講座5《物理學(xué)科核心素養(yǎng)解讀》核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物質(zhì)觀念運動觀念相互作用觀念能量觀念及其應(yīng)用等經(jīng)典物理現(xiàn)代物理解釋自然現(xiàn)象解決實際問題描述自然界的圖景核心素養(yǎng)·物理觀念物理核心素養(yǎng)的水平素養(yǎng)水平物理觀念水平1能從物理學(xué)的視角觀察自然現(xiàn)象；具有將物理學(xué)與實際相聯(lián)系的意識。水平2形成初步的物理觀念；能從物理學(xué)的視角解釋一些自然現(xiàn)象，能運用物理知識解決實際問題。水平3具有物理觀念；能從物理學(xué)的視角描述和解釋自然現(xiàn)象，能運用物理知識解決實際問題。水平4具有清晰的物理觀念；能用物理學(xué)的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象，能綜合運用物理知識解決實際問題，能指導(dǎo)工作和生活實踐。水平5具有清晰、系統(tǒng)的物理觀念；能從物理學(xué)的視角正確描述和解釋自然現(xiàn)象，能靈活運用所學(xué)的物理知識解決實際問題，能有效指導(dǎo)工作和生活實踐。學(xué)考水平高考水平自招水平形成物理觀念解決物理問題核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性物理觀念的第一個要點，是“從物理學(xué)視角形成的關(guān)于物質(zhì)、運動與相互作用、能量等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉與升華”。培養(yǎng)公民的素養(yǎng)教學(xué)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民素養(yǎng)的教學(xué)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于學(xué)考水平的教學(xué)例：某汽車在緊急剎車時的加速度的大小是6m/s2,如果必須在2s內(nèi)停下來，汽車的行駛速度最高不能超過多少？核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于選考水平的教學(xué)例．一物體以一定的初速度在水平地面上勻減速動．若已知物體在第1秒內(nèi)位移為8.0m，在第3秒內(nèi)位移為0.5m．則下列說法正確的是(

)A．物體的加速度大小一定為3.75m/s2B．物體的加速度大小可能為3.75m/s2C．物體在第0.5秒末速度一定為4.0m/sD．物體在第2.5秒末速度一定為0.5m/sa=-3.75m/s2v3=-1.375m/st=2.67smvmvF粗糙水平面向右減速光滑水平面向右減速核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性基于自招水平的教學(xué)例：（自招訓(xùn)練題）一輛長為5m的汽車以v1=15m/s的速度行駛，在離鐵路與公路交叉點175m處，汽車司機突然發(fā)現(xiàn)離交叉點200m處有一列長300m的列車以v2=20m/s的速度行駛過來，為了避免事故的發(fā)生，汽車司機應(yīng)采取什么措施？（不計司機的反應(yīng)時間）措施1：加速通過措施2：減速等待措施3：減速通過火車尾對火車：對汽車：V車=-1m/s核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)核心素養(yǎng)·物理觀念一、注意教學(xué)的層次性培養(yǎng)公民的基本素養(yǎng)基于學(xué)考水平的教學(xué)基于選考水平的教學(xué)基于自招水平的教學(xué)

知識可以看作是一系列相互聯(lián)系的、具有內(nèi)在結(jié)構(gòu)的事實形成的。知識更具有客觀性、系統(tǒng)性和內(nèi)在的結(jié)構(gòu)性。

觀念是對一系列相關(guān)的觀點進行提煉概括形成的。從這個意義上講，觀念是主觀的，因為觀點更具有主觀性.核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系物理觀念的第二個要點，是“會用物理觀念解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題”。要做到這一點，必須強化物理知識與實踐情境的關(guān)聯(lián)，提高把物理知識與實踐情境進行聯(lián)系的自覺性，增強學(xué)生的實踐意識。當(dāng)學(xué)生面對物理語言、文字和符號時，能自覺地聯(lián)想相應(yīng)的物理情境；當(dāng)學(xué)生面對實踐情境時，會自然聯(lián)想到與此相關(guān)的物理概念和規(guī)律。這就是物理概念和規(guī)律的升華。核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系【例】“電動勢”的引入教學(xué)核心素養(yǎng)·物理觀念二、增加物理知識與實際問題的聯(lián)系

●把跟學(xué)生生活聯(lián)系密切的問題、社會熱點中的物理問題、現(xiàn)代科技成果等有實踐情境的教學(xué)內(nèi)容引進課堂；●用生活中的器具做物理實驗，加強物理知識與生活的聯(lián)系；●創(chuàng)設(shè)真實情境、并通過對真實情境的思維加工來建立物理概念；用物理規(guī)律分析和解決真實情境中的問題；

●養(yǎng)成估計生活中有關(guān)物理量大小的習(xí)慣，樂于對媒體消息中物理量的大小進行審視，勇于對媒體信息中的不合理數(shù)據(jù)進行質(zhì)疑。核心素養(yǎng)·物理觀念物理觀念物理亞觀念物理觀念物理亞觀念物理觀念物理亞觀念物質(zhì)觀念粒子物質(zhì)觀運動與相互作用觀念運動觀能量觀念能量普適觀原子物質(zhì)觀相互作用觀能量多樣觀分子物質(zhì)觀運動與相互作用聯(lián)系觀能量轉(zhuǎn)化觀宏觀物質(zhì)觀能量量度觀宇宙物質(zhì)觀時空觀能量守恒觀非實物物質(zhì)觀節(jié)能環(huán)保觀其他物體觀念摘自梁旭老師論文核心素養(yǎng)·科學(xué)思維客觀事物的本質(zhì)屬性內(nèi)在規(guī)律相互關(guān)系經(jīng)驗事實理想模型分析綜合推理論證提出質(zhì)疑、批判物理學(xué)視角認識方式概括過程思維方法內(nèi)化提出創(chuàng)造性見解能力品質(zhì)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維科學(xué)思維。模型建構(gòu)科學(xué)推理科學(xué)論證質(zhì)疑創(chuàng)新掌握科學(xué)方法核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用

1.高中物理課程中的兩種理想模型(1)關(guān)于研究對象、裝置或條件的理想模型:質(zhì)點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、勻強電場、理想變壓器等。(2)關(guān)于運動過程的理想模型:勻速直線運動、勻變速直線運動、平拋運動、勻速圓周運動、簡諧運動、彈性碰撞、等溫過程、絕熱過程等。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用能說出簡單物理模型能在熟悉情境中應(yīng)用常見物理模型能在熟悉情境中選用恰當(dāng)模型解決簡單問題能將實際問題中的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型能將較復(fù)雜實際問題的對象和過程轉(zhuǎn)換成物理模型

2.《課程標準》對模型建構(gòu)要求的層次核心素養(yǎng)·科學(xué)思維一、重視對理想模型的建構(gòu)和應(yīng)用【例】“回旋加速器”的教學(xué)+_+_+_+_m+qBA(直線加速器)磁場回旋(回旋加速器)xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx電場加速多級加速靜電屏蔽交變電源同步條件*用什么方法可以加速帶電粒子？*如何突破加速電壓的限制，使帶電粒子獲得更大的能量？*對此方案你發(fā)現(xiàn)有什么問題嗎？如何解決？*為使帶電粒子能夠一路加速,電源AB端的極性應(yīng)滿足怎樣的條件? *如果電源極性改變的頻率不變,怎樣才能保證帶電粒子同步加速？*如果只用一個電場,能否讓帶電粒子自動返回,實現(xiàn)多次加速呢？*隨著帶電粒子速度和軌道半徑的增大，交變電源的頻率要改變嗎？*假如由你來設(shè)計一臺回旋加速器，要求能使帶電粒子獲得更高的

能量，你打算采用哪些措施？……核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過程

1.科學(xué)推理的含義由一個或幾個已知結(jié)論推出另一個新結(jié)論的思維方式，叫科學(xué)推理。

2.高中物理課科學(xué)推理的常見方式歸納推理：由個別性判斷推出一般性判斷的推理。例如，根據(jù)大量觀察、實驗的數(shù)據(jù)，通過分析與歸納，得出一般性結(jié)論。演繹推理：由一般性判斷推出個別性判斷的推理。例如，根據(jù)已知的一般性規(guī)律，在一定條件下數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出個別性結(jié)論。類比推理：根據(jù)兩個對象在某些屬性上相同或相似，通過比較而推斷出它們在其他屬性上也相同的推理過程。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維能對常見的物理現(xiàn)象進行簡單的分析能對比較簡單的物理現(xiàn)象進行分析推理，獲得結(jié)論能對常見的物理現(xiàn)象進行分析推理，獲得結(jié)論并作出解釋能對綜合性物理問題進行分析推理，獲得結(jié)論并作出解釋能在新的情景中對對綜合性物理問題進行分析推理，獲得正確結(jié)論并作出解釋二、重視推理過程

3.《課程標準》對科學(xué)推理要求的層次核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力”的教學(xué)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過程核心素養(yǎng)·科學(xué)思維二、重視推理過程【例】“太陽與行星間的引力”的教學(xué)行星運動的特征？太陽對行星有力的作用？推導(dǎo)過程中，v、w、r、T哪些物理量容易觀測？行星的運動軌跡是橢圓，為什么可以用圓周運動規(guī)律分析？推導(dǎo)引力與行星質(zhì)量及兩者之間距離關(guān)系

由牛三得到引力與太陽質(zhì)量及兩者之間距離關(guān)系……勻速圓周運動的條件？類比核心素養(yǎng)·科學(xué)思維三、增強學(xué)生科學(xué)論證能力

1.《課程標準》對科學(xué)論證要求的層次能區(qū)別觀點和證據(jù)能使用簡單和直接的證據(jù)表達自己的觀點能恰當(dāng)使用證據(jù)表達自己的觀點能恰當(dāng)使用證據(jù)證明物理結(jié)論能考慮證據(jù)的可靠性，合理使用證據(jù)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維三、增強學(xué)生科學(xué)論證能力電勢變化電勢能變化電場力做功動能變化知識的豐富科學(xué)論證【例】“電動勢”的教學(xué)核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力

1.《課程標準》對質(zhì)疑創(chuàng)新要求的層次知道質(zhì)疑和創(chuàng)新的重要性具有質(zhì)疑和創(chuàng)新的意識能對已有的觀點提出質(zhì)疑，從不同角度思考物理問題能對已有的結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式解決物理問題能從多個角度審視檢驗物理結(jié)論，解決物理問題具有一定的新穎性核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力質(zhì)疑的行為大致可以分為兩個層次：一是對知識了解不夠，沒有弄懂，無法解決具體問題，提出疑問，這是低層次的；二是發(fā)現(xiàn)所觀察到的現(xiàn)象與已有認知不吻合，或者發(fā)現(xiàn)已有認知之間不能自恰，從而對現(xiàn)有認知的科學(xué)性和合理性提出疑問，以至于萌發(fā)出新的猜想，這是高層次的。應(yīng)倡導(dǎo)高層次的質(zhì)疑行為，歷史上物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)都是由高層次的質(zhì)疑行為引發(fā)的。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力【題目】有人描述了這樣一個情境：“早年，一名飛行員駕著飛機在空中水平勻速飛行，飛機座艙的上部是開放的，空中經(jīng)常出現(xiàn)地面射出的流彈，有一次，飛行員感覺臉上有一只蟲子在浮動，抓過來一看，竟是一顆步槍子彈！”從物理原理上看，你認為這種情境可能發(fā)生嗎？請說出你的結(jié)論。并根據(jù)子彈和飛行員的相對運動關(guān)系論述你的結(jié)論。摘自黃恕伯老師講座核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力科學(xué)思維（質(zhì)疑創(chuàng)新）水平四能對已有結(jié)論提出有依據(jù)的質(zhì)疑，采用不同方式分析解決物理問題?？茖W(xué)思維（證據(jù)意識）水平五能考慮證據(jù)本身的科學(xué)性，恰當(dāng)使用證據(jù)，從多個視角審視檢驗結(jié)論。評分標準：能從水平方向和豎直方向兩方面正確分析。論點和論據(jù)吻合。論據(jù)的物理原理正確。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例1（滿分）不可能發(fā)生。上述情境最有可能發(fā)生的條件是子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會產(chǎn)生相對運動。但即便如此，豎直方向上，子彈相對飛行員還在做豎直上拋運動。設(shè)子彈飛行到最高點時恰好接觸飛行員的臉，此后子彈相對飛行員做自由落體運動，設(shè)子彈觸臉下落10cm被飛行員抓住，根據(jù)自由落體運動的位移公式，可列方程0.1＝10×t2/2，解得t＝0.14秒，要在這么短的時間內(nèi)完成動作，幾乎超出了人的反應(yīng)時間的極限，這在飛行員在駕駛飛機時是不可能做到的。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例2（滿分）可能發(fā)生。水平方向:若子彈和飛行員的水平速度相等，在水平方向上子彈和飛行員不會產(chǎn)生相對運動。豎直方向:子彈相對飛行員在做豎直上拋運動。設(shè)子彈在臉上浮動時還在繼續(xù)向上運動，其上升30cm后到達最高點再下落30cm到臉部，這段時間飛行員都有可能抓住子彈，可以計算子彈上升和下落30cm所經(jīng)歷的時間一共是0.5s，飛行員完全可以在這0.5s時間內(nèi)做出反應(yīng)，抓住子彈。核心素養(yǎng)·科學(xué)思維四、在質(zhì)疑、創(chuàng)新過程中發(fā)展思維能力回答舉例3（滿分）不可能發(fā)生。當(dāng)子彈飛行的水平速度跟飛機速度相等時似乎可以實現(xiàn)題中情境，但實際上是不可能的。因為子彈水平速度若跟飛機速度相等，則子彈相對飛機的作豎直上拋運動，也就是說，坐在飛機上的人觀察子彈的運動方向是豎直向上的，子彈要到達飛行員臉部，在路徑上需要穿越飛機的座艙，這是不可能的。重視論證的道理（過程），不追求結(jié)果。核心素養(yǎng)·科學(xué)探究科學(xué)探究作出假設(shè)制定計劃提出問題搜集證據(jù)表達交流解釋問題核心素養(yǎng)·科學(xué)探究一、設(shè)計探究過程，親歷知識形成過程【例】“伽利略對自由落體運動的研究”教學(xué)實驗驗證◎?qū)嶒炘O(shè)計：如何驗證？sμt2◎?qū)嵺`體驗：測量小球下落的高度與時間（困難？）◎修正方案：讓小球沿斜面運動……（理由？）◎?qū)嶒烌炞C：（學(xué)生參與）數(shù)節(jié)拍、測距離、填表格（節(jié)拍器）（導(dǎo)軌2m，有刻度）321302985268241192160021043232.533.132.933.033.132.732.9伽利略手稿中記錄的一組數(shù)據(jù)時間單位距離單位X/t212345678

通過實驗重現(xiàn)歷史情境，讓學(xué)生沿著大師的探索足跡，親身體驗并領(lǐng)悟前輩科學(xué)家的科學(xué)精神、物理思想和研究方法。核心素養(yǎng)·科學(xué)態(tài)度與責(zé)任正確態(tài)度與責(zé)任感認識科學(xué)本質(zhì)理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境（STSE）的關(guān)系對科學(xué)和技術(shù)形成核心素養(yǎng)·科學(xué)態(tài)度與責(zé)任科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感科學(xué)本質(zhì)