第一篇 初中物理教學的基本理論與應用
第一章 初中物理教學的目的和任務
教學目的：1.知道初中物理教學的目的和任務是根據什么確定的
2.明確初中物理教學的目的與任務
第一節 初中物理教學的目的與任務的確定
一、物理學科的特點
1、 物理學是一門實驗科學
2、 物理學是結構嚴謹的理論科學
3、 物理學是一門定量的精密科學
4、 物理學是一門應用廣泛的基礎科學
5、 物理學是一門帶有方法論性質的科學
二、國家的教育方針、義務教育的目的與任務
根本目的和任務是提高全民族的素質。
三、初中學生生理與心理發展水平
1、 心理與生理特點
2、 學習動機與興趣特點
3、 情感意志特點
4、 思維特點
第二節初中物理教學的目的與任務
所謂“教學目的”，是指通過教學過程所要達到的終極性主觀意圖。它與一個個“教學任務”涵義不同。但當教學過程正在實施之中時，終極性“教學目的”即可轉化為一個個“教學任務”去完成。只有完成“教學任務”，才能最終實現“教學目的”；而要最終實現教學目的，必須先完成教學任務。可見教學目的與教學任務有著不可分割的內在聯系。
一、中學物理教學的指導思想
（一）指導思想
中學物理教學的指導思想應服從教育的指導思想。我國義務教育法規定： 努力提高教學質量使兒童，少年在品德、智力、體質等方面全面發展，為提高民族素質，培養有理想、有道德、有文化、有紀律的社會主義建設人才奠定基礎。
這一指導思想反映了兩個方面內容：
1.闡明了為社會主義建設培養什么人的問題。
2.說明了在受教育者身上形成哪些素質及其素質結構的問題。
“素質”一詞有多種含義，這里把素質界定為三層：
(1)在生理學上是指人的先天的解剖生理特點（生理素質）。
(2)素質還指一個事物主要成份的質量，就人來說來就是一個人的品德、智能、體質等方面的質量。
(3)指民族性或民族本質：是指全民族每個成員素質的綜合，它取決于每個國民的素質，同時與一個民族的國民性密切相關。根據以上界定，提高民族素質就是提高全民族德、智、體幾個方面的發展水平。
可以把“德”理解為政治素質，它包括政治態度、思想意識和道德情操三個方面。
可以把“智”理解為文化素質，它指文化知識技能和智力發展水平。
可以把“體”理解為體質。
（二）全面提高中學物理教學質量的含義——根據全面發展的方針，對于某具體學科來說，提高教學質量就是發展學生的知識水平、能力水平和心理品質水平，使他們成為有理想、有道德、有文化、有紀律的勞動者。
對于中學物理來說，“知識因素”主要是物理基礎知識，它包括基本物理現象、基本物理概念和規律以及相應的其它物理知識。
“能力因素”主要包括觀察實驗能力、思維能力、分析和解決實際問題的能力。
“心理品質因素”主要包括智力因素、非智力因素、以及逐步形成的共產主義、愛國主義的道德觀和價值觀、審美情趣、意志和性格特征。
二、中學物理教學目的
2001年全日制普通中學教學大綱規定的教學目的：
1.學習物理學基礎知識及其實際應用，了解物理學與其他學科以及物理學與技術進步、社會發展的關系。
2.進行科學方法的訓練，培養學生的觀察和實驗能力、科學思維能力、分析問題和解決問題的能力。
3.培養學生學習科學的興趣和實事求是的科學態度，樹立創新意識，結合物理教進行辯證唯物主義教育和愛國主義教育。
三、中學物理教學的目的任務可概括為以下三個方面：
（一）知識與技能方面
使學生掌握最基本的概念規律等物理學知識和最基本的物理學技能，應是中學物理教學的目的、任務之一。
在物理學知識的教學中，對于“基礎”的把握通常體現為對重點知識、重要知識與一般知識的劃分與不同要求上。
重點知識：是在物理課程教材中占有重要地位，是學生進一步學習物理學知識或參加工作，參與現代生活所必需的，而且學生能夠接受的那些物理學概念和規律。教學上的要求是理解并能靈活應用。
重要知識：是指為了掌握重點知識而必須學習的預備知識或過渡性的知識，也包括本屬于重點知識，但由于中學生的接受能力的限制而適當降低要求的知識。教學上的要求是確切理解他們的含義，并會運用。
一般常識：是指為了擴大學生的知識面而只做初步介紹的知識。教學上要求是了解。
物理學技能分為智力技能和操作技能：
智力技能：是指在智力活動中獲得的控制自己智力動作執行的經驗，是合乎法則的智力活動的方式。
操作技能：是控制自己操作動作執行的經驗，是通過練習而形成和鞏固起來的一種合乎法則的隨意行動方式。在中學物理教學實際中，普遍存在學生操作技能差的現象。良好的技能、熟練的技巧能有效地促進學生能力的發展。
（二）過程、方法與能力方面
1、經受科學探究過程
A、 什么是科學探究？
科學探究原指科學家們研究自然界的科學規律時，所進行的科學研究活動。進入20世紀80 年代以來，世界各國的基礎教育都將科學探究引入學生的學習過程之中，讓學生模仿和經歷科學家進行科學研究時的方法，去獲取知識，領悟科學的思想和方法，領悟科學家探究自然規律時所進行的各項活動。這樣就突破了基礎教育中的學科封閉狀態，把學生置于動態、開放、生動、多元的學習環境中，使其在自主學習、自主探索中獲得一種新的學習體驗。
因此，科學探究是學生在物理課程和現實生活的情境中，通過發現問題、調查研究、動手操作、表達與交流等探究性活動，獲得知識、技能、方法的學習方式和學習過程。科學探究關注的目標是，讓學生經歷探究過程、獲得理智和情感體驗、積累科學知識和方法等三個方面。與傳統的接受性學習和訓練性學習相比較，探究性學習具有更強的問題性、實踐性和開放性。在科學探究中，學生不是面對教師和課本事先設計好的問題，而是需要自己去發現問題和解決問題。
20世紀在美國和法國中小學流行一種“動手做”的科學教育方法，就是探究性學習的一種典型例子。美國的《國家科學教育標準》認為，為了提高學生的科學素養，整個學校系統必須作重大改變，“科學教育采用的新方法必須能反映科學本身的實際搞法，強調把科學探究作為獲取知識和認識世界的一種方法。”
B、探究的過程和要求
《標準》根據科學探究的一般要求，結合初中物理課程的特點和8-9年級學生的認知水平，將科學探究分為七個要素，并對每一要素提出了探究能力的要求。在探究過程中，要給每個學生創造機會。明確他們所承擔的任務，鼓勵學生發現問題、提出問題、出主意、想辦法。要讓每個學生在探究活動中發揮主動積極的作用。同時，科學探究又是一種集體性的協作活動，對于簡單的問題可以由學生個人來進行，對于稍微復雜的問題，則應通過小組活動，甚至全班性的活動進行。教師要善于激勵學生對科學的熱情和興趣，表現出對不同觀點的尊重。
1）提出問題。要緊密結合內容標準對知識和技能的要求，從學生學習物理和生活實踐中，選取他們感興趣的問題進行探究,對初中學生來說，探究的問題主要應從學生在課堂、實驗室、家庭和日常生活中感興趣的現象中選取。要讓每個學生都能搞清楚探究什么問題？讓學生去研究、調查、探索。例：探究自行車上用到的物理原理；設計測定食用油密度的方案；探究高壓鍋的原理。
要培養學生從日常生活和自然現象中找出研究課題的能力。能夠明確探究的問題，能通過科學探究對研究的課題進行描述，能應用科學的思想和方法，已有的物理知識來確定研究課題。
生活、社會和科學技術中的問題往往是很復雜的，限于學生的年齡特點和科學知識的局限，不是所有的問題都可以讓學生通過探究來解決的，教師應根據學生提出的探究課題，結合學生的實際進行篩選和梳理，選擇哪些有對學生的發展有意義的，而學生又有能力進行探究的課題。
2）猜想與假設。要讓學生根據已有的物理知識和實踐經驗，對確定探究的問題進行猜想和假設，例如，推測探究可能出現什么結果？應該怎樣進行探究過程和方向的設計？根據已有的知識和經驗，能夠對探究的問題作出哪些解釋？哪些必須通過探究后才能作出解釋？
3）制定計劃和設計實驗。要根據確定的探究課題，設計科學的探究計劃和方案。探究計劃應包括探究的課題、實驗器材和資料的準備、探究的程序和過程（包括觀察、實驗、信息和數據的收集和處理）、通過怎樣的分析整理得出探究的結論、以及怎樣對探究過程進行評估和反思等。在制定探究計劃時，應搞清物理學已有的研究成果。對少數學生可以讓他們去設計一些有一定創新意識的、但又符合初中學生認知特點的探究方案。
4）進行實驗和收集證據。學生在教師的指導下，根據探究方案，利用觀察、實驗和其他的方法和技術，收集數據、資料和信息。特別提倡用計算機來收集、存儲、處理和顯示各種證據。要讓學生對已有的數據和信息進行科學地分析和解釋，找出這些證據和探究的課題之間的關系，進行科學地歸納和總結。如果涉及到兩個或多個變量（初中階段只要求處理三個變量的關系，例如摩擦力的探究），學生應該能進行科學地分析和解釋。在初中階段應以定性分析為主，但也應適當地培養學生運用數學工具進行簡單的定量分析。
學生在課堂內外進行的探究活動是多樣化的，可以是觀察現象、進行實驗、收集數據、分析現象、討論交流、發表見解；也可以是從各種信息源，包括各種媒體、圖書、期刊、學校的數據庫和英特網上收集和獲取信息。要在科學探究的過程中，指導與幫助學生不斷改進探究的方法，例如，在學生進行觀察和實驗時，要讓學生多設計幾種可靠易行的實驗方案，鼓勵學生反復收集和如實地紀錄實驗數據。
5）分析和論證。教師要引導學生整理收集到的各種信息、實驗數據和證據，對信息、數據和各種證據進行分析、應用科學的思維和方法，通過分析和歸納，找出規律，從而得出結論。
6）評估。評估是探究過程的重要環節，過去的物理教學雖然也組織過一些探究活動，但是，往往在得出結論后就萬事大吉了，學生通過探究究竟得到了哪些啟示？為什么探究的結果與事先的預測不一樣？探究的設計和計劃的進行過程是否有缺陷？還有哪些需要改進的地方？這些都需要學生去反思，只有通過這樣的反思和評估，學生的科學探究能力才能逐步提高。
7）交流與合作。要讓每個學生都有充分的語言表達機會，要循序漸進的培養學生盡可能用已有的科學知識和較為準確的語言表述自己的探究成果。要讓學生編寫科學探究報告、設計表格、圖象（包括應用計算機設計）
學生應該能夠向其他同學科學地表述自己的研究成果，包括研究的過程、方法和結果。教師要培養學生注意傾聽其他同學的研究報告、尊重別人的探究成果，允許別人對自己的探究過程和成果提出不同的意見和表示懷疑，并能認真思考別人的意見，改進自己的探究方案。
要讓學生盡可能把自己的探究結果表述清楚，并且運用收集的信息和實驗數據作出有說服力的解釋；要讓各種想法、觀點進行充分地交流和討論，在此過程中，使學生體會到科學探索和科學實踐的過程和方法。
說明：對學生科學探究能力的要求和活動的組織，應注意以下幾點：
物理課程標準關于科學探究的七個要素，是按探究的一般過程來設計的，實際進行探究活動時，不一定要按照這七個要素的排列順序進行，也可以交叉進行，也可以將后面的要素提到前面進行，教師應根據探究的要求靈活掌握。
探究活動的組織和對學生探究能力的要求，應該循序漸進，由簡單到復雜，由部分探究到經歷較完整的探究過程。例如，學生開始接觸物理時，可以安排一些簡單的探究活動，探究的環節可以是其中的某幾個，甚至是某一個環節，隨著學生在物理知識和技能方面的不斷發展，再逐步安排學生進行一些較為完整的探究活動。
要在探究的過程中注意學科的滲透和融合，探究的問題可能涉及化學、生物、地理等多學科，物理教師應鼓勵和提倡學生應用他們在其它學科中學到的知識和技能，來進行猜想和假設、分析和論證、討論和交流。
2、經受科學方法訓練
3、培養物理學科能力
能力：是完成某種活動所需要的個性心理特征，是認識事物、探索知識和運用知識的本領。
知識：物理知識是人在實踐活動中對物理世界的認識和總結，主要反映物理現象和過程的本質屬性。因此，“知識”與“能力”是具有辯證關系的兩個概念。
物理教學大綱規定，要培養學生觀察實驗能力、科學思維能力、分析問題和解決問題的能力。
A.觀察和實驗能力的培養
(1)觀察能力：指通過對客觀事物和現象的觀察從而區別它們特征的一種能力。
(2)實驗能力：創造觀察條件，動手做實驗的能力。
對中學階段的實驗能力主要有：
①根據實驗目的的要求制定實驗方案、步驟、設計記錄表格的能力。
②合理選擇、正確使用儀器進行觀察、測量、讀數的能力。
③分析整理實驗結果、得出正確結論的能力。
(3)如何培養觀察實驗能力
①思想上重視實驗教學，加強對觀察實驗能力的培養。
②要認真做好演示實驗，指導學生分組實驗。
③建立必要的考查制度。
B.思維能力的培養
(1)思維與思維能力
①思維分類一般分為三類：形象思維、邏輯思維、靈感思維
(i) 形象思維：以具體事物的表象為思維材料進行的思維。
(ii) 邏輯思維：以概念或判斷為思維材料進行的思維。
(iii) 靈感思維：以表象和概念組成的思維組塊為思維材料進行的思維。
②思維能力：是指人們在感性認識的基礎上，通過大腦一系列抽象的和形象的及靈感的活動而獲得的對事物的本質和規律的認識能力。
(2)思維方法
①分析：就是在頭腦中把事物分解為各個屬性部分、方面，分清事物的主要因素和次要因素，集中全力研究主要因素的作用規律的思維方法。
②綜合：在頭腦中把事物的各個屬性部分、方面結合起來，把個別的、孤立的現象合成總體來考慮，從而使認識深入到事物本質的一種思維方法。
③抽象和概括
抽象：暫時撇開問題個別的、非本質的因素，抽出主要的、本質因素，加以考慮研究。
概括：把一類物理事物共同的本質屬性聯合起來，從而建立一個輪廓清晰、主題突出易于研究的新形象或形成新概念稱為概括。
④判斷與推理
判斷：是運用概念對事物現象做出肯定或否定的結論的思維形式。
推理：由一個判斷或一些判斷推出另一個（些）判斷的思維形式。
推理主要有以下幾種形式：歸納推理、演繹推理、類比推理
歸納推理：是從個別判斷推出一般性判斷的思維形式。歸納推理可分為簡單枚舉歸納推理，完全歸納推理，科學歸納推理。
演繹推理：是一種從一般性的判斷推出個別性判斷的思維形式。
類比推理：是由一個個別性判斷推出另一個個別性判斷的推理。
（3）物理教學中的思維能力培養
①培養學生根據實驗取得的數據，分析得出的結論進而總結概括出物理規律的能力。
②培養學生根據大量物理現象或實驗事實，經過分析想象建立理想化模型或進行理想化實驗的能力。
理想化模型：是根據研究問題和內容的需要，在一定條件下對研究客體的抽象。
理想化實驗：根據大量實驗事實，在現實實驗的基礎上，在極端條件下應用邏輯推理，由想象思維，臆造出的一個假想的物理過程。
③使學生了解假說向理論發展的過程，對培養能力有一定的意義。
C.分析和解決實際問題能力
分析和解決實際問題能力：是一種綜合性很強的能力，它包括許多具體問題的能力，運用數學解決物理問題的能力。
培養學生分析問題和解決問題能力應抓如下幾個方面：
（1）培養學生用數學語言來表述物理概念、過程和規律的能力。
①必須注意經常把概念規律的物理公式與文字語言表述相結合。
(i)要求學生對有關定律的文字表述和數學表述進行相互翻譯。
(ii)清楚有關物理量相互制約的因果關系。
(iii)明確數學符號表示的物理意義。
②理解公式和圖像的物理意義，培養學生用圖像語言表述物理問題的能力。
（2）培養學生運用數學工具進行論證和推理的能力。
（3）培養學生運用數學對物理問題進行具體分析計算的能力。
①明確數學作為工具解決物理問題時必須受到物理概念和規律的制約。
②弄清物理現象，突出物理過程分析，搞清過程與過程間的聯系。
（4）培養學生在實驗基礎上建立物理公式的能力。
D.自學能力、創造能力的培養
（1）自學能力及其培養
自學能力：自學能力是學生通過獨立學習獲取知識和技能的一種能力。
自學能力培養：
①選擇典型教材內容，指導學生進行閱讀。
②在課堂上給學生更多的獨立活動時間。
③對學生提出預習和課外制作的要求并提供必要的指導。
④通過大眾傳媒、調查訪問等多種途徑培養學生搜集、鑒別和處理信息的能力，從而獲取各類知識。
（2）創造能力及其培養
①創造能力：是指運用已有知識，想出新方法、新理論、創造新產品的能力。
②創造性思維是創造能力的核心
（i）創造性思維：是指思維的結果具有新奇性、獨創性、目的性和價值性的思維活動。
(ii) 創造性思維包括兩種形式：發散性思維和收斂性思維。
發散性思維：是指以要解決的物理問題為中心，充分發揮想象力，突破原有的知識圖，朝多個方向進行推測、想象、假設、試探的思維過程。
其他方法有：立體思考、多向思考、側向思考、逆向思考。
收斂思維：是綜合各種信息，按照固定的方向和模式解決物理問題，或者以物理問題為中心，從不同方向和角度指向這個中心的思維形式。
方法：定向思維、聚合思維
③培養要求：培養學生創造能力，重在培養學生創造性思維能力。
(i)教學中要理論聯系實際，重視物理實驗。
(ii)物理教學要以學生為主體，教學方法上要重視啟發性。
(iii)保護學生的好奇心和探索精神。
(iv)開辟“第二渠道”，給學生更多的學習和訓練機會。
（三）情感、態度和價值觀方面
1、 培養辯證唯物主義世界觀
2、 愛國主義教育
3、 不畏艱難獻身科學的教育
4、 實事求是的科學態度