（3）讨论。考虑到目前我国对太阳能最为广泛的利用是真空管太阳能热水器，为了把理论联系实际落到实处，培养学生的创造性思维能力和想像能力，设置讨论的问题有：太阳能热水器的真空管为什么被涂成黑色；真空管太阳能热水器水箱中的水变热的原理；能否把太阳能热水器的水箱放在真空管的下方以增加稳度；在使用中，为了排除雨雪天、昼夜的影响，从能量转化的角度出发，如何进行辅助加热；设计一个利用太阳能的方案；等等。
（4）估测。为了训练学生养成分析实际问题时能抓住主要因素而略去次要因素的能力，让学生测算家用炉具的热效率；或测算电冰箱的日平均电功率。
（5）撰写小论文。目前，我国大部分农村都存在着农民焚烧麦秆、落叶等生物质能的现象，这种行为不仅造成了大量能源的白白浪费。同时也造成严重的大气污染。因此，请同学们以“提高农村生物质能的利用率，促进农村欠发达地区的经济发展”为研究课题，写一篇小论文。
根据《物理课程标准》的要求，“能源的利用与开发”所涉及的知识与技能不是教学的重点，也无难点可言，但它却为过程与方法、情感态度与价值观的教育提供了丰富的素材和话题。而许多教师认识不到这一点，在教材的处理上。常常采用讲读或在教师指导下学生阅读来完成教学任务。上述教学设计采取了专题研究的形式，较好地体现了新课程的要求。
四、课堂提问的设计
提问是教师授课中一种常用的教学手段，也是谈话法、讨论法、引探式等教学法的基础。提问艺术是教师教学艺术的重要组成部分。良好的提问艺术能优化课堂教学过程，使师生间不断地处于和谐的信息交流中，从而提高课堂教学的效果。
【案例4】“楞次定律”
学生对“阻碍”含义的理解是掌握楞次定律的关键，由于受到思维定势的影响，学生常把“阻碍”理解为“相反”。为此，教学中可设计成系列问题进行点拨：①闭合回路中原磁场方向怎样？②闭合回路中原磁场的磁通量怎样变化？③闭合回路中原磁场的磁通量增加时，感生电流产生的磁场方向怎样？减少时又怎样呢？通过讨论、演示，使学生认识到“两磁场方向间具有‘增反减同’的规律”。
当学生的思维积极向前推进去攻克难点时，教师的提问又会帮助他们开辟新的路径，接通新的联系，产生顿悟和突破。例如，学生对公式R=UI的含义不甚理解时，教师可通过提问引导他们将它与ρ=mV罟进行类比；学习E=Fq生时，可以通过与R=UI的比较，帮助学生弄清场强的特征。
学生能否积极地进行思考和语言交流，与他们的思维是否受到“点拨”有关。教师在授课中不仅要善于巧设疑，同时还要善于导疑、点拨。当学生在学习过程中陷入困境或对某个问题发生争执而无法深入时，教师就要迅速而细心地分析学生成疑的原因，及时以适当的方式点破迷津，独辟蹊径。这时，教师要根据教科书的实际和学生的认知能力，预测学生学习新知识时可能产生的思维障碍，并通过巧妙的设疑，突破难点和关键，为学生学习新知识做好铺垫。
【案例5】“原子核的人工转变，原子核的组成”
教师可先提问：“卢瑟福的“粒子散射实验表明，原子是由带正电的核和核外电子组成。那么，原子核是否仍具有复杂的结构呢？”引导学生由天然放射现象自然地联想到原子核确实具有复杂的结构后，再问：“那么原子核是由什么组成的呢？”通过对有关物理事实进行分析、推理后，使学生确信质子是原子核的基本组成部分。至此，原子核的组成似乎很清楚了：“原子核由质子组成”这时教师连问：“原子核是否仅由质子组成？为什么？”教师将针对这一问题设计成的系列化问题进行提问讨论后，使学生领悟到原子核内可能还存在着质量跟质子质量相等的不带电的中性粒子，再引导学生通过对一系列事实的分析综合后，认识到中子是原子核的基本组成部分。这种追根究底的提问教学法，可以有效地帮助学生提高逻辑思维能力，进一步树立辩证唯物观，掌握科学地分析问题和解决问题的方法。
提问具有设置悬念的功能。这种功能无论在课堂活动中的启动阶段、深入阶段还是结尾阶段，都能充分地反映出来，并能发挥意想不到的作用。问题提出来了，学生急于知道究竟，教师却并不着急，甚至有时还预示有两个或多个答案，使学生暂时处于莫衷一是的境地，直到问题解决了，学生才放心，但教师却又来一问。这样，在设悬和释疑的矛盾运动中完成一节课内容的教学，使师生处于兴奋与和谐的思想交流中，从而提高了教学效果。
【案例6】“动量守恒定律”
讲解新课之前，教师筛选出五个问题，公布在小黑板上：①康乐球在桌上碰来碰去，它们的动量守恒吗？②为何要用钢球来做动量守恒的实验？③动量守恒的前提是什么？④你是如何理解动量守恒定律中所说的物体问的“互相作用”的？⑤中国球员的体重一般不及欧美运动员，为了提高冲撞的能力，应在哪些方面下工夫？
在“验证动量守恒定律”的实验中，先给学生提供实验器材，让学生体验如何根据实验目的去确定研究对象。接着提出如下问题，引导学生自己得出结论。
问题1：利用什么器材能使小球获得稳定的速度"
结论：利用斜槽，并让小球从等高处静止释放。
问题2：设计怎样的碰撞过程可使实验简单又合理？
结论：其中1个球静止，两球碰撞时对心正碰。
问题3：根据提供的器材，能否直接测量小球碰撞前后的速度？利用学过的运动知识，是否可以进行物理量的转化测量？还应该设计怎样的运动过程？
结论：等高平抛，将较难测量的速度巧妙转化为较易测量的位移，等等。
问题4：请同学们自己设计其他实验方案验证动量守恒定律。
结论：两摆球的摆动碰撞；斜面上的小车碰撞（利用打点计时器）；冲击摆装置；气垫导轨，滑块和数字计数器等。
巴尔扎克有一句名言：“打开一切科学大门的都是问号。”爱因斯坦也说过：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”提问的方法多种多样，并非完全独立，在授课中往往根据具体情况、对象，相互渗透，灵活运用。授课时不在于“多问”，而在于“善问”、“巧问”。教育心理学的研究表明，在很多情况下，学生的兴趣和刨根问底的热情总是与其期望心理联系在一起的。学生一旦产生了某种期望，就会对与之相关的问题发生兴趣，才能表现出强烈探究的欲望。因此，教师在教学中，要努力研究学生的实际需要，紧紧抓住学生的求知心理进行设疑、导疑和释疑，只有这样，才能充分发挥提问的教学功能，促进学生思维的发展和教学质量的提高。
五、充满活力的师生互动
【案例7】教科书中有这样一道题：某人站在平板车上，用大锤敲打车的左端，在锤子的连续敲打下，这辆平板车能持续地向右驶去吗？
课堂实录如下：
教师：……现在知道：①小车不能持续地向右运动；②也不是静止不动，而是随着锤子的起落左右晃动。不过，正是因为此题不难，我在上周布置预习时，就希望大家从中找出几个高质量的“牛角尖”，让大家比一比，谁的“牛角”最“尖”。
学生A：能否让平板车向一侧运动后，不再回到另一侧呢？
学生B：他只要从平板车的一端走到另一端，就可以了。
学生C：但是，人走车也走，人停车也停。能不能让车子不停地向前运动呢？
学生D：可在车上装个风扇，不住地吹风。
学生E：还可装个水箱，水箱一侧开个小洞，让水喷出来。
学生F：其实，他只要把手中的大锤平抛出去就可以了。
教师：我也凑个“牛角尖”：刚才的讨论有前提吗？
学生G：有！车轮和地面的滚动摩擦应该是零。
学生H：还有，空气阻力可以忽略不计。
教师：还有吗？想想看，在人的双脚和车的平面之间……
学生I：对了，必须有足够的摩擦力。
学生J：老师，我有个问题，不知能不能——就是当车子前进时，天上有位仙女看中了他，把车上的小伙子一把抓去，请问，这时的车子，速度会有变化吗？
教师：啊，这个假设真是太妙了！（鼓掌）
最后，大家公认，学生J的“牛角”最“尖”！
现代教学论认为，教师在课堂教学中是与学生处于平等地位的首席。在课堂教学中，教师的参与调动了学生的情绪，师生间的互动拉近了师生间的距离，与学生进行平等的对话和交流，使教师真正成为学生学习的指导者、帮助者和促进者。学生通过讨论、合作交流，他们的学习潜能得到充分发挥，学习灵感也不断产生，同时促进了学生各种能力的培养，以及知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的和谐发展。教师在与学生的互动过程中，教学的智慧得到发挥，教学思想、教学方法不断丰富，教学能力得到提高。
教学设计没有最好，只有更好。我们所给出的示例也不是很完善的，还需要在教学实践中不断充实。但要做好课堂教学设计，教师一是要熟悉《物理课程标准》，明确要求，领会精神。二是要了解学生，教学的缘起和归宿就是教会学生学，教师的职责不仅是“the teach our student physics”，而且应是“to teach our students how learn physics”，要明白学生需要学什么，怎样学，就必须了解学生。三是要钻研教材，整体把握教学内容，明确教学目的和要求，把握教学重点和难点。四是要确定教法，通过研究教材，科学处理教学内容，精心设计教案。
（ 第四节 ）实践活动的设计实例与评析
物理实践活动包括教师与学生在课堂上的探究实验，也包括课外实践活动，本节的实践活动主要是指后者。物理实践活动的设计应基于《物理课程标准》提出的以下要求：培养学生收集和处理信息的能力、交流与合作能力、综合运用知识分析和解决问题的能力，以及创新精神和实践能力；在实践活动中，要促进学生物理知识与技能的理解，增进学生对科学本质的理解，以及情感态度与价值观的形成和发展。
一、探索性的实践活动设计
【案例1】闪光照相能测出重力加速度吗？
在说明自由落体的加速度时，教科书常用的实验证据是频闪照片，对于闪光照相能否测出自由落体运动的加速度，即重力加速度，学生常常产生疑问，而问题的焦点也集中在如何从照片上获得小球下落过程中各点间的实际距离。办法只有一个，那就是设法得到拍摄过程中像、物之间的缩小比例。获取原始数据显然是困难的。教师可为学生提供各种条件，开放实验室，放手让学生进行实践。
要完成这一实践活动，学生在实验前要了解通过电磁控制实现小球自由下落以及每隔l／30s自动进行闪光照相的奥妙，理解实验原理，进行实验设计。在实验过程中，学生既要完成小球自由落体实验，又要进行照片拍摄、冲洗等工作。还要做好各方面的协调。在如何获取像、物缩小比例的问题上，也必须开动脑筋，如有的直接通过测量物距、像距，求像距与物距的比；有的在实验装置旁设置一根标尺；还有的则在不改变物距、像距的情况下，为一位同学拍摄一张全身像，求出像长与身高的比，这些都充分显示了他们的聪明才智。最后是理论计算，求得结果：得到像、物缩小比例后，从拍摄的闪光照片上测出Sn、Sn+1……由g=1k·Sn+1-SnT2（其中T=1／30s）求得重力加速度的值。
【案例2】叠砖块
有五块砖，请在不进行计算的情况下，把它们垒叠起来，要求最上层一块砖的俯视投影不与最底层的一块砖的底面重合，叠放时每块砖只能纵向安置，而不允许纵横交错。看谁能最快地把五块砖垒好。
某同学首先把一块砖放在桌上，再把第二块砖放在其上。为了获得尽可能多的伸出面，他使上面一块砖伸出全长的12，他在放第三块砖时遇到了难题，第三块砖最多只能与第二块砖对齐，超出一点砖就要塌下来。是把第二块砖退缩一点，还是使第三块砖退缩一点呢？退缩多少才是最佳呢？看来还得另想办法。你能把这个巧妙的方法想出来吗？
【案例3】探究运动的相对性
人跑步时，感觉到的风向或者雨滴的方向与真实的风向或雨滴下落的方向（即风或雨滴相对于地面的方向）有什么不同？建议学生完成下面的实验研究和作业。
（1）选择基本无风的天气，当你跑步时，你感觉到的风总是迎面吹来的，跑得越快，风力越大。这是因为你向前跑，你相对于空气是向前运动的，空气相对于你是向后运动的。如果你测出了自己跑步的平均速度，你就可以得出结论，你感觉到的风向与你跑步的速度方向刚好相反，速度的大小相等，原因是你感觉到的风向和风速是空气相对于你运动的情况，是以你作为参照物的。
（2）在有风的天气里，你可以先测量一下风向和风速，可用简易风向标或小旗测出风向，用手表或秒表测出风吹起薄纸片到10m远处所需的时间，计算出风速；也可以根据最新发布的天气预报所说的风向和风力，参照相关参数表估计风速。记下风向和风速后，例如北风7m／s，你再以一定的速度沿与风向垂直的一个方向（例如向东4m／s）跑步或骑自行车，记下你感觉到的风向（例如风从东北吹来），然后改变你跑步的方向（例如向西4m／s），再记下你感觉到的风向（例如风从西北吹来）。在练习本上画下这两次实验的速度合成图。
在这个实践活动中，如果风速和跑步的速度测量较准确的话，可以判断你感觉到的风向是否准确（特别是风速和跑步的速度大小不一样时）。如果你感觉到的风向是准确的（例如手拿着风向标），则可以计算出风速的大小。
通过这种形式的教学活动，不仅使学生掌握了物理研究的方法，更重要的是调动了学生学习的主动性和积极性，为他们提供了实践的机会，使他们的综合能力得到了提高，同时也是将课堂教学向课外延伸的尝试。物理学并不只是课堂上讲的，教科书上写的，而在我们的生活、工作中，在丰富多彩的自然界中，都存在着无穷无尽的物理现象和问题，它们是活的更生动更完美的物理。对这些现象的探究更能激发学生的求知欲和培养他们的辩证唯物主义世界观，使他们认识到：世界是复杂的，又是有规律的；要想揭示规律，就必须有思维的多向性，而又善于抓住主要矛盾。
探索性实践活动的课题（或者称之为“问题”）的来源有以下途径：
