1、黄恕 伯 2018.2.8 基于提升物理核心素养的 教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京(1)学业质量是学生完成本学科后的学业成就表现 。 学业质量标准是以本学科核心素养及其表现水平为主要维度 ， 结合课程内容 ， 对学生学业成就表现的总体刻画 。 1.课标中的学科核心素养与学业质量标准 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述 (2) 课程标准 中的学业质量水平 ， 是以素养的水平为主要框架排列的；附录中的核心素养水平是以素养的分类为为主要框架排列的 。 学业质量水平 （ P46） 核心素养水平
2、 （ P78） 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京1.课标中的学科核心素养与学业质量标准 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述 (4) 由于 学业质量标准明确将学业质量划分为不同水平 ， 并描述了不同水平学习结果的具体表现 ， 对教学和评价 的指导 ， 具有更强的操作性 。 (3) 在 普通高中物理课程标准 中 ， 学业质量水平的描述 ， 除 “ 物理观念 ” 外 ， 其它都跟附录中核心素养水平的描述基本相同 。 物理观念比较 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单
3、位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京2.高中物理核心素养的内容结构 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京高中物理核心素养 物理 观念 科学 思维 科学 探究 科学态度 与责任 质疑创新 科学论证 科学推理 模型建构 交流 解释 证据 问题 社会责任 科学态度 科学本质 物质观 运动与相互作用观 能量观 解决问题 形成观念 每一要素都分为五级水平 （ 13 5） 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材
4、发展中心中国北京(1)以水平为线索，描述各水平四个方面的素养 (2)以素养为线索，描述四方面素养的各级水平 “学业质量水平”用该描述，便于对某水平总体把控。 “核心素养水平”用该描述，便于对素养某方面的理解 （ 5 4） （ 4 5） 2.高中物理核心素养的内容结构 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述 需要另外制表，便于对要素各水平进行教学分析。 (3)以要素为线索，描述各要素的五级水平 （ 13 5） 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京3.教学案例分析的根据 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述
5、以 普通高中物理课程标准 中的 “ 学业质量水平 ” 为根据 ， 根据对学业质量水平中“ 质量描述 ” 的理解 ， 对教学案例进行分析 。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京4. 教学案例分析的观察点 (1)教学内容 (2)教学方式 概念建构 学生的学习行为： 听、看、做、想（转化、质疑和创造） 规律习得 例题设计 作业设计 评价设计 实验设计 前言：基于提升核心素养的教学案例分析概述 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京教学
6、案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京一、关于提升物理观念的教学案例分析 “ 形成 物质观念 、 运动与相互作用观念 、 能量观念等 ， 能用其解释自然现象和解决实际问题 。 ” 课程标准中的 “ 课程目标 ” （ 共 4条 ， 以下是第一条 ） ： 课程目标表明：物理观念包括 “ 形成 ” 和 “ 应用 ” 两方面； 1 初步了解所学的物理概念和规律 ， 能将其与相关的自然现象和问题解决联系起来 。 2 了解所学的物理概念和规律 ， 能解释简单的自然现象 ， 解决简单的实际问题 。 3 了解所学的物理
7、概念和规律及其相互关系 ， 能解释自然现象 ， 解决实际问题 。 4 理解所学的物理概念和规律及其相互关系 ， 能正确解释自然现象 ， 综合应用所学的物理知识解决实际问题 。 5 能清晰 、 系统地理解物理概念和规律 ， 能正确解释自然现象 ， 能综合应用所学的物理知识灵活解决实际问题 。 课程标准中的 “ 学业质量水平 ” ， 也体现了以上两个方面 。 形成观念 解释现象和 解决问题 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京一、关于提升物理观念的教学案例分析 课程标准关于 “ 物理观念 ” 的说明： “物理观念”
8、是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。 什么是 “ 概念和规律的提炼和升华 ” ？ 所谓 概念和规律的提炼 ， 其重要的方面就是把这些概念和规律组合成优化的结构 ， 成为某一知识领域的核心内容 ， 是解决问题的关键视角和思维指南 。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 1-1： 力的分解 教学的知识目标 1.构建 有优化结构的高中物理知识系统 传统的 力的分解 教学过程： 一、关于提升物理观念
9、的教学案例分析 用力的分解求解物体的受力问题 ， 根据 “ 力的作用效果 ” 来判定分力的方向 ， 用平行四边形定则根据判定的分力方向进行力的分解 。 该教学过程值得质疑 。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京G N 老师： 如右图 ， 悬吊的球由于重力的作用产生了两个效果 ，一是拉绳子 ， 二是压墙 。 因此可以把重力按效果分解为 T 和 N 。 学生： 分力和合力是指同一物体上两次受力的的等效替换 ， 但 T、 N 和 G 并不作用在同一物体上 ， 一个力可以分解为别的物体所受的力吗 ？ G 是引力 、
10、T 和 N 是弹力 ， 一个引力可以分解为两个弹力吗 ？ 老师： 。 案例 1-1： 力的分解 教学的知识目标 1.构建 有优化结构的高中物理知识系统 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京新课标指出 ： “ 能用共点 力的平衡条件分析日常生活中的问题 ” 而 不是用 “ 力的分解 ” ， 它突出了运动与相互作用的 关系 ， 即 物体的运动如果处于平衡状态则物体在相互作用中所受的合力便等于 0， 这是核心知识 ， 力的分解不过是求解过程 中的一个计算手段 。 解决 物体受力的计
11、算应该在学习共点力平衡时完成 ， 而不是学习力的分解时就匆忙做这些题目 。 案例 1-1： 力的分解 教学的知识目标 1.构建 有优化结构的高中物理知识系统 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京之所以把共点力的平衡视为核心知识 。 是因为用共点力平衡条件分析具体问题时 ， 需要选择相互作用的对象 、 分析相互作用的物理量 、 列出相互作用关系的方程 ， 这是一种分析物理问题基本而且重要的思路 ， 这种核心思路和视角 ， 普遍用于力 、 电 、 热等问题的分析 ， 是概念和规律
12、的提炼 。 是运动与相互作用观的重要内容 。 “ 共点力的平衡 ” 是高中物理课程中这一思路的起点 。 案例 1-1： 力的分解 教学的知识目标 1.构建 有优化结构的高中物理知识系统 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京物理观念的第二个要点 ， 是 “ 会用物理观念解释自然现象和解决实际问题 ” 。 一、关于提升物理观念的教学案例分析 要 做到这一点 ， 必须强化物理知识与实践情境的关联 ， 提高把物理知识与实践情境进行联系的自觉性 ，增强学生的实践意识 。 当学生面对实践
13、情境时 ， 会自然联想到与此相关的物理概念和规律 。 这就是物理概念和规律的升华 。 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京2.强化 物理知识与实践情境的关联 把跟学生生活联系密切的问题 、 社会热点中的物理问题 、 现代科技成果等有实践情境的教学内容引进物理课堂； 用生活中的器具做物理实验 ， 加强物理知识与生活的联系； 创设真实情境 、 并通过对真实情境的思维加工来建立物理概念；用物理规律分析和解决真实情境中的问题； 养成估计生活中有关物理量大小的习惯 ， 乐于对媒体消息中物理量的大小进行审视 ， 勇于对媒体
14、信息中的不合理数据进行质疑 。 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 1-2：从生活实践引入“自感和互感”课题 以下案例中 ， 短短几秒钟 ， 教师通过两个动作 ，建立了 “ 物理知识和生活情境的关联 ”“ 科学和技术的关联 ” 。 2.强化 物理知识与实践情境的关联 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京从生活 实践引入 “ 自感和互感 ” 课题 教育部
15、普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 1-3：知识应用紧贴当地生活和热点 手机和汽车是深圳人的热点话题 。 深圳的学校把物理知识跟实践情境进行关联 ， 就需要贴近深圳的地域特点 ， 把手机和汽车等喜闻乐见的话题新信息引入课堂 ， 这有利于学生建立物理知识与实践情境的关联 。以下是深圳学校的一节物理课片段 。 2.强化 物理知识与实践情境的关联 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京教育部普通高中课
16、程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 1-4：知识应用跟行业 、 部门规章相关联 机场规定： 严禁携带额定能量超过 160 Wh的充电宝搭乘飞机 。 2.强化 物理知识与实践情境的关联 一、关于提升物理观念的教学案例分析 一般充电宝 （ 移动电源 ） 的规格 ， 标注的是电荷量 ， 单位是 mAh， 机场的规定为什么要以Wh为单位 ？ 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京根据物理知识可知 ， 机场限定的不是充电宝的电荷量 ， 而是充电宝的能
17、量 ， Wh的含义是瓦小时 ， 160Wh 相当于 57.6 t 的重物由静止下落 1m 所具有的动能 。 若要判断常见锂电池充电宝的能量是否超标 ，须把它的电荷量乘以标注的额定电压 （ 如 3.7 V） 。 案例 1-4：知识应用跟行业 、 部门规章相关联 2.强化 物理知识与实践情境的关联 一、关于提升物理观念的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 2-1：将实际问题转换成所学物理模型 一名学生看见某工人沿着斜靠在墙上的梯子向上攀登时 ， 担心梯子下端会滑动而产生安全问题 。 他用力的平衡
18、规律探究此真实问题 ， 得出人在梯子上的位置越高梯子下端越容易滑动的结论 ， 解释了所观察到的现象 。该学生研究时 ， 把人视为质点 ， 忽略梯子的质量 、 梯子上端与墙之间的摩擦力等次要因素 ， 合理建构了问题研究的物理模型 ， 形成结论时 ， 进一步考虑梯子质量等因素的影响 。 二、关于发展科学思维的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京G P F Ff FN O 把工人和梯子合起来作为受共点力作用的研究对象 ， 该对象受 G、 P、 F三力的作用 ， 三力共点于 O， 合力为 0。 随着工人在
19、梯子位置的上移 ， O点向墙平移 ， F和地面的夹角减小 ， 梯子平衡所需要的静摩擦力 Ff 增大 ， 梯子不安全程度增加 。 工人位于梯子顶部时 ， 是梯子在该倾角下的最不安全状态 ， 此时 F 的作用线 沿梯子方向 。 案例 2-1：将实际问题转换成所学物理模型 二、关于发展科学思维的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京同样是工人位于梯子顶部的条件下 ，如果梯子跟地面的夹角越小 ， 梯子平衡所需要的静摩擦力越大 ， 梯子越不安全 。 梯子的倾角减小到静摩擦力 Ff 和弹力 N 的比值等于动摩擦
20、因数 时 ， 梯子处于打滑的临界状态 ， 此时梯子和地面的夹角 为最小安全倾角 ， 由图可知 ，ctan = 。 G P F Ff FN O 案例 2-1：将实际问题转换成所学物理模型 二、关于发展科学思维的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京ctan = 是理想模型下的结论 。实际上梯子有一定质量 ， 人也不可能处于质点状态位于梯子的顶端 ， 因此实际情况下的 O点不可能紧贴墙面 ， 这两个实际因素是有利于安全的 。 另外 ， 竖直墙面也存在一定摩擦 ， 真实情况下梯子下端所受的静摩擦力也小于理
21、想情况 ，这个因素也是有利于梯子安全的 。 G P F Ff FN O 案例 2-1：将实际问题转换成所学物理模型 二、关于发展科学思维的教学案例分析 水平 2： 能在熟悉的问题情境中应用常见的物理模型 水平 3： 能在熟悉的问题情境中根据需要选用恰当的模型解决简单的物理问题 水平 4： 能将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京“ 模型建构 ” 水平 4： 能将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型； G P F Ff FN O 案例 2-1：将实际问题转换成所学
22、物理模型 二、关于发展科学思维的教学案例分析 “ 科学推理 ” 水平 4： 能对综合性物理问题进行分析和推理 ， 获得结论并作出解释； 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京案例 2-2：感应电流产生的条件究竟是什么 ？ 实验： 改变闭合电路内的磁感应强度 ， 产生了感应电流 。 结论： 产生感应电流的条件可能是 B， 也可能是 。 实验： 改变匀强磁场内闭合电路面积 ， 产生了感应电流 。 结论： 产生感应电流的条件可能是 S， 也可能是 。 推理： 如果 B、 S 都改变 ， 但 保持 不变 ， 若不能产生感应电流 ， 就说明 产生感应电流的条件是 的改变 。 二、关于发展科学思维的教学案例分析 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京实验：磁感应强度和线圈面积都改变时，是否一定产生感应电流？ 教育部普通高中课程方案和课程标准国家级示范培训主办单位：教育部基础教育司承办单位：教育部基础教育课程教材发展中心中国北京
