講座物理學(xué)科核心素養(yǎng)解讀PPT教案

講座物理學(xué)科核心素養(yǎng)解讀高中物理核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)探究科學(xué)態(tài)度與責(zé)任質(zhì)疑創(chuàng)新科學(xué)論證科學(xué)推理模型建構(gòu)交流解釋證據(jù)問(wèn)題社會(huì)責(zé)任科學(xué)態(tài)度科學(xué)本質(zhì)每一要素都分為五級(jí)水平物理學(xué)科核心素養(yǎng)解讀能量觀運(yùn)動(dòng)與相互作用觀物質(zhì)觀第1頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物質(zhì)觀念運(yùn)動(dòng)觀念相互作用觀念能量觀念及其應(yīng)用等經(jīng)典物理現(xiàn)代物理解釋自然現(xiàn)象解決實(shí)際問(wèn)題描述自然界的圖景第2頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念物理核心素養(yǎng)的水平素養(yǎng)水平物理觀念水平1能從物理學(xué)的視角觀察自然現(xiàn)象；具有將物理學(xué)與實(shí)際相聯(lián)系的意識(shí)。水平2形成初步的物理觀念；能從物理學(xué)的視角解釋一些自然現(xiàn)象，能運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。水平3具有物理觀念；能從物理學(xué)的視角描述和解釋自然現(xiàn)象，能運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。水平4具有清晰的物理觀念；能用物理學(xué)的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象，能綜合運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，能指導(dǎo)工作和生活實(shí)踐。水平5具有清晰、系統(tǒng)的物理觀念；能從物理學(xué)的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象，能靈活運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，能有效指導(dǎo)工作和生活實(shí)踐。學(xué)考水平高考水平自招水平形成物理觀念解決物理問(wèn)題第3頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性物理觀念的第一個(gè)要點(diǎn)，是“從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等的基本認(rèn)識(shí)，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華”。培養(yǎng)公民的素養(yǎng)教學(xué)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)第4頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民素養(yǎng)的教學(xué)第5頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于學(xué)考水平的教學(xué)例：某汽車在緊急剎車時(shí)的加速度的大小是6m/s2,如果必須在2s內(nèi)停下來(lái)，汽車的行駛速度最高不能超過(guò)多少？第6頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于選考水平的教學(xué)例．一物體以一定的初速度在水平地面上勻減速動(dòng)．若已知物體在第1秒內(nèi)位移為8.0m，在第3秒內(nèi)位移為0.5m．則下列說(shuō)法正確的是(

)A．物體的加速度大小一定為3.75m/s2B．物體的加速度大小可能為3.75m/s2C．物體在第0.5秒末速度一定為4.0m/sD．物體在第2.5秒末速度一定為0.5m/sa=-3.75m/s2v3=-1.375m/st=2.67smvmvF粗糙水平面向右減速光滑水平面向右減速第7頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于自招水平的教學(xué)例：（自招訓(xùn)練題）一輛長(zhǎng)為5m的汽車以v1=15m/s的速度行駛，在離鐵路與公路交叉點(diǎn)175m處，汽車司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)離交叉點(diǎn)200m處有一列長(zhǎng)300m的列車以v2=20m/s的速度行駛過(guò)來(lái)，為了避免事故的發(fā)生，汽車司機(jī)應(yīng)采取什么措施？（不計(jì)司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間）措施1：加速通過(guò)措施2：減速等待措施3：減速通過(guò)火車尾對(duì)火車：對(duì)汽車：V車=-1m/s第8頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)第9頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)

知識(shí)可以看作是一系列相互聯(lián)系的、具有內(nèi)在結(jié)構(gòu)的事實(shí)形成的。知識(shí)更具有客觀性、系統(tǒng)性和內(nèi)在的結(jié)構(gòu)性。

觀念是對(duì)一系列相關(guān)的觀點(diǎn)進(jìn)行提煉概括形成的。從這個(gè)意義上講，觀念是主觀的，因?yàn)橛^點(diǎn)更具有主觀性.第10頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系物理觀念的第二個(gè)要點(diǎn)，是“會(huì)用物理觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題”。要做到這一點(diǎn)，必須強(qiáng)化物理知識(shí)與實(shí)踐情境的關(guān)聯(lián)，提高把物理知識(shí)與實(shí)踐情境進(jìn)行聯(lián)系的自覺(jué)性，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)。當(dāng)學(xué)生面對(duì)物理語(yǔ)言、文字和符號(hào)時(shí)，能自覺(jué)地聯(lián)想相應(yīng)的物理情境；當(dāng)學(xué)生面對(duì)實(shí)踐情境時(shí)，會(huì)自然聯(lián)想到與此相關(guān)的物理概念和規(guī)律。這就是物理概念和規(guī)律的升華。第11頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系【例】“電動(dòng)勢(shì)”的引入教學(xué)第12頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系

●把跟學(xué)生生活聯(lián)系密切的問(wèn)題、社會(huì)熱點(diǎn)中的物理問(wèn)題、現(xiàn)代科技成果等有實(shí)踐情境的教學(xué)內(nèi)容引進(jìn)課堂；●用生活中的器具做物理實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)物理知識(shí)與生活的聯(lián)系；●創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、并通過(guò)對(duì)真實(shí)情境的思維加工來(lái)建立物理概念；用物理規(guī)律分析和解決真實(shí)情境中的問(wèn)題；

●養(yǎng)成估計(jì)生活中有關(guān)物理量大小的習(xí)慣，樂(lè)于對(duì)媒體消息中物理量的大小進(jìn)行審視，勇于對(duì)媒體信息中的不合理數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)疑。第13頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物理亞觀念物理觀念物理亞觀念物理觀念物理亞觀念物質(zhì)觀念粒子物質(zhì)觀運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念運(yùn)動(dòng)觀能量觀念能量普適觀原子物質(zhì)觀相互作用觀能量多樣觀分子物質(zhì)觀運(yùn)動(dòng)與相互作用聯(lián)系觀能量轉(zhuǎn)化觀宏觀物質(zhì)觀能量量度觀宇宙物質(zhì)觀時(shí)空觀能量守恒觀非實(shí)物物質(zhì)觀節(jié)能環(huán)保觀其他物體觀念摘自梁旭老師論文第14頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維客觀事物的本質(zhì)屬性內(nèi)在規(guī)律相互關(guān)系經(jīng)驗(yàn)事實(shí)理想模型分析綜合推理論證提出質(zhì)疑、批判物理學(xué)視角認(rèn)識(shí)方式概括過(guò)程思維方法內(nèi)化提出創(chuàng)造性見(jiàn)解能力品質(zhì)第15頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維科學(xué)思維。模型建構(gòu)科學(xué)推理科學(xué)論證質(zhì)疑創(chuàng)新掌握科學(xué)方法第16頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對(duì)理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用

1.高中物理課程中的兩種理想模型(1)關(guān)于研究對(duì)象、裝置或條件的理想模型:質(zhì)點(diǎn)、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、勻強(qiáng)電場(chǎng)、理想變壓器等。(2)關(guān)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程的理想模型:勻速直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、彈性碰撞、等溫過(guò)程、絕熱過(guò)程等。第17頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對(duì)理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用能說(shuō)出簡(jiǎn)單物理模型能在熟悉情境中應(yīng)用常見(jiàn)物理模型能在熟悉情境中選用恰當(dāng)模型解決簡(jiǎn)單問(wèn)題能將實(shí)際問(wèn)題中的對(duì)象和過(guò)程轉(zhuǎn)換成物理模型能將較復(fù)雜實(shí)際問(wèn)題的對(duì)象和過(guò)程轉(zhuǎn)換成物理模型

2.《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)模型建構(gòu)要求的層次第18頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對(duì)理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用【例】“回旋加速器”的教學(xué)+_+_+_+_m+qBA(直線加速器)磁場(chǎng)回旋(回旋加速器)xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx電場(chǎng)加速多級(jí)加速靜電屏蔽交變電源同步條件*用什么方法可以加速帶電粒子？*如何突破加速電壓的限制，使帶電粒子獲得更大的能量？*對(duì)此方案你發(fā)現(xiàn)有什么問(wèn)題嗎？如何解決？*為使帶電粒子能夠一路加速,電源AB端的極性應(yīng)滿足怎樣的條件? *如果電源極性改變的頻率不變,怎樣才能保證帶電粒子同步加速？*如果只用一個(gè)電場(chǎng),能否讓帶電粒子自動(dòng)返回,實(shí)現(xiàn)多次加速呢？*隨著帶電粒子速度和軌道半徑的增大，交變電源的頻率要改變嗎？*假如由你來(lái)設(shè)計(jì)一臺(tái)回旋加速器，要求能使帶電粒子獲得更高的

能量，你打算采用哪些措施？……第19頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過(guò)程

1.科學(xué)推理的含義由一個(gè)或幾個(gè)已知結(jié)論推出另一個(gè)新結(jié)論的思維方式，叫科學(xué)推理。

2.高中物理課科學(xué)推理的常見(jiàn)方式歸納推理：由個(gè)別性判斷推出一般性判斷的推理。例如，根據(jù)大量觀察、實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，通過(guò)分析與歸納，得出一般性結(jié)論。演繹推理：由一般性判斷推出個(gè)別性判斷的推理。例如，根據(jù)已知的一般性規(guī)律，在一定條件下數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出個(gè)別性結(jié)論。類比推理：根據(jù)兩個(gè)對(duì)象在某些屬性上相同或相似，通過(guò)比較而推斷出它們?cè)谄渌麑傩陨弦蚕嗤耐评磉^(guò)程。第20頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維能對(duì)常見(jiàn)的物理現(xiàn)象進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析能對(duì)比較簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象進(jìn)行分析推理，獲得結(jié)論能對(duì)常見(jiàn)的物理現(xiàn)象進(jìn)行分析推理，獲得結(jié)論并作出解釋能對(duì)綜合性物理問(wèn)題進(jìn)行分析推理，獲得結(jié)論并作出解釋能在新的情景中對(duì)對(duì)綜合性物理問(wèn)題進(jìn)行分析推理，獲得正確結(jié)論并作出解釋二、重視推理過(guò)程

3.《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)科學(xué)推理要求的層次第21頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過(guò)程【例】“太陽(yáng)與行星間的引力”的教學(xué)第22頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過(guò)程第23頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過(guò)程【例】“太陽(yáng)與行星間的引力”的教學(xué)行星運(yùn)動(dòng)的特征？太陽(yáng)對(duì)行星有力的作用？推導(dǎo)過(guò)程中，v、w、r、T哪些物理量容易觀測(cè)？行星的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓，為什么可以用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析？推導(dǎo)引力與行星質(zhì)量及兩者之間距離關(guān)系

由牛三得到引力與太陽(yáng)質(zhì)量及兩者之間距離關(guān)系……勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件？類比教學(xué)中的有效推理過(guò)程，能促使他們運(yùn)用已有知識(shí)，通過(guò)質(zhì)疑、分析或推理，去主動(dòng)建構(gòu)新知識(shí)的問(wèn)題。第24頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維三、增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)論證能力

1.《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)科學(xué)論證要求的層次能區(qū)別觀點(diǎn)和證據(jù)能使用簡(jiǎn)單和直接的證據(jù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)能恰當(dāng)使用證據(jù)表達(dá)自己的觀點(diǎn)能恰當(dāng)使用證據(jù)證明物理結(jié)論能考慮證據(jù)的可靠性，合理使用證據(jù)第25頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維三、增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)論證能力電勢(shì)變化電勢(shì)能變化電場(chǎng)力做功動(dòng)能變化知識(shí)的豐富科學(xué)論證【例】“電動(dòng)勢(shì)”的教學(xué)第26頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力

1.《課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)質(zhì)疑創(chuàng)新要求的層次知道質(zhì)疑和創(chuàng)新的重要性具有質(zhì)疑和創(chuàng)新的意識(shí)能對(duì)已有的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，從不同角度思考物理問(wèn)題能對(duì)已有的結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式解決物理問(wèn)題能從多個(gè)角度審視檢驗(yàn)物理結(jié)論，解決物理問(wèn)題具有一定的新穎性第27頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力質(zhì)疑的行為大致可以分為兩個(gè)層次：一是對(duì)知識(shí)了解不夠，沒(méi)有弄懂，無(wú)法解決具體問(wèn)題，提出疑問(wèn)，這是低層次的；二是發(fā)現(xiàn)所觀察到的現(xiàn)象與已有認(rèn)知不吻合，或者發(fā)現(xiàn)已有認(rèn)知之間不能自恰，從而對(duì)現(xiàn)有認(rèn)知的科學(xué)性和合理性提出疑問(wèn)，以至于萌發(fā)出新的猜想，這是高層次的。應(yīng)倡導(dǎo)高層次的質(zhì)疑行為，歷史上物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)都是由高層次的質(zhì)疑行為引發(fā)的。第28頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力【題目】有人描述了這樣一個(gè)情境：“早年，一名飛行員駕著飛機(jī)在空中水平勻速飛行，飛機(jī)座艙的上部是開(kāi)放的，空中經(jīng)常出現(xiàn)地面射出的流彈，有一次，飛行員感覺(jué)臉上有一只蟲子在浮動(dòng)，抓過(guò)來(lái)一看，竟是一顆步槍子彈！”從物理原理上看，你認(rèn)為這種情境可能發(fā)生嗎？請(qǐng)說(shuō)出你的結(jié)論。并根據(jù)子彈和飛行員的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系論述你的結(jié)論。摘自黃恕伯老師講座第29頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力科學(xué)思維（質(zhì)疑創(chuàng)新）水平四能對(duì)已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式分析解決物理問(wèn)題。科學(xué)思維（證據(jù)意識(shí)）水平五能考慮證據(jù)本身的科學(xué)性，恰當(dāng)使用證據(jù)，從多個(gè)視角審視檢驗(yàn)結(jié)論。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：能從水平方向和豎直方向兩方面正確分析。論點(diǎn)和論據(jù)吻合。論據(jù)的物理原理正確。第30頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力回答舉例1（滿分）不可能發(fā)生。上述情境最有可能發(fā)生的條件是子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但即便如此，豎直方向上，子彈相對(duì)飛行員還在做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)子彈飛行到最高點(diǎn)時(shí)恰好接觸飛行員的臉，此后子彈相對(duì)飛行員做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)子彈觸臉下落10cm被飛行員抓住，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式，可列方程0.1＝10×t2/2，解得t＝0.14秒，要在這么短的時(shí)間內(nèi)完成動(dòng)作，幾乎超出了人的反應(yīng)時(shí)間的極限，這在飛行員在駕駛飛機(jī)時(shí)是不可能做到的。第31頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力回答舉例2（滿分）可能發(fā)生。水平方向:若子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。豎直方向:子彈相對(duì)飛行員在做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)子彈在臉上浮動(dòng)時(shí)還在繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，其上升30cm后到達(dá)最高點(diǎn)再下落30cm到臉部，這段時(shí)間飛行員都有可能抓住子彈，可以計(jì)算子彈上升和下落30cm所經(jīng)歷的時(shí)間一共是0.5s，飛行員完全可以在這0.5s時(shí)間內(nèi)做出反應(yīng)，抓住子彈。第32頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過(guò)程中發(fā)展思維能力回答舉例3（滿分）不可能發(fā)生。當(dāng)子彈飛行的水平速度跟飛機(jī)速度相等時(shí)似乎可以實(shí)現(xiàn)題中情境，但實(shí)際上是不可能的。因?yàn)樽訌椝剿俣热舾w機(jī)速度相等，則子彈相對(duì)飛機(jī)的作豎直上拋運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，坐在飛機(jī)上的人觀察子彈的運(yùn)動(dòng)方向是豎直向上的，子彈要到達(dá)飛行員臉部，在路徑上需要穿越飛機(jī)的座艙，這是不可能的。重視論證的道理（過(guò)程），不追求結(jié)果。第33頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)探究科學(xué)探究作出假設(shè)制定計(jì)劃提出問(wèn)題搜集證據(jù)表達(dá)交流解釋問(wèn)題第34頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)探究一、設(shè)計(jì)探究過(guò)程，親歷知識(shí)形成過(guò)程【例】“伽利略對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究”教學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證◎?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)：如何驗(yàn)證？sμt2◎?qū)嵺`體驗(yàn)：測(cè)量小球下落的高度與時(shí)間（困難？）◎修正方案：讓小球沿斜面運(yùn)動(dòng)……（理由？）◎?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證：（學(xué)生參與）數(shù)節(jié)拍、測(cè)距離、填表格（節(jié)拍器）（導(dǎo)軌2m，有刻度）321302985268241192160021043232.533.132.933.033.132.732.9伽利略手稿中記錄的一組數(shù)據(jù)時(shí)間單位距離單位X/t212345678

通過(guò)實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)歷史情境，讓學(xué)生沿著大師的探索足跡，親身體驗(yàn)并領(lǐng)悟前輩科學(xué)家的科學(xué)精神、物理思想和研究方法。第35頁(yè)/共42頁(yè)核心素養(yǎng)·科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確態(tài)度與責(zé)任感認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境（STSE）的關(guān)系對(duì)科學(xué)和技術(shù)形成第36頁(yè)/共42頁(yè)核心