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| 編輯推薦： |
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本书中的内容是作者从已经发表过的文章中精选出来的，涉及科学探究、教学设计、实验研究及信息技术在物理教学中的应用等诸多方面，呈现的研究成果具有较高的推广价值，可供中学物理教师参考。
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| 內容簡介： |
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本书包括科学探究、教学设计、实验创新、信息技术、问题探索五个篇章。科学探究篇介绍了作者在物理教学过程中所开展的探究性教学以及取得的成果；教学设计和实验创新篇精选典型的教学案例和实验案例，有助于教师提高教学的有效性以及实验的创新能力；信息技术篇介绍了作者借助校园网、互联网将信息技术运用于物理教学研究中，改变了教育方式和学习方式；问题探索篇主要介绍了作者对教学中遇到的热点问题、教材中教学难点与重点的处理以及高考试题剖析等方面所做的研究。
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| 關於作者： |
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徐成华，上海市长宁区教育学院高中物理教研员，兼中学拓展型、研究型课程教研员，上海市长宁区优秀学科带头人，上海市第二期名师名校长培养工程学员。撰写的文章有70余篇发表在《物理教学》《物理通报》《物理教师》《中学物理教学参考》等刊物。
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| 目錄：
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第一篇 科学探究
元问题及其在物理教学中的应用
科学探究中几个要素的处理
用探究法推导匀加速运动的位移公式
以中学物理为载体的研究型课程建设
坚持探究教学 培养学习兴趣
高中物理探究式教学实践研究
第二篇 教学设计
在探究中提升学科核心素养
以布朗运动教学为例
让学生自己发现
以克拉珀龙方程教学为例
基于互联网平台的教学
以楞次定律教学为例
重要的是培养思维能力
以楞次定律教学为例
物理课堂要有趣有效
以电源电动势及内电阻教学为例
根据认知规律重构教学内容
以电源 闭合电路欧姆定律教学为例
第三篇 实验创新
对动能实验的研究与改进
用HY-6070测电动势和内电阻
体积测量误差引起压强图像变化的研究
透镜成像规律演示板
第四篇 信息技术
物理图像问题的信息化处理
分压电路的电压输出特征
两个点电荷电场的等势面
《高中物理》电子教材
高中物理计算机辅助教学研究
基于微信公众号平台的物理教研实践研究
第五篇 问题探索
教师要在研究上下功夫
教材中应该删去的一类典型题
摩擦生热中内能增加的量度问题
质点系中的牛顿第二定律
超重和失重状态下的阿基米德原理
不等量异种电荷的零等势面
对一道高考物理题的释疑
欧姆表表盘刻度规律的研究
带电粒子在电磁场中偏转的比较
在解题中优化思维品质
用状态图呈现状态和过程
明确研究对象很重要
2014年上海高考物理试卷评析及教学建议
2014年上海高考物理试题第33题多解研究
附录 课件定量评价分值计算程序
后记一 胡适科学精神及其形成探微
后记二 在培训与实践中提升教师校本课程开发能力
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| 內容試閱：
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前 言
物理学是自然科学领域的一门基础学科，研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律。物理教学是有其内在规律的，我们只有寻找教学规律，认识教学规律，研究教学规律，尊重教学规律，按教学规律进行教学，才能通过物理教学，落实立德树人的根本任务，进一步提升学生的物理核心素养，为学生的终身发展奠定基础，为人类科学事业的传承与社会的发展做贡献。
在长期的高中物理教学实践和研究过程中，本人始终在学习着、实践着、总结着、反思着、创新着，并努力将自己在教学教研中的一些好的做法及取得的宝贵经验及时撰写出来，其中发表在《物理教学》《物理通报》《物理教师》《中学物理教学参考》等刊物上的文章有七十余篇。本书中的内容绝大部分是从这些已经发表过的文章中精选出来的，旨在进一步反思自己的教学行为，更好地探索物理教学规律，同时也与从事中学物理教学的同仁们一起分享自己的所思所想所做。
本书包括探究性教学、课堂教学设计、物理实验创新研究、信息技术在物理教学中的应用以及问题探索等方面的内容。
一、探究性教学。科学探究是《普通高中物理课程标准（征求意见稿）》提出的物理学科四大核心素养之一，英美等国家的研究成果也指出21世纪的能力和学习是与科学探究相联系的，所以对物理探究性学习的研究具有重要的现实意义。我们研究了探究性学习中几个要素的处理方法，提出了元问题的概念，并介绍了我们在物理课堂教学中以及课外开展探究性学习的一些做法。为了更深入地进行探究性教学的研究，我们还将高中物理探究性教学实践研究确定为长宁区优秀学科带头人的师训课程开发项目。
二、课堂教学设计。高考新政下，物理学科的课时减少了，学生课后学习物理的时间减少了，如何基于课标，提高课堂教学的有效性，已成为广大物理教师迫切需要解决的主要问题。为此，本书选择了几个比较典型的教学案例，旨在突出高考新政下如何基于课标提高课堂教学有效性。基于课标就是用课标的理念去落实课标中规定的学习内容，并达到课标中设定的学习要求；提高课堂教学的有效性首先必须做到科学合理地制定学习目标，并将学习目标分解到课堂教学的每一个活动中，使其可实施、可检测、可实现；对教学过程中几个主要活动进行预设目标和达成途径的设计，能够加强教学的针对性，克服教学的随意性，是提高教学的有效性的重要途径。
三、物理实验研究。物理学是一门以实验为基础的科学，物理实验是物理课程的重要内容，是物理教学中永恒的主题。物理实验是学生学习物理的主要方式，对提高学生的科学素养，培养学生实事求是的科学态度有着其他手段无法替代的重要作用。本书中介绍的几个物理实验案例，有对实验手段改进带来研究方法的创新，如对动能实验的研究与改进；有对实验工具改进带来的实验仪器的创新，如用HY-6070测电动势和内电阻；还有借助信息技术对实验误差的分析，如体积测量误差引起压强图像变化的研究；等等。
四、信息技术在物理教学中的应用。当今的社会生活中，随着信息技术的迅猛发展，信息技术已经渗透到人类社会的各个方面，在教育领域改变着教育方式和学习方式。将信息技术运用于物理教学是时代的要求、社会的需求，是培养创新型人才的有效途径。本书中高中物理计算机辅助教学研究一文从理论和实践两方面介绍了我们对计算机辅助教学的研究；以校园网为平台的高中物理电子教材，营造了一种新型教学环境，实现了一种既能发挥教师主导作用又能充分体现学生主体地位的以自主、探究、合作为特征的教学方式；基于微信公众号平台的物理教研实践研究一文是我们在高考新政背景下，针对走班制教学的实施而带来区域教研活动难以开展的现状，借助于米美妙微信公众号平台，进行区域教研活动所做的尝试。
另外，本书还介绍了我们对教学中遇到的热点问题、教材中教学难点与重点的处理以及高考试题等方面所进行的研究。
由于自己的学识有限，书中的不妥甚至错误之处，敬请各位物理同仁不吝赐教！
元问题及其在物理教学中的应用
摘要：当前问题教学中存在着两种问题：第一，偏重培养学生解决问题的意识、忽视对问题本身的研究；第二，偏重训练学生解决问题的方法、忽视建构提出问题的机制和路径。
笔者在长期实践与研究的基础上，对如何解决上述问题做了深入的思考和探索，提出了元问题的概念。
所谓元问题，是指在学生已有知识经验的基础上，教师根据教学内容的特点，提出能提高学生的求知欲并能激发学生发现和提出问题的问题。简言之，元问题即为能引起问题的问题。
为了便于用元问题的理念指导问题教学，文中根据提出元问题的背景，将中学物理课堂教学中的元问题分为四种类型：发现型、迁移型、质疑型和自学型。
提出问题是解决问题的前提，在问题教学中引入元问题，必将有利于培养学生的问题意识，提高学生发现与提出问题的能力。我们要重视并有意识地在教学环节中多设计几个元问题，给学生发现问题、提出问题的机会，使学生既会学又会问。
关键词：元问题 理念 实践 问题教学 物理教学
一、问题教学是一种重要的教学方法
问题教学作为一种教学方法，伴随着教学现象的产生而产生。它是教育家们重点研究的一种教学方法，也是教育行政部门大力倡导的一种教学方法。
1.问题教学是教育家们重点研究的一种教学方法
我国古代的学起于思，思源于疑的提法和古希腊苏格拉底的精神助产术都具有了一定的问题教学的性质。18世纪法国思想家、教育家卢梭反对传授给学生现成的知识，而重视学生通过解决问题而自己发现学问，他提出，你提出一些他能理解的问题，让他自己去解答；美国实用主义教育家杜威认为，最好的思维方法是反省思维，即对某个问题进行反复的、严肃的、持续不断的深思，他提出了问题解决过程的教学五步，并对提问的艺术等诸多具体教学问题进行了研究。卢梭和杜威对问题的研究，形成了问题教学的思想。
20世纪60年代，苏联教育家列尔耐尔概括了西方各种问题教学的思想与实践，提出了问题教学的本质在于学生由教师经常引入寻求有根据地解决对他们来说是新问题的办法的过程，由此他们就学会独立地获取知识、运用原先学过的东西和掌握从事创造性活动的经验，并指出问题教学的本质特点有以下几个方面：第一，问题教学是教师引导学生发现问题和解决问题的过程；第二，问题教学强调学生的独立性，即教师引导学生独立获取知识；第三，问题教学强调学习的创造性。
可见，问题教学历来都是教育家们当成一种重要的教学方法而重点研究的内容。
2.问题教学是教育行政部门大力倡导的一种教学方法
国内外教育行政部门非常重视问题教学在课堂教学中的推广和实施。在1996年美国国家研究理事会正式颁布的《国家科学教育标准》中指出，科学素养就意味着一个人对日常所接触的各种事物能够提出、发现、回答因好奇心而引发出来的一些问题。
2003年我国教育部颁布的《普通高中物理课程标准（实验稿）》中将能发现与物理学有关的问题、从物理学的角度较明确地表述这些问题、认识发现问题和提出问题的意义列为科学探究及物理实验能力的要求。
可见，问题教学已是被教育行政部门认可，并以行政法规的形式规定下来的一种教学方法。
二、当前问题教学中存在的问题
美国研究人员根据学生对问题的自主探究程度，将问题划分成五种不同的等级：一是直接来自教师、学习材料或其他途径的问题；二是来自教师、学习材料或其他途径的非直接的问题，需要有所改变或自己体会其含义；三是学习者从所提供的问题中选择出的需要研究的问题；四是学习者自己提出一个问题；五是学习者探究科学问题。
从高中物理教学的实际出发，我们可以将问题的等级简洁地划分为两个层次：第一层次是教师提出的问题；第二层次是在教师的启发、引导下，由学生自己提出的问题。
从问题的层次性角度考虑，我们不难发现，当前在问题教学上主要存在着这样两个问题：偏重培养学生解决问题的意识而忽视对问题本身的研究，偏重训练学生解决问题的方法而忽视建构提出问题的机制和路径。
1.偏重培养学生解决问题的意识，忽视对问题本身的研究
在实施问题教学过程中，我们需要做到两个方面：教师提出问题，学生解决问题；教师提出的问题，能启发、引导学生思考，并能促进学生发现和提出新的问题，再让学生解决自己提出的问题。
但是，在当前的课堂教学中，教师常常只重视问题教学的第一个方面，有意或无意识地将问题教学理解为由教师提出问题，再让学生解决问题的教学，教学中偏重强化学生解决问题的意识。比如：如何通过问题来导向学生的思维，提高课堂教学的效率；如何通过问题来获取学生学习情况的准确反馈信息；如何通过问题来引导学生的思维，使师生的研究思路一致；如何通过一系列有层次的问题，使学生对较复杂的问题有全面而深刻的理解；如何通过问题开拓思维的宽广度，培养学生发散思维的能力；如何通过问题来激发学生的学习兴趣；等等。而对问题教学的第二个方面却研究得不够，甚至还未想到在教学过程中怎样的问题才能启发、引导学生思考，并使学生发现和提出新的问题。对问题教学理解的偏差，造成了教师提出的问题多而学生提出的问题少的现状。
2.偏重训练学生解决问题的方法，忽视建构提出问题的机制和路径
虽然探究性教学概念已深入人心，教师也知道探究性学习的六个要素是：提出问题、作出假设、制定计划、使用工具和搜集证据、处理数据和解释问题、表达与交流。但非常遗憾的是，在提出问题这一要素的处理上，日常教学中往往由教师包办了，学生的注意力全部放在解答教师的提问和方法的学习上，学生少有的几次质疑通常因为缺少有效的评价和训练途径，而显得质量低下、无法提升质疑的层次。当前在问题教学中存在的最大问题是，教师在教学过程中提出的问题，未能启发、引导学生思考，并促使学生发现和提出新的问题。
三、元问题概念的提出
如何培养学生的问题意识，让学生发现问题、提出问题呢？这就要求我们在问题教学的设计过程中，提高设问的激疑性、针对性和层次性，通过设问引导学生发现问题、提出问题。笔者通过大量的实践，并在深入总结与认真思考的基础上，提出元问题的概念。
所谓元问题，是指在学生已有知识经验的基础上，教师根据教学内容的特点提出的能提高学生的求知欲并能激发学生发现和提出问题的问题。简言之，元问题即为能引起问题的问题。
在问题教学中引入元问题，表面上是教师给学生机会，让学生讲出教师想讲出的需要学生解决的问题，其实质却在于培养学生的问题意识，提高学生发现与提出问题的兴趣和能力，使学生具有科学精神和创新能力，为学生终身学习和研究奠定基础。由于教学过程中需要解决的问题是由学生自己经过思考、分析后发现并提出的，所以也必将能够激发学生解决问题的欲望，增强学生解决问题的动力，从而提高教学的有效性。
四、元问题的类型及其在物理教学中的实施
在课堂教学实践中，我们根据提出元问题的背景，将元问题分为四种类型：发现型、迁移型、质疑型和自学型。
1. 发现型
借助于物理情景，让学生自己提出需要研究的问题。设计发现型元问题时，首先必须让学生对所展示的情景有充分的了解，其次要激发学生强烈的提出问题的欲望。
例如，在布朗运动教学过程中，我们将少量颜料溶于水中，让学生用滴管取少量有颜料的水滴于载玻片上，然后通过数码显微镜观察现象。为便于讨论，教师选取一组学生实验所得视频投影到屏幕上，让学生描述看到的现象及观察现象的方法。
学生描述观察到的现象大致有如下几点：分子在振动、微粒在运动、黑点在运动、分子在运动、颗粒在运动、微粒在抖动等。
这时教师提出了元问题：针对你们观察到的现象，现在你想研究的问题是什么？
学生在元问题的引导下，提出了下列问题，并顺利地解决了问题。
（1）我们看到的究竟是什么在运动？
我们看到的是微粒在运动，因为分子用肉眼是看不到的。
（2）它们是在做怎样的运动？
微粒在做无规则运动。
（3）它们为什么会运动？
分子运动导致了微粒的运动，分子运动是微粒运动的原因。
（4）微粒运动的剧烈程度与什么有关？
微粒运动的剧烈程度与微粒的大小以及温度的高低有关。
本节课师生一起围绕学生提出的四个问题，很好地完成了布朗运动的学习目标。
2. 迁移型
在已有知识和经验的基础上，将原有知识的研究方法，迁移到对新内容的研究上。设计迁移型元问题时，教师必须对学生已有的知识以及所要学习的内容有充分的研究，提供一个能使学生上得去的脚手架。
例如，在电场的教学过程中，不是直接介绍电场强度、电势能等概念，以及电势能的变化及其与电场力做功的关系等，而是先回顾重力、重新解读重力加速度的意义，重温重力势能以及重力势能变化与重力做功的关系，在此基础上让学生通过类比提出研究电场时我们应该引入的物理量，以及各物理量之间存在怎样的关系等。教师先提出了以下问题：
（1）物体在地球上受到重力的原因，可以认为是因为物体处于地球的重力场中。请从场的角度分析重力加速度又有什么含义呢？
重力加速度反映了重力场中各处场的强弱。
（2）从能量的角度来看，物体在重力场中具有什么能量呢？
物体在重力场中具有重力势能。
（3）功是能量变化的量度，那么重力势能的变化是用什么力做功来量度的呢？
重力做功是重力势能变化的量度。
通过对上述问题的研究，教师提出了元问题：电场与重力场都属于场的范畴，它们应该具有场的共同特点，遵守场的共同规律。那么，在研究电场时我们需要研究和解决哪些问题？
在元问题的引导下，学生通过分析、讨论，提出了在电场中需要研究的问题有：
（1）要研究电场，我们要引入哪些物理量？
需引入电场力、电场强度、电势能。
（2）电场中电场强度如何定义？
用电荷受到的电场力与其电量的比值来定义电场强度。
（3）电势能的变化用什么来量度？
电势能的变化用电场力做功来量度，电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加。
虽然在本节课中，学生没有系统地提出电场一章中所要研究的所有问题，但能将熟悉的重力场的内容与研究方法迁移到电场中，发现和提出问题，并能更好地解决了问题，从教师设计的学习目标来看，已经是非常成功了。
3. 质疑型
通过已有知识和新问题引起的认知冲突，使学生自己发现问题。设计质疑型元问题时，教师要估计到学生可能遇到的困难与矛盾，并充分利用学生可能遇到的困难与矛盾为新内容的学习服务。
例如，在光电效应的教学过程中，先让学生通过实验观察光电效应现象，然后介绍科学家发现的关于光电效应具有的四条重要规律：对各种金属都存在着极限频率，低于极限频率的任何入射光强度再大、照射时间再长都不会发生光电效应；光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大；只要入射光频率高于金属的极限频率，照到金属表面时光电子的发射几乎是瞬时的，不超过10-9s；发生光电效应时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
如何解释上述四条规律呢？教师并没有提出爱因斯坦的光子说及光电效应方程，而是提出下列元问题：我们已经知道，光具有干涉、衍射现象，这些都说明光具有波动性。那么用光的波动性理论，如何来解释一下光电效应的四条规律呢？
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