课程理念下的物理科学方法教育.ppt

向向老师们老师们 学习学习 致敬致敬 010-67604886 13693278126 :422549803 010-67604886 13693278126 :422549803 E-mail 张宪魁 2011.1011.2011.1011. 于开封 洛阳 北京市方庄芳星园一区北京市方庄芳星园一区2号楼号楼402室室 100078课程理念下的物理科学方法教育----课堂教学实施科学方法教育的策略新课程理念下的新课程理念下的科学方法教育科学方法教育数理化生方法论对比 111 , 112, 113数理化生课程标准比较 114,115,116,117 课程理念下的物理科学方法教育§说明说明:§该课题既是传统的课题（示例），也是新课程理该课题既是传统的课题（示例），也是新课程理念下的热点课题之一念下的热点课题之一(课程标准中课程标准中“过程与方法过程与方法”的要求，的要求，“渗透渗透”教育的热点之一教育的热点之一”)，她是一个，她是一个永恒的课题永恒的课题,是我国物理教育研究的特色之一是我国物理教育研究的特色之一 ( (郭郭玉英玉英 20102010国际论坛报告国际论坛报告“中国大陆物理教育研究概况”( 51 51 )()(张宪张宪魁魁 “物理科学方法教育的研究与反思物理科学方法教育的研究与反思” ( 52 ) () (师范院校列为选修师范院校列为选修课课( ( 70 70 )()(列入北京高考要求列入北京高考要求( ( 55 55 ) ) 创新大赛的要求创新大赛的要求( (5353) )§物理教学中的物理教学中的“渗透渗透”教育：教育： 科学方法教育，物理学史教育，创新教育，科学方法教育，物理学史教育，创新教育， STSSTS教育，教育， 人文教育，美学教育，心理健康教育；人文教育，美学教育，心理健康教育； 课程理念下的物理科学方法教育§但这也是当前课程改革中的一个薄弱环节但这也是当前课程改革中的一个薄弱环节§问题问题:重视动作过程，忽视思维过程；过程短平快重视动作过程，忽视思维过程；过程短平快,方法简方法简单欠科学；单欠科学；§原因原因:认识问题认识问题,社会问题社会问题,历史遗留问题历史遗留问题(职前缺乏职前缺乏…)§解决解决:以其昭昭使人昭昭以其昭昭使人昭昭,呼吁呼吁 § 1.高师开设物理学方法论、物理科学方法教育等课程高师开设物理学方法论、物理科学方法教育等课程;§ 2.职后培训开设相关课程职后培训开设相关课程;§ 3.教材编写更加显性的体现教材编写更加显性的体现;§ 4.教师自学。

教师自学§ 2010年年7月月31日在南京师大召开全国第三次日在南京师大召开全国第三次“物理科学物理科学方法教育方法教育”学术研讨会学术研讨会课程理念下的物理科学方法教育《《物理科学方法教育物理科学方法教育》》的基本内容的基本内容1.物理科学方法教育的基本内涵物理科学方法教育的基本内涵—搞什么搞什么2.物理科学方法教育的意义物理科学方法教育的意义---为什么搞为什么搞(略略)3.如何开展物理科学方法教育如何开展物理科学方法教育---怎么搞怎么搞 物理科学方法的基本概念物理科学方法的基本概念 物理科学方法因素判定原理物理科学方法因素判定原理 物理科学方法的基本体系物理科学方法的基本体系 如何分析教学资源中的科学方法因素如何分析教学资源中的科学方法因素 如何开展科学方法教育如何开展科学方法教育(开展试验开展试验,课堂教学落实课堂教学落实…) 物理科学方法教育的目标物理科学方法教育的目标 物理科学方法教育的模式物理科学方法教育的模式 物理科学方法教育的检测物理科学方法教育的检测 ……… 课程理念下的物理科学方法教育 《《物理学方法论物理学方法论》》与与 《《物理科学方法教育物理科学方法教育》》张宪魁李晓林阴瑞华主编张宪魁李晓林阴瑞华主编浙江教育出版社浙江教育出版社20072007年年1111月月张宪魁张宪魁 王欣王欣 主编主编陕西人民教育出版陕西人民教育出版19921992年年张宪魁张宪魁 著著中国海洋大学出版社中国海洋大学出版社20002000年年1 1版版 已已4 4次印刷次印刷 联系购书联系购书 周延春周延春13588088388联系购书联系购书 李洪强李洪强 13808951654课程理念下的物理科学方法教育一一、、物理科学方法教育的基本内涵物理科学方法教育的基本内涵—搞什么搞什么1.弘扬科学思想弘扬科学思想2.掌握科学方法掌握科学方法3.树立科学态度树立科学态度内涵?02课程理念下的物理科学方法教育物理科学方法教育内涵与课标三维目标物理科学方法教育内涵与课标三维目标课标三维课标三维目标目标物理科学方物理科学方法教育内涵法教育内涵知识与技能知识与技能（知识是载体）（知识是载体）过程与方法过程与方法掌握科学方法掌握科学方法情感态度情感态度价值观价值观弘扬科学思想弘扬科学思想树立科学态度树立科学态度课程理念下的物理科学方法教育二二、、物理科学方法教育的意义物理科学方法教育的意义----为什么搞为什么搞§(略)§参考参考 《《物理科学方法教育物理科学方法教育》》§ 张宪魁著张宪魁著§ 2000年年3月月 § 中国海洋大学出版社出版中国海洋大学出版社出版§ 邮购邮购: :中国海洋大学出版社中国海洋大学出版社§ 李洪强主任李洪强主任 1380895165413808951654课程理念下的物理科学方法教育三三、、如何开展物理科学方法教育如何开展物理科学方法教育--怎么搞怎么搞§1.提高认识提高认识§2.明确概念明确概念§3.学会分析学会分析 §4.具体落实具体落实课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点1物理科学方法教育是一个综合的课题物理科学方法教育是一个综合的课题,它主要包括三个方面它主要包括三个方面 (弘扬科学弘扬科学思想思想;掌握科学科学方法掌握科学科学方法;树立科学态度等树立科学态度等;其中科学方法是主体其中科学方法是主体;科学家的科学方法反映了科学家的科学思想科学家的科学方法反映了科学家的科学思想和和科学态度科学态度) 玻恩谈科学发现与科学方法玻恩谈科学发现与科学方法; 56 物理科学方法教育的内涵与课标物理科学方法教育的内涵与课标 57物理科学方法教育是物理科学方法教育是科学教育的自然回归科学教育的自然回归 科学科学---科学知识科学知识,科学方法科学方法,科学精神科学精神,科学态度科学态度; 科学知识科学知识—科学知识完整的的基本结构，是指这门学科的基础科学知识完整的的基本结构，是指这门学科的基础 知识、基本原理和规律，以及研究这门学科的基本知识、基本原理和规律，以及研究这门学科的基本 方法方法; 因此因此,教学应该是教授完整的科学知识结构教学应该是教授完整的科学知识结构,只讲知识不谈方法只讲知识不谈方法,是不完是不完整的整的,是没有完成教学任务是没有完成教学任务,起码不是好课起码不是好课它是我国物理教育研究的特色之一它是我国物理教育研究的特色之一( (郭玉英郭玉英 20102010国际论坛报告国际论坛报告“中国大陆物理教育研究概况” ( ( 51 51 )()(我国教学研究的十大热点之三我国教学研究的十大热点之三) )它是一个永恒的最具有生命力的课题，我坚信它是一个永恒的最具有生命力的课题，我坚信:只要物理教育存在只要物理教育存在,它它就存在就存在;课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点2 物理科学方法教育已经从一般的课题研究转变成为物理课程物理科学方法教育已经从一般的课题研究转变成为物理课程标准的三维目标之一标准的三维目标之一 物理科学方法教育研究的开始是做为课题研究物理科学方法教育研究的开始是做为课题研究(可有可无可有可无,是是否落实可以有任意性否落实可以有任意性;) 物理课程标准的公布物理课程标准的公布,科学方法教育作为科学方法教育作为必须全面贯彻落实的必须全面贯彻落实的三维教学目标三维教学目标,关键是研究如何落实的问题关键是研究如何落实的问题. , ( (“过程与方法过程与方法”目标的要求目标的要求 5858) 那种不允许老师在课堂上提科学方法的名词那种不允许老师在课堂上提科学方法的名词(增加负担增加负担?)的做的做法法,恐怕不能再继续下去了恐怕不能再继续下去了. 课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点3 理论知识是真理的体现理论知识是真理的体现,是客观存在的是客观存在的; 运用什么方法发现客观运用什么方法发现客观 规律规律,则是因人因时因地而异的则是因人因时因地而异的(许多规律可许多规律可以被科学家同时发现以被科学家同时发现); 而且同一的客观规律而且同一的客观规律,后人可以用不同于科学家历史上应用的方法去后人可以用不同于科学家历史上应用的方法去认识探究认识探究: 因此因此,方法是属主观范畴的方法是属主观范畴的;例如气体状态方程的总结例如气体状态方程的总结 气体定律的发现气体定律的发现 5959 ; ; 理想气体状态方程的总结理想气体状态方程的总结 60,60,借鉴：探究本身是一个从属于问题的活动和过程，有一定的规则，可供人们选择使用，能被明确陈述的科学探究模式为数不多，但科学家选择何种探究模式往往是由于个人因素和偶然境遇所决定的，而不是由严密的逻辑决定的。

有人可能使用过程术语把科学探究描述成一个有明确步骤的过程例如，现象的观察，问题的陈述，资料的收集，假设的形成，结果的检验等，这种高度普遍的公式化本身是正确的，然而，探究却不是通过这种高度步骤化的科学公式来实现的，我们应该避免任何形式的探究本质的公式化表达这也就是说，进行科学探究的方法和过程是具体化的、情境化的，对于每一个问题的探究是与问题的性质，参与者的状况及环境条件等相关，而不是一种固定的模式 （山师 规律教学） 课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点4 理论知识与方法是构建完整的知识结构理论知识与方法是构建完整的知识结构 不可分割的两不可分割的两部分部分,而且理论知识用于解而且理论知识用于解 决实际问题决实际问题,知识就具有知识就具有方法论的意义方法论的意义; 理论与方法论的关系理论与方法论的关系: 方法与理论的关系方法与理论的关系 61方法也是知识方法也是知识,不能降为是程序次序步骤不能降为是程序次序步骤; 结论结论(1-4)(1-4) 1. 1.课堂教学设计必须确定科学方法教育的具体内容要求课堂教学设计必须确定科学方法教育的具体内容要求 2.2.课堂教学中必须体现课堂教学中必须体现( (或者在总结时或者在总结时) )落实科学方法教落实科学方法教 育的具体内容要求育的具体内容要求 3.3.只讲知识不谈方法只讲知识不谈方法, ,是不完整的是不完整的, ,就是没有完成教学任就是没有完成教学任 务务, ,起码不是一节好课起码不是一节好课 计算物体的速度计算物体的速度mh课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点5 (1)因为方法是属主观范畴的因为方法是属主观范畴的,所以科学方法只靠学生自己所以科学方法只靠学生自己去悟去悟,是很难有成效的是很难有成效的; ; ( (吴雁泽吴雁泽: :饿肚三天后台学艺的故事饿肚三天后台学艺的故事6262) 要讲解感悟相结合，可以借鉴要讲解感悟相结合，可以借鉴“一学二模三创新一学二模三创新”模模式式 ; (2)教材与教师的显性教育作用是很重要的教材与教师的显性教育作用是很重要的(如探究实验中的控如探究实验中的控制变量法制变量法) )；； (3)要珍惜青年学生最富有创造力的时期要珍惜青年学生最富有创造力的时期,不要让他们把精不要让他们把精力放到去悟方法上力放到去悟方法上;同样不能再让老师自己去悟同样不能再让老师自己去悟;课堂课堂教学应该提倡大胆地显性地提出科学方法教学应该提倡大胆地显性地提出科学方法,那种说科学那种说科学方法只能让学生悟方法只能让学生悟,而老师不能讲的提法而老师不能讲的提法,恐怕是欠妥的恐怕是欠妥的吧吧. (4)如何处理如何处理“隐性教育隐性教育”与与“显性教育显性教育”的关系的关系 课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点6随着科学与技术突飞猛进的发展随着科学与技术突飞猛进的发展, 已经积累了丰富已经积累了丰富的科学方法的科学方法,并且已经了建立主要分为常规方法和并且已经了建立主要分为常规方法和非常规方法两大类的物理科学方法的体系非常规方法两大类的物理科学方法的体系 物理科学方法体系物理科学方法体系 63 ,和十几部有关物理科学方法的论著和十几部有关物理科学方法的论著 64研究有法，但无定法研究有法，但无定法,贵在得法；我们既要继续研究贵在得法；我们既要继续研究和创新和创新,又要借鉴前人的成果又要借鉴前人的成果,少走弯路；少走弯路； 课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点7 方法学就是聪明学方法学就是聪明学,开展物理科学方法教育是开展物理科学方法教育是提高科学素质提高科学素质,培养创新意识和创新人才的培养创新意识和创新人才的基础基础; 是减轻学生负担是减轻学生负担,克服题海的有力途径克服题海的有力途径 鸡兔同笼理想实验鸡兔同笼理想实验 65, 泰安吴强泰安吴强 6666，烟台粱吉峰，烟台粱吉峰67 67 烟台梁吉峰烟台梁吉峰6868 结论结论(5-7):(5-7): 课堂教学中要旗帜鲜明的显性地进行科学方法教育课堂教学中要旗帜鲜明的显性地进行科学方法教育课程理念下的物理科学方法教育1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点8 兴教应该先兴师兴教应该先兴师; “居高声自远，非是藉秋风居高声自远，非是藉秋风”( (唐唐, ,虞世南：蝉虞世南：蝉 ) )，只有教师掌握了方法论的知识，居高临下，才能深入浅，只有教师掌握了方法论的知识，居高临下，才能深入浅出，使学生受益。

出，使学生受益 因此呼吁因此呼吁: : (1) (1)高师院校开设科学方法教育选修课高师院校开设科学方法教育选修课; ;( (北师大教学大纲北师大教学大纲 7070) ) (2) (2)教师培训开设科学方法教育研讨课教师培训开设科学方法教育研讨课; ; (3) (3)教材编写专家要更加重视科学方法的显性教育；教材编写专家要更加重视科学方法的显性教育； ( (教材编写有着不可替代的导向引领作用教材编写有着不可替代的导向引领作用) ) (4) (4)教师自学教师自学 课程理念下的物理科学方法教育§实施科学方法教育应注意以的几个问题Ø不要怕 “浪费时间 ”Ø仅靠实验无法总结规律(必须结合科学的思维)Ø不要夸大某些方法的作用:如控制变量法,比值定义法1.统一认识统一认识关于科学方法教育的几个基本观点关于科学方法教育的几个基本观点9课程理念下的物理科学方法教育2.明确概念明确概念Ø(1)物理科学方法的基本概念物理科学方法的基本概念;Ø(2)物理科学方法判定原理物理科学方法判定原理;Ø(3)科学方法体系和常用的物理科学方法科学方法体系和常用的物理科学方法Ø 03课程理念下的物理科学方法教育3.学会分析学会分析 (1)教学资源中科学方法因素的分析方法教学资源中科学方法因素的分析方法Ø①①知识结构分析法知识结构分析法;Ø②②教学逻辑程序分析法教学逻辑程序分析法;Ø③③知识类型归类分析法知识类型归类分析法 (对应分析法对应分析法) 04 05 (知法并行教学模式) 课程理念下的物理科学方法教育3.学会分析学会分析(2)教学资源中的科学方法因素分析案例教学资源中的科学方法因素分析案例Ø①①物理实验中的科学方法物理实验中的科学方法 21 22 23Ø②②概念教材中的科学方法概念教材中的科学方法 24Ø③③物理规律教材中的科学方法物理规律教材中的科学方法 25Ø④④应用中的科学方法应用中的科学方法课程理念下的物理科学方法教育4.具体落实具体落实§(1)如何开展物理科学方法教育试验如何开展物理科学方法教育试验§ 介绍介绍1996年开始我们在中学开展三年大规模年开始我们在中学开展三年大规模 “物理科学方法教育物理科学方法教育”试验的做法与体会试验的做法与体会(略略)§(2)科学方法教育应该落实在物理教学的全科学方法教育应该落实在物理教学的全 过程过程 §(3)课堂教学中如何落实物理科学方法教育课堂教学中如何落实物理科学方法教育课程理念下的物理科学方法教育 4.具体落实具体落实 (2)科学方法教育应该落实在物理教学的全过程科学方法教育应该落实在物理教学的全过程 §1．通过充分利用教材渗透科学方法．通过充分利用教材渗透科学方法§2．在探究式学习、合作式学习等自主探索中总结科学方法．在探究式学习、合作式学习等自主探索中总结科学方法§3．从实验中掌握科学方法．从实验中掌握科学方法 §4．在知识教学（包括物理概念和物理规律）中渗透科学方法．在知识教学（包括物理概念和物理规律）中渗透科学方法 §5．在．在STS教育中渗透科学方法教育中渗透科学方法§6．结合物理科学史渗透科学方法．结合物理科学史渗透科学方法§7．通过解决实际问题学会运用科学方法．通过解决实际问题学会运用科学方法§8．通过开设专题讲座等第二课堂教学方式渗透科学方法．通过开设专题讲座等第二课堂教学方式渗透科学方法§9．通过练习、考试、竞赛及评价检测等环节应用科学方法．通过练习、考试、竞赛及评价检测等环节应用科学方法§10．通过课外小制作、小发明等科技活动进行科学方法教育．通过课外小制作、小发明等科技活动进行科学方法教育说明：这是甘肃甘肃 路文柱路文柱 在实践中总结的有效实施科学方法教育的10种形式，看 后可以说明什么问题？（我没有做文字的任何更改，只是调整了一下顺序）可以说明：物理科学方法教育是一个永恒的课题，它可以而且应该贯彻于物理教学的 全部过程和始终。

课程理念下的物理科学方法教育4.具体落实具体落实(3)课堂教学中如何落实物理科学方法教育课堂教学中如何落实物理科学方法教育 倡导：倡导：①①和学生一起从起点看终点和学生一起从起点看终点 ②②充分还原稀释充分还原稀释( (重演重演) )重点知识点的建立总结重点知识点的建立总结过过 程程，坚持延迟判断，坚持延迟判断, ,注重注重思路分析思路分析 ③ ③大胆显性地大胆显性地、、适时有计划地适时有计划地、、传授科学方法传授科学方法切忌切忌: : 只重视动作过程只重视动作过程, ,忽视思维过程忽视思维过程; ; 或者过程短平快或者过程短平快, ,方法简单欠妥；方法简单欠妥；实现：复杂问题简单化实现：复杂问题简单化, , 简单问题规律化简单问题规律化 大胆的开放大胆的开放, ,科学的收敛科学的收敛: :知识与方法知识与方法( (完整的知识结构完整的知识结构) )具体做法具体做法:(:(之一之一) ) 知法并行模式知法并行模式 0505课程理念下的物理科学方法教育物理概念教学中落实科学方法教育物理概念教学中落实科学方法教育§让学生体验物理概念的形成与建立的过程让学生体验物理概念的形成与建立的过程 § 力概念的建立力概念的建立( ( 1-211-21 ) )§ 弹力概念的形成弹力概念的形成( ( 1-221-22 ) )§ 力臂概念的建立力臂概念的建立( ( 1-231-23力臂仪力臂仪 ) )§ 法线概念的建立法线概念的建立( (1-241-24 如何提出法线如何提出法线) ) 课程理念下的物理科学方法教育物理规律教学过程中落实科学方法教育物理规律教学过程中落实科学方法教育§让学生探寻物理规律的总结过程让学生探寻物理规律的总结过程 探究电荷种类探究电荷种类 作用规律作用规律 11-2011-20 总结右手螺旋法则总结右手螺旋法则 11-2111-21 探究电磁感应定律探究电磁感应定律 11-2211-22 探究楞次定律探究楞次定律 11-2311-23课程理念下的物理科学方法教育物理实验教学过程中落实科学方法教育物理实验教学过程中落实科学方法教育§让学生参与物理实验的设计过程让学生参与物理实验的设计过程§ 物理实验的方法因素 21§ 物理简单测量仪器的设计方法 22§ 设计自动控制的三个基本组成部分 23§ 实验: 一个简单实验中的方法论因素分析 8-13§ 实验: 微小形变实验的方法论因素分析 8-14课程理念下的物理科学方法教育物理习题教学中落实科学方法教育物理习题教学中落实科学方法教育§让学生亲历物理问题的解决过程让学生亲历物理问题的解决过程 方法学就是聪明学方法学就是聪明学,开展物理科学方法教育是提高科学素开展物理科学方法教育是提高科学素质质,培养创新意识和创新人才的基础培养创新意识和创新人才的基础; 是减轻学生负担是减轻学生负担,克服题海的有力途径克服题海的有力途径 鸡兔同笼理想实验鸡兔同笼理想实验 65, 泰安吴强泰安吴强 6666，烟台粱吉峰，烟台粱吉峰67 67 烟台梁吉峰烟台梁吉峰6868课程理念下的物理科学方法教育课堂教学中如何体现科学精神课堂教学中如何体现科学精神§0404课程理念下的物理科学方法教育§ 谢谢 再见课程理念下的物理科学方法教育 教师和学生一起从起点看终点教师和学生一起从起点看终点§充分还原稀释，坚持延迟判断充分还原稀释，坚持延迟判断 液体传声液体传声 方法方法.MPG.MPG，， 注重注重思路分析，渗透思想方法思路分析，渗透思想方法. . 复杂问题简单化复杂问题简单化, , 简单问题规律化简单问题规律化§大胆开放大胆开放, ,科学收敛科学收敛: :知识与方法知识与方法( (完整的知识结构完整的知识结构) )课程理念下的物理科学方法教育具体做法具体做法§一事一议一事一议 体现方法体现方法 ( (实验基本组成部分实验基本组成部分: : 8888 实验实验: :显示光路显示光路 8-108-10; ; 概念概念: : 法线法线-1-21-1-21; ; 力臂力臂 1-221-22 ; ; 规律规律- -光的反射光的反射11-25 11-25 平面镜成像平面镜成像 11-2411-24 §典型事例典型事例 综合分析综合分析 多种方法多种方法 实验实验 一个简单实验中的方法论因素分析一个简单实验中的方法论因素分析8-13 8-13 实验实验 微小形变实验的分析微小形变实验的分析8-14 8-14 §重点方法重点方法 多个知识多个知识 反复应用反复应用 比值定义法比值定义法 6262, , 因果分析求同求异法因果分析求同求异法 11-2111-21; ; 11-2211-22; ; 11-2311-23; ; 100 100 11-2311-23 §针对教材针对教材 系统有序系统有序 全面展开全面展开 § 课程理念下的物理科学方法教育深入开展物理科学方法教育深入开展物理科学方法教育 做创新型的教师做创新型的教师课程理念下的物理科学方法教育。