1、N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L在教学案例反思中提升智慧在教学案例反思中提升智慧N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L教学案例教学案例是课堂中真实的故事，是教师在实际是课堂中真实的故事，是教师在实际教学中的困惑，是足以引发教师思考和讨论的教学中的困惑，是足以引发教师思考和讨论的事件，是蕴含着教育理论的典型事例。事件，是蕴含着教育理论的典型事例。研究案例的价值研究案例的价值（1 1）分享教师实践的智慧；）分享教师实践的智慧；（2 2）案例研究是教师专业成长的途径，教学）案例研究是教师
2、专业成长的途径，教学相长的阶梯；相长的阶梯；（3 3）从案例研究中发展教师的自我反思能力。）从案例研究中发展教师的自我反思能力。N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L专家型教师专家型教师经验型教师经验型教师原理性知识原理性知识案例知识案例知识策略知识策略知识原理性知识原理性知识案例知识案例知识策略知策略知识识职初型教师职初型教师原理性知识原理性知识案例知识案例知识策略知识策略知识N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L 这是一种费时的教学，但如果我们的目标是培养学生能创造性地解决问题和发现
3、理论，那么这是我们所拥有的唯一方法。美美 艾伦艾伦柯林斯柯林斯为什么要进行探究式教学？N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L过去的课程：以传授知识、强调运用知识解决过去的课程：以传授知识、强调运用知识解决 实际问题为主的物理课程体系。实际问题为主的物理课程体系。现代的课程：物理作为培养未来公民科学素养的现代的课程：物理作为培养未来公民科学素养的 一个核心课程，仅仅重视知识的传一个核心课程，仅仅重视知识的传 授是不够的，更重要的是应该培养授是不够的，更重要的是应该培养 学生学生“生产生产”这些这些“产品产品”的能力，的能力，即即 科学探究能力
4、科学探究能力。如果将人们对自然的探究以及通过探究如果将人们对自然的探究以及通过探究发现的现象、规律、建立的概念和理论发现的现象、规律、建立的概念和理论视为一种社会生产活动，那么物理知识视为一种社会生产活动，那么物理知识只是这一过程的一个只是这一过程的一个“产品产品”。授之以鱼授之以鱼授之以渔授之以渔授之以鱼授之以鱼N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L 探，取也，尝试。探，取也，尝试。知其然，探究后知其所以然。知其然，探究后知其所以然。中国古代的中国古代的“格致格致”也是探究的含义。也是探究的含义。“致知在格物，格物而后知至致知在格物，格物
5、而后知至”。所。所 谓谓“格物格物”就是推究事物的道理。就是推究事物的道理。“探究探究”的探究的探究究，推求，追查。究，推求，追查。更更感感性些性些更更理理性些性些认识上的一次飞跃认识上的一次飞跃 探究：用自己的方法解决探究：用自己的方法解决 陌生的问题！陌生的问题！“究究”“探探”N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L提出问题猜想和假设制定计划与设计实验评估分析与论证研研 究究 问问 题题进行实验与收集证据科科学学探探究究的的基基本本过过程程交流与合作教学上，教学上，“科学探科学探究究”既指一种教学既指一种教学方法，也是一个教方法，也是一
6、个教学内容，还体现一学内容，还体现一种精神。（三维）种精神。（三维）N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L第四章教材框架结构的设计第四章教材框架结构的设计力学单位制力学单位制用牛顿运动定律用牛顿运动定律解决问题（一）解决问题（一）牛顿第三定律牛顿第三定律实验：探究加速度实验：探究加速度与力、质量的关系与力、质量的关系用牛顿运动定律用牛顿运动定律解决问题（二）解决问题（二）牛顿第二定律牛顿第二定律牛牛顿顿第第一一定定律律N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L牛顿第一定律牛顿第一定律一切物体
7、总保一切物体总保持匀速直线运持匀速直线运动状态或静止动状态或静止状态，状态，除非作用在它除非作用在它上面的力迫使上面的力迫使它改变这种状它改变这种状态。态。一切物体总保持一切物体总保持匀速直线运动状匀速直线运动状态或静止状态态或静止状态解解读读 除非作用在它上除非作用在它上面的力迫使它改面的力迫使它改变这种状态变这种状态表明力的表明力的作用效果作用效果变速变速揭示物体揭示物体固有属性固有属性惯性惯性匀直匀直静止静止速度恒定速度恒定物体不愿改变速度物体不愿改变速度外力迫使物体变速外力迫使物体变速物体属性物体属性外力效果外力效果N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH
8、S C H O O L物体物体运动运动状态状态变化变化从牛顿第一定律中从牛顿第一定律中,a、F、m 的物理意义究竟该如何理解？的物理意义究竟该如何理解？a：描述：描述的快慢的快慢F：迫使：迫使的原因的原因m：抵抗：抵抗的本领的本领了解运动了解运动状态变化状态变化把握运动状把握运动状态变化规律态变化规律探究探究a与与F、m间间的关系（定量）的关系（定量）提出问题提出问题外部因素外部因素直接描述直接描述内部因素内部因素问题问题：a与与F、m之间的定量关系是什么？之间的定量关系是什么？N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L猜想与假设猜想与假设 猜
9、想是物理智慧中最活跃的成份，是物理探究过猜想是物理智慧中最活跃的成份，是物理探究过程中的一个重要环节程中的一个重要环节。说明说明a、F、m都与物体的运动状态都与物体的运动状态改变有关，也就是说它们之间存在改变有关，也就是说它们之间存在着一定的关系着一定的关系 猜想背景猜想背景创设情境创设情境 竞赛用的小汽车，质量与一般的小汽车相仿，但因为安装了强大的发动机，牵引力巨大，很容易加速。一般小汽车从静止加速到100km/h,只需十几秒的时间，而满载的大货车加速就慢得多。N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L“相信自然界规律是简单的相信自然界规律是
10、简单的”，我们不妨假设，我们不妨假设a与与F、m 之之间的定量关系遵从简单的原则，即：间的定量关系遵从简单的原则，即：aF，a1/m。1.a与与F的关系（的关系（m一定一定）2.a与与m的关系（的关系（F一定一定）F越大越大a越大：越大：a与与F成正比成正比(a=kF)a=kF2 m越大越大a越小：越小：a与与m成反比成反比(a=k/m)a=k/m2 N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L实验设计实验设计（4）小车是否受摩擦力作用）小车是否受摩擦力作用?摩擦力对研究加速度摩擦力对研究加速度有没有影响有没有影响?如何消除摩擦力的影响如何消除摩
11、擦力的影响?理论分析理论分析 要验证上述假设的正确性，实验中需要解决的问题：要验证上述假设的正确性，实验中需要解决的问题：（1 1）如何测量小车的加速度）如何测量小车的加速度a？（2 2）小车的质量如何改变？）小车的质量如何改变？（3 3）力）力F F如何提供？怎样测量力的大小？怎样改变力如何提供？怎样测量力的大小？怎样改变力的大小？的大小？N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L实验实验方案方案设计设计刻度尺和秒表，算出刻度尺和秒表，算出打点计时器打点计时器v-t 图象得出加速度图象得出加速度a位移差位移差重力法（重力法（砝码）砝码）其他其
12、他加速度加速度力力质量（天平）质量（天平）22xat1122axax2atx m 84v128结论结论：重物与轻物应该下落得同样快。重物与轻物应该下落得同样快。假设：重物下落快，轻物下落慢问题：重物和轻物绑在一起速度怎样推理：思路1相互影响 思路2总重增加自相矛盾上帝是万能的。上帝能否造出他自己也举不起来的石头呢？N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L猜想与假设猜想与假设速度与位移成正比速度与位移成正比假设一假设一假设二假设二速度与时间成正比速度与时间成正比tv xv N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S
13、 C H O O L若速度与位移成正比若速度与位移成正比xv 速度速度-距离图象的斜率有距离图象的斜率有何意义？何意义？实验验证实验验证则可以作出如下图象则可以作出如下图象xvo数学推理数学推理N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L时间时间速度速度tv 2xt逻辑推论逻辑推论若速度与时间成正比若速度与时间成正比v t速度测量转化为距离测量困难困难1 1：速度无法测量：速度无法测量N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L困难困难2：下落时间无法准确测量：下落时间无法准确测量铜壶漏滴铜壶漏滴
14、伽利略的巧妙设计“冲淡”重力的斜面实验利用自己的脉搏测量时间利用自己的脉搏测量时间N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L实验检验实验检验伽利略用铜球从斜槽中的不同位置由静止下落，伽利略的手稿中记录的一组实验数据时间单位12345678距离单位32130298526824119216002104常数233222211tststsN A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L等末速度法：等末速度法：物体从相同的位置经不同的路途物体从相同的位置经不同的路途 落于同一高度，终了速度大小相等落于同一高度，
15、终了速度大小相等。hlA1B1A2B2hlttBA2 Btl 若2 Aht则结论外推结论外推N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L结论外推结论外推 后人用伽利略的器材重复他的实验时发现：铜球沿后人用伽利略的器材重复他的实验时发现：铜球沿斜面滚下，如果斜面倾角超过斜面滚下，如果斜面倾角超过5 5度就很难准确计时了。度就很难准确计时了。伽利略把他的结论外推至伽利略把他的结论外推至9090度是需要很大勇气的，后度是需要很大勇气的，后来他的外推被证实了！来他的外推被证实了！N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C
16、 H O O L修正推广修正推广 如果完全排除空气阻如果完全排除空气阻力，那么，所有物体下力，那么，所有物体下落都将一样快。落都将一样快。在科学研究中，懂得在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。视什么同等重要。-伽利略伽利略阿波罗登月N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L重的物体下重的物体下落得比轻的落得比轻的物体快物体快?v tx t2小球在斜面小球在斜面上运动实验上运动实验 外推至外推至落体运动落体运动对现象的对现象的一般观察一般观察提出假设提出假设逻辑逻辑(数学数学)得出推论得出推论对推论对推论
17、进行检验进行检验对假说修对假说修正和推广正和推广伽利略的科学方法伽利略的科学方法N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L W.C W.C 丹皮尔（英国）丹皮尔（英国）伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空伽利略运用最大胆的思辨弥补了经验材料之间的空隙，伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。伽利隙，伽利略的方法是理论和实验相结合的方法。伽利略当之无愧的成为近代物理之父略当之无愧的成为近代物理之父 爱因斯坦爱因斯坦N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L伽利略对落体运动的探究过程伽利略对落
18、体运动的探究过程逻辑的力量逻辑的力量重物与轻物下落一样快重物与轻物下落一样快提出问题提出问题 落体运动的性质是什么？落体运动的性质是什么？猜想猜想 落体是一种最简单的变速运动落体是一种最简单的变速运动速度应该是均匀变速度应该是均匀变化的化的假设假设1.v 正比于正比于t 2.v 正比于正比于s数学推理数学推理 x正比于正比于t2实验验证实验验证 斜面实验斜面实验合理外推合理外推 当斜面倾角等于当斜面倾角等于90时，小球的运动变为自由落体运时，小球的运动变为自由落体运动，也有动，也有 x正比于正比于t2得出结论得出结论 自由落体运动确实是速度随时间均匀增加的直线运动自由落体运动确实是速度随时间均
19、匀增加的直线运动 N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L1为什么要介绍伽利略对落体运动的探究过程？为什么要介绍伽利略对落体运动的探究过程？伽利略在对落体运动的探究过程中，从物理学家的角伽利略在对落体运动的探究过程中，从物理学家的角度来思考方法论问题，创立了科学方法：对现象的一度来思考方法论问题，创立了科学方法：对现象的一般观察般观察提出问题提出问题猜想与假设猜想与假设逻辑推理逻辑推理实验验实验验证证修正与合理外推修正与合理外推得出结论得出结论“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的
20、成就之一方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且而且标志着物理学的真正开端。标志着物理学的真正开端。”N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L科学不是概念和规律的堆砌，其动态的特征是科学不是概念和规律的堆砌，其动态的特征是不断探究的过程；不断探究的过程；科学理论的真理性是相对的，它是可变的、进科学理论的真理性是相对的，它是可变的、进化的，进化的过程就是一个不断探究的过程；化的，进化的过程就是一个不断探究的过程；科学是一个不断证伪的过程（否定旧的假说建科学是一个不断证伪的过程（否定旧的假说建立新的假说的过程）。立新的假说的过程）。N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L 亲历的探究亲历的探究科学探究科学探究 对探究的探究对探究的探究n学习科学家的智慧和精神。学习科学家的智慧和精神。n为学生的再探究提供材料；为学生的再探究提供材料；N A N J I N G Z H O N G H U A HIGH S C H O O L
