生成式人工智能正在带来巨大的生产力变革,已具备向教育行业应用的潜力.以声速的测量为例,利用生成式人工智能服务和Arduino电子开发平台,设计并实施物理实验教学,获得了较为精确的实验结果.借助这种方式,不仅能使学生更好地掌握相关物理知识,更深刻地体验人工智能等前沿技术,也能使教师充分利用并发挥人工智能产品及服务在协同教学、个性化教学中的作用.
"内能"是高中物理核心概念之一,也是学习大学热学的基础."学习进阶"理论可以为学生高中与大学阶段的学习提供桥梁,高中教师通过设计大中衔接的课堂活动,渗透大学课本中关于"内能"的物理思想和方法,可实现高中与大学知识体系平稳过渡.从 2023 年上海物理等级考中一道填空题出发,在大中衔接的视域下,从三个层次设计有关"内能"概念的辨析活动,在消除学生的认知偏差基础上,为后续学习研究打下基础.
验证动量守恒的实验难点在于物体间作用前后速度的测量,由于速度较快,准确测量速度有一定困难.高中物理主要用打点计时器、光电门来测量速度,但实验装置较复杂.如果能用其他容易测量的物理量来替代速度的测量,将大大降低实验的难度,如用位移、力、角度、能量来等效替代速度将使实验变得简单,更易操作.
建立完整的参考系理论框架,论证了坐标系与参考系的关系,据此提出了点不能作为参考系的理由,并以一个典型问题为例阐述以点为参考系时所产生的错误,进而说明了常提到的质心参考系、地心参考系、日心参考系实际上都是不严谨的提法.
滑动变阻器的分压连接规律,是高中物理电学教学的难点,拟运用多种手段,相互印证和完善,以期能突破该难点.具体做法是:用实验得到初步的定性结论;应用数学微积分在理论上对分压电路中物理量的单调性等规律进行定量推导;最后借助Desmos将上述规律进行图像呈现并动态展示.
作为高效发展学生核心素养的主要措施,优良的物理教学路径始终是一线教师研究的重点问题.在大单元理念的统领下,结合教师自身风格,从学情出发,设计基于学习进阶的物理模型教学路径,可以有效帮助教师有节奏地开展教学活动.以"绳球模型"为例,从梳理模型应用分布情况、分析模型具体建构过程、提炼模型建构进阶方法三个角度探讨大单元视域下的物理模型学习进阶路径.
《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》提出,"通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境,培养和发展学生的自主学习能力.通过多样化的教学方式,利用现代信息技术,引导学生理解物理学的本质,整体认识自然界,形成科学思维习惯,增强科学探究能力和解决实际问题的能力."把库伯体验学习圈理论运用在高中物理课堂教学中,尝试一种以真情境、真实验为载体的沉浸式物理课堂教学模式,并以"牛顿第三定律"课堂教学为例进行初步探索.
斜面模型是高中物理教学中的典型模型之一.基于斜面基本模型,利用不同的问题情境进行变式教学,用不同的问题引导学生经历多角度探究,能够在解决问题的过程中提升学生物理学科核心素养.
情境化作业是学生核心素养形成与发展的重要途径之一.通过对情境化作业内涵与功能的描述,指出了情境化作业的素材要求、素材来源和素材应用设计策略,为中学物理情境化作业设计提供操作路径.
科学思维是物理学科核心素养的重要组成部分,项目式教学能够将物理教学内容与学科核心素养发展融为一体,有助于培养学生的模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新能力.以苏科版八年级下册第九章"力与运动"单元教学为例,基于项目教学法进行教学设计,要求学生通过动手制作小飞镖和探究飞镖的运动过程,体会其在运动过程中所包含的力与运动的关系,达到培养学生科学思维的目的.
阐释"科学态度与责任"素养的内涵及思政要素.以"万有引力定律"章节为例,从课程思政视角分析了人教版、教科版、鲁科版三版教材中思政要素出现频次、章节分布、呈现方式等编写特点,进而给出相应的教材使用建议,以期更好地实现物理学科思政功能和育人价值.
物理学科与劳动实践密切相关,劳动教育与高中物理的融合将对学生理解与应用物理知识、培育劳动素养起到积极的促进作用.通过立足物理教材、把握物理课堂、完善评价方法,实现以劳启智、以智益劳的目标,为劳动教育融入高中物理提供可资借鉴的多元化教学策略.
基于认知负荷理论分析高考试题,从创新角度分析试题特点,有效反馈教学.从考查要求、情境类型、物理图像三个维度构建了高考试题分析框架,以此分析了 2023 年全国乙卷物理试题,得到试题的三种认知负荷特点.基于分析结果提出了相应的教学策略:开展单元教学,以物理概念的整合降低内在认知负荷;创设真实情境,以模型建构克服外在认知负荷;重视图像表征,以科学推理提高关联认知负荷.
针对《义务教育物理课程标准(2022 年版)》提出的"跨学科实践"主题,尝试从物理核心素养达成度、科学思想达成度和实践能力养成的达成度三个维度提出相应的跨学科实践评价体系,从中阐述跨学科实践中"跨"与"源"的相互作用.
中学课程融合劳动教育是促进育人方式良性发展的重要改革方向,劳动教育与高中物理教学的融合具有重要意义.习题实验化是通过实验对习题情境进行探究、验证,尊重学生的质疑,将实验结果与理论推导相结合进行授课,形成逻辑严密、结果自洽的完整习题教学模式.以 2022 年重庆高考物理卷第 16 题为例,通过习题实验化模式培养学生的高阶思维与核心素养,在教学中发挥劳动教育的功能,探索中学课程融入劳动教育的有效教学策略.
"双减"政策让义务教育产生了巨大变革,多个传统学科有效、有机的整合成为未来中国教育改革的重点,培养与提升学生综合素养、创新精神和实践能力是实现教学目标的关键切入点.针对STEM立意的试题命题导向,从"S(科学)、T(技术)、E(工程)、M(数学)"四个维度剖析物理中考浮力试题的考点、情境和难度,为日常教学和命题评价提供参考启示,更好地促进学生物理核心素养的养成,以适应中考改革.
复习教学为学生的认知发展提供了"阶",让学生的学习能顺"阶"而上,并逐步建构知识、深化理解、实践应用.基于学习进阶理论,寻求进阶路径,确定进阶目标,探索设计方法,设计出了层次鲜明、定位准确的优质复习课.
在课程改革不断推进的过程中,不同时期的教学设计对同一个概念会有不同的处理方式.以电源电动势概念为例,基于学习进阶的视角,对从1959年至今六十余年已发表的教学设计进行了梳理、重构和选择.并从四个步骤探讨了教学设计中各个环节的设计方案以及如何根据学生的实际情况进行选择和取舍:设计认知冲突,冲击既有观念;基于实验数据,探寻电压关联;回归理论推导,构建全新概念;验证既有认知,解释全新现象.根据学生实际情况,设计出基于学生既有认知、联系真实实验现象、在认知冲突基础上进行的教学设计,从而能够更好地帮助学生掌握新的概念,达到更好的学习效果.
