1、初中物理的知識體系與思想方法研討湖北省宜昌市教科院 熊春玲 其背后的原因是什么？ 學(xué)生所學(xué)的知識點(diǎn)之間是靜止和孤立的，學(xué)生只能回顧零散的知識， 只見樹木不見森林 只能深入細(xì)小的知識點(diǎn)而不能淺出， 考題稍微一變換就不知所措 知識之間缺乏一種聯(lián)系，缺乏一種線索或者缺乏一種思想方法將它們聯(lián)系起來。即缺乏方法類的知識作支撐。學(xué)生考試后反映的問題： 平時(shí)上課成績還可以，考試成績卻不理想。 上課都聽懂了，但作業(yè)或考試卻不會。 基礎(chǔ)知識題會做，但綜合題 就不會做了。 只有從整體上把握整個(gè)初中的知識體系和思想方法，這樣才能真正地讓學(xué)生學(xué)懂物理，學(xué)會物理，從而會用物理。 初中物理的知識體系和思想方法主要包括哪些

2、內(nèi)容？ 標(biāo)準(zhǔn)中的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”由科學(xué)探究和科學(xué)內(nèi)容組成，這實(shí)際上就規(guī)定了初中物理的主要思想方法和主要知識體系。 一級主題二 級 主 題1物 質(zhì)1.1 物質(zhì)的形態(tài)和變化1.2 物質(zhì)的屬性1.3 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與物體的尺度1.4 新材料及其應(yīng)用2運(yùn)動(dòng)和相互作用2.1 多種多樣的運(yùn)動(dòng)形式2.2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力2.3 聲和光2.4 電和磁3能 量3.1 能量、能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移3.2 機(jī)械能3.3 內(nèi)能3.4 電磁能3.5 能量守恒3.6 能源和可持續(xù)發(fā)展初中物理的主要知識體系：科學(xué)探究要素對科學(xué)探究能力的基本要求提出問題能從日常生活、自然現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)觀察中發(fā)現(xiàn)與物理學(xué)有關(guān)的問題；能書面或口頭表述發(fā)現(xiàn)的問題；了解

3、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題在科學(xué)探究中的意義。猜想與假設(shè)嘗試根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已有知識對問題的成因提出猜想；對探究的方向和可能出現(xiàn)的探究結(jié)果進(jìn)行推測與假設(shè)；了解猜想與假設(shè)在科學(xué)探究中的意義。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃明確探究目的和已有條件；嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的意識；經(jīng)歷設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃的過程，嘗試選擇科學(xué)探究方法及所需要的器材、設(shè)計(jì)探究步驟；了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制訂計(jì)劃在科學(xué)探究中的意義。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)能通過觀察、實(shí)驗(yàn)和公共信息資源收集證據(jù)；會閱讀簡單儀器的說明書，能按要求進(jìn)行操作；會使用簡單儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會正確記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；具有安全操作的意識；了解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)在科學(xué)探究中的意義。分析與論證

4、能對收集的信息進(jìn)行適當(dāng)整理；能進(jìn)行簡單分析推理；嘗試對探究結(jié)果進(jìn)行描述和解釋，經(jīng)歷從物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律的過程；了解分析論證在科學(xué)探究中的意義。評估有評估探究過程科學(xué)性的意識；有評估探究結(jié)果合理性的意識；能關(guān)注探究活動(dòng)中出現(xiàn)的新問題；了解評估在科學(xué)探究中的意義。表達(dá)與交流有準(zhǔn)確表達(dá)自己觀點(diǎn)的意識，能表述探究的問題、過程和結(jié)果；敢于發(fā)表自己的觀點(diǎn)，善于傾聽別人的意見；了解表達(dá)與交流在科學(xué)探究中的意義。初中物理主要的思想方法： 問題1：能不能根據(jù)課標(biāo)的框架結(jié)構(gòu)來編寫教材和進(jìn)行教學(xué)？問題2：如何構(gòu)建物理概念和物理規(guī)律？ 問題3：如何幫助學(xué)生形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)？一、如何引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建初中物理的知

5、識體系 二、如何引導(dǎo)學(xué)生掌握初中物理的思想方法 問題2：初中物理教學(xué)涉及到的主要思想方法有哪些？ 問題3：初中物理教學(xué)中如何有效進(jìn)行思想方法教學(xué)？ 問題1：為什么要強(qiáng)調(diào)科學(xué)思想方法的教學(xué) 問題1：能不能根據(jù)課標(biāo)的框架結(jié)構(gòu)來編寫教材和進(jìn)行教學(xué)？ 一、如何引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建初中物理的知識體系 案例研討：人教版教材八上的知識體系及結(jié)構(gòu)的變化 修訂教材 第1節(jié) 力 第2節(jié) 彈力 第3節(jié) 重力 第1節(jié) 牛頓第一定律 第2節(jié) 二力平衡 第3節(jié) 摩擦力 原教材一、力二、牛頓第一定律三、二力平衡一、彈力 彈簧測力計(jì)二、重力三、摩擦力 綜上所述： 在編寫教材和進(jìn)行新知識的教學(xué)時(shí)，必須依據(jù)課標(biāo)的內(nèi)容，將物理知識本身的邏

6、輯聯(lián)系與學(xué)生的心理特點(diǎn)和認(rèn)知特點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來。 問題2：如何構(gòu)建物理概念和物理規(guī)律？ 物理知識體系里主要包含物理現(xiàn)象、物理概念、物理規(guī)律，其中物理概念是物理知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的關(guān)節(jié)點(diǎn)，而物理規(guī)律則是物理知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的骨架。案例研討1、如何引導(dǎo)學(xué)生形成力的概念？感知“力”分析“力”描述“力”測量“力”認(rèn)識“力” 形成概念感知“力”（情感體驗(yàn)）分析“力”（歸納、概括的方法） 分析“力”（過程體驗(yàn)）描述“力”（抽象的方法）力的三要素和力的示意圖 2優(yōu)質(zhì)課，物理力，執(zhí)教：李軍.mp4綜上所述： 物理概念是通過對物理現(xiàn)象的觀察、分析、抽象得到的，它客觀地反映了物理事物的本質(zhì)屬性 。 因此，要形成和領(lǐng)會物理

7、概念，必須通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)例，建立正確的物理表象，并通過分析、抽象等思維活動(dòng)，概括出同類事物的共同屬性和本質(zhì)特征。這一過程要培養(yǎng)學(xué)生的觀察實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力，體會和認(rèn)識物理學(xué)的研究方法和思維方法。 （物理知識與方法是分不開的） 案例研討2、如何幫助學(xué)生認(rèn)識阿基米德原理？阿基米德原理（科學(xué)探究）2. 推測：浮力的大小跟排開液 體重力的大小可能有關(guān)1. 探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)3. 實(shí)驗(yàn)：探究浮力的大小跟排開 液體所受重力的關(guān)系1.探究影響浮力大小的因素 猜想+實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)提出新問題液體的密度物體浸入的體積物體的密度浮力的大小是否跟有關(guān)物體浸沒的深度2.推測F浮跟G排可能有關(guān) 猜想、正向遷移3.探究F浮

8、跟G排的關(guān)系 溢水杯實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn) 綜上所述： 物理規(guī)律是在一定的可靠事實(shí)基礎(chǔ)上歸納、推理的結(jié)果，它客觀地反映了事物間的聯(lián)系。 因此要形成物理規(guī)律，必須通過實(shí)驗(yàn)或數(shù)學(xué)推理，揭示物理量之間定性或定量的聯(lián)系。形成物理規(guī)律是深刻認(rèn)識物理過程中內(nèi)在的、本質(zhì)的聯(lián)系的標(biāo)志，也是深入領(lǐng)會物理概念、建立物理知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。 問題3：如何幫助學(xué)生形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)？ 學(xué)生的頭腦不是堆積知識的倉庫，而是要經(jīng)過自己的認(rèn)識和理解后形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并用它來綜合解決實(shí)際問題。 布魯納的認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論認(rèn)為：”學(xué)習(xí)不是單純的掌握事實(shí)和技能，而是學(xué)習(xí)事物之間是怎樣聯(lián)系的，這是應(yīng)用知識的最低要求。“ “獲得的知識如果沒有完美的結(jié)構(gòu)，

9、把它們聯(lián)系在一起，那是一種多半會被遺忘的知識。一串不連貫的論據(jù)在記憶中僅有短促得可憐的壽命?！?個(gè)人認(rèn)知結(jié)構(gòu)形成的特點(diǎn)： 1、一個(gè)完善的個(gè)人知識體系因該是系統(tǒng)的，而且是一個(gè)螺線上升的循環(huán)圈，新的知識不斷納入和提升原有的知識結(jié)構(gòu)。2、體系的建立需要結(jié)合個(gè)人的特點(diǎn)。這個(gè)體系沒有固定的標(biāo)準(zhǔn)。 3、體系的建立是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。 4、體系的最終并不是以實(shí)際掌握的各方面的知識為評價(jià)，而是以解決問題能力和方法來評價(jià)。案例研討1：如何引導(dǎo)學(xué)生形成各章的知識結(jié)構(gòu)： 第五章 透鏡及其應(yīng)用 第1節(jié) 透鏡 第2節(jié) 生活中的透鏡 第3節(jié) 凸透鏡成像的規(guī)律 第4節(jié) 眼睛和眼鏡 第5節(jié) 顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡 教材的編寫特點(diǎn)是什么

10、？復(fù)習(xí)課如何幫助學(xué)生形成本章的認(rèn)知結(jié)構(gòu)？ 教材編寫的順序是：感知、體驗(yàn)、提出問題、探究、應(yīng)用與創(chuàng)新。 而學(xué)生頭腦里的認(rèn)知結(jié)構(gòu)： 案例研討2：如何引導(dǎo)學(xué)生形成板塊內(nèi)的知識結(jié)構(gòu)：（八下力學(xué)）案例研討3：如何引導(dǎo)學(xué)生弄清各板塊之間的聯(lián)系：如何將力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)知識有機(jī)結(jié)合起來？ 以效率為主線：（用來做有用功那部分能量與總能量之比） 以能為連接點(diǎn)： 綜上所述： 構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)體系其實(shí)是個(gè)高屋建瓴的問題，其構(gòu)建的操作要點(diǎn)主要是： 1、找準(zhǔn)構(gòu)建對象：讓要構(gòu)建的知識大體在自己心目中有一個(gè)清晰的輪廓。 2、把構(gòu)建對象分解幾大部分：所謂的知識體系其實(shí)就象大樹一樣，先找這棵大樹的幾個(gè)主干部位。 3、把分解好的主干分

11、別再進(jìn)行分解，并擴(kuò)充一些細(xì)枝末節(jié)的知識點(diǎn)。 對知識點(diǎn)的了解度、體系的嚴(yán)謹(jǐn)性、結(jié)構(gòu)的合理性、內(nèi)容的廣泛性和更新性是構(gòu)建知識體系的重要標(biāo)準(zhǔn)。 二、初中物理的思想方法教學(xué) 問題1：為什么要強(qiáng)調(diào)科學(xué)思想方法的教學(xué) 巴甫洛夫曾說過:“有了良好的思想方法，即使是沒有多大才干的人也能做出許多成就。如果思想方法不好，即使有天才的人也將一事無成?！?愛因思坦給自己總結(jié)的公式是：A（成功）=X（艱苦勞動(dòng)）+Y（正確的方法）+Z（少說空話）， 著名物理學(xué)家玻恩說“我榮獲1934年的諾貝爾獎(jiǎng)金，與其說是因?yàn)槲宜l(fā)表的工作里包括了一個(gè)自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，還不如說是因?yàn)槟抢锩姘艘粋€(gè)關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)。

12、課標(biāo)把“過程與方法”作為物理教學(xué)的三維目標(biāo)之一。 科學(xué)思想與科學(xué)方法是過程與方法的目標(biāo)又是情感態(tài)度價(jià)值觀達(dá)成的基礎(chǔ)，事實(shí)上，沒有科學(xué)觀念與方法作支撐，學(xué)生無法應(yīng)用知識對生活中的問題作出正確的思考和判斷，所以情感態(tài)度價(jià)值觀也是與觀念思想方法是一體的。 沒有科學(xué)思想觀念方法的統(tǒng)領(lǐng)，知識教學(xué)是將“種子”磨成“面粉”的教學(xué)。 問題2：初中物理教學(xué)涉及到的主要思想方法有哪些？ 科學(xué)方法的含義很廣，它是指人們在認(rèn)識和改造世界中遵循或運(yùn)用的、符合科學(xué)一般原則的各種途徑和手段。包括在各種科學(xué)活動(dòng)中采用的思路、程序、規(guī)則、技巧和模式。或者說科學(xué)方法就是人類在所有認(rèn)識和實(shí)踐活動(dòng)中所運(yùn)用的全部正確的方法。 包括專門

13、科學(xué)方法和一般方法。 初中物理所包括的科學(xué)方法主要指以下幾個(gè)方面： 1、科學(xué)探究的思想與方法 物理是門科學(xué)，科學(xué)的核心就是探究，學(xué)會物理就要學(xué)會科學(xué)探究，通過發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)探究方案，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生不但總結(jié)出規(guī)律，還經(jīng)歷規(guī)律產(chǎn)生的過程，學(xué)會進(jìn)行科學(xué)探究的基本技術(shù)，了解科學(xué)探究的基本思路和知識產(chǎn)生的過程。 2、理想化的思想與方法： 就是突出研究的主要因素，排除次要因素和無關(guān)因素的干擾，對原型進(jìn)行簡化和純化。（如表示光的直線傳播的光線，描述磁場的磁感線，描述力的示意圖。 理想實(shí)驗(yàn)：牛頓第一定律、真空傳聲實(shí)驗(yàn)等 3、轉(zhuǎn)換的思想與方法： 一些看不見，摸不著的物理

14、現(xiàn)象，不好直接認(rèn)識它，我們常根據(jù)它們表現(xiàn)出來的看的見、摸的著的現(xiàn)象來間接認(rèn)識它們。 如：溫度計(jì)的工作原理：將看不見的溫度轉(zhuǎn)換成液柱的升降反映出來。 分子很小看不見，我們可以通過能直接觀察到的擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)去認(rèn)識。 在研究大氣壓強(qiáng)時(shí)，我們可以馬德堡半球?qū)嶒?yàn)來證明大氣壓強(qiáng)的存在。 看不見的電流通過電流的效應(yīng)來判斷它在存在。 物體是否帶電看它能否吸引輕小物體。 物體周圍是否有磁場可以通過小磁針指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷。 4、等效替代的思想方法： 等效替代法是在保證某種效果（特性和關(guān)系）相同的前提下，將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問題和物理過程轉(zhuǎn)化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。

15、 如：研究合力時(shí)，一個(gè)力與兩個(gè)力使彈簧發(fā)生的形變是等效的，一個(gè)力就替代了兩個(gè)力。 在研究串、并聯(lián)電路的總電阻時(shí)，用一個(gè)電阻代替兩個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)電阻 在平面鏡成像的實(shí)驗(yàn)中，我們利用兩個(gè)完全相同的蠟燭，驗(yàn)證物與像的大小相同，因?yàn)槲覀儫o法真正的測出物與像的大小關(guān)系，所以我們利用了一個(gè)完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。 5、遷移類比的思想與方法： 類比法指將兩種不同的事物中的共同或相似部分進(jìn)行比較，從中受到啟發(fā)，打開研究事物的思路，找到研究問題的方法，推進(jìn)認(rèn)識事物的進(jìn)程，達(dá)到解決問題的目的。 如：勻速運(yùn)動(dòng)的速度的大小與運(yùn)動(dòng)的路程、運(yùn)動(dòng)時(shí)間無關(guān) 物質(zhì)的密度與物體的質(zhì)量、物體的體積無關(guān) 電阻與電壓、

16、電流無關(guān) 6、控制變量的思想與方法： 控制變量法是初中物理中主要研究方法之一，影響一個(gè)物理量A變化的因素往往有幾個(gè)，為了觀察某一因素B對它的影響，先讓其它因素保持不變，只讓B發(fā)生變化觀察它對A的影響，這種方法叫控制變量法。 如歐姆定律、 焦耳定律、 “摩擦力大小與什么因素有關(guān)”、 “壓強(qiáng)大小與什么因素有關(guān)”、 “影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素”等等 7、數(shù)學(xué)思想與方法： 數(shù)學(xué)方法主要有：（比值定義、圖象圖解、數(shù)學(xué)公式） 比值定義法是初中物理定義物理概念最常用的方法， 如密度、壓強(qiáng)、功率、電流強(qiáng)度、比熱等重要的概念都是用比值定義法定義的。 8、守恒思想與方法： 人們發(fā)現(xiàn)高處的水具有能量，不能白白的流失

17、，人們可以修壩憋水建水電站。人們發(fā)現(xiàn)大風(fēng)也可利用，修建風(fēng)力發(fā)電站。物體來去自如的運(yùn)動(dòng)不能靠自己給自己的力來實(shí)現(xiàn)、電源不是產(chǎn)生電荷的源泉、不用燃料或外界輸入動(dòng)力只用巧妙的辦法就使機(jī)器工作是不可能的，這都涉及到守恒思想。 9、歸納與演繹的思想與方法： 從幾組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行推理歸納得到結(jié)論。在科學(xué)研究中，歸納法發(fā)揮著重要的作用，許多物理概念、定律及規(guī)律的獲得都是借助了歸納法的力量，由實(shí)驗(yàn)（演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)）歸納獲得的。因而歸納法的教學(xué)是中學(xué)教學(xué)中的一個(gè)重要方面。 問題3：初中物理教學(xué)中如何有效進(jìn)行思想方法教育？ 著名科學(xué)家楊振寧教授所說：“學(xué)習(xí)有兩種辦法。一個(gè)辦法是按部就班的；一個(gè)辦法是滲

18、透性的?！薄昂芏鄸|西是在不知不覺中，經(jīng)過一個(gè)長時(shí)間的接觸，就自己也不知道什么時(shí)候已經(jīng)懂了?！?學(xué)習(xí)目標(biāo)是顯性的，而學(xué)習(xí)過程是隱性的。 學(xué)習(xí)過程強(qiáng)調(diào)：讓學(xué)生經(jīng)歷、體驗(yàn)和探究： 經(jīng)歷：獲得一些感性認(rèn)識。 體驗(yàn)：獲得一些經(jīng)驗(yàn)。 探究：獲得一些理性認(rèn)識。 當(dāng)前在過程與方法教育中存在的問題： 重視動(dòng)作過程，忽視思維過程，過程短平快，方法簡單欠科學(xué)。 案例1： 如何建立速度概念？用到了什么方法？（包括:密度、壓強(qiáng)、功率、比熱容等） 建立速度的概念： 讓學(xué)生自己比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢。提出了比較快慢的兩種方法，一是“時(shí)間相同，比路程”；二是“路程相同，比時(shí)間”。接著提問：運(yùn)動(dòng)的路程和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都不相同，如何比較它們運(yùn)動(dòng)的快慢？運(yùn)動(dòng)的快慢 “在物理學(xué)中，為了比較物體運(yùn)動(dòng)的快慢，采用“相同時(shí)間比較路程”的方法，也就是將物體運(yùn)動(dòng)的路程除以所用時(shí)間。這樣，在比較不同運(yùn)動(dòng)物體的快慢時(shí)，可以保證時(shí)間相同。在物理學(xué)中，把路程與時(shí)間之比叫做速度?！?運(yùn)用“比值定義法”定義物理量的一般程序是:找出比較中出現(xiàn)的關(guān)鍵物理量, 進(jìn)行“異中求同” 將比較標(biāo)準(zhǔn)簡單化為“一個(gè)單位”。 案例2：演示實(shí)驗(yàn)：老師先在筒里放硝化棉，用力壓，問學(xué)生看到什么現(xiàn)象？這說明什么？ 老師只讓學(xué)生背了現(xiàn)象和結(jié)論：看到了棉花燃燒，說明內(nèi)能增大，而沒有引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)所用到的科學(xué)方法。 提問：如果不往厚玻璃筒里放硝化棉，迅速