【专家介绍】乔翠兰(1972-),女,华中师范大学物理科学与技术学院教授,课程与教学论博士,物理教育博士生导师,中国青少年科技教育工作者协会科技与社会教育专业委员会副主任委员,IAU 中国联络人,华中师范大学新进教师领航导师。主要从事智能技术与物理课程整合、科学大数据环境下的教学与科研创新、智能时代师范生创新发展、智能技术赋能科研素养提升等方面的研究。主持国家社会科学基金一般课题、湖北省教学项目,
摘 要:科技教育注重面向真实世界的科技工程问题的解决,要求物理教学在发展学科核心素养的基础上,突出工程技术能力的培养,即运用工程原理开展技术设计、迭代优化并解决实际问题的能力。物理实验仪器作为物理规律与工程实践的关键结合点,是落实科技教育的重要载体。基于“向心力演示仪”教学实践,立足物理实验教学的四个维度,构建了“问题唤醒—原理解构—工程再造—技术赋能”的进阶教学模式。实践表明:该模式有效突破了传统教学中仪器观(工具化)、过程观(线性验证)、主体观(教师中心)三大局限,使学生在真实问题驱动下,经历需求定义、原型开发、迭代优化、数字赋能的完整工程实践过程,实现科学教育向科技教育的实质性转型。
摘 要:针对高中电磁感应教学中概念抽象、规律应用难、知识割裂的困境,结合课标要求,阐述类比思想应用的必要性。类比可搭建已知与未知的认知桥梁,化解认知冲突,落实核心素养的培养。以“力—电磁”专题教学为案例,详细阐述了如何将“力学惯性”与线圈“电磁惯性”从核心属性、作用效果等维度进行类比,设计“现象感知—模型建构—本质理解—批判反思”的教学路径,通过实验、问题引导实现知识迁移,明确类比边界,并延伸应用于LR、RC电路问题。教学反思环节中提出该方法能化抽象为具体、统一的物理图景,最后指出类比思想对降低认知负荷、促进知识迁移等方面的教学启示,为电磁感应教学提供有效策略。
摘 要:当前物理教学普遍存在情境创设缺失、探究活动浅表与理论抽象难懂等问题,与课标核心素养培育要求不符。结合“科学探究:力的合成”一节开展实践探索,以人工智能技术为依托,以培育学科核心素养为导向,形成“情境融入—深度探究—本质破解”的创新教学模式,为一线物理教师提供可借鉴的实践参考。
摘 要:以深度学习理论为指导,针对初中物理教学中的推理思维培养展开系统研究。通过分析当前物理教学中推理能力培养的困境,论述了如何结合深度学习理念,构建培养初中物理推理思维教学体系的实践措施。基于深度学习的教学模式,能够显著提升学生的科学推理能力、实验探究能力和问题解决能力,为发展学生的物理核心素养提供了有效路径。
摘 要:针对高三物理复习“碎片化重复、思维深度不足、学科关联薄弱”的痛点,基于大单元教学理念与跨学科融合思路,构建“核心模型锚定—跨学科关联—大单元整合—变式探究迁移”的复习模式。以“带电粒子在复合场中的运动”大单元为载体,联动物理学科的力学、电磁学知识,融合数学向量分析、工程技术应用(如霍尔元件、电磁流量计)等跨学科内容,打破章节与学科壁垒,实现知识结构化、能力层级化提升。教学实践表明,该模式能有效提高高三复习效率,为高三物理复习教学提供可复制的实践范式。
摘 要:高阶思维是核心素养落地的关键载体,而教材作为教学活动的核心资源,单一版本教材或难以满足高阶思维培养的多元需求。以“气体等温变化”教学为例,以多版本教材整合为切入点,剖析教材整合与高阶思维培养的内在逻辑,从目标锚定、内容重构、教学实施、评价反馈四个维度构建高阶思维培养的实践路径,旨在为一线教师借助教材整合促进学生高阶思维发展提供可操作的实践范式,推动课堂教学从知识传授向素养培育转型。
摘 要:教材是课堂教学的重要载体,整合不同版本教材内容进行教学设计,有助于提升教学的科学性与适应性。以高中物理必修三“电势和电势差”内容为例,探讨了基于生成式人工智能的教材整合与教学设计实施路径,可供一线高中物理教师参考。
摘 要:以九年级科学“物体浮沉条件及应用”复习课为载体,基于深度学习理论,通过创设冲突、构建模型、优化迭代、价值迁移四个环节,引导学生在主动探究中实现从知识再现到素养发展的深度学习。实践表明,该路径能有效破解复习课浅表化困境,促进学生科学思维、探究能力和跨学科应用素养的提升,为初中科学复习课的深度学习设计提供实践参考。
摘 要:构建基于深度学习的“制订教学目标—调整教学内容—开发学习任务—设计评价指标”四步走教学设计模式,实现教、学、评三环节的一致性,并以“大气压强”内容为例,详细阐释了教学设计过程:以深度学习能力为导向确定教学目标,按学生认知情况调整教学内容,针对深度学习能力开发多元学习任务,基于学习任务设计具体评价指标。
摘 要:实验探究是初中物理教学与考核的核心内容,因此,如何命制好实验探究题是广大教师共同关注的一个问题。基于《义务教育物理课程标准(2022年版)》对科学探究能力的要求,结合《初中物理实验教学基本目录》规定的必做实验,剖析当前实验探究考查面临的现实困境。以2025版人教版初中物理教材为例,分析教材实验在考试命题中存在的资源利用不足、设计缺陷制约等问题,进而提出情境化的命题策略,并结合典型试题加以阐释。
摘 要:跨学科命题是考查学生综合应用多学科知识解决实际问题的重要途径。以2025年高考甘肃物理试题第13题为研究对象,从“试题评析”“试题解析”“试题反思”“试题变式拓展”四个方面对试题进行深度分析;结合试题的“情境设置”“知识点覆盖”“能力考查”“试题创新”提出教学建议,从而更好地贯彻“物理与生活、物理与社会相结合”的新课程思想,促进学科教学与核心素养培养的深度融合,为高中物理教学提供备考方略。
摘 要:学习进阶是对学生认知发展路径的描述,是落实高中物理学科核心素养培育的重要理论。在学习进阶视域下,紧扣2025年修订版课程标准的核心素养分层培养要求,以学生的核心素养提升为目标,构建“具象感知、探究建构、迁移创新”三阶教-具融合模型。以“法拉第电磁感应定律”为例,基于模型自制进阶式教具,并设计分层教学活动,助力学生核心素养水平依次升阶、逐级深化。
摘 要:带电粒子在磁场中的运动是电磁学动力学教学的核心内容,其所引发的宏观物理现象背后涉及微观机制与能量转换的复杂规律。学生在对此类问题的理解中,常对洛伦兹力在能量传递中的作用存在困惑。聚焦于动生电动势、安培力与霍尔效应三类典型宏观现象,通过构建多元物理模型,系统阐释其微观形成机制与过程中的功能转换关系。研究表明,尽管不同现象的表现形式各异,但其背后均遵循两条根本规律:洛伦兹力始终不做功;洛伦兹力传递能量,并非能量来源。通过关联理论与实际应用,引导学生从动力学角度理解粒子运动模式,厘清能量转换路径,从而提升分析与解决物理问题的能力,促进物理核心素养的发展。
摘 要: 通过对物理量的平均值的数学含义和物理意义的探讨, 明确物理量相对不同自变量的平均值的数学含义、物理意义及用途。以实例计算同一物理量相对不同自变量的平均值, 通过计算结果进一步说明平均值的相对性带来的不同结果, 明确平均值的相对性和实际用途。平均值是处理物理量在变化过程的一个等效替代, 若要真正明确其中的内涵, 应该用更加科学和严谨的微元叠加法进行求解, 进而从根本上形成由恒定问题处理变化问题的一般思路, 提升解决一般物理问题的学科能力和素养。
摘 要:聚焦高中物理“静电平衡”教学中的核心疑难问题——“导体内部场强是否真的处处为零”,针对学生因混淆宏观理想模型与微观物理场景产生的认知困惑展开系统剖析。引入统计物理学的“宏观平均”思想,明确物理模型的层级属性与适用边界,指出“场强为零”是宏观测量层面的统计平均结果,而非微观尺度的绝对事实。结合教学实践中观察到的学生典型疑问,通过理论推导与实例类比,构建“宏观模型—微观本质—统计桥梁”的认知框架,为一线教学提供科学的理论依据与可操作的实践指引,助力学生构建严谨的物质观与模型观。
摘 要:模型建构能力是物理学科核心素养的重要组成部分,也是培养学生科学思维素养与解决问题能力的关键途径。人工智能技术以其强大的数据处理和智能反馈优势,为物理课堂提供了丰富的教学手段与个性化支持。以高中物理必修二“万有引力”教学为例,设计并实施基于模型建构能力培养的AI辅助教学方案,结合虚拟仿真平台,形成系统化的教学流程。该方案实现了教学的个性化、智能化与高效化,为高中物理课堂中AI技术与模型建构教学的深度融合提供了实践参考。
摘 要:电荷在磁场中的运动是高中物理教学的难点,同时也是物理高考的热点。解决该类问题需要学生深刻理解洛伦兹力与带电体运动状态的关系,并具备一定的空间想象能力。该问题教学中,需要教师尽可能以直观方式呈现空间中带电体的运动轨迹,阐述了利用 Algodoo 虚拟实验软件实现该类问题可视化教学的思路与方法。
摘 要:《义务教育物理课程标准(2022年版)》中反复提及“说出”“说明”“描述”等字眼,也有“书面表述”“文字表述”等要求,更有“发现并提出”“对图像解释”等目标。核心素养视域下,科学表达是学生物理学习与思维发展的关键环节,亦是思维外显的重要载体。立足物理教学中表达欠缺的现状,将科学表达划分为口头表述、书面表达、思辨论证等多个层级,结合实验案例,剖析表达误区,制订表达量表,构建实验前、中、后全流程的科学表达训练路径与实施策略,打造“实验推动表达—表达外显思维—思维落实素养”的教学闭环,为物理核心素养的落地提供切实可行的实践路径。
摘 要:基于 STEM 理念与物理复习教学的深度融合,以高三一轮复习课“动能定理的应用”为例,借助“过山车发展史”情境,构建“原型构建—工程突破—方案验证—创新设计”四阶段教学模式,旨在促进学生的知识整合与迁移应用,着力培养其创新能力,为核心素养的落地提供实践路径。