中学物理教学论 中学物理教学设计
2020-03-02 08:52:14 来源：范文大全收藏下载本文
第九章
中学物理教学设计
第一节
教学设计概述
一、概述
教学工作是学校经常性的中心工作，作为一个中学教师来说，最基本的任务是搞好教学工作。要搞好教学工作，中心环节是备好课。备课是教师工作责任感的具体表现，是教师不断学习和提高教学能力的过程，是提高教学质量的根本保证。作为教师，要完成教学大纲中规定的任务，又要发展学生的智力，培养学生的能力，这就是中学教师备课的总要求。所以教师必须认真备课，做到心中有数，有的放矢。
1、备课的基本要求就是学习大纲，熟悉教材，了解学生，制定计划，编写教案。做到“三备”即：
备教材(钻研和熟悉教材，确定教学目的和重点、备知识、备实验、备习题)； 备学生(分析研究学生、了解学生实际、明确教学难点)；
备教法(处理教材，选择教法)，就是通常所说的\"备课\"。不过这种备课(或叫传统的教学设计)，往往是建立在教师个人经验基础上的，当然这种经验在课堂教学中发挥了一定的作用。在今后的教学中，这些经验还会不断地被总结和运用，因为它体现了教师在教学实践中的创造性。
但是，随着人们对教学功能认识的不断完善，对教学过程的要求越来越高，而且教学过程本来就是由诸多相互作用的要素所构成的复杂过程，因此仅仅以教师经验作为教学设计的基础，已不能适应现代教育的要求和发展。20世纪六七十年代以来，在世界范围内，特别是在教育发达的国家形成了一种新的教学设计观。
教学设计是以学习理论、传播理论等为基础，应用系统科学的方法来研究教学过程，综合考虑教学过程中的多种因素，在分析教学大纲、教材内容、学生特征的基础上确定学习需要，从而制定学习目标，根据学习内容的类型选择相应教学策略、设计教学模式、进行教学评价，及时反馈，从而实现教学过程的最优化。其最大优势是克服了传统备课中对教学状态的直觉描述，凭经验教学，教师的职业能力的提高全凭个人摸索的缺陷，能够充分利用人类对教育教学所积累的丰富知识，对新教师的迅速成长也是一条捷径。
2、课堂教学设计就是在课堂教学工作开始之前，根据现代教育理论的基本观点与主张，依据教学目标和要求，通过对教学过程各主要要素的系统分析，创造一种教学活动模式，并形成有序的流程，为教学工作提供行为的规范和具体的操作方案，以指导教学工作的实施。 简言之，课堂教学设计的任务就是把教育理论转化为教学行为，并以教学模式和教学方案为其成果表现出来。
“教学模式是指在一定的教育思想、教学理论和学习理论的指导下，在某种环境中展开的教学活动进程的稳定结构形式”。教学设计必须最终落实到教学模式的设计上。教学模式具有层次性，并有总模式和子模式之分。目前流行的教学总模式有三种：
★传统的以教师为中心的教学模式(简称\"启发教学模式\")；
★基于建构主义的以学生为中心的教学模式(简称\"学生中心模式\")；
★既发挥教师主导作用又能充分体现学生认知主体作用的教学模式(简称“双主模式”)。
“双主模式”可以根据学习内容和学习目标的不同要求，在基本保留课堂教学环境的同时，创造多元化的软、硬件环境，充分利用以计算机为核心的现代教育技术，通过人机交互去主动发现、探索、思考，培养学生的创新能力和认知能力，激发对学科学习的浓厚兴趣。而\"学生中心模式\"以建构主义的学习理论为基础，强调“情境”、“协作”、“会话”对“意义建构”的作用，强调学生的首创精神。这两种模式均符合当前素质教育以人为本的理念。所以高中物理课堂教学设计可以“双主模式”为主，适当使用“学生中心模式”(如课题研究等)。
二、物理课堂教学设计的内容
物理课堂教学设计应该包括物理教学的全过程所涉及的各个方面，主要有：
1、中学物理课堂教学目标的确定及教材处理；
2、中学物理科学方法和科学态度的教育；
3、中学生观察能力、思维能力和创造能力的培养；
4、物理课堂实验的设计；
5、物理学与技术、社会和生活的研究；
6、现代化教学手段与媒体的应用和设计；
7、知识的运用和问题的解决；
8、教学策略和教学模式的研究；
9、研究性学习的研究；
10、中学生物理学习评价的研究，等等。
三、物理课堂教学设计的原则
1、理论指导性与实践操作性相统一
物理课堂教学设计不能以感性经验为依据，而要以先进的教育思想和教育理论为指导，这样才能以先进的教育理论来规范教学实践，提高教学质量，以减少实践的盲目性，增加自觉性。正是为了发挥理论的指导作用，教学设计又必须把理论转化为教学行为，给出教学流程，明确可操作的方法。
2、整体设计与要素分析相结合
没有要素分析的综合是肤浅的，难以揭示事物的本质，而只有要素分析，没有综合，必然是孤立的，并且缺乏整体功能。因此教学设计既需要以整体为背景进行要素分析，又需要以要素分析为依据进行综合优化，使教学系统各要素处于相互匹配和最佳结合状态。
3、规范性与创造性兼顾
反映教学过程的发展是有客观规律的。只有规范才能保证教学质量和教学效率。但新思想、新理论的运用又必须创造，创造是对规范的完善与发展，二者是可以兼顾而统一的。
4、静态设计与动态设计并重
教学过程由教学初始状态、目标状态及二者的中间联系过程三者构成。因此教学设计既要重视静态设计(初始状态与目标状态)又要重视动态设计(教学过程的发展)，使二者在相互促进，相互转化中向前推进。
5、施教者与学习者交互协调
教学过程既是施教过程，也是学习过程。教学设计的关键是要促进两者的交互与协调，但交互的出发点与落脚点都应该以促进学生的发展为目的。
讨论 根据教学设计的原则，自选一段高中物理教材中的内容进行教学设计。
第二节
物理课堂教学设计方案及案例
编写课堂教学设计方案就是常说的课时计划或教案。
教案一般是由教学内容、教学过程、教学方法、时间安排等综合编成的，是教师备课的总结、上课的依据，是检查备课质量和教学效果的参考。认真编写教案是积累资料、提高业务水平和教学能力、进而提高教学质量的重要手段。教案的形式可以多种多样，一般应包括以下几个方面：
1、教学课题：即章节标题或核心内容，并注明授课时间；
2、教学目标：包括对知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观等三方面的要求；
3、实验教具及媒体：实验所用仪器、器材的规格、数量，教学所用的媒体；
4、教学过程：这是教案的主要部分，一般包括教学的主要内容(知识、公式、数据、例题、研究方法等)、程序安排、时间分配、习题作业、技能训练等；
5、课后分析：课后及时把教课中的激情灵感记录下来，以免情消意散、无法追忆。课后记录可以包括：教案的执行情况、教学目标是否达到、教法的选择和应用效果如何、学生的反映、疑难问题、典型错误、经验体会、存在的问题、今后教学建议、资料索引等。
教案要能反映教学的主要内容和教学方法，并且能反映出师生教与学的动态过程。
这里我们提供一个教案格式，并附案例供参考。
表10—1 教学参考格式
教案可以写成文字形式也可以编写成电子教案．
教师可以建立自己的电子备课平台(可参考：《物理教学探讨》2003.1.\"点击物理教学资源，创建电子备课平台\")或者应用网络上介绍的\"电子备课授课系统\"(如洪恩数字校园系统中的一个组件--电子备课授课系统)。
利用计算机备课有以下几点优势：
1、有利于提高备课的速度，摆脱手工书写教案的种种苦恼，避免重复抄写的简单劳动，使教师有更多的时间去钻研教材和教法。
2、利用电脑具有信息存贮量大和信息处理速度快的特点，组建学科习题库可以满足教学中的需求，有利于精选习题和试题。
3、有利于课堂教学的现代化。课堂教学中恰当地使用幻灯投影、录音录像和多媒体电脑等电教手段，可以使教学过程更加生动、直观、形象和快捷，有效地促进教学过程的整体优化。
4、有利于对教学反馈信息的分析统计。利用电脑的数据处理软件(如EXCEL软件)进行学生考试成绩的分析统计，不但速度快、正确率高，而且可以十分方便地对考试成绩的各种数据(如难度系数、区分度、标准差等)进行统计分析。统计资料的保存和查找也十分方便，从而为教学研究和改革提供准确的数据资料。
5、有利于备课资料的保存和交流优秀的备课资料．
因此，作为跨世纪的教师应该有战略眼光，早日掌握电脑在备课中的应用技术，以适应现代化教学的需要。
备课：自选下列内容中的一个，按照教案的一般形式撰写教案
★惯性 惯性现象；
★压力 压强
★杠杆的平衡条件
★浮力产生的原因
★加速度的概念
★电动势的概念 阅读 “自由落体运动”的教学设计
2、渗透人文教育
物理学史是一部人类的进步史，每一项重大的发现，都联系着社会，联系着人。许多物理学家的治学态度、研究方法，以及他们的人格、品行，都是我们学习的榜样。因此，物理学史中蕴藏着极其丰富的人文思想。在指导学生学习物理知识的同时，适当进行一些学史的介绍，就能潜移默化地对学生进行人文教育。
读材料--伽利略对落体运动的研究，还可以阅读伽利略的传记。号召学生不仅要学习伽利略研究自然规律的科学方法，还要学习他尽管身处逆境却始终不屈不挠地探求真理的精神。
教师还应当指导学生正确评价亚里士多德在科学发展史上的地位：亚里士多德是古希腊的杰出学者，恩格斯称他是最博学的人。他的著作很多，对西方的哲学和自然科学的发展都有很大的影响。限于当时科技发展的水平，他在物理方面的论述，今天看来很多是不恰当的。但是，在两千多年前他能够通过观察、归纳，形成自己的一套理论体系，已经很不简单了。
3、引入新的教学理念
新的教学理念明确指出了3个维度的教学目标：知识和技能，过程和方法，情感、态度和价值观。因此，在设计教学时，不能只想着知识目标，还必须考虑另外两方面的教学目标。 在\"自由落体运动\"这节课中，\"测定反应时间\"的教学可以使这3个维度的教学目标融于一体：
(1)师生合作做一个小游戏
教师出示一枚金属小书签，用两个手指捏住书签上端。请一位学生，伸出拇指和食指，在书签下端做捏书签的准备．告诉学生，如能捏住，就送给他做纪念。
在学生注意力不集中时释放书签(措施：教师若无其事地对学生说，这枚书签漂亮吧?说的同时，松手)，学生一般捏不住．可鼓励该生再捏一次，这次教师要有意识地让他捏住(措施：书签的下端距学生的手远些)．
然后，教师指出这个小游戏能检验人反应的灵敏程度，引出\"反应时间\"的概念。 (2)指导学生设计一个测定反应时间的实验
看到桌上的直尺(带刻度、长30 cm)，联想到刚刚做过的小游戏，多数学生已经有了一些想法。
请一组学生谈谈他们设计的方案：原理、器材、怎么操作、怎么读数、怎么计算出反应时间。其他组学生不断补充。最后，形成完整的实验方案：
[原理]
人的反应时间等于直尺下落的时间 [器材]
直尺、计算器．
[操作]
一人捏住尺子的上端，保持直尺竖直不动．另一人两手指呈捏的姿势，在直尺的下端零刻度处等待．前者释放，后者捏住(注意后者要紧盯着前者的手，且在捏的过程中后者的手不能向下移动)。 [读数] 测出直尺下落的距离s，即后者捏住处的刻度值。
处理数据]
根据位移公式s=1/2gt2可计算出直尺下落的时间，即人的反应时间t =(2s/g)1/2 学生分组做实验，测定自己的反应时间。 (3)教师用一根\"神秘\"的尺子检测，直接读出反应时间。让学生猜一猜这根尺子的奥秘。 学生经过思考能够明白，教师事先完成了时间和位移的转换，把时间标在了尺子上。
这样就制成了一把\"反应时间测量尺\"。
(4)提出一个研究性学习小课题 建议学生在课外动手做一把\"反应时间测量尺\"，用它跟踪检测自己的反应时间；检测不同人群的反应时间(性别、年龄、职业等)。研究采集到的数据，总结出反应时间跟哪些因素有关，等等。
4、应用现代信息技术
以计算机和互联网为代表的信息技术，正以惊人的速度改变着我们的生存方式和学习方式。为适应数字化生存新环境，我们在物理教学中应当积极探索应用现代信息技术，提高教学的效率。
在\"自由落体运动\"这节课的教学中，现代信息技术的应用体现在两方面：
(1)用Microsoft PowerPoint编制了计算机教学软件，将文字、表格、图片、动画等投影到大屏幕上，替代了板书。
(2)用自由落体仪、光电计时装置和计算机(硬件、软件)研究自由落体运动的位移s和时间t的关系，测定重力加速度g。 自由落体仪如图所示，立柱的上端有一个电磁铁，通电，小钢球就被吸引住；断电，小球做自由落体运动。在立柱上有4个可移动的光电门，当小球经过某一光电门时，利用光电计时装置就能测出小球下落到这个光电门所用的时间。
从刻度尺上读出小球末端的位置和4个光电门的位置，输入计算机，就能得到小球下落到4个光电门时经过的位移s，相应的时间t由光电计时装置侧出后直接传送给计算机。
这样，小球下落一次，就能得到4组实验数据。
编制的计算机软件不仅能记录实验数据，还能处理实验数据：
建立一个坐标系(纵轴s。，横轴t，在坐标平面上描点，让学生看看这4个点在排列上有什么特点(看不出它们在怎样一条曲线上)。换一个坐标系(纵轴s，横轴t2)，能够看出4个点差不多在一条直线上。
根据这4个点拟合一条s-t2图线：
差不多是过原点的一条直线。 改变光电门的位置，多做几次。 大量的实验可以证明：自由落体运动的位移s与所用时间的平方t2成正比．所以，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线。
根据实验数据还可以计算出重力加速度g的数值(s-t2图线斜率的2倍) 阅读 “自由落体运动”教案
第三节 教学反思
对教学的反思如同人照镜子，通过照镜子可以发现自己在教学中的成败得失，从而了解自己今后努力的方向。反思中发现的问题可以提醒我们去思考，学生是怎样学习的，教学应该如何针对学生的学习特点去设计，教学设计如何体现课程标准所反映的基本理念。在不断的反思总结过程中，自己的理论水平和教学能力也得到不断提升，教师的成长就是一个反思的过程。
一、什么是教学反思
如维拉认为\"反思性教学是教师借助发展逻辑推理的技能和仔细推敲的判断，以及支持反思的态度进行的批判性分析的过程。\"这个定义告诉我们，反思性教学依赖理智的思考和批判的态度，是教学主体自我解剖的过程。在教学反思中，教师主动、自觉地把自己的课堂教学实践作为认识和分析的对象，进行全面、深入、冷静地思考和总结，从而进入更优化的教学状态。
教学反思的特征：
第一，教学反思以探究和解决教学问题为基本点。在反思性教学过程中，反思不是一般地回忆教学情况，而是对教学目的、教学方法、手段、评价等在课堂上对学生所产生的实际效果的再认识，找出存在的问题。
第二，教学反思以追求教学实践的合理性为动力。这主要从两个方面表现出来，一方面之所以要反思，主要是为了进一步改进教学，使之向着更合理的方向迈进，另一方面通过反思发现的新问题，能够唤起教师对教学的责任心，促使教师以教育理论作指导改进教学。
第三，教学反思是教师全面健康发展的过程。正如一个婴儿的成长过程是一个不断面临问题，解决问题的过程一样，教师的成长也会经历一个从失败、再失败，找出失败的原因纠正存在的问题，最后走向成功的过程。这其中反思教学起到重要的作用。可以说，能够对自我进行全面、恰当的反思是成功教师的必要条件。
第四，教学反思是一种个性化的行为。反思的过程是教师自觉自愿地把自己的实践活动作为认识对象进行照镜子的过程，属于\"个人奋斗\"的行为，别人不可替代的个性化特征。这种自我剖析的过程源于教师敢于怀疑自己，敢于和善于突破自我、超越自我的高目标追求。 第五，教学反思是一种有益的思维活动和再学习过程。一个优秀教师的成长过程离不开不断的教学反思这个重要的环节。教学反思可以进一步激发教师终身学习的冲动，不断的反思会不断地发现困惑，\"教然后而知困\"，不断发现一个个陌生的我，从而促使自己拜师求教，书海寻宝。教学反思的过程是激活教师的教学智慧，探索教材内容的崭新表达方式，建构师生互动机制及学生学习新方式的过程，也是教师人生不断辉煌的过程。
二、教学反思的方法
通常教学反思的方法有行动研究法和对比法两种。
教学设计的内容必然要实施，将实施的过程作为认识对象与课程理念、教学目标等进行对照，同时开辟绿色信息通道，不断地获取学生的反馈意见，并将它作为另一个认识对象进行分析，最后把两个具体的认识对象统整在一起来剖析教学设计和实施过程，为改进和提高教师自己的教学水平提供参考。这样的研究方法属于行动研究法。
教学反思需要跳出自我、反思自我，所谓跳出自我就是经常地开展同行之间地交流，倾听他人的教学设计思想，观摩其他教师的课堂教学，研究富有经验的教师的长处，尤其是要研究优秀教师、特级教师的独到见解，他山之石，可以攻玉，通过比较学习，找出理念上的差距，方法、手段、评价上的差异，从而提升自己。另外，参考国外教材和教学中的独特设计也会产生很大的启发。这样的研究方法是对比法。
阅读 “单摆”的教学设计
教师：广州人冬天去哈尔滨旅游，买了一台漂亮的摆钟，买的时候很准，但由于两地的温差很大，到了广州摆钟就不准了，为什么呢？能不能将它调整过来呢？
这个教学设计创设了一个问题的情景，可以启发学生在上课开始时就思考，但是，让学生思考的这个问题很难亲身体验，能不能创设一个学生可以亲身体验的情景，然后自发地提出问题呢？为此剖析如下一个相同内容的教学设计。
⑴活动的组织形式
教师将学生分成四人一组，每一个同学在小组中承担一定的任务，如：实验材料的管理员、观察实验的记录员、代表小组的交流汇报员、噪声控制员等。
⑵活动的过程
材料管理员可以到实验台（讲台）上领取一段绳子、一把剪刀、一卷胶带和几个尺寸、质量各不相同的硬币。
每一组同学利用这些材料完成如下工作：
·用胶带将铅笔的一端固定在桌子的旁边，铅笔的另一端露出桌子的边沿；
·把回形针系在绳子上，把硬币插在回形针中，绳子的另一端系在露出桌边的铅笔上；
·由硬币、回形针和绳子组成的摆能够自由摆动；
·测量物体在15秒内的摆动次数。
·各组的记录员把测量结果记录在黑板上的数据表中。
⑶发现并提出问题
当全班各组学生测量的数据出现在黑板上时，就会发现每一个组记录的摆动次数都是不一样的。一场关于为什么会出现这种现象的热烈讨论开始了。
⑷进行猜测或假设
学生们认为造成摆动次数的差异可能有：
·摆动次数测量得不对或者时间测得不准，（每组可以重复实验一次）；
·绳子的长度不同；
·硬币的尺寸不同；
·硬币的重量不同；
·物体摆动时的起始高度不同；
·„„
分析两个案例可以发现后者能够让学生\"经历科学探究的过程，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，能计划并调控自己的学习过程，在教师的引导下通过自己的努力解决学习中遇到的一些问题，有一定的自主学习的能力；能够培养学生一定的质疑能力分析、解决问题的能力和交流、合作的能力\"这些正是新的高中物理课程标准的具体目标。
讨论 “你在微格教学技能训练的过程中是如何反思自己的教学的？学习了本节的内容后你认为应该如何反思自己的教学？
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