高中物理互動教學設計講座一個教學案例教學的互動本質教師的認識能完全反映學生的認識嗎課堂互動的基本條件教學設計的五個轉變互動生成課堂的基本模式幾個教學案例一、教學案例：“水的熱脹冷縮”教學實錄（《人民教育》2002.10）

羅吉老師：我們很熟悉的東西，其實并不一定很了解。比如水，天天喝，天天用，可一些性質我們仍沒注意到。不信，請看下面的實驗。”實驗裝置：圓底燒瓶上塞緊膠塞，膠塞上插一根筷子粗的玻璃管。燒瓶和玻璃管中盛有紅色的水。

師：“將裝置放到熱水中，會出現什么現象?”生1：“燒瓶變熱!”生2：“燒瓶里的東西也將變熱!”師笑道:“真的不了解水!動手試一試。”一試，果然出現了怪事，學生十分驚訝。“你們驚奇什么?”老師明知故問。學生興奮地嚷道：“玻璃管里的紅水會動，會往上跑!”“這說明了什么?”一些學生說：“水增加了。”“是什么地方的水增加了?”老師不解地問。“裝置里的水增加了。”“根據是什么?”“玻璃管里的水面上升，所以水增加了。”老師問：“水增加了，是水的質量增加了，還是水的……”話到了嘴邊，又停住了。她不愿意說出“水的體積增加”這幾個字。她換了一種問法：“水增加了，是不是你們加進了水?”

“沒有啊!”學生們說。

“沒有加進水，那水怎么上升了?”“這——，這——，”學生張嘴答不上。“給你們5分鐘，小組討論一下，為什么水上升了?這說明了什么?”“明白了嗎?”羅吉老師問。“明白了。”學生們答道。一個男孩搶著說道：“水沒有增加，是燒瓶里的熱空氣把水擠起來了。”“塞子把燒瓶里的空氣堵住了，空氣變熱，把水推上玻璃管里去了。”另一個學生補充道。

“還有其他意見嗎?”老師一連問了三次，沒人出聲。“這兩位同學的說法，你們同意嗎?”學生們說：“同意。”“燒瓶里明明裝滿了水，怎么會有空氣?”老師急了，聲音變高。“水上升，說明水的體積增大了，是不是?”沒有時間再拖，老師直接問了。“是。”兩個女孩應和道。“是什么使體積增大?”“熱氣。”幾個學生脫口而出。老師解釋：“你們說的熱氣實際是熱量。吸收了熱量，水的體積變大。”各組按指令，將裝置從熱水放入冷水中。“看到了什么?”老師問。“玻璃管里的紅水下降了。”“為什么下降?給你們1分鐘想一想。”

“水下降，是因為玻璃管里的水退到燒瓶里；水之所以退回去，是因為燒瓶變大了。”“燒瓶會變大?”教師驚奇地說，“燒瓶可不是氣球喲，想變大就變大，想變小就變小。”這句話，逗得孩子們笑了起來。“其實，因為受冷，水的體積縮小，水面就下降了。”老師給出答案。各組又用酒精做了實驗。然后，師生們共同總結道：“水有熱脹冷縮的性質，酒精有熱脹冷縮的性質，水、酒精都是液體，由此可以推出，液體都有熱脹冷縮的性質。”“剛才得出了什么結論?”老師問。“液體有熱脹冷縮的性質。”學生說。老師舉起一個燒瓶說道：“這是煤油。它有熱脹冷縮的性質嗎?”“沒有!”學生們毫不含糊地說。“怎么?它不是液體嗎?”“是液體，但不是紅色的液體，所以沒有熱脹冷縮的性質。”“你們愿不愿意用煤油做一下實驗?”老師問。“愿意。”學生說。幾分鐘后，各組都做完了煤油實驗。老師問：“你們剛才的想法對嗎?”全班叫道：“錯了，顏色不影響熱脹冷縮。”這堂課，經過一波三折，似乎快要成功了!“今天學習了液體的熱脹冷縮。下面做道題，看看掌握得如何。”老師說。“這是一道是非判斷題，題目為：醬油、菜油都有熱脹冷縮的性質。”“對還是錯?”老師問道。

全班學生異口同聲地叫道：“錯!”老師愣住了，片刻后方問道：“難道醬油和菜油不是液體?”“是液體，但醬油和菜油是可以吃的。”一些學生說。“醬油有色素。”有幾個學生說。“菜油燒不著，所以不會熱脹冷縮。”另一些學生則說。“剛才做過實驗，酒精、煤油會不會熱脹冷縮?”老師問。“會。”學生們說。“現在，醬油、菜油會不會遇熱就膨脹，遇冷就縮小?”老師又問道。“不會。”學生們堅定地說。“這只是你們的猜測，”老師苦笑著說，“實際上，是會的。”“啊?”學生情不自禁地叫出了聲。

這個課例中，羅老師想通過實驗、通過討論、通過啟發，使學生自己得出“液體熱脹冷縮”的結論。但由于老師沒有真正的教學民主思想，不重視學生真實的想法，缺乏深厚的學科功底，無法根據學生的真實情況作出恰當的應對，死守預設，使得教學無法依靠內在的動力展開，教學過程不倫不類，教學效果反而更差。二、教學的互動本質人的知識、人的內部世界，是人為了適應環境而建構起來的對經驗的解釋。所以，從知識本性來說，人的所有知識都是內部生成的，而不是外部輸入的。例：對物體在地球附近下落的現象。亞：物體有回到“自己位置”的趨勢。牛：物體受地球對它的重力作用。愛：這是地球附近空間的性質。人的認識，是以自身已有的知識經驗為基礎與外界相互作用而建構起來的。學習者內部反思物理現象生活經驗文本知識老師同學班級情境在課堂中，教師、學生和學生之間的相互作用特別重要。教師、學生之間的相互作用能影響其他相互作用。老師和同學能對學習者提供有針對性的反饋和刺激。互動本質一個人的獨立學習與在課堂環境下的學習相比，后者的學習更有效果，原因何在？就在于課堂中，教師、同學會根據某學生表現出的學習狀態和提出的問題等，主動提供有針對性的反饋、刺激，使得學習者更有效地構建知識，這就是教學的互動本質。一種不正確的認識很多老師會認為，憑著自己對學科內容的熟悉，憑著自己學習這一內容時的體會，憑著自己多年教學形成的對學生學習的了解，通過巧妙的教學設計，能把課講到學生的心里去，不必追求時髦的互動，照樣能取得良好的教學效果。三、教師的認識能完全反映學生的認識嗎？演繹與歸納截流與源流邏輯與生成單樣與多樣片面與全面正確與錯誤拆分與整體理智與情感1．演繹與歸納從整體上講，教師先掌握了教學內容，通常是運用既有知識來解決面臨的具體問題，因而他們認識的基本走向是由一般到具體的，是演繹的。學生要學習新知識，認識的基本走向是從具體到一般，是歸納的。

例書放在桌面上，桌子對書有沒有作用力?教師的理解是，書受到向下的重力作用，它靜止在桌面上，桌面對書一定有向上的支持力，不然書將掉下。而我問鄰居讀初一的小女孩，她并不這么理解。A筆者：“桌子對放在它上面的書有沒有力作用？”女孩：“沒有。”筆者：“我用手拿住書，使書在空中。我放開手，書就會掉下。書在桌面上，如果桌面對書沒有向上的力，書怎么會不掉下來？”女孩：“書在桌面上就不會掉下。”２．截流與源流教師很容易只教給學生一些結論性的知識，而學生卻需要知道這些知識是從哪里來的，怎樣來的，才能真正理解它，接受它。這就是教師的截流式教學和學生的源流式學習規律。這里說的知識來源主要是知識論方面的考量。例教師只教給學生：在光的反射中，反射角等于入射角。一個學生問：光在反射和折射時，是不是走得慢一些的？？3．邏輯與生成教師常以為自己把知識按邏輯線索逐步展開，讓學生能一步一步地接受，就是重視了知識的產生過程。在這里，實際上一些老師又走進了另一誤區，把推演知識的邏輯過程與知識的生成過程相混淆。個體的知識，一定都是生成的。這個生成的過程，往往是直覺的、頓悟的，還有大量不能意識從而也無法用語言表達的因素參加。作為可意識、能表達的知識成果，我們才把它加工成以邏輯相聯系的體系。所以，邏輯推理是認識的成果而不是認識的過程。

例楞次定律的教學NNSS

B原向下向下向上向上Φ的變化增加減小增加減小B感方向向上向下向下向上B感與B原的方向關系相反相同相反相同

B原向下向下向上向上Φ的變化增加減小增加減小B感方向向上向下向下向上B感與B原的方向關系相反相同相反相同這樣分析得出楞次定律，似乎是順理成章，水到渠成。但最大的問題是，我們要尋找感應電流方向的規律，怎么想到要分析B感的方向？上課能聽懂，課外自己不會推導，不會運用，這是學生學習物理的普遍反映。造成這種現象的一個原因，就是教師在課堂上只做邏輯推導，沒有學生的深度參與。學生只了解知識之間的邏輯聯系，對邏輯背后的東西沒有體驗。這樣形成的顯性知識，與認知結構中的相關知識沒有豐富的聯系，自然對它掌握不牢固，理解不深刻，從而也不能靈活地用它來解決問題。4．單樣與多樣有經驗的教師常認為憑著自己的深厚學科知識和經驗，能涵蓋學生學習中的所有問題。但由于學生的差異性、創造性和發展性，教師面對班級學生群體，不可能完全預料班級學生中存在的認識和問題。這就是教師認識的單樣性和學生認識的多樣性。

例“光電效應”學生問題光電子是光子與電子組成的嗎？光照射金屬表面，光子向里沖擊電子，電子怎么會飛出金屬表面？金屬板受光照射的背面有少量光電子逸出嗎？金屬中的電子能吸收多個光子從而逸出嗎？如果這樣就沒有了極限頻率。金屬的逸出功隨著光電子的逸出而增大嗎？5.片面與全面教師由于反復地接觸學科知識和學科問題，對它形成了思維惰性和思維定勢，失去了對學科問題深究的動力和習慣。相反，初學的學生，它們會根據自己的知識背景，從一般的角度思考和分析學科問題。教師的觀點與學生的觀點相比，有時教師的觀點較為片面，局限于學科和常規的理解，而學生的觀點則更為一般，更為廣泛。例1水平放置的彈簧振子，質量為m，運動過程中最大速度為v，在半個周期的時間內，“彈力做的功可能是0～mv2/2之間的某個值”。班級里54個學生，有17個學生把這一選項選為正確。教師：“在半個周期的時間內”就是半個周期的時間，彈力做功當然為零（如圖）。AOB學生：“在半個周期的時間內”，指的是時間小于半個周期，這樣彈力做功就是0～mv2/2之間的某個值。例2：當兩列水波發生干涉，“如果兩列波的波峰在P點相遇，那么質點P的振幅最大。”對這一選項，班級里54個學生，有9個學生認為是錯誤的。學生：水波向外傳播，振幅不斷減小，所以圖中P點的振幅小于Q點的振幅，并非最大。PQ老師：振動加強，振幅最大。6．正確與錯誤為了提高知識教學的效率，教師力圖使學生的認識一次性地完成，力圖避免學生走彎路，避免學生出錯。為了避免學生走彎路，盡快地獲得“正確”的知識，教師往往會直接灌輸給學生“正確”的結論，并且會把自己通過多年的教學形成的“獨到”見解傳授給學生。為了避免學生犯錯誤，教師會根據以前的教學經驗，對學生容易出錯的地方進行預防性的教學。而學生的認知發展，有自身的規律。學生的認識都是與自身的認知水平相適應的。對成人來說是錯誤的學生觀點，對學生自身來說，有它的合理性，或者說是正確的。學生只有從自己的“錯誤”觀點出發，才能發展出正確的觀點。例兒童認為在桌面上的書沒有受到桌面的支持力，這是錯誤的嗎？理論是人構建的對自然現象的解釋，只要能解釋自然現象的觀點就是正確的。“書在桌上自然就不會掉下”是兒童對自然的一種解釋，它能解釋兒童觀察到的一類經驗：所有放在桌面上的物體都能保持靜止。所以對兒童來說，“桌面上的物體沒有受到支持力作用”這一觀點是正確的。7．拆分與整體教材的編寫，為了表達方便，一般把一個整體的內容，拆分成很多小部分，然后逐節逐段表述。教師為了教學方便，也常常同樣把一整塊內容，分解成很多前后相繼的小部分，然后依次逐步教學。而學生對某個知識的學習，卻不是線性的，不是一點一點累積的，而是整體感悟式的。學生對某個主題探索一段時間，會突然產生感悟，對有關的問題一下子全明白了，并對問題獲得了深刻的、整體的理解。這就是教師教學的拆分律和學生理解的整體律。8.理智與情感教師希望學生以頑強的毅力投入枯燥的學習生活，希望學生鍥而不舍地克服學習中的困難。而學生卻需要興趣、積極情感的支持，才能長時間地、有效地學習。總之，由于教師與學生在年齡、認知水平、經驗閱歷和角色等方面的差異，教師對教學內容和學習的理解，并不能完全、真實地反映學生的實際情況，所以教師根據自己的理解對課堂教學的設計，不會與學生的學習完全吻合。為了使教學符合學生的實際，為了使學生積極主動地參與學習，課堂必須開展實時的互動對話。通過對話，教師了解學生的真實情況，提供針對性的幫助，促進知識動態生成。

四、課堂互動的基本條件1．師生角色意識的轉變是課堂互動的思想保障

2．民主和諧的教學氛圍是課堂互動的情感保證3．學生的自主學習是課堂互動的動力源泉4．豐富的教學資源是課堂互動的信息基礎5．關注和傾聽是課堂互動的必要修養6.教師深厚的學科功底是課堂互動的必要前提1．師生角色意識的轉變是課堂互動的思想保障

在傳統教學活動中，教師的角色是傳道、授業、解惑，學生的角色是服從、靜聽和接受。互動教學中教師角色應該是學生學習的組織者、促進者、合作者，學生的角色是探究者、對話者和建構者。學生角色意識的轉變，必須教師教學觀念和教學方式先發生改變。2．民主和諧的教學氛圍是課堂互動的情感保證積極的互動有賴于各方的參與，建立起平等、民主、寬松、和諧的氣氛是多向互動的條件，只有這樣，各方才能敞開心扉、暢所欲言。民主和諧氣氛的創造關鍵在教師當學生在對話中有了獨特的見解，教師要及時反饋與鼓勵，使學生產生充滿活力、充滿創造的體驗。要堅持“無錯原則”。減小競爭壓力。3．自主學習是課堂互動的動力源泉學生要成為互動主體，必須以自主探索和獨立思考為前提。學生在學習中遇到了問題或有了自己的見解，才會產生交流和發表的需要。學生的自主學習需要教師去激發和保證。首先要允許和激發學生思考。其次要允許和激發學生思考自己的問題。再次要允許和激發學生以自己的方式思考問題。最后要允許和激勵學生表達自己的觀點。4．豐富的教學資源是課堂互動的信息基礎要在課堂中進行有效的、活躍的互動，必須要激起學生的興趣，啟發學生的思維，提供豐富的思維加工的材料，而這一切有賴于多樣的、合適的教學資源。需要強調，除了傳統的教學資源外，學生原有的知識經驗、生活體驗和課堂互動中提出的問題、見解、學生的學習狀態等是更為重要的教學資源。

5．關注和傾聽是課堂互動的必要修養關注課堂互動需要了解他人的觀點，為此必須要關心和注重他人的觀點。傾聽傾聽是主動了解他人觀點的行為。通過傾聽了解他人觀點的過程，就是努力理解對方意圖，思考恰當回應的過程。教師不僅自己要關注和傾聽學生的觀點，還要培養學生學會關注和傾聽。如果學生不能很好地關注教師和其他同學，課堂上就不可能呈現有效的互動。課堂上的關注和傾聽，教師的示范是最重要的。學生處于學習階段，不會用規范的科學語言明白表達自己的思想。教師要了解學生的真實意圖不是容易的事。為此需要教師：1.思想上重視學生觀點；2.耐心讓學生把話說完；3.通過詢問了解學生的觀點；4.以自己的學科敏感解讀學生觀點；例：數字排序(摘自“建構主義教學案例”)幼兒園孩子們練習從給定紙張上剪下10個已標出序號的小仙子，然后按照數字順序把它們粘貼在拼紙上。尼哥拉斯是這樣操作：12341123467815101234678159第二天，老師把尼哥拉斯的拼圖還給了他，上面寫著“順序顛倒”。尼哥拉斯回到家，問媽媽綠色紙上的字是什么意思。媽媽的解釋令他吃驚。他指著拼圖說：“1、2、3、4、5、6、7、8，我沒有地方了，所以就把9和10放在了前面。”媽媽建議尼哥拉斯把拼圖拿到幼兒園，向老師解釋這樣做的理由。可是第二天，尼哥拉斯把拼圖從背包里取出來，放在餐桌上。媽媽問他為什么不把拼圖帶到學校去，他聳聳肩膀說不想帶了。并說“這沒什么意義。”老師沒有了解尼哥拉斯的真實意圖，就給以“順序顛倒”的反饋，會對尼哥拉斯的學習尤其是以后的學習產生什么影響呢？必須要回答出老師期望的答案；只要自己認為是對的，沒有必要與老師交流；只要自己認為有道理，答案與別人是否相同無所謂；……例容抗的產生原因師：如圖，電容器能讓交變電流通過，為什么又要阻礙交變電流的通過？林敏杰：電源的電壓與電容器極板上電荷產生的電壓合成，對導線中運動的自由電子有阻礙作用。C～AB自己聽不懂林的意思，反問：不考慮導線的電阻，A、B之間的電壓就是電容器兩端的電壓，它們怎么合成？林敏杰無法回答。但班級中產生了竊竊私語。自己感到可能沒有聽懂林的真正意思。課后要學生寫出自己在上課時的想法。C～AB林敏杰對導線中的電子來說，當電源的電壓推動它向一方向移動時，極板上的電荷會阻礙導線上電子的運動，有些像楞次定律的“來拒去留”。電源充電何鐘磊電容器象水庫，水可進可出。水位超出了警戒線，即電容器被擊穿。單方向的進水無法通過水庫，這就是電容器的隔直流作用。而交流電路上的電容器，就像水庫一會兒進水，一會兒放水，水在一直流動著，所以交變電流能“通過”電容器。至于對交流又有容抗，一開始只是靠直覺。后來和林敏杰討論時發覺應是“原先積蓄的水有壓強”，即之前極板上積累的電荷對后來的同種電荷有阻礙作用。當放電時，雖說一開始同種電荷之間有推力作用，但極板的電荷減小，就相當于相反種類的電荷增加，對電荷的離開仍有阻礙作用6.教師深厚的學科功底是課堂互動的必要前提教師只有對所教的知識有正確的理解，對科學和科學探究有深刻的認識，才能：讀懂學生不清晰表達的真實意圖；作出正確的應對和恰當的引導；駕馭課堂發展的方向。例磁球的磁極在磁場這一節的學習中，由于教科書中介紹了磁球，一個學生提出：磁球的磁極是怎樣確定的？你理解學生的真實意圖嗎？如果你回答在磁球附近放置小磁針可以確定磁極，能使學生心服嗎？例渦旋電場線的教學如圖，磁感應強度B變化，金屬圓環中的感應電流是如何產生的？是誰推動導線中的自由電子做定向運動？B教師提出是變化的磁場產生了電場，這個電場推動電子定向運動形成電流。這種觀點被學生所接受。討論否認了是磁場對電子的作用力，因為原來沒有電流時，電子靜止，洛倫茲力為零。教師這樣啟發學生畫出電場線的形狀：拿了一個圓紙筒（圖甲），要學生由a處的電流方向判斷a處的電場強度方向，由b處的電流方向判斷b處的電場強度方向。希望學生據此判斷出電場線是閉合的，是渦旋電場。甲Iab乙但出人意料，學生畫的電場線是圖乙所示的螺旋線。楊老師無法理解學生的結論。五、教學設計的五個轉變1．從低水平問題設計向高水平問題設計轉換2．從封閉性設計向開放性設計轉換3．從邏輯設計向內核生成設計轉換4．從確定性設計向可能性設計轉換5．從硬性設計向彈性設計轉換1．從低水平問題設計向高水平問題設計轉換教師提出問題讓學生思考，是最常用的教學方法。很多的課堂，是教師不斷地提出問題來推動教學的展開。提問設計中較普遍的問題是，所提問題層次低、水平低，學生不用思考就能回答，甚至簡單得不想回答。只有高水平的問題（相對學生的水平），才能激起學生深度思考，激起不同頭腦的思維碰撞（互動）。例變壓器教學片斷（第二屆全國大賽）片斷1：變壓器原理的教學師：以前學過變阻器，能改變電流和電壓。今天再學一個裝置：變壓器。介紹變壓器的結構。師：閉合電路中產生感應電流的條件是什么？生：磁通量發生變化。師：如果在變壓器原線圈上加恒定電壓，副線圈上有無感應電動勢？為什么？生：沒有。……師：那么原線圈如果通交流電，副線圈上有無感應電動勢?生：鐵芯中有不斷變化的磁通量，副線圈上有感應電動勢。師：副線圈兩端如果接有負載，有無電流通過？生：有。另一種設計演示：在鐵芯上用軟導線當場繞上線圈Ⅰ、Ⅱ。線圈Ⅰ接學生電源的交流輸出，線圈Ⅱ上的小燈泡會發光。鐵芯問題：（教師不說學生頭腦中也已有問題了）線圈Ⅰ、Ⅱ相互間是絕緣的。小燈泡怎么會發光？小步子的設問拆解了問題的整體性和有機性，從而也剝奪了學習的探究性。學生雖然獲得了結論，但結論與原有知識的聯系較單薄，結論的得到沒有伴隨應有的心智努力，所以不利于結論的運用。如變壓器原理的小步子設問教學，學生就無法思考下列問題：兩個線圈通過什么聯系起來？可能涉及到什么樣的物理規律？原線圈中的電流應該是怎樣的（直、交）？鐵芯起什么作用？片斷2：電流、電功率關系的教學演示：告訴匝數，讀出兩電表的示數。師：電流與匝數有什么關系？生：匝數多電流小。師：可以看出它們近似成反比，即I1:I2=n2:n1。師：前面還學過U1:U2=n1:n2。從而有I1U1=I2U2。這表示什么？生：輸入功率等于輸出功率。另一種設計演示：用升壓變壓器，原線圈接學生電源12V交流輸出，副線圈兩端接220V、15W燈泡，燈泡發光。再并聯一個燈泡也發光。師：變壓器真是個好東西，它能放大能量。用12V的電壓就能使220V的燈泡發光。可以推想用這一個學生電源，就能使整個城市的燈發光。生：?（大惑不解）一會兒后，學生提出測量一下I1、U1、I2、U2。發現I1U1＞I2U2。再分析能量轉化情況，提出理想變壓器概念，得到I1U1=I2U2。進而得到I1:I2=n2:n12．從封閉性設計向開放性設計轉換開放性教學的內涵：第一，廣度上的開放，教學要面向全體學生。不同學生解決問題的不同狀態，包括正確的、錯誤的信息都有發表的可能，使它們可以成為學生交流討論的共享資源。第二，在深度上的開放，教學要面向學生的認識過程。也就是說，教學更重要的是展現學生的認識從錯誤到正確、思維從混沌到清晰的真實過程。

對開放性教學理解的一種偏差以為以開放性問題為教學內容的教學就是開放性教學。如果把開放性問題作為教學內容來進行教學，未必就能形成開放的教學。例如開放性問題的教學只是關注部分學生，呈現的僅僅是問題預定的幾個答案，那仍然是封閉性教學。例多普勒效應的教學創設情景實驗：把一蜂鳴器牢固地拴在約1m長左右的繩端，手掄動繩子使蜂鳴器做圓周運動，學生能聽到頻率忽高忽低。播放錄像：火車呼嘯而過，音調由高變低。開放教學如何解釋波源向著觀察者運動，觀察者接收到的頻率增大的現象？學生提出的解釋①波速增加了。②是空氣阻力造成的現象。③波源運動時振動頻率變大了。④由于波源向觀察者運動，“波在運動方向壓緊了”。波源觀察者波源不動時波源波源運動時觀察者u⑤波源向觀察者運動，距離變小，觀察者接收時間變短，所以接收到的頻率變大。3.從按邏輯設計向內核生成設計轉換人類的認識成果，為了表述和交流，總是把它加工成以邏輯相聯系的體系。在教學中，人們習慣于按知識的邏輯順序教授內容，但這與知識的生發過程不一定符合。因為知識按邏輯線索展開必定是線性的，知識的生成過程一定是胚胎式的，相關的概念和規律一定是同時生成的。內核生成式學習對某一知識點或某一知識單元，確定一內核問題或典型問題，引導學生對此進行充分的思考、探討和對話，產生感悟，實現發現。然后以此感悟、發現為核心，把原來的各個零散的知識組織起來，并不斷地完善、豐富和拓展，形成一個完整的邏輯知識體系。例：電磁感應與磁通量的整合教學（1）演示下面各種情況甲B變化乙S減小v丙v丁（2）問題。線圈不變，磁場變化，能產生感應電流；磁場不變，線圈變形或運動，也能產生感應電流。產生感應電流的條件到底是什么呢？（3）思考討論。給學生足夠的時間，讓他們充分發表意見。

觀點1生：產生感應電流的條件可以概括為導體要切割磁感線。師：圖甲中導體并沒有切割磁感線也會產生電流？生：圖甲中磁場變強了，相當于磁感線向線圈內部集中，這時線圈也切割了磁感線。師：這真是一個創造性的想法。觀點2生：產生感應電流的條件是相對于線圈的磁場發生了變化。師追問：“相對于線圈的磁場”是什么意思？學生：……師：你認為在圖甲中，相對于線圈的磁場是怎么變的？生：變大。師：圖乙中，相對于線圈的磁場是怎么變的？生：變小。教師：可以聽出你這個“相對于線圈的磁場”不是線圈中磁感應強度的強弱，而是通過線圈的磁場的……學生：多少。師：關于產生感應電流的條件，一種觀點是要切割磁感線，另一種觀點是通過線圈的磁場的多少要發生變化。這兩種觀點相通嗎？統一兩種觀點，引入磁通量的概念并同時得到產生感應電動勢的條件。

如果按照現有的知識邏輯，先學習磁通量概念，再學習產生感應電流的條件，教學就缺乏探究性，不會有發現的興奮體驗。而通過如上內核生成式的教學，學生發現產生感應電流的條件，同時建立起磁通量的概念。這一過程學生獲得了發現的強烈體驗。由此建立起來的產生感應電流的條件和磁通量的概念，由于是相互聯系的，學生對它的理解也更為深刻。優點在知識內核處設置問題，對學生具有一定的挑戰性，能激發學生的興趣；化較多的時間突破內核知識，其它知識能很快地通過接受式學習獲得，從而為在規定的時間內完成教學任務提供了可能；通過探究學習內核知識，學生將獲得按邏輯順序學習所不可能獲得的體驗和理解。4.從確定性設計向可能性設計轉換開放的教學較之封閉的教學來說，留給了學生較多的時間和空間，課堂也因此會生出太多的不確定因素。這要求教師在備課時要預測學生的可能狀態，在教學實施中要有應對挑戰的教育智慧。為了適應開放的課堂，需要教師從“確定性”設計向“可能性”設計轉換。課前要預測學生在課堂中的各種可能性，還要預設應對各種可能的教學策略。

4.從確定性設計向可能性設計轉換4.從確定性設計向可能性設計轉換例瞬時速度的概念是：物體在某點附近一小段距離內的平均速度叫做物體通過這一點的瞬時速度。在新課教學中，學生對瞬時速度的概念可能存在哪些問題?（1）既然是一小段距離內的平均速度，為什么說是這一點的瞬時速度呢？（2）一小段距離到底要多短呢？（3）一小段距離不同，測出的平均速度是否相同？（4）小段距離與點之間應該是下圖中的哪種關系？（5）上圖中的三種情況，△x/△t都是A點的瞬時速度，那么右圖中△x/△tAB=vA=vB，△x/△tBC=vB=vC，這樣，就有vA=vB=vC，推出不管怎樣運動的物體，瞬時速度都不會變化。這個結論顯然是荒謬的，如何解釋？

AAA△x△x△xABC△x△x5．從硬性設計向彈性設計轉換對教學過程的設計，還應該由統一的硬性規劃向彈性規劃轉換。設計彈性的過程，可以改變教學中的“一刀切”現象，使教學有可能更貼近學生的實際需要，有可能更顧及到學生之間的差異。方法：線性設計改為板塊設計將教學過程設計成幾個相互聯系的板塊，這幾個板塊的連接就是教學的大致方向。每個板塊都沒有規定詳細的硬性的步驟，而只是規定了師生活動的主題。對整堂課的教學而言，每個板塊就是一個功能塊，它們組裝成一體就達成了整堂課的教學目標。案例：“磁現象和磁場”的教學主要內容：磁現象；磁場，磁感線；電流的磁效應，安培定則；地球的磁場。教學考慮：本節課的基本知識，初中都已經學習過，可以用自學、討論的方法教學。教師提供學習材料，演示基本的實驗現象，學生通過自學，就能重新了解本節的內容；學生提出疑難問題，師生討論解決，能加深對學習內容的理解。教學流程（模塊設計）課前自學：教科書，提出疑難問題課內自學：“天然磁現象”、“電流磁效應的發現”、“安培對電流磁效應的研究”演示實驗：電流的磁效應；磁體對電流的作用力；同向和反向電流之間的作用力。磁場概念：教師講授疑難討論內容整理學生提出的疑難問題*電和磁有怎樣的聯系？*磁場是怎樣產生的？*磁體可以吸引鐵質物體，那么鐵質物體受力運動的能量是哪里來的？*磁極是怎樣產生的？為什么磁體斷裂后，斷裂處會產生新的磁極？*磁球的磁極如何確定？*為什么除鐵、鈷、鎳以外，其它金屬不具有磁性？鐵、鈷、鎳被制成磁體后，內部的原子分子發生了怎樣的變化？板塊設計的優點可以提供學生更大的學習空間和主動選擇的余地；使教學切合學生的實際，適應學生的差異；使教師能從教學設計起，就有如何應對教學中的可變因素和不確定性、并做出相應調整處理的思考，以增強教師在教學過程中的信息敏感和把握時機促進教學過程生成的能力。六、互動生成課堂的基本模式問題導入激活思維全面開放資源生成資源整合明確方向互動推進過程生成開放延伸拓展生成案例：“人造衛星”的教學主要內容人造衛星的力學原理做勻速圓周運動的人造衛星的速度公式和周期公式。第一宇宙速度。1．開放導入簡介人造衛星。給出兩組數據：原蘇聯發射的第一個人造衛星，質量83.6kg，距地面的平均高度384km，速度為7.37km/s，周期為96分。我國2005年發射的神州六號，質量約8噸，在距地面高度為343km的圓形軌道上飛行，速度為7.82km/s，周期為90分。１．開放導入師：衛星的發射和運行，要綜合地用到多個學科的知識和技術。單從力學原理的角度，對于衛星的運行，請你提出一些問題。可以是自己原來頭腦中就存在的問題，可以是你認為需要研究的問題，還可以根據上面所給的兩顆衛星的有關數據提出問題。例如：（1）牛頓提出萬有引力定律時，有人提出，月球受到地球對它的引力，它為什么不掉下來？前蘇聯發射第一顆人造衛星時，又有人提出這是不可能的，因為衛星會受到地球的引力作用而掉下來。

２．資源生成（2）衛星在軌道上運行要不要動力？（3）在軌道上運行的衛星速度可快可慢嗎？神州六號飛船在距地面高度為343km的軌道上運動，速度只能是7.82km/s嗎？（4）衛星的速度v與軌道半徑r有什么關系？與質量有何關系？（5）周期T與軌道半徑r和質量m分別有什么關系？（6）衛星相對于地面如何運動？（7）衛星在運動時，還會受到月球、太陽等對它的引力作用，這對衛星的運動有影響嗎？（8）衛星在運動中碰到太空垃圾會怎么樣？

３．資源整合——確定進一步的探究方向問題(1)、(2)、(3)有關人造衛星的原理，它們實際上是同一個問題的不同方面。問題(4)、(5)是做圓周運動衛星的速率和周期。問題(6)、(7)、(8)教師當時做簡要解答，不作為課堂研究重點。重點研討人造衛星的運行原理，這一點搞清了，速度和周期就能很快推出（內核問題）。這一點沒搞清，即使速度與周期的公式記住了，學生仍然會對衛星運行存在很多問題。３．資源整合——確定進一步的探究方向

師：你們認為月球受地球的引力作用為什么不掉下？生:無人能回答。４．互動推進——人造衛星原理教學師引導：對此問題，牛頓300多年前回答說，蘋果下落與月球不下落都是符合力學原理的。設想有一座陡峭的高山，當從山頂把物體靜止釋放，物體自由下落；把物體以一定的初速度水平拋出，它做平拋運動，水平速度逐漸變大，落地點逐漸變遠。如果沒有空氣阻力，當速度等于某一個值時，物體將繞地球做勻速圓周運動，永遠不會落到地面上來，如圖。師：牛頓的這一推理大家都能認同。現在你們認為月球不落下的原因是什么？生1：有初速度。生2：是慣性。師：水平速度較小就沒有慣性了？生：速度小，慣性不夠大。師：質量相同的物體速度大慣性大嗎？生：？生（過一會兒）：反正慣性的作用與引力的作用相抵消時，物體就既不出去也不進來。師：我理解你的意思。你的意思是，只有慣性的作用，物體將從A點運動到A1點，而同時由于受引力作用，物體將被拉到B1點，當OB1=OA，物體就做圓周運動。而初速較小，在相同時間內慣性作用只能從A點運動到A2點，引力作用將把它拉到B2點，A1B1=A2B2，就有OB2＜OA，物體將落向地面。AB1A1B2A2O師進一步提升：由于慣性，衛星想做直線運動遠離地球而去，而萬有引力則力圖把衛星拉向地球，當兩個因素勢均力敵，也即萬有引力等于需要的向心力時，衛星就保持跟地球的距離不變，做勻速圓周運動。在這里，我們看到，衛星的運動并不象飛機的飛行需要動力；月球一直繞地球運轉，它并沒有一個動力裝置。衛星在某一圓軌道上只能以一定的速度運動。解決了問題1、2、3，問題3，在速度公式中還會涉及。

利用萬有引力等于需要的向心力，推出做圓周運動的人造衛星的速度公式和周期公式，理解速度和周期與衛星的質量無關。５．拓展延伸學生提出的問題有：（1）繞地球做圓周運動的衛星，越高速度越小，是否越高發射越容易？（2）衛星能做橢圓軌道運動嗎？（3）如果物體在距地心為r處，發射速度，物體將怎樣運動？讓學生課外思考，以后的課中討論解決。v＞GMr七、教學案例電荷及其守恒定律的教學楞次定律教學實錄回旋加速器的教學電功電功率的教學案例一電荷及其守恒定律的教學教學片斷教學流程投放圖片激發興趣摩擦起電感應起電接觸起電起電本質電荷守恒定律互動情況：教師所提問題簡單，沒有觸及學生頭腦中的疑問，從而激不起學生的高水平思維，課堂中沒有真正的互動。學生自學后提出的疑難問題有：1．元電荷是電荷的單位嗎？2．元電荷就是電子嗎？3．為什么電荷量是不能連續變化的？元電荷e是如何測量出來的？4．什么是電荷？電荷是物質嗎？電荷與電子有什么區別？5．帶電棒能吸引紙屑，而紙屑是不帶電的，怎么吸引？6．兩物體摩擦，為什么會產生電？是什么因素決定了電子的轉移方向？也即兩物體相摩擦，什么因素決定了物體帶電的正負？7．課本上說：“原子核的正電荷的數量與（核外）電子的負電荷的數量一樣多，所以整個原子對外界較遠的位置表現為中性。”為什么只對較遠處表現為中性？8．絕緣體本身沒有自由電荷，那么外加的電荷能在絕緣體中自由移動嗎？9．感應電荷能大于原來的電荷嗎？10．光子的結構如何？它是如何產生正負電子的？正負電子又是如何湮沒的？11．電荷守恒定律與能量守恒定律有聯系嗎？它們在形式上是這樣的相似。若有，是什么關系？12.電荷守恒就是質量守恒嗎？因為各種起電只涉及電子的轉移。13．靜電計（或驗電器）的工作原理是怎樣的？14．電荷間的相互作用力是怎樣產生的？15．為什么摩擦后的橡膠棒開始能吸引紙片，而過一段時間后卻不能吸引了？案例二楞次定律教學實錄實驗。用俯視圖記錄各種情況的磁場方向和感應電流方向。甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓問題：磁場變化產生I感，I感方向有什么規律？生1：仍然可以用右手定則判斷。師：請具體解釋一下。生1：例如圖甲的情況，磁場增加，相當于磁感線向里集中，等效于線圈向外擴大，由右手定則就可以判斷出感應電流的方向。師：很好！確實可以用這種方法判斷感應電流的方向。當然，有的同學可能會說，用這種方法既要“相當于”，又要“等效于”，我不適應，那么還能想出其他辦法嗎？甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓生2：也可以用慣性來判斷。師：你是指線圈有慣性？這與感應電流有什么關系呢?生2：我不是這個意思。在圖甲的情況，磁通量增加，感應電流的磁場要與原來的磁場方向相反，阻礙增加；在圖乙的情況，磁通量減小，感應電流的磁場要與原來的磁場方向相同，阻礙減小。師：你的意思是，磁通量是有“慣性”的，穿過電路的磁通量總想保持不變？生2：對。甲IB↑乙IB↓丙IB↑丁IB↓07年真實課堂#N極下插，I感流向磁場強的處,上拔，I感流向磁場弱處。#N極下插與S極上拔相同。#磁鐵插向線圈，它們之間相斥；磁鐵拔出線圈，相吸。#畫成平面圖，磁場向里的情況下，當磁通量增加時，感應電流是逆時針的；磁通量減小時，感應電流是順時針的（如圖所示）。磁場向外的情況下……NNSS

案例三“回旋加速器”的教學師：有什么辦法使帶電粒子加速？生：用電場。師：磁場也對帶電粒子有作用力，能使它加速嗎？生：洛倫茲力始終與速度垂直……得到圖1的加速器，△EK=qU+-圖1師：要使粒子獲得很大的能量，必須提高加速電壓。但受到技術的限制，我們不能一次性產生需要的高壓，那么要把粒子加速到很大的能量，有什么辦法？+-圖2+-+-+-一級二級三級n級A1B1A2B2BnAn學生提出多次加速。得到圖2的加速器。生1：粒子從A1到B1加速，從B1到A2要減速，所以……生2：B1到A2之間是沒有電場的。教師肯定生3的做法，分析極板面積較大時B1、A2之間沒有電場.+-+-A1B1A2B2生3：可以在B1到A2之間接一導線，使它們成為等勢體。…師：直線加速器所占的空間范圍很大。有什么辦法減小加速器占據的空間范圍？圖3生1：可以利用磁場使帶電粒子的運動方向發生改變。教師按照學生的意思畫出圖3方案。并指出這是一個創造性的想法。生2：這樣帶電粒子最后不是要彎回到出發點了嗎？圖4生3：設計彎曲程度，使它成為一個螺旋形。教師根據學生的意圖畫出圖4。師：彎曲最厲害的情況是怎樣的？生：帶電粒子一次就彎回到出發點。教師作出圖5。指出:這種想法簡直是太好了。帶電粒子每次從B板出來又轉回到A板加速，如此循環，帶電粒子的速度就會越來越大，這簡直是太美妙了(渲染)。讓我們再考察一下這種創造性的設想，看還有什么不完善之處。BA圖5生1：由于半徑的改變，帶電粒子回不到A孔。教師解釋，帶電粒子能回到A孔。生2：由于A、B板有一定距離，帶電粒子回到A板，速度方向不再與A板垂直。師：可以讓A、B板距離小一些，A、B孔大一些。