做一名有思想的物理老師(赴云南報告)

做一名有思想的物理老師蔣大橋物理，悟理!

不悟無理。

理在物中，

理在悟中。

學物之理,

悟人之理?！獜摹拔颉崩碚勂鹑松啡缤灰坪吐烦?，選擇正確的方向很重要。如果沒有正確的方向，即使有很長的路程，位移也可能很小。關于“位移”和“路程”參考系——“換位思考”

對于同一物體的運動，當選擇不同的參考系時，對運動的描述一般是不同的。運動本身是絕對的，但對運動的描述卻是相對的?！藗兞晳T站在自己的立場上，發(fā)表一些看法。如果換位思考，站在對方的立場上思考，可能會出現(xiàn)另外一個不同看法。人與人之間通常會在看法不一時產(chǎn)生矛盾，就是因為缺少了換位思考。在你看來認為是正確的東西，在他看來未必就是正確的。人要學會選擇不同的角度看問題，學會換位思考。被抹滅掉個性的“質(zhì)點”

在牛頓的眼里，萬物皆可視為質(zhì)點，物體豐富的個性被抹掉，“質(zhì)量”成為其統(tǒng)一的標志?！诓缓侠淼慕逃w制下，學生就像一個個的“質(zhì)點”，教育磨滅了他們豐富的個性，“考試分數(shù)”成為其統(tǒng)一的標志。關于“速度”與“位移”人生之旅不在乎你能走多快，而在乎你走了多遠！我們不能贏在起點，輸在終點！關于“合力”和“分力”合力不一定大于分力。只有當各個分力的方向大致相同時，合力才大于分力?！獙τ谝粋€集體，只有將每個人都團結起來并統(tǒng)一思想朝一個方向共同努力時，這個集體的力量才會更強大。如果缺乏共同的方向，即使個人力量再強大，整個集體也可能是毫無戰(zhàn)斗力的。關于“力、功、能”有力不一定做功，用力不當就會“徒勞無功”。而做功也有正有負，只有對物體不斷做正功時，物體的動能才不斷增大?！覀兿Ｍ麑W生努力學習、用功學習，但一定要激發(fā)學習的學習動力，指導學生正確的學習方法。熱和功——教師對學生的兩種關愛熱和功是改變物體的內(nèi)能兩種方式，這兩種方式對改變內(nèi)能是等效的?！處煂W生的關愛，有時是一席溫暖的談話（如同熱傳遞），有時是一句嚴厲的批評（如同做功），方式雖有不同，效果應該相同。關于“場”與“路”

場上本來沒有路，走的人多了，也便成了路…“物理”一詞的來由判天地之美

析萬物之理

——莊子出自《莊子·天下第三十三》

天下大亂，賢圣不明，道德不一，天下多得一察焉以自好。譬如耳目鼻口，皆有所明，不能相通。猶百家眾技也，皆有所長，時有所用。雖然，不該不遍，一曲之士也。判天地之美，析萬物之理，察古人之全，寡能備于天地之美，稱神明之容。是故內(nèi)圣外王之道，暗而不明，郁而不發(fā)，天下之人各為其所欲焉以自為方。悲夫，百家往而不反，必不合矣！后世之學者，不幸不見天地之純，古人之大體，道術將為天下裂。

天地有大美而不言，四時有明法而不議，萬物有成理而不說。

——莊子莊子《知北游》第二節(jié)：“天地有大美而不言，四時有明法而不議，萬物有成理而不說。圣人者，原天地之美而達萬物之理，…”細推物理須行樂,

何用浮名絆此身.

——杜甫出自杜甫《曲江對酒》

一片花飛減卻春,風飄萬點正愁人.

且看欲盡花經(jīng)眼,莫厭傷多酒入唇.

江上小堂巢翡翠,苑邊高冢臥麒麟.

細推物理須行樂,何用浮名絆此身.

高懷見物理和氣得天真

——于右任境自遠塵皆入詠

物含妙理總堪尋

原意是：遠離喧囂紅塵的環(huán)境都是可以入詩文的，蘊涵哲理的東西都是可以追尋的.對聯(lián)“物理學”的來由從希臘文到中文希臘文Φνσικα(自然)英文physics日本人翻譯成“物理學”從亞里斯多德到牛頓亞里斯多德（公元前384—322）：《物理學》伽利略（1564～1642）：《兩種新科學的對話》牛頓（1642—1727）：《自然哲學的數(shù)學原理》從“格致學”到“物理學”格致學（1845年——1902年）1902年京師大學堂在格致科下設物理學課目，1912年改格致科為理科，下設物理門.同年金陵大學設物理學課目，1918年商務印書館出版了由陳幌編寫的《物理學》，這是第一本國人命名為《物理學》的“physics”著作?！案裎镏轮币辉~源于儒家“致知在格物，格物而后知至”的思想。什么是物理學？物理學是研究物質(zhì)結構和物質(zhì)運動基本規(guī)律的學科。

從高中物理看“物質(zhì)運動的基本規(guī)律”模塊物質(zhì)運動規(guī)律力學質(zhì)點機械運動牛頓運動定律動量守恒定律機械能守恒定律熱學分子熱運動熱力學定律電磁學電荷電荷在電、磁場中的運動/電流庫侖定律歐姆定律楞次定律電磁感應定律機械波質(zhì)點(介質(zhì))機械振動在介質(zhì)中的傳播惠更斯原理波動圖象光學/近代物理學光子、原子、原子核光在真空與介質(zhì)中的傳播微觀粒子的高速運動反射定律折射定律質(zhì)能方程測不準原理狹義相對性原理物理教師的“三部曲”研究物理怎么教？——教法（教是為了不教）研究物理怎么學？——學法（學是為了終身學習）怎樣做到師生教學合一？——教學法物理“怎么教？”——教材教法物理概念教學物理規(guī)律教學物理實驗教學物理習題教學物理專題教學物理復習教學

物理難，難在概念！物理“怎么教？”——教法研究一、搞好銜接教學初中→高中→大學，構建螺旋上升的知識體系。二、搞好復習教學初三、高三總復習，打破教材章節(jié)，重整結構，縱橫聯(lián)系，推陳出新。三、為遷移而教“類比——遷移”教學法。物理“怎么學？”——學法指導一、把方法教給學生——將“科學方法”轉化為“學法”（1）觀察與實驗（2）歸納與演繹（3）分析與綜合（4）假說與驗證（5）數(shù)學方法（6）類比方法（7）理想化方法（8）外推法（9）等效法科學是一種方法，它教導人們，一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度（因為沒有事情是絕對已知的），如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，做出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象。

——費曼二、把時間還給學生

——培養(yǎng)三種學習能力（1）自主學習（2）合作學習（3）研究性學習物理“怎么學？”——學法指導關于物理概念教學的幾點思考1.概念的形成2.概念的發(fā)展與認知發(fā)展規(guī)律3.概念體系的建立坐標位置位移速度加速度時刻時間時標質(zhì)點參考系概念的形成——加速度概念的發(fā)展——質(zhì)量初中質(zhì)量的測量棄“質(zhì)”?！傲俊备咧薪?jīng)典力學牛頓運動定律慣性質(zhì)量萬有引力引力質(zhì)量動量與動能質(zhì)量與速度無關相對論光子的質(zhì)量動質(zhì)量質(zhì)量虧損靜質(zhì)量質(zhì)速關系相對論質(zhì)量質(zhì)能關系質(zhì)能方程

1、速度概念的逐步拓展初中“速度”——平均速度的大小高中1——速度的矢量性（區(qū)分速度與速率、速度的合成與分解）高中2——速度的瞬時性（平均速度、瞬時速度、平均速率、瞬時速率）高中3——速度的相對性（相對速度）高中4——類比引入角速度（線速度與角速度）高中5——機械波的波速（區(qū)分振動速度）高中6——電磁波的波速/光速高中7——速度的極限/光速不變原理

2、速度與其他概念之間的關系的探討

速度與動能速度與動量速度與質(zhì)量概念的發(fā)展——速度概念的認知發(fā)展規(guī)律從現(xiàn)象到本質(zhì)光光線光波、光子從感性到理性浮力浮力是對物體產(chǎn)生的一個向上托的力物體上下表面的所受的壓力差從具體到抽象電荷帶電的小球點電荷（理想化模型）從定性到定量動能物體由于運動而具有的能從特殊到一般功（初中）（高中）從一般到特殊電動勢感應電動勢自感電動勢從分立到統(tǒng)一場電場和磁場電磁場從宏觀到微觀磁場力安培力洛倫茲力從理論到實踐彈性勢能理論分析實驗探究電學量概念體系（橫向）電功率電動勢時間電量電場強度電流電阻電場力電勢差電勢電功電勢能力能電阻率“能量”概念體系（縱向）模塊概念力學機械能動能重力勢能/引力勢能彈性勢能熱學物體的內(nèi)能分子動能分子勢能電磁學電磁能電勢能/電場能磁場能光學光能E=hν（量子論）原子與原子核核能物質(zhì)的總能量E=mc2（相對論）一個概念從形成、發(fā)展，直到形成體系，是需要一個過程的。由于從初中到高中乃至大學的整個學習進程中，物理教材呈現(xiàn)出螺旋上升的結構特點，因此老師在教學時必須始終關注與思考：某個概念在什么地方“開始出現(xiàn)”、“再次出現(xiàn)”、“反復出現(xiàn)”？每次出現(xiàn)以后對教學提出了什么樣的新的要求？物理概念教學設計——“問題策略”1為什么要引入這個概念？最初是怎么來的？如何引入這個概念？2它是怎樣定義的？有定義式嗎？3這個概念和以前學過的哪些概念容易混淆？4這個概念有何應用？對物理量而言5看看它是哪種類型的物理量？①是基本量還是導出量？

②是矢量還是標量？③是過程量還是狀態(tài)量？

④是常量還是變量……6這個物理量的單位是什么？從單位能看出它的物理意義嗎？7求解這個物理量有哪些方法？8如何測定這個物理量？是直接測量還是間接測量？有幾種測量方法？9這個物理量和別的物理量有何關系？這種關系將反映出什么樣的物理規(guī)律？物理概念教學的幾種模式“子概念——概念”模式“理論——生成”模式“實驗——探究”模式“類比——遷移”模式“甄別——歸納”模式“目標——診斷”模式類比——遷移教學法——《磁場》單元教學分析類比方法根據(jù)A類對象具有a、b、c、d屬性B類對象具有aˊ、bˊ、cˊ、dˊ屬性對比aˊ、bˊ、cˊ跟a、b、c相似推論B類對象可能具有屬性dˊ，且dˊ與d相似類比像閃電一樣，可以照亮學生所學學科的黑暗角落?！K聯(lián)學者瓦赫羅夫我重視類比勝于任何別的東西，它是我最可信賴的老師，它能揭示自然界的秘密。——開普勒每當理智缺乏可靠論證的思路時，類比這個方法往往能指引我們前進。——康德

在物理學上往往因為看出表面上互不相干的現(xiàn)象之間相互一致之點而加以類推，結果意想不到有了很重要的進展。——愛因斯坦類比——就是拿“未知”和“已知”作對比，在“陌生”和“熟悉”中徘徊，在“模仿”中進行“創(chuàng)新”。類比——就是“同中求異、異中求同”。類比——能啟發(fā)思維，提供解決新問題的線索。類比——如同架設一道橋梁，讓新舊知識溝通起來，能使新的知識變得更易于接受和理解，能快速推進學習，做到事半功倍的效果。類比——是一種教學策略，能構建一種新的教學模式。一種學習另一種學習引力場靜電場靜電場磁場機械振動電磁振蕩機械波/聲波電磁波/光波遷移——從“學會”走向“會學”兩種現(xiàn)象的類比項目電現(xiàn)象磁現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)①帶電體可以吸引輕小物體（極化）②摩擦起電、靜電感應①天然磁石可以吸引鐵鈷鎳（磁化）②電流的磁效應（奧斯特實驗）場源①兩種電荷（正、負）、②基本電荷（量子化）兩個磁極（N、S）電流定性同種電荷相斥，異種電荷相吸同名磁極相斥，異名磁極相吸同向電流相吸，反向電流相斥引入“場”電荷——電場——電荷磁體——磁場——磁體磁體——磁場——電流電流——磁場——電流定量庫侖定律（中學）安培定律（大學）從現(xiàn)象到本質(zhì)摩擦（感應）起電的實質(zhì)——電子的轉移磁現(xiàn)象的電本質(zhì)——安培分子電流假說項目電場強度E磁感應強度B探測元試探電荷q電流元IL定義式（比值定義）（比值定義）理解E與F、q無關，由電場本身決定B與F、I、L無關，由磁場本身決定方向E的方向與F的方向相同或者相反B的方向總與F的方向垂直單位N/C或V/mT——特斯拉矢量性矢量，服從場強疊加原理矢量，服從場強疊加原理其它（勻強）（勻強）兩種場強的類比項目電場線（靜電場）磁感線相似形象描述場的強弱與方向，實際不存在曲線上某一點的切線方向為場強的方向場線越密的地方，場越強空間任何兩條場線不相交不代表帶電粒子運動的軌跡不同從正電荷（或無窮遠）出發(fā)，終止于負電荷（或無窮遠），電場線不閉合。外部從磁極的N出發(fā)回到S極，內(nèi)部從S極到N極。磁感線一定是閉合曲線。兩種場線的類比項目電場磁場最基本的場單一的點電荷的電場無限長的直線電流的磁場（安培定則）最簡單的場勻強電場勻強磁場其它典型場①兩個同種電荷的電場②兩個異種電荷的電場③帶電導體表面附近的電場①環(huán)形電流的磁場（安培定則）②通電螺線管的磁場③地磁場常見的電場、磁場的類比兩種場力類比項目靜電力安培力洛倫茲力大小方向①當q為正時，F(xiàn)的方向與E的方向相同；②當q為負時，F(xiàn)的方向與E的方向相反。F的方向總是垂直于B和I所確定的平面（左手定則）F的方向總是垂直于B和v所確定的平面（左手定則）說明電荷在電場中運動，一定受到電場力作用通電導體放在磁場中，不一定受到安培力作用電荷在磁場中運動，不一定受到磁場力作用帶電粒子在勻強場中的運動規(guī)律類比類別初始條件勻強電場勻強磁場直線運動初速度方向與場線平行勻變速直線運動勻速直線運動（一維）曲線運動初速度方向與場線垂直勻變速曲線運動（類平拋）①偏轉距離②偏轉角勻速圓周運動（二維）①半徑②周期初速度方向與場線斜交勻變速曲線運動（類斜拋）空間螺旋運動（三維）兩種場能類比項目電場磁場做功的特點靜電力做功與路徑無關洛倫茲力始終不做功能量電場能、電勢能磁場能電容器儲存電場能通電線圈儲存磁場能功能關系靜電力做功對應著電勢能的變化：靜電力做正功，電勢能減少；靜電力做負功，電勢能增加。安培力做功對應著電能的變化：安培力做正功，電能轉化為其它形式的能；安培力做負功，其它形式的能轉化為電能。布魯納的著名假設：

任何學科都能夠用在智育上是正確的方式，有效地教給任何發(fā)展階段的任何兒童。何為智育上是正確的方式？學會將復雜的物理問題分解對基礎差的學生也可以講復雜的問題。講解復雜問題需要分步到位?！驗閺碗s的問題其實就是由若干簡單基本的問題綜合而成。如果你能做到把復雜的問題分解成若干較為簡單的問題（分階梯，由淺入深），然后進行綜合處理（深入淺出），這就是合適的方式。

問題分解一（撤去拉力前）（1）判斷運動：AB是否發(fā)生相對滑動？（2）分析受力：A、B各自受到哪些力的作用？（3）求加速度：A、B的加速度各是多少？（4）求速度：撤去拉力時，A、B的速度各為多大？（5）求位移：A、B