一、优化教学方法设计的含义
进行优化教学方法设计的最终目的是提出具有新颖性、可操作性、实效性的创新物理教学方法。在本书中，这种创新物理教学方法“创新”的主要目的是实现中学物理课中的思想政治教育功能。在提出具体的创新物理教学方法之前，首先要明确两组概念的区别，其一，中学物理教学方法与实现思想政治教育功能的中学物理教学方法的区别。中学物理教学方法是指中学物理教师为达成新课程标准的三维教学目标，以促进中学生的全面发展，而在教育教学工作中所采取的，能够实现此目的的具有实效的手段、措施、办法。而实现物理教学中的思想政治教育功能的物理教学方法是其中的一个方面，其他方面如物理知识的教学方法、培养物理技能的教学方法、培养实验操作能力的教学方法等，两者是部分与整体的关系。其二，创新物理教学方法与一般物理教学方法的区别。一般物理教学方法主要指传统物理教学方法，为中学物理教师所熟知、熟用的方法，包括讲授法、设问法、讨论法、演示实验法、分组实验法等。而创新物理教学方法应具有新颖性，同时必须具有实效性，并且应当符合中学物理新课程标准。
二、优化教学方法设计的列举
实现思想政治教育功能的创新物理教学方法，是指中学物理教师为达成新课程三维目标及实现思想政治教育功能所采取的具有新颖性、实效性的手段、措施、办法。所以，以下所列举的中学物理课方法是符合这种性质的方法。
第一是体验法。体验法是指通过观看科普教育视频、阅读科学名人传记、观看科幻电影、参观科技馆、听专家科普讲座、开展科技小制作活动等方式达到提升科学素养的目的，包括科学探究过程的体验、科学思维的启迪、对自然界奥秘探索的渴望、高科技发展趋势的了解等。
第二是探究法。探究法是指开展科学探究活动，让学生通过自己的探究来达到学习物理知识及规律、体验探究过程及方法。探究过程中，学生能积极参与，勤于思考，勇于探究，最终形成一定的科学探究能力。
第三是合作法。合作法是指在各种物理教学活动中，如物理实验、探究活动、新课学习、习题课、网络学习等过程中，学生之间，也包括师生之间，为达成教学目标，通力合作、共同进步的一种教学方法。这种方法能培养学生的合作精神、团队精神及人际交往能力。
第四是辩论会法。辩论会法是指以某一物理学联系社会生活实际的课题作为学生课堂辩论会的题目，班级学生分为2～3组，每组学生持一种观点进行辩论，最后由学生代表总结，教师最后评价。这种方法能够帮助学生理清思路，切实感受物理学与社会生活实际的联系。例如，核能利用的利弊讨论就是很好的辩论题目。
第五是网络教育法。网络教育法是指教师确定某一物理学研究课题后，学生主要通过互联网查询、了解、学习相关知识，并可在网上进行讨论的一种方法。有一部分中学生没有正确的上网观，导致延误学习，形成恶习，如能在网络领域引导学生的成长，无疑能对此问题的解决起到一定作用。
第六是自编教材法。很多教师从事教育教学工作多年，都有很丰富的教学经验和对物理学及中学物理教学的独到理解，在其所擅长的领域采取自编教材的方式能够充分体现其个性教学特点及个人人格魅力，对学生的影响将会是富有特点的。这也符合新课程标准提倡教学方式多样化的要求，能够对中学生的全面发展起到一定的作用。
三、教学设计案例
下面笔者以人教版高中物理选修3-5第十九章第六节“重核的裂变”为例进行说明。
一、教学目标
（一）知识与技能
（1）知道核裂变反应。
（2）知道链式反应的发生条件。
（3）知道原子弹原理。
（4）了解裂变反应堆的工作原理，了解常用裂变反应堆的类型。
（5）知道核电站的工作模式。
（二）过程与方法
通过让学生自己阅读教材，查阅相关资料，以问题为中心，培养学生归纳与概括知识的能力，锻炼学生的思维能力。
（2）通过核能利用思考科学与社会的关系，引导学生关注科学技术的社会责任，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
（3）通过介绍“两弹元勋”邓稼先和我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇发现铀的三分裂和四分裂现象的杰出贡献，渗透爱国主义和科学精神的教育。
二、教学重点
（1）链式反应及其释放核能的计算。
（2）重核裂变的核反应方程式的书写。
三、教学难点
重核裂变的链式反应的发生条件。
四、教学方法
读书指导法、体验法、合作法、网络教育法。
五、教学用具
多媒体教学设备。
六、课时安排
1课时。
七、教学过程
（一）引入新课
师：在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、8月9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理吧？那么，我们这节课就来学习裂变。通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
播放视频，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。
学生观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。
（二）复习
师：是不是所有的核反应都能放出核能？(www.xing528.com)
生1：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。
师：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。
（三）讲授新课
1.核裂变
师：核裂变的特点是什么？
让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位学生陈述小组讨论的结果。
生2：重核分裂成质量较小的核的反应，称为“裂变”。
教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为“裂变”。
2.铀核的裂变
（1）铀核的裂变的一种典型反应
师：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？
让学生阅读课本核裂变部分内容，然后分小组讨论，最后每一小组由一位学生陈述小组讨论的结果。
（2）链式反应
师：链式反应是怎样进行的？
生3：这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代地继续下去的过程，叫作“核裂变的链式反应”。
注意：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。
（3）临界体积（临界质量）
师：什么是临界体积（临界质量）？
生4：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积称作它的临界体积，相应的质量叫作“临界质量”。
（4）裂变反应中的能量的计算
教师总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代地继续下去的过程，叫作“核裂变的链式反应”。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。
3.核电站
师：核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？
让学生阅读课本中的核电站部分内容，分小组讨论。每一小组由一位学生陈述小组讨论的结果。
生6：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。
生7：减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。
生8：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。
生9：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。
师（提问）：核能发电的优点、缺点是什么？
学生回答：
优点：污染小、可采储大、比较经济。
注意：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。
教师扩展并小结：了解常用裂变反应堆的类型，介绍秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。介绍我国优秀物理学家在核裂变研究中的贡献，激发学生的爱国热情，培养他们的科学精神。
（四）课堂小结
通过本堂课的学习，要知道核裂变的概念，知道什么是链式反应，会计算重核裂变过程中释放出的能量，知道什么是核反应堆，了解核电站及核能发电的优缺点。要向我国优秀的核物理学家学习爱国主义精神和科学精神。
（五）作业
请学生课后阅读课本内容，巩固课堂学习的知识。
请学生课后阅读“科学漫步”，并上网搜索“切尔诺贝利核电站”，了解核泄漏对环境会造成严重的核污染。
请学生课后探讨课本第88页“问题与练习”中的2—5题。
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