2019高考物理科学思维的培养策略(共44张PPT)

物理教学中科学思维的培养策略办学理念一、高中物理核心素养的内涵物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。◎通俗地理解，物理核心素养就是把所学的物理知识都忘掉后，所剩下的给人终身受用的东西；或者说，学过的物理能给学生打下什么烙印，他跟没学过物理的人相比会有怎样的差异。办学理念一、高中物理核心素养的内涵核心素养是新兴事物吗？核心素养是外来事物吗？不对！！看看金庸老人家怎么描述“张无忌学太极的”！办学理念一、高中物理核心素养的内涵物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。◎通俗地理解，物理核心素养就是把所学的物理知识都忘掉后，所剩下的给人终身受用的东西；或者说，学过的物理能给学生打下什么烙印，他跟没学过物理的人相比会有怎样的差异。◎从专业角度讲，物理核心素养主要由“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。办学理念物理观念高中物理核心素养科学思维科学探究科学态度与责任质疑创新科学论证科学推理模型建构交流解释证据问题社会责任科学态度科学本质物质观运动与相互作用观能量观解决问题形成观念每一要素都分为五级水平（13×5）一、高中物理核心素养的内涵办学理念•从知识记忆到知识理解•从基于习题训练到面对实际问题解决•从具体性知识学习到核心观念建构•从知识解析到促进科学思维能力的发展•从知识结论到彰显知识的功能价值物理课程与教学改革的目标与方向指向:物理核心素养这意味着物理教学要：一、高中物理核心素养的内涵办学理念二、科学思维的内涵（一）内涵：是从物理学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。（二）要素：模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等。办学理念二、科学思维的内涵（三）表现：•能对客观事物进行抽象和概括，构建反映事物本质特征共同属性的物理模型和概念；•具有规律意识，能通过科学推理，形成物理规律及理论，解释自然现象和解决实际问题；•具有证据意识，能评估并使用证据对问题进行描述、解释和预测；•具有批判性思维的意识，能基于证据大胆质疑，追求科技创新。办学理念二、科学思维的内涵（四）水平划分：办学理念三、科学思维的培养“什么知识最有价值?”——斯宾塞的百年课程难题“生有涯而知无涯”。今天看来，最有价值的知识，是能化为智慧、化为能力、化为品格的知识，或者说是能促进学生核心素养发展的知识。很多知识都蕴藏着丰富的教育价值，缺的是深入的挖掘，缺的是发现“千里马”的“伯乐”。办学理念三、科学思维的培养（一）善于发现知识的教育价值*《伽利略对自由落体运动的研究》？办学理念三、科学思维的培养（一）善于发现知识的教育价值具体内容对应科学思维大量复杂的落体运动到研究简单的初速度为零、只受重力作用的运动模型建构物理学史上关于自由落体的研究质疑、推理自由落体运动是匀变速直线运动科学论证重力加速度的测量创新（发散思维）制作反应尺创新应用（产品）《自由落体运动》办学理念三、科学思维的培养（一）善于发现知识的教育价值U-◎教法1：教师讲解——低阶思维水平（记忆/理解/应用）◎教法2：学生合作交流*提出假设：①磁场作用？②电场作用？*分析质疑：容器中会有磁场吗？……否定假设①；*再次质疑：烟尘通常是电中性的，哪来带电粒子？*重做实验：逐次增加电压，开始没有效果，当电压升高到一定程度时，烟雾消失。*深入探讨：为什么要加载高压？高压的作用是什么？*形成解释：高压使电中性的分子电离形成了带电粒子，带电粒子在电场中受电场力作用运动……——高阶思维水平（分析/评价/创造）办学理念三、科学思维的培养（一）善于发现知识的教育价值实验探究具体内容对应科学思维猜想与假设推理设计实验方案建模、质疑创新、推理处理实验数据并得出结论论证实验误差分析推理实验教学办学理念三、科学思维的培养纯物理学角度看,我们教学的“过程分析”和“解答”已经把问题讲得够清楚了，然而这种“分析”和“解答”所表述的内容也仅仅是思维所得到的结果，而并不是思维过程自身，在这些结果的背后还隐藏着思维过程的许多重要东西。（广西师范学院物理与电子信息科学系袁守华教授）隐藏着思维过程的许多重要东西是什么?v临=gR受力分析习惯丢了r=mv/qB三、科学思维的培养向心力来源（2015年浙江省高考）（3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小。三、科学思维的培养v临=gR受力分析习惯丢了楞次定律众多推论增缩减扩来斥去留等等妙用了推论丢了思维过程三、科学思维的培养如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，直径与磁场宽度相同的金属圆形线框以一定的初速度斜向匀速通过磁场。在必要的时间段内施加必要的水平拉力保证其匀速运动，则从进入到穿出磁场的整个过程中（）A．金属框内感应电流方向先顺时针再逆时针B．金属框内感应电流先增大后减小C．水平拉力方向与速度同向D．水平拉力方向与速度方向无关题目Bv解析：根据楞次定律“阻碍相对运动”，选C。CD思维定势，想当然！！！！三、科学思维的培养v临=gR受力分析习惯丢了楞次定律众多推论增缩减扩来斥去留等等妙用了推论丢了思维过程初速为零匀加速直线运动众多比例关系巧解了题目丢了过程的选择串反并同丢了对象的选择识记了思维的结论丢掉了思维过程三、科学思维的培养识记亦或分析QHB发电通道电极电极等离子气BIBIqvqvf洛f洛IFLFLEEE电势差：U=Ed=dvB平衡条件：qE=qvB速度选择器磁流体发电霍尔效应三、科学思维的培养办学理念三、科学思维的培养（二）重视思维的过程学会受力分析学会运动分析学会功能分析学会相关性分析（2017.4）如图所示，在竖直放置间距为d的平行板电容器中，存在电场强度为E的匀强电场，有一质量为m，电荷量为+q的点电荷从两极板正中间处静止释放，重力加速度为g，则点电荷运动到负极板的过程学会运动分析D．剪断轻绳，带电小球将做类平抛运动三、科学思维的培养（二）重视思维的过程办学理念QR=E电=W克安关于电磁感应中的功能关系：案例运动磁场中的功能关系？V磁场运动BBVIF安v对线框：W安=mv221对系统：QR+mv221W外=∆EW外=∆E=W安≠QRW安≠QRQR办学理念三、科学思维的培养（二）重视思维的过程学会功能分析如图，光滑平行金属导轨固定在水平面上，左端由导线相连，导体棒垂直静置于导轨上构成回路。在外力F作用下，回路上方的条形磁铁竖直向上做匀速运动。在匀速运动过程中外力F做功WF，磁场力对导体棒做功W1，磁铁克服磁场力做功W2，重力对磁铁做功WG，回路中产生的焦耳热为Q，导体棒获得的动能为Ek。则下正确的是（）A．WF+WG=Ek+QB．W2－W1=QC．W1=EkD．W1=QFSN题目ABC解析：对导体棒，W1=Ek－0由动能定理得：对磁铁，WF+WG－W2=0由动能定理得：对整个系统，WF=－WG+Ek+Q由能量守恒得：学会功能关系分析三、科学思维的培养（二）重视思维的过程办学理念如图所示，水平传送带上放一物块，当传送带向右以速度v匀速传动时，物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态，此时弹簧的伸长量为∆x；现令传送带向右加速到2v，这时的弹簧的伸长量为∆x′；则弹簧伸长量（）A．将减小，即∆x′∆xB．将增加，即∆x′∆xC．在传送带向右加速时将有所变化，最终∆x′=∆xD．在整个过程中始终保持不变，即始终有∆x′=∆xk·∆x=f=μ2mg。学会相关性分析三、科学思维的培养（二）重视思维的过程办学理念皮筏艇冰面水面电动机河岸L如如图，利用固定在岸边的电动机通过绳索牵引的方法将因事故而冲上冰面的皮筏艇拉回岸边，皮筏艇离水面的距离为L。已知皮筏艇在冰面滑行所受的阻力恒定，而在水中前进时受到的阻力与速度成正比，皮筏艇靠岸前已经达到匀速运动。若电动机的功率恒定不变，且牵引绳索始终保持水平。则（）A．L越大，则皮筏艇最后匀速的速度也越大B．皮筏艇在水中匀速运动的速度大小与L无关C．L越大，则皮筏艇在水中刚匀速的位置离岸越近D．若L足够大，则皮筏艇在水中刚匀速的位置与L无关题目P=Fv=kvm2vm2Bvm1D相关性分析！三、科学思维的培养（二）重视思维的过程办学理念三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念(1)关于研究对象、装置或条件的理想模型:质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电场、理想变压器等。(2)关于运动过程的理想模型:匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动、弹性碰撞、等温过程、绝热过程等。1.高中物理课程中的两种理想模型三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念●新课标对质点的教学要求经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。（原课标只要求通过质点了解物理模型的特点；体会物理模型的作用。没有“经历”“能抽象”“体会思维方式”的要求。）三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念2.《课程标准》对模型建构要求的层次能说出简单物理模型能在熟悉情境中应用常见物理模型能在熟悉情境中选用恰当模型解决简单问题能将实际问题中的对象和过程转换成物理模型能将较复杂实际问题的对象和过程转换成物理模型三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念212)(xxxfRxt设函数,若恒成立，求：的取值范围。且ttxf211)(2物理高考试题的特点三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念物理问题的特殊之处：复杂的物理事件问题的承载物问题的物理环境一系列物理事件相互作用初始状态终了状态受物理规律制约一般问题的结构：已知未知三、科学思维的培养（三）重视（理想）模型的建模过程办学理念训练的模型线——面——体固体——液体切割磁感线安培力拓展拓展再拓展具体具体再具体三、科学思维的培养（四）重视科学求证办学理念牛顿推导万有引力定律推导：F正比于m/r²信仰：F正比于M/r²推广：“万有”三、科学思维的培养（四）重视科学求证办学理念月地检验“伟大”的苹果仰望星空“统一”天上和地下的力三、科学思维的培养（四）重视科学求证办学理念笔尖下的行星哈雷的预言万有引力的伟大成就三、科学思维的培养（四）重视科学求证办学理念引力常量的测量三、科学思维的培养（五）倡导高层次的质疑行为办学理念质疑的行为大致可以分为两个层次：一是对知识了解不够，没有弄懂，无法解决具体问题，提出疑问，这是低层次的；二是发现所观察到的现象与已有认知不吻合，或者发现已有认知之间不能自恰，从而对现有认知的科学性和合理性提出疑问，以至于萌发出新的猜想，这是高层次的。应倡导高层次的质疑行为，历史上物理学的重大发现都是由高层次的质疑行为引发的。三、科学思维的培养办学理念（五）倡导高层次的质疑行为发现电子西瓜模型诺贝尔奖不是真相，但离真相更进了一步三、科学思维的培养办学理念α粒子散射实验原子核式结构诺贝尔奖不是真相，但离真相更进了一步（五）倡导高层次的质疑行为三、科学思维的培养办学理念围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些特定的数值诺贝尔奖不是真相，但离真相更进了一步（五）倡导高层次的质疑行为三、科学思维的培养办学理念（五）倡导高层次的质疑行为都不是真相，但每次离真相更进了一步三、科学思维的培养办学理念（五）倡导高层次的质疑行为物理学需要批判性的思维批判性是不盲从、有原则批判性是对思想不对人谢谢大家办学理念