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普通高中物理课程标准(二)

[日期: 2004-05-20 10:04] 来源: 转贴  作者:普通高中物理课程标准研制工作组  点击数: 次  打印 分享到:

第四部分   实施建议

     教学建议

    教学过程是体现课程理念、实现课程目标的一种创造过程。根据《标准》的课程理念和课程目标,结合中学教学的实际情况,提出以下教学建议。提出建议不追求全面,而是有针对性地强调教学中值得注意的几个问题。 (一)从课程目标的三个维度来设计教学过程 本《标准》在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上,提出了高中物理课程的具体目标。在教学中,课程目标的这三个维度不是相互孤立的,它们都融于同一个教学过程之中。在设计教学过程时,需要从三个维度来构思教学内容和教学活动的安排。例如,在匀变速直线运动的教学中,教师可以让学生提出自己的实验方案来验证对自由落体运动快慢的猜想,提高他们制定科学探究计划的能力;可以用打点计时器研究自由落体运动,在获得知识的同时提高对实验数据的处理能力;可以讨论伽利略对自由落体运动的研究方法,体会科学研究方法对科学发展的意义;可以展示人类在月球上所进行的有关实验照片,激发学生探究科学的热情,领略自然规律的普适性;还可以通过对打桩机的重锤下落和高台跳水运动员等自由落体运动实例的讨论,增强学生将物理知识应用于生活和生产的意识。 应该对学生在高中阶段的物理课如何实现课程目标有一个总的思考。与初中相比较,高中物理课程无论在知识的深度和广度上,还是学习方法上都有很大的不同,要增强学生学好物理学的自信心,让学生有一个逐步适应和学会学习的过程。教师应帮助学生,使他们在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果;让学生得到成功的体验,享受成功的愉悦,激发学习的热情和责任感。 (二)提高科学探究的质量,关注科学探究学习目标的达成 通过初中课程的学习,学生对科学探究的过程有了一定的体验,并具有了初步的科学探究能力。高中阶段的物理课,应该在这个基础上更加关注学生在科学探究过程中的学习质量,进一步加深对科学探究的理解,提高科学探究的能力。 科学探究的课题有的是与教学内容、教学进度相吻合的。在课堂教学中,有些探究的物理问题是由教师和教科书直接提出,虽然其中不乏关于问题背景的介绍,但很少有让学生主动发现和构思问题的机会。在高中阶段,教师有必要对一些探究的物理问题创设一些情境,让学生在观察和体验后有所发现、有所联想,萌发出科学问题;或者创设一些任务,让学生在完成任务中运用科学思维,自己提炼出应探究的科学问题。   要提高学生制定探究计划的能力,就要使学生学会把探究的课题分解为几个相对独立的小问题,会思考解决每个问题的不同方法,根据现实条件选择、优化有关方法,从而形成探究的方案;学会从原理、器材、信息收集技术、信息处理方法、操作程序等不同方面来构思探究的计划;学会在制定探究计划时查询相关资料;学会在相互交流中完善探究计划。教师应该在教学中尽量为学生提供学习制定探究计划的机会。 在指导学生收集信息和分析、处理信息时,教师不要预先设定表格,让学生“照方抓药”。在收集信息时,要注意培养学生客观的思维品质,不要只把注意力集中在与探究假设相符的物理事实上,同样需要观察和收集那些与预期结果相矛盾的信息。在通过一定的科学探究之后,应该让学生学会依照物理事实运用逻辑判断来确立物理量之间的因果关系,树立把物理事实作为证据的观念,形成根据证据、逻辑和现有知识进行科学解释的思维方法。 在教学中应重视学生对科学解释的评估。为此,可以让学生提出并比较不同的解释,看看所收集的证据究竟更支持哪种解释。学生之间的公开讨论、评议是提高评估能力的有效方法。关于科学探究的交流和表达,教学中应该让学生从以下两个方面关注自己表达能力的提高:一是交流内容的组织,包括课题的提出、探究计划框架、信息收集过程和数据整理、基本论点和对论点的解释、存在的问题和新发现等,应学会根据课题特点有所侧重;二是陈述的形式,包括文字、表格、图像、公式、插图等,学会根据内容选择恰当的形式进行交流。在此基础上,教学中要提供学生当众交流的机会,让学生准备有条理的讲稿,并进行准确和富有逻辑的发言。 学生在科学探究的各个环节所发展的能力往往是不平衡的:有的学生在某些环节的探究行为中自主性较强,与这些环节相对应的探究能力得到很好的发展;而在另外一些环节中,教师需要作必要的引导或指导,让学生在这些方面得到锻炼。因此,教师在设计、实施科学探究教案时,应该对不同案例的具体教学目标进行认真分析,以便了解学生在探究经历中的薄弱环节,及时采取改进措施。 (三)使物理贴近学生生活、联系社会实际 家庭、学校、社会都有大量学生感兴趣的物理问题:如家庭中新型电器、炊具中的物理原理;公共交通设施、交通工具中某些新装置的物理原理;新型通信工具;等等。教师应选择与学生生活联系密切的素材用于教学。课堂教学中,教师可以使用可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带纸等生活中的常见物品来做物理实验。学生的课后作业也应该因地制宜地引导学生关注周围的生活,例如:游乐场中的物理;车站、码头上的物理;超级市场中的物理等。把这些与学生的生活密切相关的事物引入物理课,就会增加学生对物理课的亲切感。 物理学与社会的联系可以分别从资源(能源)、人口、环境和生态、交通、居住等方面,结合本地的社会现象进行讨论。恰当地采用照片、图表、模型、幻灯、电影、录像、光盘等视听媒体,鼓励学生在课堂上发表通过自己收集信息所形成的有关见解。 开展跨学科的研究活动,鼓励学生把物理知识与其他学科知识结合起来研究周围的生活和社会现象。例如:进行小型水电站调查,学生从能量转化的估算、发电和配电设备、发电功率跟当地用电需求的关系等物理知识;从水电站建设对当地生态环境影响等生物知识;从水电站周围的地质结构、水电站对周边地区的经济影响等地理知识来综合思考研究主题。在研究中提高学生科学与经济、社会互动作用的认识,增强将科学服务于人类的社会责任感和使命感。 (四)突出物理学科特点,发挥实验在物理教学中的重要作用 物理实验是高中物理教学中的重要内容。共同必修模块中的物理实验,是《标准》对高中学生最基本的实验要求。在必修和选修模块中,都程度不同地体现了对物理实验的进一步要求。可以指导对物理实验有兴趣的学生在校本课程中,选修具有更高要求的物理实验专题。 在高中物理教学中,应该重视学生对物理实验的理解。在观察演示实验时,不仅要学生关注所观察的现象,同时要让学生理解该物理现象是用来说明什么问题和怎样说明问题的。应该尽量让学生了解实验装置的工作原理。在进行学生实验时,应该让学生在明确实验目的、理解实验原理的前提下独立操作实验。 重视学生实验技能的提高,使学生能正确使用高中物理实验项目中的仪器和工具,获得较准确的实验信息,但要避免进行刻板的技能训练,因为随着科技进步,对技能的要求也在不断地变化。 实验是了解、研究自然规律的重要方法,它的作用不只是为了获取信息。应该让学生认识到实验操作是在相关原理的指引下进行的,学会把实验获得的信息演绎、归纳成结论,只动脑不动手和只动手不动脑都是不正确的。 学生实验是学生探究并获取知识与应用知识过程中的一个有机组成部分,应该在合理的环节和预定的计划中去完成。 教师应该积极开发适合教学的实验项目,充分利用实验资源做实验。鼓励教师将电子计算机等多媒体技术应用在物理实验中,同时提倡使用身边随手可得的普通物品做物理实验。 实验室是培养学生科学态度和科学作风的场所,教师应培养学生对实验严肃认真的态度,对实验结果实事求是,如实记录实验数据。并把实事求是的作风带到平时的学习和生活中去。

    评价建议

   高中物理课程标准是高中物理课程评价的依据。评价应该落实课程标准的目标和理念, 在内容和形式上,应该关注以下几个方面。 ·强调评价在促进学生发展方面的作用,不强调评价的甄别与选拔的功能。 ·重视学习过程的评价,不以考试的结果作为唯一的评价依据。 ·把学生在活动、实验、制作、探究等方面的表现纳入评价范围,不以书面考试为唯一的评价方式。 ·倡导客观记录学生学习过程中的具体事实,不过分强调评价的标准化。 ·教师要转变在学生学习评价中的裁判员角色,要成为学生学习的促进者、合作者,学习评价的指导者,学习潜能的开发者。提倡评价的多主体。 ·学生要参与学习过程的评价,进行自我评价和同学之间的互评。 (一)   评价目的 评价目的是为了提高学生的科学素养和教师的教学水平,为学校实施素质教育提供保障。充分发挥评价的促进发展的功能,使评价的过程成为促进教学发展和提高的过程。 物理课程的评价应帮助管理者、教师、学生、家长等了解高中物理教学情况;促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面的全面发展;发现学生潜能,了解学生需求;使学生能看到自己在发展中的长处和不足,增强学习物理课程的自信心;激励、引导学生发展;形成生动、活泼、开放的教育氛围。评价应该鼓励学生发展自己的特长和爱好。例如,激励他们在理论学习、物理实验、科学制作、社会调查等方面或某一方面有比较突出的发展。 (二)   评价内容 评价内容要多元化,要为学生有个性、有特色的发展提供空间。物理课程的评价应从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面进行。注重适应时代发展需要的基础知识和基本技能,强调知识和技能在生活、生产中的应用。评价要有助于学生对科学过程和物理知识的理解;有助于学生发展科学探究和实验能力;有助于学生运用物理知识、科学探究方法、实验技能解决学习、生活中的问题;有助于学生发展科学的思维能力;有助于学生保持好奇心与求知欲,发展科学探索兴趣;有助于培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学精神。  评价中,应该关注学生对概念、原理、规律的理解和应用,提高物理实验的基本技能,对物理学基本思想和观点的了解等。测验和考试命题应该注重理解和应用,要研究并设计有利于学生思维发展、联系生活和社会的开放性试题;不宜过多考查记忆性内容,不应该在枝节问题上纠缠,故意设置误区,使学生对学习物理产生畏惧心理。 应重视评价学生的科学探究能力、实验能力、分析和解决问题的能力,以及在科学探究与学习过程中,应用物理学研究方法、数学工具的能力。提倡客观记录学生提出的问题以及在理论学习、物理实验、小论文、小制作和科学探究等活动中的表现,关注学生的观察和实验的能力、提出问题的能力、做出猜想和假设的能力、收集信息和处理信息的能力、交流的能力等。学生应该参与评价活动,通过记录学习过程,记录有代表性的事实,展示自己学习的进步。 要注意形成性评价与终结性评价的结合,即不仅要关注学生获得了什么,而且应该记录学生参加了哪些活动、投入的程度如何、在活动中有什么表现和进步等情况。动态观察学生在学习过程中的表现,细心了解其内心活动的变化,记录学生的每一点进步,并与过去相关的记录进行比较。      (三)评价形式 倡导评价方式的多样化。要对形成性评价和终结性评价给予同等重视,使发展变化过程成为评价的组成部分。物理教师要在教育、教学的全过程中采用多样的开放式的评价方法,如采用笔试、实验操作、课题研究、行为观察、成长记录档案、活动表现评价等方式评价学生。物理教师与学校要积极探索科学、简便易行的评价办法。 提倡建立学生学习记录档案。要通过学生的成长记录全面反映学生的发展情况,收集和分析能够反映学生学习过程、结果的资料,是客观、公正地评价学生学习的关键。在学生学习档案中,要收录物理学习的重要资料,例如:遇到的疑难问题及思考;在探究活动中最出色的表现;被否定过的观点;通过努力最后解决的难题;设计巧妙的小发明、小制作;考试和测验的信息;优秀的小论文、典型的作业、学习中的观察记录、社会调查与实践活动记录、教师和同学的观察与评价、来自家长的信息等。提倡记“课堂日志”和“现场笔记”,把教学中发生的重要事情如实记录下来,客观描述、评价学生在活动中的表现。学校和教师要对收集的资料进行分析,形成对学生发展情况的分析报告,客观描述学生的成绩、优势和不足。提倡多主体评价,评价者可以是教师、家长,也可以是学生。 提倡评价方式的多元化。要根据学生的学习档案、笔试、实验操作技能的考核等多方面的表现,综合评定学生的学习与发展的水平。提倡一部分笔试采取开卷的形式,不能把考试成绩作为给学生分类的标签。 (四) 关于学分管理、学习等级评定及高考的建议 所有学生要达到高中毕业水平,都必须完成物理1、物理2的学习,必须从选修1-1、选修2-1、选修3-1系列中选学一个选修课程模块,即完成6个必修学分的物理课程学习。接着,学生可以根据自己的兴趣、发展潜能以及今后的职业需求再从选修1、2、3系列中选学若干个物理选修课程模块。 根据学生在相应课程模块的学习中评定的综合等级,决定学生是否获取相应课程模块的学分。在高中阶段物理课程的学习中,应允许学生跨年级、跨组选修,允许学生重修、重考任一课程模块。 报考高等学校的学生,考试内容应包含共同必修课程物理1、物理2,以及部分选修模块。选修模块考试内容的选择,应根据报考学校的类别与专业的需要确定。学生的成长记录等形成性评价结果应该是高校录取学生的依据。特别强调高考招生的改革应与本课程标准的实施配套。

    教科书编写建议

    教科书是最基本、最重要的课程资源之一。在课程改革理念和目标的实施过程中,教科书的编写具有重要的作用。为此,根据普通高中课程改革的特点和高中物理课程标准的基本理念和目标,对教科书的编写提出如下建议。 (一)教科书编写要为全面落实课程目标服务 1.理解科学领域的科目所担负的教育任务 现代科学不仅仅是一种知识体系,还包括科学精神、科学思维和科学方法。因此,教科书应从整体上认识和理解科学。教科书不应只是知识的载体,而应担负物理课程在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等多方面的教育任务。 2.教科书的编写是一种再创造过程 教科书的编写依据首先是课程标准。在以模块形式呈现的物理课程中,在允许学生选修的情况下,教科书如何适应新型的课程结构,而不过分受相关内容的学科体系的约束,是编写教科书时应该探索的一个新课题。 教科书内容的深、广度既依据课程标准,又渗透着教科书编者对课程标准的领会;既有对科学内容的把握,又结合丰富的教学实践经验。教科书应该比课程标准的要求更具体,更充实,更生动,更便于教学的实施。所以,教科书的编写是一个再创造过程。 3.倡导科学探究,注重科学探究质量 没有探究,就没有科学。高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会,让学生通过自己的思维、动手实验、查阅文献等,体验探究过程的曲折和乐趣,发展科学探究的能力,增强对科学探究的理解。高中阶段尤其要注重科学探究的质量。鉴于我国师生对于这样的学习方式还不熟悉,因此,教科书的编者应根据课程标准的基本理念和课程目标,在教科书的内容选择、呈现方式等方面为科学探究活动的实施创造机会和条件。 4.教科书应为学生的自主发展创造条件 在以往的一些教育理念和实践中,教科书是教学的中心,教师的作用只是讲解教科书,以使学生掌握教科书,形成了这样一种关系:教学时教科书通过教师展现在学生面前,考试时教科书经过教师过滤变为考题去检查学生。这样,学生并不一定需要直接与教科书建立联系,以至于有相当一批学生不读教科书,只看“笔记”,只做“习题”。 新的教学理念认为,教科书与师生的关系应该是教师、学生与教科书形成一个系统,相互影响、相互丰富、相互补充。教师应该努力促进学生与教科书的直接联系,在教师的影响下,发展和丰富学习的内容,从而使学生真正成为学习活动的主人,进入自主学习的境界。 教科书应为学生自主学习创造条件。为此,教科书编者既要以严谨的态度撷取科学的果实,又要以轻松的笔调展现科学的魅力,并深入浅出地勾画出科学思想发展的脉络。 教科书不是唯一的课程资源。教科书应为引导学生利用更丰富的课程资源服务,如可列出参考书目和网站等。在网络时代,教师、学生、教科书都会在与网络的互动联系中丰富自己,从而使学生的学习活动走向自主与开放。 (二)内容的选择 1.既要落实课程标准的要求,又要突出特色 课程标准对教学内容作了原则性的规定,成为教科书编写时选择教学内容的依据。但是,在课程标准的框架下,教科书在内容选择上允许并且应该有必要的自主空间。教科书中物理内容的顺序和方式不一定就是课程标准中的顺序和方式。课程标准中的例子和活动建议只是为了说明内容标准而设置,教科书编者可以选用,也可以选用其他类似内容。物理学是一门基础科学,同样的内容主题,在程度、要求、呈现方式、侧重点等方面可以不同。对不同的学生,即使所学知识差异不大,能力要求也可以有一定差别。否则无法出现多样化的各有特色的教科书。 2.坚持时代性与基础性相结合的原则 教学内容的选择应坚持时代性与基础性相结合的原则。教科书首先要追求为发展方向不相同的所有选课学生奠定必要的基础,同时也要以适当形式对有兴趣且有余力的学生提供更多的可供选择的学习内容,甚至可以对一些高中阶段不能完全掌握、但对开阔学生科学视野极为有益的内容,开一些“窗口”,以便帮助学习者开启科学的大门,踏上探究科学真理的道路。 3.教科书的内容应重视科学的发生过程 科学过程是科学家群体从事科学活动的智力劳动过程。科学发展的历史表明,每一个科学上的新发现,特别是具有重大意义的科学发现,都为后继者提供宝贵的教益和启迪。教科书既应对科学过程所凝练、升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示,让学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养;也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质,使学习者受到生动的情感态度与价值观的熏陶和感染,有利于健全人格的养成。 4.关注科学探究活动 高中阶段的物理课程要在提高科学探究的质量上下功夫。教科书应为此提供机会和条件:一方面把探究活动的方式引向多样化,如文献探究、网络查询等方法均可适当引入高中物理教学;另一方面加大研究性学习的力度,为较深入的科学探究奠定基础。科学探究活动的具体内容、方式和要求等,应根据不同模块的性质和任务有所不同。例如:大部分的模块可以以探究教科书中所涉及的科学规律为主;偏重技术领域的模块可以以操作或制作性探究活动为主;偏重科学原理领域的模块可以以理论性探究活动为主;偏重社会领域的模块可以以验证物理学发展史中重大发现的探究活动为主;而专题研究性模块可以以探究具有较高科技含量的具有新鲜感的物理问题为主,并可安排一些开放性探究课题。 观察实验、抽象思维与数学方法相结合,是物理科学探究的基本方法。教科书要引导高中学生从科学探究中得到感悟和体验。 5.重视发展学生的科学思维能力 教科书要在发展学生“抽象与概括、分析与综合、推理与判断”等科学思维能力方面,比义务教育阶段的物理教科书向前推进一步。义务教育阶段较多的是直接概括;在高中阶段,由于学生抽象思维能力的提高和高中物理课程所研究问题的深化,则较多地要求在抽象的基础上进行概括,且分析的深度和综合的广度也有所提高。在义务教育阶段,物理规律多是由观察和实验直接得出的;在高中阶段,有些物理规律要经过推理得出,而且处理问题要较多的运用推理和判断。 科学的语言表达能力与科学的思维能力是密切相关的。物理图像是科学表达的一种“语言”,编写教科书要重视包括图像在内的科学语言的运用以及教育功能的展现。 6.优化练习和习题的选择 一个好的习题,就是一个科学问题。在设计练习和习题时,应多选择有实际科技背景或以真实物理现象为依据的问题,既训练学生的科学思维能力,又联系科学、生产和生活的实际,因而具有生命力。切忌那种脱离实际的纯“思辨游戏”式的题目。 (三)内容的组织与呈现 1.教科书应成为提出问题、分析问题和解决问题的范例 教学内容在教科书中出现的顺序与方式,每项内容所用的篇幅等,都体现一定的教育思想和教学理念。科学始于观察,思维源于问题,教科书在讲解物理概念、原理和规律时,应从观察和问题出发,引导学生展开想像的翅膀,提出各种可供检验的猜想和假说,再经过分析和验证,直到问题的解决。因此,教科书本身就是一个如何提出问题、分析问题和解决问题的范例。这样就能使学生既理解了概念、原理和规律本身,又能领悟科学研究方法,同时也降低了学习难度。在此基础上,恰当揭示物理概念、原理和规律的实质及蕴含的物理思想,努力做到“复杂问题简单化,简单问题理性化,理性问题具体化。” 2.为实施探究活动提供指导和帮助 从整体上说,科学探究活动对于教师和学生都是一件新事物,教科书应该给予指导和帮助,要遵循由浅入深的原则。例如,可以把比较简单的、局部的探究活动和研究性学习的内容安排在前面,对于较复杂的探究活动,教科书可以给出较为详细的指导。随着学习深入,探究和研究能力增强,学生自行设计和选择的内容可以逐渐增多,完整的探究活动和深入的研究性学习比例逐渐加大。 3.呈现形式要生动活泼 教科书的呈现形式要生动活泼,文字要有较强的可读性和欣赏性。图片是呈现科学情境的重要形式,在选择图片时应在内容、时代性上下功夫。版式要新颖,恰当处理版面和内容的关系,力求全书图文均衡、图文并茂、相得益彰。 适当把信息技术的应用渗透到教科书中。例如,把录像带、光盘和文字教科书构成一种统一的课程资源,都是扩展教学渠道的有益探索。 4.教科书应传递多种有教育价值的信息 教科书应传递多种有教育价值的信息。在教科书(特别是其中的图片)传递的信息中,与科学内容相伴的还有大量其他信息,这些信息也是宝贵的课程资源,同样对学生起着潜移默化的教育作用,不可忽视。例如,教科书中的图片和数据表格,应该尽可能选用与内容要求相符的最新科技成果,特别要反映我国科技发展的新面貌。用这样的教科书,使学生除了学到科学知识和科学方法外,还能感受到时代的脉搏,保持积极向上的精神状态。图片中的人物性别和民族角色的呈现,要反映我国男女平等和多民族国家的形象。科学是全人类文化发展和进步的结晶,在涉及物理学发展史和科学家的事迹时,要注意世界上多种文明对科学发展的贡献,要恰当介绍和评价中华文明的贡献。 (四)突出教科书的特色 高中物理课程是科学领域中的一门学习科目。基于既要保证共同基础又要满足选择性的课程要求,物理学科又设计了若干模块。课程标准按模块对科学内容提出了基本要求,但没有规定内容的具体组织方式和呈现形式。教科书的编者应该在课程标准要求的基础上,参照上述的编写建议,突出自己的编写特色。 城市地区和农村地区、经济发达地区和不发达地区,学生的生活经验、视野和学习条件差异很大,编者应该为不同的学生编写不同的教科书。我国地域辽阔、人口众多,社会经济文化发展极不平衡,迫切需要多样化的各具特色的教科书。

    课程资源利用与开发建议

   课程资源包括教科书、教师和学生的教学用书、科技图书、录像带、视听光盘、计算机教学软件、报刊、互联网、图书馆、实验室、专用教室、实践基地,以及校外的博物馆、展览馆、科技馆、公共图书馆、电视节目、工厂、农村、科研院所等。课程资源是决定课程目标能否达成的重要因素之一。充分利用现有的课程资源,因地制宜,多渠道、多方式地开发新的课程资源,是切实提高教学效益、促进课程改革实施的重要途径。  (一)重视教科书等文字课程资源的利用与开发 我国地域辽阔、人口众多、经济社会发展不平衡,应该组织编撰适应不同地区需要、不同特色的多样化的教科书。   倡导不受某一种教科书的束缚,吸收和利用各种有利于学生发展的课程资源。教师应根据本校特点和学生的需求,精选课程资源,充实物理课程的教学内容。组织社会力量编写某些教学材料,并指导选择、利用这些资源。   各种科技图书、科技期刊和报纸是物理课程的重要文字课程资源。学校图书馆应该向全体学生开放,教师应指导学生有效地阅读科技图书、科技期刊和报纸,激发学生热爱科学、探索科学的热情,拓展学生的知识面,促进学生自主地学习。     (二)加快多种媒体课程资源的利用与开发    现代信息技术的迅猛发展和网络技术的广泛应用,为物理课程提供了丰富的课程资源。将信息技术与物理课程整合,既有利于学生学习物理知识和技能,又有利于培养学生收集信息、处理信息、传递信息的能力。     1.常用课程资源的开发和利用     挂图、幻灯片、投影片、录像带、视听光盘、多媒体软件等都是常用的课程资源,这些资源有利于创设形象生动的物理情景,丰富物理教学的内容,激发学生的学习兴趣,促进学生对知识的理解和掌握。     多媒体计算机已经显示出它在科学教育中的巨大发展潜力。在物理课的学习中,应根据实际内容的需要,选用多种类型的多媒体辅助教学软件,重视传统媒体和计算机多媒体的有效利用,充分发挥它们在物理教学中的功能。 加强课程资源的管理,尽快建立多媒体课程资源的数据库,努力实现跨学校多媒体资源的共享,以提高利用效率。     2.积极开发和利用网络课程资源     网络技术丰富了课程资源。局域网的构建为物理课程资源的开发和利用提供了机遇。为学生创设基于网络下的自主学习环境,让学生学会独立学习和合作学习;充分利用诸如电子书籍、电子期刊、数据库、数字图书馆、教育网站和电子论坛等网上物理教育信息资源,使教学媒体从单一媒体向多种媒体转变;使教学活动从信息的单向传递向双向交换转变;使学生从单独的学习向合作学习转变。     3.重视广播和电视课程资源    广播和电视的科技信息是直观和重要的课程资源。倡导教师实时收集这些课程信息,丰富物理教学的内容,例如,航天发射、核电站、纳米技术、环境保护等。鼓励学生课后主动地通过这些渠道丰富自己对教学内容的理解和认识,开阔视野,成为课程资源的建设者。 (三)开发实验室的课程资源     实验是物理课程改革的重要环节,是落实物理课程目标、全面提高学生科学素养的重要途径,也是物理课程改革的重要资源。     1.建立开放性实验室 观察现象、进行演示和学生实验,能够使学生对物理事实获得具体、明确的认识,这是理解概念和规律的必要的基础。观察和实验对培养学生的观察和实验技能,培养实事求是的科学态度,引起学习兴趣,具有不可代替的重要作用。大力加强演示和学生实验:学校和教师应根据课程标准的要求安排足够的学生实验和演示实验;应最大限度地利用实验室现有的器材,力求利用多年闲置的器材开发新的实验;充分地开发和利用实验室的丰富课程资源,尽快改变实验室的封闭式管理状态,实验室应该尽快向学生开放,鼓励学生主动做课外实验。  2.倡导利用日常器具做实验     实验室的课程资源不仅限于实验室的现有设备,学生身边的物品和器具也是重要的实验室资源。利用日常器具做实验,不但具有简便、直观等优点,而且有利于学生动手,发展学生的实验技能,培养学生的创新意识。     3.信息技术要进入物理实验室     重视将信息技术应用到物理实验室,加快中学物理实验软件的开发和应用,诸如通过计算机实时测量、处理实验数据,分析实验结果等。 (四)社会课程资源的开发和利用     社会课程资源主要来源于报刊、电视、科技馆、博物馆、公共图书馆,以及工厂、社区、农村、高等院校和科研院所等。为了让所有学生受到良好的科学教育,除了学校教育的主渠道之外,充分开发社会教育资源,逐步建立校内、外课程资源的转化机制,实现课程资源的广泛交流与共享。     互联网可以用于支持师生之间和学生同伴之间的沟通。除了传递教育信息外,可作为认知工具来用。在互联网上的科学教学网站与传统的课堂教学相比具有个别化、交互性、信息资源的丰富性和时空不限性,鼓励教师和学生能熟练运用这种新的资源。教师应向学生介绍与科学教育相关的网站。     科技馆、博物馆等场馆集中了许多有用的大、中型科学教育的器材,教师应充分利用这些科技教育资源,有目的地组织学生参观学习,这种感受和体验是课堂教学所不能替代的。

    附录1

    物理实验专题 开设“物理实验专题”模块,目的是使学生较为深入地学习物理实验的有关理论、方法和技能;进一步提高学生的实验素养,激发学生实验探究的兴趣;增强学生的创新意识;培养学生实事求是、严谨认真的科学态度;养成交流与合作的良好习惯;发展学生的实践能力。   在本模块中,学生应完成不同难度的实验,原则上实验数量不少于8个。   本模块的设计尤其注重从以下几个方面培养学生:   ● 经历实验探究过程   ● 强化实验方案的自我设计   ● 深入对实验过程和实验误差分析   ● 重视对实验方案和实验结果评估   1.内容标准   (1)通过典型实例,认识实验在物理学发展中的重要地位和作用。了解可重复性和可控制性是对物理实验的基本要求。 例1 赫兹通过实验发现了电磁波,验证了麦克斯韦的电磁场理论。 例2 收集资料,了解科学界对冷聚变的争议。 (2)通过实验认识测量的意义;理解系统误差与偶然误差、绝对误差与相对误差,以及有效数字的概念;会用有效数字表达测量结果;知道精度和准确度的区别;能对实验误差进行初步分析。 例3 判断测量的优劣。用螺旋测微器测量厚度分别为20 mm和2 mm的钢板,绝对误差都是0.01 mm,但前者的相对误差较小,测量质量较高。 (3)初步具有发现问题、提出实验研究课题的能力;能根据实验目的,设计并讨论实验方案,确定科学、合理的实验步骤。 (4)能根据实验要求合理选择并安装实验器材,正确进行实验操作。对较复杂或没使用过的仪器,能读懂仪器说明书,并按说明书正确使用该仪器。具备用已有的知识和设备能否完成实验的判断能力。能排除实验中出现的一般故障。 例4 按照说明书使用示波器。 (5)能正确观察和如实记录实验现象和数据,养成实事求是的科学精神。会用正确的方法处理实验数据,得出实验结论。 例5 利用表格、图像方法分析、处理实验数据。 例6 用传感器和计算机实时采集和处理实验数据。 (6)在实验过程中能与他人合作交流。能够对实验方案和实验结果进行评估和反思,具有对结果进行质疑、改进方案的意识。能够用科学语言,正确地写出实验报告。   2.实验示例   本模块的实验示例是供选择的内容。为了适应不同地区、不同学校的情况,学校可以自行开发实验项目。 例1 研究弹簧振子的周期与小球质量的关系。 例2 用冲击摆测弹丸的速度。 例3 用滑块、气垫导轨、数字毫秒计等研究动量守恒定律。 例4 用摄像机、数码相机或频闪照相研究物体的运动。 例5 用变阻器设计几种不同的控制电路。 例6 把电流表改装成多量程电流表、电压表或多用电表。 例7 探究大容量电容器对电路的影响。 例8 测定自来水的电阻率。 例9 用电桥和热敏电阻测温度。 例10 选用传感器制作控制电路。 例11 探究静电屏蔽和电磁屏蔽现象。 例12 用电解法测定元电荷。 例13 研究霍尔效应。 例14 将CD光盘作为反射光栅,测定其光栅常量。

    附录2

    物理专题研修 本模块是一个以发展学生自主学习能力和独立探究能力为主要目的的模块。 本模块的特点是:由学生自主确定学习内容的专题;独立阅读教科书和研修其他学习资料;在教师指导下主动收集探究的相关信息;独立操作实验;结合自己的原有认知对所获得的信息进行选择、加工和处理。 本模块研修的内容,包括以下方面: ·学生尚未学过的某个物理知识专题 ·物理学与经济、社会发展互动专题 ·物理知识与技术联系专题 ·其他与物理知识相关学生感兴趣的专题 本模块对学生学习水平的评价,在重视研修成果的同时,更加关注学生自主学习过程。研修的原始资料、实验记录、调查记录以及由此形成的专题研修报告,都是评价学习水平的依据。专题研修报告不仅要陈述所研修的知识结论,还应反映研修的过程、方法以及收获和反思。本模块的专题研修报告应不少于3 000字。在学生完成专题研修报告后,还应进行答辩和交流,以展现成果、发现不足、促进发展。  

    1.内容标准 (1)能在教师指导下根据已有物理知识和条件选择研修专题。 (2)对于以阅读文献为主的研修专题,能根据专题内容选择和确定有关物理教科书和学习资料,有针对性地阅读纸介质、电子媒体资料中的相关内容,会使用摘抄、旁批、下载、编辑等方式收集信息。 (3)对于以实验探究为主的研修专题,能合理提出假设,设计探究计划,通过观察、调查或实验获取有关信息。 (4)能根据所获取的信息,通过独立思考和相互交流,获得与研修专题有关的物理知识。 (5)能写出专题研修书面报告,并进行口头交流。 (6)理解所研修的物理知识,能用该知识分析、解决具体物理问题,并能完成有关知识答辩。 (7)能承受研修过程中的挫折,勇于克服研修中的困难,增强研修的自信,体验研修成功的愉悦。  

  2.实验示例    角动量守恒

  张老师在课堂上播放了一段冰上芭蕾的录像片,学生看到运动员在原地旋转。当运动员把水平伸直的双手向身边收拢时,转速越来越快。张老师问学生:运动员此时并没有受到任何外界的推动力,转速为什么会越来越快呢?学生议论,不得其解。张老师告诉学生:这是与一个叫“角动量”的物理量有关。对刚体转动现象的解释,涉及到角动量守恒的知识。 李辉决定把这个问题作为《物理专题研修》的课题。他在图书馆查找物理教科书,翻阅到有几本教科书中在有关刚体转动的内容中有角动量和角动量守恒的名词,便把书借回家自学。 李辉发现其中的一本书比较容易看懂,决定以这本书为基础进行自学。他先通读这本书的相关章节,边读边把重要的内容简要摘录在笔记本上。通读后他知道了角动量、转动惯量、角动量守恒等知识的意义。这本书正好有一段解释冰上芭蕾运动员收拢双手时为什么越转越快的原因。李辉看懂了这段叙述,知道这是因为角动量守恒时运动员收拢双手减小了转动惯量从而角速度增大造成的。 李辉准备通过实验来体验和验证书上所写的这段解释。他利用父亲书房中的那把转椅,自己坐在转椅上把两手水平伸直,让父亲转动转椅后放手,随后李辉把两手往胸前一抱,转椅确实转得快了。他转而又想:如果实验时我能增大转动惯量的变化量,转椅转动速度的变化应该更加明显。为了验证这一想法,李辉又重复刚才的转椅实验,不过这次他两手不是握着空拳,而是握住了平时锻炼身体用的两只铁哑铃,因为转动惯量的大小按照书上说与相关物体的质量有关。李辉的父亲费了很大的劲才把转椅转到原先的转速,转动的李辉突然把平举的铁哑铃收到胸前,转椅转得快多了。他又做了几次,情况均如此。李辉把实验的器材、步骤和现象都记录在自己的笔记本上。 李辉准备整理自己的学习笔记,他把笔记本中所记录的内容用自己看得懂的简练词汇通过方框图来组织它们的树状结构,其中包括“问题提出”、“有关概念”、“各量关系”、“讨论”、“验证”、“应用解释”、“疑惑”等枝干,枝干下面还分别画出了由不同小问题组成的“树叶”。 为了优化“知识树”的结构,李辉开始选读其他几本书。其中一本书中有一段文字叙述,把力矩跟角动量的关系与力跟动量的关系进行了对比,李辉看了之后,豁然开朗。他决定把这部分内容也纳入“知识树”中,但不是照抄,而是用列表的方法来呈现。他列表时注意到,在相关物理量对比和相关物理公式对比中,两者都只相差一个长度L。力跟动量变化率的关系是他原来学过的知识,把新学的内容融入自己原来的知识中,理解起来容易多了。 在阐述角动量守恒定律的应用时,书中还说到一个叫“猫旋”的实例。是说四脚朝天的猫能在空中自己把身体翻转过来变为四脚落地,还说体育运动中也有类似的应用。李辉琢磨了半天也不知道猫是怎样转身的。他好不容易找到邻居家的一只猫来做实验,猫确实能在空中翻身,但动作太快,一下子就转过来了,他还是不明白。李辉想:既然体育运动有类似的应用,为什么不从因特网上的有关体育网站或是因特网上的中国数字图书馆去查询这方面的资料呢? 借助因特网,李辉终于明白了,“猫旋”实际上是利用弯曲的猫在以它的上半身或下半身的轴线为转动轴时,其上半身和下半身的转动惯量不相同,由于空中的猫角动量守恒,因此猫的上半身和下半身沿相反方向转动时,其上 、下半身转过的角度不同。在空中猫先使半个身子转过来,再换一个转动轴,使另外半个身子转过来,猫便在空中翻了个身。 李辉把这个专题的研究过程和研究的结论写成了学习报告。 学期快结束了,按照学校的要求,李辉需要把自学的专题向全班作口头汇报,还要准备答辩。李辉草拟了演讲提纲,提纲的第一部分介绍自己的研究过程,第二部分是根据自己总结的“知识树”结构所写的研究结论。李辉还把研究过程中的原始材料归类整理成一个系统资料,和学习报告放在一起向全班展示,答辩后把它们交给老师作为评价依据。 答辩时,张老师给李辉提了一个问题:“在宇航飞行时人们处于失重状态。失重给宇航员的生活和工作带来很大不便,因此,有必要制造一个人工‘重力’。圆周运动的规律告诉我们,圆周运动能使物体造成超重,如果制造一个装置能使航天站中的各个物体都绕着航天站外的某轴线做匀速圆周运动,人造‘重力’就可能实现。你能不能应用自学的知识思考这种装置的可能性?” 显然,张老师是启发李辉用角动量和角动量守恒的知识来创思这种装置。李辉想到自己手握哑铃做的转动实验。既然物体绕航天站外的轴线做匀速圆周运动就能使物体产生“重力”,铁哑铃不就是在做圆周运动吗?如果没有空气阻力和转椅的摩擦力,手握的铁哑铃是可以永远不停地做匀速圆周运动的。李辉把右手的哑铃当成航天站,自己的双手当成一个支架,再在左手的哑铃位置上安装一个配重,就能达到上述目的。李辉设想:当这个装置进入轨道后,设法使航天站和配重通过反冲运动,分别获得一个使系统沿同一方向转动的力矩使系统转动,就像李辉父亲使转椅开始转动那样。当系统获得一定的转速,这个转速使航天站做匀速圆周运动的向心加速度和地面上重力加速度相当时撤去动力。这个时候,根据角动量守恒的条件,航天站和配重所构成的系统就能以不变的角速度不停地转动下去,航天站便可以不停地做匀速圆周运动,人造“重力”也就实现了。李辉按照这个思路进行答辩,张老师和同学们都觉得不错。 刘娟同学提出了不同意见,她说:“尽管这个装置从物理原理上来说是可行的,但从实用的角度来看是不可行的,因为把那样一个巨大的配重送上太空要耗费大量的资金,不值得。我的建议是把配重做成另一个航天站,同时送上太空,两个航天站绕着它们的中点转动。” 李辉觉得有道理。但罗敏同学说:“把两个航天站隔开来我总觉得不太好,而且用于连接它们的支架也是一种浪费,不如把支架改成一个管形通道,一方面它可以用来固定两个航天站,另一方面,还可以使一个航天站中的人到另一个航天站中去。” 张老师说:“罗敏的主意不错。不过大家想想,按照罗敏的设计,航天站中的人是怎样从通道中走过去的?” 张老师说话的语气强调那个“走”字。大家思考了好一会儿,都在思考宇航员是怎么“行走”的。张老师接着说:“从航天站里面看,通道实际位于宇航员的头顶上,宇航员要从通道进入另一个航天站,他必须沿着通道中的梯子往上攀登。宇航员越前进‘重力’越小,当他到达通道中点时是完全失重的,再前进,‘重力’的方向就颠倒过来了。这样看来,这个通道只能作为攀登的过道,想把它用来作为宇航员平时工作、生活的场所就会有困难,这么长的通道平时不能派上用场,它的经济效益还有待于提高。” 其实,罗敏的建议大家已经觉得非常精彩了,但张老师进一步又提出了怎样把通道变为宇航员平时工作、生活场所的问题。“这倒也确实是个问题”,同学们在小声的议论。 李辉突然说“有了!” 他自信地说:“我把整个航天站做成密封的圆环状,宇航员在环形舱内工作,圆环的每一段既是宇航员的工作或生活场所,又是通道,宇航员可以在整个环形舱内行走一圈回到出发点。” 李辉最后小结说:“这个环形舱从地面发射到达预定轨道后,通过动力使环形舱获得一定角速度绕圆环的中心转动,撤去动力,由于角动量守恒,环形舱可以不停地转动下去,宇航员便可以在类似地面重力的情况下生活了。” 张老师高度评价李辉的专题研修过程和全班的交流,并建议李辉把交流的结果写一篇文章向有关杂志投稿。张老师的话激起了全班热烈的掌声。 ●本案例所体现的内容标准为(1)、(2)、(4)、(5)、(6)、(7)。 ●本案例所提倡的观念和方法见下表。
  表1

案例提倡的

案例不提倡的

1

学生主动获取各种学习资源中的信息 学生被动接受由教师单一提供的信息

2

教师是学生学习的指引者 教师是知识的传授者

3

学生建构自己的知识体系 教师传授现成的知识

4

学生选择自己的学习方式 教师按统一的模式教学

5

学生逐步地完成知识建构 教师在课堂上呈现知识的全部

6

学生体验到成功的愉悦 学生承受考试的压力

7

重视对学习过程的评价 只按对知识的接受情况评分

8

集体智慧是学习的共同财富 学生封闭性地学习

     附 录

   《标准》中部分行为动词界定* 类型水平各水平的含义所用的 行为动词知知识技能目标动词 知识了解再认或回忆知识;识别、辨认事实或证据;举出例子;描述对象的基本特征了解、知道、描述、说出认识位于“了解”与“理解”之间认识理解把握内在逻辑联系;与已有知识建立联系;进行解释、推断、区分、扩展;提供证据;收集、整理信息等区别、说明、解释、估计、理解、分类、计算技 能独立操作独立完成操作;进行调整或改进;尝试与已有技能建立联系等测量、会、学会体验性要求 的目标动词经历从事相关活动,建立感性认识等观察、经历、体验、感知、学习、调查、探究反应在经历基础上表达感受、态度和价值判断;做出相应反应等关心、关注、乐于、敢于、勇于、善于领悟具有稳定态度、一致行为和个性化的价值观念等形成、养成、具有*《标准》中有的行为动词前加有“初步”、“大致”、“简单”等词,其对应的水平比原行为动词的水平低。  



[1][1]见附录1。
[2][2]见附录2。


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