1、抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 1 页（共 15 页）高中物理学科核心素养物理学科核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习而内化的带有物理学科特性的品质，是学生在学习物理过程中逐步形成的知识积淀、思维品质、能力表现、科学思想以及科学的情感、态度和价值观的综合体现。高中物理学科核心素养包括以下几个方面。1. 物理观念从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华。“物理观念”包括物质观念、运动观念、相互作用观念、能量观念及其应用等要素。2. 科学思维科学思维是从物理
2、学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，是基于经验事实建构理想模型的抽象概括过程；是分析综合、推理论证等科学思维方法的内化；是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。其中，学科思想方法属于科学思维的范畴，是高中物理学科核心素养的基本构成要素之一。3. 实验探究实验探究是提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素。4. 科学态度与责任科学
3、态度与责任是在认识科学本质，理解“科学技术社会环境”(STSE)的关系基础上逐渐形成的对科学和技术应有的正确态度以及责任感。“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、科学伦理、STSE 等要素。2017 年高考全国卷物理试题以“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值为考查内容，以基础性、综合性、应用性、创新性为考查要求”，落实物理考试大纲的考核要求，强化能力立意，引导学生科学素养的培养。2017 年高考考纲的修订和 2017 年高考物理试题的特点要求物理教学要注重对基本概念、基本规律、基本思想方法的理解和掌握；要形成完整的知识体系，提升分析、综合能力，提升运用物理知识解决实际问题能力；要注
4、重理论密切联系实际，关注社会进步和科学发展，关注生产、生活，学以致用，学有所用。必备知识、关键能力、价值观的融合和表现就是核心素养。抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 2 页（共 15 页）新课程目标的三个维度（一）知识与技能1学习物理学的基础知识，了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律，了解物理学的基本观点和思想。2认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。3初步了解物理学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响。4关注物理学与其他学科之间的联系，知道一些与物理学相关的应用领域，能尝
5、试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题。（二）过程与方法1经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。2通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。3能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力。4参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。5具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。（三）情感态度与价值观1能领略自然
6、界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 2有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。 3具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识。4有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。5了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。6关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命
7、感与责任感，有将科学服务于人类的意识。“知识和技能”，“过程和方法”，“情感、态度和价值观”是密不可分的有机整体。知识与技能目标是组织教学的基础，离开了知识与技能目标而空谈过程与方法、情感态度与价值观是没有意义的，同时知识与技能的实现必须体现过程性，注重策略与方法，注重学生的亲身实践与操作，注重学生的自主探究和思考，使得知识与技能目标得以实现，而情感态度与价值观目标只有在学生获取知识形成能力的过程中才得以实现，离开了知识与技能、过程与方法，情感态度与价值观难以实施。知识与技能是基础性目标，重在智能的提升，情感态度与价值观是终极性目标，重在人格的塑造，过程与方法是关键性目标，是知识与技能和情感态
8、度与价值观达成的途径，知识与技能是物质的载体，情感态度与价值观是动力，过程与方法是策略。抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 3 页（共 15 页）高中物理必修 2 教材中的思想方法物理学科思想方法是人们研究物理学在发现问题、提出问题、解决问题的过程中，所使用的策略、途径、手段、方式和操作的总和，是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的科学思维方式，是科学思维内化的能力与品质。髙中物理常见的学科思想方法有：1) 理想化与物理建模思想，包括：理想模型（对象模型、条件模型、过程模型、模拟模型）、理想实验；2) 实验探究思想；3) 守恒思想；4) 控制变量思想；5) 等效思想(等效转换
9、、等效替代）；6) 类比思想；7) 极限思想；8) 对称思想；9) 数理思想（比值定义法、乘积定义法、比例系数法、图象法、方程函数法、数形结合法、近似估算法、外推法、平均值法、曲线拟合法、微元法、累积法、放大法、化归法、逆向法、临界与极值法）；10) 隔离与整体思想；11) 归纳与演绎思想；12) 假设与悖论思想。数理思想是基于物理现象的数学模型，利用数学知识解决物理问题的科学思维方式。数理思想不仅能利用数学方法诠释物理现象，解决物理问题，而且还能预见物理现象，并根据物理事实来修正原有的物理模型；隔离与整体思想是分析与综合思想在解决物理问题中的具体应用；理想化与物理建模思想属于建构类的学科思想
10、方法；实验探究思想、守恒思想、等效思想、控制变量思想、对称思想、类比思想、假设与悖论思想属于发现类的学科思想方法；数理思想、极限思想、隔离与整体思想、归纳与演绎思想属于应用解决问题类的学科思想方法。人教版高中物理(必修 2)教材是力学模块之一，研究曲线运动中运动和力的关系、功能关系，内容包括运动的合成与分解、抛体运动、匀速圆周运动、万有引力与天体运动、功与能、动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律等。由表 1 可知，学科思想方法在第五章“曲线运动”中有 21 处、在第六章“万有引力与航天”中有 8 处、在第七章“机械能守恒定律”中有 22 处，合计 51 处。其中，在教材“正文”中 38 处、
11、“栏目”中 10 处、“练习”中 3 处、“旁注”中 1 处。对于具体的学科思想方法，“数理思想”有 14 处，其中，比值定义法、乘积定义法和微元法各 3 处，图象法、数形结合法和累积法各 2 处，近似法和方程函数法各 1 处；“归纳与演绎思想”有 7 处；“理想化与物理建模思想”有 6 处，其中，理想实验有 1 处，过程模型有 5 处；“类比思想”有 6 处；“等效思想”有 5 处，均为等效替代；“实验探究思想”有 5 处；“控制变量思想”、“守恒思想”和“极限思想”各有 5 处；“假设与悖论思想”和“对称思想”各有 1 处。属于发现类的学科思想方法有 28 处，应用解决问题类的学科思想方法
12、有 26 处，建构类的学科思想方法有 6 处。抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 4 页（共 15 页）章 节 页 码 位 置 文 本 内 容 思 想 方 法 备 注第 五 章 第 五 节 24 正 文 图 5 6-3 做 变 速 圆 周 运 动 的 物 体 所 受 的 力 等 效 思 想 等 效 替 代第 五 章 第 六 节 24 正 文 图 5 6-3般 的 曲 线 运 动 可 以 分 成 很 多 小 段 ， 每 小段 都 可 以 看 做 圆 周 运 动 的 一 部 分 数 理 思 想 微 元 法第 五 章 第 六 节 25 栏 目 做 一 做 ： 图 5 6-5 感 受 向 心 力 控
13、制 变 量 思 想第 五 章 第 七 节 28 栏 目 思 考 与 讨 论 ： 地 球 可 以 看 做 一 个 巨 大 的 拱 形 桥 ， 求 第一 宇 宙 速 度类 比 思 想第 六 章 第 一 节 33 正 文 实 际 上 ， 行 星 的 轨 道 与 圆 十 分 接 近 ， 在 中 学 阶 段 的 研究 中 我 们 按 圆 轨 道 处 理 数 理 思 想 近 似 法第 六 章 第 一 节 32、 33 正 文 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 归 纳 与 演 绎 思 想第 六 章 第 一 节 37、 38 正 文 太 阳 对 行 星 的 引 力 ， 行 星 对 太 阳 的 引 力 ， 太
14、 阳 与 行 星间 的 引 力归 纳 与 演 绎 思 想第 六 章 第 二 节 38 正 文从 太 阳 与 行 星 间 相 互 作 用 的 角 度 来 看 ， 两 者 的 地 位 是相 同 的 。 行 星 对 太 阳 引 力 的 大 小 应 该 与 太 阳 的 质 量 成正 比 ， 与 行 星 、 太 阳 距 离 的 二 次 方 成 反 比对 称 思 想 类 比 思 想第 六 章 第 三 节 39、 40 正 文 月 一 地 检 验 ， 万 有 引 力 定 律 归 纳 与 演 绎 思 想第 六 章 第 五 节 44 正 文图 6 5-1 在 1687 年 出 版 的 自 然 哲 学 的 数 学
15、 原 理 中 ， 牛 顿 设 想 ， 拋 出 速 度 很 大 时 ， 物 体 就 不 会 落 回 地面理 想 化 与 物 理 建 模思 想理 想 实 验第 六 章 第 五 节 44 旁 注参 考 第 五 章 第 7 节 研 究 汽 车 在 拱 形 桥 上 运 动 时 的“思 考 与 讨 论 ”， 那 时 候 我 们 就 已 经 计 算 出 第 一 宇 宙速 度 了类 比 思 想第 六 章 第 六 节 48 51 正 文 经 典 力 学 的 局 限 性 ： 从 低 速 到 髙 速 ， 从 宏 观 到 微 观 ，从 弱 引 力 到 强 引 力 归 纳 与 演 绎 思 想第 七 章 第 一 节 55
16、 正 文能 量 及 其 守 恒 的 思 想 ， 在 伽 利 略 的 实 验 中 就 已 经 显现 出 来 了 。 图 7 1-1 小 球 速 度 为 0 时 的髙 度 与 它 出 发 时 高 度 相 同理 想 化 与 物 理建 模 思 想 守 恒 思 想 理 想 实 验第 七 章 第 二 节 57 正 文在 物 理 学 中 ， 如 果 力 的 方 向 与 物 体 运 动 的 方 向 致 ，如 图 7 2-2， 我 们 就 把 功 定 义 为 力 的 大 小 与 位 移 大小 的 乘 积数 理 思 想 乘 积 定 义 法第 七 章 第 二 节 59 正 文当 一 个 物 体 在 几 个 力 的
17、共 同 作 用 下 发 生 一 段 位 移 时 ，这 几 个 力 对 物 体 所 做 的 总 功 ， 等 于 各 个 力 分 别 对 物 体所 做 功 的 代 数 和 。 可 以 证 明 ， 它 也 是 这 几 个 力 的 合 力对 物 体 所 做 的 功守 恒 思 想第 七 章 第 三 节 60 正 文如 果 从 开 始 计 时 到 时 刻 这 段 时 间 间 隔 内 ， 力 做 的 功为 W， 则 功 W 与 完 成 这 些 功 所 用 时 间 t 的 比 值 叫 做功 率数 理 思 想 比 值 定 义 法第 七 章 第 三 节 61 正 文 一 个 力 对 物 体 做 功 的 功 率 ，
18、 等 于 这 个 力 与 受 力 物 体 运动 速 度 的 乘 积数 理 思 想 乘 积 定 义 法抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 5 页（共 15 页）章 节 页 码 位 置 文 本 内 容 思 想 方 法 备 注第 七 章 第 三 节 61 栏 目 做 一 做 ： 推 导 瞬 时 功 率 计 算 公 式 P= 极 限 思 想第 七 章 第 三 节 63 练 习 3 这 个 人 推 导 的 结 果 与 已 知 条 件 相 矛 盾 。 他 错 在 哪里 ？控 制 变 量 思 想第 七 章 第 四 节 64 正 文图 7 4-3 物 体 沿 任 意 路 径 向 下 运 动 时 重 力 做 功
19、 。 我们 把 整 个 路 径 分 成 许 多 很 短 的 间 隔AAHA!A2， A2A3由 于 每 一 段 都 很 小 ， 因 而 都 可 以 近似 地 看 做 一 段 倾 斜 的 直 线数 理 思 想 极 限 思 想微 元 法累 积 法第 七 章 第 四 节 65 正 文 物 体 的 重 力 势 能 等 于 它 所 受 重 力 与 所 处 髙 度 的 乘 积 数 理 思 想 乘 积 定 义 法第 七 章 第 四 节 65 栏 目 说 一 说 ： 图 7 4-6 如 果 重 力 做 功 与 路 径 有 关 ， 还 能把 mg/i 叫 做 重 力 势 能 吗 ？ 假 设 与 悖 论 思 想第
20、 七 章 第 五 节 68 正 文在 探 究 弹 性 势 能 的 表 达 式 时 ， 可 以 参 考 对 重 力 势 能 的讨 论 ， 先 分 析 弹 力 做 功 的 情 况 。 对 于 弹 力 做 功 ， 可 以用 类 似 的 方 法 做 如 下 处 理类 比 思 想第 七 章 第 五 节 69 正 文图 7 5-3 把 拉 伸 弹 簧 的 过 程 分 为 很 多 小 段 ， 拉 力 在每 小 段 可 以 认 为 是 恒 力 ， 它 在 各 段 做 功 之 和 可 以 代 表拉 力 在 整 个 过 程 做 的 功数 理 思 想 极 限 思 想微 元 法累 积 法第 七 章 第 五 节 69
21、正 文在 处 理 匀 变 速 直 线 运 动 的 位 移 时 ， 我 们 曾 经 利 用 图 象下 梯 形 的 面 积 来 代 表 位 移 ， 这 里 是 否 可 以 用 F-Z 图象 下 一 个 梯 形 的 面 积 来 代 表 功 ？类 比 思 想 数 理 思 想 图 象 法第 七 章 第 五 节 67 69 正 文探 究 弹 性 势 能 的 表 达 式 ： 在 探 究 的 过 程 中 ， 要 依 次 解决 下 面 几 个 问 题 沿 着 这 样 的 思 路 ， 你 可 以 通 过自 己 的 探 究 得 到 弹 性 势 能 的 表 达 式实 验 探 究 思 想第 七 章 第 六 节 69 7
22、1 正 文 实 验 ： 探 究 功 与 速 度 变 化 的 关 系 实 验 探 究 思 想第 七 章 第 六 节 70 正 文在 图 中 选 取 合 适 的 长 度 ， 以 它 为 单 位 ， 代 表 一 条 橡 皮筋 对 它 做 的 功 ； 当 用 两 条 橡 皮 筋 时 ， 所 做 的 功 就 用 两个 单 位 表 示 等 效 思 想 等 效 替 代第 七 章 第 七 节 71 73 正 文 动 能 和 动 能 定 理 归 纳 与 演 绎 思 想第 七 章 第 七 节 74 栏 目 思 考 与 讨 论 ： 在 上 面 的 例 题 中 ， 阻 力 做 功 ， 汽 车 的 动能 到 哪 里 去
23、 了 ？守 恒 思 想第 七 章 第 七 节 74 练 习1 改 变 汽 车 的 质 量 和 速 度 ， 都 可 能 使 汽 车 的 动 能 发生 改 变 。 在 下 列 几 种 情 形 下 ， 汽 车 的 动 能 各 是 原 来 的几 倍 ？控 制 变 量 思 想第 七 章 第 八 节 75 77 正 文 机 械 能 守 恒 定 律 归 纳 与 演 绎 思 想第 七 章 第 八 节 76 正 文 在 只 有 重 力 或 弹 力 做 功 的 物 体 系 统 内 ， 动 能 与 势 能 可以 互 相 转 化 ， 而 总 的 机 械 能 保 持 不 变 。 守 恒 思 想第 七 章 第 十 节 8
24、1 正 文能 量 既 不 会 凭 空 产 生 ， 也 不 会 凭 空 消 失 ， 它 只 能 从 一种 形 式 转 化 为 另 一 种 形 式 ， 或 者 从 一 个 物 体 转 移 到 别的 物 体 ， 在 转 化 或 转 移 的 过 程 ， 能 量 的 总 量 保 持 不 变守 恒 思 想抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 6 页（共 15 页）高中物理必修 2 教材分析第六章万有引力与航天高考考点：万有引力定律及其应用环绕速度第二宇宙速度和第三宇宙速度经典时空观和相对论时空观教学重难点：（1）应用开普勒三定律解释和研究行星（或卫星）的运动；（2）人造卫星的环绕速度、角速度和周期的计算，对
25、第一宇宙速度的理解与计算。（3）应用万有引力定律计算天体质量的方法。内容概述：（1）太阳系中行星的运动学规律（2）万有引力定律及其意义(蕴含大量“过程与方法”、“情感、态度与价值观”教育素材)（3）经典力学的局限性从知识结构上看，本章教材是应用牛顿运动定律对曲线运动的研究。牛顿运用其运动定律研究天体运动并结合开普勒定律建立了伟大的万有引力定律。牛顿运动定律和万有引力定律构成了牛顿力学的核心内容。人类对行星运动规律的认识过程和牛顿建立万有引力定律的过程是对学生进行“过程与方法”、“情感、态度与价值观”教育的难得的好材料。引导学生领悟万有引力定律的科学魅力。物理学的发端之一是人类对理解天体运动的追
26、求。万有引力定律堪称这个过程的里程碑，谱写了人类揭示物理抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 7 页（共 15 页）规律普适性的宏伟史诗，展现了物理规律的简洁与和谐。物理规律是有层次的。层次愈深，即规律越基本，就越简单，其适用性也越广泛。万有引力定律就是这样的物理规律。从历史到前沿，从天文到物理，它是牛顿力学最成功、最精彩的部分。科学真与美的典范。充分展现万有引力定律发现的科学过程，发展学生的科学思维能力。万有引力定律是从运动研究力和以力说明其他现象的典范。难点突破深刻理解和应用万有引力定律可以按照如下教学策略运动模型：圆周轨道，椭圆轨道受力分析：地球表面物体圆周运动受力分析：如赤道物体，两极物
27、体，区分引力加速度和重力加速度，向心加速度；地球表面以下位置的重力加速度。卫星受力分析：重点突出近地卫星和同步卫星M:中心天体的质量；m：卫星的质量；r：卫星匀速圆周运动的半径； g0：中心天体表面的重力加速度；R：中心天体的半径物理量 表达式卫星的向心加速度 a卫星的引力加速度 a 引卫星的环绕速度 v卫星的角速度 卫星的周期 T中心天体质量 M中心天体密度 中心天体的第一宇宙速度 v1中心天体的第二宇宙速度 v2双星受力分析：推导双星周期公式rTmrrvmrMG2222 4抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 8 页（共 15 页）三星受力分析：三星半径相等和半径不等两种情况椭圆运动的周期规
28、律，速度变化，加速度变化，离心运动和向心运动教学中要明确物理概念的内涵和外延，表达形式，适用条件，从哪里来？从何而来？要知其然，更要知其所以然。例如在教学中由 得rmMG22，很多同学只是死记公式，不注意该公式适用于只有一个中心天体作rGMv用下做匀速圆周运动的卫星，不适用于椭圆运动卫星，不适用于地球赤道上物体，不适用于双星，否则就会在解题应用时张冠李戴，错误百出。对于天体运动所总结的大量公式，不是死记硬背的，知道如何推导而得出，就知道公式的来龙去脉，就知道公式适用条件。设计章节知识清单式复习学案，全面梳理知识、公式、结论，形成整体知识框架，核心是追本溯源，回到原点，避免学生忽视基础，盲目刷题
29、；避免解题模式化、经验化，只是重视模型，不注重条件，循规蹈矩。老师的理解不是学生的理解，老师的归纳不是学生的归纳，避免越俎代庖，包办代替。如：引力加速度和重力加速度；椭圆轨道和圆周轨道；近地卫星和赤道物体；近地卫星和同步卫星；第一宇宙速度和第二宇宙速度；双星模型和三星模型；卫星离心运动和向心运动，如果能够清晰分辨，就做到了基础扎实，融会贯通，才能够在解题中信手拈来。加强学生的数学运算能力培养，设计以小组为单位的天体运动计算竞赛，通过合作自主探究得到大量数据常识，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。如：数据常识地球公转周期 T=1 年=s；地球自转周期 T=1 天=24 小时=s；地球质量数量级 5
30、9810 24kg；月球质量约为地球质量的 1/81；太阳质量数量级 21030kg；地球表面半径 6400km，表面重力加速度 g=98m/s 2月球公转周期 27 天；近地卫星速率 km/s（第一宇宙速度），第二宇宙速度 km/s；近地卫星周期 T=；同步卫星周期 T=；半径 r=；运行速度 v=；抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 9 页（共 15 页）第七章机械能守恒定律高考考点：功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用教学重难点（1）理解功、功率的概念，并掌握功与功率的计算。（2）应用动能定理进行分析、解释和计算生活和生产中的实际问题。（3）理解应用重
31、力做功和重力势能变化的关系。（4）应用功能关系、机械能守恒定律分析解决力学问题。内容概述(1)认识追求守恒量是物理学的一个重要研究方向(2)认识功与重力势能、弹性势能、动能的关系（由功能关系给出重力势能、弹性势能、动能的表达式）(3)认识机械能守恒定律难点突破如何更好的理解功能关系，深刻理解功的本质，遵循教材首先学习重力做功与重力势能变化的关系，其次学习探究弹簧弹力做功与弹性势能的变化关系，最后通过探究功与速度变化的关系，在匀变速抚顺市高中物理学科教学研讨会发言第 10 页（共 15 页）直线运动模型条件下理论推导合外力做功与动能变化的关系。举例说明：探究动能的表达式第六节“探究功与速度变化的
32、关系”，是企图通过实验，利用已经从 4、5节中有所领悟的功能关系，即通过对做功的研究来探究各种能量的定量表达式和定量的研究能量转化这个思路，探究另一种能量动能的表达式。第一条思路：第 6 节实验探究必修 2，探究功与物体速度变化的关系目的：为找出动能的表达式做准备思路：动能的定性概念动能与速度有关，动能与做功有关通过实验研究功与物体速度变化的关系得知力对物体做的功与物体的速度的平方成正比，而力对物体做的功又引起物体的动能的增加，这就提示（暗示）我们：物体动能的表达式中可能包含物体的速度的平方（教科书 P71 还不能得出 Ek 的表达式）。第二条思路：将实验探究的思路和成果转化成一个理论性课题（P72）物体 m 被一外力 F 作用运动一段位移的过程中，W 外与 m、v 之关系分析，W 与2121mv有关，其关系与上节探究结论一，既与功有关，又
