第四章中學(xué)物理教學(xué)資源的開發(fā)與利用教學(xué)活動(dòng)的順利開展離不開教學(xué)資源的支撐，物理教學(xué)資源的多樣性和必要性在一定程度上決定了教學(xué)目標(biāo)的真正達(dá)成，是提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的重要途徑。為了更有效地開展物理教學(xué)活動(dòng)，每一名物理教師都應(yīng)該重視和學(xué)會(huì)物理教學(xué)資源的開發(fā)與利用。第一節(jié)中學(xué)物理教學(xué)資源概述一、中學(xué)物理教學(xué)資源概念界定中學(xué)物理教學(xué)資源是指滿足中學(xué)物理教學(xué)活動(dòng)需要、可資利用的一切社會(huì)資源和自然資源的總和，包括一切人力、物力和自然資源的總和。中學(xué)物理教學(xué)資源是中學(xué)物理教學(xué)活動(dòng)的支持系統(tǒng)，但不是所有資源都是教學(xué)資源，只有那些進(jìn)入教學(xué)，與教學(xué)活動(dòng)緊密聯(lián)系的資源才是教學(xué)資源。教學(xué)資源的分類方法按功能特點(diǎn)分類素材性資源條件性資源綜合性資源按物理特性分類文本資源實(shí)物資源信息化資源按性質(zhì)分類自然教學(xué)資源社會(huì)教學(xué)資源按來源分類校內(nèi)資源校外資源中學(xué)物理教學(xué)資源的主要類型文本資源物理課本、習(xí)題冊(cè)、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、教學(xué)輔助材料等，是最基礎(chǔ)的教學(xué)資源。同時(shí)包括課外閱讀材料、科普文章、學(xué)術(shù)期刊等。數(shù)字資源在信息化技術(shù)環(huán)境下，經(jīng)過數(shù)字化處理的可以用于支持教育教學(xué)活動(dòng)的各類資源，包括教學(xué)素材類、開發(fā)類和拓展類資源。實(shí)驗(yàn)資源物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)資源包括實(shí)物物理實(shí)驗(yàn)資源、文本物理實(shí)驗(yàn)資源、數(shù)字化物理實(shí)驗(yàn)資源。數(shù)字資源的具體分類01教學(xué)素材類資源以文、圖、聲、像為基本媒體形式，包括單一元素資源（文本、圖形、圖像、視頻、音頻、動(dòng)畫等）和綜合性教學(xué)資源（多媒體課件、教育游戲、仿真實(shí)驗(yàn)、微課資源等）。02教學(xué)開發(fā)性資源可用于數(shù)字教學(xué)資源開發(fā)的工具類軟件，如Matlab、GeoGebra、Algodoo、TracKer、phyPhox、思維導(dǎo)圖制作軟件、AutodesKMaya等。03教學(xué)拓展類資源網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下具有共享性、開放性、重復(fù)性、個(gè)性化特點(diǎn)的資源，包括資源庫（教案庫、試題庫、案例庫等）和各種網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)平臺(tái)。二、中學(xué)物理教學(xué)資源開發(fā)的過程與原則資源收集開發(fā)者要具備資源收集的意識(shí)，從教學(xué)需求出發(fā)，關(guān)注社會(huì)和生活的方方面面，做生活中的有心人。資源篩選開發(fā)者要具備資源篩選的能力，運(yùn)用專業(yè)能力鑒別、篩選那些具有開發(fā)價(jià)值的資源。資源整合經(jīng)過收集和篩選后的資源需要經(jīng)過整合過程，才能真正運(yùn)用到物理教學(xué)中。教學(xué)資源開發(fā)的原則1開放性要以開放的心態(tài)對(duì)待教學(xué)資源的開發(fā)，認(rèn)識(shí)到無論什么類型、形式的資源，只要能用于物理教學(xué)，就應(yīng)是開發(fā)利用的對(duì)象。2經(jīng)濟(jì)性要充分考慮開發(fā)成本，在滿足教學(xué)要求的前提下，盡可能用最少的人力和物力進(jìn)行開發(fā)，包括成本的經(jīng)濟(jì)性、時(shí)間的經(jīng)濟(jì)性和學(xué)習(xí)的經(jīng)濟(jì)性。3創(chuàng)造性教學(xué)資源具有價(jià)值潛在性，開發(fā)與利用本身就是一項(xiàng)創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)，應(yīng)充分考慮地區(qū)、學(xué)校和學(xué)生的實(shí)際情況以及教學(xué)需求。4共享性開發(fā)者的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和智慧如果能夠共享，就會(huì)碰撞出更大的火花，資源只有進(jìn)行共享，其價(jià)值才能得到更加充分的發(fā)揮。三、中學(xué)物理教學(xué)資源利用的原則導(dǎo)向性教學(xué)資源的利用應(yīng)緊密圍繞著明確的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)需求展開，資源應(yīng)該有助于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，并確保學(xué)生能發(fā)展必要的核心素養(yǎng)。科學(xué)性應(yīng)充分考慮資源的科學(xué)性，包括教學(xué)資源是否符合物理學(xué)原理、是否具備科學(xué)事實(shí)基礎(chǔ)，以及是否符合教育學(xué)、心理學(xué)原理。適度性要充分認(rèn)識(shí)到不同類型資源的特點(diǎn)、使用條件以及適用范圍，把握好教學(xué)資源使用數(shù)量和使用時(shí)間的"度"，適度地利用資源。第二節(jié)中學(xué)物理文本教學(xué)資源的開發(fā)和利用文本資源作為一種傳遞知識(shí)、信息和思想的重要工具，不僅能有效地組織和呈現(xiàn)復(fù)雜的信息，幫助學(xué)習(xí)者獲取有效信息，發(fā)展閱讀理解、思考分析、信息檢索等能力，而且便于攜帶，可以多次使用和傳播，降低資源成本，在教學(xué)資源中占據(jù)非常重要的地位。一、標(biāo)準(zhǔn)類文本資源的開發(fā)和利用1課程標(biāo)準(zhǔn)物理課程的綱領(lǐng)性文件，規(guī)定了物理課程的性質(zhì)、理念、目標(biāo)、內(nèi)容和質(zhì)量要求，是教師進(jìn)行一切教學(xué)活動(dòng)的指南。2教材根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，系統(tǒng)反映學(xué)科內(nèi)容的教學(xué)用書，提供了結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的內(nèi)容，是教師進(jìn)行物理教學(xué)的基本依據(jù)。3教師教學(xué)用書學(xué)科專家和一線教師為了幫助教師更好地使用教材而編著的參考用書，是教師理解與把握教材的最直接參考。標(biāo)準(zhǔn)類文本資源的開發(fā)策略1從個(gè)性化的角度開發(fā)和利用編者根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的普遍情況進(jìn)行編寫的文本資源，并不一定適合不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同學(xué)生的實(shí)際情況，要從教學(xué)對(duì)象的實(shí)際情況和教學(xué)活動(dòng)的實(shí)際需求出發(fā)進(jìn)行二次開發(fā)。2從生活化的角度開發(fā)和利用課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)用生活化的教學(xué)素材創(chuàng)設(shè)物理情景，應(yīng)多從生活化的角度出發(fā)，挖掘那些與學(xué)生生活緊密聯(lián)系的事物、現(xiàn)象中蘊(yùn)含的物理教育價(jià)值。3以綜合的角度開發(fā)和利用教師應(yīng)對(duì)不同版本教材進(jìn)行對(duì)比研究，理解不同教材的編寫理念，分析其優(yōu)缺點(diǎn)，從教學(xué)實(shí)際需求和學(xué)生特點(diǎn)出發(fā)，綜合開發(fā)利用這些教材。案例：光的折射教學(xué)資源開發(fā)原教材內(nèi)容："魚兒在清澈的水中游動(dòng)，可以看得很清楚。然而，沿著你看見魚的方向去叉它，卻叉不到。有經(jīng)驗(yàn)的漁民都知道，只有瞄準(zhǔn)魚的下方才能叉到魚……"問題分析現(xiàn)在的初中生，特別是生活在漁業(yè)資源匱乏地區(qū)的學(xué)生很難有這樣的生活體驗(yàn)，缺乏直觀感受。改進(jìn)方案用水槽模擬水塘用模型小魚代替真實(shí)的小魚用筷子模擬魚叉組織模擬叉魚的學(xué)生活動(dòng)二、其他文本資源的開發(fā)和利用學(xué)術(shù)期刊類文本資源了解最新的教學(xué)方法、教育政策和教育技術(shù)，提高專業(yè)能力，獲取新的教育理念和方法，改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)策略。學(xué)術(shù)專著類文本資源包括物理學(xué)理論、物理學(xué)史、科學(xué)家傳記、物理教育、教育原理、心理學(xué)原理等，深入探討特定領(lǐng)域或主題。教學(xué)輔助類文本資源包括教案集、習(xí)題集、復(fù)習(xí)資料，是教學(xué)的輔助性資源。要正確處理與教材的關(guān)系，避免陷入"題海戰(zhàn)術(shù)"。第三節(jié)中學(xué)物理信息化教學(xué)資源的開發(fā)和利用課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出要促進(jìn)信息技術(shù)與物理教學(xué)的深度融合，包括利用信息化教學(xué)資源增加物理教學(xué)的可視化程度、增強(qiáng)教學(xué)的互動(dòng)性與即時(shí)性，利用信息化改變課堂結(jié)構(gòu)，增加課堂的交互性、情景性，以及改革學(xué)生的作業(yè)考試體系。一、教學(xué)素材類資源資源類型特點(diǎn)使用要點(diǎn)圖片視覺化，可視化，所傳遞的信息具體、生動(dòng)；不受語言障礙的限制與教學(xué)目標(biāo)緊密相關(guān)；確保科學(xué)性和教育性；選擇高質(zhì)量圖片視頻多感官信息傳遞形式，生動(dòng)、形象，易引起學(xué)生注意；可重復(fù)性，不受時(shí)間、空間限制與教學(xué)目標(biāo)緊密相關(guān)；突出科學(xué)性和教育性；選擇高質(zhì)量視頻資源動(dòng)畫視覺吸引力強(qiáng)；能模擬真實(shí)視頻很難展現(xiàn)的復(fù)雜場(chǎng)景、過程和實(shí)驗(yàn)具備科學(xué)性、教育性和藝術(shù)性；正確認(rèn)識(shí)動(dòng)畫資源的作用和地位多媒體課件融合不同類型的媒體元素，形式多樣，信息傳遞直觀、生動(dòng)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，做到美觀、大方、重點(diǎn)突出二、教學(xué)開發(fā)類資源利用教學(xué)開發(fā)類資源時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：在了解各類工具的適用范圍、應(yīng)用條件、開發(fā)效果的基礎(chǔ)上，選擇適合教學(xué)需求和自身能力的開發(fā)工具進(jìn)行深入學(xué)習(xí)并熟練掌握對(duì)課程標(biāo)準(zhǔn)理念、教材、學(xué)情、教學(xué)需求有深刻理解，對(duì)開發(fā)的必要性有充分考慮，不能用此類資源代替?zhèn)鹘y(tǒng)的其他教學(xué)資源充分考慮學(xué)生的主體地位，開發(fā)時(shí)盡可能體現(xiàn)互動(dòng)性、探究性和拓展性案例：光的干涉教學(xué)資源開發(fā)傳統(tǒng)教學(xué)的困難光的干涉現(xiàn)象難以通過現(xiàn)場(chǎng)演示實(shí)驗(yàn)清晰展示大部分學(xué)校沒有配置氦氖激光器肥皂泡薄膜干涉實(shí)驗(yàn)存在安全隱患和不確定性傳統(tǒng)光源相干度低，無法形成高質(zhì)量的干涉圖案利用Matlab的解決方案直觀展示干涉現(xiàn)象只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的代碼和物理變量的編寫便可以呈現(xiàn)出干涉實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象控制波長(zhǎng)參數(shù)輕松實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)恒定的實(shí)驗(yàn)要求，可以更改多種不同波長(zhǎng)的光提升實(shí)驗(yàn)交互性學(xué)生可以動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)來探究物理規(guī)律，增強(qiáng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的個(gè)性化程度三、教學(xué)拓展類資源教學(xué)拓展類資源主要包括教案庫、試題庫、案例庫、教學(xué)素材庫、數(shù)字圖書館、各種網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)平臺(tái)等。利用要點(diǎn)1熟悉資源平臺(tái)熟悉各種資源庫和網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)平臺(tái)的內(nèi)容構(gòu)成、組織形式和利用途徑，能根據(jù)教學(xué)需求和教學(xué)目標(biāo)選擇合適的資源2二次開發(fā)利用應(yīng)根據(jù)自己的教學(xué)需求和學(xué)生需求對(duì)這些資源進(jìn)行二次開發(fā)，發(fā)揮資源的最大價(jià)值3及時(shí)更新資源關(guān)注資源庫和網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)平臺(tái)的更新情況，通過定期評(píng)估所使用教學(xué)資源的效果，及時(shí)調(diào)整和更新國(guó)家中小學(xué)智慧教育平臺(tái)的利用策略優(yōu)質(zhì)課例學(xué)習(xí)包括部級(jí)優(yōu)質(zhì)課、精品課、實(shí)驗(yàn)教學(xué)精品課等，含課堂實(shí)錄、教學(xué)設(shè)計(jì)和教案。教師可通過學(xué)習(xí)開拓教學(xué)思路，感悟不同的教學(xué)理念和方法。教材對(duì)比研究平臺(tái)提供各版本教材電子版，教師可對(duì)各版本教材進(jìn)行對(duì)比研究，理解不同教材的編寫理念，取長(zhǎng)補(bǔ)短。線上線下結(jié)合教師可創(chuàng)建班級(jí)，發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生可運(yùn)用提問功能，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、有效的教學(xué)?；A(chǔ)性作業(yè)設(shè)計(jì)按照大單元理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，由回顧與思考、思維與方法、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐和評(píng)價(jià)與反思四個(gè)欄目組成。第四節(jié)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開發(fā)和利用《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2025年修訂）》與《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》都指出要在教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過程中重視情景的創(chuàng)設(shè)，而情景創(chuàng)設(shè)的主要手段之一就是實(shí)驗(yàn)，因此，實(shí)驗(yàn)資源的開發(fā)和利用具有重要意義。一、從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新出發(fā)進(jìn)行開發(fā)和利用方法原理應(yīng)用實(shí)例放大法借助不同方法，將微小的、不易測(cè)量的物理量進(jìn)行放大后再測(cè)量微小形變（光放大）、游標(biāo)卡尺（機(jī)械放大）比較法通過比較實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)條件等，展示物理現(xiàn)象的差異性，引發(fā)思考飛機(jī)機(jī)翼升力實(shí)驗(yàn)、浮沉條件探究實(shí)驗(yàn)、平拋運(yùn)動(dòng)與自由落體運(yùn)動(dòng)的比較轉(zhuǎn)換法將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)換為易測(cè)量的物理量，將不易直觀觀察的物理現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為容易觀察的物理現(xiàn)象油膜法估測(cè)分子大小、傳感器原理、彈簧測(cè)力計(jì)原理模擬法根據(jù)研究對(duì)象性質(zhì)、現(xiàn)象等方面的相似性，通過創(chuàng)設(shè)模擬條件或物理過程，將無法用直觀現(xiàn)象展示的物理量能直觀表現(xiàn)出來利用鐵屑模擬磁場(chǎng)分布、利用蓖麻油中的草籽模擬電場(chǎng)分布案例：探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的問題平拋豎落儀中，球A和球B并非每一時(shí)刻都處于同一豎直位置擺錘撞擊彈片后，球A做斜拋運(yùn)動(dòng)而不是平拋運(yùn)動(dòng)探究水平分運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)操作過程較為復(fù)雜改進(jìn)方案的優(yōu)勢(shì)多球同步釋放通過電源干路總開關(guān)控制四個(gè)電磁鐵的通斷電，實(shí)現(xiàn)對(duì)小球的同步釋放強(qiáng)烈對(duì)比效果多個(gè)平拋運(yùn)動(dòng)的小球與勻速直線運(yùn)動(dòng)或自由落體運(yùn)動(dòng)的小球形成強(qiáng)烈對(duì)比定量分析功能運(yùn)用視頻分析軟件TracKer，繼續(xù)定量探究，科學(xué)論證平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)二、從解決問題出發(fā)進(jìn)行開發(fā)和利用物理教學(xué)中往往會(huì)遇到由于學(xué)生缺乏直觀感受而很難理解的問題，或是利用理論講解方法達(dá)不到很好教學(xué)效果的問題。解決策略01識(shí)別教學(xué)難點(diǎn)從問題出發(fā)，識(shí)別學(xué)生理解困難的知識(shí)點(diǎn)02設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案利用實(shí)驗(yàn)手段進(jìn)行解決，為學(xué)生提供直觀經(jīng)驗(yàn)03促進(jìn)理解思考實(shí)驗(yàn)與理論教學(xué)相配合，大大增強(qiáng)教學(xué)效果實(shí)驗(yàn)可以是真實(shí)實(shí)驗(yàn)，也可以是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件、教學(xué)要求、實(shí)驗(yàn)成本等多種因素綜合考慮。三、從技術(shù)手段改進(jìn)出發(fā)進(jìn)行開發(fā)和利用改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)手段也是對(duì)實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行開發(fā)和利用的重要途徑，主要包括實(shí)驗(yàn)材料選擇、數(shù)據(jù)測(cè)量技術(shù)、數(shù)據(jù)記錄方式、數(shù)據(jù)分析方法等多個(gè)方面。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用傳感器技術(shù)應(yīng)重視數(shù)字化實(shí)驗(yàn)在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，對(duì)于復(fù)雜實(shí)驗(yàn)或傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)手段很難達(dá)到要求精度的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)考慮使用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)手段3D打印技術(shù)可以制作定制化的實(shí)驗(yàn)器材和教具，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更多可能性視頻分析軟件如TracKer等軟件，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行精確的數(shù)據(jù)分析和處理可編程硬件平臺(tái)如Arduino或樹莓派，可以開發(fā)定制化的實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)案例：浮力產(chǎn)生的原因演示實(shí)驗(yàn)浮力產(chǎn)生的原因是初中物理教學(xué)中《浮力》一章的重點(diǎn)內(nèi)容之一，不同版本物理教材中都是以理論分析、推理的方法使學(xué)生認(rèn)識(shí)浮力產(chǎn)生的原因，學(xué)生缺乏直觀體驗(yàn)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)物理量可視化通過傳感器測(cè)量物體浸在液體中各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小，并以圖像的形式實(shí)時(shí)顯示出來，實(shí)驗(yàn)效果直觀、明顯無線數(shù)據(jù)傳輸采用藍(lán)牙技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線傳輸，擺脫了數(shù)據(jù)線對(duì)實(shí)驗(yàn)空間的約束，更有利于課堂教學(xué)手機(jī)APP控制通過自行設(shè)計(jì)的手機(jī)APP顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并控制傳感器，能根據(jù)教學(xué)需求顯示數(shù)據(jù)，靈活性、適用性更好教學(xué)設(shè)計(jì)案例示例通過具體的教學(xué)設(shè)計(jì)案例，我們可以看到如何將各種教學(xué)資源有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)有效的物理教學(xué)。案例特點(diǎn)1理論聯(lián)系實(shí)際將物理概念與實(shí)際生活情境相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的理解和應(yīng)用能力2多種資源整合綜合運(yùn)用文本資源、數(shù)字資源和實(shí)驗(yàn)資源，形成完整的教學(xué)支持體系3注重學(xué)生發(fā)展關(guān)注學(xué)生物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)總結(jié)與展望中學(xué)物理教學(xué)資源的開發(fā)與利用是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。教師應(yīng)該：樹立資源意識(shí)充分認(rèn)識(shí)到教學(xué)資源的重要性，積極主動(dòng)地尋找、收集、篩選和整合各類教學(xué)資源掌握開發(fā)方法學(xué)會(huì)科學(xué)的資源開發(fā)方法，遵循開發(fā)原則，提高資源開發(fā)的效率和質(zhì)量注重應(yīng)用實(shí)效