知 識，這是真正的物理題。 本題讓真正會學(xué)習(xí)的同學(xué)、注重聯(lián)系生活的同學(xué)得到收獲，是一道好題。 欠佳

6、題的理由： 最佳題的理由： 本題應(yīng)該是“最佳題”，它體現(xiàn)了新課程的目標(biāo)，特別是“過程與方法”目標(biāo)和“情感態(tài)度價值觀”目標(biāo)。【江蘇2011高考物理試卷第4題】 如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于 A0.3J B3J C30J D300J 教學(xué)中重視“過程”目標(biāo)和“情感”目標(biāo)無論是從長遠(yuǎn)看還是從現(xiàn)實(shí)看，都具有重要意義。 （點(diǎn)評文章請見人教社高中物理網(wǎng)站）2011紅榜題：昆明市中考物理試卷第24題 為提高電網(wǎng)對極端氣候、重大自然災(zāi)害的抵御能力，國家電網(wǎng)公司2008年重點(diǎn)科技減災(zāi)防災(zāi)項目直流熔冰裝置研制成功。該裝置需要1至2萬千瓦的功率，最大融冰

7、電流可達(dá)6000安，最長融冰距離可達(dá)200公里，從而避免因線路結(jié)冰而倒桿斷線。如圖為位于某電網(wǎng)線路上相距幾十公里的甲、乙兩地之間輸電線路和處于乙地的熔冰裝置示意圖，熔冰裝置上的“+”、“-”是兩個接線端子。（進(jìn)行熔冰時交流電已切斷） (1) (2)若要對甲、乙兩地之間的“2”和“3”兩根輸電線同時熔冰，請你在圖中以筆畫線代替導(dǎo)線，進(jìn)行切實(shí)可行的連接，實(shí)現(xiàn)熔冰。 甲 乙 1 2 3直流融冰裝置點(diǎn)評文章請見： 人教社網(wǎng)站、物理（學(xué)會）網(wǎng)頁 具有實(shí)踐意識的學(xué)生，能在考場中“設(shè)身處地”地思考問題，會很自然地想像出甲地離直流融冰裝置的距離有幾十公里遠(yuǎn)，而不會犯“紙上談兵”的錯誤，糊涂地把輸電線的甲端跟直

8、流融冰裝置連接起來。學(xué)生的實(shí)踐意識，是正確解答本題的關(guān)鍵。2. STS（科學(xué)技術(shù)社會）教學(xué)需要克服技術(shù)的復(fù)雜性所造成的教學(xué)障礙二、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識為此，教學(xué)中應(yīng)設(shè)計直觀的、一目了然的演示實(shí)驗，讓學(xué)生直接地、生動地觀察到物理學(xué)知識的技術(shù)應(yīng)用。自制教具：裸露的電冰箱自制教具：用打火機(jī)丁烷蒸發(fā)說明電冰箱的制冷原理3.選擇聯(lián)系實(shí)踐的教學(xué)內(nèi)容來增強(qiáng)實(shí)踐意識(1)選擇跟學(xué)生生活聯(lián)系密切的問題(2) 選擇物理知識反映現(xiàn)代科技成果的內(nèi)容(3)選擇聯(lián)系社會熱點(diǎn)的問題(4)用生活中的器具做物理實(shí)驗(5)估計生活中的有關(guān)物理量大小二、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識生活中的圓周運(yùn)動引入膠濟(jì)鐵路火

9、車出軌事故原因分析模擬動畫圓周運(yùn)動實(shí)例分析：貨柜車水平急轉(zhuǎn)彎側(cè)翻4. 采用優(yōu)化的教學(xué)方式來增強(qiáng)實(shí)踐意識(1)教師列舉實(shí)例進(jìn)行講解(2)讓學(xué)生列舉實(shí)例(3)展示聯(lián)系生活、社會的圖片(7)學(xué)術(shù)性游戲(4)演播聯(lián)系生活、社會的視頻(5)展示實(shí)物并進(jìn)行演示(8)經(jīng)歷創(chuàng)造性解決實(shí)際問題的過程(6)學(xué)生操作體驗二、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識優(yōu)化甲.乙.丙.傳統(tǒng)教學(xué)的是關(guān)注知識的結(jié)果，講授活塞抽水機(jī)的構(gòu)造、原理等，讓學(xué)生記住。 然而，重新設(shè)計的教學(xué)可以注重過程，從“玩”開始。甲.乙.丙.創(chuàng)設(shè)一個有趣的活動用手做閥門使一根管子能抽水。 然后不斷改進(jìn)、創(chuàng)新。 把 學(xué)習(xí)知識進(jìn)行創(chuàng)造?！皳Q向器”的教學(xué)演示：

10、沒有換向器的“電動機(jī)”。解釋：線圈無法持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。觀察：兩種電動機(jī)結(jié)構(gòu)上的差異閱讀：教材關(guān)于換向器的介紹講解：換向器的構(gòu)造特點(diǎn)和原理改裝：安裝換向器的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動小結(jié)：技術(shù)發(fā)明跟科學(xué)發(fā)現(xiàn)同樣偉大這段教學(xué)使學(xué)生對技術(shù)發(fā)明的過程、意義有了很好的認(rèn)識怎樣進(jìn)一步優(yōu)化？認(rèn)識 創(chuàng)造注重知識 發(fā)展能力認(rèn)識把原本學(xué)習(xí)知識的過程發(fā)展為進(jìn)行創(chuàng)造的過程“換向器”的教學(xué)演示：沒有換向器的“電動機(jī)”。解釋：線圈無法持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。觀察：兩種電動機(jī)結(jié)構(gòu)上的差異閱讀：教材關(guān)于換向器的介紹講解：換向器的構(gòu)造特點(diǎn)和原理改裝：安裝換向器的線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動小結(jié)：技術(shù)發(fā)明跟科學(xué)發(fā)現(xiàn)同樣偉大認(rèn)識把原本學(xué)習(xí)知識的過程發(fā)展為進(jìn)行創(chuàng)造的過程

11、演示：沒有換向器的“電動機(jī)”。解釋：線圈無法持續(xù)轉(zhuǎn)動的原因。設(shè)問：每轉(zhuǎn)半圈改變電流方向會怎樣實(shí)踐：用人工方法改變電流方向創(chuàng)造：怎樣把人工換向改為自動換向分析：電源和線圈每半圈變換接觸點(diǎn)方案：提出具體方案評價并優(yōu)化創(chuàng)造5.習(xí)題教學(xué)跟實(shí)驗教學(xué)相結(jié)合增強(qiáng)實(shí)踐意識三、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(1)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗來說明、體驗習(xí)題教學(xué)的結(jié)論例一：“帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動”復(fù)習(xí)要領(lǐng)：掌握三個基本規(guī)律會判斷粒子運(yùn)動軌跡的圓心位置理解軌跡半徑 R 和 m、v、B、q 的關(guān)系理解周期與速度無關(guān)（T 由 m、B、q 決定）5.習(xí)題教學(xué)跟實(shí)驗教學(xué)相結(jié)合增強(qiáng)實(shí)踐意識三、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識(1)創(chuàng)

12、設(shè)實(shí)驗來說明、體驗習(xí)題教學(xué)的結(jié)論體驗性實(shí)驗：R 隨著 v 的增大而增大。5.習(xí)題教學(xué)跟實(shí)驗教學(xué)相結(jié)合增強(qiáng)實(shí)踐意識三、重視教學(xué)聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐意識例：關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎問題(1)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗來說明、體驗習(xí)題教學(xué)的結(jié)論(2)實(shí)驗的設(shè)計、例題的編寫緊貼真實(shí)的生活實(shí)際生活中的圓周運(yùn)動：火車轉(zhuǎn)彎問題的研究實(shí)驗：測量火車轉(zhuǎn)彎時的側(cè)壓力、線速度、半徑、質(zhì)量計算向心力，并跟側(cè)壓力比較，說明側(cè)壓力作為向心力學(xué)生計算：如果避免產(chǎn)生側(cè)壓力，外軌需要墊高多少？實(shí)驗檢驗：按計算結(jié)果墊高外軌，實(shí)驗檢驗側(cè)壓力的值視頻：對鐵路彎道現(xiàn)場調(diào)查。按調(diào)查數(shù)據(jù)編一道計算題實(shí)驗：測量火車轉(zhuǎn)彎時的側(cè)壓力、線速度、半徑、質(zhì)量計算向心力，并跟側(cè)壓

13、力比較，說明側(cè)壓力作為向心力學(xué)生計算：如果避免產(chǎn)生側(cè)壓力，外軌需要墊高多少？實(shí)驗檢驗：按計算結(jié)果墊高外軌，實(shí)驗檢驗側(cè)壓力的值視頻：對鐵路彎道現(xiàn)場調(diào)查。按調(diào)查數(shù)據(jù)編一道計算題課堂練習(xí)：按現(xiàn)實(shí)中數(shù)據(jù)計算彎道外軌需要墊高的高度視頻：技術(shù)員現(xiàn)場測量外軌墊高高度檢驗學(xué)生計算結(jié)果課堂練習(xí)：如果火車速度大于或小于規(guī)定速度會如何？視頻：技術(shù)員現(xiàn)場回答上述問題，印證學(xué)生的解答結(jié)論1. 審題習(xí)慣三、幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣 (2) 畫草圖并在正確位置標(biāo)注相關(guān)物理量 (3) 把題目文字轉(zhuǎn)化為物理情景 (1) 具體審題，不死記硬套 (4) 把物理情景轉(zhuǎn)化為具體條件（13分）水平桌面上有兩個玩具車A和B，兩者用一輕質(zhì)

14、細(xì)橡皮筋相連，在橡皮筋上有一紅色標(biāo)記R。在初始時橡皮筋處于拉直狀態(tài)，A、B和R分別位于直角坐標(biāo)系中的（0,2l）、（0,-l）和（0,0）點(diǎn)。已知 A 從靜止開始沿 y 軸正向做加速度大小為a的勻加速運(yùn)動：B 平行于 x 軸朝x軸正向勻速運(yùn)動。在兩車此后運(yùn)動的過程中，標(biāo)記R在某時刻通過點(diǎn)（l, l）。假定橡皮筋的伸長是均勻的，求B運(yùn)動速度的大小。2013年高考理綜卷第24題先做以下題：“某質(zhì)點(diǎn)從直角坐標(biāo)系中的原點(diǎn)出發(fā)，沿 y 軸正向做加速度大小為ay 的勻加速運(yùn)動；沿 x 軸正向做勻速運(yùn)動。某時刻通過點(diǎn)（l, l）。求x 軸運(yùn)動速度的大小。”yxOll得 假定橡皮筋的伸長是均勻的AB=3l，R

15、B=l，A的y向加速度為a如果B點(diǎn)固定ARB2l-lR的y向加速度aya/3假定橡皮筋的伸長是均勻的AB=3l，RA=2l，B的x向速度為vx如果A點(diǎn)固定R的x向速度vx2v/3把題目表述轉(zhuǎn)化為物理條件：把 aya/3，vx2v/3 代入式，即解得題目所求的v 解：y方向勻加速運(yùn)動： x方向作勻速運(yùn)動： lvx t 2. 分析習(xí)慣(1) 學(xué)會具體分析，避免抽象“分析”(6) 不死記大量“法”解題的公式和結(jié)論(2) 初步形成“研究對象”的意識(5) 避免用“套類型”的方式解答新情景問題(3) 初步形成思考公式適用條件的習(xí)慣(4) 運(yùn)用圖形、圖象幫助分析三、幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣新課標(biāo)高考的物

16、理難題，難在什么地方？難度系數(shù)2013年新課標(biāo)物理試題的難度系數(shù)2013年試卷的第21題是最難的物理題，難在哪里？14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25題號返回2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖(a)為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止。某次降落，以飛機(jī)著艦為計時零點(diǎn)，飛機(jī)在t = 0.4s 時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度時間圖線如圖(b)所示。假如無阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需

17、要的滑行距離約為I000 m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g。則A.從著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的1/10B.在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化C.在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5 gD.在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機(jī)做功的功率兒乎不變圖(a)圖(b)A. 著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行距離約為無阻攔索的1/10B. 在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化C. 在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5 gD. 在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機(jī)做功的功率兒乎不變點(diǎn)

18、評：本題素材，取自于近年來人們十分關(guān)注的“遼寧號”航空母艦的信息，特別是“殲15”艦載機(jī)的著艦，更是青少年學(xué)生的熱門話題。以“殲15”著艦為實(shí)踐背景創(chuàng)編高考試題，既激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，引發(fā)學(xué)生對周圍事物的關(guān)心，又把物理知識跟現(xiàn)代科技貼切地聯(lián)系起來，體現(xiàn)了新課程的三維目標(biāo)，對中學(xué)物理教學(xué)具有良好的導(dǎo)向。本題的精彩之處，是利用飛機(jī)著艦的暫短過程，把勻變速運(yùn)動的規(guī)律、變速直線運(yùn)動的v-t圖象、牛頓運(yùn)動定律、力的合成和分解、機(jī)械能等知識都融在題意中，全面考查學(xué)生的推理能力。A. 著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行距離約為無阻攔索的1/10B. 在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間

19、變化C. 在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5 gD. 在 0.4s-2.5s 時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機(jī)做功的功率兒乎不變最值得稱贊的是，本題的難度，并不是依靠復(fù)雜的情境、過度的綜合、繁雜的運(yùn)算、嚴(yán)密的推導(dǎo)等方式來體現(xiàn)的，而是考查學(xué)生靈活運(yùn)用知識的水平。靈活解答本題，并不需要很多時間。從v-t圖象的面積，很容易判斷滑行距離約100m，A正確 ；從圖象直線區(qū)間判斷飛機(jī)受恒力，阻攔索夾角變化說明張力大小在變，錯誤；如果加速度為，時的速度應(yīng)該是60m/s，但圖中明顯看到的速度大于60m/s，因此加速度會超過，C正確；阻攔的合力是恒力，但速度在變化，因此功率變化，D錯誤。以上解答并不費(fèi)時，高考的這個最難題，是難在“靈活”上，無疑對中學(xué)物理教學(xué)具有十分正面的影響。1. 平和細(xì)心的態(tài)度四、學(xué)會持有正確的態(tài)度 (2) 題目的解答不盲目追求“速度” (3) 通過把控任務(wù)的“量”調(diào)整學(xué)生心態(tài) (1) 不浮躁、不倉促，不“一目十行” (4) 處理好緊迫和細(xì)心的關(guān)系、詳與略的關(guān)系2. 嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度四、學(xué)會持有正確的態(tài)度(1) 依既定的科學(xué)程序，不東一槍西一炮(4) 對待事物具有思考理由、關(guān)注證據(jù)的意識(2) 按規(guī)定的操作要求，不隨隨便便(3) 作