试论物理概念和规律教学设计

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1、试论物理概念和规律教学设计（5000字）试论物理概念和规律的学习与教学设计文献【1】中指出教学任务分析是教学设计的核心环节，任务分析的目的是揭示学生学习特定学习内容时，所经历的内部过程，分析所需的内部条件，为规划教学事件、选择教学方法提供依据。本文首先阐述物理概念和规律的习得规律，并结合教学实例讨论物理概念和规律的教学设计问题。一、物理概念和规律的学习（一）物理概念和规律物理概念和物理规律是中学物理最主要的教学内容，物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象。物理规律是

2、物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映。物理规律通常分为物理定律、物理定理、物理原理等。物理规律反映有关物理概念之间的必然联系，例如牛顿第二定律就是由质点、力、质量、加速度等概念组成的。它表明研究对象（质点）的加速度与研究对象的质量和所受的合外力之间的定量的因果联系。动能定理将功（过程量）与动能（状态量）联系起来；动量定理将冲量（过程量）与动量（状态量）联系起来；热力学第一定律把热量（过程量）、功（过程量）与内能（状态量）联系起来等。物理学中的概念绝大多数是通过下定义方式、

3、用命题清晰界定的，实际也是通过与其他物理概念间的关系来界定的。例如，在相等时间内，速度变化量相等的直线运动，叫做匀变速直线运动。可见，匀变速直线运动这一概念通过直线运动、速度、时间、变化量等概念间的关系来界定的。所以，物理概念和规律最基本的学习，就是学生通过自己的思维活动建立相关物理概念间的联系。（二）物理概念和规律意义习得的基本方式从信息加工心理学的角度，学习者通过运用归纳法、演绎法对识别出的信息进行加工，建立相关物理概念间的新联系，从而习得物理概念和规律，如文献［2］所述。例如，在进行牛顿第二定理教学

4、时，一种教学方式是：首先，通过保持其他条件不变，改变小车受力大小，研究发现小车的加速度发生变化，从而得出"物体的加速度与受力有关”这一结论。显然这一结论是运用共变法加工获得的。然后，通过列表记录实验中加速度和受力大小的值，然后描点作图，连接后发现为一通过原点的直线，从而得出“加速度a与物体受力F成正比”。要得出加速度a与物体受力F成正比，显然是要经过如下演绎逻辑加工获得，如果是正比例函数，则其图象为通过原点的一条直线（大前提）加速度a与物体受力F的图象为一条通过原点的直线（小前提）所以，加速度a与物体受力

5、F成正比。（结论）（三）物理学习的基本途径物理学习中，用于加工形成物理概念间联系的有效信息，其来源的途径不同，也可以说学习途径不同，物理概念和规律学习主要有两种途径：其一，归纳模式，包括经验事实归纳、实验事实归纳；其二，理论演绎模式；不同学习途径经历的子环节不同，各环节需要解决的子问题不同，以下对实验事实归纳模式中学习过程为例进行讨论。1、实验归纳途径经历的子环节实验事实归纳学习中，一般经历“提出问题、猜想和假设、规划实验方案、设计实验、就一个具体的研究课题来说，由于学生缺乏直接解决经验，所以在每一要素的

6、实现时，执行实验获取数据、处理数据获得结论、验证”等环节；都可能会遭遇障碍，即需要经历解决问题。比如，(1)如何从原始问题情景中抽象并用科学术语界定被研究的现象？(2)如何确定被研究现象出现的场合，并遵循一定方法分析影响被研究现象的可能因素？(3)在已知被研究现象及可能的相关因素条件下，遵循何种方法规划研究方案？(4)在提供或没有提供实验仪器的场合，遵循何种方法来有依据地选择仪器并加以组合，用以研究因素间是否存在关系？(5)在已有实验数据的条件下，遵循何种方法对数据进行合理的处理，并获得结论？(1)遵循何

7、种方法验证获得的结论的可靠性？等。2、子环节问题解决例析问题解决是学习者运用策略或者说方法选择解决问题所需技能的过程，每一子环节解决问题目标不同，也就需要不同的解决方法。(1)'‘规划实验方案”环节该环节子问题解决后，学生能够清晰地陈述规划好的实验方经过“猜测和假设”环节，已确定被研究对象，以及可能的相关因素的条件下，学生可控制变量法：物理学中对于多因素(多变量)的问题，常常采用控制因素(变量)运用控制变量法、对照实验法等(策略)安排研究的顺序和方案：的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其

8、中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。也就是说，已知被研究现象：A；可能影响因素有B、C、D等；任务：如何安排活动，研究A与B、C、D等因素是否相关？形成研究方案研究B与A关系；保持C、D、E等因素不变,变化测量A是否改变？研究C与A关系；保持C、D、B等因素不变，变化E,测量A是否改变？研究D与A关系；保持C、B、E等因素不变，变化D,测量A是否改变？作出上述安排，其