单摆是简谐运动的典型模型之一,现行教材对单摆回复力的判定分析,对单摆小角度摆动的近似处理以及摆的等时性介绍与学生的认知能力存在较明显差异,大部分学生对单摆受力分析不够清晰,对小角度摆动的近似处理缺少经验,对周期的认识存在理解障碍.本文立足物理高端备课,对单摆教学设计进行逻辑重构.

"楞次定律"是高中物理电学的重要规律之一,因其内容的抽象性、思维过程的复杂性和规律的隐蔽性,长期以来都是物理教学的一个"老大难"问题.从高中教材的编写逻辑出发,对目前已有的楞次定律教学设计进行分析,总结归纳得到楞次定律教学设计范式,探究其背后的研究取向和思维方式,试图为楞次定律教学设计的发展提供有益的启示.

电场强度是学生定量认识场的首个概念.通过梳理电场强度的教学逻辑,透视教学设计背后的研究思路,发现其教学设计范式主要分为三类:总结式教学设计范式、类比式教学设计范式和显化科学方法的教学设计范式.通过分析不同教学设计范式的优点与缺点,为电场强度概念的教学提供有益启示.

分析高中物理教材编写发现,功率概念的定义方法、功率概念引入的物理意义等尚未交代清楚.为此,从比值定义法的本质出发,通过直接比较做功的多少引发学生的认知冲突,进而引出以时间作为比较物体做功意义的标准,然后研究物体做功多少与所用时间比值的物理意义,最后得出功率的定义式.建议高中功率教学要注重功率概念引入的意义诠释,避免出现科学性错误,挖掘功率概念引入背后的科学方法.

在磁通量的教学中,现行高中物理教材未能阐明学习磁通量概念的必要性,没有彰显磁通量的本质和物理意义.为此,从物理概念教学的逻辑和学生的认知规律出发,先借助物理学史,从电与磁之间的联系引入,再通过"探究电磁感应现象"并运用科学方法展开,从而建立磁通量的概念.最后从磁通量的上位概念通量出发,诠释了磁通量的物理意义,从而为磁通量的教学提供了有益启示.

采用原始物理问题测量工具,对国内两所著名中学的高中学生进行测试,结果发现,两所学校学生测试成绩的直方图均呈现"双峰分布"而非"正态分布".基于智力与能力的能量说与做功说,运用突变理论的折叠函数解释了"双峰分布"的结果.这不仅为物理高考命题提供了可供借鉴的思路,而且为创新型物理人才的鉴别提供了有益的启示.

本文以人教版物理教材中的"金属圆盘停止转动"习题为例,展开了对物理习题解答的认知分析,进一步将"金属圆盘停止转动"习题改变为原始物理问题,借助于自组织表征理论,进行了原始物理问题的解决研究.建议中学物理教学应当还原习题本来面目,形成教学理论取向,训练学生多重思维,促进关键能力发展.

科学家精神是科技工作者在长期实践中积累的宝贵精神财富,是科学精神的传承与发展.在当前的中学物理教学中,科学家精神培养存在着内容不全、方式单一、顺序不明等问题.科学家精神包含理性、人文性和社会性三个维度,其培养需要遵循系统性、养成性和实效性原则.实践中,应创设高质量问题情境,开展开放式教学和论证式教学,培养求实精神与创新精神;采用互动式榜样教育,深化科学学习兴趣,培养爱国精神与奉献精神;开展共情合作,构建"学术传承",培养协同精神与育人精神.

The implementation of the core literacy of chemistry in chemistry education is a realistic problem of current chemistry education and teaching reform in China. Different from traditional exercises, the primitive chemistry problem focuses on the comprehensive quality of students in solving “complex and uncertain practical problems”. It is a new kind of problem that examines students’ high level of chemistry core literacy. An in-depth interpretation of the connotation of primitive chemistry problem, a clear understanding of the relationship between primitive chemistry problem and chemistry exercises, and the exploration of the educational value of primitive chemistry problem are conducive to the implementation of the core literacy of chemistry, the promotion of students’ systematic thinking, and the guidance of the reform of the evaluation concept of chemical education.

物理教学有意无意地忽视了比喻,尤其是忽视了比喻所蕴含的智慧启迪和审美享受的重要价值,从而在一定程度上影响了物理教学的效果.对此,厘清从哲学领域中比喻到物理学领域中比喻的演进,发现比喻在物理概念教学、物理规律教学以及物理教学整体结构中的作用,阐述比喻重构物理教学的发生逻辑.

基于跨学科融合视域,对电动势教学的高端备课进行了再研究.通过阐明"板电场""膜电场"模型建立的微观机制,指出非静电场与静电场、非静电力与静电力在场源电荷与电路构成上的本质区别,并从三种视角展现了铜锌伏打电池中非静电力做功的本质图景,最终得出了非静电场、非静电力为电路提供恒定电流的物理机制.

静电教学是中学物理电学教学的基础.现行多版本教材对静电内容的呈现与编排逻辑存在一定差异,为静电教学带来挑战.指向深度学习的教学逻辑重构设计可为静电教学提供范例,以促使核心素养培育在教学实践中落地.

通过对我国化学科学方法教育的研究进行梳理,发现我国化学科学方法教育还存在理论有待深化、分类尚未统一、内容尚不明确等问题.为此,基于纽厄尔提出的问题解决方法图,将化学科学方法分为化学方法及思维方法,并归纳出化学科学方法教育的具体内容,阐明了化学知识、化学方法与思维方法之间的关系,这为我国化学科学方法教育的进一步研究提供了有益启示.

在对国内外物理学科本质研究的基础上,基于物理学三维结构模型、核心素养理论以及物理核心素养理论,给出了物理学科本质的构成要素,包括:物理知识、物理方法、物理思想、物理观念、物理实验、数学、科学精神与人文精神.这不仅为物理学科本质的研究提供了新的视角,也为在物理教育教学中发展学生的物理核心素养开辟了新的途径.

关键能力是核心素养的重要构成部分,欲使关键能力在教育教学中彰显出应有之价值,必须首先明了关键能力的相互作用本质.在对相互作用研究历史沿革的基础上,基于皮亚杰的发生认识论、突变论、智力的能量说与能力的做功说以及关键能力的构成研究,提出关键能力相互作用的研究假设:鉴于能力在本质上属于能量范畴,因此可以用势函数来描述关键能力.进一步,关键能力的相互作用就可以用势函数的导数来描述,从而给出关键能力的相互作用诠释.这不仅解决了长期以来皮亚杰发生认识论未能得到根本澄清的相互作用本质问题,为关键能力的研究提供了新的理论视角与研究范式,而且为在教育教学中发展学生的核心素养开辟了新的途径.

"气体的等温变化"是高中热学的核心内容,这一内容在《普通高中物理课程标准(2017年版)》中重新回归,成为学生建立对物理学科总体系统认识的重要支撑.由于现行物理教材对这部分内容的编写尚未建立起清晰的逻辑顺序,凸显气体等温变化规律的物理本质.为此,在回顾和分析现行高中物理教材编写的基础上,依据物理概念与规律的教学要求,进行了创新教学设计,以期为气体的等温变化教学提供有益启示.

杨振宁先生是一位物理学大师,同时又是一位人文思想巨匠.他的人文思想包括"正确认识自己""正确对待他人"以及"关注社会发展"等方面.深入探讨杨振宁人文思想的教育价值,对于更好地开展物理教育中的人文思想教育有重要的启示意义.

我国物理教学论学科经过改革开放40余年的发展,已经形成了一些具有中国特色的理论成果,但物理教学论教师的学术水平却一直处于模糊不清的状态,有待通过研究加以厘清.为此,基于h指数的评价标准,对我国物理教学论教师的学术水平进行了实证研究.研究发现,我国物理教学论教师的学术水平整体较低,学科成熟度不高.在此基础上,对我国物理教学论学科未来的发展进行了展望.

教学是教师的教和学生的学所组成的一种人类独有的教育活动,课堂教学是人类进行教育活动的重要途径,而课堂教学基本规范则是课堂教学顺利实施的前提.课堂教学的基本规范包括语言规范、讲授规范、操作规范和互动规范.教师只有掌握了课堂教学基本规范并依此展开教学,才能完成从本色教师向角色教师的转变,真正成为一个专业的教育工作者.

在教学中使学生形成、理解物理概念,进而掌握物理规律,并使学生的物理学科能力得到发展,是中学物理教学的核心议题.研究发现,目前我国中学物理概念与规律的教学一直停留在创设物理情境、进行思维加工、理解物理意义和运用概念规律的经验层面,未能真正厘清学生形成物理概念与规律的认知机制,在一定程度上影响了中学物理教学的发展.为此,本文基于爱因斯坦的概念形成与发展理论、物理学知识—能力结构以及皮亚杰的认知理论,进一步深化与发展了物理概念与规律的教学理论,为在中学物理教学中落实物理学科核心素养提供了有益启示.