2016-06-12
luck_lee1101
中学物理教材教法(一至三章)
第一篇 初中物理教学的基本理论与应用
第一章 初中物理教学的目的和任务
教学目的：1.知道初中物理教学的目的和任务是根据什么确定的
2.明确初中物理教学的目的与任务
第一节 初中物理教学的目的与任务的确定
一、物理学科的特点
1、 物理学是一门实验科学
2、 物理学是结构严谨的理论科学
3、 物理学是一门定量的精密科学
4、 物理学是一门应用广泛的基础科学
5、 物理学是一门带有方法论性质的科学
二、国家的教育方针、义务教育的目的与任务
根本目的和任务是提高全民族的素质。
三、初中学生生理与心理发展水平
1、 心理与生理特点
2、 学习动机与兴趣特点
3、 情感意志特点
4、 思维特点
第二节初中物理教学的目的与任务
所谓“教学目的”，是指通过教学过程所要达到的终极性主观意图。它与一个个“教学任务”涵义不同。但当教学过程正在实施之中时，终极性“教学目的”即可转 化为一个个“教学任务”去完成。只有完成“教学任务”，才能最终实现“教学目的”；而要最终实现教学目的，必须先完成教学任务。可见教学目的与教学任务有 着不可分割的内在联系。
一、中学物理教学的指导思想
（一）指导思想
中学物理教学的指导思想应服从教育的指导思想。我国义务教育法规定： 努力提高教学质量使儿童，少年在品德、智力、体质等方面全面发展，为提高民族素质，培养有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义建设人才奠定基础。
这一指导思想反映了两个方面内容：
1.阐明了为社会主义建设培养什么人的问题。
2.说明了在受教育者身上形成哪些素质及其素质结构的问题。
“素质”一词有多种含义，这里把素质界定为三层：
(1)在生理学上是指人的先天的解剖生理特点（生理素质）。
(2)素质还指一个事物主要成份的质量，就人来说来就是一个人的品德、智能、体质等方面的质量。
(3)指民族性或民族本质：是指全民族每个成员素质的综合，它取决于每个国民的素质，同时与一个民族的国民性密切相关。根据以上界定，提高民族素质就是提高全民族德、智、体几个方面的发展水平。
可以把“德”理解为政治素质，它包括政治态度、思想意识和道德情操三个方面。
可以把“智”理解为文化素质，它指文化知识技能和智力发展水平。
可以把“体”理解为体质。
（二）全面提高中学物理教学质量的含义——根据全面发展的方针，对于某具体学科来说，提高教学质量就是发展学生的知识水平、能力水平和心理品质水平，使他们成为有理想、有道德、有文化、有纪律的劳动者。
对于中学物理来说，“知识因素”主要是物理基础知识，它包括基本物理现象、基本物理概念和规律以及相应的其它物理知识。
“能力因素”主要包括观察实验能力、思维能力、分析和解决实际问题的能力。
“心理品质因素”主要包括智力因素、非智力因素、以及逐步形成的共产主义、爱国主义的道德观和价值观、审美情趣、意志和性格特征。
二、中学物理教学目的
2001年全日制普通中学教学大纲规定的教学目的：
1.学习物理学基础知识及其实际应用，了解物理学与其他学科以及物理学与技术进步、社会发展的关系。
2.进行科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力、科学思维能力、分析问题和解决问题的能力。
3.培养学生学习科学的兴趣和实事求是的科学态度，树立创新意识，结合物理教进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。
三、中学物理教学的目的任务可概括为以下三个方面：
（一）知识与技能方面
使学生掌握最基本的概念规律等物理学知识和最基本的物理学技能，应是中学物理教学的目的、任务之一。
在物理学知识的教学中，对于“基础”的把握通常体现为对重点知识、重要知识与一般知识的划分与不同要求上。
重点知识：是在物理课程教材中占有重要地位，是学生进一步学习物理学知识或参加工作，参与现代生活所必需的，而且学生能够接受的那些物理学概念和规律。教学上的要求是理解并能灵活应用。
重要知识：是指为了掌握重点知识而必须学习的预备知识或过渡性的知识，也包括本属于重点知识，但由于中学生的接受能力的限制而适当降低要求的知识。教学上的要求是确切理解他们的含义，并会运用。
一般常识：是指为了扩大学生的知识面而只做初步介绍的知识。教学上要求是了解。
物理学技能分为智力技能和操作技能：
智力技能：是指在智力活动中获得的控制自己智力动作执行的经验，是合乎法则的智力活动的方式。
操作技能：是控制自己操作动作执行的经验，是通过练习而形成和巩固起来的一种合乎法则的随意行动方式。在中学物理教学实际中，普遍存在学生操作技能差的现象。良好的技能、熟练的技巧能有效地促进学生能力的发展。
（二）过程、方法与能力方面
1、经受科学探究过程
A、 什么是科学探究？
科学探究原指科学家们研究自然界的科学规律时，所进行的科学研究活动。进入20世纪80 年代以来，世界各国的基础教育都将科学探究引入学生的学习过程之中，让学生模仿和经历科学家进行科学研究时的方法，去获取知识，领悟科学的思想和方法，领 悟科学家探究自然规律时所进行的各项活动。这样就突破了基础教育中的学科封闭状态，把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境中，使其在自主学习、自主 探索中获得一种新的学习体验。
因此，科学探究是学生在物理课程和现实生活的情境中，通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能、方法的学习方式和学习 过程。科学探究关注的目标是，让学生经历探究过程、获得理智和情感体验、积累科学知识和方法等三个方面。与传统的接受性学习和训练性学习相比较，探究性学 习具有更强的问题性、实践性和开放性。在科学探究中，学生不是面对教师和课本事先设计好的问题，而是需要自己去发现问题和解决问题。
20世纪在美国和法国中小学流行一种“动手做”的科学教育方法，就是探究性学习的一种典型例子。美国的《国家科学教育标准》认为，为了提高学生的科学素 养，整个学校系统必须作重大改变，“科学教育采用的新方法必须能反映科学本身的实际搞法，强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法。”
B、探究的过程和要求
《标准》根据科学探究的一般要求，结合初中物理课程的特点和8-9年级学生的认知水平，将科学探究分为七个要素，并对每一要素提出了探究能力的要求。在探 究过程中，要给每个学生创造机会。明确他们所承担的任务，鼓励学生发现问题、提出问题、出主意、想办法。要让每个学生在探究活动中发挥主动积极的作用。同 时，科学探究又是一种集体性的协作活动，对于简单的问题可以由学生个人来进行，对于稍微复杂的问题，则应通过小组活动，甚至全班性的活动进行。教师要善于 激励学生对科学的热情和兴趣，表现出对不同观点的尊重。
1）提出问题。要紧密结合内容标准对知识和技能的要求，从学生学习物理和生活实践中，选取他们感兴趣的问题进行探究,对初中学生来说，探究的问题主要应从 学生在课堂、实验室、家庭和日常生活中感兴趣的现象中选取。要让每个学生都能搞清楚探究什么问题？让学生去研究、调查、探索。例：探究自行车上用到的物理 原理；设计测定食用油密度的方案；探究高压锅的原理。
要培养学生从日常生活和自然现象中找出研究课题的能力。能够明确探究的问题，能通过科学探究对研究的课题进行描述，能应用科学的思想和方法，已有的物理知识来确定研究课题。
生活、社会和科学技术中的问题往往是很复杂的，限于学生的年龄特点和科学知识的局限，不是所有的问题都可以让学生通过探究来解决的，教师应根据学生提出的探究课题，结合学生的实际进行筛选和梳理，选择哪些有对学生的发展有意义的，而学生又有能力进行探究的课题。
2）猜想与假设。要让学生根据已有的物理知识和实践经验，对确定探究的问题进行猜想和假设，例如，推测探究可能出现什么结果？应该怎样进行探究过程和方向的设计？根据已有的知识和经验，能够对探究的问题作出哪些解释？哪些必须通过探究后才能作出解释？
3）制定计划和设计实验。要根据确定的探究课题，设计科学的探究计划和方案。探究计划应包括探究的课题、实验器材和资料的准备、探究的程序和过程（包括观 察、实验、信息和数据的收集和处理）、通过怎样的分析整理得出探究的结论、以及怎样对探究过程进行评估和反思等。在制定探究计划时，应搞清物理学已有的研 究成果。对少数学生可以让他们去设计一些有一定创新意识的、但又符合初中学生认知特点的探究方案。
4）进行实验和收集证据。学生在教师的指导下，根据探究方案，利用观察、实验和其他的方法和技术，收集数据、资料和信息。特别提倡用计算机来收集、存储、 处理和显示各种证据。要让学生对已有的数据和信息进行科学地分析和解释，找出这些证据和探究的课题之间的关系，进行科学地归纳和总结。如果涉及到两个或多 个变量（初中阶段只要求处理三个变量的关系，例如摩擦力的探究），学生应该能进行科学地分析和解释。在初中阶段应以定性分析为主，但也应适当地培养学生运 用数学工具进行简单的定量分析。
学生在课堂内外进行的探究活动是多样化的，可以是观察现象、进行实验、收集数据、分析现象、讨论交流、发表见解；也可以是从各种信息源，包括各种媒体、图 书、期刊、学校的数据库和英特网上收集和获取信息。要在科学探究的过程中，指导与帮助学生不断改进探究的方法，例如，在学生进行观察和实验时，要让学生多 设计几种可靠易行的实验方案，鼓励学生反复收集和如实地纪录实验数据。
5）分析和论证。教师要引导学生整理收集到的各种信息、实验数据和证据，对信息、数据和各种证据进行分析、应用科学的思维和方法，通过分析和归纳，找出规律，从而得出结论。
6）评估。评估是探究过程的重要环节，过去的物理教学虽然也组织过一些探究活动，但是，往往在得出结论后就万事大吉了，学生通过探究究竟得到了哪些启示？ 为什么探究的结果与事先的预测不一样？探究的设计和计划的进行过程是否有缺陷？还有哪些需要改进的地方？这些都需要学生去反思，只有通过这样的反思和评 估，学生的科学探究能力才能逐步提高。
7）交流与合作。要让每个学生都有充分的语言表达机会，要循序渐进的培养学生尽可能用已有的科学知识和较为准确的语言表述自己的探究成果。要让学生编写科学探究报告、设计表格、图象（包括应用计算机设计）
学生应该能够向其他同学科学地表述自己的研究成果，包括研究的过程、方法和结果。教师要培养学生注意倾听其他同学的研究报告、尊重别人的探究成果，允许别人对自己的探究过程和成果提出不同的意见和表示怀疑，并能认真思考别人的意见，改进自己的探究方案。
要让学生尽可能把自己的探究结果表述清楚，并且运用收集的信息和实验数据作出有说服力的解释；要让各种想法、观点进行充分地交流和讨论，在此过程中，使学生体会到科学探索和科学实践的过程和方法。
说明：对学生科学探究能力的要求和活动的组织，应注意以下几点：
物理课程标准关于科学探究的七个要素，是按探究的一般过程来设计的，实际进行探究活动时，不一定要按照这七个要素的排列顺序进行，也可以交叉进行，也可以将后面的要素提到前面进行，教师应根据探究的要求灵活掌握。
探究活动的组织和对学生探究能力的要求，应该循序渐进，由简单到复杂，由部分探究到经历较完整的探究过程。例如，学生开始接触物理时，可以安排一些简单的 探究活动，探究的环节可以是其中的某几个，甚至是某一个环节，随着学生在物理知识和技能方面的不断发展，再逐步安排学生进行一些较为完整的探究活动。
要在探究的过程中注意学科的渗透和融合，探究的问题可能涉及化学、生物、地理等多学科，物理教师应鼓励和提倡学生应用他们在其它学科中学到的知识和技能，来进行猜想和假设、分析和论证、讨论和交流。
2、经受科学方法训练
3、培养物理学科能力
能力：是完成某种活动所需要的个性心理特征，是认识事物、探索知识和运用知识的本领。
知识：物理知识是人在实践活动中对物理世界的认识和总结，主要反映物理现象和过程的本质属性。因此，“知识”与“能力”是具有辩证关系的两个概念。
物理教学大纲规定，要培养学生观察实验能力、科学思维能力、分析问题和解决问题的能力。
A.观察和实验能力的培养
(1)观察能力：指通过对客观事物和现象的观察从而区别它们特征的一种能力。
(2)实验能力：创造观察条件，动手做实验的能力。
对中学阶段的实验能力主要有：
①根据实验目的的要求制定实验方案、步骤、设计记录表格的能力。
②合理选择、正确使用仪器进行观察、测量、读数的能力。
③分析整理实验结果、得出正确结论的能力。
(3)如何培养观察实验能力
①思想上重视实验教学，加强对观察实验能力的培养。
②要认真做好演示实验，指导学生分组实验。
③建立必要的考查制度。
B.思维能力的培养
(1)思维与思维能力
①思维分类一般分为三类：形象思维、逻辑思维、灵感思维
(i) 形象思维：以具体事物的表象为思维材料进行的思维。
(ii) 逻辑思维：以概念或判断为思维材料进行的思维。
(iii) 灵感思维：以表象和概念组成的思维组块为思维材料进行的思维。
②思维能力：是指人们在感性认识的基础上，通过大脑一系列抽象的和形象的及灵感的活动而获得的对事物的本质和规律的认识能力。
(2)思维方法
①分析：就是在头脑中把事物分解为各个属性部分、方面，分清事物的主要因素和次要因素，集中全力研究主要因素的作用规律的思维方法。
②综合：在头脑中把事物的各个属性部分、方面结合起来，把个别的、孤立的现象合成总体来考虑，从而使认识深入到事物本质的一种思维方法。
③抽象和概括
抽象：暂时撇开问题个别的、非本质的因素，抽出主要的、本质因素，加以考虑研究。
概括：把一类物理事物共同的本质属性联合起来，从而建立一个轮廓清晰、主题突出易于研究的新形象或形成新概念称为概括。
④判断与推理
判断：是运用概念对事物现象做出肯定或否定的结论的思维形式。
推理：由一个判断或一些判断推出另一个（些）判断的思维形式。
推理主要有以下几种形式：归纳推理、演绎推理、类比推理
归纳推理：是从个别判断推出一般性判断的思维形式。归纳推理可分为简单枚举归纳推理，完全归纳推理，科学归纳推理。
演绎推理：是一种从一般性的判断推出个别性判断的思维形式。
类比推理：是由一个个别性判断推出另一个个别性判断的推理。
（3）物理教学中的思维能力培养
①培养学生根据实验取得的数据，分析得出的结论进而总结概括出物理规律的能力。
②培养学生根据大量物理现象或实验事实，经过分析想象建立理想化模型或进行理想化实验的能力。
理想化模型：是根据研究问题和内容的需要，在一定条件下对研究客体的抽象。
理想化实验：根据大量实验事实，在现实实验的基础上，在极端条件下应用逻辑推理，由想象思维，臆造出的一个假想的物理过程。
③使学生了解假说向理论发展的过程，对培养能力有一定的意义。
C.分析和解决实际问题能力
分析和解决实际问题能力：是一种综合性很强的能力，它包括许多具体问题的能力，运用数学解决物理问题的能力。
培养学生分析问题和解决问题能力应抓如下几个方面：
（1）培养学生用数学语言来表述物理概念、过程和规律的能力。
①必须注意经常把概念规律的物理公式与文字语言表述相结合。
(i)要求学生对有关定律的文字表述和数学表述进行相互翻译。
(ii)清楚有关物理量相互制约的因果关系。
(iii)明确数学符号表示的物理意义。
②理解公式和图像的物理意义，培养学生用图像语言表述物理问题的能力。
（2）培养学生运用数学工具进行论证和推理的能力。
（3）培养学生运用数学对物理问题进行具体分析计算的能力。
①明确数学作为工具解决物理问题时必须受到物理概念和规律的制约。
②弄清物理现象，突出物理过程分析，搞清过程与过程间的联系。
（4）培养学生在实验基础上建立物理公式的能力。
D.自学能力、创造能力的培养
（1）自学能力及其培养
自学能力：自学能力是学生通过独立学习获取知识和技能的一种能力。
自学能力培养：
①选择典型教材内容，指导学生进行阅读。
②在课堂上给学生更多的独立活动时间。
③对学生提出预习和课外制作的要求并提供必要的指导。
④通过大众传媒、调查访问等多种途径培养学生搜集、鉴别和处理信息的能力，从而获取各类知识。
（2）创造能力及其培养
①创造能力：是指运用已有知识，想出新方法、新理论、创造新产品的能力。
②创造性思维是创造能力的核心
（i）创造性思维：是指思维的结果具有新奇性、独创性、目的性和价值性的思维活动。
(ii) 创造性思维包括两种形式：发散性思维和收敛性思维。
发散性思维：是指以要解决的物理问题为中心，充分发挥想象力，突破原有的知识图，朝多个方向进行推测、想象、假设、试探的思维过程。
其他方法有：立体思考、多向思考、侧向思考、逆向思考。
收敛思维：是综合各种信息，按照固定的方向和模式解决物理问题，或者以物理问题为中心，从不同方向和角度指向这个中心的思维形式。
方法：定向思维、聚合思维
③培养要求：培养学生创造能力，重在培养学生创造性思维能力。
(i)教学中要理论联系实际，重视物理实验。
(ii)物理教学要以学生为主体，教学方法上要重视启发性。
(iii)保护学生的好奇心和探索精神。
(iv)开辟“第二渠道”，给学生更多的学习和训练机会。
（三）情感、态度和价值观方面
1、 培养辩证唯物主义世界观
2、 爱国主义教育
3、 不畏艰难献身科学的教育
4、 实事求是的科学态度
第二章 中学物理教学过程与教学原则
一、对教学过程认识的变迁
（一）教师中心论
这一思想过分强调教师在教学过程中的地位和作用而严重忽视了学生学习的主动性和积极性。
（二）学生中心论
该思想过分强调学生在教学中的地位和作用而忽视了教师的作用。
（三）主体主导论
以认识论为理论基础，提出教学过程是以学生为主体、以教师为主导，学生在教师的指导下，通过自己的学习活动来掌握文化科学知识、发展认识能力、形成科学世界观和良好道德品质的过程。
（四）双主体论
认为教师和学生都是教学的主体。
二、物理教学过程的基本特点
（一）观察和实验是中学物理教学的基础——观察和实验是物理教学的重要内容，是物理教学的重要方法和手段，是学生获得知识的必然途径。
（二）形成概念、掌握规律并使其有关能力得到发展是中学物理教学过程的中心问题。
（三）中学物理教学要注意物理学方法的培养，包括物理概念规律与数学运算相结合，定性分析与定量计算相结合。
（四）中学物理教学要有理论联系实际和发展学生能力的丰富内容。
（五）中学物理教学是学习物理科学和其它专门技术的入门教育和基础教育。
三、教学原则在物理教学中的应用
（一）教学原则概念
1. 教学原则：是根据教育教学规律和教育目的制定的，在教学活动中和学生认识活动中必须遵守的基本准则。
(1) 教学原则是在教学实践中概括和总结出来的，它反映了普遍的、客观的教学规律，具有客观性。
(2)教学原则是根据教学目的和教学规律人为制定的，具有主观性、社会性。
2. 物理教学原则
（1） 教学过程中的基本矛盾
①教师的指导作用与学生学习的主动性间的矛盾。
②对学生统一要求与学生个别差异的矛盾。
③学生掌握知识与发展他们能力的矛盾。
④具体与抽象、理论与实践、巩固与提高的矛盾。
（2） 许国梁在他的教材中提出了七项教学原则
①教师的主导作用与学生学习主动性相统一的原则。
②科学性与思想性相统一的原则。
③掌握知识与发展能力相统一的原则。
④具体与抽象相统一的原则。
⑤理论联系实际的原则。
⑥统一要求与因材施教相结合的原则。
⑦巩固与提高相结合的原则。
（二）教学原则在物理教学中的作用
1. 教师的指导作用与学生学习主动性相统一的原则
提出这一原则的指导思想是教学“三体问题”的主要精神。学生知识的掌握、能力的提高、品质的形成，只有经过他们自觉积极的努力才能做到，而且学生的学习需要教师的组织和指导，师生间是一个相互联系、相互作用、相互制约的关系。
(1) 要建立师生之间、学生之间相互尊重、相互信任、民主和谐的教学环境。
(2) 在课堂教学中要尽可能增加学生自己学习的活动量。
(3) 花功夫培养学生良好的学习习惯和能力。
2. 科学性与思想性相统一的原则
提出这一原则的指导思想是：教学的科学性与思想性是辨证统一的关系，如果教学中的知识是系统地、科学地、正确地反映客观世界及其运动规律的知识，那么就十 分有益于形成辩证唯物主义世界观，但辩证唯物主义世界观的形成，光靠科学知识是不够的，还要靠教学中采取相应措施才能实现。
(1) 必须注意教学内容的科学性
(2) 在物理教学中对学生进行思想教育主要是进行辩证唯物主义教育和爱国主义教育。
(3) 物理教学中的思想性应寓于知识教学中，把二者结合起来。
3. 掌握知识与发展能力相统一的原则
提出这一原则的指导思想：掌握知识与发展能力是辩证统一的关系，知识是发展能力的基础，而能力又是掌握知识的重要条件。
(1) 加强物理基础知识教学。
(2) 要注意在教学中发展学生的认识能力。
4. 具体和抽象相统一的原则
提出这一原则的指导思想是：教学过程是一种特殊的认识过程，在这一认识过程中从具体到抽象，再由抽象到具体这是学生认识不断深化的正确途径。
从宏观上看，物理抽象思维可分为两个阶段：
(1) 感性具体到思维抽象（抽象规定）
感性具体：思维总是从感知开始的，即通过观察实验等获得感觉、知觉、表象，形成对事物外部联系和外部特征的整体表象以及有关材料（这称为感性具体，是思维的起点）。
抽象规定：经过对感性材料思维加工（分析、综合、抽象、概括、判断、推理过程）获得对事物某个侧面的本质认识，称为抽象规定。
(2) 由思维抽象（抽象规定）到思维具体（认识的结果）
以思维的抽象为起点，分析确定每一规定、每一概念、每一理论在具体事物中的地位和作用，抽象出一般的理论，解决具体问题（称为思维具体）。可见从感性具体到思维具体经过两次抽象过程：
感性具体
科学抽象
思维具体
(3) 怎样贯彻这一原则
① 要使学生对所研究的问题，获得具体的感性认识
i. 从研究的物理问题出发注意运用直观手段和方法
ii. 用已知概念和规律，通过推理导出新的规律或其它理论，然后用实验验证。
②在具体感性认识的基础上指导学生进行思维。
③应使学生将感性认识和理性认识经常发生联系，使二者紧密结合，贯彻教学始终。
5. 理论联系实际原则
这一原则的指导思想是：正确处理书本知识与实际知识的关系，把理论知识与生产生活实际联系起来，是提高学生认识的正确途径。
(1) 必须用理论和实践相统一的观点进行教学。
(2) 联系实际的目的是使学生更好地掌握知识、发展能力。
(3) 联系实际的内容要依据教材而定。
6. 巩固和提高相结合的原则
(1) 知识的巩固需要一定的反复。
(2) 采取多种办法，熟记概念规律。
(3) 复习是巩固知识的主要方法。
7. 教学的统一要求与因材施教相结合的原则
(1) 要把集体教学与个别指导相结合。
(2) 正确对待个别差异。
（三） 其他学者提出教学原则
1. 国外学者提出的教学原则
（1）赞可夫提出教学原则
①高难度进行教学原则
②理论知识起主导作用原则
③高速度前进原则
④使学生理解学习过程原则
(2) 布鲁纳提出的教学原则
①心向原则
②结构原则
③程序原则
④反馈原则
2. 国其他学者提出的原则
(1) 闫金铎提出的教学原则
① 科学性原则
② 生动直观性原则
③ 积极思维原则
④ 理论联系实际原则
(2) 田俊恒先生提出的教学原则