课件135张PPT。高中物理选修1系列 的教学南京师范大学
仲扣庄一、国际科学课程内容改革概况1、美国
1983 A Nation at Risk
《国家处在危险中》“Average achievement of high school students on most standardized tests is now lower than 26 years ago”
SAT scores have been in “virtually unbroken decline”for 2 decades
“science achievement scores of U.S. 17 year olds” have fallen since 1969
Secondary school curricula have been homogenized (均质化) ,and diffused to the point that they no longer have a central purpose.
In effect, we have a cafeteria-style (自助餐式的) curriculum in which the appetizers (开胃菜) and desserts (甜点) can easily be mistaken for the main courses.(a)4 years of English;
(b)3 years of mathematics;
(c)3 years of science;
(d)3 years of social studies;
(e) one half year of computer science. 1996年制定《国家科学教育标准》
科学内容标准
(1)科学的统一概念和过程
体系、秩序和组织
证据、模型和解释
变化、恒定性和测量
演变与平衡
形式和功能
(2)作为探究的科学
进行科学探究所需要的能力
对科学探究的理解
(3)物质科学
5-8年级 9-12年级
原子的结构
物质的性质及其变化 物质的结构和性质
运动和力 运动和力
能量的传递 能量守恒与无序度的增加
能量与物质的相互作用(4)生命科学
(5)地球和空间科学
(6)科学与技术
技术设计的能力
理解科学与技术
(7)从个人与社会的视角所见的科学
(8)科学的历史与本质
作为人类奋斗目标的科学
科学知识的本质
历史的观点2、英国《1988年教育改革法案》规定从1989年起，全国所有公立中小学实行统一课程，科学为三门核心课程之一
1989年颁布《国家科学教育课程标准》
第一部分 科学探究
要求学生通过探究活动学会一些系统的科学技能和方法
第二部分 知识和理解
学生需要理解、掌握的科学知识和概念
3、日本20世纪80年代把削减中小学课程内容和理科课程综合化作为课程改革的重点
1989年颁布《学习指导纲要》，规定初中从1993年，高中从1994开始全面实施
突出科学领域中最基本的一些概念和原理
介绍最新的科学知识及其有关方法，以便使学生能跟上科学技术发展的步伐。
增加与社会及人类自身发展密切相关的内容。
加强科学?技术?社会观点的渗透。
高中(2003)二、我国物理课程内容改革概况1、中学物理课程内容改革的必要性 长期以来，我国的物理课程内容以学科为中心，强调双基教育，追求知识的完整性和严密性，割裂物理学与社会、生活和现代科技的联系，学生不会运用所学知识，不能把所学方法迁移到实际问题情景中。
学生普遍认为高中物理课程内容太难、偏多，对物理产生畏难情绪。
由于多数学校为追求高考升学率，出现了过早分科的现象，许多学文科的学生在学完力学内容后，几乎就停止了物理课程的学习，不能对基础物理内容有完整的了解，不利于提高他们的科学素养。 学生对学科课程的具体感受物理与美
物理学的美： 简单、和谐、统一、对称 2003年8月14日，由于俄亥俄州的一家电厂发生电力波动，造成美国东北部和加拿大部分地区发生大面积的停电事故。
正常的生活秩序顿时混乱，数以百万计的人们只能在黑暗中无奈地等待光明。物理与人类文明 2001年教育部颁布的《基础教育改革纲要（试行）》提出：“改变课程内容‘难、繁、偏、旧’和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。” 2、基础教育课程内容改革的举措(1)表述方式的变化
《教学大纲》采用列表的形式在“内容和要求”、“演示”、“实验内容”、“说明”栏中对教学内容和教学要求作了说明，以学科为中心，基本按物理学科的结构展开，强调物理学科自身的系统性和逻辑性，对教学内容规定得过死、过细，限制了教师的主动发挥和学生兴趣的培养。
3、《课程标准》与《教学大纲》课程内容的比较 《课程标准》把中学物理课程内容分为“科学探究及物理实验”和“科学内容”两部分，就科学探究各个要素提出了明确的要求，科学内容对各个三级主题提出明确、具体的目标要求。教学内容不再严格按物理学科的逻辑顺序排列。(2)内容及教学要求的变化 《课程标准》在课程内容上突出物理学中最基本的概念、原理、思想和方法，增加了学生终身学习必备的近代物理学内容，删去了一些“难、繁、偏、旧”的知识，降低了物理计算的要求。
《课程标准》在三级主题中，通过“了解”、“认识”、“理解”、“应用”、“独立操作”、“经历”、“反应”、“领悟”等一系列水平动词，具体地给出了知识技能目标和体验性要求的目标，操作性更强。
本次课程改革将通常要持续2－3年才能学完的科目内容分解组合为若干相对完整的模块，每个模块一般需要36个学时完成，占2个学分。
模块是为了实现明确的教育目标，围绕某一特定主题，通过整合学生经验和相关内容，而设计的相对完整、独立的学习单元。
三、高中物理课程内容高中物理课程内容共同必修
物理1 物理2
物理选修
1系列
物理选修
2系列
物理选修
3系列
共同必修
物理1 物理2
课程标准对共同必修模块的
功能和价值的规定
共同必修模块是为全体学生设计的，旨在引导学
生学习基本的物理知识，了解物理学的思想和研究方
法，初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响。
物理
选修２系列
课程标准对选修２系列的
功能和价值的规定
选修２系列侧重从技术应用的角度展示物理学，强
调物理学的应用和实践。
物理
选修３系列
课程标准对选修３系列的
功能和价值的规定
选修３系列在注重物理学的应用和社会意义的同
时，较系统地介绍物理学内容，进一步强调物理学的
研究思想和方法。
课程标准对选修１系列的
功能和价值的规定
选修１系列侧重物理学与社会科学和人文学科的融
合，强调物理学对人类文明的影响。
四、选修1系列的内容 通过选修１系列的学习，让学生体验探究过程，了解物理科学与人类社会的互动关系，突出体现科学精神与人文精神的结合，从思想、观念、方法层面上提升学生的科学素养和人文素养。 ●精选典型史料和探究活动，在处理好“亲历”与“追溯”关系的基础上，着重展现科学发现过程。
●通过翔实的资料，凸现科学、技术、社会的互动关系，形成正确的科学观，体会人类不懈的探索精神。
●让学生在“读、做、悟、创”中，感悟人类追求简单、和谐、统一的思维方法，培养学生科学世界观。
物理1-1
第三章 电磁感应
一、电磁感应现象
划时代的发现
电磁感应现象
电磁感应产生的条件
大家谈 遗憾出自哪里？
科学足迹 法拉弟与划时代的发现S T S
P14 避雷针的发明与古建筑保护
P76 输电的发展历程
P82 “大面积停电”引发的思考
科学足迹
发电机的发展历程
科学漫步
寻找地外文明
选修1－1 电磁现象与规律
电磁技术与社会发展
家用电器与日常生活 本模块涉及电磁现象和规律、电磁技术与社会发展、家用电器与日常生活等内容。
学生将经历从观察、认识形式多样的电磁现象到构建统一的电磁理论的探究过程，了解这些知识产生的历史背景，以及由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革，认识科学技术和社会发展的互动关系，学习科学家不畏艰辛、勇于探索和创新的精神。
选修1-2
本模块涉及热现象及其规律、热与生活、能源与社会发展。
本模块以能量的使用为主线，学生在学习物理学基础知识和方法的同时，将认识科学技术和社会发展的互动关系，以及由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革。思索科学、技术与社会协调发展的关系，培养可持续发展的意识。五、选修1系列的教学价值与建议1、选修1系列的教学价值 根据学生的文科选择和发展，将带入一个崭新的物理世界。这里，展示了一幅生动的科技发展史长卷：古老的电现象、19世纪开始的电气化时代、20世纪的信息化、现代家庭科技生活……。
在这个世界里学生将欣赏到物理世界的自然美；分享到科学家在探索过程中的迸发出的思想火花和灵感；认识科学技术对人类文明的进步和社会发展所起的推动作用。
充分认识科学、艺术和社会科学是自然美的和谐体。美是自然的、和谐的。像诗歌、小说、美术等艺术一样，物理学作为人类文明的重要部分，是世界文化的瑰宝。
“只有把科学和人文学科融为一体，我们才能期望达到与我们时代相称的智慧的顶点。”
----拉比
“科学和艺术的共同基础是人类的创造力，它们追求的目标都是普遍的真理。”
----李政道 文科学生研究物理不再是停留在比理科学生少学一点的水平上，而是从另一个视角，换一种方法接受科学方法和科学态度的熏陶。
物理学在为我们提供现代化的舒适便捷的生活时，为我们带来了无限的想象空间、艺术的创作天地和文明诞生土壤。让我们在这里展开想象的翅膀，飞翔在理想的人文殿堂。2、教学建议 阅读和理解
物理选修1系列有很强的可读性，图美、文美，我们可以调动学生自主阅读。阅读中，在赏析教材的思想、语言、图片的同时，了解科学发明过程；抓住主要内容，理解物理学核心知识；通过课外阅读的部分内容，扩大知识面，关注人与自然、社会的和谐关系，建立起可持续发展意识和全球观念。 活动和研究
经历科技活动的过程和课题研究过程，掌握科技活动的方法和课题研究的方法，培养综合运用所学知识的能力、质疑能力、收集和处理信息的能力、分析和解决问题的能力、语言交流能力以及团结协作能力。培养独立思考的习惯，开拓思维敏感性和严密性。 模拟气体的压强统计规律 大家谈
测量全班的身高，分别
统计身高158 -160cm、 151
-163cm 、 164 -166cm ……
的人数，然后以身高为横
坐标、人数为纵坐标作出直
方图，看看有什么规律。 想象和创新
对于教材中的许多内容，我们不要拘泥于教材。作为教师，我们可以依据《课程标准》对教材进行再创造，组织出更生动、活泼的教学内容。对于学生，在掌握了一定的物理内容后，我们可激发他们无限的想象力和创造力，对“问题和练习”及“课题研究” 有所作为。如设计科技活动方案，创作与科技相关故事、科幻小小说及美术作品等。案例第1章 电场 电流一、电荷 库仑定律教学目标:
1、知识技能：
了解静电的发现，知道电荷守恒定律。
2、过程方法：
会用验电器检验摩擦起电产生的电荷，检测静电感应产生的电荷。
会用原子结构模型和电荷守恒定律分析摩擦起电和静电感应现象。
3、情感态度价值观：
认识静电就在我们身边，破除对电的神秘感。了解富兰克林统一天电与地电的勇气和对人类文明的贡献。第1 课时 电荷“激情表演”课的课堂设计 根据文科学生具有强烈的表演欲望和语言表达能力， 我们将这节课设计成为让学生“激情表演”的课堂教学形式。
这节课预定男女主持人各1人，讲故事的选手2人，实验活动选手2～3人。
课前，各位选手在老师指导下根据各自的任务做好准备。老师在这里起着导演的作用。整节课在主持人的组织下进行。
这样，让学生在具有感染力的渲染的气氛中，通过自主、活泼的活动的形式，欣赏到物理世界的自然美；分享到科学家在探索过程中的迸发出的思想火花和灵感；认识科学技术对人类文明的进步和社会的发展所起的推动作用。同时，又锻炼了学生的组织能力，语言表达能力，激发文科学生学习物理知识的积极性，培养文科学生对待科学的态度。一道闪电
像一把利剑
划破长空
催动着滚滚雷声……
人们对电的认识始于闪电。世界各地的民族,对闪电都曾怀有一种恐惧、敬畏的心理。在许多神话传说中，闪电被拟人化地比喻为天神在发怒，在咆哮。
不过，也有过许多可贵的思想家，反对神秘主义，在科学的荒原上积极寻找闪电的本领。
我国西汉时典籍《淮南子》中记载：“阴阳相薄为雷，激扬为电。”意思是说，电是一种激荡之气，闪电是一种自然现象 那么，云层中为什么会有电？
电的相互作用是怎样发生的？
电的相互作用有什么规律？
闪电属于静电范畴，静电又有什么应用价值？
现在，让我们
从闪电谈起现在，让我们
从闪电谈起 我们可以在这里模拟闪电 不过，在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电的本质，经历了漫长的岁月，许多人付出过巨大的代价。请欣赏故事：“静电现象的发现” “ 顿牟掇芥” ----王充 “ 看,琥珀都有灵魂哩！” ----泰勒斯
让我们通过两个实验活动来认识两种起电现象 为什么两块摩擦后的扳子一起放入验电器的金属筒，箔片为什么不会张开？任意抽出一块，箔片却张开了？ 左右两验电器箔片张角为什么相同？
先移走连接杆，拿走带电棒，观察验电器的箔片张角有何变化？
用连接杆再度将两个验电器相连，两验电器箔片张角有何变化？它说明了什么？ 从刚刚两个实验活动中，我们发现了什么共同的规律呢？
请同学们朗读：
电学的“法典”
——电荷守恒定律
电荷既不能创生，也不能消失，它只能从一个物体移动到另一个物体上去，或者从物体的一部分转移到另一部分，电荷的总量保持不变。 请同学们分组讨论：
怎样运用物质的微观模型和电荷守恒定律解释静电感应现象呢？你能说明为什么绝缘导体两端产生等量异号电荷吗？
科技的发明并不是一帆风顺的，最初人类对电的研究进展非常缓慢。这是为什么呢？重要的原因是人们无法获得大量的电荷，更不能储存电荷。 起电机和莱顿瓶的发明，解决了如何获得大量电荷和有效储存电荷的难题，为我们进一步研究电现象提供了技术保证。现在，我们来研究导体带电有什么特点 我们在这里做了许多静电实验，你可曾想到，这些静电跟天空中的闪电是不是一回事？
下面，让×同学带领我们一起领略伟大的富兰克林是如何统一天电和地电的。 由此得来的电火可以使酒精燃烧，并用来进行别的有关电的实验，而 这些实验平常是靠摩擦小球或小棍来做的。 展开你想象的翅膀，跟同学交流讨论：
富兰克林的风筝实验，对当时人们的思想会产生多大的震撼？它的价值体现在哪里？ 从苍天那里取得了雷电，从暴君那里取得了民权。
——杜尔格（法）结束语：富兰克林的风筝实验，不但使电学的发展从幽深的书斋走进了自由的大自然，而且解放了人们长时间被神化禁锢的思想，认识大自然的变换规律是可以认识的，人类的文明进程向前迈出了一大步。课后活动:
1、 搜集材料，介绍富兰克林的生平
2、 以闪电为主题，写一篇科普短文核能的利用链式反应
爱因斯坦与核能
结合核能的利用，讨论两著名科学的意见：皮埃尔·居里1903年说：“人类从未来的发现所得到的好处将比坏处更多”。卢瑟福1915年说：“我希望人们在学会和平相处之前，不要释放镭的内部能量”。 六、 物理课程中的科学史教育
1.增强物理教学的历史感 科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前。读者体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程，也很难达到清楚地解释全部情况。
----爱因斯坦钱三强：
任何科学的新分支，从它的产生、发展到把它的道理弄清楚都要经过不少曲折，有些还会由于“偶然”的遭遇而一时“蒙难”。而我们的教师对青年进行教育的时候，常常是应用经过几次消化（中、外人士）的材料来讲授的，或者经过抽象的理论分析把它表达出来。 这样的教学方法会使青年失去对观察和实验的兴趣，容易发生误解，以为什么结论都可以用数学推导得到。加之现在特别强调考试，因而增加了背书的倾向。这样的结果使青年们不了解科学本身是怎样来的。时间长了，等到他从事教学时很容易把科学作为一门死科学来教；从事研究工作时思想也不会活泼（这正是我们科学界的弱点）。……希望加强横的多门学科知识的介绍，同时还希望介绍各门学科发展的历史，以了解它的纵深。……从长远来说，将对我国科学技术的发展会大有作用。History and Nature of Science(9-12)
SCIENCE AS A HUMAN ENDEAVOR
NATURE OF SCIENTIFIC KNOWLEDGE
HISTORICAL PERSPECTIVES
美国国家科学教育标准HISTORICAL PERSPECTIVES
在历史上，形形色色的文化都对科学知识和技术发明作出了贡献。数百年前，现代科学开始在欧洲迅速发展。在过去的二百年间，科学对西方和非西方的工业化作出了巨大的贡献。然而，其他非欧洲文化也发展了科学概念，也通过技术解决了人类的许多问题。
HISTORICAL PERSPECTIVES 通常，科学中的变革是作为对现有知识的微小修改出现的。科学和工程的日常工作导致了我们对世界的理解和我们满足人类需要和抱负的能力的渐进式进步。通过研究科学家个体，研究他们的日常工作和他们在自己的研究领域推动科学知识进步的努力，可以学到许多关于科学内部运作和科学本质的知识。 HISTORICAL PERSPECTIVES 偶尔也会有对科学和社会具有长远影响的科学和技术进步出现。这类进步的例子包括： 哥白尼革命 牛顿力学 相对论
地质学时间尺度 板块构造地质学 原子理论 核物理学 生物进化论 生命起源理论 工业革命
分子生物学 信息与通信
量子理论 星系宇宙
HISTORICAL PERSPECTIVES
科学解释的历史观点说明，科学知识如何随时间的推移发生变化，而且几乎始终是建立在先前知识的基础上。
普通高中物理课程标准(实验稿)
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。 亚里士多德是希腊古典文化的集大成者，恩格斯称他是最博学的人。
他的著作是古代的百科全书，据说有400到1000部，与物理学关系密切的有：《物理学》、《天论》、《起源与衰灭》、《气象学》。 在物理学方面，亚里士多德最重要的贡献是创造了这门学科的名称.
他初步提出以物质运动及其与时间、空间、与周围物体的关系，以及物质的本原为研究对象，以形成一门独立的自然学科，他重视对身边事物的具体观察，强调逻辑思维的作用，首先尝试运用数学方法来考察具体物理定律，从而引起了众多的讨论与研究，这些都在一定程度上为欧洲文艺复兴以后物理科学在实验基础上的奠基起了某些先导的作用。 此外，亚里士多德还对虹、视觉、管长与乐音的关系等作过一些初步的观察和解释，从月食和星座的变迁中推证了地球是圆形的，对地球的大小作出了在当时条件下比较合理的估计。
他认为“下落运动的快慢有两个原因：
①运动所通过的媒质不同（如通过水或空气）
②运动物体自身轻或重的程度不同，如果运动的其他条件相同的话”。
因此他关于落体运动的定律是：“物体下落的时间与重量成反比，如一物重量是另一物的两倍，则在同一下落中只用一半的时间。”“如果空气比水稀两倍，则同一运动物体在水中运动时要耗费两倍时间。” “任何运动着的事物都必然有推动者”。
“设动力为α，运动物体为β，经过距离为γ，发生位置移动的时间为δ，则同一动力α在同一时间内将使β/2移动2γ，或在δ/2内使β/2移动距离γ。” 1885年10月1日，爱因斯坦进入离家较近的天主教会办的小学 ，由于有学前教育的经历，一上学就读2年级。
1886年，其母波林在一封信中写道：“昨天，阿尔伯特收到他的成绩单。他又是班中第一名，而且成绩非常好。”
10岁进入卢伊波尔德中学
“我作为一个学生，既不特别好，也不坏。我主要的弱点是记忆力差，特别苦于记单词和课文。只是在数学和物理方面，我通过自学，远远超过了学校课程，而且在哲学方面，就学校课程规定的范围来说，也是如此。”
当时卢伊波尔德中学的校长维莱特纳1929年写信给慕尼黑的报纸说，以1 为最高分，爱因斯坦的希腊文、拉丁文、数学 成绩总是在1和2 之间，到后来数学成绩一直保持1。光量子假说 他在1906年发表的《论光的产生和吸收》中开头部分所写：“当时我以为，普朗克辐射理论在某个方面似乎同我的论文是相对立的。”维恩1896年设想了一个黑体辐射模型，他“把辐射想像是由按几率规律运动着的气体分子产生的”，由此推导出维恩公式。关于光的产生和转化的一个试探性观点 “关于黑体辐射、光致发光、紫外光产生阴极射线，以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察，如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释，似乎就更好理解。” “从经验的联系上来对‘黑体辐射’进行考察”，在维恩公式的适用范围内，比较了“能量密度足够小的单色辐射的熵”和气体分子的熵 “能量密度小的单色辐射（在维恩辐射公式的有效范围内），从热学方面看来，就好象它是由一些互不相关的、大小为Rβυ/N的能量子所组成。” “从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是连续在越来越大的空间之中，而是由个数有限的、局限在空间各点的能量子所组成，这些能量子能够运动，但不能再分割，而只能整个地被吸收或产生出来。” Πε= Rβν/N-P 2.进行科学方法教育
了解科学探究过程
授人以鱼，不如授人以渔。
（德国）第斯多惠：
一个差教师奉送真理，一个好教师教人发现真理。 自由落体定律只是人类知识长河中的沧海一粟，但“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。” 伽利略在《关于两门新科学的谈话和数学证明》中介绍了斜面装置：“拿一块12肘长、半肘宽、3 指厚的木板。靠它的边缘刻一道约略大于一指宽的小槽，把这个槽做到尽可能的直和光滑，里面垫上尽可能光滑的羊皮纸。然后拿一个硬的、光滑的、极圆的铜球，放在槽横内去滚。将这块木板放在倾斜位置，使一端比另一端高一肘或二肘，再将铜球沿槽滚去……”
人民教育版2.5????? 对自由落体运动的研究
l???????? 绵延两千年的错误
l???????? 逻辑的力量
l???????? 猜想与假说
l???????? 实验验证
l????????伽利略的科学方法
3．加强非智力因素的培养 (1)兴趣 动机 爱因斯坦:
我们是不是可以把一代继着一代不断在自然界的书里发现秘密的科学家们比作读这样一本侦探小说的人呢?…… 这个奥妙的侦探故事，至今还没有作出解答。我们甚至不能肯定它是否有一个最后的答案。但是阅读这本书已使我们得到许多收获。它已教会我们懂得自然界的基本语言。它使我们了解到许多线索，而且它是科学的历次艰苦发展中精神愉快和奋发的源泉。 (2)意志
居里夫人1896.8 以第一名的成绩通过巴黎大学毕业生担任中等到学校教师任职资格考试，以普查放射性元素为博士论文课题。
1898.7 发现Po, 1899.12－－1902 ４年 几吨沥青矿渣石 ０.１克镭盐
Working
discovery(3)诚实的科学 态度，不迷信 权威美国实验物理学家密立根将自己视为光的波动理论的捍卫者，定下了工作目标：对爱因斯坦的光电效应方程进行彻底检验，以抑制 “不可思议的”、“大胆的”和“轻率的”光子说。密立根： “结果和我所有的预期相反”，“实验证明了爱因斯坦方程是精确成立的”。 “尽管有时我认为我掌握了与该方程不相符合的证据，但我发现，研究的时间越长，误差消除得越干净，方程预见的结果就愈发符合我观察到的结果。” “引出该方程的物理理论似乎是完全站不住脚的” (4)爱国主义教育 八卦―互补原理 （美）贝尔纳： 中国许多世纪以来，一直是人类文明和科学的巨大中心之一。 《经上》：动，或徙也。
东汉《尚书纬·考灵曜》：地恒动不止而人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行不觉也。
《西京杂记》 卷一记载丁缓所制被中香炉
“为机环转四周， 而炉体常平，可置被褥中。” 沈括《梦溪笔谈·补笔谈》：
古乐钟皆扁如盒瓦，盖钟圆则声长，扁则声短。声短则节，声长则曲，节短处声皆相乱，不成音律。 《梦溪笔谈》：
方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。 1921??????? 叶企孙 h=(6.556±0.009)×10-17erg.s 1924—26 吴有训 芝加哥大学 证实康普顿效应 1941??????? 王淦昌 《物理评论》 关于探测中微子的建议 1952 戴维斯间接证实 1946—47 钱三强、何泽慧 U的三分裂、四分裂 约里奥?居里：钱三强的发现，是我们实验室在战后三年中取得的重要工作． 1965—66 北京大学胡宁先生 强子结构的层子模型
1995年3月2 日费米实验室CDF组和D0组同时宣布发现顶夸克。中科院高能所自1989年先后派出20余人参加了D0组的工作，有8 人在论文上署名。谢谢!课件93张PPT。
南京师范大学
仲扣庄
zhongkz@sina.com高中物理选修3系列 的教学一．选修３系列在高中 物理学中的地位和作用物理
选修３系列
课程标准对选修３系列的
功能和价值的规定
选修３系列在注重物理学的应用和社会意义的同
时，较系统地介绍物理学内容，进一步强调物理学的
研究思想和方法。
●通过比较完整的、系统的物理探究活动，
展示物理学的核心内容，落实三维目标。
●让学生在物理实验、理论思维与数学方法
应用等方面得到比较充分的训练，学习探索物理
世界的方法和策略。
●更多地关注物理学与科技发展的前沿，培
养和发展学生的科学志趣和将科学服务于人类的
意识。二．选修３系列的模块 及二级主题选修３－１第一是对“场是除实物以外物质存在的另一种形式”的认识，学生通过电场和磁场的学习不仅要知道电场和磁场的基本性质，了解电场和磁场规律在科学技术、生产和生活中的应用，而且要加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。
第二是关于电路的学习。电路是电能传递的途径，在高中阶段主要是探究电能从电源经导线传递到用电器的路径，也就是闭合电路的规律，同时，要认识电路元器件和电路参数的物理意义等，了解电路的研究在现代科技发展中的作用，以及与日常生活的密切联系。
选修３－２ 电磁感应现象展示了不同运动形式之间的联系，同时也为电能的大规模应用奠定了物理学的基础；
交变电流是生活和生产中最常用到的电流；
传感器则是生活和生产中各种测量、控制所不可缺少的元器件。学习这些内容时要同样重视它们的理论意义和实践意义。 选修３－３ 能量是贯穿于所有自然科学和技术科学的物理量。本模块用能量的观点分析热运动的问题，从宏观和微观两个角度认识热现象的规律，应用统计思想和能量转化与守恒的规律解释现象、处理问题。
本模块在高中物理学习中首次涉及统计思想，学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然现象中的普遍意义。
通过联系生活和生产实际，学生将进一步认识能源开发、消耗和环境保护等方面的问题，树立可持续发展的意识、社会参与意识，培养对社会负责的态度。 选修３－４ 波动是一种常见而重要的运动形式。自20世纪初以来，随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究，与波相关的物理学内容的重要性日益突出。在这个模块中，学生将首先通过机械波的学习认识波动的一般规律，进而学习电磁波和光。
电磁场和光现象的深入研究使物理学的探索进入了高速运动的领域，发现了不同于日常生活经验的规律，诞生了相对论。在本模块中，学生将初步接触相对论的知识，从而拓展视野，激发进一步探索科学奥秘的兴趣。 选修３－５ 在本模块中，学生将学习关于原子、原子核等微观粒子的初步知识。这是了解现代科学技术的基础，也是继续学习物理学以及相关科学技术的基础。
历史上，对于电磁波、原子结构的认识，典型地展示了人类认识自然规律的科学方法；而对于微观粒子的波粒二象性的认识，则表现了人类直接经验的局限性。在本模块的学习中，要注意体会其中的科学方法、科学思想，感受科学的和谐美。
动量守恒定律是自然界的基本守恒定律之一，是研究微观粒子所必需的知识，要在学习原子结构和原子核的内容之前学习它。 三．选修３系列教学建议1、突出让学生经历科学探究过程 应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。 学生最喜欢的课堂教学方式 86.7%的学生表示喜欢有较多的动手操作或亲身实践、讨论交流或自学等课堂教学方式，12%的学生喜欢以老师讲授为主的方式。通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律（3-1）
通过探究，理解楞次定律。 （3－2）
通过实验，观察液体的表面张力现象，解释表面张力产生的原因。
通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。 （3－4）
探究物体弹性碰撞的一些特点。 （3－5）(1)什么是科学探究？
科学探究指的是科学家们用以研究自然界，并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。
科学探究，也指学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。 探究未知是人的天性，每个孩子都是科学家。
“每个人在他们幼年的时候都是科学家，因为每个孩子都和科学家一样，对自然界的奇观满怀着好奇和敬畏。”
——天文学家卡尔.萨根(2)科学探究的要素
提出问题
猜想与假设
制定计划与设计实验
进行实验与收集证据
分析与论证
评估
交流与合作
案例：3-4 单摆的探究 提出问题 从某种角度来说，科学家们就象侦探一样，把各种线索拼凑起来弄清事情的来龙去脉。科学家对周围的现象和事物，都十分留意。为了揭示大自然的秘密，仔细地观察着周围的世界。
科学家不只是观察，他们还总是以“怀疑”的眼光审视所观察到的现象，并就观察所得进一步提出可以通过科学探究来解决的问题。猜想与假设 只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说 。
科学探究的起点是问题，科学探究的核心特征是假设。 猜想和假设是创造性思维中最活跃的因素. 假说是对实验结果的预测。和所有的预测一样，假说是建立在观察和以往的知识经验上的。但与许多预测不同的是，假说必须能够被检验。严格的假说应该采用“如果……，那么……”的句式。这样的假说其实就是对你要进行的实验的一个粗略概括。
设计实验 搜集证据 科学家不只是提出问题，还会努力找出问题的答案。他们会借助查阅资料、观察和实验等方法来收集有关的信息及证据。
实验的目的是为了检验假设是否成立。检验的结果可能被证实，也可能被证伪。如果最初的假设遭否定，则须修订或做出新的假设，然后继续检验，直至新的假设通过所有实验的验证为止。
分析与论证 实验中得到的观察和测量结果称为数据。实验结束时要对数据进行分析，看看是否存在什么规律或趋势。
如果能把数据整理成表格或者图表，常常能更清楚地看出它们的规律。
要思考这些数据说明了什么。它们能不能支持你的假说？它们是否指出了你实验中存在的缺陷？是否需要收集更多的数据？
得出结论 交流合作 结论就是对实验研究发现的总结。在下结论的时候，你要确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复好几次实验才能得出最后的结论。但得出的结论往往会使你发现新的问题，并设计新的实验来寻求答案。
科学家很乐意将自己的研究成果公布于众并与同行们交流。他们认为这种交流是智慧的交换，对得出正确的结论是十分有益的。在交流过程中，他们很注意倾听和尊重他人提出的不同观点和评议，既坚持原则，也勇于放弃或修正自己的观点。
新的问题 当一个问题解决后，还会出现新的问题。例如，为什么单摆周期与摆球质量、摆角无关呢？如摆动时间很长，又有什么情况发生？……
科学家又会设法解决这些新的问题，继续他们的研究工作。
情景引入案例：3-2 变压器 认识结构，提出猜想，实验验证理论分析和论证评价与应用(3)科学探究的方式是多种多样的探究没有僵化的规程，虽然有一些基本的过程要素：问题；事实证据；解释；评价；交流。
以问题情境为动力；
以科学方法为工具；
以探究思维为灵魂；
案例：3-5
光电效应(4)探究需要与其他多种方式结合探究式学习不是惟一的学习方式，也不是任何情况下最好的学习方式。
不可能也不必要事事探究，特别是直接获取证据的探究活动。
要使学生学会间接学习。
关注使探究与接受学习有机结合起来。3-4案例 广义相对论简介 卓别林先生，您真伟大，您演的电影全世界人人都能看懂。 爱因斯坦先生，您也很伟大，您的相对论全世界几乎没有几个人能够弄懂。 爱因斯坦在完成了狭义相对论以后，着手考虑引力问题和把相对性原理推广到所有的参照系中。 爱因斯坦抓住了一个古老而平凡的实验事实：在引力场中一切物体都具有同一加速度，即惯性质量等于引力质量。 “惯性质量”——质量是物体惯性的量度。质量与物体运动的加速度有关。 “引力质量”——物质产生引力场或受引力场作用的能力的量度。 实验证明： 惯性质量 = 引力质量 伽利略的发现：
物体自由下落的加速度与物体的质量无关 。Free Fall on the Moon 牛顿在《自然哲学的数学原理》中描述了他所做的单摆实验，证明惯性质量与引力质量之差不超过千分之一。 爱因斯坦 ： “我为它的存在感到极为惊奇，并猜想其中必有一把可以更加深入地了解惯性和引力的钥匙。”
“在引力场里，一切物体都以同一加速度下落，或者说——这不过是同一事实的另一种讲法——物体的引力质量同惯性质量在数值上是彼此相等的。这种数值上的相等，暗示着性质上的相同。引力同惯性能够是同一的吗？这问题直接导致了广义相对论。” 设想在一个加速上升的电梯内，观察者无法区别，究竟是由于电梯在作加速运动受到惯性力呢，还是由于处于一强大的引力场中？ 爱因斯坦提出用引力场的概念来代替超距引力的概念。 惯性质量×加速度=引力质量×引力场强度 既然m惯=m引 那么任何引力场都可以归之于一种相对的加速度。 爱因斯坦提出等效性原理 一个有引力场作用的参考系同一个没有引力场作用但在作相应的加速运动的参考系，对物理过程的描述是完全等效的。 ①水星近日点的进动 水星由于进动，到达近日点的时间每世纪相差5599秒。 运用牛顿力学进行计算，由于金星的摄动影响，产生531秒的误差，地球自身运动对观察的影响又找到5026秒的误差。还差42秒，长期不得解决。 爱因斯坦把行星绕日运行当成在太阳引力场弯曲空间中的短程线运动，算出由于水星进动每世纪相差的42秒。
②光谱线红移 光在强引力场中传播时，将丧失一部分能量，因而频率变小（与地球相应谱线相比）。 穆斯堡尔效应：在地面上用实验验证光谱线红移。 1959年庞德和雷布卡让57Fe发出的γ射线经过 △h=22.5m的高度差，观测到谱线红移。
③光线经过太阳时受引力场作用发生偏转
爱因斯坦计算α=1.75″ 由英国海军爱丁顿将军率领两支勘测队分赴几内亚湾和巴西，于 1919年5月29日日全食时进行观测。
当年11月6日由 J·J·
汤姆孙宣布结果，分别为1.61〞±0.30〞和1.98〞±0.12〞。其平均值与理论值符合得很好。 1919年11月7日《泰晤士报》
科学的革命
新的宇宙理论
牛顿的概念被推翻人体带电
表面张力
酒杯2、关注非常规实验3、充分利用现有实验器材你能用这个仪器测出阴极射线中电子的比荷吗？
实验中需测量哪些物理量？
怎样测量这些物理量？
怎样根据测量的物理量，计算电子的比荷？
请进行实验，并将测量结果与同学交流。 案例：3-5
电子的发现4、注重现代教育技术与 实验教学的整合 IT实验室
计算机辅助物理实验系统由物理量传感器、数据采集器、计算机和数据处理软件组成，它可实时采集、处理实验数据，实验结果可以数字、图形等形式显示在屏幕上案例：3-3
气体的等温变化案例：3-2 自感5、联系生活、联系社会、 联系现代科技案例：3-5
探究动量变化与冲量的关系 《物理3－5》第1章 碰撞与动量守恒 令17世纪科学家迷惑不解的碰撞实验精心设计情景
如何使鸡蛋从高处落下不碎?
两小球碰撞时动量如何变化?
两球相撞时，动能守恒吗?
以问题串展开教学内容
从1990年起，香港的中学生每年都要举行 趣味科学比赛，其中的一个项目叫“鸡蛋撞地球”，要求设计保护装置，使鸡蛋从大约13m的高度落地后完好无损。
如果你所在的小组受邀
参加比赛，你们的方案是什么？ 富有挑战性的项目研究 探究动量变化与冲量的关系 运用牛顿第二定律进行理论探索 引导学生分析：
动量变化相同，力与作用时间的关系v1=5.822m/s v2=1.224m/s m=0.07kg t=3T=3*1/30s=0.1s N1=m(v1 + v2 )/t+G=5.63N 用数码摄像机（相机）研究鸡蛋的下落 v1 = 5.822m/s m = 0.07kg t < T =1/30s N2 > mv1 /t+G =12.91N 变力的冲量 项目研究成果交流
提出评价要求
课内、课外结合 方案1：用纸包裹鸡蛋，吊在降落伞下。
方案2：利用钢丝(或竹签)和橡皮筋，结合几何知识制作而成，结构精巧，反复实验后材料质量只有10g。
还可上网了解香港及国外中学生相关项目研究成果和奇思妙想随手取材的小实验随手取材的小实验 谢谢!冯．卡门卡门涡街 在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、并排列成有规则的双列线涡。选修3-1
第一章 静电场
电学的基础，主要内容与原来的教材相仿。
第1节 电荷及其守恒定律
P2中间：“人们没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷。这表明……”怎见得没有第三种电荷？理性思维，或批判性思维
P2最后一段，认为学生对原子结构已经有些初步了解（强相互作用）
取一对用绝缘柱支持的导体 A和B，使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔是闭合的。
把带正电荷的球C移近导体A，金属箔有什么变化？
先把A和B分开，然后移去C，金属箔是否又有什么变化？
再让A和B接触，又会看到什么变化？
利用上面介绍的导体结构的模型，解释看到的现象。
图1.1-1静电感应
P3的实验
本书强调守恒的思想――
追寻守恒量
能量守恒的引入
研究碰撞过程中的不变量（动量的引入）
电荷守恒定律
P5第3题
3. 有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为，应该怎么办？
物理学中一个常用的处理方法：利用情境的对称性。也为P7“库仑的实验”做准备。过程与方法
第2节 库仑定律
P6演示实验的下面：“这隐约使我们猜想……”猜想静电相互作用的形式是否与万有引力相似。科学方法的教育。
P8上部
“公式中各物理量的单位都已确定……”在国际单位制中，“库仑”是怎样确定的？
P11第1题
1．A为带正电的小球，B为原来不带电的导体。试分析以下情况中A、B之间是吸引力还是排斥力。
（1）把B放在A附近；
（2）把B放在A附近并将B靠近A的那端接地。
相似的问题：带电体为什么能够吸引纸屑？
P11第3题，又一次用到对称性：
3. 真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B（均可看做点电荷），分别固定在两处，两球间静电力为F，现用一个不带电的同样金属小球C先与A接触，再与B接触，然后移开C，此时A、B球间的静电力变为多大？……
第3节 电场强度
P12最下
我们不能直接用试探电荷所受的静电力来表示电场的强弱，因为对于电荷量不同的试探电荷，即使在电场的同一点，所受的静电力也不相同。然而，人们会很自然地想到，如果把一个尺寸很小的电荷我用做试探电荷，它在电场中的某个位置受到的静电力是F1，另一个同样的点电荷在同一位置受到的静电力一定也是F1。现在把两个这样的电荷一同放在这里，它们总的电荷量是2q1，它们所受的合力很可能就是2F1。依此类推：三个……也就是说，试探电荷在电场中某点受到的力F很可能与试探电荷的电荷量q成正比
F = Eq
式中E是比例常数……
实验表明，我们的推测是正确的：……
根据（1）式我们知道
……
P13旁批
在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究对象的某种性质。例如，用质量m与体积V的比值定义密度、用位移l与时间t的比值定义速度v、用电场力F与电荷量q的比值定义电场强度E，等等。这样定义一个新的物理量的同时，也就确定了这个新的物理量与原有物理量之间的关系。
在日常生活中也常遇到类似的情况，购买物品时的“单价”就是一例。此外，“人均国民生产总值”、“人均占有耕地面积”等，实际上都是用比值定义的。
在今后的学习中，还会遇到用比值定义的物理量。
科学方法。
用比值定义物理量（必修1）
P14“说一说”：“把导体放到电场中，在达到静电平衡状态后，导体内部的电场有什么特点？你是怎样得出这个结论的？”最后一行：“（2）电场线在电场中不相交，这是因为……”
理性思维，批判性思维，质疑
第4节 电势能和电势
思路：
现在：
库仑力做功的特点
↓
电势能
↓
电势
↓
电势差
过去：
库仑力做功的特点
↓
电势差
↓
电势
↓
电势能
科学思想与科学方法：
本书通过做功定义能量和得出能量的表达式
――重力势能、动能、弹性势能、内能……
库仑力做功与路径无关
用了较多的篇幅讨论库仑力做功的特点
理性思维。势能――由位置确定的能量
P21中间：“……由此可知，等势面一定跟电场线垂直，即跟场强的方向垂直。这是因为，假如不垂直，场强就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时电场力就要做功了。”
P21旁批：“这里讨论等势面与电场线的关系时用到了反证法。反证法是科学研究中重要的逻辑方法，在日常生活中也常用到。你能举出一个例子吗？”
反证法，情感态度价值观
P22第2题
2. 解答以下题目后进行小结：如何根据试探电荷的电势能来判断电场中两点电势的高低？
(1) +q在A点的电势能比在B点大，A、B两点哪点电势高？
(2) －q在C点的电势能比在D点大，C、D两点哪点电势高？
(3) +q在E点的电势能为负值，－q在F点的电势能也是负值，E、F两点哪点电势高？
反复练习，反应要快。
第5节 电势差
P23 UAB =UA－UB 及 WAB ＝EpA－EpB 要熟练，反应快
P25第2题
2. 在研究微观粒子时常用电子伏特（eV）作做能量的单位。1 eV等于一个电子经过1 V电压加速后所增加的动能。请推导电子伏特与焦耳的换算关系。
这个值1.6×10－19应该在脑子中记一记，有好处。
第6节 电势差与电场强度的关系
P27第4题
图1.6-4小山的等高线图
4. 图1.6-4是初中地理中的等高线图（图中数字的单位是米）。小山坡的左边a和右边b哪一边的地势更陡些？如果把一个球分别从山坡左右两边滚下（不考虑摩擦）哪边的加速度更大？现在把图1.6-4看成一个描述电势高低的等势线图，图中的单位是伏特，a和b哪一边电势降落得快？哪一边的电场强度大？根据两者的对比谈谈你的体会。
科学方法
第7节 电容器与电容
电容的单位“法拉”
1 F的电容器
环保手电
插入P29图 研究影响平行板电容器电容大小的因素
指出观察什么，不写观察到什么，更不写得到什么结论。
P31“做一做”
甲 观察电容器放电的电路图 乙 实验装置
图1.7-7用传感器在计算机上观察电容器的放电
……
一个电容器放电的I-t图象
（1）在图中画一个竖立的狭长矩形，它的面积的物理意义是什么？
（2）怎样根据右图估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？
（3）根据以上数据估算的电容是多少？
科学方法：再一次熟悉力学中用过多次的方法。
实践意识：给出最原始的材料，解决实际问题。
P32第2题
2. 一个平行板电容器两极板相距0.1 mm。为得到2 μF的电容，每个极板的面积应该多大？把答案与一扇窗户的面积做比较。
实践意识。
第8节 带电粒子在电场中的运动
P33带电粒子在电场中加速后的速度
用不着背。在P33的例题中也是重新导出的：解出速度v并把数值代入，得……
求发射电子的最大速度
P38第2题
2. 某种金属板M受到某种紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的方向，其速度大小也不相同。在M旁放置一个金属网N。如果用导线将MN连起来，M射出的电子落到N上便会沿导线返回M，从而形成电流。现在按图1.8-11那样给M、N之间加一个电压U，发现当U ＞12.5 V时电流表中就没有电流。
问：被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？
通过阅读获取知识的能力，从原始材料中提取物理问题的能力。
极常用的实验方法。
第二章 恒定电流
第1节 导体中的电场和电流
图2.1-4导线与电源连通后，导线内很快形成了沿导线切线方向的恒定电场
情感态度价值观方面的考虑：质疑的习惯
P42
本书用q = It，而非
P42
【例题1】 有一条横截面积S＝1 mm2的铜导线，通过的电流I ＝1 A。已知铜的密度ρ＝ 8.9×103 kg/m3，铜的摩尔质量M＝6.4×10－2 kg/mol，阿佛加德罗常数N＝6.62×1023 mol－1，电子的电量e＝－1.6×10－19 C。求铜导线中自由电子定向运动的速率。
解 ……
图2.1-5导线左端的自由电子经过时间t到达右端
取一段导线（图2.1-5），自由电子从它的左端定向移动到右端所用的时间记为t，则这段导线的长度为vt、体积为vtS、质量为ρvtS。这段导线中的原子数为
……这段导线中的自由电子数目与铜原子的数目相等，也等于n。
由于时间t内这些电子全部通过右端横截面，因此通过横截面的电荷量是
q = ne =e
……
研究宏观量与微观量的联系时，这是极常用的一种方法。
例：2006年广东省的一道高考题
（2）风力发电是一种环保的电能获取方式。设计每台风力发电机的功率为40 kW。实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29 kg/m3，当地水平风速约为10 m/s。问风力发电机的叶片长度为多少才能满足设计要求？
原教材也有涉及，但放在“思考与讨论”里了，而且没有深入分析。
第2节 电动势
原教材没有明确地说什么是电动势。本书的考虑：强调科学思想――做功与能量变化的关系。
“非静电力”是什么？用摩擦起电“制造”宏观电源的例子。
的定义不要求学生复述。
P44生活中的电池。电池的“容量”――如“1400 mA ? h”、“记忆效应”。
第3节 欧姆定律
P46第一个小标题“欧姆定律”，演示、定律、单位，可以不讲，简单复习。
P46两个曲线的横坐标、纵坐标不同，“伏安特性”专指纵电流、横电压。
P47“测绘小灯泡的伏安特性曲线”：
为什么不用分压电路？
“你在自己做出的伏安特性曲线中有什么新的发现？你怎样解释这个现象？”的教育意义。
P48“说一说”根据图2.3-5讲通过二极管的电流与电压的关系――通过图象获取信息的能力（原来二极管只是“正通逆断”）。“问题与练习”第2题也是从图象得信息。
P49第4题
4. 一个小灯泡，当它两端的电压在3 V以下时，电阻始终等于14 Ω不变，它两端电压增大到4 V时，因钨丝发热，测出它的电阻为16 Ω，电压增大到5 V时，测出的电阻为20 Ω。它在0～5 V范围内的伏安特性曲线大概是怎样的？请画出草图。
利用图象进行信息交流的能力。草图即可。学生不知如何下手。
第4节 串联电路和并联电路
课标没有对串联电路和并联电路的具体要求。只为以后的学习服务。
串联电路、并联电路的电流关系是电荷恒定律的直接推论。
串联电路、并联电路的电压关系是由电压的定义及静电平衡时的电势关系直接得出的。
本书中，以上两个关系都不是实验结果。
电阻串联、并联时的等效电阻，初中有，但不扎实，复习。
P52，电表的改装，以两个例题的形式出现，目的：不是新的知识点，是欧姆定律的应用，着眼点在基本物理规律。
“二级规律”、“三级规律”……
P53第1题，分压电路，道理要清楚，应用（计算、电路连接）要熟练。
第5节 焦耳定律
“焦耳定律”，过去大纲没有，现在课标有（“知道”）。
没有通过实验（焦耳，1840）归纳，而从能量守恒定律（比1840稍后一些）分析得出。这样做的原因：①多数学校不做这个实验；②又一次强调做功与能量的关系。
注意W = IUt与Q = I 2Rt的区别
P51解释“纯电阻电路”
P56例
【例题】一台电动机，线圈电阻是0.4 Ω，当电动机两端加220 V电压时，通过电动机的电流是50 A。这台电动机每分钟所做的机械功有多少？
不是一个新知识点，是焦耳定律的应用。
第6节 电阻定律
课程标准的要求：“通过实验，探究决定导线电阻的因素，知道电阻定律。”
本书的特点：实验尽量介绍多种方法。
（1）完全通过实验测量来研究电阻与导线长度、横截面积、材料的关系；
（2）通过逻辑分析研究电阻与导线长度、横截面积的关系，然后通过实验研究电阻与导线材料的关系。
此法优点是不必控制变量
P60实验
探究导体电阻与材料的关系
1. 根据以上分析，以等式的形式写出用导体长度l、导体横截面积S表示导体电阻R的关系式，用一个与l、S无关的常量表示比例系数。
（学生写）
2. 选择至少两条不同材料的导体（例如镍铬合金丝和康铜丝），测出它们的长度、横截面积和电阻，分别计算出上述等式中的比例常数。
3. 分析上述比例常数的物理意义。（典型的物理学方法）
P61说一说
中央电视台2002年12月播放了北京市技术质量监督局对市场中电线电缆产品质量抽查的消息。消息引用检验负责人的话：“十几个不合格产品中，大部分存在导体电阻不合格问题，主要是铜材质量不合格，使用了再生铜或杂质很高的铜。再一个就是铜材质量可能合格，但把截面积缩小，买2.5平方的线，拿到手的线可能是1.5或1.5多一点的，载流量不够。另一个问题是绝缘层质量不合格，用再生塑料制作电线外皮，电阻率达不到要求……”
谈谈看，这位负责人讲话中体现了哪些物理原理？
生活中的素材，实践意识
P61第1题
1. 在实验室用一段导线连接一个“3 V、0.25 A”的小灯泡做实验时，一般都不会考虑导线的电阻。请你找一段这种导线，目测它的长度和导线中铜丝的横截面积，估算它的电阻，然后说明可以不考虑导线电阻的理由。
生活中的素材，实践意识，培养爱问为什么的习惯
（播种一种行为，收获一种习惯）
第7节 闭合电路欧姆定律
P62两个插图形象化地表示内外电路
图2.7-1闭合电路由内电路和外电路组成
图2.7-2闭合电路的电势。a、b两个位置与上图中的a、b相对应。
P62本书的思路：相同时间内非静电力做的功EIt等于内外电路中的能量消耗I 2Rt + I 2rt。
现行教材的思路：电路中各点的电势应该有确定的值。
两个思路在逻辑上都没有问题，但本书强调做功与能量的关系。
增加了难度？这不就是一道习题吗？
P65第2题
2. 小张买了一只袖珍小电筒，用的是两节小的干电池。他取出电筒中的小灯泡，看到上面标有“2.2 V、0.25 A”字样。小张认为产品设计人员的意图是使小灯泡在这两节干电池的供电下正常发光。由此，他算出了产品设计时所设定的每节干电池内阻的参数。如果小李的判断是对的，那么，所设定的每节干电池的内阻是多少？
生活中的素材，实践意识，估算
第8节 多用电表
课标要求：“初步了解多用电表的原理，通过实际操作学会使用多用电表。”
现行大纲没有关于多用电表的知识点，只在学生实验中涉及多用电表的使用。
现行教材给出了与欧姆表原理相关的算式，但没有算下去，本书以例题形式做了计算。
着眼点：欧姆定律的应用练习，其次才是欧姆表的原理
图2.8-5多量程多用电表示意图
P68图2.8-5有错
第9节 实验：测定电池的电动势和内阻
本书特点：学生实验介绍多种方法
E = U + Ir
E = IR + Ir
图2.9-1测出两组U、I的值，就能算出电动势和内阻
E = U +r
分析了各方法的优缺点，推荐第一个方法
提醒：作U-I图时要变形
U =－rI + E
第10节 简单的逻辑电路
P75“与”门
图2.10-2“与”辑电路
实现“与”逻辑电路的一种方法（此图有待改进）：
图2.10-5晶体二极管“与”门电路
“电势”、“电位”
“电平”的高与低
图2.10-4“与”门的符号
P77“或”门
图2.10-6“或”逻辑电路
实现“或”逻辑电路的一种方法
图2.10-8晶体二极管“或”门电路
图2.10-7“或”门的符号
P78“非”门
图2.10-9“非”逻辑电路
图2.10-10“非”门的符号
门电路常做成集成块
实际是好几个“门”封装在一起了
图2.10-11四个2输入“与”门集成电路的外引线
图2.10-12六个“非”门集成电路的外引线
（P82图丁的方框中丢了个“1”）
P79例题
【例题】图2.10-14是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
(1) 要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件?
(2) 为什么温度高时电铃会被接通？
(3) 为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些?
图2.10-14火警报警器
第三章 磁场
第1节 磁现象和磁场
P86的STS：指南针与郑和下西洋
中国古代磁现象的研究
↓
指南针（《顺风相送》等，16世纪末）
↓
郑和航海壮举
↓
开拓海外市场，扩展视野，中国社会资本主义因素
……（重点在与“社会”的关系）
图3.1-6针路图
第2节 磁感应强度
P87，班额大也可以有探究性因素：
……怎样认识和描述磁场的强弱呢？
在研究电场的时候，我们研究电场中的检验电荷的受力情况，确定了一个叫做电场强度的物理量，用来描述电场的强弱。与此类似，我们是否可以分析磁体或电流在磁场中所受的力，由此入手，找出表示磁场强弱的物理量呢？
…… N极不能单独存在……不可能测量N极受力的大小……怎么办？
磁场对通电导线也有作用力。能不能用很小一段通电导线来检验磁场的强弱呢？看来解决问题的办法还是有的！
在物理学中，把很小一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积I L叫做“电流元”。但要使导线中有电流，就要把它连到电源上，所以孤立的电流元是不存在的。实际上仍要使用相当长的通电导线。不过如果做实验的那部分磁场的强弱、方向都是一样的，也就是说磁场是匀强磁场，我们也以由实验结果推知一小段电流元的受力情况。
教师要展示自己的思维过程（科学方法、科学过程）
图3.2-1
厂制品
P88：
电流元受的力F与I、L的乘积成正比：
F＝I L B （B以比例系数的形式出现）
（1）没有出现“安培力”这个名词
（2）通电导线与磁场是垂直的
安培力，包括导线不与磁场垂直时的安培力，到第4节再说
不宜同时出现太多、太复杂的新东西
第3节 几种常见的磁场
P92“安培分子电流假说”代替了“磁现象的电本质”
P93“磁通量”为下章服务
图3.3-12一种磁传感器
P94“用磁传感器研究磁场”（做一做）
有了传感器和计算机，可以做原来不能做的实验。
P94科学漫步“有趣的右螺旋”――雅俗共赏
甲 右旋的螺壳 乙 右旋的茎（牵牛花）
丙 左旋的茎（啤酒花） 丁 右旋的螺丝钉
图3.3-15有趣的右螺旋
第4节 磁场对通电导线的作用力
P96演示
按照图3.1-3所示进行实验。
图3.1-3
1. 上下交换磁极的位置以改变磁场的方向，观察受力方向是否改变。
2. 改变导线中电流的方向，观察受力方向是否改变。
通过这两种情况的分析，我们实际上已经了解了导线受力的方向与磁场方向、电流方向的关系。你能用简洁的方法表达这个关系吗？
体现探究性（表达能力）
P97安培力的大小（一般情况下）：F = ILB sin θ
一般情况下的安培力
为什么讨论这个公式？着眼点在方法――利用矢量的分解与合成研究安培力，书中所有练习题都只需要F = ILB
第5节 磁场对运动电荷的作用力
P101思考与讨论
图3.5-3运动电荷所受洛伦兹力的合力在宏观上表现为安培力
导体中带电粒子的定向运动形成了电流；电荷定向运动时所受洛伦兹力的合力，表现为导体所受的安培力。按照这个思路，请大家尝试由安培力的表达式F＝BILsin θ导出洛伦兹力的表达式。
建议大家沿以下逻辑线索前进。
1. 设导线中每个带电粒子定向移动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，算出图3.5-3的一段导线中的粒子数。这就是在时间t内通过截面a的粒子数。如果每个粒子的电荷量为q，由此可以算出电流I与q的关系。
2. 写出这段长为vt的导线所受的安培力F安。
3. 求出每个粒子所受的力，它等于洛伦兹力F洛。这时，许多中间量，如n、v、S、t等都应该消去。
推导时可以从θ＝0的情况入手，即从磁场方向与导线方向垂直的情况入手，得到结果后再把sin θ这个因子添上。此外，仍然可以认为做定向运动的电荷是正电荷，所得结果具有普遍性。
改变学习方式：独立思考、探究精神，与“电子定向运动速度”教学的对比。
第6节 带电粒子在匀强磁场中的运动
P104演示
用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。在做以下每项观察之前，先进行讨论，根据洛伦兹力的知识预测电子束的径迹，然后观察，检验大家的预测。
1. 不加磁场时观察电子束的径迹。
2. 给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生沿两线圈中心连线方向、由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。
3. 保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化。
4. 保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化。
典型的科学探究！
P105思考与讨论
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径，与粒子的速度、磁场的磁感应强度有什么关系？
考虑到粒子所受的洛伦兹力就是它做匀速圆周运动的向心力，列出方程来不难解出几个物理量的关系式。然后就可以分别判断粒子速度、磁场的强弱对圆半径的影响。
提出了问题，指出了解决问题的方向，又是科学探究！
P106质谱仪的原理以例题的形式给出，带电粒子在磁场中运动的轨道半径公式 不用背！探究精神！（原来教材就是这样）
P107回旋加速器，先简单介绍原理，然后：
思考与讨论
图3.6-6回旋加速器的原理
假如粒子每两次经过盒缝的时间间隔相同，控制两盒间电势差的正负变换是比较容易的。但是粒子的运动越来越快，也许粒子走过半圆的时间间隔越来越短，这样两盒间电势差的正负变换就要越来越快，这在技术上将是一个难题。实际情况是怎样的？
此外，图3.6-6中，粒子每经过一次加速，它的轨道半径就大一些，这样画对吗？
利用带电粒子在匀强磁场中运动的知识，分别计算粒子运动的周期（绕圆运动一周的时间）与速度的关系和半径与速度的关系，就能回答这两个问题。
这种写法是对“周期与速度关系”、“半径与速度关系”教学的导向。两个结论都不用背。反复练习的是什么？是洛伦兹力的知识、匀速圆周运动的知识！
课题研究
P109霍尔效应。不是增加新的知识点，是复习洛伦兹力的知识、静电力的知识。
不厌其烦地在各种场景中灵活应用这些基本规律，而不是记忆繁多的“二级规律”、“三级规律”，更不是记忆无数的“题型”。
选修3-2
第四章 电磁感应
第1节 划时代的发现
过去的教材都没有。
目的：
科学是人做的，科学是为人的――科学中的人文精神。
教学中不一定占用课时
关于法拉第，过去说得多的：穷苦、顽强、不为名利
现在：除此之外还有，甚至更重要的是――
（1）正确的指导思想（自然现象的相互联系）
（2）抹去科学学家头上的光环，正确认识失败
科学史上许多重要发现和发明，常被人们有意无意地罩上神秘的光环，似乎科学家都是呼风唤雨的魔术师。但是我们在这里看到，具有闪光思维的奥斯特和法拉第，在做出伟大发现的过程中也受着历史局限性的束缚，也有过“可笑”的疏忽与失误。他们是伟大的，但也是可以学习的真实的人。麦克斯韦曾就法拉第的著作说道：“他既告诉我们成功的经验，也告诉我们不成功的经验；既告诉我们那些成熟的想法，也告诉我们他的粗糙想法。读者的能力可能远不及他，但是感到的共鸣却常常多于钦佩，并且会引起这样一种信念：如果自己有这样的机会，也会成为一个发现者。”
P5，在这样的思想的指导下，阅读材料后面有两个问题：
1. 科学家对自然现象、自然规律的某些“信念”，在科学发现中起着重要作用吗？（背后的思想：科学规律不是简单的归纳）
2. 教科书、科学论文等，是不是应该把科学发现中的失败与挫折也表现出来？
第2节 探究电磁感应的产生条件
这节课不是让学生“发现”电磁感应的产生条件，只是让学生重复前人的工作，对这个过程有所体验。
探究≠学生自己发现完整的定律
探究：学生主动地学，在教师的引导下学生自己发现问题、解决问题，从而变未知为已知。
课程标准的要求：
“收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然的科学态度和科学精神。”
“通过实验，理解感应电流的产生条件。”
落实在第1、2两节。教学过程与过去大致相同，但写得更具体、更细致，行文语气也不一样。
第3节 法拉第电磁感应定律
教学中可以与第4节楞次定律对调
定量公式不是课堂实验能够得出来的。
过去常说“精确的实验表明”，比较含糊，好像法拉第时代精确地测量磁通量和发生变化的时间，于是就得出了这个定律。
实际情况是，当时的科学家分析了很多电磁感应的实验，推断出了这个结论。以后的事实间接地证实了推断的正确性。物理定律往往是这样确立的。
有些老师致力于设计实验直接验证电磁感应定律，没有必要！
不是什么规律都需要直接验证，也不是什么规律都能直接验证的。
“实验表明”、“分析表明”太多了并不好，这样就忽略了过程，过分强调了知识。本书的说法是：“在法拉第、纽曼、韦伯等人工作的基础上，人们认识到……”
P11导体切割磁感线运动时的感应电流，因为常用，作为小标题单独讨论。
公式E = Blv sin θ在习题中用不上。出现这个公式主要是方法上的考虑，是应用矢量解决问题的又一次练习。
P12反电动势
（1）这段讨论出现的位置，在楞次定律之后为好。
（2）不是一个知识点，是楞次定律（或右手定则）的应用，同时还有课程理念导向的作用。
P12思考与讨论
图4.3-3
在图4.3-4中，电源在电动机线圈中产生的电流的方向以及AB、CD两个边受力的方向都已经标出。
现在的问题是，既然线圈在磁场中转动，线圈中就会产生感应电动势。感应电动势加强了电源产生的电流，还是削弱了它？是有利于线圈的转动，还是阻碍了线圈的转动？
P19第4题动圈式扬声器能不能当作话筒使用？可以，但有阻抗匹配问题。
如果教师不熟悉这类问题，怎么办？好办，试一试。
第4节 楞次定律
难点在于感应电流方向的表达（困难之处与安培力的方向相似，但更不容易）。
本节的着力点在于“顺着多数人的思维习惯”引导学生自己说出这种表达方式。
P16提出了以“感应电流的磁场”为中介的想法，旁批又提示，不要说磁铁的插入、拔出，而说磁通量的变化：独立思考、同伴交流、师生互动。这样的实验活动完全抛给学生是不行的。
P18提供了一个解题程序，如果认为不好，可以不用。
P18右手定则的引入也体现了科学方法、思维方法的教育，以及学习方式的改变：
思考与讨论
图4.4-6
在图4.4-6中，假定导体棒AB向右运动。
1. 我们研究的是哪个闭合电路？
2. 当AB向右运动时，穿过这个闭合电路的磁通量是增大还是减小？
3. 感应电流的磁场应该是沿哪个方向的？
4. 导线AB中的感应电流是沿哪个方向的？
第5节 感生电动势和动生电动势
现行教材所没有的
两种感应电动势有区别（引自《物理学名词》）
感应电动势 induction electromotive force
感生电动势 induced electromotive force
动生电动势 motional electromotive force
产生原因：与感应电场有关、与洛伦兹力有关
P22例题电子感应加速器，目的是在真实情境中练习楞次定律，不是增加一个知识点。
产生动生电动势时，非静电力与洛伦兹力有关系。
图4.5-3切割磁感线的导体
P23，问题的引入借用图4.5-3的实例
1. 自由电荷大致沿什么方向运动？
2. 电荷是否会永远运动下去？
3. 导体棒的哪端电势比较高？
4. 如果用导线把C、D两端连到磁场外的……
仍是为了：科学探究精神的体现、学习方式的改变
第6节 互感和自感
互感现象好理解。
学习互感目的是引入自感（学习变压器也涉及一点互感），不必深入。
P26思考与讨论
图4.6-4开关断开时观察灯泡的亮度
1. 电源断开时，通过线圈L的电流减小，这时会出现感应电动势。相应的感应电流是使L中的电流减小得更快些还是更慢些？感应电流的方向与原来通过线圈的电流方向一致还是相反？
2. 产生感应电动势的线圈可以看做一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么途径形成闭合电路？
3. 开关断开后通过灯泡的电流与原来通过它的电流方向是否一致？
4. 开关断开后通过灯泡的电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？
P27自感系数：
→ →
目的：使学生知道为什么叫“系数”，不必计算。
科技书中很多公式都是表达物理量间的关系，不是为了算出什么
P28第2题
图4.6-9用多用表测量变压器时出现的问题
2．李辉用多用表的欧姆挡测量一个变压器线圈的电阻，以判断它是否断路。刘伟为了使李辉操作方便，用两手分别握住线圈的两端让李辉测量。测量后李辉确认线圈没有断路，因为多用表的表盘显示线圈具有一定的电阻。正当李辉把多用表的表笔与被测线圈脱离时，刘伟突然惊叫起来，觉得有强烈的电击感。李伟很奇怪，用手摸摸线圈两端，没有什么感觉，再摸摸多用表的两枝表笔，也没有什么感觉。这是什么原因？
第7节 涡流
涡流：没有讲电磁灶的例子，原因是，非铁磁性材料的锅不能用。电磁阻尼、电磁驱动：目的在于楞次定律、安培力，灵活运用。
图：有的电表具有使表头短路的挡位
图：运输时表头两个接线柱应该用导线连在一起
电磁驱动：做以下两个演示就可以了。
图4.7-8怎样解释铝框的运动？
图4.7-9这样配置的线圈，连接到三相电源时能产生旋转的磁场。
不涉及磁场旋转的机理
图4.7-10旋转的磁场
电磁阻尼和电磁驱动的例子很多，又有趣又有用
第五章 交变电流
第1节 交变电流
怎样引入交流的概念？
现行：发电机与电流表相连。
本书：
演示
用电流传感器（或电压传感器）先观察电池供给的电流（或电压）的波形，再观察学生电源交流挡供给的电流（或电压）的波形。
图5.1-1交流电压随时间变化的图象
学生接触最多的是墙上的电源，已经多次用过学生电源。
先解决什么是交流，再谈交流是怎样产生的。
“交变电流的产生”的学习也与过去不一样。
图5.1-3交流发电机的示意图
P35展示思维过程：
1. 在图5.1-3中，在线圈由甲转到乙的过程中，AB边中电流向哪个方向流动？
2. 在线圈由丙转到丁的过程中，AB边中的电流向哪个方向流动？
3. 当线圈转到什么位置时线圈中没有电流，转到什么位置时线圈中的电流最大？
4. 大致画出通过电流表的电流随时间变化的曲线，从E流向F的电流记为正，反之为负。在横坐标上标出线圈到达甲、乙、丙、丁几个位置时对应的时刻。
第2节 描述交变电流的物理量
有效值的引入与过去不一样。
P39从一个问题的讨论开始
图5.2-2某种交变电流的波形
思考与讨论
如图5.2-2的电流i通过一个R = 1 Ω的电阻。它不是恒定电流。
1. 怎样计算通电1 s内电阻中产生的热？
2. 如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻，也能在1 s内产生同样的热，这个电流是多大？
第3节 电感和电容对交变电流的影响
P41电感对交流的阻碍作用，不讲机理，定性的也不讲
P42交变电流能够通过电容器，结合插图讲机理
图5.3-5电容器充电和放电的示意图
P41图5.3-3滤波电路，不是新知识点，着眼于复习串联电路的电压关系（新情境、新应用）节后练习题的目的相同
图5.3-3低频扼流圈的作用
第4节 变压器
一贯的主导思想：在各种不同情境中反复学习最基本的规律。因此：
变压器的引入没有着眼于变压，而是强调“两个线圈没有导线相连……”
P44先通过实验演示现象
小灯泡会亮吗？
提出问题、尝试解释、实验验证――科学探究的要素！
课程标准要求：“通过实验，探究变压器电压与匝数的关系。”
因此，初级、次级电压关系的引入也与现行教材不同：
P45“也许……也许……”体现了猜想与假设的探究要素：
根据前面“思考与讨论”中看到的现象及你对变压器原理的理解，你认为线圈两端的电压与线圈的匝数可能有什么关系？能不能简单地说，线圈的匝数越多它两端的电压就越高？也许两个线圈的匝数都对副线圈两端的电压有影响？也许……
电压与匝数的关系完全没有理论分析
不讨论电流关系
第5节 电能的输送
突出了电网（grid），实际上发电、供电不是一对一的，多对多。更接近实际。
P49“思考与讨论”源自现行教材，但更有启发性
在下面的问题中，假定输电线路中的电流是I，导线的总电阻是r。在图5.5-2中，导线的电阻集中画为一个电阻r。
图5.5-2输电电路图
由于导线具有电阻，用户一方的电压低于电厂输送的电压。但是，实际输电线路损失的电压不会太大，所以在粗略的估算中，无论是电厂一方还是用户一方，计算时如果要用到电压，可以取同一个值U。
1. 怎样计算输电线路损失的功率？
2. 在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半，线路上损失的功率减为原来的几分之一？
3. 通过第2步的两项计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
4. 怎样计算用户消耗的功率P ？
5. 在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？
虽然高压输电是个知识点，但仍要着眼于功率的计算。一道练习题。
教学中，如果学生程度较差，或班额太大，怎么办？
STS“大面积停电引发的思考”后面有问题：
1. 当遇到一些突发事件时，你认为应该如何应对？
2. 通过以上事例，以及你对科学技术与社会关系的体会，你认为人类有必要在这样大的程度上依赖技术吗？
没有惟一正确的答案，想了就好。
第六章 传感器
全新的内容。课标的要求：
（三）传感器
1．内容标准
（1）知道非电学量转换成电学量的技术意义。
（2）通过实验，知道常见传感器的工作原理。
例1 通过实验认识温度传感器将温度信号转变为电信号的作用。
（3）列举传感器在生活和生产中的应用。
例2 了解光敏传感器及其在日常生活中的应用。
2. ……
第1节 传感器及其工作原理
通过实例简单介绍传感器的原理。
图6.1-2干簧管
图6.1-4光敏电阻
光敏电阻、热敏电阻，阻值的变化都可以用多用电表演示。
图6.1-9霍尔元件
第2节 传感器的应用（一）
力传感器――电子秤
图6.2-3应变片测力原理
图6.2-4力传感器的应用
温度传感器的应用――电熨斗
思考与讨论
图6.2-10电熨斗的结构
常温下，上下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？
熨烫棉麻衣物和熨烫丝绸衣物需要设定不同的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？
第3节 传感器的应用（二）
温度传感器的应用――电饭锅
图6.3-1电饭锅的结构
（图中未画保温电路）
光传感器的应用――鼠标器
图6.3-4机械式鼠标器的主要结构
光传感器的应用――火灾报警器
图6.3-5烟雾散射式火灾报警器
P68实验：比较光照的强弱
图6.3-6用光敏电阻比较光照的强弱
第4节 传感器的应用实例
实验课，二中选一
传感器的实验必然用到逻辑电路
图6.4-1集成施密特触发器引脚图
实验1 光控开关
图6.4-2光控开关电路图
实验2 温度报警器
图6.4-3温度报警电路
附 一些元件的原理和使用要点
要做实验就离不开电子元件
晶体管、逻辑集成电路、集成电路实验板
图6.5-9在实验板上连接电路的实例（前述温度报警电路）
课题研究 怎样把交流变成直流（或其他）
选修3-3
第七章 分子运动论
章首语：……古希腊学者德谟克列特认为这是由于花的原子飘到了人们的鼻子里。他认为“只有原子和虚空是真实的。”古人的原子论只是属于思辨的范畴，无法得到实验验证。随着……
渗透科学方法的教育。中国古代的学者……
第1节 物体是由大量分子组成的
P2实验：用油膜法估测分子的大小
分成了三个小问题，效果就不一样：
1. 怎样估算油酸分子的大小？
……
2. 如何获得很小的1滴油酸？怎样测量它的体积？
……
3. 如何测量油膜的面积？
……
这样 …… 就可以算出油酸分子的尺寸。
提出问题有助于鼓励学生独立思考，思维有条理，搭台阶。
第2节 分子的热运动
P7布朗运动的解释：统计起伏。不必讲给学生提这个术语，但可举例。
P7说一说：
图7.2-5是法国物理学家佩兰（J. B. Perrin）在1908年研究布朗运动时对三个运动微粒位置变化的真实记录。根据这个实验事实，你能不能否定布朗运动是由外界因素（例如振动、对流等）引起的说法？
图7.2-5
这是个科学探究：已经提出了问题，有人做出了猜想与假设，需要学生进行分析和论证（最终要否定）。不一定相同的答案，有道理就行。
第3节 分子间的作用力
与原来的教材相比，内容相同，但台阶很细：
请在图7.3-2中作出一个分子所受另一个分子的斥力与引力的合力随分子间距离r变化的图象。例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可以用线段PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示。从C向下作CQ＝PD，于是线段PQ的长度就代表了合力F的大小：F＝F斥－F引。
图7.3-2图7.5-1分子间的作用力与距离的关系
再作出r取其他大约10个值时代表合力的点，连成平滑曲线。这条曲线将在第5节用到，因此作图时要尽可能准确。
讨论这条曲线的含义。
第4节 温度和温标
本节思路
系统、状态参量
↓
平衡态（指一个系统的状态）
（各宏观部分之间没有能流、粒子流――力学、热学、化学）
↓
热平衡（指两个系统间的关系）
（状态参量不变）
↓
共同的某个热学物理量――称为温度
（气体共同的力学量――压强、导体共同的电学量――电势 ……）
“平衡态”、“热平衡”、“温度”都不追求严格的定义
P13热力学温标只要求会换算：T = t +273.15 K
国家标准：表示温度差时“K”与“℃”通用
第5节 内能
图7.5-1
P16图7.5-1的目的：
原来习惯于通过力了解运动趋势
还要习惯于通过势能了解运动趋势
思考与讨论
假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零。使分子A固定，分子B在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近。两分子距离为r0时分子间的引力与斥力平衡。把移动过程分为r>r0和r1. 这两个阶段中外力在做正功还是负功？分子势能各在怎样变化？
2. 分子势能何时最低？
3. 在图7.5-1中画出分子势能Ep与分子距离r关系的曲线，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势。
4. 如果两个分子只受两者间分子力的作用，从力的角度讲，什么情况下两分子处于平衡状态？从分子势能的角度讲呢？
这是个练习，练习功、势能、力三者的关系。
本节给出了内能的分子物理学定义，后面还要从热力学角度给出定义。
第八章 气体
第1节 气体的等温变化
课程标准要求：“通过实验，了解气体实验定律……”
图8.1-1研究气体等温变化的实验装置
本书只做关于玻意耳定律的实验。
再次用到通过图象寻找规律的方法：
图8.1-2
第2节 气体的等容变化和等压变化
等容变化和等压变化都不再做实验。
P23要把坐标轴位置变化的意义说清楚：
图8.2-1等容变化
P24做一做：测绘烧瓶内空气的 V-T图象，可不做。
P25思考与讨论：本意是训练从图象获取信息的能力
第3节 理想气体的状态方程
十几年来气体内容有上有下，矛盾的选择。
课标要求：“……了解气体实验定律……”
2002年大纲要求：“气体的体积、压强、温度间的关系（A）”。
二者都是较低要求，但大纲提的是“……的关系”，而课标提的是“实验定律”，既是定律，就是定量的。
第4节 气体热现象的微观意义
本节十分重要。
P31实验是初次接触统计规律。
要向学生解释清楚，表中填什么。
实验记录
正面朝上硬币个数的出现概率
P32第一段是社会生活中的统计意义，要讲给学生。
P32倒数第二段第一行分子的“数密度”与“密度”不同。
P33是理论分析的结果，分析的过程不讲，但这个结果要讲给学生，让学生明白它的意思。
图8.4-2和表8.4-1
P32公式不要背，更不要做题，它出现的目的是对“温度是分子平均动能的标志”的说明。
P33气体压强的微观意义、P34对气体实验定律的微观解释，物理学不满足于定性解释，但是 ……
第九章 物态和物态变化
第1节 固体
P38原来说“晶体有规则的几何形状”，现在不说了，用的是列举的方法：××、××……是晶体；××是什么形状的、××是什么形状的……但明确地说“非晶体没有确定的几何形状”。
多晶体。
P40思考与讨论：通过晶体呈现的特殊物理性质，你认为晶体在微观结构上可能有什么特点？科学探究。
P43问题与练习第1题
1. 有一块物质薄片，某人为了检验它是不是晶体，做了一个实验。他以薄片的正中央O为坐标原点，建立x-y平面直角坐标系，在两个坐标轴上分别取两点x1和y1，使x1和y1到O点的距离相等。在x1和y1上分别固定一个测温元件，再把一个针状热源放在O点，发现x1点和y1点的温度在缓慢升高，但两点温度的高低没有差异。于是得出结论，这块薄片是非晶体。显然，以上结论存在着科学性问题。
请你具体说明：以上实验结论的形成，存在着什么科学性问题？
科学思维和科学方法的练习。
第2节 液体
“演示”、“实验”、“说一说”、“做一做”都带有问题，体现了课程理念。
不是重点。
第3节 饱和汽与饱和汽压
P51思考与讨论：装在敞口容器里的液体，由于蒸发，过一段时间后会全部消失。而盛在密闭容器里的液体，即使过很长时间，也不会减少。难道密闭容器里液体的分子不再飞离液面吗？
动态平衡的概念和质疑的习惯。
不难，要求也不高。课标的初衷：与生活密切相关。
第4节 物态变化中的能量交换
略
第十章 热力学定律
第1节 功和内能
图10.1-1压下活塞，观察筒底物品的变化。
P60演示
在有机玻璃筒底放置少量易燃物，例如硝化棉，或浸过乙醚的棉花、火柴头等。迅速压下筒中的活塞，观察筒底物品的变化。
这个实验说明了什么？
写法的变化，目的是影响学生的学习方式
P60焦耳实验与内能概念的思路
背景：19世纪30年代以来，大家认识到做功和传热都可以改变系统的热学状态。焦耳力求寻找二者的定量关系（已有猜想）。
↓
焦耳的两类实验：①重物下落搅动水，做功；②重物下落带动发电机，用电流对水加热（电功）。
↓
结论：不管直接做功还是通过电机做功，不管做功快慢（电流大小），只要上升的温度相同，所做的功就相同。
↓
对结论的分析：存在一个物理量，它的单位与能量（功）相同且与温度密切相关，它与系统的状态相对应
↓
根据我们对功能的关系的认识，根据以前处理势能和动能的经验，定义了内能（热力学定义）
P62第1题
1. 分子动理论中是怎样引入系统内能概念的？热力学中是怎样引入系统内能概念的？为什么说它们是一致的？
系统吸收的热、外界对它做的功，哪里去了？分子的动能和分间的势能。这里面实际已经有了能量转化的思想。
第2节 热和内能
第3节 热力学第一定律 能量守恒定律
两节一起说
焦耳定律的实质：一定数量的功与确定数量的热相对应。
在此基础上定义了内能（存在着一个态函数……）。
P65得出热力学第一定律的思路：
只有传热时ΔU = Q，只有做功时ΔU = W；既然二者等价，那么又有做功又有传热时
ΔU = Q + W
U、Q、W这几个物理量正负号的意义――不同书中写法不一样，要习惯。P65下面的思考与讨论的目的就在于此。
不要从能量守恒的角度“得出”热力学第一定律。教师不要讲错，但对学生不做要求。
P66能量守恒定律的建立过程
能量守恒定律不是由某一个人通过某一项研究而得到的。从18世纪末到19世纪40年代，不同领域的科学家从不同角度都提出了能量守恒的思想。人类对于能量守恒的认识经历了一个由浅入深、由含糊到清晰的过程。
俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，放出的总热量相同，这表明在一个确定的化学反应中能量是个不变的量。这一发现被认为是能量守恒定律的先驱。德国医生J. R. 迈尔任船医时，在热带地区看到海员静脉中的血比在欧洲时更红，他联系到L. A. 拉瓦锡的燃烧理论，认为在热带时人体会从外界获得一些热量（或说人体向外界散发的热量较少），因而机体需要从食物获得的热量较少，食物氧化过程减弱，静脉血中留下较多的氧，显红色。他由此想到食物中化学能与热能的等效性。迈尔还从海员谈话中听到海水在暴风雨中较热，于是想到热与机械运动的等效性。他在1841年和1842年连续写出论“自然力”（指能）守恒的论文，并推算了多少热与多少功相当。因此，迈尔是公认的第一个提出能量守恒思想的人。
以上思想说明这些人已经朦胧地意识到不同形式的运动之间可以相互转换，转换过程中某个物理量可能是不变的，但还没有定量的描述。焦耳的实验精确地测量了做功与系统状态变化之间的关系，也就是精确地测量了做功与传热之间的等价关系，从而为能量守恒定律奠定了巩固的实验基础。
德国科学家H. 亥姆霍兹在不了解迈尔和焦耳的研究的情况下，从永动机不可能制成这一事实出发，考察了自然界不同的力（指不同的能）之间的相互关系，提出了“张力”（即势能）与“活力”（即动能）的转换。他还分析了在电磁现象和生物机体中能的守恒问题。此外，还有好几位科学家对这条定律做出了贡献。
P68永动机――永恒的话题――与过去的写法不同
制造永动机的千万次失败使人们的头脑冷静下来，开始在更深层次寻找失败的原因 …… 这使得人们走出迷梦，去研究各种能量形式相互转化的规律，促成了能量守恒定律的建立。我国物理学家冯端教授指出：除了要为焦耳、亥姆霍兹和迈耶这些做了杰出贡献的人树碑立传外，还应建立一个无名英雄纪念碑，其上最合适的铭文将是“纪念为实现永动机的奋斗而失败的人们”，这是因为人类在探索自然规律的过程中必然有各种假设，虽然后来发现某些假设是错误的，但正是前人的失败才使后人的思考走上了正路。
第4节 热力学第二定律
P69思考与讨论
……你见过这些现象吗？
1. 把刚煮好的热鸡蛋放在冷水中，过一会儿，鸡蛋的温度降低，水的温度升高，最后水和鸡蛋的温度相同。
可能发生这样的现象吗：原来温度相同的水和鸡蛋，过一会儿水的温度自发地降低而鸡蛋温度上升，生蛋变成了熟蛋？
2. 一滴墨水滴进一杯清水中，不久整杯水都均匀地变黑了。
有没有这样的“逆过程”：这杯均匀黑水中的小炭粒又自发地聚集在一起，成为一滴墨水，而其余部分又变成了清水？
3. 在平地上滚动的足球由于克服摩擦力做功，其动能转化为内能，最终停了下来，同时足球、地面及周围空气的温度略有上升。
会不会有这样的现象：静止的足球和地面、周围的空气自发地降低温度释放内能，并将释放出的内能全部转化为动能，让足球又滚动起来？
4. 装着压缩气体的钢瓶，打开阀门后会听到“哧――”一声，气体喷到外面。
会不会有这样的现象：外面的气体自发地进入钢瓶，使瓶内的压强变大？
……
P70～72热力学第二定律的两种表述
热量不能自发地从低温物体传到高温物体（克劳修斯表述）。
不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响（开尔文表述）。
不要求学生在逻辑上从一种表述推出另一种表述。
重点是明白宏观现象的方向性，会说出这两个表述就可以了，不要考查对两个表述的理解。
P73第3题与热力学第二定律无关，目的是借机进行效率的练习。此题特点是只给最原始的素材，解题所需的条件不完备，还要自己找。
图10.4-7烧水前后煤气表的示数
3. 小李想估测煤气灶烧水时的效率。他在开水壶里装了体积2.5 L的水，测得烧水前的水温是15 ℃，水烧开后便停止加热。烧水前后煤气表的的示数如图10.4-7所示。为了得出煤气灶烧水的效率，他还要知道什么数据？请用字母表示相关数据，指出所用的单位，列出计算效率的表达式。
第5节 热力学第二定律的微观解释
P74有序和无序，宏观态和微观态
扑克牌的例子：
有序和无序？有序无序的相对性？有序的程度？
只要确定了某种规则，符合这个规则的就是有序的。
宏观态和微观态？
如果一个宏观态对应着较多微观态，此宏观态较为无序。
学生站队的例子：
……
P75气体向真空的扩散
以此现象为例，解释为什么宏观过程会有方向性。
图10.5-1
甲乙丙丁是4个不同的微观态，但甲乙属于同一个宏观态，丙丁属于另一个宏观态。
P75思考与讨论
对于A、B、C、D这4个分子来说，“左右各有2个分子”的微观状态有多少个？“左室有1个分子，右室有3个分子”的微观状态有多少个？
可以把几种情况用图表示出来，然后进行统计。如果数学课中学过了“排列与组合”，计算可以简单些。
宏观观察并不能区分甲乙两个微观态，它们属于同一个宏观态。
等概率原理：
所有可能的微观态，它们各自出现的概率是一样的。
P76表格：4个分子在左右两室分布情况对应的微观态数
分布情况
左0右4
左1右3
左2右2
左3右1
左4右0
微观态个数
1
4
6
4
1
“左2右2”这种宏观上看来均匀分布的情况，所对应的微观态的个数最多，“左0右4”、“左4右0”这种极端不均匀的宏观态所对应的微观态的个数很少。
结论：与更多微观态对应的那些宏观态，出现的概率更大。
P76积木的例子：……
P77熵：P77的表格――几个关系
宏观态的名称
对应的微观态的个数
人们对宏观态的描述
过程自发进行的方向
甲
较少
比较有序
甲－→乙
乙
较多
比较无序
一个宏观系统（平衡态）的熵，与它所对应的微观态个数的关系：
S = kln Ω
明白式中符号的意义即可，不要背，不要做题。
P78在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小。
P78做一做
目前“熵”这个词的应用十分广泛，已经超出了物理学的范畴，深入到信息科学、生命科学和社会科学中。在这些场合中，有些用法是熵的本来意义的延伸，有些只是用做“无序程度”的代名词，描述过程的发展方向。
登录一个有搜索功能的网站，键入“熵”字，看看人们是怎样应用这个名词的。
为什么学这些内容？
高中教育的文化价值
↓
熵
↓
热力学第二定律的微观解释
课标要求：通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律，初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。
第6节 能源和可持续发展
本节核心是从物理学的角度回答一个问题：既然能量是守恒的，为什么还要节约能源？
P81能量的转移和转化有方向性：从品质较高的形式变为品质较低的形式――由无序程度较低的系统具有的能，变为无序程度较高的系统具有的能。
课题研究：如何提高煤气灶的烧水效率
选修3-4
第十一章 机械振动
第1节 简谐运动
P2旁批：弹簧振子的名称。名词和符号问题不必纠缠
弹簧振子是小球和弹簧所组成的系统的名称，但有时也把这样的小球称做弹簧振子或简称振子。
P3从图11.1-2可以看出，小球运动时的位置与时间的关系很像正弦函数的关系。是不是这样呢？
对比曲线运动教学中关于红蜡块的说法，情感态度价值观的教育。
P3思考与讨论
确定弹簧振子的位置与时间的关系
方法一
图11.1-2弹簧振子的频闪照片
数学课中我们已经学过正弦函数的振幅、周期（频率）等知识。假定图11.1-2中的曲线的确是正弦曲线，用刻度尺测量它的振幅和周期，写出具有这样振幅、周期的正弦函数的表达式。应该注意到，这个表达式中计时开始时位移应该是零，随后位移开始增加并为正值。
然后，在图11.1-2的曲线中选小球的若干个位置，用刻度尺在图中测量它们的横坐标和纵坐标，代入你所写出的正弦函数的表达式中进行检验，看一看这条曲线是否真的是一条正弦曲线。
方法二
在图11.1-2中测量小球在各个位置的横坐标和纵坐标。把测量值输入计算机中，用数表软件做出这条曲线，然后按照计算机的提示用一个周期性函数拟合这条曲线，看一看弹簧振子的位移－时间的关系可以用什么函数表示。
重视科学方法：一种处理实验数据的方法
P4说：“如果质点的位置与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象（x-t 图象）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。”
这是运动学的定义，它告诉我们，什么样的运动是简谐运动。
P12“简谐运动的回复力和能量”一节中说：“如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。”
这里告诉我们，在什么力的作用下物体做简谐运动。
应该从运动学的角度定义一种运动，例如，不应说“物体在不受任何力的作用时所做的运动叫做匀速直线运动”，而应说“沿直线且速度不变的运动叫做……”
现行教材也是两方面都提到了，但新教材把“什么是……”和“什么情况下做……”说得更清楚了。
P4下面的注：“正弦函数的一般形式是y = Asin (ωx+φ)，它的图象叫做正弦曲线，例如y = sin x、y = sin (x+)的图象，都是正弦曲线。y = cos x的图象也是一条正弦曲线，因为它可以写成y = sin (x+)。”
P4科学漫步“简谐运动与单位圆”，可不必管它。
第2节 简谐运动的描述
本节思路：
“振幅”、“周期和频率”、“相位”几个术语的物理意义
↓
利用数学知识引入表达式 x = A sin (ωt＋φ)
↓
分析它们在表达式中各由哪个量来代表
P7相位：“在物理学中，我们用不同的相位来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态。”这不是定义，没给严格的定义。
图11.2-3如果平时注意观察月亮的圆缺变化，你就能判断这张照片是在黄昏拍摄的还是在黎明拍摄的！
P8科学漫步：月相
目的：描述任何周期性运动都会涉及相位。
图11.2-3有待改进。
P8简谐运动的表达式
“x = A sin (ωt＋φ)”
与数学课本中公式的形式完全一样！
P9公式中（ωt＋φ）代表相位。
P9下面的标示很有用：
描述简谐运动的几个物理量
P10科学漫步：乐音和音阶
不同唱名的频率
不同唱名的频率有不同的约定：
自然音阶和等程音阶
P11做一做：用计算机观察声音的波形
可以利用计算机的录音功能
图11.2-4比较两个声音的频率
P11第2题：
图11.2-5求两个简谐运动的相位差
2. 图11.2-5是两个简谐运动的振动图象，它们的相位差是多少？
两种说法。
第3节 简谐运动的回复力和能量
关于振动的动力学。
P12：
F = – kx …………………… （1）
如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
最好说：“理论分析表明：如果……所受的力……指向平衡位置，质点的位移与时间的关系就遵从正弦函数的规律，因此质点的运动是简谐运动。”
P13做一做
弹簧下面悬挂的钢球，它所受的力与位移之间的关系也具有（1）式的形式吗？由于平衡时弹簧已经有了一个静伸长h，问题稍稍麻烦一点。这时仍要选择钢球静止时的位置为坐标原点，而小球所受的回复力实际上是弹簧的力与重力的合力。
请你试着导出小球所受的合力与它的位移的关系。
做一做有好处：熟悉了方法、熟悉了一种常见的现象。
第4节 单摆
P15用到了两个近似：摆角很小时①弧和弦相等；②sin θ = θ。
（是弧度的定义，不是近似）
P16～17与现行教材相比，“实验：用单摆测重力加速度”变成了“实验：探究单摆周期与摆长的关系”。
先由教师做实验，定性地确定影响周期的因素；然后由学生做实验，定量地探究周期T与摆长l的关系。
要说明的两点：
（1）再次遇到通过作图判断两个量的关系的方法（不是线性关系的，化成线性关系）；
（2）科学方法――在惠更斯那个时代，周期公式不是理论推导出来的，也不是单纯的实验数据的归纳，但实验的启示十分重要。
第5节 外力作用下的振动
什么时候用“外力”这个词？
涉及“系统”的时候才用。
对于质点，就是“力”，无所谓内外。
P20有阻尼但阻尼不大时，驱动力的频率略小于固有频率时发生共振。
第十二章 机械波
P23章首页引用了达·芬奇的话，比我们自己的话有力得多：
水波离开了它产生的地方，而那里的水并不离开，就像风在田野里掀起的麦浪。我们看到，麦浪滚滚地在田野里奔去，但是麦子却仍旧留在原来的地方。
P23的章首语最后一句：“我们会问：波究竟是什么？不过，还不如问：关于波，我们能够说些什么？”
学习中不必纠缠于符号、术语及某些定义。
第1节 波形成和传播
与过去的教材大致相同。
P27最上面的两段，强调了波可以传播能量，也可以传播信息，这是目前我们利用波的两个途径。
第2节 波的图象
与过去的教材大致相同。
P28最下面的两句精彩的话：
……它们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。
第3节 波长、频率和波速
与过去的教材大致相同。
第4节 波的反射和折射
P34波面和波线：新内容，有用。
图12.4-2波阵面与波线
波面（波阵面）：振动状态总是相同的点的集合。
波线：与波面垂直的那些线。
但教材中没有给出这样的定义，而是用举例的方法介绍：
假设水面有一个波源，水波向四周传开。由于向各个方向的波速都一样，所以向四面八方传播的波峰组成了一个个圆，波谷也组成了一个个圆；实际上，任何振动状态相同的点都组成了一个个圆。我们把这些圆叫做一个个的波阵面或波面，而与波面垂直的那些线代表了波的传播方向，叫做波线。
在这个例子中，波面还不是面，因为水波只在水面传播。可以想像，对于空间一点发出的球面波，它的波阵面就是以波源为球心的一个个球面，而波线就是这些球面的半径。如果波面是个平面，它就是平面波。如果在纸上画出来，平面波的波面只是一条直线。
P34惠更斯原理
课程标准：了解惠更斯原理，能用其分析波的反射和折射。
较低要求。对原理本身要求不很低，但用它对反射和折射的分析不做高要求，不要求学生复述。
惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波的包迹就是新的波面。
（通过上下文了解“包迹”的意义，这是一种能力）
图12.4-3和图12.4-4
P35波的反射、波的折射
定性还是定量？有些定量，但不完全是，教学中不必要求学生复述。
图12.4-5、图12.4-6
，
第2种介质对第一种介质的折射率（即v1 / v2）有三种写法：
n12， n21， 1n2
我们用第一种。看上下文判断意义。
重要的能力：速度（速率），力（是否包括方向）……
P36演示：观察水波的折射
图12.4-7观察水波的折射
水浅的地方波速低。后面第2题要用。不作为知识点要求。
第5节 波的衍射， 第6节 波的干涉
不难，与原教材大致相同
P43做一做：操场上声音的干涉现象
在操场上安装两个相同的扬声器，并且使它们由同一个信号源带动，发出相同频率的声音。同学们分成两组，手持不同颜色的标志（如A组持白，B组持黑），分散在操场上两个扬声器之间，注意听扬声器发出的声音，并且小范围地移动。A组同学移动到声音最大位置停住；B组同学移动到声音最小（或听不到声音）位置停住，都举起标志。找到位置后都把标志举起，看看A组和B组同学所在位置的分布有什么规律。
第7节 多普勒效应
课程标准：通过实验感受多普勒效应。解释多普勒效应产生的原因。列举多普勒效应的应用实例。
要求不高。
图12.7-2多普勒效应的模拟实验
没有公式也能讲清楚就没有必要出公式，出公式也不一定是要求计算（例如S = k ln Ω）。
某高考题――“多普勒效应”。
第十三章 光
过去：先学几何光学，然后物理光学；分得很清楚。
本书：一开始就介绍两种学说。除本章开场白外……
目的：
（1）本来就是有不同的迹象分别表示光是一种波，也是一种粒子；
（2）有利于建立辩证的思想方法；
（3）多年来两种学说并存。
P51在得出折射定律的关系式后有说一说：我们在上一章研究波的折射时已经见过这个等式，那是从惠更斯原理得出的推论，而这里的（1）式是由实验得出来的。由此我们是否可以推测：光可能是一种波，我们常说的“光线”是否应该是光波的波线？
不但把波动说与粒子说结合起来，而且有利于改变学习方式、鼓励了学生的探究精神。
第1节 光的折射
只要求绝对折射率，相对折射率只是个过渡。
P52实验：测定玻璃的折射率。“实验”栏目是要学生做的，是学生实验！
第2节 光的干涉
P55图13.2-2甲有待改进
图13.2-2用氦氖激光器做双缝干涉实验
本节只通过图13.2-3分析亮暗条纹出现的条件，条纹间距到下节实验中再出。本节学生应该能做定性的分析（什么情况下间距大）。
P56做一做
可以用自制的器材来观察双缝干涉现象。取经过曝光的黑色摄影胶片，放在玻璃板上。把两只剃须刀片并拢，以刀刃的前端沿直尺在胶片上一次划出两道细缝，缝间距离要小于0.1 mm。这样就做成了双缝。也可以取一小块玻璃片，在上面均匀涂一薄层墨汁，干燥后用刀片以同样方法划出两道透光的狭缝。
通过双缝观看相距半米左右的白炽灯的灯丝，可以看到在灯丝两侧细密地分布着彩色的干涉条纹。双缝离灯越近，干涉条纹越清晰。
质疑与解释
P57相干光源
为什么两只独立的白炽灯不是相干光源；为什么讲到相干光源的时候除了频率相同外还要说“相位差保持不变”；这些都不要深究。
第3节 实验：用双缝干涉测量光的波长
图13.3-1导出相邻亮条距离的表达式
P58公式的导出过程用到了三个近似条件，学生不熟悉：
P1S1 = P1M
x = l tan θ
tan θ = sinθ
P58图13.3-2待修改
图13.3-2双缝干涉的实验装置
P59使用测量头应该具有使用螺旋测微器的经验，已在3-1中补充。
第4节 光的色散
本书：含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做色散。
现行教材：一束白光经过棱镜后会发生色散，在光屏上形成一条彩色的光带。
两种说法都以。本书是色散的定义，现行教材是对现象的描写。
P60不同颜色的光，波长不同。本书从干涉引入色散，更容易接触颜色的本质。思路如下：
定量的分析得出――
不同波长的波干涉时的条纹间距不同
↓
白光干涉时出现了彩色条纹
说明①不同颜色的光的波长不同②白光由不同颜色的单色光组成
↓
棱镜使不同的色光有不同的偏折
说明同样的玻璃对不同波长的光的折射率不同
条理性，理性思维，科学精神
第5节 光的衍射
为什么衍射时也会出现条纹？
为什么双缝干涉时不是两个单缝的条纹的重叠？
P65光经过大头针的衍射
图13.5-3光经过大头针尖（左）和针帽（右）时的衍射。
P66衍射光栅：一般性了解，知道条纹的出现是叠加的结果就可以了。
P67做一做，P68第1、2两题：道理与双缝干涉中的“做一做”相同，视网膜起到了光屏的作用。
第6节 光的偏振
图13.6-4反射引起自然光的偏振
几个名词：
部分偏振光（完全偏振光）
线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光
偏振轴
偏振轴的旋转
起偏与检偏
偏振方向――电矢量E的方向
布儒斯特定律：如果自然光射到非金属表面，当反射光线与折射光线垂直时，反射光为完全偏振光，折射光为部分偏振光。
P70图13.6-4将修改
常见的光的偏振现象：摄影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光（透光）时出现的色彩……
另一组照片
P71做一做：偏振光的实验研究
实验前的准备：寻找几件带有液晶显示器的废旧物件，例如数字式电子表、空调遥控器、数字调谐收音机、计算器、数字多用表、带液晶显示的玩具等，小心取下其中液晶显示器最前面的一块塑料片，这就是一个偏振片。用这样的偏振片研究光的偏振，装置简单，效果好。
1. 将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的亮暗有没有明显的变化？
2. 通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光，同时转动偏振片。你感觉到的亮暗有没有明显的变化？玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗？
3. 将偏振片叠放在数字式电子表的液晶显示屏上，观察显示屏亮度的变化。为什么不同方向的放置会有不同的亮度？
第7节 全反射
思路如下
P73思考与讨论
既然光由光密介质射入光疏介质时，折射角大于入射角，可以预料，当入射角增大到一定程度，但还没有到达90o时，折射角就会增大到90o。如果入射角再增大，会出现什么现象？画几张草图可能有助于思考。
（质疑，猜想）
P73演示
如图13.7-1所示，让光沿着半圆形玻璃砖的半径射到它的边上，在这个边与空气的界面上会发生反射和折射。逐渐增大入射角，观察反射光线和折射光线的变化。
图13.7-1观察全反射现象
（观察，检验）
图13.7-2
P74思考与讨论
不同的介质，由于折射率不同，在空气中发生全反射的临界角是不一样的。请大家计算折射率为n的某种介质在空气（真空）中发生全反射时的临界角C。
计算时可以先考虑图13.7-2的情形，光以接近90o的入射角从空气掠射进入介质，求出这时的折射角，根据光路可逆的道理，也就知道光从介质射入空气时发生全反射的临界角了。
（分析和论证）
结论：
（……在今后的事实中不断审查这个结论……）
科学方法的渗透，学习方法的引导
第8节 激光
课程标准（3-4）：了解激光的特性和应用。用激光观察全息照相。
激光产生的机理要用到3-5的知识，所以：
本节只讲激光的特性和应用，至于激光是怎样产生的，在原子结构那里才会涉及。
特点：
（1）相干性，因此
●可以用于通信
●可以用于全息照相
（2）平行性好，因此
●可以测距
●可以会聚在很小的一点――光盘
●可以产生很大的能量密度――打孔、做手术（视网膜）、核聚变、
不能只罗列神奇的应用，要归结到物理性质。
超声、纳米技术的应用也是这样展开的。
P80的题目要围绕物理性质来回答：
1. 激光是相干光源。根据激光的这个特点，可以将激光应用在哪些方面？
2. 一张光盘可以记录几亿个字节，其信息量相当于几千本十多万字的书，其中一个重要的原因就是光盘上记录信息的轨道可以做得很密，1 mm的宽度可以容纳650条轨道。这是应用了激光的什么特性？
3. 激光可以在很小的空间和很短的时间内聚集很大的能量。例如一台红宝石巨脉冲激光器，激光束的发散角只有10－3弧度，在垂直于激光束的平面上，平均每平方厘米面积的功率达到109 W。激光的这一特性有哪些应用价值？请你举例说明。
P79全息照相：只做最初步的了解，最好能让学生看一看。不必扩展。
第十四章 电磁波
第1节 电磁波的发现
思路：
法拉第和其他前辈建立了若干关于电磁现象的实验定律
↓
麦克斯韦为这些规律做出了高度概括的数学表示
↓
麦克斯韦发现电磁规律并不完整，做出了一些假设
最重要的是：变化的电场能够激发磁场
↓
得到了完整自恰的电磁理论
↓
预言电磁波的存在
↓
赫兹的实验证实了电磁波的存在
↓
电磁波的应用
无数事实证明麦克斯韦理论的正确性
↓
麦克斯韦的理论与经典时空观相矛盾，导致狭义相对论
科学本质的教育，科学方法的教育。
P83变化的电场产生的磁场的方向
正确的 错误的
变化的电场产生的磁场的方向
电磁波的E和B同时达到最大值
图14.1-3
第2节 电磁振荡
电磁振荡不是重点，但研究电磁振荡的过程有助于熟悉电感、电容的性质。
P87和P88的公式 和 不要计算。
第3节 电磁波的发射和接收
P89～P90调制、调幅、调频、调谐、解调等名词：大致了解。
没有“电磁波的传播”
第4节 电磁波与信息化社会
图14.4-6气象台的圆顶室
作为了解。
有些题目考的不是这些知识，但以这些知识为背景，所以还要有所了解。
P94图14.4-6不宜称为“圆顶室”
P96科学漫步：模拟信号和数字信号
教师的职业能力：
把科学概念、规律用通俗易懂的方式讲清楚。要正确，但不一定严格。
有的教师……
第5节 电磁波谱
作为了解。
有些题目考的不是这些知识，但以这些知识为背景，所以应该有所了解。
P101：从图14.5-2可以看到，波长在5.5×10-7 m的黄绿光附近，辐射的能量最强。我们的眼睛正好对这个区域的电磁辐射最敏感。眼睛把太阳在最强辐射区的辐射作为自己的接收对象，这样就能看到最多的东西，获得最丰富的信息。读到这里，你是否又一次感受到了自然万物的绝妙与和谐？这是巧合呢，还是人类进化的结果?
图14.5-2太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域
第十五章 相对论简介
第1节 相对论的诞生
P105：矛盾（理论与事实的矛盾、理论不自恰的矛盾）推动了科学的发展
――光速不变，不符合速度叠加的法则；或说电磁规律不符合经典相对性原理。
图15.1-1难道电磁规律对两个参考系不一样？
第2节 时间和空间的相对性
P107“同时”的相对性
“光速不变原理”，“狭义相对性原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
对于地面的观察者，沿着火车运动方向，前面的事件后发生。
科学的方法与科学的价值观
实验或观测事实（或直接经验）
↓
猜想与假设（两个基本原理）
↓
逻辑分析（数学推理）
↓
可检验的结论
P106思考与讨论
图15.2-2在运动的观察者看来，A先发生还是B先发生？
……列车K某车厢的中央发出了一个闪光，车厢中的人认为闪光同时到达了前后两壁……这列火车K静止在车站里，另一列火车L从旁边呼啸而过（图15.2-2）。那么，在运动的火车L里，观察者认为，沿着运动方向位置靠前一些的事件A先发生，还是靠后一些的事件B先发生？
……
研究同时的相对性时，两事件哪个先、哪个后对学生并无特殊意义。但这个结论在下一个小标题中要用。
P109长度的相对性
图15.2-3地面观察者认为自己同时测得了杆两端的坐标，火车上的观察者却认为他不是同时测量的，所以两个参考系的测量值有了差异。
学生不必复述推理的过程，但应该清楚、熟练地知道结论：
l = l0
P110时间间隔的相对性：
Δt =
P111时空相对性的实验验证
μ子，1941年
P113科学足迹：狭义相对论出现的前夜
如果没有爱因斯坦，几年之后同样会有狭义相对论，但也许很多年之后也没有广义相对论。
第3节 狭义相对论的其他结论
相对论速度变换公式：能试着进行运算，不必记忆
u =
相对论质量：最好记住
m =
质能方程：必须记住
E = mc2
P116：思考与讨论
静止时质量是1 kg的物体，以10 m/s的速度运动，它具有的动能是多少？与这个动能相对应，它的质量增加了多少？
按照运动物体的质量与速度的关系式（2），这个物体的质量增加了多少？
学过《物理选修3-5》第十九章后就会发现，这个关系使我们看到了蕴藏在原子核中的巨大能量。
P116第1第2两题
1. 两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是c，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？……
2. 上题中，在实验室观测，两个电子的总动能是多少？以一个电子为参考系，两个电子的总动能又是多少？计算时由电子运动时的能量减去静止时的能量就得到电子的动能。
物理学的研究常常要利用高速粒子的相互撞击……为使相互碰撞的粒子达到一定的相对速度，同时加速两束粒子，使它们迎头相撞，这样所需的能量要比只加速一束粒子，用它去轰击静止靶所需的能量少，因而在技术上容易实现。由于这个原因，有时候人们使用粒子对撞机，而不用普通加速器。
――情感态度价值观的教育
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
知识可以在人生的任何阶段学习，观念只能在一定的年龄建立
第4节 广义相对论简介
课程标准：“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
课题研究 社会生活中的电磁波
选修3-5
第十六章 动量守恒定律
过去的思路
冲量和动量的概念
↓
由牛顿第二定律导出动量定理
↓
由动量定理导出动量守恒定律
↓
最后告诉学生：动量守恒定律的适用范围更广
**********************************************
现在的思路：出发点――“守恒”的重要性，而非牛顿定律
寻找碰撞中的不变量
↓
碰撞中两个物体的m1v1 + m2v2可能是不变的
↓
定义动量
↓
经过几代物理学家的探索与争论……共识
――动量守恒定律
↓
动量守恒定律与牛顿定律的关系，动量定理
（物理规律的自恰）
↓
动量守恒定律的普适性
思路与过去相比有很大的不同――科学思想、科学方法
第1节 实验：探究碰撞中的不变量
思路：碰撞是常见的现象，宏观、微观
P2演示
A、B是两个悬挂起来的钢球，质量相等。使B球静止，拉起A球，放开后A与B碰撞，观察碰撞前后两球运动的变化。
换为质量相差较多的两个小球，重做以上实验。
一般情况下是否也有不变的量？
在实验中寻找不变的量。器材可选：气垫导轨、平板小车、线悬的小球……
P2课文，描述思路：
……质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”。速度在碰撞前后是变化的……物体的质量与它的速度的乘积也在变化……
那么，两个物体各自的质量与自己的速度的乘积之和是不是不变量？
m1 v1 + m2v2 = m1 v1’ + m2 v2’ ？
或者，各自的质量与自己的速度的二次方的乘积之和是不变量？
m1 v12 + m22 = m1 v1’2 + m2 v2’2 ？
也许，两个物体的速度与自己质量的比值之和在碰撞前后保持不变？
+ = + ？
……
P3课文，进一步讨论可能的情况：
碰撞可能有很多情形……两个质量相同的物体相碰撞，两个质量相差悬殊的物体相碰撞，两个速度大小相同、方向相反的物体相碰撞，一个运动物体与一个静止物体相碰撞……
……碰撞时可能中间通过弹簧接触，碰后分开……碰后也可能粘在一起不再分开……
我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下都不改变，这样才符合要求。
P3需要考虑的问题，讨论操作和数据处理中的技术性问题：
●……要保证碰撞是一维的，即保证两个物体在碰撞之前沿直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动……
●质量可以用天平测量……怎样测量物体的速度。
●关于实验数据的处理，下面的表格可供参考……
对于每一种碰撞的情况都要填写一个类似的表格。
参考用的记录表格
碰撞前
碰撞后
质量
m1
m2
m1
m2
速度
v1
v2
v1'
v2'
mv
m1v1 + m2 v2
m1 v1' + m2 v2'
mv2
m1v12 + m2v22
m1v1' 2 + m2v2' 2
+
+
…
…
…
●……举例来说，如果每个表格中v/m那一行第二列和第三列的求和的值都相等，那么v/m很可能就是我们寻找的不变量。
P4～P5参考案例：给学生一定的设计空间
P5课文：
通过这个实验，你是否找到了碰撞前后的“不变量”？即使找到了，它也仍然带有猜想和假设的性质，但你对自己的猜想与假设会增加几分把握。
只有根据实验结果推导出的许许多多新结论都与事实一致时，它才能成为一条定律。尽管如此，本节实验还是很有意义的，它让我们再一次体验了探究自然规律的过程。
科学方法的教育
P6第1题，重现探究的过程：
1．光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg，以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰撞，碰撞后2球的速度变为9 m/s，1球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。根据这些实验数据，晓明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。
（1）碰撞后2球获得了速度，是否是1球把速度传递给了2球？经计算，2球增加的速度是9 m/s，1球减小的速度是3 m/s，因此，这种猜想不成立。
（2）碰撞后2球获得了动能，是否是1球把动能传递给了2球？经计算，2球增加的动能是4.05 J，1球减小的动能是5.85 J，这种猜想也不成立。
（3）请你根据以上实验数据猜想：有一个什么物理量，在这次碰撞中2球所增加的这个量与1球所减小的这个量相等？请计算表明。
第2节 动量守恒定律（一）
P6课文：
……我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后物体mv的矢量合保持不变。其他实验和观察到的事实也都得出同样的结论。这就给我们一个启示：mv很可能具有特别的物理意义。物理学中把它定义为动量……
……科学前辈就是在追寻不变量的努力中，逐渐明确了动量的概念。
最先提出动量具有守恒性思想的是法国科学家笛卡儿……
1668年，惠更斯发表了一篇……
牛顿把笛卡儿的定义做了修改……
……
经过几代物理学家的探索与争论，人们在18世纪达到了这样的共识：……
课文的目的：
动量守恒定律不是一两个人做一两个实验或进行一两篇数学推导而得来的。
能量守恒定律的教学处理与此相似。
第3节 动量守恒定律（二）
P11用牛顿第二定律分析两个小球的碰撞，结果与动量守恒定律相同。（现行教材用的是动量定理，实质相同）
其他内容，包括课文、例题，都与现行教材相同。
第4节 碰撞
不要把这节当做新的知识点，应该把它看成动量守恒定律和机械能守恒定律的习题课。
P14思考与讨论
在本章第一节开始的演示中，一个钢球与另一个静止的钢球相碰，如果两个钢球的质量相等，第一个钢球停止运动，第二个钢球能摆到同样的高度，说明这个碰撞过程中没有能量损失，碰撞过程能量守恒。
碰撞过程中能量总要守恒吗？我们分析一个例子。
图16.4-1碰撞后两个物体结合在一起，碰撞过程中能量守恒吗？
如图16.4-1，两个物体的质量都是m，碰撞以前一个物体静止，另一个以速度v向它撞去。碰撞以后两个物体粘在一起，成为一个质量为2m的物体，以速度v’继续前进。
这个碰撞过程中能量（总动能）守恒吗？
可以先根据动量守恒定律求出碰撞后的共同速度v’，用v表示它，然后分别计算碰撞前后的总动能。
实质上又是一个科学探究。
P15思考与讨论
……在第一节的演示中已经观察了两个质量相等物体的碰撞、两个质量相差悬殊的物体的弹性碰撞。了解了它们碰撞前后速度变化的特点。现在从理论上分析不同情况下碰撞前后速度的变化情况。
……我们的任务是得出用m1、m2、v1表达v1’和v2’的公式。
碰撞过程都要遵从动量守恒定律……弹性碰撞中没有机械能损失……两个方程联立，把v1’和v2’作为未知量解出来就可以了。
落实探究精神，改变学习方式
P16几种碰撞的结论不要求记忆。
（那么多例题，难道结论都要背下来吗？）
P16旁批：对一个问题进行理论分析之后，我们会关心分析的过程是否正确、分析的根据是否可靠。可以有多种方法进行评估。方法之一是，把分析的结果应用于几个比较简单的特例，这些特例中的结论如果与常识或已有的知识一致，那么理论分析很可能是正确的，否则一定出了问题。
“评估”：科学探究的要素
P16“弹性碰撞”、“非弹性碰撞”、“对心碰撞”、“非对心碰撞”、“散射”都是有用的名词。理解上不会有困难。
P17旁批：对于非对心碰撞，应该在两个相互垂直的两个方向上分别应用动量守恒定律。
扩展，不做定量要求。
P17思考与讨论
画出图来就可以，不要求定量计算。
第5节 反冲运动 火箭
P19～P20定性介绍反冲现象。
P21思考与讨论：为火箭的半定量讨论做铺垫――改变学习方式
P21思考与讨论
P21课文：……火箭原来的动量为零，喷气后火箭与燃气的总动量仍然应该是零，即
mΔv +Δm u = 0
解出
这里的Δv的物理意义是什么？
第6节 用动量概念表示牛顿第二定律
P23用动量概念表示牛顿第二定律：物体动量的变化率等于它所受的力。
F＝
计算时的用处不大，可认为是动量定理的表示。
节的标题是“用……表示牛顿第二定律”而不是“动量定理”，表示编者“抬高”了什么，“降低”了什么。
再次反映与过去思路的差异。
第十七章 波粒二象性
第1节 能量量子化：物理学的新纪元
P28黑体辐射，学生理解为热辐射就可以了，不要在“黑体”概念上作文章。
P29～P31量子论的建立过程：通过前人的工作了解科学探究
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射的规律
黑体辐射
↓
经典电磁学
↓
矛盾
↓
普朗克假设
↓
推理（数学）
↓
验证
“量子化”的概念是这节的重点，可以通过通俗的事例说明。
第2节 科学的转折：光的粒子性
P32科学方法和科学态度的教育：
历史上，关于光的本性有两种学说
↓
干涉衍射现象证明了波动说
↓
麦克斯韦理论使波动说近乎完美
↓
波动说无法解释光电效应
↓
重新指出光的粒子性（标题中“转折”的含义）
P32下面一段：赫兹最早观察到了（但没有意识到）……
后来又有其他人……
重大科学发现总有前兆――万有引力定律、相对论也是如此
P32光电效应的定量研究
图17.2-2，图17.2-3
饱和电压
遏止电压和截止频率
瞬时性
P34光的电磁理论的困难
不应存在截止频率
遏止电压应与光强有关
光弱时电子逸出应需很长时间
P35爱因斯坦光电效应方程
密立根的精密测量直接证实这个方程
P36思考与讨论
给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系。但是，很难直接测量光电子的动能，容易测量的是遏止电压Uc。怎样改写此式以得到Uc与ν、W0的关系？
提示：明确物理图景，Ek = eUc
P36例题：密立根……测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν，由此算出普朗克常数h ……
下表是某金属的Uc和ν的几组数据。
Uc/V
0.541
0.637
0.714
0.809
0.878
ν/1014 Hz
5.644
5.888
6.098
6.303
6.501
试作出Uc-ν图象并通过图象求出：
（1）这种金属的截止频率；
（2）普朗克常量。
解题的核心是由 光电效应方程
结合 动能与静电力做功的关系
Ek = eUc
写出 学生熟悉的形式
Uc = ν ? （蓝字――两个变量）
Uc – ν图象
由图象求参数的方法：
电源电动势和内阻（直接求参数）
用单摆测重力加速度（用图象求平均值）
……
P38康普顿效应
图17.3-5康普顿效应
光的电磁理论：散射光的波长应与入射光的波长相同
假设 光子不仅具有能量，而且具有动量；用动量守恒、能量守恒完美地解释了康普顿效应。
定性解释不算完美！
能量：E = h · ν 动量：p = h / λ
P39第5题
5. 根据图17.2-2所示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常数？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常数的关系式。
方法的训练
第3节 崭新的一页：粒子的波动性
P41物质波的实验验证
粒子束是一种波，应该产生衍射
↓
波长很短，障碍物（孔隙）应该很小，一般物体不行
↓
此前已经了解了晶体的结构（用伦琴射线）
↓
1927年得出了电子衍射图样
图17.3-1电子束穿过铝箔后的衍射图样
P41课文：在20世纪20年代，那些关心物质波实验验证的物理学家们，说起来实在太幸运了。因为他们在技术上的这一难题已经解决，那是在伦琴射线的研究中解决的。
P41旁批：说是幸运，其实也是必然。平时说得比较多的是科学的成就推动了技术的进步；实际上，没有生产的需求，没有技术提供的物质手段，科学也不会发展。
STS的教育
P41最后一段 关于伦琴射线的话说多了，对实物波有些干扰
P42为什么电子显微镜的分辨本领能比光学显微镜高？后面的问题：
从减轻衍射影响这方面提高显微镜的分辨本领有哪两个途径？电子显微镜采用了哪个途径？如果显微镜用质子流而不是电子流工作，它们加速后的速度相同，哪种显微镜的分辨本领有可能更高？
λ = h/p
第4节 概率波
为什么说光波是概率波？思路：
双缝干涉条纹的解释：波――强度不同；粒子――数目不同
↓
是否不同粒子之间相互作用表现为波动性？
↓
用极弱的光照，也表现出波动性
↓
单个粒子不一定沿直线“运动”？
↓
不确定性关系
↓
……
粒子不一定出现在A1、A2的位置
P45旁批：我们早已了解概率的概念。例如，抛出的硬币回落时的概率等。但是，在抛掷硬币这类的宏观实验中观察到的概率，与量子理论中的概率之间有重要区别。
原则上，只要我们对抛硬币时手指用力的大小、方向、抛出的时机，以及硬币的高度、桌面和硬币的弹性等有足够多的信息，就有可能用牛顿物理学预言出具体的一次抛掷的结果。但是，对于个别的量子事件，甚至原则上就是不可预言的：“大自然自己也不知道她下一步要做什么。”
不必引导学生讨论
对此现象的解释有不同的学派――爱、玻
第5节 不确定性关系
图17.5-2 狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围
中央亮条的宽度决定了粒子动量的不确定范围
粒子束会发生衍射 → 粒子的位置和动量不能同时确定
常用的还有能量和时间
谱线的自然宽度
第十八章 原子结构
第1节 电子的发现
P52阴极射线小标题中主要说的是气体放电，可以略去。但要让学生明白以下思路（不要求学生复述）：
连在电源负极上的某些金属在强电场（高电压）、高温、紫外线的作用会发出一种射线，这种射线叫做阴极射线
↓
关于阴极射线的两种观点：电磁波～粒子流？
↓
J. J. 汤姆孙测量阴极射线的比荷
（复习带电粒子在电磁场中的运动）
↓
阴极射线由带电粒子组成
但粒子或者质量非常小，或者电荷量非常大
↓
汤姆孙又直接测量了阴极射线粒子的电荷量
↓
阴极射线粒子的电荷与质子相当（负电）质量比质子小得多
↓
发现电子
P53思考与讨论
带电粒子的电荷量与其质量之比——比荷，是一个重要的物理量。根据带电粒子在电场和磁场中受力的情况，可以得出组成阴极射线的微粒的比荷。建议你依照下面的提示自己算一算。
1. 当金属板D、F之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上P1点。施加电场E之后，射线发生偏转并射到屏上P2处。由此可以推断阴极射线带有什么性质的电荷？
图18.1-5汤姆孙的气体放电管的示意图
2. 如果要抵消阴极射线的偏转，使它从P2点回到P1，需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的磁场。这个磁场B应该向纸外还是向纸内？写出此时每个阴极射线微粒受到的洛仑兹力和电场力。两个力之间应该有什么关系？据此算出阴极射线的速度v的表达式。由于金属板D、F间的距离是已知的，两板间的电压是可测量的，所以两板间的电场强度E也是已知量。磁感应强度B可以由电流的大小算出，同样按已知量处理。
3. 如果去掉D、F间的电场E，只保留磁场B，磁场方向与射线运动方向垂直。阴极射线在有磁场的区域将会形成一个半径为r的圆弧。此时，组成阴极射线的粒子做圆周运动的向心力是洛仑兹力。
按照以上步骤就可以写出比荷的表达式了。这里要用到步骤2中求出的阴极射线速度v的表达式。
目的：复习带电粒子在电磁场中的运动，体验 科学探究 中的分析与论证。
P56第4题与此题相似
第2节 原子的核式结构模型
P57 ( 粒子散射实验
( 粒子是从放射性物质（如铀和镭）中发射出来的快速运动的粒子，带有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍。
那时候已经知道 ( 粒子的性质了。
P58思考与讨论
1. (?粒子射入金箔时难免与电子碰撞。试估计这种碰撞对?(?粒子速度影响的大小。
2. 按照汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内。请分析：(?粒子穿过金箔，受到电荷的作用力后，沿哪些方向前进的可能性较大，最不可能沿哪些方向前进。
猜想与假设、分析与论证――原子物理也能体现 探究精神！
P59原子核的电荷与尺度
原子－－10?10 m 原子核－－10?15 m 教师应该记住
第3节 氢原子光谱
物理学名词的规范化：线状谱、连续谱……
图18.3-3暗线的形成
暗线的形成：
P61氢原子光谱的实验规律
观测事实（巴耳末公式）：
， n = 3, 4, 5 …
不要背诵
公式出现的目的：
● 数学作为描述现象的工具的力量－－展示
● 与后面 相对应－－审美体验
第4节 玻尔的原子模型
P63学生要分清若干名词：
量子化、能级、定态、基态、激发态、跃迁
P65思考与讨论
巴耳末公式中有正整数n出现，这里我们也用正整数n来标志氢原子的能级，它们之间是否有某种联系？
，
……原子从较高的能级E2跃迁到较低的能级E1时，辐射的光子的能量为 ……巴耳末公式中的正整数n和2，正好代表电子跃迁之前和跃迁之后所处的定态轨道的量子数n和2。因此，巴耳末公式代表的应该是电子从量子数分别为n = 3，4，5 … 的能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线。按照这个思路可以根据玻尔理论推导出巴耳末公式，并从理论上算出里德伯常量R的值，所得结果与实验值符合得很好。同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系。
在巴耳末公式中如果把分母中的2换为其他自然数，就得到了其他谱线系的波长。它们对应于氢原子从较高能级向除n＝2以外其他能级跃迁时辐射的光。
审美体验
P65弗兰克－赫兹实验――可以略去
图18.4-3弗兰克－赫兹实验原理图
汞蒸汽－－4.9eV
图18.4-4接收极电流随K-G电压的变化关系
P67玻尔模型的局限性：定量解释只适用于氢原子。
玻尔模型保留了“轨道”的概念，但实际上……
－－如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像云雾一样，可以形象地称做电子云。
P68第1题：
1. 用玻尔理论解释，当巴耳末公式n＝5时计算出的氢原子光谱的谱线，是哪两个能级之间的跃迁造成的？请用氢原子能级图中的数据计算这条谱线的波长，再用巴耳末公式计算它的波长。比较用这两种方法计算的结果。
，
目的：体会科学美，加深对于原子能级与分立的光谱线间关系的认识。不要再用巴尔末公式做其他题目。
第5节 激光
3-4中的“激光”只讲激光是什么，不讲激光是怎样产生的。课标对激光产生的机理和激光器没有具体的要求。
P71 STS：从量子力学的诞生看科学技术与社会
三重意思：
①科研方式的改变－－学习方式的改变；
②科学发展的物质基础；
③量子力学对我们今天生活的重大意义。
20世纪初是群英辈出的时代……在通往量子论的道路上，闪耀着普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森伯、德布罗意、薛定谔、玻恩和狄拉克等一大批杰出的物理学家的光辉的名字。
……与相对论的建立不同，量子理论并非主要由一个物理学家创立的，它是许多物理学家共同努力的结晶……“量子物理学的建立可以认为是物理学研究工作方式上的转折点”。这种科学研究的群体性特点在20世纪后来的科学和技术研究中，例如核能的开发和利用、原子弹的研制中，都表现得十分突出。
量子力学的诞生也是与当时的社会环境分不开的……电的应用为物理学的发展奠定了技术基础。真空技术的提高使汤姆孙能够利用高真空的放电管观察阴极射线在电、磁场中的偏转，从而导致了电子的发现……拉开了人类探索原子结构的序幕……
……量子理论的出现还源于对黑体辐射和光电效应等问题的研究……冶金对高温测量技术的需求推动了对热辐射的研究……为量子论的建立奠定了基础。
量子力学为人类找到了一种实际上“取之不尽，用之不竭”的新能源——核能……解释了材料的微观性质……后来发展为集成电路……可以说，没有量子力学就没有……我们今天的信息时代。
第十九章 原子核
第1节 原子核的组成
与现行教材大致相同
P79第1、4题：
1. 有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？
……
4. 当我们发现了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？
体现了教学中科学探究的精神
第2节 放射性元素的衰变
P80明确提出了衰变时电荷数守恒和质量数守恒的规律。
P80思考与讨论：在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？相对于原来的核在周期表中的位置，新核在周期表中的位置应当向前移还是向后移？要移动几位？你能概括出α衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？
……
在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？
我们提倡的学习方式。
P81半衰期
要求能定量地解决问题，例如
P83第5、6题
5. …… 已知钍234的半衰期是24天，1 g钍经过120天后还剩多少？
6. 铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20 g铋还剩1.25 g？
题目中的天数是半衰期的整数倍
第3节 探测射线的方法
整节都是一般性了解的要求
P85做一做：用传感器测量放射性
图19.3-5安放G-M管的盒子
图19.3-6过去16 min内每分种辐射次数的直方图
G-M管可以把射入的粒子的数目转换为电脉冲的数目，所以它是一种辐射传感器……可对不同辐射源的强度进行对比。
……传感器盒子里面装着G-M管。开始计数后，计算机荧光屏上每隔1 min跳出一个竖直放置的狭长矩形，表示G-M管在这1 min内接收粒子的数目。
放射源可用学校实验室与威尔孙云室配套的弱放射源。此外，目前有些地区还可以买到气灯罩，它含有硝酸钍Th(NO3)4，具有微弱的放射性。图19.3-6就是对气灯罩的射线计数得到的直方图。
图19.3-6的下部用绿色标出，即使没有放射源，G-M管也会记录微弱的辐射，但不会高于这个区域。这些辐射称为本底辐射，来自宇宙射线或地壳中的放射性物质。
用传感器还可以研究射线强度与距离的关系、不同物质对射线的吸收能力等许多课题。
第4节 放射性的应用与防护
P86本书中核反应的定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。有的书把放射现象也称为核反应，不必拘泥。
再次强调“质量数守恒，电荷数守恒”
掌握两个守恒即可，不必记忆具体的核反应方程（还受其他条件限制）。
全节都是一般性了解
第5节 核力与结合能
P90只是个示意图
P90旁批：……物理学家一直梦想将自然界中的四种相互作用纳入某种统一的理论之中。爱因斯坦为此做了大半生的努力，但没有成功。1967年，温伯格和萨拉姆首先解决了弱力与电磁力的统一问题……
科学的追求，审美的体验
P91原子核中质子与中子的比例－－新内容
图19.5-2稳定核的质子数与中子数的关系
横坐标――Z，纵坐标――N
一个质子与一个中子结合在一起是氢的一种同位素――氘。两对质子－中子相结合就是氦， 8对质子－中子的结合是氧。这些都是自然界中存在的原子核。这样质子数与中子数相等的结构，能够形成很大的原子核吗？
自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。
……
可以设想，我们把质子与中子成对地放在一起，人工构建原子核，它的质子数与中子数相等。人工核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以，原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。这时，如果不再成对地增加核子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。
由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。
在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。
P91结合能
结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量。
图19.5-3原子核的比结合能
结合能
↓
比结合能
↓
质量亏损
↓
核能
第6节 重核的裂变
P96 STS：原子弹与科学家的责任
……
第二次世界大战时核裂变的研究已经成熟……一些科学家……预感到制造原子弹的危险，尤其是风传德国正在加紧链式反应的研究，又获悉德国采取了禁止铀矿石出口等措施，更使他们焦虑万分。1939年7月，核物理学家西拉德（L. Szilard）等人一起找到爱因斯坦，想借助他的名声敦促美国赶在德国之前造出原子弹。于是爱因斯坦在1939年8月2日签署了给美国总统罗斯福的著名信件。罗斯福总统采纳了他们的建议……
1945年7月16日，第一颗原子弹在新墨西哥州的荒漠上爆炸成功，其爆炸力相当于1.8万吨TNT炸药。爆炸时支承原子弹的钢塔全部熔化，在半径400 m的范围内，沙石都被烧成黄绿色的玻璃状物质，半径1 600 m范围内所有动植物全部死亡。
原子弹的巨大威力震惊了世界，也使反对原子武器的呼声空前高涨。舆论不仅谴责下令使用原子弹的人，也要追究科学家的责任。大部分原子弹研制的创议者成了反核战争的积极分子，奥本海默本人则辞去了职务，去进行宇宙线的纯科学研究。
为了打破核垄断，最终消灭核武器，1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功。同时，我国政府郑重宣布：中国在任何时候、任何情况下，都不会首先使用核武器。我国研制成功原子弹，极大地增强了我国的国防力量。
P98科学漫步：石墨堆、重水堆、轻水堆、压水堆、沸水堆及快中子增殖反应堆
关心我国的核电政策，了解新闻中的科技名词。
第7节 核聚变
初步了解，知道可控核聚变的主要困难
第8节 粒子和宇宙
初步了解，意识到粒子物理学还很不成熟
课题研究：研究建筑石材的放射性
值得研究
课件108张PPT。人教社网址：http://www.pep.com.cn
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张大昌的邮箱：zhangdc@pep.com.cn
网上交流地址
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即
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致谢课程标准高中物理教材（人教版）
物理①、物理②
编写思想
人民教育出版社物理室一、循序渐进，步步登高
二、改变学习方式
三、探究精神贯穿始终
四、增强实践意识，提供原始材料
五、重视科学思想与科学方法
六、渗透情感态度价值观的教育一、循序渐进，
步步登高 落实三维课程目标的前提是
学懂物理学！泰山：1 524 m
一个峭壁：5 m循序渐进－－
例：矢量的教学 （1）通过位移初步接触矢量
（P15，运动学放前的原因）
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律（P15）
（3）通过实验探索矢量相加的法则（P66）
（4）给出矢量的科学定义
（P69，有方向、相加时有特殊的法则）
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则（P69）
（6）矢量概念的进一步运用（物理2，P50）循序渐进－－
例：匀变速直线运动规律的教学第一章 运动的描述
只学基本概念、基本技能，不涉及规律
(位移、速度、加速度，用打点计时器测瞬时速度的方法)
第二章 匀变速直线运动的研究
利用第一章学到的概念、技能，研究变速直线运动的规律
（得到三个运动学的公式）第一、二两章的教学节奏
位移、速度、加速度等基本概念
↓
用打点计时器测瞬时速度的技能（测手的速度）
↓
用图象表示速度和从速度图象获取信息的技能
…………………………………………… ↓ ………………………………………………
实验：探究小车速度随时间变化的规律
↓
发现存在这样的运动：v-t 图象是直线（由学生作出）
↓
小车的运动叫做匀变速直线运动
↓
利用图象对匀变速直线运动做一般性的分析
（得出三个公式）返回科学方法二、改变学习方式
老师讲，学生听，学生练
↓
独立思考、同伴交流、师生互动例：平行四边形定则的教学
过去教材的写法：
……
在力F1 和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2 。以OA和OB为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。
可以看出，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。现在教材的写法
……
我们需要研究的是：合力F与分力F1、F2有什么关系？
探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。
2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。
3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。
…… 老师问：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
（选修1，P40～P41） 学生A：能。可以用下面的办法估算：
x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……
学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s……误差会怎样？例：实验：验证机械能守恒定律
过去：只写如何操作、得出什么结论
现在：
……要注意下面几个问题 。
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？
2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
……
4. 实验报告中要写明……以及对结论可靠性的评估，包括对可能产生的误差的分析。三、探究精神贯穿始终课程标准指出了教学中科学探究的几个要素
提出问题、猜想与假设、
设计实验、进行实验、分析与论证、
评估、交流与合作
教学中的科学探究是课程理念的体现，
贯穿于整个课程前面几个例子
都体现了科学探究的精神
这样的例子到处都有 说一说
（必修1，P56，科学探究一例）
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？思考与讨论（必修2，P58，科学探究一例）
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？…… 说一说
（必修1，P24，科学探究又一例）
百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员百米赛跑的成绩是10.57 s，按照你的估计画出他在这段时间的 v-t 图象的草图。
如果是没有受过训练的同学跑百米，他的 v-t 图象的形状可能有什么不同？ 说一说
（必修1，P45，科学探究又一例）
为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？关于这个问题，你有什么假设或猜想？ 你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？尝试解释就是做出假设和猜想。科学探究又一例（必修1，P46）通过前人的工作学习科学探究
伽利略对自由落体运动的研究
（必修1，P48）
绵延两千年的错误
逻辑的力量
猜想与假设
可检验的结论
实验验证
（伽利略的科学方法）科学探究不搞形式主义
“要素”不等于“环节”，不追求探究的“完整性”
教学中的科学探究不是新八股, 科学探究没有一定的模式?
（理查德 · 费曼讲过的故事）
科学探究不一定都要做实验（解放思想 ！）
反对高中科学课程的幼儿化
科学定律不是实验事实的直接归纳
提高教学效率四、增强实践意识，
提供原始材料例：“匀变速直线运动” 的章首语 ……据报导，上海磁浮总长 33 km，一次试车时全程行驶了约 7 min 30 s，其中以430 km/h的最高速度行驶约 30 s。
……根据报纸上的数据，再按照实际情况做些简化的假设，你自己就能估算它的加速度！例：一道练习题
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？ 例：又一道练习题
右面是京九铁路北京西至深圳某一车次运行的时刻表。设火车在每个车站都能准点到达，准点开出。
（1）……
（2）T107次列车由聊城站开出直至到达菏泽站，运行的平均速度是多少？
（3）…… 初中课本也有相似的题，但难度不同：
根据左侧时刻表计算列车……从朱坡到老河口运行的平均速度。又例：必修1，P47第3题
为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过 2.5 s 后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。
考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？ 又例：空气阻力对抛体运动轨迹的影响
（必修2，P42）
……以上讨论都有一个前提，即空气的阻力可以忽略。如果速度不大，例如用手抛出一个石块，这样处理的误差不大。但是物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气的阻力。
炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？五、重视科学思想
与科学方法例一 直线运动的教学思路例二 抛体运动
课程标准：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”新教材的思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究物体在平面中运动的问题。 “我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，它相对于黑板运动的轨迹是直线吗？相对于黑板在做匀速运动吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”●坐标与时间的关系
x = vxt
y = vyt●轨迹――消去 t●速度的大小和方向…… 2. 例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。 悟出的道理：
物体在相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它的复合运动（或者相反） 。3. 把这个道理应用于平抛运动
水平方向：力F = 0，初速度v0 = v
位移x = vt
竖直方向：力F = 重力，加速度 = g，初速度v0 = 0
位移y =……
有了x、y两个方向的坐标与时间的关系之后
轨迹…… 速度的大小…… 速度的方向…… 4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么…… 学生得到的是解决这类问题的一般性方法
两个方向上的受力
↓
两个方向上的运动方程
↓
两个方向上的位置与时间的关系
↓
平面中的运动轨迹（消去t）
↓
平面中速度的大小和方向……不拘泥于平抛、斜抛这样的“知识点” 不但不能强调斜抛，连平抛也淡化，平抛轨迹只是通过例题得出的。必修2，P42旁批把这个思想明确地写出来了：
在第四章牛顿运动定律的学习中我们已经体会到，已知物体受力情况而想知道它的运动情况时，要先对物体所受的力进行分析，然后应用牛顿定律得到物体的加速度，进而根据运动学的规律得到物体的位置与时间的关系。
在研究抛体运动时，我们的思路完全相同。不同的是，抛体的运动发生在平面内，需要在 x、y 两个方向上分别做出受力分析、在两个方向上分别应用牛顿定律和运动学的规律，然后再根据要求做综合处理。 例三 “以不变的量代替变化的量”，“以直线代替曲线”的思想
（素材取自黄恕伯老师的研究工作）两道高考题 上：静电场对质子加速，求两个区间中粒子数的比值。
下：两板间加 50 Hz 交变电压，电子的速度为6.4×107 m/s，板宽 8 cm，求电子能从两板间射出的时间。 新教材对“变与不变”的科学方法的学习做了系统化的、结构化的处理
◆平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（必1，P18）
◆实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
◆讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
◆推导：用v – t 图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
◆做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
◆探究：怎样计算变力做的功？（必2，P16） 例四 做功和能量的关系 科学方法――追寻守恒量（动量的写法更是如此）。过去的教学是先 ……能量与做功的关系：
重力势能的引入、动能的引入、弹性势能的引入、内能的引入、电势能的引入、焦耳定律、电源和电动势、闭合电路的欧姆定律……光电效应例：重力势能的表达式
在讨论过重力做功的特点后，必修 1 在 P11 ～ P12 说：
“mgh 这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力所做的功密切相关，另一方面……恰与势能的基本特征一致。因此……” 为什么讨论重力做功的特点？ 理性的思维！例：动能表达式和动能定理
指导思想――
①能量与做功的关系
②直接经验与逻辑推理的关系必修2，P16探究功与物体速度变化的关系
目的：找出动能的表达式及动能与做功的关系
思路：
动能的定性概念
↓
动能与速度有关 动能与做功有关
↓ ↓
通过实验研究功与速度变化的关系 考虑到做功与能量的关系，应用牛顿运动定律和运动学的关系进行分析后得到： “从这个式子可以看出， 很可能
是一个具有特定意义的物理量……” （P18最下一行）直接经验与逻辑分析缺一不可
人的认识不是直线式的例：弹性势能的表达式
●做功与能量关系的又一次练习
●“以不变量代替变量”、“以直代曲”思想的又一次练习
●通过计算面积来求和的方法的又一次练习
●这是一次科学探究的练习 课本中没有写出弹性势能的表达式，没有应用这个公式的练习题，没有……例五 科学定律是怎样得到的？
不是通过演绎得到的
也不是单纯通过对数据的归纳得到的必修 1 中的例子
◆ P50 旁批：“伽利略把他的结论外推到90度是需要很大勇气的”。
◆ P35，小车的速度与时间的关系，点子是否完全落在一条直线上？第7行：“……可以有很大的把握说……”
◆ P78 倒数第 2 段(加速度与质量的关系)：“实际的规律很可能就是这样的”。倒数第1段，“我们的结论仍然带有猜想和推断的性质，只有……”
◆ P100～P101：直线不过原点怎么办？ 六、渗透情感态度价值观的教育热爱科学（审美体验）
质疑与求知、理性思维（批判性思维）
态度严谨、实事求是
人类对自然的永恒的探索
……其他问题 实验的写法与过去不同课标对实验教学的要求不是照方抓药
大纲：列出了22个实验（其中两个打星号）
规定了所用的器材和方法（在“说明”栏目中）
课标：给出了对物理实验的能力要求
（在“内容标准”中）
对具体实验项目的要求是非刚性的
（散落在各模块中）学生实验写法的变化
加入了设计因素
尽量提供多种方案供选择
为学生提供方法指导思想
实验能力主要不是技艺
实验能力主要指心智技能例：探究加速度与力、质量的关系
（必修1，P75～76）
分析实例：大汽车与小汽车、一般客车与赛车
获得加速度与力、质量关系的感性认识
↓
关于加速度与力的关系，给出思路和数据处理建议
关于加速度与质量的关系，给出思路和数据处理建议
↓
协助学生解决两个实际问题
（加速度的测量、力的提供和测量，图4.2-4提供案例）
↓
由实验结果得出结论
（实验不可能获得严格的 “a 与F 成正比、与 m 成反比的结果”）例：探究功与物体速度变化的关系
指导思想：做功与能量有关 感性认识：动能与速度有关
↓ ↓
做功与速度变化有什么关系???
↓
思路：更换橡皮筋，使做功加倍，用纸带测速度
↓
操作技巧：使木板倾斜以做补偿
↓
数据处理：分别作出各种图象
W ～ v、W ～ v2、W ～ v3 …… 甚至 W ～ 用传感器和计算机
做物理实验说一说
借助传感器用计算机测速度
（必修1， P25 ）引入教学仪器的最新研究成果：DIS实验室
（上海市中小学数字化实验系统研发中心）
（山东远大网络多媒体有限责任公司）要求：
学生直接接触自然
不赞成虚拟实验
疑问：
没有必要？
影响基本技能的训练？
没有设备？符号和术语位移的符号用 x ？
x 不是表示位置吗？
选修 2 怎么又用 l ？看上下文！这个公式中的 x 代表什么？是位置还是位移？要看公式是怎么得来的。知识要学 “活” ！什么叫“活”？
明白它的由来（实验根据、逻辑关系 ……）
能用它解决实际问题
……反对死记硬背，反对教条主义。
要抓物理实质，不要纠缠符号、术语。又如：
速度 ～ 速率
平均速度 ～ 瞬时速度
正离子、负离子 ～ 阳离子、阴离子
……条件不好，
怎样落实新课程？新课程是一种进步。
任何条件下都要进步，任何起点都可以进步。
新课程不是空中楼阁，
它是多年来一线教师和教研工作者探索的成果。
比赛中得奖的课都是符合新课程理念的！ 即使是“独角戏”，也能体现新课程的理念。
把自己的思维过程展示给学生。搭好台阶，一种教学方法，也是一种学习方法。
必修1，P81例题的分析中“考虑下面几个小问题有助于解决这个问题”
必修1，P89例题也是如此。
新课程拒绝形式主义！ 谢谢大家！
人民教育出版社物理室
无锡 · 2006－07－05首页思考与讨论（P15）
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点 ……你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考）返回通过实验探索力的相加的法则（P66）返回说一说（P69）
一个物体的速度v1 在一小段时间内发生了变化，变成了v2 ，你能根据v1、v2 ，按照三角形定则，找出变化量Δv 吗？返回在向心加速度的学习中运用矢量概念（物理2，P50）返回过去测B点的瞬时速度一定要用左右相邻两点间的数据可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度返回返回返回操作、记录、作图、分析……
利用前面学过的概念和技能 老师问：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
（选修1，P40～P41）返回 匀速直线运动的位移与它的 v-t 图象下的面积相对应；对于匀变速直线运动，也是这样吗？返回 从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？ 返回返回过去测B点的瞬时速度一定要用左右相邻两点间的数据可以表示D、F及它们中间任意一点的瞬时速度返回 以 a 为纵坐标、m为横坐标，如果曲线是双曲线的一枝，a 与 m就是反比例关系 以 a 为纵坐标、1/m为横坐标，如果画出的是一条直线，a 与 m就是反比例关系返回 由于只需对不同力、不同质量时的加速度做出比较，所以不一定测出加速度的大小只要测出相同时间内位移的比值，就能得到加速度的比值。返回返回科学美？不止于此！ 在科学活动中感到“舒服”、“痛快”、“振奋” …… 就是一种审美体验！试想按照下面线索学习万有引力定律时的感受
继续万有引力定律的发现
（必修2，第七章）神奇的行星运动→第谷的观测数据→开普勒行星运动定律太阳对行星的引力，行星对太阳的引力太阳与行星之间的引力地球与月球的引力及地球与地面附近物体的引力万有引力定律测定引力常量称量天体的质量、发现未知天体 继续一个外行人――马克 · 吐温的话：（必修2，P72）
科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！ 有人问李政道教授，在做学生时，刚一接触物理学，有什么东西给他的印象最深？他毫不迟疑地回答，是物理学法则的普适性深深地打动了他。
物理学基本规律的简洁性和普适性，使人充分领略了它的优美，激励着一代又一代的科学家以无限热情献身于对科学规律的探索。
（必修2，P73旁批）
继续 西方现代科学肇端于文艺复兴时代，而文艺复兴的主要任务和最大的贡献却是美术。从表面看，美术是情感的产物，科学是理性的产物，互不相干。何以“这位暖和和的阿特（art）先生，会养出一位冷冰冰的赛因士（science）儿子？”究其原因，在于二者有共同的母亲，这就是“自然夫人”，即源自“观察自然”。
—— 梁启超 （必修2，P65）
继续 科学不再是独立于人生的冷冰冰的公式和法则
请读必修2，P64 “科学足迹”：
“人类对于行星运动规律的认识”返回质疑与求知，批判性思维 这个 GPS 定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
（必修1，P13） 继续质疑与求知，批判性思维
……你对诗人关于“榆堤”、“云”、“我”的运动与静止的说法有没有不同的认识？
继续质疑与求知，批判性思维 协和式客机，由英法两国共同研制，1976年投入运营。它能在20 000 m的高空以2倍声速飞行，是惟一的超音速客机。但是，它的能耗太大，飞行和维护的成本太高，加之起飞和降落时的巨大噪声，以及安全隐患，所有协和式飞机于2003年10月已全部退出运营。近30年的“协和史”引发人们深思：有没有必要无限制地追求“高速度”？ 播种一种行为，收获一种习惯
（张维善语）
返回 ……实验的结果往往不尽人意，得到的数据不像定律描述的那样完美。不过，不要气馁，更不能任意修改数据去适应书本上的结论。为什么会出现这样的差别？自然，中学物理实验器材的精密度不高，但是，也可能有更深层次的原因。
在通过实验探究加速度与物体受力的关系时，我们根据现象的分析和粗略的数据，猜测加速度可能与物体所受的力成正比。这是一个猜测，需要实验的验证。于是我们做了几次实验，得到了几条直线。这些图象并没有完全验证我们的猜测，但它们强烈地向我们提示，这样的猜测很可能是正确的！你可能说，中学物理实验器材的精密度不够，用更好的仪器就能得到过原点的直线了。但是，如果用了更好的仪器，就要用更高的标准来检验这条直线，这时仍然会发现它不过原点……
……物理学的规律不是通过有限的几个实验 “归纳” 出来的，它们之所以正确，归根结底是因为由它们得出的无数结论都与事实一致。既便如此，我们也时刻不能丢掉一颗怀疑的心，很可能在某些新的情况下，我们习以为常的规律出了问题。
返回人类对于自然的永恒的探索 地球是人类的摇篮，但是人类不会永远生活在摇篮里。
－－齐奥尔科夫斯基
（必修2，P75）
继续例：实验推动了物理学的发展（必修1，P96）古代：伽利略对力学问题的实验研究近代：法拉第、麦克斯韦、赫兹对电磁学的研究现代：杨振宁、李政道、吴健雄等对宇称不守恒的研究现代和将来：韦伯、泰勒等对引力波的研究例：经典力学的局限性
从低速到高速
从宏观到微观
从弱引力到强引力
“相对论和量子力学是哪一种更广泛理论的特殊情形呢？我们现在还不知道……”
（必修2，P82）
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我对高中物理新课程的认识
课程教材研究所（人民教育出版社） 张大昌
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三个系列各为哪些学生准备的
三个系列从不同的角度展示物理学
不与高校的系科相对应
选修2系列不是为学工科的学生准备的
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
改变学生的学习方式
时代性、基础性、选择性、实践意识……
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
科学探究不搞形式主义
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
●独立思考是学生解题的基本条件
●实践意识是审题环节的基本素质
掌握科学方法是解题的必要条件
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向，为学习方法导向
●教科书要成为教师的好帮手
●教科书要提供物理情景和学习资料
教师不是教科书的“奴隶”
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
知识与技能
过程与方法
情感、态度与价值观
例：抛体运动的研究
过去（教学大纲）：“平抛运动（B）”
过去的教材：
得到的是关于平抛运动的一堆知识
研究红蜡块的运动
现在（课程标准）：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”
新的思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法
“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，合运动的轨迹是直线吗？蜡块的合运动是匀速运动吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”
●坐标与时间的关系
x = vxt
y = vyt
●轨迹――消去t
y =x
●速度的大小和方向……
v =
……
计算飞机的分速度
2. 例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。
悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的复合运动。
3. 把这个道理应用于平抛运动
水平方向 F = 0， v0 = v， x = vt
竖直方向F = 重力，加速度 = g，v0 = 0，y =gt2
有了x、y两个方向的坐标与时间的关系之后，
轨迹…… 速度的大小…… 速度的方向……
4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么……
得到的是解决抛体运动（平面中的二维运动）的一般性方法
例：做匀速圆周运动的物体的加速度的方向
过去：
绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心
现在：
受到什么启示？
但是没有由此得出结论，而是要学生们思考：
如果做匀速圆周运动的物体的加速度不是指向圆心，那么……
更进一步：
研究匀速圆周的加速度的方向
提倡理性思维（质疑的习惯、批判性思维……）
不能忽视直接经验
直接经验的作用――科学的价值观和科学方法
学生学过科学课程之后，将
以不同的视角、不同的方法看世界
提高了认识世界的能力
例：狭义相对论――“同时”的相对性
“光速不变原理”，“狭义相对性原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
1. 科学的方法与科学的价值观
实验或观测事实（或直接经验）
↓
猜想与假设（两个基本原理）
↓
逻辑分析（数学推理）
↓
可检验的结论
一个外行人――马克·吐温的话：
科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！
另外的例子：
牛顿对万有引力的研究；伽利略对自由落体运动的研究
2. 体会人的认识能力，感受直接经验的局限性
――情感态度价值观的教育
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
知识可以在人生的任何阶段学习，观念只能在一定的年龄建立
例：“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
理性思维与实践――
科学价值观的教育
●改变学生的学习方式
过去：
老师讲、学生听、学生练
我们希望：
独立思考、同伴交流、师生互动
例：思考与讨论
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s …… 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。
例：实验：验证机械能守恒定律
过去：如何如何操作……得出什么结论
现在
验证机械能守恒定律
实验方法 所用装置如图。
重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。
要注意的问题
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？
2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。
求瞬时速度
速度的测量 利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉……学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。
如果A、B、C是纸带上相邻的三个点（如图）……所以
vB =
……
体现了：独立思考，师生互动
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
教学中的科学探究是课程理念的体现
提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作
◆前面“从实验测得的速度估算变速运动的位移”、“实验：验证机械能守恒定律”，既是体现科学方法的例子，也是体现科学探究的例子。
◆通过前人的工作了解科学探究
例：量子论的建立
黑体辐射的规律
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证
例：伽利略对自由落体运动的研究
●科学探究不搞形式主义
“要素”不等于“环节”，不追求探究的“完整性”
教学中的科学探究不是新八股，科学探究没有一定的模式
费曼讲过的故事
科学探究不一定都要做实验
（反对高中科学课程的幼儿化）
（物理学定律不是实验事实的直接归纳）
提高教学效率
例：超重和失重（课堂实录）
讨论：乘电梯时的感觉
看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化
演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化
小结：加速运动时读数会有变化
什么道理？ 可以用牛顿第二定律来研究！
分析：用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系
讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重
讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重
演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水
练习：解计算题
一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究
――没有必要
●怎样教会学生探究
教师自己要乐于探究、善于探究
教师热爱科学，学生才能热爱科学
继续学习对于教师的意义：不只是积累知识
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
－－“会当凌绝顶，一览众山小”
取得好成绩的前提是学好物理学
新课程理念目的是学好物理
（科学过程、科学方法、科学精神是物理学所固有的）
●独立思考是学生解题的基本条件
学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础
●实践意识是审题环节的基本素质
例：一个题目
要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。
错误答案：砝码和刻度尺。
没有知识问题，缺少实践意识。
例（2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）
求加速度满足的条件
一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）
解 设圆盘质量为m，桌长为l，圆盘脱离桌布前后相对桌面的加速度分别为a1和a2，于是
μ1mg = ma1 ①
μ2mg = ma2 ②
设圆盘离开桌布时的速度为v1，相对桌面移动了距离x1，然后又在桌面上运动了距离x2后停下，因此有
v12 = 2a1x1 ③
v12 = 2a2x2 ④
圆盘不会从桌面掉下的条件是
x1 + x2 ≤ ⑤
设圆盘在桌布上运动的时间为t，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x，于是有
（根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t）
x =a t 2 ⑥
x1 =a1 t 2 ⑦
x = x1 + ⑧
解得
a ≥ ⑨
本题满分：20分
平均得分：3.5分
难 度：0.175
意识很难通过集中灌输来建立
新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成
做一做：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。
做一做：摇绳发电
飞镖
摇绳发电
●掌握科学方法是解题的必要条件
新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法
例：一道高考题
质子流
来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为 800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×10－19 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。
设质子源与靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中，与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度Δl的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1与n2之比为 _______ 。
思路：质子在全过程中做匀加速运动（速度变）；在极短长度内可看为做匀速运动（速度不变）。
知识：●匀加速运动 v2 ＝2al
●匀速运动 Δs ＝vt
●相等长度下n与Δs成反比
难点：学生缺乏“变与不变”的思想
高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。
例：又一道高考题
真空中速度为v = 6.4×107 m/s的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l = 8.0×10-2 m，间距d = 5.0×10-3 m。两极板不带电时，电子沿两极板之间的中线通过。在两极板间加50 Hz的交变电压u = U0sin ωt。如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。
计算Uc
(1) 求Uc的大小。
(2) Uc为何值才能使通过的时间Δt通跟间断的时间Δt断之比Δt通:Δt断 = 2 : 1？
方法通常指解决某个问题的程序。理解某个方法并不等于会运用这个方法。运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。
新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。
新教材对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理
系统化科学思想教育举例――新教材中的“变与不变”
◆讲解：平均速度和瞬时速度（P18）
平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity）。
显然，平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述精确些，可以把Δt取得小一些。物体在从t到t +Δt这样一个较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。Δt越小，运动的描述就越精确。可以想像，如果Δt非常非常小，就可以认为表示的是物体在时刻t的速度，这个速度叫做瞬时速度（instantaneous velocity）。
◆实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
用打点计时器测量瞬时速度 在图示的例子中，测量后计算得出的是D、G两点间的平均速度。如果速度变化得不很剧烈，我们又不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可。然而，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如图中的DF，那么根据D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度，就会更准确。
用打点计时器测量瞬时速度
过去通过纸带求E点瞬时速度的方法：一定要利用D点和无名点。
◆讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
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5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
由速度求位移
◆推导：用v - t图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
◆做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
墙前落石
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？
石子从 A 到 B 的运动能否按匀速运动处理？
◆探究：怎样计算变力做的功？（物理2，P16）
计算变力做的功
习题训练之所以受到普遍重视，甚至发展为“题海”，就是只有经历过程才能学到方法。
但是，在很多情况下“题海”练习是一种盲目、杂乱、单调和简单重复的过程。
如何把学生的习题训练，改进成目标科学、程序清楚、形式多样的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。
肤浅的、形式主义的做法不等于新课程
单纯的操练不是提高考试成绩的最佳途径
反例：有人总结的“碰撞问题的六个类型”
解题能力的三个要素：
基本概念和基本规律
基本方法（包括数学技巧）
随机应变的能力（记忆“类型”用处不大）
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向、为学习方法导向
正文以及“思考与讨论”、“说一说”、“实验”、“演示”等各种栏目都要为此服务
例：学过匀速圆周运动之后
思考与讨论
驾驶员与座椅间的压力是多少？
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……
（科学探究的精神――提出问题、猜想与假设、分析论证，以及评估、交流与合作）
例：强相互作用的引入
说一说
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？
（科学探究的精神――提出问题）
例：学过“力学单位制”之后
说一说
圆锥体积的公式
有时候根据物理量的单位能够查出运算或者印刷中的错误。
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为
V＝πR3h
小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？
例：“力的平行四边形定则”的教学
原来的教材
图示为橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2。以OA和OB为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。
可以看出，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。
新课标教材
图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
我们需要研究的是：合力F与分力F1、F2有什么关系？
探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。
2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。
3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。
4. 得出你的结论后，改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
教材的不同写法代表了不同的教学理念
演示实验只写做法，不写将要出现的现象，更不写结论。目的：鼓励学生
――细心观察、独立思考、同伴交流、师生互动
――改变学习方法
例：信息技术与学科教学相结合的导向
做一做
借助传感器用计算机测速度
A 同时发出超声波和红外线，B 根据接收二者的时差测出 A、B的距离。
图1.4-7用传感器测速度的原理
图1.4-8实验室用来测速度的运动传感器
引入教学仪器的最新研究成果：DIS实验室
上海市中小学数字化实验系统研发中心
山东远大网络多媒体有限责任公司
学生要直接接触自然――反对虚拟的实验
“基本技能”随时代而变――时代性
●教科书要成为教师的好帮手
落实三维课程目标的前提是“学懂”
泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m
“没有不能攀登的高山，只有上不去的台阶”
循序渐进，分散难点
在教学设计上多替教师做些工作
例：矢量的教学
――“步步登高”而非“一步到位”
（1）通过位移初步接触矢量（P15）
指出特点：大小、方向
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律（P15）
通过位移了解矢量
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点 ……你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考）
（3）通过实验“得出”矢量的加法（P66）
通过实验研究力的合成的法则
（4）给出矢量的科学定义（P69）
强调两点：
有方向
平行四边形定则
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则（P69）
怎样找出Δv？
一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则，找出变化量Δv 吗？
（6）矢量概念的进一步运用（物理2，P50）
在向心加速度的学习中运用矢量概念
●教科书要提供物理情景和学习资料
飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题？
提供物理情景例1
提供物理情景例2
滑动摩擦与静摩擦
提供学习资料例1
用比值定义物理量
墙前落石
提供学习资料例2
――“变”与“不变”的关系
提供学习资料例3
轮船的水下部分
轮船水下部分
提供学习资料例4
科学漫步
全球卫星定位系统（GPS）
这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
手持式GPS定位器
播种一种行为，收获一种习惯
（张维善语）
车载GPS定位系统1
车载GPS定位系统2
教科书提供的学习资料包括文字资料
例：
速度与现代社会
●教师不是教科书的奴隶
过去：
教科书上的每一句话都要学懂、学透
教科书外的任何（物理）知识都可以不学
教科书是教师的参考资料，教师不是教科书的奴隶
教师应该阅读多种书籍
――5个版本的教科书
――原来的统编教科书
――国外的教科书
――其他参考书
（课本后面列出了参考书目）
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
“刚性的解释”：
是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步……
例：
《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。
有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？）
于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。
另一方面
如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？
如果“知道”层次排除计算，难道连德布罗意波长都不能出现吗（47页“知道实物粒子具有波动性”）？如果真的不进行计算，还怎么说明我们无法观察到子弹的波动性呢？还怎么让学生体会到
E = hν 与
的对称之美呢？
然而
如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？
结论
课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的
教材编写者、教师、考试命题者都有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。
几十年来的中国中学物理教育史证明
1. 在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做不到的。
2. 纠缠于考试题在“纲内”、“纲外”使我们迷失方向
――记住了知识，忽视了方法
例：多普勒效应的公式、霍尔效应的公式
课件69张PPT。课程标准高中物理教材
选修 3 系列编写思想
物理课程教材研究开发中心
（物理室）高中物理课程结构选修3系列：
全面介绍物理学的实验基础、逻辑关系、文化价值、技术应用 选修3系列：
进入大学理科专业和工科专业继续学习的基础
知识内容与过去的“必修加选修”大致相同
强调了“系列性”，5本书的章号连续编排 理工科高考的内容，由考试主管部门在课程标准的基础上确定：
哪些模块？
哪些知识点？
要求到什么程度？
有多大的选择性？
……编写思想
一、落实新课程的理念
二、体现科学探究的精神
三、做教师的好帮手 一、落实新课程的理念
1. 经历科学过程，学习科学方法
2. 鼓励理性思维和质疑的精神
3. 改变学习方式
4.实践意识、科学?技术?社会（STS）…… 1. 经历科学过程，学习科学方法
【例】电势能、电势、电势差的教学 从 A 到 B 移动电荷，沿直线、经 M 的折线、经 N 的曲线，静电力对 q 做的功WAB 是定值。从而可以定义某点 A 的电势能EPA ：
EPA － 0 ＝ WAB
电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。 电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这点的电势（electric potential）：
φA = EPA / q 定义电势差：
UAB ＝ φA － φB
派生的关系：
WAB ＝ q UAB UAB ＝ WAB / q
下标的顺序要特别注意！“通过做功研究能量” “用比值定义物理量”
重力做功→重力势能→高度（地势）→高度差
力对物体做功使速度增加→动能
力对弹簧做功→弹性势能
（过去：电势差→电势→电势能） 【例】动量和动量守恒定律的教学
首先探究碰撞中的 “不变量”
质量之和不变？当然的
速度之和不变？
质量与速度的乘积之和不变？
质量与速度的二次方的乘积之和不变？
速度与质量比值之和不变？
……?
?
研究碰撞的几种器材通过实验寻找碰撞过程中 “保持不变的量”
↓
得到 “很可能不变” 的量 mv
↓
前辈们在寻找不变量的过程中逐渐认识了动量
↓
经过几个世纪的探索与争论－－动量守恒定律
↓
动量守恒定律与牛顿运动定律的关系
科学定律不是通过有限的实验“归纳”出来的2. 鼓励理性思维和质疑的精神
不迷信书本、不迷信权威、不迷信直接经验
“说话要有根据，说话要合乎逻辑”――科学素质的最基本表现，思维能力的最基本表现
鼓励学生 “问个究竟”【例】导线内的电场鼓励学生
问个究竟 ！导线内的电场是什么样的？导体内的电场
不为零吗？这样的具体要求在课标中没有写出
但对了解物理图景却是有益的
不要求学生复述 “鼓励学生问个究竟”，这样做的目的是：
“播种一种行为，收获一种习惯”
情感态度价值观的教育并不抽象 【例】热一律和能量守恒定律建立的历史
（俄）盖斯：确定的化学反应，不论经过什么路线，产生的热量是一定的。
（德） 迈尔：热带船员的静脉血更红，海水在风暴中更热。
（英）焦耳：做功与传热的等价关系。
（德）亥姆霍兹：根据永动机不可制成的事实，提出“张力”与“活力”的转换，还分析了电磁现象、生物体中的能量转化现象
……学过热力学第一定律后的一段话
我国物理学家冯端教授指出：除了要为焦耳、亥姆霍兹和迈耶这些做了杰出贡献的科学家树碑立传外，还应建立一个无名英雄纪念碑，其上最合适的铭文将是“纪念为实现永动机的奋斗而失败的人们”，这是因为人类在探索自然规律的过程中必然有各种假设，虽然后来发现某些假设是错误的，但正是前人的失败才使后人的思考走上了正路。3. 改变学习方式
过去：
老师讲，学生听，学生练
我们希望：
独立思考，同伴交流，师生互动 过去：指出输电导线上的功率损失、输电线路上的电压损失，陈述解决的办法。
教材陈述→教师讲解→学生记忆【例】电能的输送新教材：
（1） 怎样计算输电线路损失的功率？
（2） 在输电电流一定的情况下，如果线路的电阻减为原来的一半……在线路电阻一定的情况下，如果输电电流减为原来的一半……
（3） 通过前面的计算，你认为哪个途径对于降低输电线路的损耗更为有效？
（4） 怎样计算用户消耗的功率 P ？
（5） 在保证用户的电功率的前提下，怎样才能减小输电电流？【例】交变电流的有效值
如图，电流 I 通过 一个R＝1 Ω的电阻。它不是恒定电流。计算这种交变电流的有效值 （1）怎样计算通电 1 s 内电阻 R 中产生的热量？
（2）如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻 R，也能在 1 s内产生同样的热，这个电流是多大？
通过学生自己的活动，强化：
● 有效值指热效应方面的等效
● I = 0.707 Um 只适用于正弦式电流4. 实践意识、科学?技术?社会 …… 摇绳发电 【例】学过 “放射性的应用与防护” 之后的一段材料：
STS 室内环境与放射性
……
做一做 用传感器测量放射性
……【例】 STS 大面积停电引发的思考
8月14日，美国东北部和加拿大部分地区发生大面积停电事件……
……
问题
1. ……
2. 通过以上事例，以及你对科学技术与社会关系的体会，你认为人类有必要在这样大的程度上依赖技术吗？二、体现科学探究的精神
提出问题
猜想与假设
设计实验和进行实验（收集证据）
分析论证
评估、交流与合作处处都能体现探究精神
――反对形式主义的 “科学探究”【例】测量小灯泡的伏安特性曲线
实验之前思考：灯丝有电阻，电流随电压变化的曲线可能是什么样的？……
实验之后思考：你在自已作出的伏安特性曲线中有什么新的发现？你怎样解释这个发现？
鼓励学生提出问题，做出猜想假设，进行简单的分析推理教学中的科学探究不一定都要做实验
【例】探究导体电阻与其影响因素的定量关系教材还介绍了另一个方案 （1） 分析导体电阻与它的长度的关系
一条长度为 l、电阻为 R 的导体，我们可以把它看成是由 n 段长度同为 l1、电阻同为 R1 的导体串联而成的，这 n 段导体的材料、横截面积都相同。总长度 l 与每段长度 l1 的关系为
l / l1 = n
另一方面，由串联电路的性质可知 R＝nR1
即 R / R1 = n
对比两式，可知
R / R1 = l / l1
即在横截面积、材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比。
（2） ……【例】热辐射和量子论
黑体辐射
↓
经典电磁学
↓
矛盾
↓
普朗克假设
↓
推理（数学）
↓
验证 通过前人的工作学习科学探究三、做教师的好帮手
泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m
没有不能攀登的高山
只有上不去的台阶
搭好台阶，循序渐进【例】 示波管原理的教学“层层递进”
（1）在两个Y 电极之间和两个X 电极之间都不加电压，电子打在荧光屏上的什么位置？
（2）在 X 电极之间不加电压，在Y 电极之间加正弦电压，电子打在荧光屏上的什么位置？
（3）仍在Y 电极之间加正弦电压，但在X电极之间加图示的“按直线规律变化”的电压，电子打在荧光屏上的什么位置？
根据需要，第3步还可再细分成几个台阶。【例】狭义相对论－－同时的相对性
出发点：光速不变原理、狭义相对性原理闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
长度的相对性，时间间隔的相对性
狭义相对论的直接验证科学的方法与科学的价值观
?
实验或观测事实（或直接经验）
↓
猜想与假设（两个基本原理）
↓
逻辑分析（数学推理）
↓
可检验的结论一个外行人的话：
科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！
――马克 · 吐温提供资料
用计算机观察声音的波形，测量它们频率的比值光经过大头针的针尖和针帽时的衍射科学足迹 电子发现的前夜
普吕克尔：观察到阴极射线→汤姆孙：确认电子，用了40年（1857－1897）！
赫兹：阴极射线是电磁波（没观察到在电场中的偏转，能穿透铝箔）
舒斯特、考夫曼，分别测得e / m，是氢离子的一千倍？
结论：只做实验是不够的，创造性的发现需要洞察力继 承 与 发 展新课程的基础
－－多年来无数教师和教研人员的教学实践和理论研究
新教材的基础
－－人教版教材多年来的探索与积累教师是教材的主人
教材是教师的工具
对照原来版本的教材
参考其他版本的教材我们一定努力
今后做得更好人民教育出版社
课程教材研究所
物理室
Http://www.pep.com.cn课件156张PPT。高中物理新课程的 实践与反思
母小勇
苏州大学教育科学研究中心主任
苏州大学教育学院教授
博士生导师
１.我国基础教育 课程的主要问题培育目标不能完全适应时代发展（物理教师实际所做的事情是培养“物理学家”）
课程结构不合理（物理课程缺乏选修和实践活动内容）
课程内容繁 难 偏 旧（由于经典物理学的完备性，物理课程在这些方面表现得最突出）
重教轻学 重结果轻过程（重物理概念掌握，忽视物理抽象的过程，因此并没有真正理解）
评价重选拔轻发展（滥用相对评价）
课程管理过于集中２、关于发展能力形式教育——官能心理学：片面发展能力（教育、教学的目的是“唤醒”存在于心灵中的知识和潜力）
实质教育——联想心理学：突出传授知识（教育、教学的目的是在心灵“白板”上“刻画”、“注入知识或经验”，能力便自然而然得到发展）官能心理学 教学的任务主要不在于教给学生多少知识，这是不可能的，也是不必要的。应该主要培养学生的能力、特别是所谓悟性或理性能力、思维能力。他们之所以重视语言（特别是古代语言）以及数学、辩证法等学科，理由就在于他们认为古代语言学习获得文法上的修练，能很好地训练思维。同时，数学也被认为是思维的体操。
物理课往往成为语文课或数学课，并使物理“题海战术”愈演愈烈。联想心理学 赫尔巴特认为心灵原本空无所有，心灵的发展是以与环境接触而获得的观念构成的，是由个别观念构成观念体系的过程，赫尔巴特称之为“统觉”。所谓统觉过程，也就是把分散的观念联合成一个整体的过程，也就是用已有观念去解释和融合新观念的过程。
物理教学中只强调知识“灌输”。物理能力构成物理知识
陈述性知识（是什么——物理事实、现象）
程序性知识（怎么做——物理抽象方法、解决物理问题的方法、操作方法）
物理技能
动作技能（操作——物理实验、操作技能）
心智技能（方法——物理思维策略和物理思想）３、课程逻辑学科逻辑（概念体系）
＋
心理顺序（做事顺序）
学科与学科课程随着人类文化的积淀及文明形态社会的形成与发展，人类便开始运用理性的、逻辑的方法，对复杂的、混沌的、甚至不可理喻的各种文化形态（“原文化”）进行归纳、分类和整理，将人类“原文化”分解为一系列不同的领域——学科
物理学也脱离自然哲学，成为独立的学科数学家欧几里得（Euclid）在其《原本》（Elements）中收录了当时几乎所有的希腊数学运算方面的研究成果，构建了以数、点、线、面、体为逻辑线索的几何学体系。
“正是抽象，提供了数、线、面、角度、质量、力和压力的概念；正是抽象和哲学分析，解决了基本的性质和公设并使之变得精确。正是最严格的演绎，保证这些公设是相容的和独立的，而且耐心地以无瑕疵的秩序展开包含在公设中的定律的长链。” 欧几里德几何学科逻辑 点 线 面 体人类认识顺序点 线 面 体牛顿力学学科逻辑质点 位移 速度 加速度 力
马赫曾经十分关注其逻辑上的完备性：认为质量和力的定义是最不科学的，用空间量和时间量定义加速度，然后用加速度定义质量和力。虽然马赫的工作对相对论有一定影响，但是，他所做的还是牛顿力学学科的修补工作，没有完成新的物理文化的建构。在现代社会，专门化的学科的根本标志也是形成“无懈可击”的逻辑和远离现实的抽象“话语”，追求一种抽象封闭的、独立自洽的理论体系。学科似乎走上了一条不归之路。人们开始糊涂了：我们赖以生存的世界到底是什么？学习学科本身就是我们学习的目的吗？ 当人们把真实的三维世界抽象成为“数”、“点”、“线”、“面”、“质点”、“刚体”、“细胞”、“分子”、“粒子”、“波”等数学、物理学、化学、生物学的概念、范畴、术语之后，人们都为自己的抽象争论和辩护，引发了像玻尔（N. Bohr）与爱因斯坦（A. Einstein）关于“电子是波还是粒子”的论战。 我国传统物理课程基本上是按照这种思路设计出来的。
这种物理学科课程把学生的物理文化的学习活动从完整的物理文化总体中分离出来,从而使作为“桥梁”的物理学科代替了物理文化本身，一跃成为权威和理性的象征。我们称这种物理课程为“学科本位课程”。
“学科本位课程”侧重概念的界定、强调分析概念之间严格的逻辑关系。因此，人们通常把物理教学的中心任务概括为“形成物理概念、掌握物理规律”。 20世纪50年代至60年代的“学科结构课程运动”把“学科本位课程”推到了极致，诞生了一种新的课程形态——“学科结构课程”。最典型的就是其物理课程和教材。
所谓“学科结构课程”，是指以专门的学科领域及其线索为核心开发的课程。它强调两个方面的内容：一是“组织起来的知识领域”，它由基本概念、基本原理等构成；二是“该知识领域的探究方法”。 美国学者布鲁纳（B. S. Bruner）断言，“学科结构课程”有四点好处：
（1）掌握学科结构，使学习内容更容易理解；
（2）掌握学科结构，有助于更好地记忆；
（3）掌握学科结构，有助于促进知识技能的迁移；
（4）掌握学科结构，有助于缩小高级知识与初级知识之间的差距。 学科化、主义化有一次，余秋雨应邀到北京一所高校讲学。当他提及海明威的小说时，学生就问他：“老师，您怎么在没有讲清楚海明威属于何种主义、哪个流派之前就立刻进入他的作品之中呢？”
余秋雨认为：“他们在面对海明威之前先要‘安置’海明威，他们误认为学习之道就是‘归位之道’、‘安置之道’，这是真正的画地为牢。”美国在20世纪60年代的反思在“学科结构课程运动”中，教育质量不断“滑坡”。
人们提出问题：“为什么约翰不会做加法？”
人们困惑：“为什么要999个学生陪1个学生读书？”学科及学科课程真的对发展文化非常有效吗？新的文化往往不是建立在“历史的”学科基础之上的。
如果爱因斯坦（A. Einstein）按照牛顿（I. Newton）所构建的力学学科逻辑，他还能够提出相对论吗？答案是否定的。
相对论彻底改变了人类关于时间和空间观念，是人类文化的革命。爱因斯坦在创立相对论的过程中，从生活中光的传播特点这一极为普通的问题入手，否定了牛顿力学最基本的逻辑起点——分离的时空、均匀流逝的时间和均匀的包容世界万物的空间，完全摆脱了牛顿的学科范式。 学科逻辑是专家对话的逻辑，不是普通人的对话的逻辑，更不是教师与学生对话的逻辑。 因此，在分科课程的背景下，教师应该把教学过程还原为学生的探究活动。课程活动的最终目的是传承文化、发展文化和培养创造新文化的人。
课程应该按照文化的逻辑或人类活动的逻辑——“认知”、“做事”、“共同生活”和“生存”的逻辑展开。 课程的目的与逻辑（1）人为性。文化是人对世界的认知和干预，它不是纯自然的。（2）过程性。文化是人与生活环境相互作用过程中产生的，它不是纯主观的。（3）多样性。人与生活环境相互作用的过程、方式、视角是多样的、复杂的，因而文化也是多元的。（4）人类性。文化不仅仅是学者、专家们创造的，而是人类每一个成员共同创造和共享的。（5）发展性。文化是一个不断创新的过程。 文化的特征文化或人类活动的逻辑生活世界——好奇心、疑问、需要——猜测、猜想、蓝图——事实、资料、信息——“证实”、“证伪”——形成物质和精神的文化成果——……４.发达国家基础教育 课程改革的趋势注意课程设置的统一性和灵活性结合
注重学生全面发展和个性培养
重视学生对基础知识的掌握和基本素质的提高
注重学生各方面能力的培养
提倡公民教育
重视学生国际意识的培养５、我国各阶段教育定位义务教育——不定向教育——以提高公民
素质为基础
高中教育——准定向教育——以学生全面而有
个性的发展为基础
高等教育—— 定向教育 —— 以专业教育
或就业 为基础普通中学课程性质与任务 普通高中教育是在九年义务教育基础上进一步提高国民素质的、面向大众的基础教育，普通高中教育应为学生的终身发展奠定基础。普通高中教育的定位和培养目标
逐步形成正确的世界观、人生观、价值观；
热爱社会主义祖国，自觉维护国家尊严和利益，继承中华民族的优秀传统，弘扬民族精神，有为民族振兴和社会进步作贡献的强烈愿望； 在高中阶段特别强调：具有民主与法制意识，遵守国家法律和社会公德，维护社会正义，自觉行使公民的权利，履行公民的义务，对自己的行为负责，并具有强烈的社会责任感；
具有终身学习的愿望和能力，掌握适应时代发展需要的基础知识和基本技能，形成收集、判断和处理信息的能力，具有基本的科学与人文素养、环境意识，以及初步的创新精神与实践能力； 具有强健的体魄、顽强的意志，形成积极健康的生活方式和审美情趣，具有独立生活的能力、初步的职业意识、创业精神和人生规划能力；
正确认识自己，尊重他人，学会交流与合作，具有团队精神，理解文化的多样性，具有初步的国际视野和参与国际交往的能力。 普通高中课程由学习领域、科目、 模块三个层次构成学习领域 科 目 模 块 普通高中课程结构基教司的调查：
学生对学科课程的具体感受６.高中新课程的理论基础杜威的教育哲学 在杜威看来，经验就是主体与客体之间连续不断的相互作用。在经验的范围内，主体和对象、精神和物质不能独立存在，只能作为统一的经验整体中具有不同机能的特征而存在。所以，哲学所需研究的，仅仅是有机体与环境、主体与对象的相互作用，即经验。 杜威认为，教育是对经验的重建和重组，它能增添经验的意义，使人们指导今后获取经验过程的能力得到增强。他认为，行为、经验和实践先于知识当行为一旦发生，就产生经验，有机体就有了学习，知识是行动的副产品，不能将知识和产生知识的活动分离开。 法国哲学家柏格森的生命哲学把生命理解为“原始的生命动力”。他用“生命冲动”（vital impulse）和“绵延”（duration）来解释生命现象，认为生命冲动是宇宙的惟一实在，是创造的源泉。而这一实在只能靠直觉来把握和体验，体验是生命之流与生命之流的交流，是自由对自由的“同情”。 柏格森认为，有两种非常不同的认识事物特别是生命现象的方式。
第一种方式暗示我们“绕着对象走”，通过特殊的理智活动——分析得到的知识，这种知识依赖于我们观察对象的视点。但是，生命的本质是它的绵延，科学的分析方法却打断了本质性的绵延，阻止了生命和运动。
传统学校课程主要采取“绕着对象走”的方式进行，其局限性是非常明显的。
“如果另外还有一种方法，不是相对地去认识实在，而是绝对地去把握实在，不是采取一些观点去对待实在，而是置身于实在之中，不是对实在作出分析，而是对实在取得直觉，总之，是不用任何辞句、任何转述或象征性的表述，直接掌握实在……”。这就是第二种方式。这种方式暗示我们“进入事物或对象”，克服任何个别视野的局限性。
学校课程应该强调“进入事物或对象”，让学生获得生命绵延的体验，激发内在的、创造的生命冲动。物理课程应该尽可能回到人类物理探索活动的逻辑起点——生活世界和人类活动，为学生创造体验物理文化发展方向或轨迹多元性特征的机会和条件，激发学生物理创造的“生命冲动” ，完成学生生命的“绵延” 。
通过回归生活世界和人类活动，物理课程可以使学生获得对现实世界的真实的、多元的理解和体验，认识和掌握世界原初的真善美及其相互关系，逐步升华到理性的高度，建构个体的世界图景和物理视界，从而创造新物理文化。 建构主义教学观学习在本质上是学习者主动建构心理表征的过程
心理表征包括结构性知识或经验（在众多情境中抽象出的规范的、有内在逻辑系统的基本概念和原理）与非结构性知识或经验（在具体情境中形成的不规范的、非正式的知识或经验）
教师和学生分别以自己的方式建构对世界的理解，教学过程是师生的合作性建构过程
微观世界的表征：波粒二象性粒子图像的表征
几率波图像的表征电阻的表征有的学生想到电子与原子的碰撞
有的学生想到元件发热损失能量
有的学生想到元件中有电流、两端有电压
有的学生想到它由电流和电压决定建构主义教学模式“情境性教学”
“随机通达教学”
“支架式教学”
“合作学习”
“情境性教学”创设含有真实事件或真实问题的情境（真实性任务、“锚”），学生在探究事件或解决问题过程中自主地理解知识和经验，自主建构意义
抛锚式教学——学生和教师的“思想之船”通过这些事件或问题固定在知识的海洋之中高中物理应该突出实验研究与理论分析结合，重视方法指导 力求用物理实验创设情境，从而开始探究
尽量先形成物理表象和物理图景，再进行理论分析
以斜拉桥为背景，以分析钢索、塔柱的受力为线索，设计一系列的问题，逐层深入地探究合力、分力等核心问题。使学生切实体会到基础知识在实际中的应用价值。 牛顿定律以宇航员的生活为背景，这是一种新的尝试！通过实际测量与计算产生问题情境改变过去先用理论
定义简谐运动的模
式，先利用照片、
图像获得简谐运动
的感性认识在感性认识
的基础上进
行理论分析把实际振动过程简化
为简谐运动，使物理
学理论的巨大作用得
以彰显从用两片偏振片观
察图形入手研究了解偏振在日常
生活中的应用完整的科学探究过程完整的科学探究过程通过问题进行
方法点拨 探究单摆振动的周期原人民教育出版社必修本直接要求学生测定摆长、质量跟周期的关系。这是一个验证性、指令性实验。原人民教育出版社必修本教材处理的弊端实验要解决的真实问题不清楚，学生不明白为什么要研究单摆的周期
没有给学生自主猜想和设计探究过程的机会和空间
实验达不到对学生有关物理学研究方法的训练探究过程：单摆的周期跟哪些因素有关？ 学生动手安装单摆
学生猜想单摆的周期可能会跟哪些因素有关
师生共同归纳：质量、振幅、摆长、所在地点跟单摆的周期有关
用控制变量法分别进行实验探究
测量和处理数据的方法指导 也可以将有关数据输入计算机用Excel的“xy散点图”处理绘制T-l图像或T2-l图像教师可以选取不同长度的摆
线提供给各实验探究小组，
尽可能用计算机统一处理各
组的实验数据，用Excel绘制
T-l图像或T2-l图像振幅x与l的比值为0.1745，即
x/ l= 0.1745=17.45%
当l = 30 cm， x =5.235cm振幅x与l的比值为0.0873，即
x/ l= 0.0873=8.73%
当l = 30 cm， x =2.619cm当l = 30 cm左右实验时可以选择x在3~5cm的范围比较好，即摆角在5~10o的范围。 探究动量变化与冲量的关系 碰撞与动量守恒 令17世纪科学家迷惑不解的碰撞实验精心设计情景如何使鸡蛋从高处落下不碎?
两小球碰撞时动量如何变化?
两球相撞时，动能守恒吗?
以问题串展开教学内容
从1990年起，香港的中学生每年都要举行 趣味科学比赛，其中的一个项目叫“鸡蛋撞地球”，要求设计保护装置，使鸡蛋从大约13m的高度落地后完好无损。
如果你所在的小组受邀
参加比赛，你们的方案是什么？ 富有挑战性的项目研究探究动量变化与冲量的关系 运用牛顿第二定律进行理论探索 引导学生分析：
动量变化相同，力与作用时间的关系v1=5.822m/s v2=1.224m/s m=0.07kg t=3T=3*1/30s=0.1s N1=m(v1 + v2 )/t+G=5.63N 用数码摄像机（相机）研究鸡蛋的下落 v1 = 5.822m/s m = 0.07kg t < T =1/30s N2 > mv1 /t+G =12.91N
案例分析让学生体会用动量定理解题的规范应用实例让学生体会到生活中处处有物理 “随机通达教学”同一教学内容在不同时间、不同情境、基于不同目的、用不同方式多次加以呈现（充分的实例或变式），以便使学习者对同一内容或问题进行多方面探索和理解，获得多种意义的建构案例 机械振动以生活中常见的声振动、钟摆摆动等现象为情景（突出复杂振动是由简谐运动合成的思想）
从探究理想振动模型入手，认识简谐运动及其动力学特征（从弹簧振子的频闪照片去认识简谐运动位移跟时间的关系，研究产生简谐运动的条件）
学习描述简谐运动的方法（图像、动力学公式及特征物理量）
探究单摆的运动及其振动周期（安排两个实验探究——测周期和重力加速度，设计问题串给予启发引导，突出图像研究方法）
以单摆、弹簧振子运动为载体，从能的角度认识受迫振动和共振（突出实验研究方法和这些现象的利弊分析）
在计算赛跑速度的基础上，
引入该概念案例 瞬时速度汽车速度计直接显示案例 简谐运动简谐运动：实验探究（弹簧振子）、图像分析、理论分析（胡克定律）、单摆
控制变量方法：许多物理实验都从不同角度运用这一方法“支架式教学”通过提供一套恰当的概念框架（解决问题的工具）来帮助学习者理解特定的知识或经验，建构知识或经验意义。学习者能够借助该概念框架独立探索并解决问题，独立建构意义高中物理应关注基础性和系统性重视物理学基本原理的“支架”作用
重视基本技能的训练通过示波器实验使学生把抽
象的电场变得具体直观通过匀强电场认识
电场的能的性质惠更斯原理是处理波
的有关问题的重要原
理运用惠更斯原理研
究波的反射和折射
规律用惠更斯原
理研究波的
衍射波的叠加原理是研究
波的干涉和衍射的重
要物理学原理用波的叠加原理
研究光的干涉用波的图像解决
物理问题是高中
物理的重点和难
点，可以专设一
节进行分析和
训练。用双缝干涉仪测定光的波长和
测定材料的折射率是训练学生
有关技能的重要途径，应该给
予的充分重视。电磁感应定律是高中
物理的重点和难点，
可以通过案例进行分
析并对学生进行训练。对闭合电路欧姆定律
专门设一节进行解决
问题的引导与训练通过类比，分析电磁振荡过程训练与点拨有机结合用补图的方法
研究横波的形
成过程，可以
帮助学生理解
波与振动的区
别和联系。“合作学习”学生不是空着脑袋进入教室的，因为个体从出生就开始了探索环境、倾应环境的活动，在这种活动中，对事物形成了丰富的经验，并建构了个体特定的认知图式。
每个人都在以自己的经验为背景建构对事物的理解，因此只能理解到事物的不同方面或某些方面，不存在唯一正确的全面的理解。
通过学生之间、师生之间的合作、交流与讨论，可使他们了解彼此的见解，了解那些不同观点的基础。 高中物理应该强调联系生活、联系社会、联系现代科技 从学生身边的物理现象开始物理学习
让学生体会物理学对社会进步的作用
展示物理学的前沿和物理学在现代科学技术中的巨大作用了解生物磁了解回旋加速器
的发展及其作用介绍对撞机、质谱仪和生活中振动图像的简单工作原理涡流现象与电磁灶的介绍，使学生对电磁灶不再神秘了解相对论的理论渊源和实验支持通过浅显的事例分析，让学生对广义相对论不再畏惧高中物理应该力求体现教材的灵活性和开放性 给学生和教师自主探究和对话的空间
通过“多学一点”，满足那些对物理学特别感兴趣的学生的学习愿望学习一般情况下
如何确定磁通量研究一般情况下的安培
力的计算公式推导轨道半径
和周期学习双缝干涉条纹的
亮、暗条件，为测定
波长做准备多元智力理论美国发展心理学家、哈佛大学研究生院心理学教授加德纳（Howard Gardner）的“多元智力”（Multiple Intelligence）学说在当今美国以及许多西方国家的教育改革中产生了广泛而积极的影响。
探讨“多元智力”理论对研究如何全面推进我国的素质教育、深化课程与教学改革也有着重要的意义。 加德纳认为：“智力是一种或一组个人解决问题的能力，或制造出在一种或多种文化背景中被认为是有价值的产品的能力”；“智力是在各种文化中都受到珍视的解决问题或以一种特别的方式创造产品的能力”。
他强调，大多数人的智力可以发展到充分胜任的标准；智力通常是以复杂的组合方式进行运作的；每一种智力都有多种表现方式。 多元智力的内容“多元智力”理论现已提出每个人都具有8种或9种智力，即除了语言智力（ verbal-linguistic intelligence ）和数理逻辑智力（ logical-mathematical intelligence ）以外，还包括音乐智力（ musical-rhythmic intelligence ）、身体运动智力（ bodily-kinesthetic intelligence ）、空间视觉智力（visual-spatial intelligence ）、人际关系智力（ interpersonal intelligence ）、自然观察智力（ naturalistic intelligence ）和内省智力（ intrapersonai intelligence ）。 加德纳提出建立以“个人为本”的评价，认为真实性评价最重要。要把学生的观察记录、成果展示、录音、录像、图片、涂鸦或图表、个别谈话记录、阅历表现记录等都放进学生的个人档案中去，用这样的档案来评价学生。
他提出了两种真实性评价：一是实作评价：即按照学生实际作品或表现来评价；二是卷宗（档案袋）评价：它可捕捉学生一学年的情况，能鼓励学生自由探索熟悉问题的新的解决方案，鉴别出每个学生的智力强项和弱项，揭示出学生成长的轨迹和进步的方式。实际教学中评价学生的主要方式 97.5%的校长反映评价学生的主要方式是纸笔测试。高中学生对分数能否反映其全面发展状况的看法 85.4%的高中学生认为分数不能反映其全面发展状况。 除纸笔测试外，学生期望的评价方式 除纸笔测试以外，学生认为还可以通过在学校活动中的表现、成长记录和同学评议等方式来反映其发展状况。７、社会对物理课程要求现状现在普通中学学生学物理苦不堪言.
是否要求所有的学生都学习那么多物理?
希望新课程不要让学生陷入新的题海之中，再次成为考试的奴隶。
很多家长反映，学生初中物理成绩很好，为什么到了高中就学不好？这是学生和家长对高中物理不了解所致。初中和高中的物理课程有什么不同？学习物理的方法有什么不同？
学生进入高中后，对物理学习一般还没有确定的目标。有的想当爱迪生、有的想当爱因斯坦、有的想当法拉第；怎样快乐，就应该让学生怎样学习。
公众对高中物理课程的意见物理学是自然科学中的一门基础学科，物理研究和发展所形成的知识、技能、方法和思维为化学、生物等其它科学的学习和研究奠定了基础。
物理课程对全面提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力具有不可替代的作用。公众对高中物理课程的意见1．学生需具有公民必备的物理基础知识和掌握公民必备的通用技能
2．学习物理学的基本思想、观点和方法。如时空观、守恒与对称、实物与场、波和粒子等基本观点应渗透到物理课程中去。
3．关注并科学地判断科技和社会发展中的问题，如信息、能源、环境、资源等。
4．培养科学探索的精神，在实验的基础上，发展学生的理性思维，尤其是发展批判性、创造性思维。
5．重视渗透思想教育。主要是培养科学的世界观、价值观和辩证唯物主义的观点。 关于课程内容的调查内容选择: （1）反映物理学研究的新成果，根据现代物理的发展趋势和已有的成果，用新的观点来重新整合高中物理的课程内容。
（2）紧密联系现代科技和社会问题（如信息、材料、环境、能源等） 。要反映物理学的基础研究是如何推动20世纪90年代科技的新发展和21世纪的科技革命。
（3）重视物理基础知识的教学，高中物理的2类和3类课程应交给学生相对比较完整的物理学的知识体系，应涵盖力学、热学（包括热力学）、电磁学、光学（包括波动光学）、原子物理学和近代物理。
（4）精简课程内容，突出主干知识。在课程中要注意激发学生学习的兴趣，促进其学习物理的动机，引导学生形成自主的学习方法。
（5）适当引入技术教育的因素。尤其要将信息技术、能源技术、材料技术、物理实验技术、智能化技术等渗透到高中物理课程中去，主要讲物理原理和发展趋势，不要讲技术细节。
公众对物理课程的意见1．超过80％的被调查对象主张高中物理课程应分水平层次编写，以适应不同学生和不同地区的教育发展需要。
2．要理论与实践相结合；要多做实验；要引导学生运用计算机解决物理课程的一些问题；课程要与学生的社会、生活相联系。
3．要继承中国教育、教学的优点，注意打好基础，同时培养创新能力。
4．在课程中多增加一些阅读、自学的内容，给学生留有开拓思维、自主发展的空间。
7.课程要指导教材,真正做到百花齐放、百家争鸣。关于技能的调查下列技能也是社会各界普遍关注的： 有效地沟通、表达和交流；
解决疑难；
建立良好的人际关系与团队协作 ；
应变和适应。
专家们还认为，创新精神和创新能力是在以上技能的基础上发展起来的，不宜作为单独的能力要求列出。应能吸引学生来学习高中物理，而不是把学生拒之门外。要让学生感受到高中物理的魅力。
难度要适当.要能体现高中物理的特点，难度太大，把学生打倒了；难度也不能太小，使学生感到高中物理就是这样容易。
高中要求学生更多的理性思维与分析推理，这是学生能否进入高中物理学习的关键。
全国的发展水平差距大，既要关注发达地区，更要关注农村和落后的地区。 对我国高中物理课程改革的思考精选学生终身发展必备的物理知识与技能：
知识深度的要求应根据学生的发展趋向作适当调整；
知识广度进一步拓展；
在体验、认识、运用科学方法和知识实际应用的要求应有不同层次的提高；
构建新的物理课程结构，给学生选择、发展的空间。 高中物理教学主干内容的选择 主干内容是物理课程的核心部分，包括基本的物理知识、学科方法、科学态度、科学思想和科学精神，它们是学生智力开发、能力发展、个性形成以及后继学习的基本条件。
主干内容的选择，要协调好学生发展、社会需要和学科发展之间的关系，要注重高新技术和新材料在教材中的切入。
内容的选择要重视物理科学与现实生活、生产实际的联系，增强教材内容的实践性、趣味性、启发创造性。重视选择有关STS的内容。８、共同必修与三个系列 的教材高中物理课程内容共同必修
物理1 物理2
物理选修
1系列
物理选修
2系列
物理选修
3系列
共同必修
物理1 物理2
课程标准对共同必修模块的
功能和价值的规定
共同必修模块是为全体学生设计的，旨在引导学
生学习基本的物理知识，了解物理学的思想和研究方
法，初步认识物理学对科学技术、经济、社会的影响。
教科书共同必修模块的编写思路
●通过丰富多彩的物理学习资源，使学生对物理
产生亲近感，喜欢物理。
●通过切实可行的探究和体验，为学生三个维度
的全面发展创造条件。
●通过更加开放的、形式多样的学习内容，为学
生个性化发展和今后的选择奠定基础。 教科书的具体价值取向
通过共同必修模块的学习，提升全体学生的科学素
养，帮助学生了解自己的兴趣与发展潜能，为后续向不
同方向的发展与选择打好基础。物理
选修1系列
课程标准对选修１系列的
功能和价值的规定
选修１系列侧重物理学与社会科学和人文学科的融
合，强调物理学对人类文明的影响。
教科书的具体价值取向
通过选修１系列的学习，让学生体验探究过程，
了解物理科学与人类社会的互动关系，突出体现科学
精神与人文精神的结合，从思想、观念、方法层面上
提升学生的科学素养和人文素养。 教科书选修１系列的编写思路
●精选典型史料和探究活动，在处理好“亲历”与
“追溯”关系的基础上，着重展现科学发现过程。
●通过翔实的资料，凸现科学、技术、社会的互
动关系，形成正确的科学观，体会人类不懈的探索精
神。
●让学生在“读、做、悟、创”中，感悟人类追求
简单、和谐、统一的思维方法，培养学生科学世界观。选修1－2物理
选修２系列
课程标准对选修２系列的
功能和价值的规定
选修２系列侧重从技术应用的角度展示物理学，强
调物理学的应用和实践。
教科书的具体价值取向
通过选修２系列的学习，让学生直接参与物理学
的技术应用活动，学习与技术直接相关的物理知识，
理解物理与技术的互动关系，提升学生技术设计、制
作和创新的能力。 教科书选修２系列的编写思路
●侧重从技术应用层面，结合具体的技术产品的
设计、制作等活动，让学生在“做”中学习物理学。
●强化实践活动，培养学生的创新精神与实践能
力，开发学生的技术创造潜能和兴趣。
●突出物理学的应用性与实践性，展示物理学在
高科技领域的广泛应用，让学生感受物理与技术结合
的魅力。选修2－2选修2－3物理
选修３系列
课程标准对选修３系列的
功能和价值的规定
选修３系列在注重物理学的应用和社会意义的同
时，较系统地介绍物理学内容，进一步强调物理学的
研究思想和方法。
教科书的具体价值取向
通过选修３系列的学习，让学生经历物理学的实证
研究和理性思维过程，学习物理学的基本内容和研究方
法，了解物理学与社会发展、科学技术进步的关系。 教科书选修３系列的编写思路
●通过比较完整的、系统的物理探究活动，展示物
理学的核心内容，落实三维目标。
●让学生在物理实验、理论思维与数学方法应用等
方面得到比较充分的训练，学习探索物理世界的方法和
策略。
●更多地关注物理学与科技发展的前沿，培养和发
展学生的科学志趣和将科学服务于人类的意识。选修3-1选修3－2选修3－3选修3－4选修3－5高中物理教学要求1. 重视基础，突出主干知识与基本技能
2. 注重教材的开放性与层次性
3. 设计探究情景，以问题串展开教材内容,
把科学探究、过程方法作为内容，切实
落实三维目标
反映新科技成果；体现科学精神与人文精神的融合
注意课程评价，促进学生发展
1、重视基础，突出主干知识与基本技能（示例）
电磁感应定律是高中
物理的重点和难点，
可以通过案例进行
分析并对学生进行训
练。９、教材分析方法模块分析案例（３－４）案例 机械振动 知识网络案例 机械振动 重点、难点和涉及的物理学方法重点：简谐运动的运动学和动力学特征、单摆做简谐运动的条件、单摆振动的周期公式、物体做受迫振动的频率、共振的条件
难点：单摆做简谐运动的条件、探究单摆振动的周期
拓展内容：简谐运动的合成、简谐运动的位移公式、振动的“步调”、单摆振动周期公式的推导
主要物理学方法：图像法、理想模型、近似方法、微小量累积法案例 机械波 知识网络案例 机械波 重点、难点和涉及的物理学方法重点：机械波的图像及应用、机械波分类、振动图像与波的图像的区别和联系、用惠更斯原理研究机械波的传播规律、多普勒效应产生的原因
难点：振动图像与波的图像的区别和联系、纵波、机械波的叠加与干涉
拓展内容：多普勒效应公式、接收频率跟波源频率、波源速度、观察者速度及波在介质中传播的速度的关系
主要物理学方法：图像法、理想模型
我对高中物理新课程的认识
课程教材研究所（人民教育出版社） 张大昌
人教社网址：www.pep.com.cn
（或键入汉字“人民教育出版社”）
张大昌的邮箱：zhangdc@pep.com.cn
与张大昌的网上交流
www.pep.com.cn →人教论坛→中学物理教育论坛→教学资源专区→张大昌老师……
三个系列各为哪些学生准备的
三个系列从不同的角度展示物理学
不与高校的系科相对应
选修2系列不是为学工科的学生准备的
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
改变学生的学习方式
时代性、基础性、选择性、实践意识……
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
科学探究不搞形式主义
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
●独立思考是学生解题的基本条件
●实践意识是审题环节的基本素质
掌握科学方法是解题的必要条件
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向，为学习方法导向
●教科书要成为教师的好帮手
●教科书要提供物理情景和学习资料
教师不是教科书的“奴隶”
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
知识与技能
过程与方法
情感、态度与价值观
例：抛体运动的研究
过去（教学大纲）：“平抛运动（B）”
过去的教材：
得到的是关于平抛运动的一堆知识
研究红蜡块的运动
现在（课程标准）：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”
新的思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法
“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，合运动的轨迹是直线吗？蜡块的合运动是匀速运动吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”
●坐标与时间的关系
x = vxt
y = vyt
●轨迹――消去t
y =x
●速度的大小和方向……
v =
……
计算飞机的分速度
2. 例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。
悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的复合运动。
3. 把这个道理应用于平抛运动
水平方向 F = 0， v0 = v， x = vt
竖直方向F = 重力，加速度 = g，v0 = 0，y =gt2
有了x、y两个方向的坐标与时间的关系之后，
轨迹…… 速度的大小…… 速度的方向……
4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么……
得到的是解决抛体运动（平面中的二维运动）的一般性方法
例：做匀速圆周运动的物体的加速度的方向
过去：
绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心
现在：
受到什么启示？
但是没有由此得出结论，而是要学生们思考：
如果做匀速圆周运动的物体的加速度不是指向圆心，那么……
更进一步：
研究匀速圆周的加速度的方向
提倡理性思维（质疑的习惯、批判性思维……）
不能忽视直接经验
直接经验的作用――科学的价值观和科学方法
学生学过科学课程之后，将
以不同的视角、不同的方法看世界
提高了认识世界的能力
例：狭义相对论――“同时”的相对性
“光速不变原理”，“狭义相对性原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
1. 科学的方法与科学的价值观
实验或观测事实（或直接经验）
↓
猜想与假设（两个基本原理）
↓
逻辑分析（数学推理）
↓
可检验的结论
一个外行人――马克·吐温的话：
科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！
另外的例子：
牛顿对万有引力的研究；伽利略对自由落体运动的研究
2. 体会人的认识能力，感受直接经验的局限性
――情感态度价值观的教育
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
知识可以在人生的任何阶段学习，观念只能在一定的年龄建立
例：“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
理性思维与实践――
科学价值观的教育
●改变学生的学习方式
过去：
老师讲、学生听、学生练
我们希望：
独立思考、同伴交流、师生互动
例：思考与讨论
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s …… 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。
例：实验：验证机械能守恒定律
过去：如何如何操作……得出什么结论
现在
验证机械能守恒定律
实验方法 所用装置如图。
重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。
要注意的问题
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？
2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。
求瞬时速度
速度的测量 利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉……学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。
如果A、B、C是纸带上相邻的三个点（如图）……所以
vB =
……
体现了：独立思考，师生互动
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
教学中的科学探究是课程理念的体现
提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作
◆前面“从实验测得的速度估算变速运动的位移”、“实验：验证机械能守恒定律”，既是体现科学方法的例子，也是体现科学探究的例子。
◆通过前人的工作了解科学探究
例：量子论的建立
黑体辐射的规律
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证
例：伽利略对自由落体运动的研究
●科学探究不搞形式主义
“要素”不等于“环节”，不追求探究的“完整性”
教学中的科学探究不是新八股，科学探究没有一定的模式
费曼讲过的故事
科学探究不一定都要做实验
（反对高中科学课程的幼儿化）
（物理学定律不是实验事实的直接归纳）
提高教学效率
例：超重和失重（课堂实录）
讨论：乘电梯时的感觉
看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化
演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化
小结：加速运动时读数会有变化
什么道理？ 可以用牛顿第二定律来研究！
分析：用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系
讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重
讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重
演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水
练习：解计算题
一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究
――没有必要
●怎样教会学生探究
教师自己要乐于探究、善于探究
教师热爱科学，学生才能热爱科学
继续学习对于教师的意义：不只是积累知识
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
－－“会当凌绝顶，一览众山小”
取得好成绩的前提是学好物理学
新课程理念目的是学好物理
（科学过程、科学方法、科学精神是物理学所固有的）
●独立思考是学生解题的基本条件
学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础
●实践意识是审题环节的基本素质
例：一个题目
要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。
错误答案：砝码和刻度尺。
没有知识问题，缺少实践意识。
例（2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）
求加速度满足的条件
一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）
解 设圆盘质量为m，桌长为l，圆盘脱离桌布前后相对桌面的加速度分别为a1和a2，于是
μ1mg = ma1 ①
μ2mg = ma2 ②
设圆盘离开桌布时的速度为v1，相对桌面移动了距离x1，然后又在桌面上运动了距离x2后停下，因此有
v12 = 2a1x1 ③
v12 = 2a2x2 ④
圆盘不会从桌面掉下的条件是
x1 + x2 ≤ ⑤
设圆盘在桌布上运动的时间为t，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x，于是有
（根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t）
x =a t 2 ⑥
x1 =a1 t 2 ⑦
x = x1 + ⑧
解得
a ≥ ⑨
本题满分：20分
平均得分：3.5分
难 度：0.175
意识很难通过集中灌输来建立
新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成
做一做：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。
做一做：摇绳发电
飞镖
摇绳发电
●掌握科学方法是解题的必要条件
新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法
例：一道高考题
质子流
来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为 800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×10－19 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。
设质子源与靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中，与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度Δl的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1与n2之比为 _______ 。
思路：质子在全过程中做匀加速运动（速度变）；在极短长度内可看为做匀速运动（速度不变）。
知识：●匀加速运动 v2 ＝2al
●匀速运动 Δs ＝vt
●相等长度下n与Δs成反比
难点：学生缺乏“变与不变”的思想
高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。
例：又一道高考题
真空中速度为v = 6.4×107 m/s的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l = 8.0×10-2 m，间距d = 5.0×10-3 m。两极板不带电时，电子沿两极板之间的中线通过。在两极板间加50 Hz的交变电压u = U0sin ωt。如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。
计算Uc
(1) 求Uc的大小。
(2) Uc为何值才能使通过的时间Δt通跟间断的时间Δt断之比Δt通:Δt断 = 2 : 1？
方法通常指解决某个问题的程序。理解某个方法并不等于会运用这个方法。运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。
新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。
新教材对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理
系统化科学思想教育举例――新教材中的“变与不变”
◆讲解：平均速度和瞬时速度（P18）
平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity）。
显然，平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述精确些，可以把Δt取得小一些。物体在从t到t +Δt这样一个较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。Δt越小，运动的描述就越精确。可以想像，如果Δt非常非常小，就可以认为表示的是物体在时刻t的速度，这个速度叫做瞬时速度（instantaneous velocity）。
◆实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
用打点计时器测量瞬时速度 在图示的例子中，测量后计算得出的是D、G两点间的平均速度。如果速度变化得不很剧烈，我们又不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可。然而，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如图中的DF，那么根据D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度，就会更准确。
用打点计时器测量瞬时速度
过去通过纸带求E点瞬时速度的方法：一定要利用D点和无名点。
◆讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
由速度求位移
◆推导：用v - t图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
◆做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
墙前落石
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？
石子从 A 到 B 的运动能否按匀速运动处理？
◆探究：怎样计算变力做的功？（物理2，P16）
计算变力做的功
习题训练之所以受到普遍重视，甚至发展为“题海”，就是只有经历过程才能学到方法。
但是，在很多情况下“题海”练习是一种盲目、杂乱、单调和简单重复的过程。
如何把学生的习题训练，改进成目标科学、程序清楚、形式多样的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。
肤浅的、形式主义的做法不等于新课程
单纯的操练不是提高考试成绩的最佳途径
反例：有人总结的“碰撞问题的六个类型”
解题能力的三个要素：
基本概念和基本规律
基本方法（包括数学技巧）
随机应变的能力（记忆“类型”用处不大）
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向、为学习方法导向
正文以及“思考与讨论”、“说一说”、“实验”、“演示”等各种栏目都要为此服务
例：学过匀速圆周运动之后
思考与讨论
驾驶员与座椅间的压力是多少？
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……
（科学探究的精神――提出问题、猜想与假设、分析论证，以及评估、交流与合作）
例：强相互作用的引入
说一说
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？
（科学探究的精神――提出问题）
例：学过“力学单位制”之后
说一说
圆锥体积的公式
有时候根据物理量的单位能够查出运算或者印刷中的错误。
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为
V＝πR3h
小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？
例：“力的平行四边形定则”的教学
原来的教材
图示为橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2。以OA和OB为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。
可以看出，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。
新课标教材
图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
我们需要研究的是：合力F与分力F1、F2有什么关系？
探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。
2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。
3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。
4. 得出你的结论后，改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
教材的不同写法代表了不同的教学理念
演示实验只写做法，不写将要出现的现象，更不写结论。目的：鼓励学生
――细心观察、独立思考、同伴交流、师生互动
――改变学习方法
例：信息技术与学科教学相结合的导向
做一做
借助传感器用计算机测速度
A 同时发出超声波和红外线，B 根据接收二者的时差测出 A、B的距离。
图1.4-7用传感器测速度的原理
图1.4-8实验室用来测速度的运动传感器
引入教学仪器的最新研究成果：DIS实验室
上海市中小学数字化实验系统研发中心
山东远大网络多媒体有限责任公司
学生要直接接触自然――反对虚拟的实验
“基本技能”随时代而变――时代性
●教科书要成为教师的好帮手
落实三维课程目标的前提是“学懂”
泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m
“没有不能攀登的高山，只有上不去的台阶”
循序渐进，分散难点
在教学设计上多替教师做些工作
例：矢量的教学
――“步步登高”而非“一步到位”
（1）通过位移初步接触矢量（P15）
指出特点：大小、方向
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律（P15）
通过位移了解矢量
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点 ……你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考）
（3）通过实验“得出”矢量的加法（P66）
通过实验研究力的合成的法则
（4）给出矢量的科学定义（P69）
强调两点：
有方向
平行四边形定则
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则（P69）
怎样找出Δv？
一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则，找出变化量Δv 吗？
（6）矢量概念的进一步运用（物理2，P50）
在向心加速度的学习中运用矢量概念
●教科书要提供物理情景和学习资料
飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题？
提供物理情景例1
提供物理情景例2
滑动摩擦与静摩擦
提供学习资料例1
用比值定义物理量
墙前落石
提供学习资料例2
――“变”与“不变”的关系
提供学习资料例3
轮船的水下部分
轮船水下部分
提供学习资料例4
科学漫步
全球卫星定位系统（GPS）
这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
手持式GPS定位器
播种一种行为，收获一种习惯
（张维善语）
车载GPS定位系统1
车载GPS定位系统2
教科书提供的学习资料包括文字资料
例：
速度与现代社会
●教师不是教科书的奴隶
过去：
教科书上的每一句话都要学懂、学透
教科书外的任何（物理）知识都可以不学
教科书是教师的参考资料，教师不是教科书的奴隶
教师应该阅读多种书籍
――5个版本的教科书
――原来的统编教科书
――国外的教科书
――其他参考书
（课本后面列出了参考书目）
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
“刚性的解释”：
是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步……
例：
《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。
有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？）
于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。
另一方面
如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？
如果“知道”层次排除计算，难道连德布罗意波长都不能出现吗（47页“知道实物粒子具有波动性”）？如果真的不进行计算，还怎么说明我们无法观察到子弹的波动性呢？还怎么让学生体会到
E = hν 与
的对称之美呢？
然而
如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？
结论
课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的
教材编写者、教师、考试命题者都有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。
几十年来的中国中学物理教育史证明
1. 在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做不到的。
2. 纠缠于考试题在“纲内”、“纲外”使我们迷失方向
――记住了知识，忽视了方法
例：多普勒效应的公式、霍尔效应的公式
课件18张PPT。热烈欢迎各位领导、专家莅临指导！物理教改的春天2005年3月江苏省海门中学 成锦平一．学校概况 1 办学历史： 1912年创建
1954年省重点 1978年恢复省重点
1990年重新验收
1998年国标省级验收
2004年首批四星级一．学校概况 2 办学规模： 67个教学班
占地188亩
建筑面积8万平米
学生3800人
教职工近300人一．学校概况 3 办学业绩：（1）知名校友涌现
季方
卞之琳
邱竹贤
沈其寒
戴志康
茅程
茅菊兰一．学校概况 3 办学业绩：（2）文化积淀厚重
校风：博学笃行 敬业乐群
教风：严谨 求精
学风：厚积 有恒
横匾：学无止境 海纳百川
竖幅：
不弄玄虚 不翻花样 辛苦干从头 看有什么成绩
亦当老师 亦做徒弟 呼应成一气 勉之这种精神
一．学校概况 3 办学业绩：（3）办学特色鲜明
整体：人本师训 校本课程 精细管理
智育：突出科学教育 关注人文素养
体育：男足 女排 人人会游泳一．学校概况 3 办学业绩：（4）教学质量领先
高考
竞赛二．高中物理新课改的基本方向 1 重视物理实验与物理思维，这是物理教学的本质要求 （2） 物理思维（例如：整体与局部、归纳与演绎、理想化、基元法、守恒、对称、简单优美、统一等思想） （1） 物理实验 (例如：传感器、大学物理、趣味物理、机器人、电子电工等？？)二．高中物理新课改的基本方向 2 积极开展研究型学习，这是研究性学习的补充和发展方向 （2） 方向：最终将被研究型学习替代 （1） 现状：想法很好、困难很多二．高中物理新课改的基本方向 3 借鉴STS教育思想，实现PTS的融合，这是科学教育的大趋势 （1） 优点：
有利于学生树立整体论的科学观
有利于加强物理与技术、社会、生活的联系
有利于构建开放的物理教学时空、丰富物理教学生态二．高中物理新课改的基本方向 2 借鉴STS教育思想，实现PTS的融合，这是科学教育的大趋势 （2） 途径：
课堂渗透（例引入、重点、小结、练习、实践活动等）
专题讨论（例谈天说云、生活物理、能源危机、
航天技术、交通安全等）
科技活动（例科技制作与发明、电子电工、
趣味实验探究等）二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （1） 优点：先进的网络教育预示强大的生命力
突出学生主体性
突破教学环境的时空限制
落实因人施教，体现教育公平、互动二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （2） 途径：物理教师有得天独厚的技术优势
和课程资源优势
技术培训
构建学校物理教学网络平台、并互通开放
大力提倡多媒体手段的运用、尤其是网络物理课堂的开设二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （3） 注意：
知识呈现与学生主动建构的关系
直观模拟与抽象思维的关系
虚拟与现实的关系
多与少的关系
手段与目的的关系二．高中物理新课改的基本方向 5 更加体现物理学科的基础性地位（1）加强了人文方向学生的物理整体知能水平和物理思想的渗透物理是学好其它自然学科包括部分人文学科的基础学科物理是体现学生智商的鉴别学科（4）高考的改革方向必将把物理放到更加重要的地位（3）强调三维目标的达成（2）突出加强了理工方向学生的模块选择，
实现物理与技术、社会的结合三．后记 谢谢！课件56张PPT。高中物理新课程、新教材、新高考江苏省海门中学 黄晏1普通高中
物理新课程
简 介
第一部分1 一、课程改革的背景
二、物理课程的结构
三、物理课程的特点
四、物理课程标准与教学大纲的区别
五、制约课程改革的三大问题
1一、课程改革的背景
?
1. 高中教育的定位
过去：双重任务
●为高一级学校培养新生
●培养劳动后备军
现在：
普通高中教育是在九年义务教育基础上进一步提高国民素质、面向大众的基础教育。〔《普通高中课程改革方案（实验）》〕
健全人格、公民素养1 ●从我国的社会需要来看
人口大国 → 劳动力资源大国
●从受教育者个体发展来看
以人为本
关注每位学生终身发展的愿望和需要
自主思考和规划人生的意识和能力、批判性思考的能力。
创造力源于人的个性，不能培养没有头脑的机器零件。
●从我国高中教育的发展情况来看
由“精英教育”向大众文化教育转变。目标、内容、方式都要有所改变。 1 2. 国际对比研究
研究不同 文化圈 的共性。
英美文化圈：美国、英国、加拿大、澳大利亚等
欧洲大陆文化圈：德国、法国、芬兰、荷兰、瑞士、瑞典等
印度文化圈：印度
东亚文化圈：日本、韩国等
中华文化圈：我国台湾及香港
1共同点：
● 培养学生的社会责任感
●个性发展、创造力和批判性思维、
交流与合作
● 共同基础＋选择机会
设置多样化的课程
学生享有尽可能多的选择性1 3. 我国物理课程的现状
1997年前
1978年
大背景：拨乱反正，加强基础科学
《全日制十年制学校物理教学大纲》
知识要求比现行大纲高很多
欧姆表、惠斯通电桥、电源的输出功率与负载和内阻的关系、含反电动势的电路……
1983年
数理化、教学要求分为“基本要求”和“较高要求”。
“甲种本”、“乙种本”。盲目追求高要求。
此后，高考命题以乙种本为标准，过早划分文理科的现象，许多学生只学力学。 1 1990年，
要学到 “较完全的物理知识”
新大纲，高一、高二 “必修物理课”，高三学理科的学习“选修物理课”。
困难：许多内容，例如圆周运动，在高一物理课中只能学角速度、线速度，而向心力等内容则要到高三。“话到嘴边留半句”。
多数学校都是 “打通” 的。 1 “两省一市” 方案
1997年
山西、江西、天津试验新课程计划
1999年
修订后扩大，我国当前高中课程的主流结构。
特点：分类型、有选择
“二一分段” → “两类物理课”
I 类物理课：必修，会考
II 类物理课：选修，理工科高考
第一年两类内容相同，第二年 II 类覆盖 I 类1 “两省一市” 方案的进步意义
●首次给学生 提供了选择，重大的进步。
●1999年的试验修订版大纲增加了“课题研究”，并且规定为必学内容。引起广大物理教师极大的兴趣，许多地方进行了尝试。它与课程计划中的 “研究性学习” 和 “综合实践活动” 一起成为这一课程方案的亮点。
●第一次提出了物理课程 “在观念、态度领域的教育功能”；第一次提出，物理课程 “要注意联系当前普遍关心的社会经济问题，如能源、环境等问题，使学生理解物理学与技术进步、社会发展的关系，从更广阔的角度认识物理学的作用”。 1“两省一市” 方案的局限性
●过分强调知识的教学
97 年版本明确写出要“使学生学习比较全面的物理知识”，什么都舍不得丢，必修（I类）内容与学时的矛盾突出，不可能进行探究式的学习。同时也使数理能力较差的学生对物理产生畏难情绪。
教学内容规定过死（如学生实验）
●没有涉及学生的学习方式
教学实践中基本上仍是被动式的学习。
●学生选择的空间仍然狭小(实验分必做和选做)1新课程不是空中楼阁
历史的教训不能忘记
“破体系”、“整合”1二、高中物理课程的结构1 模块化、分系列
每个模块 40 课时（含本模块的复习考试４课时）
半学期（10周）学完。
允许跨年级选课1 2. 各系列的特点
物理1和物理2（共同必修模块）
学习中要：
经历一些科学探究活动，
初步了解物理学的特点和研究方法，
体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响，
为下一步选学模块做准备。1 选修1系列
以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会的相互关联和相互作用。
注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合，
突出物理学的人文价值，强调物理学对人类文明的影响。1 选修2系列
以物理学的核心内容为载体，侧重从技术应用的角度展示物理学
强调物理学与技术的结合
着重体现物理学的应用性、实践性。1 选修3
较全面地、综合地展示物理学的基本内容，
强调物理学的思想和方法，
较为深入地体现物理学在技术中的应用
较为深入地体现对经济、社会的影响。1以电磁波为例
说明三个系列的区别1 ●选修1（19页）
列举电磁波在日常生活和生产中的广泛应用。了解电磁波的技术应用对人类生活方式的影响，结合日常生活中的具体实例发表见解。
举例说明科学技术的应用对人类现代生活产生的正面和负面影响，对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点。
1 ●选修2（25页）
了解电磁波及其发射、传播和接收原理。知道光的电磁本性和电磁波谱。举例说明电磁波在社会生活中的应用。
收集资料，了解移动通信的工作模式、常用术语和移动电话的常用功能。
初步了解电视、广播和电视机的工作模式，知道电视机的主要结构。了解电视、广播技术的新进展。
（高清晰度电视）1 ●选修3（42页）
初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。
了解电磁波的发射、传播和接收。
通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
1 3. 三个系列分别是为哪些学生准备的？
为喜欢这些内容的学生准备的！
例如30页（选修2-3）：
了解照相机的主要技术参数的含义。
例：在曝光量一定的情况下，通过改变光圈和快门的组合改变景深。
与“文理分科”的不同点：学生可以在不同系列中选择学习内容。除了三个系列外，还有“物理实验专题”和“物理专题研修”。
不能想当然地认为以后的高校招生模式一定与现在完全一样。 1 三、物理课程的特点
1. 明确提出并落实了三维课程目标
2. 提倡自主学习、合作学习、探究式学习1 ●课标8～9页明确地、可操作地阐述了三维课程目标。
●课标在各模块的具体要求中体现了过程与方法、情感态度与价值观的要求。
例如：
12页“经历匀变速直线运动的实验研究过程”，“体会实验在发现自然规律中的作用”，“体会数学在研究物理问题中的重要性”
13页“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系”
14页“关心生活和生产中常见功率的大小及其意义”
15页“关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系”
16页“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”（具有过程与方法的双重意义）1例 运动学规律的教学
分为两章，第一章学描述运动所用的概念，第二章学规律。
1. 第一章 使用打点计时器的基本技能、会用打点计时器测速度、会用图象表示速度、会通过图象比较加速度
（用手拉纸带，避免涉及运动规律）12. 第二章第一节
做实验，但只记录小车位移随时间变化的情况，作出图象，不做分析，不要求得出规律。1 4. 通过图象分析运动，得出
v = v0 + at 3. 第二节
研究前一节得出的图象，确认存在着“匀加速运动”。返回目录1情感、态度与价值观的教育
要体现在整个课程中1例：一道问答题
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，
不知云与我俱东。
诗中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参考系的？
你对诗人关于 “榆堤”、“云”、“我” 的运动与静止的说法有没有不同的认识？1
例：学过 “用图象表示速度” 后的 “说一说”
百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员百米的成绩是 10.57 s，按照你的估计画出他在这段时间的 v-t 图象的草图。
如果是没有受过熟练的同学跑百米，他的 v-t 图象的形状可能有什么不同？1 例： “说一说”－－牛顿第三定律和“掰腕子”
鼓励质疑（课本p.88）1STS（课本p.20）
例：学过速度后的 STS 栏目 “速度与现代社会”
协和式飞机。它能在 20 000 m 的高空以 2 倍声速飞行。但是，它的能耗太大，飞行和维护的成本太高，加之起飞和降落时的巨大噪声，以及安全隐患，所有的协和飞机于 2003 年 10 月已经全部退出运营。 近 30 年的 “协和史” 引发人们深思：有没有必要无限制地追求 “高速度” ？1●学生学过科学课程之后将：
以不同的视角、不同的方法看世界
提高了认识世界的能力
（跳台跳水与跳板跳水）1 2. 提倡自主学习、合作学习、探究式学习
学生是学习的主人，教师是学习的组织者和引导者。
导师不同于教书匠1四、物理课程标准
与教学大纲的区别
?
1. 对达到知识目标的过程，对情感态度价值观都做出了要求
2. 对知识要求的阐述比较宽泛
3．以 “例” 和 “活动建议” 的形式对标准做进一步描述
4. 学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求
5. 对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有建议1 1. 对达到知识目标的过程，对情感态度价值观都做出了要求
除了前面的例子外，还有：
例：15页“通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性”
例：19页“对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点”（选修1-1）1 2. 对知识要求的阐述比较宽泛
例如15页：
会用运动合成与分解的方法分析抛体运动
例 分别以物体在水平方向和竖直方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹
不刻意区分平抛和斜抛，强调的是科学方法。
1 3．以 “例” 和 “活动建议” 的形式对标准做进一步描述
“例” 和 “活动建议” 不是必须执行的1 4. 学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求
例如：
●12页 “经历匀变速直线运动的实验研究过程” 明显地要求学生做实验
●29页 “会测定凸透镜的焦距（选修2-3）” 明显地要求学生做实验
●12页活动建议中“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况”则不要求学生或教师一定做实验，但是建议去做。
●10页 “科学探究及物理实验总体要求”
例如：“尝试选择实验方法”、“按说明书进行实验操作”、“尝试分析假设与实验结果之间的差异” ……1 与过去对实验的要求有很大的不同：
具体器材、操作的要求少了，
实验思想、方法的要求高了。1 ★ 学生实验虽然没有具体步骤，但给恰当的提示、指出可能出现的问题，多数还有几种不同方案供选用。
例：实验－－验证机械能守恒定律
1. 简述实验方法。 2. 提示要注意的问题（四点）
3. 速度测量的建议对比：新教材P26， 现行教材P1481例 实验：探究加速度与力、质量的关系
1. 加速度与力的关系
实验的基本思路
实验数据的分析
2. 加速度与质量的关系
实验的基本思路
实验数据的分析
3. 制定实验方案时的两个问题
怎样测量（或比较）物体的加速度
怎样提供和测量物体所受的恒力
参考案例
4. 怎样由实验结果得出结论
比例式与等式1通过作图处理数据（P76）1 5. 对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有建议
这部分是课程理念的再次体现，它表明，标准不是只规定物理内容。 1五、制约课程改革的三大问题1.经济现状
2.文化背景
3.社会体制1第二部分 新旧教材的对比分析1 ●运动的描述
●匀变速直线运动的研究
●相互作用
●牛顿运动定律
●机械能及其守恒定律
●曲线运动
●万有引力与航天
●静电场
●稳恒电流1第三部分 新高考的应对策略 11.新高考方案概况
基本模式：3+1+X
文科+1 为历史
理科+1 为物理
录取时看语、数、外总分（文科语文+50分、理科数学+50分）及所选科目等级
1具体等级：
A.10% B.15% C.30% D.30% E.15%
其他学科水平测试也分5个等级
分数达到D以上方可参加高考
E的比例估计为1%~2%
有一次补考机会12.应对策略
分科时间 ?学年以后或一学年以后
分科方案 物理+化学、物理+生物
历史+政治、历史+地理
必要时可采取分层教育13.教学进度建议
高一完成 必修 （3/4学年 ）
选修3-1两章（1/4学年）
高二完成 理科：选修系列3以下内容
文科：选修系列1内容14.命题设想
水平测试：必修+选修系列1
等级考试：必修+选修系列3中的四个模块1谢谢大家1课件77张PPT。南通市高中物理（新课程）
教学参考意见
第一章 运动的描述南 通 中 学 施志烨
南通第一中学 赵志华2005.8一、教材对比分析
1.总体概述 ● 本章首先介绍质点、参考系和坐标系，接着
说明时刻和时间间隔、路程和位移，指出矢量和
标量的区别，然后主要研究直线运动中的位置、
位移、速度、加速度等概念。有了本章的基础，
下一章就能进一步研究匀变速直线运动的规律。● 作为高中物理的第一章对学生的要求不能过高，
教学中要注意引导学生初步领会物理的科学思维方
法，如：质点模型的建立，速度概念的定义等。●本章讲述的质点、参考系、坐标系、位置、位移、
时刻、时间间隔、矢量、速度和加速度等不仅是下
一章学习的基础知识，也是以后力学各章学习的基
础知识。这些基础知识在实践中有广泛的、重要的
应用，教材注意联系生活实际引出概念，并说明它
们的应用。（1）课标要求与大纲要求的对比2.对比分析（2）课标教材与老教材的对比●知识呈现的顺序更符逻辑 ●知识点间的衔接更为自然 ●物理实验的地位更加明确 ●课外作业的功能更多纬度 3．课时建议
第1单元
1、质点 参考系和坐标系 （1学时）
2、 时间和位移 （2学时）
第2单元
3、运动快慢的描述——速度 （2学时）
4、实验：练习使用打点计时器 （2学时）
（可以补充讲解P95学生实验中：
3、误差和有效数字）
5、 速度变化快慢的描述——加速度
（2学时）第1节 质点 参考系和坐标系1．教材分析 要描述物体的运动，首先要对实际物体建立一
个物理模型，最简单的是质点模型。由于运动的相
对性，描述质点的运动时必须明确所选择的参考系。
为了准确地、定量地描述质点的运动，还要建立坐
标系。质点、参考系和坐标系是描述物体运动的基
础知识，教材逐步展开这些内容，最后介绍全球卫
星定位系统。
本节知识是学习后面内容的基础，也是整个力
学的基础。2.三维教学目标（1）知识与技能●在选择参考系时，会选择使研究问题尽可能简单的参考系
●知道质点模型的建立过程，初步掌握科学抽象的研究方法
●体会建立坐标系来定量确定物体的位置及其变化的方法（2）过程与方法●知道质点的概念
●知道参考系的概念
●学会在参考系上建立坐标系来定量确定物体位
置以及位置的变化（3）情感态度与价值观●渗透抓住主要因素、忽略次要因素的哲学思想
渗透具体问题具体分析的唯物辩证法
● “立场不同、结论则不同”，知道确立正确世
界观的重要性和必要性难点：
（1）在什么情况下可以把实际运动物体看
作质点
（2）定量确定物体的位置及其变化
3．重点、难点重点：
（1）质点概念的理解；
（2）在研究问题时，如何选取参考系；
（3）在参考系上建立适当的坐标系定量确
定物体的位置及其变化；4．教学建议： （1）关于“质点”的教学●引导学生领悟质点概念的提出和分析、建立质
点模型的过程； ●明确建立物理模型是物理学研究问题的基本方
法。●问题：要不要介绍平动、转动的概念引发学生思考与讨论：
·详细描述物体运动有什么困难？
·我们需要了解物体各部分运动的区别吗？
演示:羽毛下落；教师引导学生讨论并总结质点概念。
要明确质点概念的确切内容和在什么情况下可把物体看做质点。具体问题具体分析
（地球） 与老教材不同的是，这套教材一开始就从参考系
中明确地抽象出了坐标的概念，指导思想是强调一般
性的科学方法，即为这样的思路做准备：解决问题时
首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描
述这个模型，并寻求解法。 （2）关于“参考系和坐标系”的教学① 学生在初中已学过参照物，教师可让学生举例说
明同一物体对不同的参照物运动情况不同，对学生
列举的典型例子教师应充分肯定，同时结合教科书
中的插图1．1-4（卡通跳伞员）加以分析。然后教
师说明“参照物”的科学名称是“参考系”即可。② 坐标系的建立是教学重点 物体沿直线运动，建立直线坐标系。
如何选取坐标原点、正方向单位长度。物体在平面上运动，如何建立坐标系？（说一说） 我们可创设一个实例让学生思考：如图1-1所示，一辆
汽车从市民广场的钟楼出发沿人民路驶向孩儿巷和更俗剧
场方向，我们怎样描述汽车的位置随时间的变化？上图让学生思考如何选择坐标轴和正方向？如何选坐标原点？
如何确定坐标轴上的刻度值？最后让学生自己总结：对质点的
直线运动，一般选质点运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为
坐标轴正方向，选取质点经过坐标轴原点的时刻为时间的起点。“图像”和“图象”的意义是不一样的。电视荧屏上的像、透镜成的像，它们都是实际景物的映像，用“图像”一词；而x－y曲线，它与质点的径迹、物体的形状等物质世界中的对象没有任何关系，是完全抽象的数学对象， y(南)x（西）0(西) ①文理相融类：有一个成语叫“刻舟求剑”，用你所学的物理
知识分析一下其中的道理。5．补充练习②联系实际类：小明家住在市区都市华城小高层楼房的地上
第8层，地下还有一层车库，每层楼房高度约3m。如果小明
从地面开始先乘电梯下到车库后又乘电梯回到家。问：（1）
若选坐标系正方向向上，坐标原点定在地面上，则小明在车
库时和在家里时的坐标各是多少？（2）上述过程中，他走的
路程和位移各是多少？（小明身高多少、是否能看作质点等
问题可以让学生讨论，教师不作定论） ③探究活动类：从乘坐在匀速行驶的汽车上的乘客探出的手
中落下一个物体，该物体的运动怎样观察是直线运动？怎样
观察是曲线运动？ 介绍描述质点运动的时刻、时间间隔、路程、
位移、矢量等概念的含义和区别。本节和上节的内
容都是为下面的速度和加速度的学习奠定基础。时
间和间隔、路程和位移的含义学生容易混淆，要注
意让学生弄清楚它们的区别。
初步明确矢量相加不同于标量相加、物体在同
一直线上的位移可用始末位置的坐标变化量表示。第2节 时间和位移1．教材分析●知道时刻和时间间隔的概念。
●知道路程和位移含义和区别。
●知道矢量和标量的含义和区别。2．教学目标（三维）（1）知识与技能●在研究物体运动的位置随时间变化的情况时，会
选择使研究问题尽可能简单的时间轴来表示时刻和
时间间隔。
●通过实例分析、讨论、总结同一直线上位移矢量
的相加法则，为今后的学习打下基础。
●体会在不同坐标系中定量确定物体的路程和位移
的方法 （2）过程与方法 渗透具体问题具体分析的唯物辩证法
● 渗透“物质的运动是一定时间和空间的运动”的
时空观（3）情感态度与价值观难点: （1）在直线坐标中位置和位移的数学表示
（2）使学生初步了解矢量运算的方法不同
于标量运算的方法3.重点、难点重点:（1）时刻、时间间隔、路程、位移等概
念的含义和区别
（2）位移的表示方法
（3）矢量和标量的区别4．教学建议 （1）关于“时刻和时间间隔”的教学 “时刻”和“时间间隔”是生活中最常用的概念，
我们平时说的“时间”有时是指时刻，有时是指时
间间隔。在研究物体运动时不注意准确地表述和
判断，就容易引起歧义和错误。通过实例让学生区分时刻、时间间隔在时间轴上的表示 用时间轴上的点还是线段，反映该次行程经过各地点的时间 用时间轴上的点还是线段，反映钟楼到各地点行程所需的时间（2）关于“路程和位移”的教学 路程在初中已学过，高中运动学是研究物体位置
变化。 提出怎样描述物体位置的变化？举北京到重庆的
例子，说北京到重庆位置变化了1300km，清楚吗？ 引导学生总结出还需要说明方向才能确定位置的
变化。 通过实例说明位移表示物体位置的改变： ●分析、讨论物体由A运动到B经
过不同的路径，很明显路程不同，
相同的是什么？●位置改变的情况可以如何直观
地表示？●如果知道了初位置和位移能否
确定末位置？●如果只知道位移的大小和方向
能否确定初末位置？●位置的改变相同,位移是否相同？●位移相同,位置的改变是否相同?(3) 关于“矢量和标量”的教学矢量与标量的概念 学生从这节开始接触矢量的概念。对矢量的认
识不要力图一次到位。本节只要知道像位移这样的
物理量叫做矢量，它不但有大小，而且有方向，就
可以了。15页黑体字“矢量”之前的文字并不是矢量
的定义，因为不是只要一个物理量有方向它就是矢
量，矢量还要满足一定的运算法则。 50m●矢量的运算30m40m北ACB利用位移矢量的直观、形象的
特点，通过具体实例，让学生
初步了解矢量相加的法则。●启发学生观察两段位移矢量与总位移矢量的关系
引导学生思考一般情况下的
位移矢量相加的方法
强调位移相加时表示位移的
有向线段应首尾相接，表示总
位移的有向线段应指向最后位
移的箭头认识到矢量运算不同于标量运算课本P15
思考与讨论 为了强调坐标的概念，本书采用数学和物理学中
通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，
即坐标，用Δx=x2－x1表示质点的位移。 在表示物理量的变化量时，“Δ”是许多高中物理
教师实际上都在使用的符号，学生不会感到困难。
相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，
学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。 明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，
这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理
量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会
有好处。上一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。 关于矢量的运算法则，不要在本节讲给学生，对
矢量的完全认识要在学习力的概念之后（69页）。
15页“思考与讨论”的目的只是引发学生思考。本书
十分重视过程与方法的教学，“思考与讨论”栏目的
设立就是措施之一。如果学生没有经过深入的思考
就听到老师所讲的“矢量相加法则”，也许他也能掌
握这个知识，但他少了一次发现问题并力求解决问
题的努力，他在这方面的能力没有提高，发现问题
并力求自己解决问题的意识也就没有增强。所以，
不重视“思考与讨论”就难以充分落实过程与方法、
情感态度与价值观的课程目标。
“问题与练习”第4题的目的是强化坐标概念，区
分几个相关但不同的物理量。要注意发挥它在这方
面的作用。5．补充练习（1）关于时刻和时间间隔，下列说法正确的是 ACD
A. 物体在5s时指的是物体在5s末时，指的是时刻
B. 物体在5s内指的是物体在4s末到5s末这1s的时间
C. 物体在第5s内指的是物体在4s末到5s末这1s内的时间
D. 第4s末就是第5s初，指的是时刻（2）关于路程和位移的说法中，正确的是 C
A. 物体在沿直线向某一方向运动中，通过的路和程就是位移
B. 几个运动物体有相同位移时，它们的路程也一定相同
C. 几个运动物体通过的路程不等，但它们的位移可能相同
D. 物体通过的路程不等于零，其位移也不等于零（3）一质点沿一边长为2m的正方形轨道运动，每秒钟移
动1m，初始位置A点，如图所示。则它在前3s内的位移
大小为_________m，路程为_________m；第3s内的位
移大小为________m，路程为_________m。1131．教材分析第3节 运动快慢的描述——速度 教材进一步说明如何用坐标和坐标的变化来表
示质点位置和位置的变化，为速度概念的叙述作好
准备。教材的重点是速度，从平均速度引入，通过
极限的思维方法过度到瞬时速度，说明瞬时速度表
示物体在时刻t的速度。教材最后说明速度的应用，
特别以“STS”栏目形式从一个侧面说明速度与社会
发展的关系。2．教学目标（三维）
（1）知识与技能知道平均速度的概念，以及平均速度与初中
学过的速度的区别
理解瞬时速度的概念以及物理含义（2）过程与方法
●体会通过极限思维方法建立瞬时速度的概念
●体会瞬时速度的测量方法（3）情感态度与价值观
●渗透STS思想，强调科学、技术与社会
的互动关系
●渗透速度与社会可持续发展的辨证关系3．重点、难点
重点：速度概念的教学
难点：瞬时速度的物理含义
4.教学建议：（1）关于“坐标与坐标的变化量”的教学 第一个小节继续强调某个物理量与它的变
化量的关系。（可参见教师用书P6） 强调：
①位置坐标和时刻坐标的相对性
②位置变化量△x=x2-x1具有绝对的意义，
且△x=x2-x1的正负表示方向
③时间△t=t2-t1具有绝对的意义,与零时刻的
选取无关 速度概念是学生熟悉的概念，正因如此要强调物
理学上的速度概念与初中物理和日常生活中速度概念
的区别。（2）关于“速度”的教学由问题引入：如何比较物体运动的快慢？①速度不仅反映物体位置变化的快慢——运动的快
慢，同时也反映位置变化的方向——运动方向
②速度概念不仅适用于直线运动也适用于曲线运动强调说明：严格地讲表示的是物体在一段时间间隔内△t内平均快慢程度，即平均速度，因此不能精确地描述运动的快慢。要精确描述某一时刻t1的运动快慢可以采用以下方法：（3）关于“平均速度和瞬时速度”的教学 本书没有在一般性的速度概念和平均速度的
概念上面下功夫，而是比较简洁地深入到瞬时速
度的概念。本书定义瞬时速度时用到了极限的思
想，但没有提出“极限”这个术语。
曾经试验过一些初中学生（学习成绩有好有差，性别有男有女）用本书的方法介绍瞬时速度的概念，没有任何问题。只要不要求极限的数学定义、不要求极限的运算，中学生完全可以接受极限的思想，包括后面涉及的定积分的思想（41页）。 为什么一定要用极限的思想定义瞬时速
度？这样做并非出于对严密性的偏爱。把一
个变化的事物分解成很多小部分，每个小部
分都可以看成是不变的，可以用比较简单的
方法去处理，再把各小部分的结果合起来，
就得到整个问题的解，这是近代数学物理中
常用的方法。在现代信息技术中，把模拟信
号变成数字信号时，要分割、取样、量化，
实际上就是取极限的过程。所以，极限的思
想已经不只是个知识，它更是一种方法、一
种观念，对于以后的学习甚至科学思想方法
的形成都是很重要的。 结合实际引发学生思考瞬时速度的测量方法:
汽车利用速度计测速
利用光电门测量汽车通过某一位置时的速度（教
师用书P7，分析如何提高精确度）
利用打点计时器测速
借助传感器用计算机测速（4） 引发学生思考如何用图象反映直线运动
的运动快慢 新教材与老教材不同，没有
讲匀速直线运动及其直线运
动的x-t 图象，但《新学案》
中有这些内容。建议在第二
学时练习这一内容。可参见
新学案P9.描绘匀速直线运动的图象●A、B两物体作什么运动？
●比较A、B两物体运动速
度大小，方向。定性分析变速直线运动的图象
●物体作的是匀速直线运动吗？
●描述物体运动速度的变化。
5.补充练习（1）变速直线运动的平均速度指 C
A. 最大速度和最小速度的平均值
B. 初速度和末速度的平均值
C. 位移和发生这段位移所用时间的比值
D. 各个时刻瞬时速度的平均值（2）短跑运动员在100m赛跑中，测得5s末的速度是
9m/s，10s到达终点的速度是10.2m/s，则运动员全程
的平均速度是 C
A. 9m/s B. 9.6m/s C. 10m/s D. 10.2m/s（3）关于速度的下列说法中，正确的是 A
A. 速度是描述物体运动快慢的物理量，速度大表示
物体运动得快
B. 速度是描述物体位置变化快慢的物理量，速度大
表示物体位置变化大
C. 速度越大，位移变化越快，位移也就越大
D. 速度是描述运动物体运动路程与时间关系的物理量（4）一同学从A点出发沿半径为R的圆形
跑道以恒定速率v逆时针跑一圈回到A点。
思考以下问题：
①全程中该同学的速度怎样变化？
②全程中该同学的位移怎样变化？
③从A点开始计时，越过B点后该同学的平
均速度怎样变化？
第4节 实验：用打点计时器测速度1.教材分析 本实验对应的是老教材学生实验二：练习使用
打点计时器，从标题即可看出，新教材要求更高。
新教材不仅要求学生通过本实验，能掌握打点计时
器的使用，而且能测定平均速度，并画出速度时间
图象（老教材仅要求通过纸带判断手的运动是匀速
直线运动还是变速直线运动）。 值得注意的是，由纸带上某两点间的位移Δx和
相应的Δt就能算出它们之间的平均速度，但与过去
的教学不同的是，本书由此又向前走了一步，说明，
在Δx（或Δt）很小时，这样算出的平均速度可以
看做瞬时速度。对于这点，老师们可能还不习惯。
这是因为我们过去的物理教学过于理想化、绝对化，
或说与实际问题的距离比较大。应该认识到实际的
测量技术测得的瞬时速度都是在某小段时间内的平
均速度，而不是绝对意义上的瞬时速度。本节要求
用很小时间间隔内的平均速度作为瞬时速度，除了
有意加强对于瞬时速度的理解外，也是要拉近物理
课与实际、与技术的距离。 2.教学目标（三维）（1）知识与技能：掌握使用打点计时器在纸带
上记录时间和位移的技能（明确计时点、计数点、
两计数点之间的位移等概念），并运用这一技能
测定平均速度，画出v-t图象。学会用图象处理实
验数据的方法。 （2）过程与方法：
●掌握打点计时器的使用 ●进一步理解用平均速度代表瞬时速度的科学
思维方法。●了解图象研究物理问题的方法，体会图象是
表示变化规律的好方法，能画好v-t图象 （3）情感、态度与价值观
培养学生实事求是、细致踏实进行实验的科
学态度和科学精神。3.重点、难点
●重点：学会打点计时器的使用；用打点计时
器测瞬时速度；用图象表示速度随时
间变化的情况。
●难点：如何测瞬时速度，正确画出速度-时间
图象，通过图象了解物体速度变化规
律。
4.教学建议（1）关于课时安排第一课时提出课题，研究方法，打出纸带。以作业形式，要求学生自学课本
P95-104《学生实验》有关内容。
重点是怎样做好物理实验、误差
和有效数字。课本P24用图象表
示速度。要求学生应用上述知识
根据自己打出的纸带，列表记录
数据，作出速度-时间图象，描
述手的运动速度变化情况。 教师主要准备好“说明卡”，学生
学会使用打点计时器打出纸带，
讨论如何计算瞬时速度。本节是高中阶段第一次做学生分组实验，应该向学生介绍实验室要求和安全注意事项，由于本实验有实验数据记录，还必须介绍有效数字的知识，以及画图象的注意事项。如果由教师一一讲授后学生再动手实验，时间必然来不及，效果也不会好。为有利于培养学生独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题的能力，建议两课时作如下安排。第二课时通过分析学生作业，总结观点方法 然后通过展示学生的作业
（事先挑选好）：
数据记录有效数字不对的、
与实际纸带不符的、图象
坐标单位长度选取不当的
（造成图象过小不能充满
大部分坐标平面）、点与
实验数据不符的、图线不
平滑或太粗的等等问题，
结合课本内容和要求一一
加以讨论，让学生纠正别
人的错误。最后教师总结观点方法：
注意培养学生的实验素质；
尊重原始测量的数据；有
效数字的知识、作图象的
注意事项等等。首先教师简要将P95学生实验的内容作一介绍。（2）关于瞬时速度的计算 （3）关于v-t图象 实验之后用图象表示速度时，思路与过去有些不同。
过去在描点之后往往说，“用一条直线（或××曲
线）连接这些点……”为什么要用直线（或××曲线）
而不用别的曲线？因为在过去的实验中我们都已经知
道，坐标系中的两个物理量之间的关系就是直线关系
（例如匀变速运动的速度与时间的关系）。这是验证
性实验的做法。
这节中，测的是手拉纸带的速度，事先并不知道
速度随时间变化的规律，也就是说不知道图象是一条
什么曲线。这种情况下我们只能根据测量后所描点子
的分布和走向，尝试用某条曲线来“拟合”这些测量点
。这是探究性实验中常用的方法。
这两种情况下的作图，操作步骤相似，但思路不
一样，逻辑线索不一样，教学中要注意表达清楚。（4）关于课本拓展性栏目的处理
“说一说”在第二节课时讨论，要求学生会用图象
表示速度与时间的关系，又要求学生知道优秀运动
员与没有受过训练的学生两人在跑百米时速度变化
的不同点。这个栏目的目的是让学生体会到，解决
实际问题要有比较宽的知识面做基础，只有课本上
的知识是不行的。
“做一做”内容是借助传感器用计算机测速度，有
条件的学校可在兴趣小组做这个实验。
“科学漫步”介绍气垫导轨和数字计时器，可在第
二节课时演示。③下面是本次实验中某组同学打出的纸带，
（由教师印好每人一份）请你每隔0.1s测一次速度。要求填好课本P23、P24的表1、表2，并用图象表示速度的变化。5.补充练习①运动小车拉动的纸带通过打点计时器后，在纸带上留下的点子中有5个连续清淅的点，测出5个点间的距离为20cm则
A. 小车运动的平均速度为2.00m/s B
B. 小车运动的平均速度为2.50m/s
C.小车运动的平均速度为200m/s
D.小车运动的平均速度为250m/s②一同学在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点
，而是如图所示的一些短线，这可能是因为
A.打点计时器错接在直流电源上
B.电源电压不稳定
C.电源的频率不稳定
D.打点针压得过紧- - - - - - - - - - - - - 第5节 速度变化快慢的描述-----加速度1.教材分析 加速度是力学中的重要概念，也是高一物理较
难懂的概念。在学生的生活经验中与加速度有关的
现象不多，这就给学生理解加速度概念带来困难。
老教材对加速度概念的要求比较低，没有从一般变
速运动提出加速度概念，也没有区分平均加速度和
瞬时加速度。简化了加速度的引入和讨论，只限于
讨论匀变速直线运动中的加速度， 新教材同样从直线运动讨论加速度，但更重视
概念建立的过程。教材先列举小型轿车和旅客列车
的加速过程，让学生讨论它们速度变化快慢以增强
学生的感性认识。教材展示飞机的起飞过程，要求
学生从具体问题中了解“速度快”、“速度变化大”、
“速度变化快”的含义不同，教材又在旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同。在此基础上再说明平均加速度的意义，进而说明瞬时加速度。 教材在“思考与讨论”栏目中，让学生通过
v-t图象加深对加速度的认识和对图象的理解。
不仅如此，考虑到变化率概念对理解速度、加
速度的重要性和理解后续课程许多问题的重要
性，教材在“科学漫步”栏目中较深入、细微地
介绍了一般情况下的变化率概念。2.教学目标（三维）（1）知识与技能： 理解加速度的概念、速度变化量的含义，知道加速度是矢量，其方向与速度的变化量方向一致。掌握同一直线上矢量的加减运算法（用正负号表示矢量的方向后，可变为标量的代数运算），掌握从v-t图象看出物体的加速度（大小和方向）。（2）过程与方法：●让学生们通过“思考与讨论”，感到有必要引入一个新的物理量，它不是表示速度的大小，而是与速度的变化有关。而且有必要用这个新的物理量来描述速度变化的快慢。 ●通过用有向线段表示v1、v2、Δv，明确速度的变化量Δv= v2 ?v1 ，初步掌握同一直线上矢量运算的方法。 ●掌握从v-t图象看加速度的方法。（3）情感、态度与价值观
●通过本节学习认识到科学知识来源于实际的需要和社会发展的需要。
●通过变化率的学习，了解自然现象甚至社会现象中的许多道理都是相通的。3.重点、难点
●重点：理解加速度的概念、知道加速度是描述速度变化快慢的物理量；
明确直线运动中加速度的方向就是速度变化量的方向；能从匀变速直线运动的v-t图象理解加速度的意义，判断加速度大小、方向；
●难点：正确理解加速度概念（与速度的区别）、加速度方向（速度变化量方向）的理解。4.教学建议 第一课时：加速度概念引入、速度变化量的图示（方向）、平均加速度和瞬时加速度、变化率。 （重在加速度概念的建立）
第二课时：速度与加速度的比较、从v-t图象理解加速度的意义、有关问题的讨论。 （重在加速度概念的深化巩固）（1）关于课时安排（2）关于加速度引入：●不同的运动物体速度变化的快慢不同
思考与讨论 比较轿车与列车最终速度大小（快慢）？ 比较由静止到匀速过程速度变化大小？用了不同的时间说明了什么问题？（速度变化的快慢不同）
请同学考虑在日常生活和科学技术中需要不需要研究物体速度变化的快慢？举例说明。●速度随时间变化
观看图2飞机起飞 明确相同时间内飞机位移不断增大，表明飞机速度不断增大。●如何表示速度变化的快慢？（用什么物理量表示） 最终哪一个物体速度最快？过程中哪个物体速度变化最大？哪个物体速度变化最小？ 怎样比较物体速度变化的快慢？（通过分析可以看出，只有比较相同时间内速度的变化，才能比较速度变化的快慢，为了统一，一般取单位时间作为标准，即用速度变化量与时间的比值来表示速度变化的快慢。）（3）关于加速度方向： 关键是理解速度变化量Δv的含义（Δv=v2?v1），速度是矢量，如何求矢量的差？通过矢量图弄清Δv方向，并用正负号表示。可参照教师教学用书P11的思路设计。（见课件）讲清在直线运动中可以用正负号表示速度、加速度（矢量）的方向，矢量的加减法可以变为标量的代数加减法。v0v00s2s2s4s6s8s0s4s6s8s汽车制动（减速）汽车加速v1v2v1v2xΔv = v2?v1v1+Δv = v2Δv = v2?v1v1+Δv = v2加速度方向与速度方向相同加速度方向与速度方向相反加速度的方向就是速度变化的方向 对课本P30的表可以提出下列问题，帮助学生掌握加速度概念：①汽车急刹车中的加速度为负值，这是什么含义？
②你能理解跳伞运动员着陆时加速度为负值的含义吗？体会一下跳伞员在空中下落时的速度。
③表中列的几个物体中，哪些物体在做匀加速直线运动？哪些物体在做匀减速直线运动？
④在所有的物体中，哪个物体的加速度最大？哪一个物体的加速度最小？教材力图加强数学在物理教学中的作用，图象的充分利用就是一个重要方面。课文是要求从速度－时间图象中看出物体在做匀加速直线运动的加速度。虽然没有涉及“斜率”这个术语，但是要求学生知道，曲线的倾斜程度反映加速度的大小。学生要能从图象上量出Δv和Δt的值，然后根据定义计算加速度。（4）关于从 v-t 图象看加速度“科学漫步”的目的是把物理课中学到的速度、加速度的概念拓展到物理课之外。自然现象甚至社会现象中的许多道理都是相通的，学生要形成一种习惯，把学校中某课程中学到的道理迁移到其他领域。学过科学课程之后，学生看待世界的视角应该与前不同，这就是我们所说的科学方法、科学态度、科学的价值观。31页“变化率”的安排也是出由三维课程目标的考虑。 “问题与练习”第4题除了练习计算加速度外，还有助于加深理解平均速度与瞬时速度的关系。分别算出两个遮光板经过光电门时的平均速度，这就是过程始末的瞬时速度。有人还要推算两个遮光板的前沿经过光电门的瞬时速度，其实没有这种必要。究其思想深处，还是“追求无限精确”的思想在作怪。这种思想脱离实际，应该改变。 1.一质点自原点开始在x轴上运动，初速度v0＞0,加速度 a＞0，当a不断减小直至为零时，质点的 C
A. 速度不断减小，位移不断减小
B . 速度不断减小，位移继续增大
C. 速度不断增大，当a=0时速度达到最大，位移
不断增大
D. 速度不断减小，当a=0时位移达到最大值
5.补充练习2.关于速度和加速度的说法中，正确的是 C
A. 速度是描述运动物体的位置变化大小的物理
量，而加速度是描述速度变化快慢的物理量
B. 物体速度变化大小与速度变化的快慢，在实质
上是同一个意思
C. 速度的变化率表示速度变化的快慢，速度变化
的大小表示速度增量的大小
D. 速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量；
加速度是描述物体位移变化快慢的物理量3. 如图所示，为一物体做直线运动的v-t图象，试分析物体的速度与加速度的变化特点。答案：开始计时时，物体的速度为负值，说明物体沿与规定的正方向相反的方向运动，初速度v0=-20m/s，在0∽2s速度越来越小，是减速的，所以加速度方向与速度方向相反，是正值，大小为a=10m/s2。经2s物体的速度减到零，然后又沿规定的正方向运动，加速度的大小、方向一直未变，仍为10m/s2。而速度的大小在均匀增加，到4秒时，速度增为20m/s.再见 把“用来代替物体的有质量的点叫做质点”改为
“……把它简化为一个有质量的点，称为质点”；把“……选来作为标准的另外的物体，叫做参考系”改为“……用来作参考的物体称为参考系”；用极限思想说明“瞬时速度”物理意义更为明晰，为进一步学习打下基础。最为明显的是：用x表示位置（在抛体运动中用x、y表示位置），用Δx表示位移；变化率的表达方式不同，如：平均速度与加速度（见下表格）本书“说一说”和“做一做”两个栏目都是扩展性学习内容，前者偏重于动手操作，后者偏重于思考。这些内容不要求所有学生都学，类似于过去的“打星号”内容。但是，过去的“打星号”内容多是知识性的扩展，而“说一说”和“做一做”更多的目的在于激发学生的兴趣、激发学生的思考，或发展学生的动手操作能力。 南通市高中物理（新课程）教学参考意见
第四章 牛顿运动定律
一．教材对比分析
1．总体概述
牛顿运动定律是力学的基石，是人类探索大自然的有效工具，“只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动”（新教材语）掌握好牛顿运动定律的相关知识，就能够正确理解天体运动现象、还能够帮助理解有关地理中的一些现象，为中学生正常开展航模、遥控等做理论准备，为增强中学生对宇宙探索的兴趣，以至于将来从事此方面的工作，本章起着一个引路人的作用。
2．对比分析
（1）课标要求与原大纲要求的对比
相关内容
课标要求
原大纲要求
牛顿第一定律
A
牛顿第二定律
B
力学单位制
A
牛顿第三定律
B
超重和失重
A
牛顿力学的适用范围
A
非惯性系和惯性力
注：原大纲中的A、B级要求分别为：A层次：较低要求的层次。所列知识的内容，在高中阶段不宜深入展开，或在初中阶段做过较为详细的讨论。B层次：较高要求的层次。带号的内容为选学内容。层次梯度大，较难把握。
新课标中：从知识、技能、情感态度和价值观三方面分别用：了解、理解、解释、应用、探究、认识、体会、知道等词语表明对各部分知识的要求。
（2）课标教材与老教材的对比
老教材中本章内容的先后次序为：牛顿第一定律、物体运动状态的改变、牛顿第二定律、牛顿第三定律、力学单位制、牛顿定律的应用、超重和失重、惯性系和非惯性系、牛顿定律的适用范围。新课标教材中本章内容的先后次序为：牛顿第一定律（以小字说明了物体运动状态的改变；以科学漫步的形式介绍了惯性系和非惯性系，但不讲惯性力）、实验：探究加速度与力、质量的关系、牛顿第二定律（老教材中这两节放在一起）、力学单位制、牛顿第三定律、用牛顿定律解决问题（一）、用牛顿定律解决问题（二）（此节中介绍共点力的平衡条件，超重和失重）。
老教材的编排次序，强调了知识体系的整体性，严谨性和系统性，忽视了学生在接受知识时的继承性和循序渐进的规律，而新课标的编排次序更便于学生对知识的接受，体现了对学生的人文关怀，降低了难度，同时又兼顾了知识体系的整体性。
除了教材的编排次序发生了一些变化外，有些内容在新课标中的表述方式也发生了一些变化，如对惯性的说明：物体“都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但这种“本领”的大小是不一样的”。这样的变化更容易让学生理解惯性是物体的固有属性。再如对惯性系和非惯性系的说明：不再独立成为一节内容，而是放在科学漫步中，既体现了对学生知识面的拓展，又降低了难度，同时在这部分，不直接给出牛顿定律的适用范围，但通过仔细阅读教材内容，可以从中“悟”出牛顿定律的适用范围，体现了新教材的开放性，让学生养成独立思考，归纳总结的习惯。
对于本章中的重要实验――牛顿第二定律的得出，新教材大大增加了篇幅，从日常生活中的事实提出问题―――物体的加速度与物体受到的力以及物体的质量存在怎样的定量关系？进一步进行大胆猜想，提出实验方案，最后落实到如何测量相关物理量以及怎样由结果得出结论。这种方式一改过去老教材中直接给出实验方案，学生被动接受，学生的主观性得不到体现，老师完全在讲课本，学生的智力发展难以提高。新教材的这种变化，可以使学生很容易参与其中，并给学生一种模式――如何提出问题，如何解决问题。
作业的布置与老教材相比没有大的变化，似乎更平易近人，贴近生活了。如：老教材中有道题“有人认为，既然作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，这两个力就是相互平衡的力。这种说法对不对？如果不对，错在哪里？说明理由。”新教材中“小强说：“我记得在初中学过，如果两个力的大小相等，方向相反，这两个力就会相互平衡，看不到作用效果了。既然作用力和反作用力也是大小相等，方向相反的，它们也应该相互平衡呀！”应该怎样解答小强的疑问？”
3．课时建议
第1单元 第1节 牛顿第一定律 （1学时）
第2单元 第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系 （2学时）
第3节 牛顿第二定律 （1学时）
第4节 力学单位制 （1学时）
第3单元 第5节 牛顿第三定律 （1学时）
第4单元 第6节 用牛顿定律解决问题（一） （2学时）
第7节 用牛顿定律解决问题（二） （2学时）
二．教学建议
第1节 牛顿第一定律
教材分析
本节的层次很明显三个----力与运动的关系；牛顿第一定律；惯性。第一层次是提出问题，介绍伽里略理想实验，得出结论，第二层次是归纳得出牛顿第一定律，第三层次提出惯性以及惯性的量度。
教学目标
知识与技能：知道伽里略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识；知道伽里略的理想实验及其主要的推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法；理解牛顿第一定律理解惯性概念，会正确解释惯性现象。
过程与方法：通过对历史的回顾，感知理想实验是科学研究的重要方法；体会任何一个规律的得出往往要经过许多人的长期努力。
情感态度与价值观：通过本节的学习，体会科学研究方法对人们认识自然规律的重要性，体会出透过现象看本质的哲学道理。
重点、难点
重点：伽里略的理想实验及其主要的推理过程和结论；难点：惯性与质量的关系
教学建议
对于“力和运动之间的关系”的教学
对于力和运动之间的关系，学生中有不少人认为没有力的作用物体是不能运动的，即力是维持物体运动的原因，因此教学中必须通过行之有效的手段来纠正：
教学设计一：
师：请大家观察下列一组实验：
如图a所示，让小车人从曲面某高度滚到毛巾铺垫的水平轨道上；如图b所示，让小车从曲面某高度滚到纸板铺垫的水平轨道上；如图c所示，仍让小车从曲面某高度滚到玻璃板铺垫的水平轨道上。请问对该组实验，你能得出什么结论？（留一段时间同学们思考，让大家畅所欲言）
（可能有部分同学记得这是初中物理中的演示实验，这部分同学可能会直接得出，力是改变物体运动状态的原因；也可能有同学说该组实验说明摩擦力越小运动距离越长，也可能有同学说摩擦力使物体在水平面上运动时越跑越慢……）
老师注意引导学生归纳总结出这样几点：①小车在水平面上运动时越跑越慢是因为摩擦力的作用，不是原因没有力的作用；②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因；③摩擦力越来越小，对物体的运动状态的改变就难，（或就越不容易改变物体的运动状态），能否做到水平面对小车没有一点摩擦呢？
再在此基础上提出伽里略的理想实验，引导学生看课本，强调理想实验是在已有的实验基础上加上合理的想象进而推出相关的结论的一种分析方法。
教学设计二：
师：小车在水平桌面行驶，受到几个力的作用？（边说边用实验室里的小车做演示）
生：重力、支持力、摩擦力
师：小车做什么运动？
生：做减速运动
师：是什么原因使小车做了减速运动？
生：（可能有多种说法）老师注意引导学生归纳总结（归纳总结同上）……
关于惯性与质量的教学
初中知识已使学生知道任何物体都有惯性，运动的物体有惯性，静止的物体有惯性，学生可能认为惯性除了跟物体的质量有关外，还跟物体的速度大小、受到的力大小有关，教学中要设法加以辩别。
教学设计：
师：大家知道，任何物体都有惯性，物体的惯性大小跟哪些因素有关呢？（留一段时间同学们思考）
生：跟物体的质量有关。（有同学认为惯性跟物体的速度、受到的力大小都有关）
师：大家一起分析几个问题：①两个质量不同的铅球，让它们都从静止开始运动，哪个更容易些？说明什么问题？②两个质量相同的铅球，一个从静止开始运动，另一个从运动变为静止，哪个更容易些？说明什么问题？③人都有一种惰性，是否因为有了纪律的约束，惰性没有了或减小了还是说因为必须依靠纪律约束反映了惰性的存在更好些？（留一段时间同学们思考）
师：这几个问题①说明质量大小反映了惯性的大小②运动的物体的惯性不比静止的更大③类比力的存在恰好反映了物体存在惯性，而不能说明力的存在改变了物体的惯性。
补充练习
1．既然亚里士多德对力和运动关系的认识是错误的，可以不可以这么说：亚里士多德是阻碍科学进步的反动或落后势力的代表而应受到批判？请你通过查阅相关资料进行说明。
2．关于伽里略的理想实验，下列说法正确的是
A．完全是理想的，没有事实为基础
B．是以可靠的事实为基础的，经过科学抽象，深刻反映自然规律的
C．没有事实为基础，只是理想推理
D．以上说法都不对
3．下列说法不正确的是
A．只有处于运动中的物体才有惯性，静止的物体无惯性
B．物体作变速运动时，惯性不断变化
C．一个物体运动得越快，越难停下来，说明惯性越大
D．一个物体受到力的作用，也可以保持静止
第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系
教材分析
本实验：探究加速度与力、质量的关系，是高中学生实验中的首个探究性实验，因此必须认真把握好分寸和程序。不能讲得高深莫测，又不能讲成老教材中的验证性实验；要让学生能通过该节课内容的学习，体会到一般探究性实验的处理方法。
教学目标
知识与技能：理解加速度与力的关系，加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验过程。
过程与方法：通过提出问题，提出解决问题的方案到总结出规律，使学生初步体会到怎样做探究性实验；知道什么是控制变量法、比较法、图象法，通过师生互动提高学生的思维品质和能力。
情感态度与价值观：通过该节的学习要培养学生知难而进的思想，要敢于面对问题和困难；师生互动和实验演示，活跃气氛，激发学生学习兴趣，理解实践出真知的道理。
重点、难点
重点：通过实验得出加速度与力、质量的关系；难点：怎么设计探究性实验，如何控制变量。
教学建议
该节内容必须明确这样几点：①物体运动状态改变的快慢与哪些因素有关？②能否找到定量的关系？③定量关系怎样？④如何找出？对于第一个问题学生比较容易分析，而定性关系的确定对我们找出定量有关系指明了方向，因此我们可以通过猜想，实验论证，再归纳总结，得出正确结论。定量关系如何正是我们要探究的两个问题：加速度与力的关系、加速度与质量的关系。如何找出定量关系正是我们在探究过程中所必须关注的问题：怎样测量质量？怎样测量加速度？怎样对物体提供力和测量力？怎样把这些测量出来的结果进行合理的处理，找出本质的直观的联系？下面提供两个教学片段：
关于加速度与力、加速度与质量关系的猜想与表达：
……
师：由实例我们已知了物体的质量一定时，加速度随力的的增大而增大，物体的受力一定时，加速度随质量的增大而减小。如下表：
表1：质量为500克的小车
所受外力F（N）
加速度a(m/s2)
表2：小车受到的外力为0.5N
小车质量m(g)
加速度a(m/s2)
你猜想一下，若要你写出加速度与力、加速度与质量的关系，你认为应该是怎样的形式？
生：（学生的回答可能是多种多样的：函数式，图象式，而函数式又可能是线性的，非线性的等）
师：（充分肯定学生的表达）哪种表达更直观？
生：图象
师：对。其实，从数学知识可知，一定形式的函数与总有与它一一对应的图象，有怎样的函数，就有怎样的图象。
请两位同学分别板演：加速度与力、加速度与质量的关系图象。
（同学间可以讨论，观看，评论，老师巡视）
师：从图象可以看出加速度与力的数量关系是一条过原点的直线，说明a与F是什么关系？
生：a与F成正比。a∝F
师：是否可以写成相应的函数式？
生：可以。a=kF
师：若不是一条过原点的直线，如为左图形式：
则说明a与F之间应为怎样的函数式？
生：a=kF＋b
师：若是这样的图象呢？(可随意举出某形式的图象要学生回答)
生：……
师：我们做实验的目的就是要找到相关量之间的定量的关系，而实验的过程我们必须首先尊重事实。
师：加速度与质量之间的关系图象说明与a与m之间应为怎样的函数式?
生：成反比
师：你抓住怎样的特点说明a与m之间成反比？（可能学生难以说清楚，老师也不要随意点明学生的对错。）（若学生说出了结果，则追问他理由。若说明不了，则启发他，此图象象数学中的什么函数的图象？）
师：由于从图象中难以说明a与m之间的定量关系，可否改变图象的形式而得出简单直观的关系？请大家看书P76最后一节。（留一段时间同学们思考，讨论）
师：我们分析问题时可以通过转换思考角度，可以使问题得到解决。
……
二．关于本节实验的改进
该实验设计测量加速度，实质上是比较加速度因此我们可以在小车行经的路线侧面平行放置一直尺，小车上各安放红绿两面小旗，设初位置读数为零，两小车运动一段时间后所在位置的读数可以直接比较，进而比较两车加速度的大小关系。示意图如下图所示。
补充练习
1．在日常生活和工、农业生产中，你能举出一些例子，例子中也应用了控制变量的方法。
2．力F1单独作用在某一物体上时，产生的加速度大小为2m/s2，力F2单独作用在同一物体上时，产生的加速度大小为4m/s2，当F1、F2共同作用在该物体上时，物体的加速度大小可能为：
A．2 m/s2
B．4 m/s2
C．6 m/s2
D．8 m/s2
3．假设洒水车的牵引力不变，且所受阻力跟车重成正比，未洒水时做匀速直线行驶，洒水时它的运动情况是
A．做变加速直线运动
B．做初速度不为零的匀加速直线运动
C．做匀减速运动
D．继续保持做匀速直线运动
第三节 牛顿第二定律
1．教材分析
牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身惯性——质量的关系，因此成为牛顿物理学的核心。在学生已有的对力和质量认识的基础上，在学生实验探究了加速度与力的关系、加速度与质量的关系，寻找出规律性的认识之后，总结出牛顿第二定律，会使学生感到具体而亲切，获得一种研究问题的体验，进而收获一种习惯，成为一种意识，养育一种能力。
本节知识是动力学的基础，是学好后继知识（例如电磁学）的前提。
2．教学目标
（1）知识与技能
知道牛顿第二定律的内容及其数学表达式
通过加速度与质量和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律
认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系
（2）过程与方法
能从牛顿第二定律知道物体所受的重力跟它的质量和重力加速度的关系，并且能用它来解答有关问题。
能运用运动学和牛顿第二定律解答有关的问题：
①已知物体的运动状况求物体所受的力
②已知物体所受的力求物体的运动状况。
（3）情感态度与价值观
培养学生分析问题、解决问题的能力
渗透物理学习的探究思维，培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯
3．重点、难点
重点：（1）牛顿第二定律的理解
（2）牛顿第二定律的应用
难点：（1）牛顿第二定律公式中k的物理意义及其取值
（2）力、加速度、速度和速度的变化量的关系
4．教学建议
（1）牛顿第二定律的教学
教师应引导学生对=ma进行分析，让学生充分体会。力变化加速度就会变化，力恒定加速度也恒定，力停止对作用于物体，物体的加速度就为零。力是使物体产生加速度的原因，力与加速度具有瞬时对应的关系。具体的讲，对牛顿第二定律的理解有以下几个要点：
①公式中的是指物体所受的合外力．
可以举例，如：在桌面上推粉笔盒，粉笔盒在水平拉力作用下沿水平方向加速运动，使粉笔盒产生加速度的合外力是物体所受4个力的合力，也即拉力和摩擦力的合力．
②矢量性：公式中的 和 均为矢量，且二者方向始终相同．由此在处理问题时，由合外力的方向可以确定加速度方向；反之，由加速度方向可以找到合外力的方向．
③瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化．
举例：静止物体启动时，速度为零，但合外力不为零，所以物体具有加速度．汽车在平直马路上行驶，其加速度由牵引力和摩擦力的合力提供；当刹车时，牵引力突然消失，则汽车此时的加速度仅由摩擦力提供．可以看出前后两种情况合外力方向相反，对应车的加速度方向也相反．
如果相同的力作用在质量不同的物体上，则这个力使物体获得的加速度也是不同，说明质量的大小对运动状的改变的快慢程度起了制约作用，从而使学生加深对质量是惯性大小量度的理解和认识。
教师一定要设置较好的问题情景帮助学生认识力、加速度、速度和速度的变化量这些概念之间的联系和区别，要让学生清楚加速度的大小取决于合力和质量，而速度的大小除了取决于初速度还取决于加速时间和加速度。最后要注意小结力和运动关系：
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动
（2）例题的教学
例题1选取的是从物体的运动状态确定受力，以及从受力情况确定物体的运动状态的问题。这是将运动学与动力学相结合的典型问题。因此，教学中要引导学生重视题目的分析过程，同时，注意理解运算过程中力或加速度的正、负号的含义。
例题2选取的是已知作用在物体上的两个力，求物体的加速度问题。目的是让学生理解这个加速度是由作用在物体上的合力产生的。要根据平行四边形定则求出合力，然后再根据牛顿第二定律解出运动物体的加速度值。另外，解决这个具体问题还要训练学生学会怎样建立坐标系，如何恰当地选择坐标轴的方向能够使问题简化等。
5．补充练习
（1）试证明：放在地面上的物体受到的重力G与地面对它的支持力N大小相等。
（2）静止在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块作 （ ）
匀减速运动
匀加速运动
速度逐渐减小的变加速运动
速度逐渐增大的变加速运动
答案：D
（3）如图，轻质弹簧上面固定一块质量不计的薄板竖立在水平面上，在薄板上放一重物，用手将重物向下压缩写、到一定程度后突然将手撤去，则重物将被弹簧射出去，则弹射过程中（重物和弹簧脱离之前）重物的运动情况是 （ ）
A．一直加速运动
B．匀速运动
C．先加速运动后减速运动
D．先减速运动后加速运动
答案：C
第四节 力学单位制
1．教材分析
由于在牛顿第二定律中规定了力的单位，所以力学单位制安排在牛顿第二定律师的后面。单位是为了测量、比较量的大小而建立的。在选定了基本单位后，其他物理量的单位是根据它的定义式，由所选择的其他物理量的单位共同决定的
2．教学目标
（1）知识与技能
知道什么叫基本单位，什么叫导出单位，基本单位和导出单位组成单位制，知道力学中的三个基本物理量
知道在物理计算中各物理量要采用同一单位制的单位，中学物理计算中都采用国际单位制的单位。
（2）过程与方法
能根据单位检查结果的正误
能根据单位的关系推测物理量的关系
（3）情感态度与价值观
● 渗透事物都是存在普遍联系的哲学思想
3．重点、难点
基本物理量与导出物理量的关系
4．教学建议
在本节的教学中，首先应让学生知道，单位是为了测量、比较量的大小而建立的，在学习物理时，正确使用单位是非常重要的事情，然后通过实例分析，使学生认识到物理公式在确定物理量的数理关系的同时，也确定了物理量的单位关系。在这基础上再介绍基本单位和导出单位的概念，以及力学中的三个基本单位等。最后，通过实例让学生了解，单位制在物理计算过程的作用是可以在计算过程中物理量的单位不带进式子，从而使计算简便了，并对今后物理计算中单位的使用提出规范化要求。
5．补充练习
（1）试证明：g=9.8N/kg=9.8m/s2
（2）一辆3.0t的汽车以10m/s的速度前进，要使它在30s内匀减速地停止，要用多大的阻力？
答案：1.0×103N
（3）一辆汽车的质量是1.0×103kg，行驶速度是15m/s，紧急刹车时受到的阻力是6.0×103N，求刹车后5.0s内的位移。
答案：19m
第五节 牛顿第三定律
1．教材分析
牛顿第一定律和牛顿第二定律解决了单个物体的运动和力之间的关系。但自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的，一个物体在受到其他物体作用的同时也会对其他物体有作用，牛顿第三定律就是研究物体之间的相互作用的关系的。只有充分地研究物体间的相互作用，才能比较全面地认识物体的运动规律，牛顿的一、二、三定律才能构成比较全面地反映机械运动规律的一套定律。
教材以广阔的科学技术为背景，在本节中增加了用传感器显示运动中的两个物体间作用力和反作用力等来说明生活中物理无处不在。这些图景的展示开阔了学生的视野，促使学生不断地关注社会、关注生活，关注自己身边发生的事物和事件。
2．教学目标
（1）知识与技能
认识物体间的作用是相互的
理解作用力和反作用力概念
知道牛顿第三定律的内容，会用准确的文字叙述牛顿第三定律
理解作用力和反作用力的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关
能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力
（2）过程与方法
能综合运用牛顿第二、第三定律综合解决有关问题。
培养语言表达能力、观察能力
（3）情感态度与价值观
渗透透过现象看本质的哲学思想
与实际问题相结合，培养学习兴趣
3．重点、难点
重点：牛顿第三定律的理解
难点：一对作用力与反作用力和一对平衡力的关系
4．教学建议
本节内容学生在初中已有一定基础．教学中要利用实验、视频资料或课件，多举例子，让学生观察、体会力是物体间的相互作用，并让学生描述物体间的相互作用，这样不仅锻炼了学生的口头表达能力，而且养成在分析问题时选取谁做研究对象的好习惯．通过典型例子的分析，让学生总结出相互作用力与二力平衡的异同之处，能够很好的区别它们．
在本节的教学中要注意以下几点：①在举例说明“物体间的作用是相互的”时，要强调相互作用是同时发生的。②在说明相互作用的一对力分别叫做作用力和反作用力时，要指出，究竟称哪一个力是作用力是任意的③在建立作用力和反作用力的概念时，要特别指出，作用力和反作用力是分别作用在两个（相互作用的）物体上，也就是说，作用力的受力物是反作用力的施力物，反作用力的受力物是作用力的施力物。④利用传感器尽可能去演示两物体处于变速状态时的相互作用力的关系。⑤利用牛顿第三定律如何解释生活中的物理（例如鸡蛋碰石头问题）⑥区分一对作用力与一对平衡力的关系
（附相互作用力与一对平衡力的关系）
相同点
不同点
相互作用力
大小相等，方向相反，作用在一条直线上．
两力必性质相同；
同时出现，同时消失；
分别作用在两个物体上（互为施力物和受力物）；
与运动状态及参考系无关．
平衡力
同上．
性质可以不相同；
可以不同时消失；
同时作用在一个物体上；（研究对象）
5．补充练习
（1）跳高运动员从地上跳起，是由于地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力，还是由于运动员给地面的压力大于运动员受的重力？
答案：跳高运动员从地上跳起，是由于运动员给地面的压力大于运动员受的重力。根据牛顿第三定律地面给运动员的支持力与运动员给地面的压力大小相等，当运动员给地面的压力大于运动员受的重力，运动员受到向上的支持力大于向下的重力，运动员受的合外力方向向上，所以运动员能从地上跳起，说地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力是错误码的，支持力和压力是一对作用力与反作用力，它们大小相等。
（2）一个物体受到的重力为G，当用力F提它但没有提动时，它对地面的压力是多大？
答案：G—F
（3）关于牛顿运动定律，以下说法错误的是 （ ）
A．物体不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律
B．牛顿运动定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题
C．牛顿第一定律是牛顿第二在物体不受外力或所受外力为零，物体的加速度a=0条件下的特例
D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的效果不一定相同
答案：AC
第六节 用牛顿定律解决问题(一)
1．教材分析：
课标要求：理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题
课标教材通过两个简单的实例，展示给学生利用牛顿运动定律解决实际问题的基本方法与思路．课标教材中的两个例题及5个习题所设置的情景均不复杂，这表明教学的重点是分析、解决问题的方法．通过两种不同类型例题的比较，使学生体会到不论解决那一类的题，对物体进行受力分析和运动状态分析都是非常重要的环节，弄清问题的物理情景是正确解题的关键。新旧教材知识体系没有太大变化。
2．教学目标：
进一步学习分析物体的受力，能结合物体受力情况进行分析。掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路与方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题，培养学生独立思考，在众多实际问题中总结归纳问题共性和特性的能力。
3．重点、难点
重点是解决动力学问题的基本思路和方法
难点是物体受力分析、情景分析及正交分解法
4．教学建议
①关于物体受力分析，课标教材没有采取单独列节的方法讲述，而是采取循序渐进的方法，贯穿于各章的讲述之中。本节中通过两个例题的分析，让学生自己总结关于物体受力分析的方法，这样做有利于学生掌握力的分析，有利于培养学生独立进行总结的能力。
②在比较复杂的情况下分析摩擦力，学生会有一定困难．在高一年级不要求在比较复杂的情况下作各种分析，特别是关于静摩擦的分析。
③利用牛顿第二定律解决问题时，有时需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程进行求解，往往比较方便。且一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致，可让学生在解题过程中加以体会，教师可明确提出“正交分解法”。
④教学中要求学生知道动力学主要有两类问题，掌握解决动力学问题的基本思路和方法，归纳总结出一般步骤大体是：确定研究对象、分析物体的受力情况和运动情况，列出方程求解。教材中的例题注意作这样的分析，然后求解。应当要求学生不要急于进行计算，要逐渐习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景，养成这种好习惯对以后的学习会有很大的帮助。
⑤教学中可让学生思考，牛顿运动定律F＝ma，本质是揭示了力、加速度和质量三个物理量之间的关系，要列出牛顿运动定律方程，就应将方程两边具体化，方程左边是物体受到的合力，右边是物体的质量与加速度的乘积，这个力是的谁受的，是多大，这就必须确定研究对象，进行受力分析，选择合理的方法求合力．要确定物体的加速度，就必须对物体的运动状态进行分析，让学生感悟到：解题方法应从定律本身的表述中去寻找，这样可培养学生独立思考，分析和解决问题的能力。
⑥课标教材这一节只有两个例题，分别说明解动力学两类问题的方法，一个是水平面问题，一个是斜面问题，均涉及重力、支持力及滑动摩擦力，例题量偏少，结合实际教学情况，可适当补充例题．如竖直方向上的运动，物体受变力作用，适当增加难度，培养学生分析能力。
教学设计1：
雨滴从高空由静止开始竖直下落，设所受的空气阻力与运动速度大小成正比f = Kv，分析雨滴的运动规律．
提出问题，学生思考：
A．雨滴下落过程受到那些力的作用？各力的方向怎样？
B．雨滴下落过程是匀加速直线运动吗？为什么？
C．雨滴下落加速度为a时，速度多大？
D．雨滴下落速度能一直增大吗？下落最大速度多大？
E．雨滴下落速度为最大速度一半时加速度多大？
这是一道动态变化分析题．通过思考讨论提高学生分析受力情况，分析运动状态的能力．
教学设计2：
一颗质量为20g的子弹以500 m/s的速度击穿一块厚度为4cm的固定木块后，速度变为400 m/s，求①子弹在穿过木块时所受平均阻力
②当子弹击穿第二块相同木块后，速度将为多大？
布置审题，弄清情景．让学生分析两个过程的子弹的受力情况及运动情况，找出已知量，建立各过程中物理量间的联系．
这是一个多过程的问题，综合了动力学的两类问题，可提问，让学生归纳总结：
①子弹击穿两块木块的过程运动规律有什么相同之处，不同之处
②两问的解题方法上有什么相同之处，有什么不同之处
③在运动学中通常以速度方向为正方向，那么在利用牛顿定律列方程以什么方向为正方向较为方便
5．补充练习
①一辆小车的质量是10kg，车与地面的动摩擦因数为0.01．在F =3 N的水平力作用下，小车由静止开始加速前进，走过40m撤掉水平力F，经一段时间后，小车停止运动，求小车行驶的时间．
②如图所示，物块质量为m，弹簧倔强系数为k，小车质量为M，置于水平面上，物块与车间无摩擦，小车与地面间动摩擦因数为μ，当小车受恒力F作用向右，做匀加速运动时，求弹簧将伸长多少？
③有的汽车司机在汽车内他的前方，悬吊一个小工艺品，我们用它可以估计汽车的加速度，现在汽车正在匀加速行驶，质量为0.20kg的小工艺品偏离竖直位置15°．求：
A．小工艺品受到的合力
B．汽车的加速度
C．汽车刹车后，轮胎停止转动，汽车在滑动摩擦力的作用下，匀减速运动。请设计一简便方案，测出轮胎与地面间的动摩擦因数．
第七节 用牛顿定律解决问题（二）
1．教学分析
课标要求：通过实验认识超重和失重现象。老教材将超重和失重现象单独列出作为一节教学内容。课标教材将两种实际问题即共点力作用下物体的平衡和人们常见的超重和失重问题作为牛顿运动定律应用的第二部分。
老教材将物体的平衡单独列为一章，课标教材将这一部分进行了整缩作为牛顿运动定律最后一节的内容，所以教学中可以将物体在共点力作用下的平衡条件F合= 0，当作牛顿第二定律的特例来处理，因为共点力作用下的物体一般可视为质点，这样得出平衡条件比较简捷。教材这样处理是为了使学生对平衡条件有较深的感性认识，教材在分析得出平衡条件之后又安排了一道例题，加深理解。
与老教材相比较，课标教材这节内容的表述更为精练、简洁，知识体系较为完整。降低了例题难度，两个例题联系实际，是日常生活中所常见的，目的是增加学生对物理课的亲切感。“问题与练习”中的习题量与老教材相当。第5题过程较为复杂，难度较大。
2．教学目标
了解共点力作用下物体平衡的概念。
理解共点力平衡的条件，会用来解决有关平衡问题。知道什么是超重和失重及产生超重和失重的条件。
通过一些实例了解超重和失重在现代科学技术中的意义。
3．重点、难点
本节重点是解决共点力平衡问题的基本思路与方法，会正确选择研究对象进行受力分析。
难点是用正交分解法列平衡方程，物体处于超重和失重特别是完全失重状态时，地球作用于物体上的重力，并没有发生变化，这对初学者来说，理解时有一定困难。
4．教学建议
①本章教学中要注意引导学生全面认识物体平衡的概念，通过具体实例向学生说明，物体平衡状态有两种：静态平衡和动态平衡。物体在共点力作用下的平衡状态是指物体保持静止或者匀速直线运动，同时应注意学生中可能存在的“处于平衡状态的物体肯定是静止的”错误认识，为了全面认识物体的平衡，教学中可补充一些动平衡的实例。例如水平方向、竖直方向、斜面等方向上的匀速直线运动。
②关于平衡条件的应用，课标教材上的例题是通过正交分解法求解的。将F1沿X轴、Y轴分解，把三个力的平衡转化为四个力的平衡，即X轴方向的分矢量之和Y轴上分矢量之和都为0，以降低难度。教学中要让学生知道处理平衡问题并不限于这种方法。还有其他方法，如可将钢索为OA的拉力与杆OB的支持力合成，由三个力平衡转化为两个平衡，利用直角三角形知识求解，从这两种基本解法中引导学生归纳，解决共点力平衡问题的步骤与方法。这对于解答共点力平衡问题有普遍的意义。
③教学可设计这样一个小实验：不同长度的相同的细线
AB、AC，共同吊一起钩砝，若逐渐增加钩砝。先让学生猜想
哪根细线先断，然后用验证，最后要求解释短线先断的原因。
这一小实验材料简单，易于操作，能激发学生学习兴趣，
培养学生运用知识解决实际问题的能力。
④课标教材以人在电梯中的情况为例，分析人对电梯地板的压力，帮助学生理解超重和失重现象。教学中应使学生认识到：物体处于超重和失重状态时，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视重)发生了变化，地球作用于物体上的重力并没有发生变化。
⑤在叙述超重、失重现象时，应强调物体具有竖直向上加速度时处于超重状态，具有竖直向下加速度时处于失重状态。加速度为重力加速度时完全失重，而不是超重(失重)状态就是竖直加速上升(下降)状态。为讨论斜面上加速上、下滑及物体在竖直平面内做匀速圆周运动等情景，也存在超重、失重现象做好铺垫。
⑥为进一步开阔学生视界和思路，激发兴趣，可围绕“失重与宇宙并发”、“宇航员的生活”等方面，组织讲座，看录像，科技影视片等活动，也可让学生在网上搜索相关资料。
⑦关于“认识超重和失重现象”的教学。
教学设计1：
讨论：乘电梯时的感受。
看录像：在电梯中人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化。
演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时，读数的变化。
分析：用牛顿第二定律列方程求解得出定量关系。
现实中并不是每个学生都乘过电梯，有过超重、失重的感受，所以通过录像展示电梯运动时体重计示数变化，使学生对超重和失重有感性认识。
教学设计2：
学生实验a：把矿泉水瓶的上部挖一个小孔，下部挖几个小孔，装入水后，水将出来，用手把上部的小孔堵住时，下部水不能流出，从高处让瓶自由下落，发现下落过程中水不流出。
学生实验b：手提测力计，下端挂有砝码，观察向上加速运动时，测力计读数的变化。
分析：以测力计测下端的砝码为研究对象，运用牛顿第二定律列方程进行分析，得出定量关系。
通过分组实验，让学生观察失重及超重现象，明确这两种现象都 因为物体具有向下或向上加速度时发生改。
学生实验能够使对物理事实获得具体、明确的认识。这是理解概念和规律的必要的基础，让学生在观察和体验后有所发现，有所领悟。
5．补充习题
①一只质量为m的蚂蚁，在半径为R的半球形碗内爬行，在距碗底停下来，则蚂蚁在A点受到的摩擦力多大？
②如图所示，A、B两小球套在水平放置的细杆上，相距为l，两小球各用一根长也是l的细绳连接C球，三个球的质量均为m．求杆对球A的作用力大小和方向．
③某质量为50kg的消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚着地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身的重心又下降了0.5m．在着地的过程中，地面对他双脚的平均作用力多大？
课件44张PPT。新课程教学参考意见 第四章 牛顿运动定律一 教材对比分析二 教学建议1 总体概述2 对比分析新课标与原大纲要求的对比新课标教材与老教材的对比牛顿运动定律是力学的基石，是人类探索大自然的有效工具，“只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受的力确定物体的位置、速度变化的规律，才能够创造条件来控制物体的运动”（新教材语）掌握好牛顿运动定律的相关知识，就能够正确理解天体运动现象、还能够帮助理解有关地理中的一些现象，为中学生正常开展航模、遥控等做理论准备，为增强中学生对宇宙探索的兴趣，以至于将来从事此方面的工作，本章起着一个引路人的作用。老教材中本章内容的先后次序为牛顿第一定律、物体运动状态的改变、牛顿第二定律、牛顿第三定律、力学单位制、牛顿定律的应用、超重和失重、惯性系和非惯性系、牛顿定律的适用范围。 新课标教材中本章内容的先后次序 为牛顿第一定律（以小字说明了物体运动状态的改变；以科学漫步的形式介绍了惯性系和非惯性系，但不讲惯性力）、实验：探究加速度与力、质量的关系、牛顿第二定律（老教材中这两节放在一起）、力学单位制、牛顿第三定律、用牛顿定律解决问题（一）、用牛顿定律解决问题（二）（此节中介绍共点力的平衡条件，超重和失重）。第1节 牛顿第一定律教材分析本节的层次很明显三个----力与运动的关系；牛顿第一定律；惯性。第一层次是提出问题，介绍伽里略理想实验，得出结论，第二层次是归纳得出牛顿第一定律，第三层次提出惯性以及惯性的量度。教学目标知识与技能：知道伽里略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识；知道伽里略的理想实验及其主要的推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法；理解牛顿第一定律理解惯性概念，会正确解释惯性现象。过程与方法：通过对历史的回顾，感知理想实验是科学研究的重要方法；体会任何一个规律的得出往往要经过许多人的长期努力。情感态度与价值观：通过本节的学习，体会科学研究方法对人们认识自然规律的重要性，体会出透过现象看本质的哲学道理。重点、难点重点：
伽里略的理想实验及其主要的推理过程和结论 难点：
惯性与质量的关系教学建议（1）关于“力和运动之间的关系”的教学片段1实验引入：如图a所示，让小车人从曲面某高度滚到毛巾铺垫的水平轨道上；如图b所示，让小车从曲面某高度滚到纸板铺垫的水平轨道上；如图c所示，仍让小车从曲面某高度滚到玻璃板铺垫的水平轨道上。请问对该组实验，你能得出什么结论？ 注意引导学生归纳总结出这样几点：①小车在水平面上运动时越跑越慢是因为摩擦力的作用，不是原因没有力的作用；
②力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因；
③摩擦力越来越小，物体滑行的距离越大，（或就越不容易停下来），若没有摩擦力作用，物体怎样运动？能否做到水平面对小车没有一点摩擦呢？ 片段2
师：小车在水平桌面行驶，受到几个力的作用？（边说边用实验室里的小车做演示）
生：重力、支持力、摩擦力
师：小车做什么运动？
生：做减速运动
师：是什么原因使小车做了减速运动？
……
（归纳总结同上）…… 初中已有惯性的初步知识惯性是一切物体的固有属性
只要是物体总有惯性
惯性与质量有关
惯性与物体的速度无关
惯性与物体的受力状况无关
在牛顿第二定律之后，对惯性的理解更全面、更准确
（2）关于惯性与质量的教学第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系 教材分析本实验：探究加速度与力、质量的关系，是高中学生实验中的首个探究性实验，因此必须认真把握好分寸和程序。不能讲得高深莫测，又不能讲成老教材中的验证性实验；要让学生能通过该节课内容的学习，体会到一般探究性实验的处理方法。教学目标 知识与技能：
理解加速度与力的关系，加速度与质量的关系，知道得出这个关系的实验过程。过程与方法：
通过提出问题，提出解决问题的方案到总结出规律，使学生初步体会到怎样做探究性实验；知道什么是控制变量法、比较法、图象法，通过师生互动提高学生的思维品质和能力。情感态度与价值观：
通过该节的学习要培养学生知难而进的思想，要敢于面对问题和困难；师生互动和实验演示，活跃气氛，激发学生学习兴趣，理解实践出真知的道理。重点、难点重点：
通过实验得出加速度与力、质量的关系； 难点：
怎么设计探究性实验，如何控制变量。教学建议该节内容必须明确这样几点：①物体运动状态改变的快慢与哪些因素有关？②能否找到定量的关系？③定量关系怎样？④如何找出？对于第一个问题学生比较容易分析，而定性关系的确定对我们找出定量有关系指明了方向，因此我们可以通过猜想，实验论证，再归纳总结，得出正确结论。定量关系如何正是我们要探究的两个问题：加速度与力的关系、加速度与质量的关系。如何找出定量关系正是我们在探究过程中所必须关注的问题：怎样测量质量？怎样测量加速度？怎样对物体提供力和测量力？怎样把这些测量出来的结果进行合理的处理，找出本质的直观的联系？ 对本实验的一个改进：第3节 牛顿第二定律 教材分析 牛顿第二定律具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身惯性——质量的关系，因此成为牛顿物理学的核心。在学生已有的对力和质量认识的基础上，在学生实验探究了加速度与力的关系、加速度与质量的关系，寻找出规律性的认识之后，总结出牛顿第二定律，会使学生感到具体而亲切，获得一种研究问题的体验，进而收获一种习惯，成为一种意识，养育一种能力。
本节知识是动力学的基础，是学好后续知识（例如电磁学）的前提。教学目标 知识与技能
知道牛顿第二定律的内容及其数学表达式
通过加速度与质量和合外力的定量关系，深刻理解力是产生加速度的原因这一规律
认识加速度方向与合外力方向间的矢量关系，认识加速度与和外力间的瞬时对应关系过程与方法
能从牛顿第二定律知道物体所受的重力跟它的质量和重力加速度的关系，并且能用它来解答有关问题。
能运用运动学和牛顿第二定律解答有关的问题：
①已知物体的运动状况求物体所受的力
②已知物体所受的力求物体的运动状况。 情感态度与价值观
培养学生分析问题、解决问题的能力
渗透物理学习的探究思维，培养认真的科学态度，严谨、有序的思维习惯重点、难点 重点：（1）牛顿第二定律的理解
（2）牛顿第二定律的应用难点：（1）牛顿第二定律公式中k的物理意义及其取值
（2）力、加速度、速度和速度的变化量的关系教学建议（1）牛顿第二定律的教学对牛顿第二定律的理解要强调以下几个要点：①公式中F的是指物体所受的合外力．②矢量性：公式中的 F和 a均为矢量，且二者方向始终相同． ③瞬时性：物体在某时刻的加速度由合外力决定，加速度将随着合外力的变化而变化． ④F、m、a是对应于同一物体（2）例题的教学例题1选取的是从物体的运动状态确定受力，以及从受力情况确定物体的运动状态的问题。这是将运动学与动力学相结合的典型问题。因此，教学中要引导学生重视题目的分析过程，同时，注意理解运算过程中力或加速度的正、负号的含义。例题2选取的是已知作用在物体上的两个力，求物体的加速度问题。目的是让学生理解这个加速度是由作用在物体上的合力产生的。要根据平行四边形定则求出合力，然后再根据牛顿第二定律解出运动物体的加速度值。另外，解决这个具体问题还要训练学生学会怎样建立坐标系，如何恰当地选择坐标轴的方向能够使问题简化等。第四节 力学单位制教材分析 由于在牛顿第二定律中规定了力的单位，所以力学单位制安排在牛顿第二定律的后面，过渡很自然。单位是为了测量、比较量的大小而建立的。在选定了基本单位后，其他物理量的单位由相关量的单位共同决定的 教学目标 知识与技能
知道什么叫基本单位，什么叫导出单位，基本单位和导出单位组成单位制，知道力学中的三个基本物理量
知道在物理计算中各物理量要采用同一单位制的单位，中学物理计算中都采用国际单位制的单位。过程与方法
能根据单位检查结果的正误
能根据单位的关系推测物理量的关系情感态度与价值观
渗透事物都是存在普遍联系的哲学思想重点、难点 基本物理量与导出物理量的关系 教学建议 在本节的教学中，首先应让学生知道，单位是为了测量、比较量的大小而建立的，在学习物理时，正确使用单位是非常重要的事情，然后通过实例分析，使学生认识到物理公式在确定物理量的数理关系的同时，也确定了物理量的单位关系。在这基础上再介绍基本单位和导出单位的概念，以及力学中的三个基本单位等。最后，通过实例让学生了解，单位制在物理计算过程的作用：可以在计算过程中物理量的单位不带进式子，只要在最后的结果中表示出相应的量的单位，从而使计算简便了，并对今后物理计算中单位的使用提出规范化要求。 第五节 牛顿第三定律教材分析 牛顿第一定律和牛顿第二定律解决了单个物体的运动和力之间的关系。但自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的，一个物体在受到其他物体作用的同时也会对其他物体有作用，牛顿第三定律就是研究物体之间的相互作用的关系的。只有充分地研究物体间的相互作用，才能比较全面地认识物体的运动规律，牛顿的一、二、三定律才能构成比较全面地反映机械运动规律的一套定律。
教材以广阔的科学技术为背景，在本节中增加了用传感器显示运动中的两个物体间作用力和反作用力。通过实例说明生活中物理无处不在。这些图景的展示开阔了学生的视野，促使学生不断地关注社会、关注生活，关注自己身边发生的事物和事件。教学目标 知识与技能
认识物体间的作用是相互的
理解作用力和反作用力概念
知道牛顿第三定律的内容，会用准确的文字叙述牛顿第三定律
理解作用力和反作用力的关系与两个物体相互作用的方式、相互作用时的运动状态均无关
能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力过程与方法
能综合运用牛顿第二、第三定律综合解决有关问题。
培养语言表达能力、观察能力情感态度与价值观
渗透透过现象看本质的哲学思想
与实际问题相结合，培养学习兴趣 重点、难点 重点：牛顿第三定律的理解难点：一对作用力与反作用力和一对平衡力的关系 教学建议本节内容学生在初中已有一定基础．教学中要利用实验、视频资料或课件，多举例子，让学生观察、体会力是物体间的相互作用，并让学生描述物体间的相互作用，这样不仅锻炼了学生的口头表达能力，并养成在分析问题时选取适合的研究对象的好习惯．通过典型例子的分析，让学生总结出相互作用力与二力平衡的异同之处，能够很好的区别它们． 在本节的教学中要注意以下几点：①在举例说明“物体间的作用是相互的”时，要强调相互作用是同时发生的。②在说明相互作用的一对力分别叫做作用力和反作用力时，要指出，究竟称哪一个力是作用力是任意的③在建立作用力和反作用力的概念时，要特别指出，作用力和反作用力是分别作用在两个（相互作用的）物体上，也就是说，作用力的受力物是反作用力的施力物，反作用力的受力物是作用力的施力物。④利用传感器尽可能去演示两物体处于变速状态时的相互作用力的关系。⑤利用牛顿第三定律如何解释生活中的物理（例如鸡蛋碰石头问题）⑥区分一对作用力与一对平衡力的关系第六节 用牛顿定律解决问题(一)教材分析： 课标要求：理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题
课标教材通过两个简单的实例，展示给学生利用牛顿运动定律解决实际问题的基本方法与思路．课标教材中的两个例题及5个习题所设置的情景均不复杂，这表明教学的重点是分析、解决问题的方法．通过两种不同类型例题的比较，使学生体会到不论解决那一类的题，对物体进行受力分析和运动状态分析都是非常重要的环节，弄清问题的物理情景是正确解题的关键。新旧教材知识体系没有太大变化。教学目标： 进一步学习如何分析物体的受力，能结合物体受力情况对物体的运动情况进行分析和判断。掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路与方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题，培养学生独立思考，在众多实际问题中总结归纳问题共性和特性的能力。重点、难点 重点：解决动力学问题的基本思路和方法难点：物体受力分析、情景分析及正交分解法教学建议①关于物体受力分析，课标教材没有采取单独列节的方法讲述，而是采取循序渐进的方法，贯穿于各章的讲述之中。本节中通过两个例题的分析，让学生自己总结关于物体受力分析的方法，这样做有利于学生掌握受力分析的基本方法，有利于培养学生独立进行总结的能力。 ②在比较复杂的情况下分析摩擦力，学生会有一定困难．在高一年级不要求在比较复杂的情况下作各种分析，特别是关于静摩擦的分析。 ③利用牛顿第二定律解决问题时，有时需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程进行求解，往往比较方便。且一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致，可让学生在解题过程中加以体会，教师可明确提出“正交分解法”。④教学中要求学生知道动力学主要有两类问题，掌握解决动力学问题的基本思路和方法，归纳总结出一般步骤大体是：确定研究对象、分析物体的受力情况和运动情况，列出方程求解。教材中的例题注意着重分析过程，不着重求解过程。应当要求学生不要急于进行计算，要逐渐习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景，养成这种好习惯对以后的学习会有很大的帮助。⑤教学中可让学生思考，牛顿运动定律F＝ma，本质是揭示了力、加速度和质量三个物理量之间的关系，要列出牛顿运动定律方程，就应将方程两边具体化，方程左边是物体受到的合力，右边是物体的质量与加速度的乘积，这个力是谁受的，有多大，这就必须确定研究对象，进行受力分析，选择合理的方法求合力；要从运动状态确定物体的加速度，就必须对物体的运动状态进行分析，让学生感悟到：解题方法应从定律本身的表述中去寻找，这样可培养学生独立思考，分析和解决问题的能力。⑥课标教材这一节只有两个例题，分别说明解动力学两类问题的方法，一个是水平面问题，一个是斜面问题，均涉及重力、支持力及滑动摩擦力，例题量偏少，题型不全，结合实际教学情况，可适当补充例题．如竖直方向上的运动，物体受变力作用，适当增加难度，培养学生分析能力。第七节 用牛顿定律解决问题（二）教材分析课标要求：通过实验认识超重和失重现象。老教材将超重和失重现象单独列出作为一节教学内容。课标教材将两种实际问题即共点力作用下物体的平衡和人们常见的超重和失重问题作为牛顿运动定律应用的第二部分。
老教材将物体的平衡单独列为一章，课标教材将这一部分进行了整缩作为牛顿运动定律最后一节的内容，所以教学中可以将物体在共点力作用下的平衡条件F合= 0，当作牛顿第二定律的特例来处理，因为共点力作用下的物体一般可视为质点，这样得出平衡条件比较简捷。教材这样处理是为了使学生对平衡条件有较深的感性认识，教材在分析得出平衡条件之后又安排了一道例题，加深对平衡条件的理解。与老教材相比较，课标教材这节内容的表述更为精练、简洁，知识体系较为完整。降低了例题难度，两个例题联系实际，是日常生活中所常见的，目的是增加学生对物理课的亲切感。“问题与练习”中的习题量与老教材相当。第5题过程较为复杂，难度较大，要引导学生作出正确的分析。教学目标了解共点力作用下物体平衡的概念。
理解共点力平衡的条件，会用来解决有关平衡问题。知道什么是超重和失重及产生超重和失重的条件。
通过一些实例了解超重和失重在现代科学技术中的意义。重点、难点 重点：解决共点力平衡问题的基本思路与方法，会正确选择研究对象进行受力分析。难点：用正交分解法列平衡方程，物体处于超重和失重特别是完全失重状态时，地球作用于物体上的重力，并没有发生变化，这对初学者来说，理解时有一定困难。 教学建议①本章教学中要注意引导学生全面认识物体平衡的概念，通过具体实例向学生说明，物体平衡状态有两种：静态平衡和动态平衡。物体在共点力作用下的平衡状态是指物体保持静止或者匀速直线运动，同时应注意纠正学生中可能存在的“处于平衡状态的物体肯定是静止的”错误认识，为了全面认识物体的平衡，教学中可补充一些动平衡的实例。例如水平方向、竖直方向、斜面等方向上的匀速直线运动。②关于平衡条件的应用，课标教材上的例题是通过正交分解法求解的。将F1沿X轴、Y轴分解，把三个力的平衡转化为四个力的平衡，即X轴方向的分矢量之和Y轴上分矢量之和都为0，以降低难度。教学中要让学生知道处理平衡问题并不限于这种方法。还有其他方法，如可将钢索为OA的拉力与杆OB的支持力合成，由三个力平衡转化为两个力平衡，利用直角三角形知识求解，从这两种基本解法中引导学生归纳，解决共点力平衡问题的步骤与方法。这对于解答共点力平衡问题有普遍的意义。 ③教学可设计这样一个小实验：不同长度的相同的细线
AB、AC，共同吊一起钩砝，若逐渐增加钩砝。先让学生猜想
哪根细线先断，然后用验证，最后要求解释短线先断的原因。④课标教材以人在电梯中的情况为例，分析人对电梯地板的压力，帮助学生理解超重和失重现象。教学中应使学生认识到：物体处于超重和失重状态时，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(视重)发生了变化，地球作用于物体上的重力并没有发生变化。⑤在叙述超重、失重现象时，应强调物体具有竖直向上加速度时处于超重状态，具有竖直向下加速度时处于失重状态。加速度为重力加速度时完全失重，而不是超重(失重)状态就是竖直加速上升(下降)状态。为讨论斜面上加速上、下滑及物体在竖直平面内做匀速圆周运动等情景，也存在超重、失重现象做好铺垫。⑥为进一步开阔学生视界和思路，激发兴趣，可围绕“失重与宇宙并发”、“宇航员的生活”等方面，组织讲座，看录像，科技影视片等活动，也可让学生在网上搜索相关资料。两个需要讨论的问题
1．右图是皮带传动装置的示意图，O1为主动轮，O2为从动轮，上方皮带呈水平状态。当O1
匀速转动时，重10N的物质随皮带一起运动，且无相对滑动。若物体与皮带间的最大静摩
擦力为5N，则 （ ）
A．物体受到的静摩擦力为5N
B．物体受到的静摩擦力小于5N，但不为零
C．皮带上Q点受到的静摩擦力方向向下 D．皮带上P点受到的静摩擦力方向向上
2．一物体重10N，该物体与水平地面的动摩擦因数μ=0.2，该物体在水平地面上向右作匀速
运动，设从t=0时刻起该物体受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，若恒力一直作用在
物体上，则正确反映物体受到的摩擦力情况是下图中的哪一幅？（设向右为正）（ ）
3．关于摩擦力的下列说法中，正确的是 （ ）
4．对力的下述说法中正确的是 （ ）
A．合力必定大于分力 B．运动物体受到的摩擦力一定和它的运动方向相反
C．物体间有摩擦力时，一定有弹力，这两个力的方向一定垂直
D．静止在斜面上物体受到的重力，可以分解为下滑力和对斜面的正压力
5．将一个已知力分解成两个分力时 （ ）
A．至少有一个分力小于已知力 B．不可能两个分力都与已知力垂直
C．当改变分力方向时，不可能一个分力在增大，另一个分力却大小不变
D．已知两个分力的方向，这两个分力的大小就唯一确定了
6．一质点O受五个力作用，如图所示，它的矢端及矢尾构成
正六边形，则合力F=______F3。
课件44张PPT。南通市高中物理（新课程）教学参考意见 第三章 相互作用一、教材对比分析1、总体概述
（1）从地位和要求看：本章讲述的是有关“力”的基础知识，是静力学和动力学所必需的预备知识。要求学生理解重力、弹力、摩擦力产生的条件，以及它们的大小、方向、作用点，会进行简单的受力分析，在此基础上，理解力的合成与分解，渗透矢量相加的三角形定则和平行四边形定则，加深对矢量及其合成法则的认识，知道共点力的平衡条件及其应用。（2）从编排顺序看：课本从学生已熟悉并可以理解的事实出发，分析改变物体运动状态的原因和形变的原因，给出力的概念以及力的图示法，在学习重力的基础上，介绍引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用，把自然界的四种基本相互作用与常见的接触力———弹力和摩擦力联系起来，并指出弹力、摩擦力都是由电磁力引起的，使学生的认识呈螺旋式上升，顺利过渡到弹力和摩擦力的教学上。
（3）从教学方式看：强调学生的参与和体验。如将演示实验改为学生实验（悬挂法测薄板重心）、将验证性实验改为探索性实验（弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系、力的合成）、联系实际，渗透STS教育（安装自行车的滚珠轴承）等。 2、对比分析（1）课标要求和大纲要求的对比分析
继上表（2）课标教材与老教材的对比3、课时建议第1单元 1、重力 基本相互作用 2学时
2、弹力 1学时
3、摩擦力 3学时
第2单元 4、力的合成 1学时
5、力的分解 1学时
第3单元 共点力作用下物体的平衡 1学时
共点力作用下物体平衡条件的应用 2学时
复习课 2学时
测试、讲评 3学时
总学时 16 二、教学建议第一节：重力 基本相互作用
1、教材分析
(1)从现象入手理解力的概念。
(2)根据力的作用效果理解力的三要素。
(3)介绍重力的三要素。
(4)介绍四种基本相互作用。 2、教学目标（1）知识与技能
a、知道力是物体之间的相互作用、力的大小和方向，能在具体问题中找出施力物体和受力物体，能画出力的图示。
b、知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的，重力的大小和方向，会用公式G=mg计算重力，知道重心的概念，掌握重心位置的确定方法，。
c、了解四种基本相互作用，力的作用范围。 （2）过程与方法
从现象入手，理解相互作用，列举多个实例说明物体运动状态改变是有原因的，从而将作用抽象为一个概念，进而通过实验体会和理解力的作用效果与力的三要素之间的关系。
（3）情感态度与价值观
观察生活、列举实例激发学生参与教学活动的热情；体会和理解力的作用效果，领略自然界的奇妙与和谐；体会薄板的重心位置用悬挂法确定的实验过程，体验探索自然规律的喜悦；了解四种基本相互作用，增强科学探究的兴趣。 3、重点、难点 重点：力概念的理解
难点：力概念和重心概念的理解4、教学建议●引入：
运动员踢球 球由静止变为运动
球的运动状态改变了
守门员接球 球由运动变为静止
用手压锯条 锯条变弯
物体发生了形变
用手拉橡皮条 橡皮条变长
分析讨论：球的运动状态改变、物体发生形变的原因？得出： 物体对物体的作用。
将上述例子换位思考，得出：作用是相互的。
总结：把物体间的相互作用抽象为一个概念：力●体会和理解力的作用效果与力的三要素之间的关系：
让学生打开教室的门，用不同大小的力作用在门把手上，门转动的速度不同；用不同方向的力作用在门把手上，有时能开门，有时无论用多大的力都开不开门，有时适得其反，不是开门而是关门。
●重心是重力等效作用点：
用二力平衡的知识来理解。如拿一根细棍，提问学生：为什么说细棍受的重力集中于一点？再用线吊细棍使棍保持水平，让学生分析棍受二个力：重力和线的拉力。重力和拉力一定作用在同一条直线上，大小相等，方向相反，从而得出悬点就是重力的作用点，细棍各部分受的重力可以看成集中于一点，这一点就是重心。第二节 弹力1、教材分析
（1）通过实验，创设情景，引入形变、弹性形变、弹力的概念。
（2）分析几种弹力产生的原因，及方向的判定。
（3）探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。 2、教学目标（1）知识与技能
a、了解弹力是接触力，弹力的本质是电磁力。
b、知道什么叫形变，形变的种类。
c、知道弹力及弹力产生的条件；形变越大，弹力越大；探究弹簧弹力与弹簧伸长（或缩短）量的关系。
d、探究压力、支持力、绳子的拉力都是弹力，能在力的图示中正确画出它们的方向。 （2）过程与方法
通过课本中几个小实验的演示，加深对形变概念的理解，认识到实验在理解概念和规律中作用。通过探究弹簧弹力与弹簧形变量的关系，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。领会将微小形变放大的思想。
（3）情感态度与价值观
探究压力、支持力、绳子拉力的方向，培养学生勇于参与探究活动的热情，将物理知识应用于生活和生产实践的意识。探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。 3、重点、难点重点：弹力产生的条件及方向的判定；探究性实验的实施。
难点：弹力方向的判定。 4、教学建议●创设情景： 弹簧被压缩或被拉长
演示 竹杆被压弯
橡皮筋被拉长
提问：描述所看到的现象。
引入形变、弹性形变概念
被压缩或被拉长的弹簧使小车运动
演示 被压弯的竹杆拨动小车使小车运动
被拉长的橡皮筋拉动小车运动
思考：小车为什么会运动？得出：因为受到了力。
分析这个力产生的原因？是因为发生形变的物体要恢复形变。
得出弹力概念，弹力产生的条件。 ●探究弹簧弹力与弹簧伸长量的关系感性认识：手拉弹簧，形变越大，弹力越大
1、提出问题：弹簧弹力与弹簧形变量之间是什么关系？
2、猜想：可能F∝Xn，n=？ ，或有其它可能形式。
3、设计实验：测F与X的值，n=1、2、1/2等，先作最简单的F—X图象，看图象是不是直线，是不是通过原点？如果不是直线，再作其它图线，尽量找到直线。
4、进行实验与收集数据
5、分析与论证：对实验数据进行分析处理，作出F—X的图象，对实验结果进行解释 6、交流与合作：各组作出的图线不一样，相互交流，分析原因表格设计： 江苏省如东高级中学 姚红岩 第三节 摩擦力1．教材分析
（1）教材地位：摩擦力是力学中 三种常见力中最复杂的一种的作用力，学习好摩擦力可以为受力分析奠定坚实的基石，而受力分析是整个力学问题中最常用的手段。
（2）与旧教材的对比
新教材与旧教材的最大不同是将两种摩擦力的教育顺序倒了过来，这种处理教参上讲是从学生的认识规律和实验---现象发生的先后顺序考虑，其实这种说法未必妥当，因为初学者往往首先对滑动摩擦力产生感性认识。因此这种处理方式未必比老教材更好。 2．教学目标（1）掌握摩擦力产生的条件。
（2）掌握两种摩擦力的方向判断。
（3）掌握用动摩擦因数计算摩擦力的方法。
（4）让学生体会用实验探究物理规律、基本方法，培养学生善于把所学知识与日常生活联系的学习习惯。 3．教学重点、难点（1）重点：摩擦力的规律（包括条件，大小，方向）
（2）难点：静摩擦力的是否存在及方向判断
如汽车牵引力等典型问题。4．教学建议：（1）课时安排建议：
方案（一）静摩擦力与滑动摩擦力上一节课，然后安排一些上节习题课。
方案（二）静摩擦力与滑动摩擦力分别上一节课，每节课就一种摩擦力展开一定的讨论。 （2）教学次序的建议：
方案（一）按照新教材次序先静摩擦力后滑动摩擦力。
方案（二）按照旧教材次序先滑动摩擦力后静摩擦力。
（3）可考虑适当介绍滚动摩擦力，增加一些比较综合的受力分析习题课。 （4）关于静摩擦力的实验建议实验：在较光滑的桌面上放一木板，上面放一质量较大的木块。开始时，在木反与木块接触的外侧面作两个的三角形的记号。当用手沿如图箭头所示方向缓缓地拉木板时，可以看到木块随木板一起移动，弹簧测力计的示数逐渐增大，但两个三角形记号的相对位置却没有变化，直到弹簧测力计的示数增大到某一数值后，才看到两个三角形记号的相对位置发生变化。由于木块缓慢移动，所以它在水平方向上受的两个力是一对平衡力，弹簧测力计的示数等于木块受到静摩擦力的大小。用上述演示实验可以说明两物体处于相对静止状态时，木块受到的静摩擦力随拉力增大而增大，而且有个最大值。同时可以使学生对教科书中所说的“相对静止”有一个较鲜明的感性认识。这个演示实验还有一个特点，就是弹簧测力计的示数比较稳定，便于观察。 （5）关于滑动摩擦力的实验建议实验 如图所示，调节木板水平，往砝码盘中加砝码，直到用手推木块后，木块做匀速运动，此时砝码和砝码盘的总重等于木块受到的滑动摩擦力大小。
先研究滑动摩擦力与物体间的压力的关系。先在木块上加砝码，改变木块的总质量，再往砝码盘中加砝码，直到用手推木块后，木块做匀速运动。 记录下砝码盘中加砝码的总质量；再重复上述实验。最后求出砝码盘中砝码的总质量与木块总质量的比值，看是否为定值。
再研究滑动摩擦力与物体间的粗糙程度的关系。
保持木块的质量不变，在木板与木板之间分别放置玻璃、橡胶等物体，以改变木块与接触物之间的粗糙程度，再往砝码盘中加砝码，直到用手推木块后，木块做匀速运动。记录下砝码盘中加砝码的总质量。比较砝码盘的总质量与粗糙程度的关系。 实验 如图所示，先调节木板水平，用手拉木板，使木板做匀速运动。弹簧测力计的示数为木块与木板相互作用的滑动摩擦力的大小。分别改变木块的质量、木板的粗糙程度，对照相应弹簧测力计的示数，得出相应规律。5．补充练习
六道题.doc第四节 力的合成1．教材分析
（1）教材地位：等效替代的方法是高中阶段常用的方法，力的合成的平行四边形法是处理多力作用的问题基本手段，而初中阶段学生所知道的同一直线上几个力的合力的计算方法，是平行四边形法则的特例。
（2）新旧教材的对比：
本节内容与旧教材的不同之处主要在于共点力概念的提出方式，旧教材放在知识内容前面，而新教材放在知识后面，另外在平行四边形法则的规律总结中更注重学生的探究过程。 2．教学目标：（1）建立力、合力、分力的概念。
（2）知道共点力与非共点力的区别。
（3）培养学生的探究精神，并通过探究得出平等四边形法则。
（4）掌握用平行四边形的作用法和公式计算合力的基本方法，并对特殊情况会进行简单讨论。 3．教学重、难点：（1）教学重点：平行四边形法则的得出与运用。
（2）教学难点：平行四边形法则的运用。4．教学建议：（1）难度建议：
在讲述用平行四边形法则的矢量图法可引伸到三角形法则，关于多力合成的多边形法则可放到习题课中去讲，另外也可以考虑给出力的合成中计算合力的公式（根据生源情况来确定），对力的合成的几种特殊情况应加以讨论。 （2）教法建议：
在引入合力与分力的概念上要多举生活中的例子，加深学生的影响。
在平行四边形法则的得出过程中要重启发，多让学生探究，甚至可以采取边讲边实验的研究方式，让学生体会物理学研究的基本方法、培养学生的科学思维能力，尤其要让学生在探究中感受到乐趣。 在讲述应用平行四边形法则作力的合成的矢量图时，要反复强调作图的规范性，可以在复习初中力的图示的要求上加以提高。
关于共点力概念的教学，可以在力的三要素和力的效果的基础上让学生体会共点力与非共点力的概念，关于力是潜移矢量的概念可以在力矩或有固定转动轴的物体平衡中去讲，同向平行力的合成应放在兴趣小组中。 5．补充练习第五节 力的分解1．教材分析：
（1）教材的地位：
力的分解是力的合成的逆运算，学好力的分解有助于更加深入全面把单摆、平行四这形法则，掌握物理学中矢量与标量的本质区别，对于以后用牛顿运用定律去分析力学问题起到至关重要的作用。
（2）与旧教材的对比：
在力的分解中，与旧教材明显区别，在介绍街矢量概论时，由于整个教材体系的变化，位移、速度等矢量概念，在对教材中是先于力的概念给出的，所以，矢量概念的给出方式发生了变化。 2．教学目标：（1）掌握力的分解的多解性。
（2）掌握力的分解的方法。
（3）培养学生的逆向思维能力。
（4）掌握矢量的概念，矢量与标量的区别。
3．教学重、难点：
（1）教学重点：力的分解的方法
（2）教学难点：力的分解的情况讨论4．教学建议：（1）难度建议：
通过力的分解的教学，掌握好力的分解的常见情形，并会根据不同的限制情况对力的分解结果展开讨论，应适当介绍矢量减法的概念，以及相应的矢量图法。
同时应补充正交分解法。
（2）教学设计：
方案（一）：力的分解与矢量概念，安排一课时，另外安排一节习题课，就有关需要拓展和延伸的问题展开讨论。
方案（二）力的分解以及相关讨论安排一课时，矢量概念及矢量加减法，安排一课时。 5．补充练习第一节 实验：探究小车速度随时间变化的规律
教材分析
教学内容的核心是引导学生实际研究某一物体在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。小车在重物牵引下运动看似简单，而就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力。
教科书设计这个学生实验为一节，建议用2学时完成。所以，该实验要在本章第一节课进行，不要放到“匀变速直线运动的速度与时间的关系”之后，否则就违背了探究式学习的宗旨。
2．教学目标(三维)
知识与技能
●通过图像处理实验数据
●根据图像判定运动规律
(2) 过程与方法
●把握实验的每一个环节，尽量减小误差
●确认匀变速运动的v-t图像特点
（3） 情感态度与价值观
●只有投入，才能真正懂得学习的乐趣
●只有实验，才能把握物理学的规律
3．重点、难点
重点：实验过程（实验原理，实验方法）
难点：规律探究（画出v-t图像，得出结论）
4．教学建议：
（1）实验目标
要求学生在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及速度—时间图象的基础上，运用这些知识和技能探究小车速度随时间变化的规律。体现通过实验探究培养学生学习物理和研究物理问题的方法，学习寻找规律的方法。
（2）仪器和器材
①附有滑轮的长木板；②小车；③带小钩的细线；④25 g的钩码3个，也可以用50 g的钩码。或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量⑤打点计时器；⑥纸带；⑦刻度尺；⑧学生电源、导线。
（3）注意事项
① 打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。
② 牵引小车的钩码以100 g以内为宜。若用到150 g以上，则纸带上打出的点数不能满足以0．1 s为计数点取6组数值的要求。解决办法：
·用小沙桶替代钩码。沙桶及沙的质量在40～100 g之间取三种不同质量，可用托盘天平称量沙桶和沙子。
·若用50 g钩码，取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0．08 s或0．06 s，可以满足6组以上数据的要求。
·为防钩码落地损伤钩码，可在地面铺泡沫塑料垫。小沙桶可选择能装100 g以上砂子的带盖塑料瓶。
图2－1
③ 在小车后面安装纸带的方法如图2-1所示。使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行，减少摩擦力影响。注意调整滑轮高度，使拉车的线与木板平行，减少拉力的变化。
④ 开启电源，待打点计时器工作稳定后释放小车，同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车，防止小车撞击定滑轮，防止小车落地。即使安装了防撞挡板，也要防止小车落地。关断电源后再取纸带，取下纸带后，将所用钩码质量标注在纸带上，并给纸带编号。
⑤ 纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度，最好用长刻度尺对齐各计数点（不移动尺子）读出各计数点间长度值，避免测量误差的积累。
⑥ 在坐标纸上画v-t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积。
（4）教学中的几点考虑
① 复习前一章实验中打点计时器使用方法和注意事项，以及测量瞬时速度的方法。
② 打出纸带后处理数据，要让学生讨论课文中“舍掉开头－些过于密集的点子，为了便于测量，找一个点当做计时起点。”这样做的意义是什么。
③ 作v-t图象时,让学生认真观察、思考直角坐标系中描出的点的分布规律，认真研究课文中“描出的几个点大致……能够全部落在直线上。”一段话的意义。然后作出v-t图象，引导学生讨论，从作出的v-t图象探究到什么样的规律。
（5）小车在重物牵引下的运动（示例）
50 g钩码
100 g钩码
说明：长木板平放在桌面上，同一小车
时间t/s
速度v1/(m·s-1)
速度v2/(m·s-1)
挂不同钩码的两条速度—时间图象
0．0
0．30
0．26
0．1
0．45
0．53
0．2
0．60
0．80
0．3
0．74
1．06
0．4
0．89
1．34
0．5
1．03
1．47
① 引导学生思考与讨论为什么要用一条曲线（包括直线）去拟合这些数据点，即所画曲线（包括直线）为什么要使两侧点数大致相同，让学生了解每个有意义的数据点都要发挥作用，取点群的平均位置减少测量的偶然误差。至于偶然误差产生的原因及减少偶然误差的理论，不要过多讲解，可鼓励学生查阅有关资料。
② 有条件的学校或学生可以交一张计算机打印的数据和v-t图象。
（6）用计算机绘制v-t图象的教学
用Excel绘制图象时，注意课文中输入数据时用了“依次”二字，在Excel工作簿中先输入自变量时间，在相邻—列中输入对应的速度值，输入顺序不对，所画的图象也不对（课本图2．2-3在Excel工作簿中输入数据的屏幕图）。具体做法如下：
打开Excel工作簿可以看到行和列，行号用1、2、3……表示；列号用A、B、C……表示。将自变量时间的数值从某一单元格开始输入，在同一列中将其他时间值一一输入。在相邻的右侧一列中将速度值一一输入，注意速度值要与时间值相对应。也可以在同一行中依次输入时间和速度，下一行中再次输入第二组时间和速度，直至全部输入完毕。用鼠标选中这些数据。再用鼠标左键单击“图表向导”按钮，出现“图表类型”窗口，选“散点图”，选“确定”按钮，弹出“图表标题输入框”，输入相应的字符后选“下一步”按钮，直到“完成”。出现由点组成的图表，用鼠标右键单击绘图区中任何一个数据点，出现下拉式菜单，选“添加趋势线”，弹出添加趋势线窗口，选择“线性”趋势；打开该窗口的“选项”卡，对其中“显示公式”左侧的小方格用鼠标左键单击出现“√”号后，按“确定”。则图表框中出现一条直线，这就是经过计算机做最佳“拟合”后的v-t图象，并显示出一个表明该图象的函数式。
匀变速直线运动的位移与时间的关系
教材分析
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。
按教科书这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的。学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教科书中并不出现。教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。
2．教学目标(三维)
知识与技能
理解匀速直线运动、匀变速直线运动的概念。
理解速度—时间图象，以及如何用速度—时间图象推导位移。
理解匀变速直线运动的位移公式，并能运用公式解决实际问题。
● 会用匀变速直线运动的速度公式和位移公式推导位移和速度的关系，并能运用位移和速度的关系式解决实际问题。
(2) 过程与方法
● 在匀速直线运动v—t图象中，图象与横轴包围的“面积”表示位移。对于匀变速直线运动，它的位移与它的v—t图象，也有类似的关系。
● 匀变速直线运动过程无限分割，每一个微小过程都可以视为匀速运动，全过程的位移等于各过程位移总和。
● 匀变速直线运动的位移与时间关系是二次函数，图象是一条曲线。
（3） 情感态度与价值观
● 从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点。
3．重点、难点
重点：（1）匀变速直线运动的位移推导及其应用。
（2）匀变速直线运动的位移和速度的关系推导及其应用。
难点：如何分析物理图象并从中获取物理信息。
4．教学建议：
（1）导出位移公式的教学
利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录，让学生思考与讨论如何求出 小车的位移？引导同学用极限思想得出v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移，导出位移公式。具体做法如下。
① 先取初始时刻质点所在的位置为坐标原点，则有t时刻原点的位置坐标x与质点在0～t一段时间间隔内的位移相同。并从最简单的匀速直线运动的位移与时间的关系入手，得出位移公式x=vt。
然后进一步利用教材思考与讨论栏目提供的每隔0．1 s测得小车速度的数据，或学生自己在第一节实验中测得的数据，教师可让学生思考与讨论。要鼓励学生积极思考，充分表达自己的想法。学生会提出各种想法、问题，教师不要随便肯定或否定，可启发、引导学生具体、深入的分析，肯定学生正确的想法，弄清楚错误的原因。
② 教师可明确指出：Δt越小，对位移的估算就越精确，这种想法看起来很繁琐，但能引导我们走上正确的道路，得到正确的结论。还可明确指出，利用v-t图象，能看出这一套思路把我们引向何方。教材详细分析了Δt越小，位移估算的过程，可让学生阅读、议论。
教师明确总结：v-t图线下四边形的面积等于匀加速直线运动的小车的位移。由此导出。
③ 教师要使学生明确上述公式对匀减速直线运动也适用，位移公式反映的是质点的位置与时刻的关系。
另外，虽说通过匀变速直线运动的速度是均匀改变的，它在时间t内的平均速度，就等于时间t内的初速度和末速度的平均值，即，把它代入中，得到，其中，代入后得到也是一种处理方法。但是物理思想和科学思维方法等方面的教育价值不同。
（2）位移与速度关系的导出
在研究匀变速直线运动的位移与速度的关系时，直接以实例形式出现，让学生在解决这个实际问题过程中得出位移和时间的关系式。可组织学生讨论，让学生画出实例的示意图。如图3--1所示。
图3—1 子弹加速运动
子弹加速运动引导学生从，先求出运动的时间t，然后根据导出 从而解出本题。
教师在此基础上提出：我们可导出v0≠0时速度与位移的关系式，并让学生思考、讨论得出下列公式
指出速度与位移的关系式对一些问题的分析、解答很有用。
（3）例题的教学
可组织学生讨论例题并得出问题的解答。可让学生看题后画出图示，如图所示。
图3—2 汽车加速运动
汽车加速运动学生画出x-t图象后要明确：把vt解释为0～x的位移，则t解释为0～t的一段时间；把x解释为质点的位置，则t解释为t时刻。
5．补充练习
(1)骑自行车的人以5m/s的初速度匀减速地骑上一个斜坡，加速度大小是0.4m/s2斜坡长30 m，骑自行车的人通过斜坡要用多长时间?
(2)做匀加速直线运动的物体，在前3s内通过了18 m，在紧接着的2s内又通过了22 m,求它的初速度和加速度？
(3)矿井的升降机从静止开始做匀加速直线运动，上升3s后速度达到3m/s，然后匀速上升6s，最后减速上升2s停下来。求升降机上升的高度并画出升降机运动过程的速度—时间图象。
第二章 匀变速直线运动的研究
一．教材对比分析
1．总体概述
本章在速度、加速度等概念的基础上，具体研究一种最简单的变速运动──匀变速直线运动的规律。这种研究不是从抽象的概念出发，而是先让学生探究小车在重物牵引下所做的变速运动，学生观察、记录小车速度随时间变化情况。从这个实例出发，教材引导学生研究匀变速直线运动的速度与时间的关系和位移与时间的关系。最后研究一种简单的匀加速直线运动，即常见的自由落体运动，领会伽利略对自由落体运动的研究方法对近代科学的影响，教材特别用一节的内容介绍伽利略的科学思维方法，并在“STS”栏目中说明伽利略的科学方法是人类思想史上的伟大成就，还就伽利略的一生说明科学与社会发展的关系。
本章不仅要求学生理解匀变速直线运动的规律，会在实际问题中应用规律，还要求学生体验科学研究的方法，了解伽利略科学研究过程的基本要素。
2．对比分析
（1）新课标要求与大纲要求的对比
新课程内容标准：
①通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用
例： 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法
②通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用
③经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。
例： 用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
例：通过史实，了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
④能用公式和图像描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性
老大纲要求：
内容和要求
演 示
加速度(B) 匀变速直线运动的规律(B)
测定匀变速直线运动的加速度
初速度为零的匀加速直线运动的路程和时间的关系
匀变速直线运动的v-t图象(A)
自由落体运动(B) 重力加速度(B)
空气阻力很小时, 不同物体同时下落
A层次：较低要求的层次。所列知识的内容，在高中阶段不宜深入展开，或在初中阶段已经作过较为详细的讨论
B层次：较高要求的层次
具体要求：1．掌握匀变速直线运动的速度公式．知道它是如何推导出的，知道它的图象的物理意义．掌握匀变速直线运动的位移公式．会推出匀变速直线运动的位移和速度的关系式． 2．理解什么是自由落体运动．知道它是初速度为零的匀加速直线运动．理解什么是自由落体加速度，知道它的方向．知道在地球的不同地方，重力加速度大小不同．掌握自由落体运动的规律．
老大纲重视物理概念和规律的教学，重视概念和规律的建立过程，使学生知道它们的来龙去脉，理解其中的道理，领会研究问题的方法，本章课堂教学的重点放在对概念和规律的理解上。强调引导学生积极、主动地学习，培养学生独立思考的习惯和能力。注重学生科学方法的训练，培养学生的观察和实验能力，科学思维能力，分析问题和解决问题的能力。鼓励学生主动地、独立地钻研问题。学会自己归纳所学的知识和方法。要提高学生获取新知识的能力，学会独立地收集信息和拓宽知识面。
新课程标准中还要求让学生去“体验”物理过程，“探索、发现”物理规律，从而“认识”物理概念、规律。
（2）课标教材与老教材的对比
①教材体系对比
老教材
新教材
第6节 匀变速直线运动的规律
第1节：实验：探究小车速度随时间变化
第7节 匀变速直线运动规律的应用
第2节：匀速度直线运动的速度与时间的关系
第8节 自由落体运动
第3节：匀变速直线运动的位移与时间的关系
第4节：自由落体运动
第5节：伽利略对自由落体运动的研究
v2－v02＝2ax公式，老教材为它单独设置一节内容，而新教材则没有，而是通过一个具体问题的分析（弹头在枪筒中的运动）得出的。
新教材第5节：伽利略对自由落体运动的研究，老教材把这个教学内容做阅读材料处理，这次把它单列为一节。
②教材内容处理、教学方法对比
本书关于匀变速直线运动的处理与过去的做法不同。
●过去是直接把加速度的定义式变形，得到；现在的思路则是这样：上章已有速度、加速度的概念→已经会测速度并能从v－t图中计算加速度→本章研究某种实际的运动──小车在重物牵引下的运动→发现存在着这样一种运动：v－t图象是一条直线的运动→分析直线型v－t图代表的运动，发现它是加速度不变的运动→给出匀变速运动的定义→分析匀变速运动的时间、速度、加速度的关系，得出
v=v0+at
按照这个思路，在从a=Δv／Δt得到v=v0+at之前建立了实际的图景，而且这是在探究未知规律时的一种典型思考方式。这样处理有利于科学方法、科学价值观的教育。
●在匀变速直线运动的位移与时间的关系一节中，用通俗的方式以定积分的思想得出了
x=v0t+at2/2
教学的目标不是盯在最后的公式上，关注得出公式的过程。重视过程与方法的教学，这是新课程与过去课程的重要区别；v2－v02＝2ax是个很有用的公式，但它在物理学中的地位不如其他两个公式重要。本书没有为它单立一节，而是通过一个具体问题的分析（弹头在枪筒中的运动）得出的。教学处理时应该注意到这种细微的差别。
●伽利略对自由落体运动的研究一节过去把这个教学内容做阅读材料处理，这次把它单列为一节。这样做也是出于对过程与方法、情感态度与价值观这两方面教育目标的重视。物理课程中的科学探究有两重意义：一方面，它指学生学习时通过探究把未知变为已知的过程，另一方面，它也指人类对某一自然规律认识的历史。本节内容属于后者。两类科学探究的基本要素是一样的，所以学习时要引导学生认识科学前辈的探究历史。教学可以采用灵活的方式，例如请学生收集人类对自由落体运动认识的历史资料，或伽利略事迹的资料、他对近代科学的贡献等，向全班报告。
③教材栏目对比
原教材每节以知识体系列出条目，新课标教材则从有利于学生学习方式的多样化、有利于生动活泼的教学活动的开展出发，除注意共同的基础性外，设计了许多开放性的栏目。如“说一说”“做一做”“科学漫步”“STS”等。“说一说”和“做一做”两个栏目都是扩展性学习内容，前者偏重于动手操作，后者偏重于思考。这些内容不要求所有学生都学，类似于过去的“打星号”内容。但是，过去的“打星号”内容多是知识性的扩展，而“说一说”和“做一做”更多的目的在于激发学生的兴趣、激发学生的思考，或发展学生的动手操作能力。
④实验内容对比
老教材
演示实验
学生实验
做一做实验
牛顿管研究自由落体运动
研究匀变速运动
测定反应时间
频闪照相研究自由落体运动
新课标教材
演示实验
学生实验
实验
做一做实验
问题与练习实验
牛顿管研究自由落体运动
探究小车速度随时间变化
用打点计时器研究自由落体运动
用计算机绘制
v-t图象
剪切打点纸带，编直方图，观察速度的变化
利用光电计时器研究自由落体运动
小纸片与橡皮、小纸团与橡皮下落运动
测定反应时间
小球自由下落的闪光照片
通过照片中石子的径迹估算照相机的曝光时间
●与原来教材相比较，学生实验“探究小车速度随时间变化”编为一节内容，小车在重物牵引下的运动到底遵从什么规律？提出这样的问题，然后引导学生进行实验，分析数据，得出结论。这是一个典型的科学探究事例
●实验“用打点计时器研究自由落体运动”以栏目出现在第4节，在课堂上由学生自己操作完成，它比“学生实验”简单，用时短。
●与老教材相比较“做一做”实验栏目为四个，且实验趣味性强。“用计算机绘制v－t图象”，就是为那些有条件使用计算机、对利用计算机进行物理研究有兴趣的学生安排的，有条件的能够完成。
●“问题与练习”增加了实验内容，“小球自由下落的闪光照片”难度要低于“做一做”的实验，且很容易获得素材，学生都能完成。
⑤学生的学习过程对比
原教材偏重学生知识的理解、掌握和应用，新课标教材强调探究式学习在物理教学中的作用，对于一些物理规律的获得过程，特意设计成了探究式的实验，以便学生在学习物理规律的同时，经历探究规律的过程，了解科学的方法。
注重学生的自主学习，为了让学生积极参与，勇于实践，教材在处理匀变速直线运动规律的教学中是从实验探究入手的，自由落体运动规律也是从实验开始的。学生自己做实验，激发探究的兴趣，经过思考、讨论的过程，能逐步培养学生的科学探究能力、形成科学态度。
⑥理论与实际联系的对比
第4节自由落体运动“做一做”“通过照片中石子的径迹估算照相机的曝光时间”是一个实际问题。在解决这个问题时，有人拘泥于砖缝的厚度及石子在A、B两点的速度差异，所以解题过程十分复杂。这也是过去的物理课程一定程度上脱离实际的后果：遇到问题不从实际需要出发而从过分考虑理论上的严密性。实际上，曝光量相差10％对照片不会有明显的影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样。从问题的提出方式来看，明显是要求估算。所以，简单地用AB长度除以快门开启时间就是石子的速度，至于应该从A点还是从B点计算下落高度等对结果的影响都可以忽略不计。“问题与练习”第2题如果不考虑空气阻力，计算结果可达45m，实际上由于空气阻力，3s内不会下落这样大的距离。这题后面一句话的目的正是提醒学生注意理想化可能带来的误差。过去的学习过于理想化、绝对化，不太注意这些问题。
⑦作业对比
●在问题与练习中增加开放性、实践性以及应用性的问题。如上海磁浮列车的相关计算，航空母舰弹射飞机装置等问题的选取。
●增加探究小实验，帮助学生加深对运动规律的理解掌握，同时培养学生学习兴趣和动手能力，如第一节第4题和第4节第1题。
3．课时建议
第1单元 1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（2学时）
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系（2学时）
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系（2学时）
第2单元 4 自由落体运动（2学时）
5 伽利略对自由落体运动的研究（1学时）
二．教学建议
课件59张PPT。第二章 匀变速直线运动的研究 物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。
—— 普朗克一．教材对比分析1．总体概述学生实验探究规律应用实例体验科学研究方法小车在重物牵引下所做的变速运动 匀变速直线运动的速度与时间的关系和位移与时间的关系 自由落体运动 伽利略对自由落体运动的研究方法 2．对比分析（1）新课标与老大纲的对比 老大纲中的A、B级要求分别为：
A层次：较低要求的层次。所列知识的内容，在高 中阶段不宜深入展开，或在初中阶段做过较为详细的讨论。
B层次：较高要求的层次。
老大纲中所用的词语有：“知道”、“会”、“理解”、“掌握”。 新课标中：从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三方面分别用：了解、理解、认识、解释、体验、体会、探究、发现、应用等词语体现对各部分知识的要求。（2）新教材与老教材的对比①教材体系对比新增两节内容：
第1节：“实验：探究小车速度随时间变化” ，为探究匀变速直线运动的规律做好准备。
第5节：“伽利略对自由落体运动的研究”，老教材把这个教学内容做阅读材料处理，这次把它单列为一节，目的是让学生体验伽利略科学研究过程 ，让学生领会科学研究的方法 。 两点变化：① 公式，老教材为它单独列为一节内容，而新教材则没有，而是通过一个具体问题的分析（弹头在枪筒中的运动）得出的。
②老教材中“匀变速直线运动规律”一节内容，在新教材中分为两节内容。
②教材内容处理方法对比老教材是直接把加速度的定义式
变形得到速度公式 。
新教材思路：探究小车在重物牵引下的运动 →获取数据，画出图象 →速度—时间图象是一条倾斜的直线 →结合加速度的定义式可以得出：这是一种加速度不随时间（时间间隔）改变的匀变速直线运动 →把物体速度为v0的时刻t0作为计时开始时刻，即t0=0，把此后任一时刻t的速度记为v，则有
进而得出：
按照这个思路，在从a=Δv／Δt得到v=v0+at之前建立了实际的图景。新教材这样做的目的是：重视了获取知识的过程，并体验到一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力。在看似简单的问题上却不简约其研究过程与方法，对于刚刚跨入高中大门的学生具有重要意义。这是一种做法和行为的播种，更是一种态度和精神的培育。老教材是直接利用平均速度公式和匀变速运动的速度公式推导得到匀变速运动的位移公式。
新教材首先提供一份研究匀变速直线运动的真实测量记录，引导讨论“怎样根据测量记录中的数据求出该物体运动的位移”。讨论的结果是，显然不能用任一时刻的速度v乘上整个运动时间t去计算位移，因为这将导致巨大的误差。但是，测量数据中给出了6个时刻的速度，其中相邻时刻的时间间隔Δt仅有0．1 s。如果用每段Δt内的开始时刻的速度乘上Δt，然后相加起来，所得位移与真实位移的差别就会减少。这是因为Δt内任一时刻的速度与Δt内各时刻真实速度的差别，总是比整个时间t内任一时刻的速度与Δt内各时刻真实速度的差别要小。在这种思考与讨论成果的基础上，教科书从匀变速直线运动的v-t图象 出发，利用匀速直线运动的位移对应v-t图象下的矩形“面积”的思想，讨论并得出了匀变速直线运动的位移公式： x=v0t+at2/2 。渗透了极限的思想，但没有使用极限的语言，既解决了问题，又留下了可供思考的空间。
老教材中也出现用速度图像覆盖的面积推导位移公式，但它只是作为阅读材料，而新教材已作为必教内容，要求明显提高，高等数学中的“无限分割逐渐逼近” 的基本思想得到充分体现，运用数学工具解决物理问题的能力大大提高。③教材栏目对比 从表格中可以看出，新教材比老教材设置的栏目多了，有利于学生学习方式的多样化，有利于生动活泼的教学活动的开展 ，给学生更多的思维空间，发展学生的动手操作能力 ，拓宽学生的知识视野，提高学生应用物理知识解决实际问题的能力，培养学生学习物理的积极参与意识，增强学生学习物理的兴趣。④实验内容对比老教材新教材实验探究的“味”浓了
①“探究小车速度随时间变化的规律” 学生实验单独列为第一节内容，小车在重物牵引下的运动到底遵从什么规律？提出这样的问题，然后引导学生进行实验，分析数据，得出结论，这是一个很典型的探究实验。
② “用打点计时器研究自由落体运动” 学生实验列在第四节教学内容中，仿照对小车的研究方法，让学生探究重物下落的运动规律并测量重物下落的加速度。“做一做”实验增加为四个
①体现趣味性： 测定反应时间
②体现现代性：用计算机绘制v-t图像，
用光电计时器研究自由落体运动
③体现实际性：通过照片中石子的径迹估算照相机的曝光时间
“问题与练习”增加了实验内容
这些实验难度较低，很容易获得实验素材，是课内向课外的延伸，学生都很容易完成。
⑤学生的学习过程对比原教材偏重学生知识的理解、掌握和应用，新课标教材强调探究式学习在物理教学中的作用，对于一些物理规律的获得过程，特意设计成了探究式的实验，以便学生在学习物理规律的同时，经历探究规律的过程，了解科学的方法。注重学生的自主学习，为了让学生积极参与，勇于实践，教材在处理匀变速直线运动规律的教学中是从实验探究入手的，自由落体运动规律也是从实验开始的。学生自己做实验，激发探究的兴趣，经过思考、讨论的过程，能逐步培养学生的科学探究能力、形成科学态度。
⑥理论与实际联系的对比P47第4节自由落体运动“做一做”“通过照片中石子的径迹估算照相机的曝光时间”是一个实际问题。在解决这个问题时，有人拘泥于砖缝的厚度及石子在A、B两点的速度差异，所以解题过程十分复杂。这也是过去的物理课程一定程度上脱离实际的后果：遇到问题不从实际需要出发而从过分考虑理论上的严密性。
实际上，曝光量相差10％对照片不会有明显的影响，所以相机快门的速度都有比较大的误差，“傻瓜”相机更是这样。从问题的提出方式来看，明显是要求估算。所以，简单地用AB长度除以石子在Ａ点（或Ｂ点）的速度就是曝光时间，至于选择A点还是选择B点计算速度对结果的影响都可以忽略不计。P47“问题与练习”第2题如果不考虑空气阻力，计算结果可达45m，实际上由于空气阻力，3s内不会下落这样大的距离。这题后面一句话的目的正是提醒学生注意理想化可能带来的误差。过去的学习过于理想化、绝对化，不太注意这些问题。⑦作业对比在“问题与练习”中增加开放性、实践性以及应用性的问题。如上海磁浮列车的相关计算，航空母舰弹射飞机装置等问题的选取。
增加探究小实验，帮助学生加深对运动规律的理解掌握，同时培养学生学习兴趣和动手能力，如第一节第4题和第4节第1题。3．课时建议1 实验：探究小车速度随时间变化的规律（2学时）
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系（2学时）
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系（2学时）
4 自由落体运动（2学时）
5 伽利略对自由落体运动的研究（1学时）第1节 实验探究小车速度随时间变化的规律 教材分析:
教学内容的核心是引导学生实际研究某一物体在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成。小车在重物牵引下运动看似简单，而就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的。重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力。
教科书设计这个学生实验为一节，建议用2学时完成。所以，该实验要在本章第一节课进行，不要放到“匀变速直线运动的速度与时间的关系”之后，否则就违背了探究式学习的宗旨。关于“进行实验“的教学
① 复习要点：打点计时器使用方法和注意事项，以及测量瞬时速度的方法 。
②实验操作要点：
打点计时器 的固定，纸带的安装，小车与钩码的连接，先通电后释放小车，及时切断电源‥‥‥
③实验注意点：钩码宜在100g以内，牵引小车的线与木板平行，防止小车落地 ‥‥‥
关于数据“数据处理”的教学
①纸带挑选的原则
②计时起点和计数点的选取
③各计数点间长度的测量
④各计数点瞬时速度的计算关于“作出速度－时间图像”的教学
①在坐标纸上建立坐标轴时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积。②在坐标纸上根据测量数据描点，引导学生观察、思考、讨论，找出这些点之间的分布规律。③引导学生进一步思考：
ⅰ）描出的几个点为什么不能全部落在某条直线上，而只能大致落在这一条直线上？
ⅱ）图像跟纵轴的交点表示什么？图像的倾斜程度表示什么？
ⅲ)三次实验在同一坐标纸上可以作出三条直线，为什么倾斜程度不同？
关于“用计算机绘制v-t图象”的教学 教师演示：可以利用学生测量的数据，用Excel绘制v-t图象 。
有条件的学校可以让每个学生用计算机处理数据，交打印的v-t图象。
无条件的学校可以组织有兴趣的同学用计算机处理数据，绘制v-t图象 。第2节 匀变速直线运动速度与时间的关系教材分析:
从上节探究小车运动的速度随时间的变化得到的v-t图象入手，分析v-t图象，是直线的意义表明加速度不变，由此定义了匀变速直线运动，进一步导出速度公式v=v0+at，最后通过两个例题加深理解。为了扩展学生的认识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子。学生通过思考进一步加深对物体做变速运动的认识。
本节课的内容包括速度——时间图象及匀变速直线运动。
研究匀变速直线运动速度与时间的关系，我们可以用数学表达式，也可以采用图象来分析，这一节要为整个高中图象分析问题奠定基础。
关于“匀变速直线运动”的教学 ①可考虑在上节得到小车运动的v-t图象是一条倾斜直线的基础上，让学生继续探究小车运动的速度随时间变化的规律，可要求学生：
·独立思考，提出猜想;（速度变化特点？）
·互相交流，取长补短；（如何确定速度变化是均匀的？判断依据是什么？可结合p38说一说讨论)
·通过讨论，得出结论。（讨论的结果如何？结论是什么？）
② 教师适当的引导，让学生逐步得出结论 。
ⅰ）v-t图象中的一点表示什么含义？（某一时刻的速度）
ⅱ）小车的v-t图象是一条倾斜的直线，表明小车的速度随时间是怎样变化的？ （小车速度不断增大 ）ⅲ）小车的速度不断增大，究竟有什么特点？（速度变化是均匀的 ）判断依据是什么？（任何相等时间内速度的变化是相同的）可结合p38说一说讨论
ⅳ）小车的速度变化是均匀的，其实质是什么？（加速度是不变的）
ⅴ）小车的运动是什么样的运动？
关于“速度与时间的关系式”的教学ⅰ）结合“小车的v-t图象是一条倾斜的直线”来分析，
引导学生得到无论 取大还是取小，对应的速度变化△v与时间变化△t之比都是一样的。
ⅱ）设t=0时刻对应的速度为v0,t时刻对应的速度为v,
则△v=v-0, △t=t-0,
ⅲ)根据加速度定义式 推导得到:
v=v0+at(说明公式各项的意义，对匀减速运动也适用）关于“例题”的教学
① 做题不是套公式
② 教科书中的两道例题可采用师生互动进行教学。
●让学生审题，弄清题意；
●分析已知量和待求量，画示意图；
●用速度公式建立方程解题；
●代入数据、计算出结果。第3节 匀变速直线运动的位移与时间的关系教材分析:
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。按教科书这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的。学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教科书中并不出现。教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。
导出位移公式的教学
ⅰ）教师提出问题：利用教材思考与讨论栏目提供的每隔0．1 s测得小车速度的数据，或学生自己在第一节实验中测得的数据。 要求学生利用测得的数据用最简便的方法估算实验中的小车从位置0到位置5的位移？（让学生充分思考）
ⅱ）学生提出方案：各种方案可列在黑板上
ⅲ）学生讨论方案：方案是否可行？是否存在不完善的地方？如何减少估算的误差？（让学生充分发表自己的意见）ⅳ）教师总结归纳：这样的估算一定会带来误差，估算的精确程度取决于时间间隔的长短
ⅴ）教师提出问题：怎样精确计算匀变速运动的位移？
ⅵ）教师提醒学生：匀速直线运动的位移公式x=vt,其位移也可用速度图像覆盖的面积表示。那么匀变速运动的位移能不能也它的速度图像覆盖的面积表示？
ⅶ）学生思考、讨论、得出结论：教师引导学生把刚才估算位移的思想方法应用到图像中去，即采用无限分割逐渐逼近的数学方法（数学上的极限思想）ⅷ）让学生自己利用匀变速运动v-t图像覆盖的面积推导出位移公式
ⅸ）位移公式不仅适用于匀加速运动也适用于匀减速运动，注意符号法则。
ⅹ）让有兴趣的同学去画出匀变速直线运动位移时间图像，为什么是曲线？关于“位移与速度关系的导出 ”的教学
ⅰ）根据实例引导学生画出实例的示意图
ⅱ）根据匀变速位移公式和速度公式让学生推导出位移速度公式：
v2-v02=2ax
ⅲ）指出该公式很有用，很方便，特别是某运动过程不含时间，尤其能显示它的优越性。
关于“利用光电计时器研究自由下落物体运动”的教学
ⅰ)首先向学生说明光电门的计时原理
ⅱ）设计表格记录小球下落过程中经过不同位置的时间和位移
ⅲ）在坐标纸上根据记录的数据描点，引导学生观察点的分布规律，作出小球下落过程中位移时间图线。或者有条件的话，可以用计算机Excel作图象 。
ⅳ）根据所作图线，让学生猜测小球下落过程中位移与时间的关系
ⅴ）引导学生进一步思考：有哪些因素对实验带来影响？图线为什么不经过坐标原点？
第4节 自由落体运动教材分析:
通过演示实验比较物体在真空中和在空气中下落情况的不同，提出什么是自由落体运动，利用打点计时器研究自由落体运动，得出自由落体运动的规律是初速度为零的匀加速运动，处理问题时匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动。关于“自由落体运动”的教学
ⅰ）提出问题： 不同物体，下落的快慢是否相同？
演示：纸片和粉笔头从同样高度释放比较下落快慢
ⅱ）学生讨论：列出各种说法，不做评价。
ⅲ）演示实验：
①纸片和把它揉成小纸团由同样高度释放，比较落地快慢。②牛顿管实验
ⅳ）学生总结归纳得出结论：在没有空气的空间（或空气可忽略的空间）里不同轻重的物体下落快慢是相同的ⅴ）给出自由落体运动的定义。
ⅵ）学生探究实验：用打点计时器研究自由落体运动（仿第1节对小车的研究），测量重物下落的加速度。改变重物的质量，重复两次实验。
ⅶ)学生归纳总结：自由落体运动是初速度为0的匀加速运动，不同物体在同一点自由下落的加速度
是相同的关于“自由落体加速度”的教学
ⅰ）自由落体加速度，也叫重力加速度，方向竖直向下。同一地点，不同物体的重力加速度相同。
ⅱ）让学生阅读课本中的表格，由学生分析总结得：在地球上不同的地方，重力加速度不同，纬度越高，重力加速度越大。
ⅲ）地面附近取g=9.8m/s2 ,粗略计算可以取g=10m/s2。关于“自由落体的规律”的教学
ⅰ）复习提问：匀变速直线运动的基本公式及其推论
ⅱ）让学生推出自由落体的位移公式、速度公式、位移速度公式。
ⅲ）参照课本46页，两个学生合作，用直尺测定反应时间。根据直尺下落的高度，由自由落体运动的知识，算出反应时间。
ⅳ）参照课本47页，组织学生讨论“通过照片中石子的径迹估算相机的曝光时间”的各种算法，第5 节 伽利略对自由落体运动的研究教材分析:
本节内容是让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。教材编写得脉络清楚，逻辑推理严谨、文字表述生动和通俗易懂，因此，适合于学生自主学习。学生除阅读教材外，还可阅读一些课外参考书，从网上查阅一些资料，通过自己独立的思考，归纳、总结并提出自己的看法、体会等。学生自主学习
指导学生阅读教材
指导学生阅读课外参考书
指导学生到网上查阅相关资料
学生思考、归纳、总结
组织学生交流、讨论 ，提出自己的看法、体会 ，充分发表意见，
学生总结讨论的结论 ，教师以平等地位参与讨论、发表评论
ⅰ）总结伽利略研究自由落体运动的几个重要的步骤理想实验 揭露了重物下落快的错误 猜想假说v∝x和v∝t 逻辑推理 v∝t x∝t2 斜面实验 检验x∝t2
斜面倾角外推至900，物体的运动就成为自由落体运动ⅱ）总结伽利略的科学研究方法
现象的一般观察提出假设运用逻辑得出推论通过实验对推论进行验证对假说进行修正和推广ⅲ）谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题？（书面作业）
①谈伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？
②设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题？关于“STS”的教学
①让学生自己阅读 ，把伽利略的思想放到当时的社会大背景中去思考、讨论。
②也可在学生阅读一些资料的基础上组织小组或大班交流、讨论。 匀变速直线运动速度与时间的关系
1 教材分析
从上节探究小车运动的速度随时间的变化得到的v-t图象入手，分析v-t图象，是直线的意义表明加速度不变，由此定义了匀变速直线运动，进一步导出速度公式v=v0+at，最后通过两个例题加深理解。
为了扩展学生的认识，在“说一说”栏目中列举了一个加速度变化的直线运动的例子。学生通过思考进一步加深对物体做变速运动的认识。
本节课的内容包括速度——时间图象及匀变速直线运动。
研究匀变速直线运动速度与时间的关系，我们可以用数学表达式，也可以采用图象来分析，这一节要为整个高中图象分析问题奠定基础。
2 教学目标
知识与技能
●知道什么是速度——时间图像，以及如何用图像来表示速度和时间的关系。
●知道匀速直线运动和匀变速运动的v-t图像的物理意义。
●知道什么是匀变速运动和非匀变速运动。
●学生自己分析、讨论、培养学生的自学能力；
●从速度图象使学生逐渐熟悉数学工具的应用，培养学生用数学方法研究物理问题的能力。
（2）过程与方法
●实例分析，画出匀速直线运动的速度——时间图象并讨论图象的特点及从图象中可获取的信息
●从上节探究小车运动的速度随时间的变化得到的v-t图象入手导入新课
●学生思考、阅读、讨论得到什么是匀变速运动，
●通过课堂讨论的形式强化对本节知识的理解
（3）情感态度与价值观
在教学中重视严谨的科学推理过程，培养学生脚踏实地的作风，形成良好的学习习惯。
3 重点、难点
重点： 速度——时间图像的速度与时间的变化规律，使学生在图像的基础上掌握匀变速直线运动的规律。
难点： （1）如何理解匀变速直线运动
（2）位移图像和速度图像的区别
4 教学建议
关于“变速直线运动”的教学
分析教材可以看出，在上节通过实验，真实记录小车在重物牵引下运动时，时间与对应的速度的数据作出了速度与时间关系的图象，发现存在着这样一种运动：它的v-t图象是一条倾斜的直线。
可考虑在上节得到小车运动的v-t图象是一条倾斜直线的基础上，让学生继续探究小车运动的速度随时间变化的关系式，可要求学生：
●独立思考，提出猜想；
●互相交流，取长补短；
●通过讨论，得出结论。
② 也可考虑在教师的引导下让学生逐步得出结论。教师提出具有启发性的问题：
v-t图象中的一点表示什么含义？（某一时刻的速度）
●小车的v-t图象是一条倾斜的直线，表明小车的速度随时间是怎样变化的？有什么特点？（小车速度不断增大。速度变化是均匀的，即加速度是不变的。）
关于“速度与时间的关系式”的教学
这条倾斜直线所表示的速度随时间变化的关系怎样用公式来描述？
引导学生进行下述推理：
现在a是定值（不变），Δt=t-0，Δv=v-v0，代入上式
无论采用什么教法都要注意逻辑推理的过程，要让学生体验科学推理的方法。这段教学的处理，目的是强化从实验得出规律的一般性过程，练习用图象分析问题的一般方法，逻辑线索清晰。它在价值观及科学过程、科学方法上的教育价值比较高。应该避免直接从加速度的定义出发，经过代数式的变形，马上就得到v＝v0+at的做法。
对导出的速度公式，要让学生理解不仅适用于匀加速直线运动，也适用于匀减速直线运动。
（3）关于“例题”的教学
① 做题不是套公式
我们应该让学生理解速度公式的物理意义，即教科书中所说：a等于单位时间内速度的变化量，at是0～t时间内的速度变化量，加上初速v0，就是t时刻的速度v。公式说明：t时刻的速度v与初速v0、加速度a和时间t有关。在理解公式意义的基础上，让学生通过解题学会速度公式的应用，并在应用过程中加深对公式的理解。
② 教科书中的两道例题可采用师生互动进行教学。
●让学生审题，弄清题意；
●分析已知量和待求量，画示意图；
●用速度公式建立方程解题；
●代入数据、计算出结果。
图2－3 汽车加速
图2－4汽车减速
画出例题的示意图，如图2-3和图2-4所示。
5 补充练习：
1、关于匀变速直线运动中的加速度的方向和正、负值问题，下列说法中错误的是
A 在匀加速直线运动中加速度方向一定和初速度方向相同
B 匀减速直线运动中加速度一定是负值
C 匀加速直线运动中加速度也有可能取负值
D 只有在规定了初速度方向为正方向的前提下，匀加速直线运动的加速度才取正值
2、某物体的v—t图线如图所示，则该物体（ ）
A 做往复运动
B 做匀变速直线运动
C 朝某一方向做直线运动
D 以上说法匀不正确
3、一个沿直线运动物体的v—t图像，如图所示，则
A.图像OA段表示物体做非匀变速运动，AB段表示物体静止
B.图像AB段表示物体做匀速直线运动
C.在0—9 ｓ内物体的运动方向相同
D.在9—12 ｓ内物体的运动方向与0—9 ｓ内的运动方向相反
伽利略对自由落体运动的研究
教材分析
本节内容是让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思。教材编写得脉络清楚，逻辑推理严谨、文字表述生动和通俗易懂，因此，适合于学生自主学习。学生除阅读教材外，还可阅读一些课外参考书，从网上查阅一些资料，通过自己独立的思考，归纳、总结并提出自己的看法、体会等。
教学目标（三维）
知识与技能
明确伽利略对自由落体运动的研究方法
领会伽利略的科学思想
过程与方法
本节是和同学们自主学习、讨论、与交流
两种猜想：与，分析知是错误的
情感态度与价值观
了解伽利略的生平，感受科学发展的艰难及科学思维方法和技巧的重要性
热爱科学、培养兴趣是获取知识的重要前提
重点与难点
重点：伽利略对自由落体运动的研究方法
难点：科学思维方法和技巧
教学建议
（1）学生自主学习：
指导学生阅读教材
指导学生阅读课外参考书
指导学生到网上查阅相关资料
学生思考、归纳、总结
组织学生交流、讨论 ，提出自己的看法、体会 ，充分发表意见，
学生总结讨论的结论 ，教师以平等地位参与讨论、发表评论
ⅰ）总结伽利略研究自由落体运动的几个重要的步骤
·通过理想实验的方法揭露了重物下落快的错误；
·从“自由落体运动应该是简单的”认识出发，猜想v∝x和v∝t两种可能性，但经过推理判定v∝x不正确；
·从逻辑推理得出检验v∝t即是检验x∝t2；
·巧妙设计斜面实验检验x∝t2。
ⅱ）总结伽利略的科学研究方法见课本p51
ⅲ）谈谈自己的认识、体会和受到启发而想到的问题？（书面作业）
①谈伽利略是如何发现问题、克服一个又一个困难的？
②设想自己处在伽利略的地位会怎样思考问题？
(2) 关于“STS”的教学
①让学生自己阅读 ，把伽利略的思想放到当时的社会大背景中去思考、讨论。
②也可在学生阅读一些资料的基础上组织小组或大班交流、讨论。
（3）在讨论伽利略的思想时是把它们放到当时的社会大背景中去考虑。教材“STS”栏目的短文：从伽利略看科学与社会，可让学生自己阅读。如果条件允许，也可在学生阅读一些资料的基础上组织课外的交流、讨论，小组或大班讨论的形式均可。
第4节 自由落体运动
1 教材分析
通过演示实验比较物体在真空中和在空气中下落情况的不同，提出什么是自由落体运动，利用打点计时器研究自由落体运动，得出自由落体运动的规律是初速度为零的匀加速运动，处理问题时匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动。
2 教学目标
（1）知识与技能
● 知道什么是自由落体运动，理解它是初速度为零的匀加速直线运动。
● 理解自由落体运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不同地方，重力加速度一般不同。
● 掌握自由落体运动的规律，并能用它解决某些实际生活中的问题。
（2）过程与方法
● 通过了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法，伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐地结合起来。
（3）情感态度与价值观
通过查找资料等方式，了解并体会伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
3 重点、难点
重点：自由落体运动的规律，并能用它解决某些实际生活中的问题。
难点：正确理解不同物体下落的快慢与重力的大小无关
4 教学建议
（1）关于“自由落体运动”的教学
通过演示实验，提出问题：为什么物体在真空中下落的情况与空气中下落的情况不同？
引发学生讨论：是由于受到空气的阻力的影响。
小结：在没有空气阻力的情况下，物体下落的快慢与重力的大小无关。并提出自由落体运动的定义。
归纳出自由落体运动的特点。
（2）关于“自由落体加速度”的教学
自由落体加速度，也叫重力加速度，方向竖直向下。同一地点，重力加速度相同。
从同一高度同时自由下落的物体，同时到达地面。
通过参考课本中的表格，由学生分析得：在地球上不同的地方，重力加速度不同。进一步得出g与高度和纬度的关系。高度越高，g值越小；从赤道向两极g值逐渐增加，两极达到最大。
地面附近取g=9.8m/s2 ,没有特别要求可以取g=10m/s2。
（3）关于“自由落体的规律”的教学
通过复习提问：匀变速直线运动的基本公式及其推论。
提出：自由落体运动是初速度为零匀加速运动直线，处理问题时匀变速直线运动的基本公式及推论都适用于自由落体运动。只需要将公式中的初速度v0取0、加速度a取g就可以。
学生动手做一做：参照课本46页，测定反应时间。根据直尺降落的高度，由自由落体运动的知识，算出反映时间。
5 补充练习
例如：1．关于自由落体运动，下列说法中正确的是： （ ）
A．初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动
B．只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动
C．自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等
D．自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动
2．自由下落的物体，当它落到全程一半和全程所用的时间之比 （ ）
A．1:2 B．2:1 C．:2 D．:1
3．雨滴从屋顶上自由下落，经0.2s的时间通过竖直方向上1.8m高的窗户，空气阻力不计，求窗户上沿距屋顶的高度。（g取10m/s2）
我对高中物理新课程的认识
课程教材研究所（人民教育出版社） 张大昌
人教社网址：www.pep.com.cn
（或键入汉字“人民教育出版社”）
张大昌的邮箱：zhangdc@pep.com.cn
与张大昌的网上交流
www.pep.com.cn →人教论坛→中学物理教育论坛→教学资源专区→张大昌老师……
三个系列各为哪些学生准备的
三个系列从不同的角度展示物理学
不与高校的系科相对应
选修2系列不是为学工科的学生准备的
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
改变学生的学习方式
时代性、基础性、选择性、实践意识……
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
科学探究不搞形式主义
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
●独立思考是学生解题的基本条件
●实践意识是审题环节的基本素质
掌握科学方法是解题的必要条件
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向，为学习方法导向
●教科书要成为教师的好帮手
●教科书要提供物理情景和学习资料
教师不是教科书的“奴隶”
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
一、新课程的理念
●强调课程的三维目标
知识与技能
过程与方法
情感、态度与价值观
例：抛体运动的研究
过去（教学大纲）：“平抛运动（B）”
过去的教材：
得到的是关于平抛运动的一堆知识
研究红蜡块的运动
现在（课程标准）：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”
新的思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法
“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，合运动的轨迹是直线吗？蜡块的合运动是匀速运动吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”
●坐标与时间的关系
x = vxt
y = vyt
●轨迹――消去t
y =x
●速度的大小和方向……
v =
……
计算飞机的分速度
2. 例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。
悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的复合运动。
3. 把这个道理应用于平抛运动
水平方向 F = 0， v0 = v， x = vt
竖直方向F = 重力，加速度 = g，v0 = 0，y =gt2
有了x、y两个方向的坐标与时间的关系之后，
轨迹…… 速度的大小…… 速度的方向……
4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么……
得到的是解决抛体运动（平面中的二维运动）的一般性方法
例：做匀速圆周运动的物体的加速度的方向
过去：
绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心
现在：
受到什么启示？
但是没有由此得出结论，而是要学生们思考：
如果做匀速圆周运动的物体的加速度不是指向圆心，那么……
更进一步：
研究匀速圆周的加速度的方向
提倡理性思维（质疑的习惯、批判性思维……）
不能忽视直接经验
直接经验的作用――科学的价值观和科学方法
学生学过科学课程之后，将
以不同的视角、不同的方法看世界
提高了认识世界的能力
例：狭义相对论――“同时”的相对性
“光速不变原理”，“狭义相对性原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
1. 科学的方法与科学的价值观
实验或观测事实（或直接经验）
↓
猜想与假设（两个基本原理）
↓
逻辑分析（数学推理）
↓
可检验的结论
一个外行人――马克·吐温的话：
科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！
另外的例子：
牛顿对万有引力的研究；伽利略对自由落体运动的研究
2. 体会人的认识能力，感受直接经验的局限性
――情感态度价值观的教育
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
知识可以在人生的任何阶段学习，观念只能在一定的年龄建立
例：“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
理性思维与实践――
科学价值观的教育
●改变学生的学习方式
过去：
老师讲、学生听、学生练
我们希望：
独立思考、同伴交流、师生互动
例：思考与讨论
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s …… 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。
例：实验：验证机械能守恒定律
过去：如何如何操作……得出什么结论
现在
验证机械能守恒定律
实验方法 所用装置如图。
重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。
要注意的问题
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？
2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。
求瞬时速度
速度的测量 利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉……学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。
如果A、B、C是纸带上相邻的三个点（如图）……所以
vB =
……
体现了：独立思考，师生互动
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程
教学中的科学探究是课程理念的体现
提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作
◆前面“从实验测得的速度估算变速运动的位移”、“实验：验证机械能守恒定律”，既是体现科学方法的例子，也是体现科学探究的例子。
◆通过前人的工作了解科学探究
例：量子论的建立
黑体辐射的规律
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证
例：伽利略对自由落体运动的研究
●科学探究不搞形式主义
“要素”不等于“环节”，不追求探究的“完整性”
教学中的科学探究不是新八股，科学探究没有一定的模式
费曼讲过的故事
科学探究不一定都要做实验
（反对高中科学课程的幼儿化）
（物理学定律不是实验事实的直接归纳）
提高教学效率
例：超重和失重（课堂实录）
讨论：乘电梯时的感觉
看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化
演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化
小结：加速运动时读数会有变化
什么道理？ 可以用牛顿第二定律来研究！
分析：用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系
讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重
讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重
演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水
练习：解计算题
一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究
――没有必要
●怎样教会学生探究
教师自己要乐于探究、善于探究
教师热爱科学，学生才能热爱科学
继续学习对于教师的意义：不只是积累知识
三、新课程与高考
（黄恕伯先生的研究成果）
－－“会当凌绝顶，一览众山小”
取得好成绩的前提是学好物理学
新课程理念目的是学好物理
（科学过程、科学方法、科学精神是物理学所固有的）
●独立思考是学生解题的基本条件
学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础
●实践意识是审题环节的基本素质
例：一个题目
要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。
错误答案：砝码和刻度尺。
没有知识问题，缺少实践意识。
例（2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）
求加速度满足的条件
一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）
解 设圆盘质量为m，桌长为l，圆盘脱离桌布前后相对桌面的加速度分别为a1和a2，于是
μ1mg = ma1 ①
μ2mg = ma2 ②
设圆盘离开桌布时的速度为v1，相对桌面移动了距离x1，然后又在桌面上运动了距离x2后停下，因此有
v12 = 2a1x1 ③
v12 = 2a2x2 ④
圆盘不会从桌面掉下的条件是
x1 + x2 ≤ ⑤
设圆盘在桌布上运动的时间为t，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x，于是有
（根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t）
x =a t 2 ⑥
x1 =a1 t 2 ⑦
x = x1 + ⑧
解得
a ≥ ⑨
本题满分：20分
平均得分：3.5分
难 度：0.175
意识很难通过集中灌输来建立
新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成
做一做：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。
做一做：摇绳发电
飞镖
摇绳发电
●掌握科学方法是解题的必要条件
新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法
例：一道高考题
质子流
来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为 800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×10－19 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。
设质子源与靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中，与质子源相距l和4l的两处，各取一段极短的相等长度Δl的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1与n2之比为 _______ 。
思路：质子在全过程中做匀加速运动（速度变）；在极短长度内可看为做匀速运动（速度不变）。
知识：●匀加速运动 v2 ＝2al
●匀速运动 Δs ＝vt
●相等长度下n与Δs成反比
难点：学生缺乏“变与不变”的思想
高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。
例：又一道高考题
真空中速度为v = 6.4×107 m/s的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l = 8.0×10-2 m，间距d = 5.0×10-3 m。两极板不带电时，电子沿两极板之间的中线通过。在两极板间加50 Hz的交变电压u = U0sin ωt。如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。
计算Uc
(1) 求Uc的大小。
(2) Uc为何值才能使通过的时间Δt通跟间断的时间Δt断之比Δt通:Δt断 = 2 : 1？
方法通常指解决某个问题的程序。理解某个方法并不等于会运用这个方法。运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。
新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。
新教材对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理
系统化科学思想教育举例――新教材中的“变与不变”
◆讲解：平均速度和瞬时速度（P18）
平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity）。
显然，平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述精确些，可以把Δt取得小一些。物体在从t到t +Δt这样一个较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。Δt越小，运动的描述就越精确。可以想像，如果Δt非常非常小，就可以认为表示的是物体在时刻t的速度，这个速度叫做瞬时速度（instantaneous velocity）。
◆实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
用打点计时器测量瞬时速度 在图示的例子中，测量后计算得出的是D、G两点间的平均速度。如果速度变化得不很剧烈，我们又不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E点的瞬时速度，也未尝不可。然而，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如图中的DF，那么根据D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度，就会更准确。
用打点计时器测量瞬时速度
过去通过纸带求E点瞬时速度的方法：一定要利用D点和无名点。
◆讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
位置编号
0
1
2
3
4
5
时间t/s
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
速度v/(m·s-1)
0.38
0.63
0.88
1.11
1.38
1.62
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A：能。可以用下面的办法估算：
x ＝ 0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1
＝ ……
由速度求位移
◆推导：用v - t图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
◆做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
墙前落石
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m。怎样估算这个照相机的曝光时间？
石子从 A 到 B 的运动能否按匀速运动处理？
◆探究：怎样计算变力做的功？（物理2，P16）
计算变力做的功
习题训练之所以受到普遍重视，甚至发展为“题海”，就是只有经历过程才能学到方法。
但是，在很多情况下“题海”练习是一种盲目、杂乱、单调和简单重复的过程。
如何把学生的习题训练，改进成目标科学、程序清楚、形式多样的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。
肤浅的、形式主义的做法不等于新课程
单纯的操练不是提高考试成绩的最佳途径
反例：有人总结的“碰撞问题的六个类型”
解题能力的三个要素：
基本概念和基本规律
基本方法（包括数学技巧）
随机应变的能力（记忆“类型”用处不大）
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向、为学习方法导向
正文以及“思考与讨论”、“说一说”、“实验”、“演示”等各种栏目都要为此服务
例：学过匀速圆周运动之后
思考与讨论
驾驶员与座椅间的压力是多少？
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……
（科学探究的精神――提出问题、猜想与假设、分析论证，以及评估、交流与合作）
例：强相互作用的引入
说一说
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？
（科学探究的精神――提出问题）
例：学过“力学单位制”之后
说一说
圆锥体积的公式
有时候根据物理量的单位能够查出运算或者印刷中的错误。
小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为
V＝πR3h
小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？
例：“力的平行四边形定则”的教学
原来的教材
图示为橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2。以OA和OB为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。
可以看出，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。
新课标教材
图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长……所以力F等于F1和F2的合力。
我们需要研究的是：合力F与分力F1、F2有什么关系？
探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。
2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。
3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。
4. 得出你的结论后，改变F1和F2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
教材的不同写法代表了不同的教学理念
演示实验只写做法，不写将要出现的现象，更不写结论。目的：鼓励学生
――细心观察、独立思考、同伴交流、师生互动
――改变学习方法
例：信息技术与学科教学相结合的导向
做一做
借助传感器用计算机测速度
A 同时发出超声波和红外线，B 根据接收二者的时差测出 A、B的距离。
图1.4-7用传感器测速度的原理
图1.4-8实验室用来测速度的运动传感器
引入教学仪器的最新研究成果：DIS实验室
上海市中小学数字化实验系统研发中心
山东远大网络多媒体有限责任公司
学生要直接接触自然――反对虚拟的实验
“基本技能”随时代而变――时代性
●教科书要成为教师的好帮手
落实三维课程目标的前提是“学懂”
泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m
“没有不能攀登的高山，只有上不去的台阶”
循序渐进，分散难点
在教学设计上多替教师做些工作
例：矢量的教学
――“步步登高”而非“一步到位”
（1）通过位移初步接触矢量（P15）
指出特点：大小、方向
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律（P15）
通过位移了解矢量
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C点，然后又向东走了30 m，到达B点 ……你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考）
（3）通过实验“得出”矢量的加法（P66）
通过实验研究力的合成的法则
（4）给出矢量的科学定义（P69）
强调两点：
有方向
平行四边形定则
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则（P69）
怎样找出Δv？
一个物体的速度v1在一小段时间内发生了变化，变成了v2，你能根据v1、v2，按照三角形定则，找出变化量Δv 吗？
（6）矢量概念的进一步运用（物理2，P50）
在向心加速度的学习中运用矢量概念
●教科书要提供物理情景和学习资料
飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题？
提供物理情景例1
提供物理情景例2
滑动摩擦与静摩擦
提供学习资料例1
用比值定义物理量
墙前落石
提供学习资料例2
――“变”与“不变”的关系
提供学习资料例3
轮船的水下部分
轮船水下部分
提供学习资料例4
科学漫步
全球卫星定位系统（GPS）
这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
手持式GPS定位器
播种一种行为，收获一种习惯
（张维善语）
车载GPS定位系统1
车载GPS定位系统2
教科书提供的学习资料包括文字资料
例：
速度与现代社会
●教师不是教科书的奴隶
过去：
教科书上的每一句话都要学懂、学透
教科书外的任何（物理）知识都可以不学
教科书是教师的参考资料，教师不是教科书的奴隶
教师应该阅读多种书籍
――5个版本的教科书
――原来的统编教科书
――国外的教科书
――其他参考书
（课本后面列出了参考书目）
避免进入误区
不可能对知识要求做出刚性的解释
“刚性的解释”：
是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步……
例：
《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。
有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？）
于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。
另一方面
如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？
如果“知道”层次排除计算，难道连德布罗意波长都不能出现吗（47页“知道实物粒子具有波动性”）？如果真的不进行计算，还怎么说明我们无法观察到子弹的波动性呢？还怎么让学生体会到
E = hν 与
的对称之美呢？
然而
如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？
结论
课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的
教材编写者、教师、考试命题者都有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。
几十年来的中国中学物理教育史证明
1. 在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做不到的。
2. 纠缠于考试题在“纲内”、“纲外”使我们迷失方向
――记住了知识，忽视了方法
例：多普勒效应的公式、霍尔效应的公式
课件9张PPT。积极应对、慎重实施、江苏省海门中学 成锦平持续推进高中新课程一 、理 念促进每一位教师的专业化提升
为了每一位学生的可持续发展
优质的“大众教育”：全体、终身、可持续。
系统的“教育民主”：多元、平等、主体性。1 优化课程资源 a. 图书资料（数量、质量、文本与视频）
b. 通用技术（专职教师、专用仪器和专门教室）
c. 实验设备（开放性实验室、数字化实验室、高 中大学一体化实验室）
d. 网络平台（节点增加、工具平台完整、网络资源充实、交互充分）
e. 设施建设（艺术楼、选修课教学大楼、室内健身中心二、实施 2 改进校本培训 a. 通识：多元智能理论、建构主义理论；新课程、新课标的解读；
b. 学科：新课标、新教材的学习；各学段的教材分析；编制学习手册；
c. 技术：多媒体网络技术；自主探究、合作学习的课堂组织技术；案例分析方法。
二、实施3 聚焦课堂教学 主题：运用多媒体，突出主体性
指标：a. 主体性 b.多媒体 c. 有效思维 d. 恰当互动
做法：a. 整合多种教材。
b.强调问题引入。
c.系统编制学案。
d.优化评课标准。二、实施4 整合选修模块 a.学校充分开出各个模块，开出率至少在90%。
b.学生尽可能多选模块，确保学生既知识面宽广，又突出兴趣和特长。
c.对选择较多的热点模块，学校进行整合，让学生充分享受新课程的教育资源。
d.对明显的并联型模块，在高一就实施以走班制为主要形式的教学。二、实施三、建议 1、各级政府尤其是教育行政主管部门，要按新课程的要求全面评价学校，不要成为追求升学率的直接指挥者和推动者。
2、尽快出台高考新方案。要充分运用这根指挥棒，发挥其正向引导作用。三 、建议 3、完善实验教材。要整合科学家、学科专家、课程论专家和一线杰出教师的智慧，进一步控制课程容量，突出学科核心，重视课程价值。
4、全面推动全省统一的新课程信息化管理平台。这既是一种行业标准，也是一个行政监督的网络平台。谢 谢 ！课件18张PPT。热烈欢迎各位领导、专家莅临指导！物理教改的春天2005年3月江苏省海门中学 成锦平一．学校概况 1 办学历史： 1912年创建
1954年省重点 1978年恢复省重点
1990年重新验收
1998年国标省级验收
2004年首批四星级一．学校概况 2 办学规模： 67个教学班
占地188亩
建筑面积8万平米
学生3800人
教职工近300人一．学校概况 3 办学业绩：（1）知名校友涌现
季方
卞之琳
邱竹贤
沈其寒
戴志康
茅程
茅菊兰一．学校概况 3 办学业绩：（2）文化积淀厚重
校风：博学笃行 敬业乐群
教风：严谨 求精
学风：厚积 有恒
横匾：学无止境 海纳百川
竖幅：
不弄玄虚 不翻花样 辛苦干从头 看有什么成绩
亦当老师 亦做徒弟 呼应成一气 勉之这种精神
一．学校概况 3 办学业绩：（3）办学特色鲜明
整体：人本师训 校本课程 精细管理
智育：突出科学教育 关注人文素养
体育：男足 女排 人人会游泳一．学校概况 3 办学业绩：（4）教学质量领先
高考
竞赛二．高中物理新课改的基本方向 1 重视物理实验与物理思维，这是物理教学的本质要求 （2） 物理思维（例如：整体与局部、归纳与演绎、理想化、基元法、守恒、对称、简单优美、统一等思想） （1） 物理实验 (例如：传感器、大学物理、趣味物理、机器人、电子电工等？？)二．高中物理新课改的基本方向 2 积极开展研究型学习，这是研究性学习的补充和发展方向 （2） 方向：最终将被研究型学习替代 （1） 现状：想法很好、困难很多二．高中物理新课改的基本方向 3 借鉴STS教育思想，实现PTS的融合，这是科学教育的大趋势 （1） 优点：
有利于学生树立整体论的科学观
有利于加强物理与技术、社会、生活的联系
有利于构建开放的物理教学时空、丰富物理教学生态二．高中物理新课改的基本方向 2 借鉴STS教育思想，实现PTS的融合，这是科学教育的大趋势 （2） 途径：
课堂渗透（例引入、重点、小结、练习、实践活动等）
专题讨论（例谈天说云、生活物理、能源危机、
航天技术、交通安全等）
科技活动（例科技制作与发明、电子电工、
趣味实验探究等）二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （1） 优点：先进的网络教育预示强大的生命力
突出学生主体性
突破教学环境的时空限制
落实因人施教，体现教育公平、互动二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （2） 途径：物理教师有得天独厚的技术优势
和课程资源优势
技术培训
构建学校物理教学网络平台、并互通开放
大力提倡多媒体手段的运用、尤其是网络物理课堂的开设二．高中物理新课改的基本方向 4 充分利用信息技术，突现网络、多媒体与物理课程的有机融合 （3） 注意：
知识呈现与学生主动建构的关系
直观模拟与抽象思维的关系
虚拟与现实的关系
多与少的关系
手段与目的的关系二．高中物理新课改的基本方向 5 更加体现物理学科的基础性地位（1）加强了人文方向学生的物理整体知能水平和物理思想的渗透物理是学好其它自然学科包括部分人文学科的基础学科物理是体现学生智商的鉴别学科（4）高考的改革方向必将把物理放到更加重要的地位（3）强调三维目标的达成（2）突出加强了理工方向学生的模块选择，
实现物理与技术、社会的结合三．后记 谢谢！
物理课程改革的五个突破口
一．在物理学科教学中开展研究性学习
（一）学科教学中的研究性学习是研究性课程的必要补充与发展方向
研究性学习是《全日制普通高中课程计划（讨论修定稿）》中规定的综合实践活动版块中的一门必修课。它是一门国家规定的、地方指导的、校本开发的课程。从狭广上讲，研究性学习是一门课程，是指在教师指导下，学生从自身生活和社会生活中选择和确定专题，以类似于科学研究的方式主动地获取知识、解决问题的学习；从广义上讲研究性学习应该指学生对知识主动探求，并重视解决实际问题的学习方式，以及采用这种学习方式的一切教育类型，它应该渗透于各门学科之中。目前，研究性学习作为一门课程，已经在很多学校得以开设，并取得良好的效果，主要体现在以下几个方面：①学习方式的改变，即改变那种偏重机械记忆、浅层理解和简单应用，仅仅立足于被动地接受教师知识传输的学习方式，帮助学生在开展有效的接受学习的同时，形成一种对知识进行主动探求，并重视解决实际问题的积极主动的学习方式。②获得亲自参与研究探索的体验。③培养发现问题和解决问题的能力。④培养信息的收集、加工能力。⑤学会分享和合作。⑥培养科学态度和科学道德，增强对社会的责任心和使命感。
但是我们在研究性学习的具体实施过程中发现，单一的课题研究形式的研究性学习（即研究性课程）仍存在许多不足，如课时安排比较困难，按照《课程计划》的要求，研究性学习的课时安排为每周三课时，如果集中安排则部分教学资源（如图书馆、资料室、校园网吧等）出现严重不足，如果分散安排则不利于学生外出调研，访谈等活动，又如每个课题的研究由于周期较长，一方面导致效率下降，另一方面也导致部分同学不能长时间维持较高热情，加上各课题所需研究时间参差不齐，以致教学进度难以统一。另外，学生研究活动的管理与辅导也存在一定的难度。相比之下，学科教学中的研究性学习则存在以下优点：①课时安排方便，可以在课堂上把一个课题分解为几个相关问题，分解到各个小组，展开研究，最后集中交流，实现资源共享。②周期短，一个课题的研究一般只需两三个星期。③组织管理较方便，教学进度易于调控。④由于课题研究主要集中在学科内，教师指导具有更强针对性。所以，学科内的研究性学习作为研究型课程的补充，是十分必要的。有些专家甚至指出：目前研究性课程的开设是为了将来能够“不开”，所谓“不开”，就是研究性学习作为一种学习方式渗透于各个学科后，完全由学科内的研究性学习来取代。
（二）中学物理教学中，开展研究性学习的内容选择
物理是一门以实验为基础的学科，它蕴涵了丰富的科学思维方法，同时又与社会生活有着密切的联系。从《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》与现行大纲的比较来看，课程标准更重视探究教育的作用，强调过程和方法的学习，更重视加强科学·技术·社会的教育，更重视把握物理概念和规律的内在因素，更注重学生的发展和面向全体学生。针对这些改变，我们可以围绕以下几个方面组织研究性学习：
1．物理学家与物理学史。
人类对整个物理世界的认识过程以及物理学史上许多著名的物理学家的科学思维方法和他们的人格魅力对于启迪学生的智慧火花和培养他们的意志品质都是极为有益的。这些内容在中学物理教材的很多地方有所涉及，但很简洁，不一定能够引起学生足够的关注。如果教师能够在适当的场合作一定的介绍，并布置学生课外去查找资料、自我研究，那么效果就大不一样。如在讲述开普勒三定律时，让学生史料中充分领略第谷坚持天文观测二十年的科学精神与开普勒追求自然界的“优美”（即理论的谐和性）的科学思维方法；在讲述原子结构时，让学生从中体会从观察→科学抽象→假设→实验→理论的科学思维的过程，并引导他们总结在中学阶段学到的相关的正反例子等等。
2．物理思想
关于物理思想在课堂教学中的渗透，我在后面为详细谈到，主要谈一下可以让学生作为课题来研究的内容：如时空观的变革，因果观的变革，牛顿的科学发现方法论（经验论）的事实，以及对三百多年物理学发展的影响，爱因斯坦的科学概念方法论（唯物论）对近代物理的影响等。
3．物理与社会生活
从《全日制义务教育物理课程标准（实验稿）》可以发现，课程改革要求加强科学·技术·社会的教育。注重科学技术与社会生活的关系，也是当今世界科学教育的一个大趋势。由于物理知识与实际联系紧密，让学生用物理知识联系生活实际，展开研究很有必要。如讲到温度时可以尝试对环境温度问题（如温室效应、热岛效应）发表自己的观点，讲到电的知识，可以进一步关注不同电厂的地理特征，电能的输送、节约用电等问题。另外，也可以引导学生收集与物理知识相关身边现象并给出适当解释，如对各种形式桥梁的研究，则可涉及到许多相关的物理知识。这些研究对提高学生的学习兴趣，培养分析问题的能力，增强社会责任感和使命感都是极有益的。详细内容在后而后 STS教育中具体阐述。
4．物理小实验
应该说，现行的教材和许多教师对课外物理小实验还是比较重视的，但很多场合还仍停留在“讲”实验的基础上。实际上很多讲起来很好听的实验，做起来就不那么容易了，通过动手甚至会发现有些实验的设计思想本身就存在很大问题。对物理小实验的研究我认为应关注以下几个方面：一要重视实验设计能力。如验证动量守恒定律，除了教材的实验方法，我们还可以设计哪些实验方法？二要重视实验的分析与比较能力。如重力加速度的测定，我们有哪些方法（很多方法在教材中就可以找到），各有什么优缺点，哪个方法相对而言最为方便、准确。三要重视动手能力。如可以让同学们都制作杆秤，比一比谁的精度高、谁的外观美。
5．物理学前沿
关注国外的课程改革的情况，我们发现他们对学科的前沿知识是相当重视的，他们常把物理学最前沿的知识编入中学物理教材中，在这点上我们的教材无疑落后了很多。这就更迫切地要求教师要充分发挥主观能动性，在自我展开“研究性学习”的同时，组织学生采用上网查找等形式，一同研究。实际上很多物理学的前沿看起来高深莫测，但了解其概况是并不困难的，而且对优秀学生来说也是很有必要的，可以激发他们的创造欲。科学技术每天都在进步，而教材不可能每天都改，如果不能很好地利用现代信息技术带给我们的快捷与便利，那么我们最终将会落后于时代。
当然，研究性学习的内容不应该只局限于以上五个方面，还应该给学生更多的自由发挥的空间，真正做到课题选择的“开放性”。
（三）研究性学习过程中教师角色的转变
由于研究性学习的开放性，要求每位教师要不断丰富完善知识，提高自身素质，尽快实现角色的转变。
1．教师不仅应该是课程的执行者，还应该是课程的设计者、开发者。
不可否认，在传统教学中，教师基本上只是课程的执行者，遵循“考什么、教什么”的原则，自觉或不自觉地扮演着培养“考试机器”的角色。这种现状既严重影响了教师主观能动性的发挥，扼杀了学生创造力的培养，也不利于实现真正意义上的因才施教。在《基础教育改革纲要（试行）》中可以看出，教育部对于这个问题也相当重视，明确提出了“改变课程管理过于集中的状况，实行国家、地方、学校三级课程管理，增强课程对地方，学校及学生的适应性。”总之，课程应该是开放的，教师应该根据学生的具体情况加以开发。研究性学习的实施正是开放性课程的最好体现。教师应该根据各个地方，各个学校的不同情况，充分利用社区教育资源和学校教育资源，针对不同的学生设计不同的研究课题，让所有的学生都能在研究中有较大的收获。
2．教师与学生的关系由权威转向平等
传统的师生关系是一种不平等的关系，教师不仅是教学过程的控制者、教学活动的组织者、教学内容的指定者和教学结果的评判者，而且是绝对的权威。但研究性学习却彻底改变了这一格局，在研究性学习中，学生是学习内容的确定者（当然有时也可以由教师确定大致方向）、学习过程的组织者，教师则变成了学生学习过程的引导者、合作者、参与者，甚至是学习者，教师与学生的关系是平等的，充其量是“平等中的首席”。当然我们也不能忘记教师应成为研究性学习过程的促进者，应该及时了解学生研究活动的进展情况，有针对性地指导、点拔、督促；在小组活动出现问题时加以协调；采取有效手段对学生的研究活动进行监控，及时做好过程评价；维持学生对研究课题的持续兴趣。
3．研究性学习对教师提出了更高的要求。
在研究性学习中，教师失去了对书本和大纲的依托，将遇到自己从未思考过，甚至从未见过的新问题，因此，教师面临着知识的深广度，解决问题的能力等方面的挑战。这无疑对教师提出了更高的要求。教师不仅应当懂得本专业知识，还应当懂得课题研究的一般程序与方法，掌握信息的获取与加工，实验数据的分析与处理等方法，能正确评价学生的研究过程；教师间应加强合作与交流。总之，为指导好学生的研究性学习，教师首先要开展“研究性学习”，不断地充实自己，这样才能使整个研究性学习活动能有序展示，并取得预期的效果。
? 二．通过渗透物理思想 培养学生的创新精神
? （一）通过渗透物理思想，巧设疑问，引起学生创新意识
纵观整个物理学史，物理概念和规律的建立和发展都经历相当曲折的过程。现有的．中学物理教材体系中的概念和规律，一般都是由比较容易被接受的，并且具有较高实用价值的数学语言加以描述的，而对物理概念的建立过程，物理规律自治性和严密性很少涉及，因此一些学生尤其是一些善思多问的学生在深入分析概念和规律的时候难免感到困惑。比如质量的概念，在初中教材中，质量被定义为物理含物质量的多少，那么究竟如何来量度一个物体含物质的量呢?在高中物理教材中又得到质量是物体惯性大小的量度，那么又如何定量确定一个物体的惯性呢?实际上，对于这个问题，中学物理教材中采用了牛顿在1684年10—11月的《论物体的运动》中提出的“物质之量是物质的密度和体积大小共同产生的”这样的说法，同时又将密度定义为单位体积的质量，这无疑是一个逻辑循环。教材这种处理，是出于对中学生接受能力的考虑而采取的“回避”方法，但部分独立思考能力较强的学生会注意到这个问题。为解除他们的疑问教师则不能再采回避的态度。实际上早在十九世纪，奥地利的物理学家马赫在《力学其发展的历史的批判说明》中就已提出了这个问题，但这在某种意义上是对牛顿的误解，牛顿1687年发表的《自然哲学的数学原理》一书中，对密度并没采用“单位体积的质量”这种定义，而是把它作为一个已有的常识性的，更为简单和基本的概念直接加于应用的，对密度的概念他表示为单位体积中所含有原子数量的多少，然后再去定义质量，这样在科学思想上就并不存在矛盾。由于牛顿在解释密度的要领时用到了原子伦的观点；教师没有必要在课堂上加以详细说明，但对于提出问题的学生应给予正确的解释。类似问题在中学教材中还有许多。再如力的概念，教材中在力定义物体与物体的相互作用，但没有给出定量确定的定义。由于力的效果是产生形变和使物体加速，我们可以通过F--ma来对力定量确定，但这样与牛顿第二定律又形成逻辑循环。如果由F=kx来定量确定，那么胡克定律似乎又应该是一个公理而不是实验规律。但我们又无法放弃力的概念，否则牛顿第一定律就会象爱丁顿(A.S．Essington，1882-1994)诙谐地描述的那样： “每一物体继续处于静止或沿一直线匀速运动的状态中，除非它不再继续这样”，而成为一句空话。诸如此类问题教师首先应该正确理解，然后在教学中适当渗透，或给予学生适当启发，让学生产生“困惑”，并指导他们去解决困惑，这对培养学生的创新意识是极为有益的。
（二）通过渗透物理思想，激发兴趣，让学生体验创造的乐趣
兴趣是最好的教师，兴趣又是创新的源泉。在学习物理的启蒙阶段，物理学的声、光、电、热等奇妙现象往往足以使学生对物理产生兴趣，但这种兴趣是自发的，不稳定的。随着知识的积累，对事物的本质了解越来越深入，对从现象引发的兴趣反面会逐渐淡漠。尤其进入高中阶段后接触较多的是许多物理习题，于是不少同学会觉得物理越来越枯燥，从而逐渐失去兴趣。这种情况下要稳定地保持学生的兴趣，激发他们的求知欲，行之有效的方法就是要渗透物理思想。因此在一些概念规律的教学中不仅要把握其本身，还应，该深入分析其所反映的物理思想，亦可以介绍有关的物理史料，介绍地些伟大科学家在得出规律过程中的思想方法，精辟论断乃至一些重大失误等，这些无疑都会对学生产生强大吸引力，甚至可以把一些学生真正地带入奇妙而深邃的物理世界。例如，对“机械守恒定律”的教材处理。如果将它看作动能定理的一个特例而只强调其应用而忽视物理学家对“守恒量”不断追求的物理思想的话，就完全失去了规律所原有的魅力．又如，在讲述万有引力定律时，教师一般都会介绍诸如“苹果落地”等传说性的史料以引起学生的兴趣，但这些应该说还是十分肤浅的，实际上在万有引力定律的发现过程中隐含着许多重要的物理思想和创造性思维，更能激发学生的兴趣．再如开普勒，他先是被哥白尼宇宙体系的简洁优美所震憾，然后又不断把通过运算发现了行星运动的规律，直至最终发现行星运动的三大定律，并通过简洁而优美的数字语言将它们表达了出来，追求理论的谐和性也正是物理学家们的重要思想方法。再如，在讲述电场和磁场区别时，也可以介绍物理学家是如何寻找磁单板子的，以此渗透物理学中对称的思想；诸如此例子，在中学物理教材中还有很多，如能不断挖掘，并以简洁生动的语言加于叙述，既不影响正常物理教学，又能激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲和创造欲，让学生享受创造的乐趣。
（三）通过渗透物理思想，揭示科学思维方法，让学生感悟创新的过程
任何一个物理规律的发现，一般都要经过这样一个科学思维的过程，即：观察—科学抽象—假设—实验——理论。如果这理论被进一步的实验所证实，那么它就会被人们普遍接受并加于运用，如果该理论缺乏自治性或被进一步的实验所否定，那么它就要被修改，或被一个新的更好的理论取代，这是物理学中最基本的科学思想方法。整个物理学的不断创造与发展也正依赖于这样的科学思想方法。中学物理教材中有许多例子能很好地说明这个问题。如对落体运动的研究，亚里士多德从“石头比羽毛下落得快而得出了”重的物体比轻的物体下落得快的结论，他的思想方法可以归纳为观察→结论，这显然与科学方法相差有远，因此得出的结论是靠不住的。而伽利略就不同，它既重视理性思考又依靠实验检验，是通过数学和实验二者的结合并互相补充而推进他的研究工作的。伽利略通过科学的抽象，针对亚里士多德的理论，指出了“落体详谬” (即重的物体连接一个轻的物体后下落速度究竟变快还是变慢)，而否定了亚里士多德的结论。然后又通过著名的比萨斜塔实验证实了自己的观点，即：轻重物体下落得一样快，该观点又被牛顿的真空管中羽毛与钱币下落一样，快所证实，最终得出了科学的结论。
又如，人们对原子结构的认识过程亦同样遵循这样的科学思维方法，汤姆生从发现电子到提出“枣糕”模型，正是在实验的基础上对传统的“原子不可分”，的观念的否定．尽管该模型能解释正、负电性问题用粗略把解释一下子原子光谱等问题，但对于后来发现的@粒子散射实验却无法解释，因此不久就被卢瑟福的核式结构模型所取代。同样卢瑟福模型尽管能成功地解释@粒子散射实验，但它在电学稳定性上难于自洽(电学稳定性能是指的电子在绕核转时，因电磁辐射所引起的能量递减，最终会引起原子的“坍塌”)。在这个基础上，玻尔大胆地提出了原子结构中的三条假设，这样既解决了电学稳定性问题，又成功的解释了氢原子光谱，但由于它仍不能成功把解释复杂原子的光谱，最后被更能解释广泛现象的“电子云”模型所取代，并由此引发了一场量子力学的革命。这些科学思维方法渗透，可以使学生领略到创新来源于对知识的积累和对前人的挑战，来自于深刻的理性思考，来自于实践，而光依靠瞬间的灵感是不能解决一切问题．
（四）通过渗透物理思想，拓宽思路，培养学生创造性思维
物理学的发展离不开物理学家们的创造思维，未来科学的进一步发展也同样需要一批具有创造性思维的人材。如果在中学阶段只注重解决一些物理习题的话，无疑是扼杀学生的创造性思维能力。因此，在中学物理教学中：除了让同学们认真学好概念、规律以及还应该让他们去了解科学家们在发现规律过程中的创造性思维。如爱因斯坦光子说的提出，玻尔原子模型的三条量子假设等等，无一不是科学家们创造性思维的结晶．同时，教学中还应该适当穿插一些20世纪物理学中最新的科学理性思想，如从经验论(即由经验资料归纳出反映自然规律的理论)到唯理论(即由自由想象创造理论物理的公理基础)的转变，从对称性到对称性破缺，以及物理中数学模型的创新等等。这样既可以让学生对科学理论的进展有一定的了解，又可以使它们领略新一代物理学家们科学方法的突破，对于他们能够不断超越自我、不断创新有着长远的影响。
综上所述，在中学物理教学中渗透物理思想对于培养学生的创造性思维能力是切实可行并具有重要意义的。当然在具体实施过程中还有着如何把握中学生的实际接受能力，如何才能真正贯彻因材施教的原则，采用何种教学手段，通过何种教学途径等一系列问题，这些问题有待于同行们共同去探讨。
三．充分利用网络技术，提高教育效率
（一）物理网络教育的意义
近年来人们把在教育过程中比较全面地运用以计算机多媒体和网络通讯为基础的现代教育技术称为“教育信息化”，现代教育技术已过渡到网络教学（Web－Based Instruction，即WBI）阶段，我们认为教学的网络化是现代教育的一大特征，网络教学代表了现代教育的一个发展方向。网络教学是以计算机网络为依托的一种教学方式。计算机网络系统由服务器、教师、主机和学生工作站联接而成，教师通过主机控制整个网络的每一个终端，与学生进行交互会话，学生在自己的计算机前接受教师的指导进行学习。教学活动中，学生利用计算机的交互功能，首先在局域网（如校园网）与教师、其他学生进行交流，若教学资源不能满足要求，则可进入Internet网，以寻求更多的资源或信息。
网络教学与传统课堂教学存在着很大的差异，也与电教、CAI存在本质的区别，网络教学先进的教学理念预示着它强大的生命力。①网络教学突出了学生的主体性，从根本上改变了传统教学中教师的中心地位；②网络教学突出了学生学习的自主性，从被动听讲的接受者，转变为主动参与的学习主体；③网络教学把媒体从原来作为教师的演示工具，转变为学生的认知工具；④网络教学真正落实了因人施教的教学原则。
我们把网络环境下的物理教育称为“物理网络教育”。那么物理网络教育带给我们物理教育的意义何在呢？我们认为，首先极大地提高了知识更新速度，其次是能够突破教育环境的时空限制，利用多媒体技术创设一种有利于学生对所学知识意义建构的情景，使学生在特定的接近现实的情景中，主动地获取知识。多媒体技术的出现和发展，正在迅速地改变着我们传统的物理教学模式、教学内容、教学手段和教学方法，并且已经引起了教育思想、教学理论甚至教学体制的深刻变革。大量电子教材的出版，各种形式网校的兴起，以及众多专业网站的出现，互联网使得大量优秀的教学资源能够做到全国共享。利用网络进行教学，教学模式可以是课堂式的，也可以是个体式的或协作式的；学习模式可以是探索式的，也可以是渐进式的或跳跃式的。课堂教学可以按照创设网络情境、学生自主探究、学生网上讨论、学生在线练习和师生共同总结几个环节进行。在个体式一对一的教学模式中更有利于因材施教。学生能够按照自己的计划和目标选择教材、安排时间、搜集资料、复习检查、评价矫正，极大地调动学生获取知识的主动性和积极性，同时能够培养学生的创新精神和实践能力。
（二）物理网络教育的原则
苏联教育科学院院士巴班斯基在其《教学过程最优化──一般教学论方面》一书中，系统地阐述了教学过程最优化理论。他明确指出，最优化教学就是如何选择能使教师和学生在一定的条件下，使当前教学任务的解决花费最少的时间，达到最佳的效果。这一理论，要求从整体上探讨教学过程的最优化模式，从而推动教学现代化的进程，而合理使用网络环境在教学过程最优化设计中有着重要的地位和作用。因此，最优化教学理论为物理网络教育提供了理论基础。
建构主义学习理论告诉我们，学生得到的知识不是靠教师传授的，而是在一定的环境中，通过对话与合作自然获取的，教师要做的工作就是营造、设计和改进能够帮助学生有效获取知识的学习环境，教师扮演的角色不再是传授者，而是组织者、指导者、帮助者、激发者。
因此，物理网络教育的基本原则可以概括为三条：1、网络资源的开放性、丰富性；2、网络传播的互动性、灵活性；3、网络环境的适应性、人本性。
（三）物理网络教育的实践探索 ?
3-1. 物理教育网络平台
“物理教育网络平台”是为我校物理教师和学生提供的一个网络平台,是关于物理教育理论与实践研究的专业校内网站，设有：教学理论、教学素材、教法研究、学法指导、疑难解析、教学课案、物理课件、问题讨论、物理题库、物理试卷、最新信息、友情链接等栏目；同时还设有：免费电子信箱、智能搜索、新闻频道、娱乐频道、自助链接、在线答疑、BBS、天气预报等，受到省、市电教专家的一致好评。下面简要介绍其中的主要栏目。
教学理论：主要收集物理教育理论方面的研究论文，同时收集一些知名专家教授的教育理论专著和研究论文。
教学素材：为广大师生提供了K12《中学物理》、人民教育出版社《中学物理》、海淀物理教学网、杭州市中学物理网络中心、山东省物理教育资源网、中国志鸿网等众多相关网站的教学素材。
教法研究：物理教师通过此栏目的相关内容进行物理教法研究。
学法指导：为广大学生提供全国知名网校的学习资源，对学生学习物理进行同步指导，可以具体到每章每节的教材分析、学习指导、典型例题、能力训练、相关实验、多媒体资料及其它参考资料。
疑难解析：有疑难解析、我要提问、在线答疑三个子栏目。
教学课案：为广大教师提供一些物理专题讲座、网络教学课案和具体到每章每节的教材分析、教学建议、教案示例、典型例题、能力训练、学习指导、相关实验、多媒体资料及其它参考资料。
物理课件：收集全国各类专业网站的物理课件，供物理教师和学习物理的学生参考。
问题讨论：对物理教学中的一些典型问题进行讨论。
物理题库：提供各类物理习题，供选用。
物理试卷：提供中学物理所有章节的测试题、全国各地的物理试卷及历届高考物理试卷和理科综合试卷。
智能搜索：提供新浪、搜狐、雅虎、中华、3721等约七十个网站的智能搜索，通过智能搜索系统，可以很方便地查询有关资料。例如，高二物理课本中提到“扫描隧道显微镜”，但对此未作任何解释，通过智能搜索系统，输入“扫描隧道显微镜的工作原理”，便可查询到所需要的资料；再比如，物理教师对有关“热管”的知识可能不甚了解，通过智能搜索系统，输入“热管的工作原理”，立即可以找到有关热管的资料，诸如什么是热管、热管的工作原理、热管的应用等。
在线答疑：学生可发布自己学习过程中遇到的问题，我们可在未与学生见面的情况下就学生提出的问题予以帮助，提供在线答疑，并可使其他同学从问题中获得学习，也为其他教师研究学生问题提供依据，避免教学答疑过程中的重复劳动；同时也可以为物理教师的备课和教学研究提供在线答疑。
网上论坛（BBS）：供人们在访问“物理教育网络平台”时，就相关内容发表自己的观点。
3.2网络环境下的课堂教学
简称“网络课”是指教师把与教学内容相关的信息收集整理，制作成网络课件，让学生在课堂通过不断点击，学习到相关知识和自己感兴趣的相关内容。“网络课”一般需要借助于网络教室，必须配备人手一台可上网电脑，网络课件的制作一般与多媒体课件相结合。
相比传统的课堂教学乃至应用多媒体手段的课堂教学而言，网络课堂更具有交互性强、信息量大、反馈渠道多样、师生互动便利等优点。当然，由于目前网络技术在课堂教学中的应用还属于起步阶段，在具体运用上还存在一些不足，教师在具体操作过程中，有敬而远之的，有随意滥用的，导致网络课堂尚未充分发挥其应有的功效。笔者以为，要使网络技术真正成为课堂教学的有效辅导手段，必须要处理好以下几个关系：
1、知识的呈现与建构的关系
网络课堂的优势之一，就是教师可以将与教学内容相关的大量背景知识通过网络呈现给学生，学生可以在有限的时间内获得大量的信息。但由于学生个体之间在原有的学习基础和电脑操作水平上参差不齐，不同学生在同一课堂上所能获得的信息量存在很大差异。建构主义理论认为：教学是学生主动构建知识的过程，在这个过程中必须以学生为中心，尊重学生的个体差异，注重学习的互动方式。这就要求教师在网络课件的设计中一方面要坚持“因材施教”的原则，对相关知识要作一定的分类，以方便不同层次的同学都能选择到适合自己的东西；另一方面要充分考虑学生的知识建构过程，让学生能够在不断“点击”过程中逐步构建知识体系，而不是一股脑儿地将所有知识抛给学生。
2、直观模拟与抽象思维的关系
在网络课堂上，由于多媒体手段的充分应用，许多很抽象的东西都可以通过电脑模拟直观地表现出来，这对于学生接受知识的确有很大的帮助，教师也会觉得讲解起来轻松多了。比如平抛运动中的飞机投弹、枪打落猴问题，碰撞的过程分析，LC振荡电路中的能量转化等等，学生本来觉得很抽象的模型，通过电脑模拟其动态过程后，变的很容易接受。但正像计算器用多了会使人们的计算能力会下降一样，过多的电脑膜拟也必然会导致学生抽象思维能力的下降，因此电脑模拟手段的使用一定要遵循必要性和实效性的原则，把握好使用的时机、对象，控制好使用的次数，同时也一定要通过各种途径增加学生抽象思维的训练量。
3、虚拟与真实的关系
目前，多媒体手段在课堂教学中使用频率呈越来越高的趋势，现成的课堂教学课件也已有了相当积累，课件的制作水平地越来越高，很多在课堂上无法直接呈现的模型、实验、动态过程等都可以通过电脑模拟很逼真地展现出来，这对增强学生的直观感受、提高学生注意力、活跃课堂气氛无疑有很大的帮助。但要注意的是，电脑模拟的东西毕竟是虚拟的，很多真实的东西在培养学生的思维品质和科学精神方面所取的作用，是它根本无法取代的。因此在网络课堂中要慎用“虚拟”，尤其是对能够用“真实”反映的东西，应首先考虑用真实的东西。例如，在人造卫星或原子结构等课题中，由于课堂无法展示实物模型，则需要借助电脑模拟以增加学生的直观感受，而像自由落体运动、自感现象等演示实验完全能够在课堂上完成，则切忌一味用电脑膜拟来取代，因为物理实验本身在体现物理思想方法和培养学生动手能力等方面有着独到的作用。
4、多与少的关系
对于网络技术在课堂教学中的应用，还有以下两个问题也是必须要考虑的：一是人机对话多了，师生互动会不会少了？信息量多了，思维能力的训练会不会少？尽管说有所得必有所失，但我们在课件设计与课堂教学过程中应尽力争取“鱼和熊掌”兼得。因为师生互动所具有的思维启迪、情感交流和信息反馈是人机对话无法取得的。此外，相比知识接受而言，能力训练也应该是课堂上更为重要的东西。因此，一个优秀的网络课件应该具有一个理想的交互平台，能使师生互动，生生互动都能充分展开；一个完美的网络课，也应该是现代教育手段与传统教育方法的完美结合。
5、手段与目的的关系
诚然，网络技术与多媒体技术对于改变课堂结构、提高课堂效益的确起到了极大的推动作用，但我们也应该清醒地认识到，任何先进的教学技术都只能作为提高教学效益的技术手段而不是最终目的。设计得再好的课件也是“死”的，而课堂是一个活动的过程。即使我们在设计课件时考虑得再周到，也无法完全预计整个课堂的进程，除非仍然是“教师一言堂”下的所谓网络课。因此，在课堂教学过程中，应充分利用好课件，但又不能拘泥于课件，更不能反过来被课件牵着鼻子走，我们要根据课堂的各种可变因素及时地调整教学进程，真正做到以“学生的发展为本”。
四、物理教育与STS教育的融合
（一）物理教育与STS教育的融合是时代发展的必然
科学教育作为教育的重要组成部分，它的目标与内容、形式和方法都强烈地受到时代发展的影响和制约，折射了时代发展的需求，具有鲜明的时代性。进入20世纪，伴随着科学技术的空前发展，科学教育也取得了长足的进步：科学教育各分支学科日益完整，学科系统化的理论和知识不断丰富和充实，以注重学科知识教育的教育理念，和各种加强科学知识教学方法的产生和运用，使科学教育在培养科技人才，促进科技、经济、社会迈入人类新的历史进程，作出了不可磨灭的历史贡献。物理学作为科学教育的基础学科，面对时代发展的需求，结合国内外科学教育改革的实践，和我国物理教学的实际，重新审视和改革中学物理教学，已成为一项紧迫的任务。当前开始的新的课程改革，为物理学科的改革指明了方向，创造了有利的条件。
当前改革物理教育首当重要的是树立新的物理课程改革的理念。这些新的理念涉及到物理课程的各个环节、各个方面，归纳起来其中最重要最基本的理念就是物理教学必须实现三个转变，即由面向少数精英，向面向全体学生，促进每个学生全面发展的转变；由使学生“掌握科学”向让学生“理解科学”的转变；由注重学科本位向注意学科间、自然科学与社会科学间相互渗透的转变。这“三个转变”，具有丰富而深刻的内涵。它指明物理课程是面向全体学生的大众的科学教育，目的是让每个学生获得基本的科学素养教育，为适应社会不断发展的要求打下基础。它还指明科学素养教育是物理教育的核心，“理解科学”要求物理教育不应仅仅或过分注重物理概念和规律的教学，还要注重通过学生的自主学习和探究，理解物理过程，初步懂得科学方法，培养科学态度、科学精神，学会合作学习，为终身学习打下基础。“理解科学”要求通过物理教育，了解科学的本质，树立新的科学观念，例如了解物理与其它科学之间的相互联系和相互渗透，学会运用自然界是一个整体的观念，跨学科地去思考、分析和解决问题。“理解科学”还要求通过物理教育，让学生认识科学技术与社会的关系，知道科学技术给人类社会带来的正面和负面影响，及社会对科技进行调控的一般策略，培养学生关心社会，用正确的价值观和批判精神去解决社会问题的能力。由此可见，现代中学物理教育是以物理知识信息为媒介，通过师生双边活动和学生自主学习，围绕科学素养教育展开的综合素质教育。它具有一个符合物理教育规律、体现物理教育目标和要求的多层次、多样化的素质教育体系。
物理教育目标和内容表明，STS教育已成为现代物理教育不可缺少的组成部分。因此这种融合又称为“物理·技术·社会”(PTS)。物理教育与STS教育的融合不是偶然的，它是人类社会向知识经济迈进、科学技术对社会发展起着越来越不可忽视的巨大作用和影响，全面提高人的素质，特别是全面提高人的科学素质，已成为世界各国重要战略的必然，是人类对科学技术再认识的必然，因而它也是面向新世纪，实现传统的物理教育向现代物理教育转变的必然，
1．STS教育在物理教育中的积极作用
在物理教育中结合进行S—T—S教育，对更新物理教育的观念，改革物理教育的内容、形式和方法(教学方法、评价方法)都具有积极的促进作用。
（1）STS教育有利于学生树立整体论的科学观。长期以来单科范式的物理教学，注重物理知识的系统化，而很少联系其它学科和技术社会的实际，学生对科学的认识是分散的、相互割裂的。STS教育是自然科学与社会科学交叉的跨学科教育，它要求把自然科学和社会科学看成一个大的科学系统，来观察、分析和研究科学技术和社会的关系、相互作用以及具体的科学技术和社会问题。因此通过STS教育的具体事例可以让学生逐步认识各门学科虽然研究的对象不同，但存在着内在的联系和相互作用，因此通过学科之间的交叉和综合是自然科学发展的趋势；不仅自然科学或社会科学本身是如此，自然科学与社会科学这两大六类的科学也在不断交叉、融合和汇流，整个科学正在向整体化方向发展，使学生树立整体的系统的科学观，并学会运用这种观点来指导自己认识世界的实践，关心社会和科学、技术的新发展。
（2）STS教育有利于加强生活一物理一社会的联系。物理作为研究物质最基本运动规律的学科，是自然科学的基础，在日常生活、工农业生产、科学技术等各个方面有着广泛的应用。联系这些应用会使学生感到物理并不神秘，物理就在身边，从而激发了他们学习物理的兴趣，体验到学习物理的乐趣。在物理教学中结合进行STS教育，学生不仅了解物理知识，知道这些物理知识在社会生活、社会生产中的应用，而且还以社会主人翁的姿态来讨论，探究这些应用对社会生活可能产生的影响和后果，这不仅把学生学习物理的兴趣提升到更加理性的高度，而且更加丰富了“从生活走向物理，从物理走向社会”的内涵，使学生在生动具体的STS教育过程中，逐步加深对物理、技术、社会相互关系的认识。
（3）STS教育有助于构建开放的物理教育的空间。随着信息媒体的多样化和不断发展普及，物理教育的知识源不断扩大；随着物理教育内容的不断更新，以及多样化的学生自主学习方法的运用，将改变物理教育长期以来存在的封闭灌输、单一狭隘、不利于学生个性发展的状况。在物理教育中实施STS教育，SIS教育的开放性、多样性、参与性、综合性等特点，将对改革物理课堂教学产生积极的影响。STS教育内容不仅是物理的，也包括其它科学；不仅是科学知识，也包括科学知识的运用；不仅来自身边的日常生产生活，也来自社区、全国乃至全球社会生活关注的焦点。因此STS教育形式是多样化的，不仅课堂内进行，也需要课内外、校内外、学校与家庭、社会的结合，这样就为学生学习物理提供了一个更为宽阔的、多样化的学习空间，有利于学生更加生活活泼地得到全面发展。
（4）STS教育有利于培养学生的能力和科学素养。STS教育注重学生广泛地参与，注意根据学生的年龄特点，对STS教育资源、教育环境、教育形式和方法灵活的合理组合和设计安排，在充分发挥教师作用的同时，充分地激发学生参与教育活动的兴趣和热情。
（二）STS教育计划的制定
与物理教学需要制定课时计划一样，实施STS教育也需要制定一个科学合理，切实可行的教育计划。制定STS教育计划首要前提是摆正物理教育与STS教育的位置，只有明确它们之间的关系和作用，才能将STS教育安排得恰当合理，使两者并行不悖，互相促进，收到良好的整合效果。
制定STS教育计划一般按以下步骤进行：确定教材中STS教育的渗透点→根据STS教育资源筛选渗透点进行STS教育的内容→根据SIS教育目的、内容确定教育的活动形式→形成内容、形式、时间三落实的STS教育计划。
[STS教育渗透点]
物理教学中STS教育的渗透点，应当从教材中以下的物理知识来确定：
①与日常生活、生产关系密切、具有广泛应用的知识；
②与科学技术发展，特别是现代科技最新进展有关的知识；
③为社会公众普遍关注，与社会发展、公众利益等社会问题有关的知识。
选择SIS教育的渗透点，还应根据物理的课时计划、教学内容的可行性作必要的调整，以利于STS教育不仅在内容上，而且在课时安排上与物理教学“合拍”，从而为落实STS教育创造了条件。
[STS教育资源]
在信息媒体越来越多样化、信息技术不断普及的今天，STS教育的资源极为丰富。它可以来自物理教材，也可以来自各种报刊、杂志、书籍，视听材料和广阔的互联网。多彩的生活，发展的科学技术和社会生产，变化的社会，更是STS教育不竭的资源库。这些图形、文字、影视等形式的教育资源，随着信息传递手段的日益数字化、多样化，使用越来越方便快捷，已成为师生共享的资源，和学生学习和探究的广阔空间。使用S—T—S教育资源要注意与学生的智力和知识水平(如初中和高中学生)、学校条件(城镇或农村中学)、教育活动的形式和物理课堂教学的设计及课时计划相适应，否则会造成STS教育内容过多过难，脱离学生和学校实际、加重学生负担的不良后果。
[STS教育活动的形式]
STS教育活动的形式由它的内容和教育目的决定。在物理教学中STS教育渗透点，所确定的STS教育内容，一般可以分成三种类型：第一类是课堂渗透型内容。在物理教学中这些内容与物理课堂教学的进度同步进行。第二类是活动扩展型。这种类型的内容涉及学生课堂教学以外的活动，可以安排在物理活动课进行。第三类是实践研讨型内容。这是STS教育中层次最高的内容，它涉及的面较宽，可能是校内或学生家庭，也可能涉及社区和社会，这种研讨型的内容，
一般安排在物理实践或专题研究课进行。
STS教育计划是一个动态的结构，其安排的内容和活动形式要报据SIS教育资源和学校物理教学条件的变化，适时进行修改、充实和完善，使之不断创新。
STS教育计划是物理教育与SIS教育整合的这个计划应当体现现代科学教育的理念和创造护
应因地因校因学段制宜，使它更具有学校和教师教学艺术的鲜明个性和特色。
（三）STS教育活动的途径
1．课堂渗透
课堂渗透是指随物理课时进度，在日常物理课堂教学中进行的STS教育。这种教育形式是物理教育与STS教育整合的最基本、最普遍的形式。
通过物理课堂教学渗透STS教育，具有以下特点：
它是结合物理课堂教学进行的，因此STS教育的渗透点必须是该节物理教学的内容。
STS教育内容可以从物理教材中挖掘，但也可以灵活使用教材外的更为合适的补充内容。
STS教育内容要纳入物理课堂教学的设计，统筹安排，详略适当。
STS教育内容可以根据物理课堂教学设计的要求，灵活地安排在课堂教学的新课引入、进行新课、复习巩固和练习等各个环节。
在课堂教学中渗透STS教育，一个渗透点的物理知识往往可以有多个STS教育取向，这就要根据物理教材的特点，教学要求和教学时间来安排，灵活选择。
2．讨论
在STS教育活动中，讨论是一种重要的大信息量的学生自主学习的方式。安排学生开展专题性讨论一般属于STS教育的以下内容：
认识事物的利弊；
探究问题产生的原因；
判断认识的正误；
评价决策的可行。
讨论的优点在于，它要求学生对讨论的问题，自行收集、选择所需的资料，并对这些资料进行取舍，增强了学生获取和运用信息的能力。在讨论中，有利于促进学生对某个问题阐明自己的观点，加深了学生对所讨论问题的理解和认识。通过讨论可以使学生知道对一个问题的认识可以有不同的观点，并学会比较这些观点的差异，作出自己的评价。一次好的讨论可以使学生在讨论中相互启发、相互补充，获得对问题较完整的认识，体现了合作学习的价值和乐趣。
3．实践活动
（1）科技活动
STS教育的科技活动与传统的物理课外科技活动是有区别的，主要反映在它们两者开展活动的目的和内容不同。传统的物理课外科技活动是通过物理理论与实际的结合，培养学生的实验技能、动手能力、发明创造能力，巩固和加深对所学物理概念和规律及其实际应用的认识和理解。STS教育的科技活动的目的远不仅仅如此，它还包括技术教育，因为大多数人对科学的认识不是从科学理论开始，往往是通过技术，通过技术对社会生产、日常生活的影响来认识科学技术的。所以STS教育的科技活动，在扩大学生科学技术知识视野，培养学生实践能力的同时，十分重视结合科技活动对学生进行技术教育。它要求通过生动具体、内容丰富的科技活动让学生体验和逐步认识：
科学是怎样转化为技术的；
技术是怎样影响社会和生活的；
人的需求和社会发展又怎样影响技术的发展方向；
我们应当怎样看待科学和技术。
（2）调查研究
调查研究是物理教育中实施STS教育一项重要的实践活动，也可以放在研究性学习中进行。它是围绕与物理（或综合其它学科）相关的社会实际问题，组织学生进行的自主性探究活动。这些实际问题可能是人类社会共同关注，但来自某一地域内的社会问题（如环保、生态和能源等），也可能目前尚未显现，但对社会具有潜在影响的问题。这些问题具有综合性特点，既是社会问题，又是科学技术问题；既显现了科学技术的积极作用，又暴露了它的负面影响。通过调查研究要达到的主要目的是：
认识社会问题的综合性和复杂性；
学习对社会问题进行探究的方法；
培养为社会服务，关心公众利益的意识，增强社会责任感；
培养用正确的价值观作指导，进行决策的能力。
（四）STS教育的评价
对STS教育的评价可通过学生评价、小组评价、老师评价等多种途径，学习的成果也可以通过黑板报（或其它形式专刊）、主题班会等形式来展现。
五、在物理教育中体现人文价值
美国著名科学家和发展预测家奈斯比特与阿伯迪妮曾指出：“21世纪最激动人心的突破之所以将发生，不是因为科技的进步，而是因为人性论的发展。“在他们看来，人类视野越广阔，科技力量越强大，就越会重视个人价值。从21世纪的人才需求角度看，在更多领域会需要复合型人才，科学教育与人文教育相融合是发展趋势。当现代科学教育仍只追求科学理性目标，只重视强化人的知识技能，提高人的计算能力，科学知识的功利性和科学技术的效益仍被放在首要甚至是唯一的位置上时，人们不得不开始正视“科学双刃剑”给人类带来的两面性。如果撇开中世纪的欧洲神学教育不论，现代教育本来并不存在纯粹意义上的所谓“科学素养教育”和“人文素养教育”之分。然而，在当今世界上科学与人文的两极分化却是事实，尤其是在高考“指挥棒”下的我国中等教育这种现象尤为突出。令人欣喜的是，这次课程改革把科学教育与人文教育的融合，放在了一个很重要的位置，我们每一位中学教师都应该深刻领会并付诸实践。首先在认识上要避免进入两个误区，一是在谈到人文教育，只想到的是为学生多开设道德课、心理课和艺术课，而忽视了人文素养在科学教育中的渗透这一有效途径。二是认为物理学科教育中的人文教育只是选择“人文物理”这一模块的教育任务，而忽视了对理科学生的物理教育同样需要培养他们的人文精神。其次，在实施途径上有注重渗透，淡化痕迹，要知道人文素养的培养是潜移默化的过程。另外，在内容选择上可以与STS教育相合，要在物理教育中回归自然，回归社会，在物理教育中发展学生个性，在物理教育中体现“真”、“善”、“美”，以“美”引发合理猜想，确定探索方向，以“美”指导探索过程，提供探索方法，以“美”建立知识结构，实现认识飞跃。
海门市高中物理新课程培训讲稿
一、课程改革的背景
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1. 高中教育的定位
过去：双重任务
●为高一级学校培养新生
●培养劳动后备军
现在：
普通高中教育是在九年义务教育基础上进一步提高国民素质、面向大众的基础教育。〔《普通高中课程改革方案（实验）》〕
人才培养模式的改变
传统的培养目标更多地关注学生学到了多少知识，因此传统的教学方式也便倾向于知识的灌输。由于教育培养目标的调整，必然导致了人才培养模式的变化。传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用，培养了不少优秀的人才，但是这种传统的教学方式过分侧重于知识的传授，缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及科学态度方面的培养，致使学生对物理望而生畏，丧失信心和热情，并且这将影响其终身对物理学习的热情和信心。人们已认识到这种传统的人才培养模式的弊病，积极地进行教学方法的改革，希望能实现学生学习方式的根本变革，使现在的学生成为未来社会具有国际竞争力的公民。在这一变革中，不少国家皆非常重视通过科学探究学习方式，培养学生的科学探究能力以及科学态度和科学精神。
《面向全体美国人的科学》研究报告认为科学教学应该：培养和利用学生的好奇心和创造性；强调理解的质，而不是强调信息的量；在不同的情况下以不同的方式传授概念；让学生将某些科学上的想法公之于众，与他人共同工作；培养学生对证据、逻辑和科学见解提出疑问的习惯；让学生懂得社会对科学技术发展的影响，也应该知道科学技术对社会的冲击。
在美国国家研究理事会（1996）制定的《国家科学教育标准》中，详细阐明了科学教育中探究性教学的重要性及其主要组成部分。《国家科学教育标准》指出：“让各个学段所有年级的学生都有机会进行科学探究，培养其进行探究性思维和探究性活动的能力，包括提出问题、制定调查研究计划并付诸实施、利用有关工具和技术收集数据、批判性并有逻辑地思考解释证据、分析交流其他解释方法以及科学论点等。”
又如，英国开设科学课程非常强调科学探究。课程设置原则中多数与科学探究有关，例：1）教师与学生应该互相交流，提出问题，教师应该向学生提出学习要求，并注重解决问题方法的传授；2）学生对科学概念的认识和理解，应通过多种途径逐步发展。学生学习科学，与科学家的科学探究有类似之处；3）进行观察、提出假设、设计探索方案都应围绕某内容进行，学生的探索技能取决于他们正在学习的内容范围；4）学生应逐步发展处理信息的能力，相互交流对学生学习起着重要作用；5）学生的科学态度对学习科技知识是很重要的。学生的好奇心、尊重事实、承认不确定性、批判地思考、创造性、持久性、与人合作等皆是很重要的。
1991年，英国政府在1989年颁布的科学课程大纲的基础上，颁布了关于中小学科技教育的新法令。在该法令中，对全国学校课程中的科学课程确立了以下四个目标：科学探究、生命过程与生物的组织、材料及其性质、物理过程。在科学探究中尤其强调培养学生：提出问题，作出预言与假设；观察、测量及操作变量；解释结果并评价科学证据等能力。
再如，在韩国的科学教育标准中，从小学、初中的科学到高中的物理等皆强调科学探究。初中科学的内容分为两部分，一为知识，另一部分为探究活动。知识部分包括运动、能量、物质、生命、地球；探究活动则包括观察、测量、实验等。韩国科学教育标准指出，“在科学的教学中，与学生认知发展水平相一致的关键的科学概念应在学生们的熟悉的情景下通过学生的具体经验进行。也就是说，初中学生应通过诸如现场的调查、实验等探究活动来理解科学概念、原理、规律等。另外，科学教育应通过认识科学对技术和社会的影响来使学生意识到科学与人类生活的关系”。
社会发展新需求
随着21世纪的到来，人类社会已跨入了知识经济的时代，科学技术及其教育在社会发展中的地位日益增强。在人类文明的长河中，科学技术发挥了关键性的作用。例如，信息技术的应用，使人类从物质时代向数码时代迈进。当物质世界的一切都能通过智能工具，转化成为一种全新的、非物质的、数字化的编码系列的形态之际，人类生活、生产以及精神发展等都将受到前所未有的巨大冲击。当然数码时代的来临给物理教育带来的冲击也是巨大的、深刻的、全方位的。如，数码时代的来临将导致产业结构变革，而这一变革将使物理知识转化为现实生产力的要求发生变化；数码时代的物理教学方式将发生变化，如出现网络学校、多媒体教学等等：数码时代学习物理的主体（学生）变了，出现了随着计算机以及网络文化长大的新一代；数码时代对全体公民的人文素质与科学素质的要求变了。另外，近年来物理学在航天技术、核技术、激光技术、纳米技术以及超导研究等方面有了突破性的进展，这些进展象信息技术一样皆对社会产生了相当的影响，同时也对基础物理教育提出了新的要求。
学生发展新需求
国际科学教育的发展大体可分为三个阶段。从远古到夸美纽斯、卢梭所处的时代为第一阶段，重在自然事实的教育；从工业革命到20世纪中后叶为第二阶段，重在学科知识的教育；从本世纪80年代开始，进入到第三阶段，即从“掌握科学”到“理解科学”的教育阶段，其基本特征是以教会学生理解科学、善待科学、保持人与自然的和谐共处为主要目的。 “理解科学”代表了新科学教育的理想和目标，它不仅指理解科学知识和科学方法，而且还指理解科学的本质与社会效应。从学生发展看，科学教育的目标应强调对学生科学素养的培养；促进学生有意识地学习科学，理解科学；培养学生适应能力、解决问题能力、运用科学进行决策的能力等等。
目前建构主义作为一种新的认知理论已成为国际科学教育改革的主流理论。建构主义强调学习的自主性、社会性、情境性，由此生发出探究学习和合作学习等现代学习方式。建构式的科学教育更加强调的是探究问题，而不仅仅是了解问题的答案；是批判性思维，而不仅仅是记忆；是在情境中理解，而不仅仅是获得一点信息；是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息，而不是无益的竞争。为了培养学生的科学素养，国际科学教育倡导“探究学习”和“合作学习”，即从“记忆的理科”转向“探究的理科”，从“单向教学”转向“合作学习”。
根据有关调研可知，多数中学生希望自己的科学素养能得到培养；能为终身学习打下基础；能发展自己的批判性、创造性思维能力以及科学探索的精神；具有信息的收集传递和处理能力、有效地表达和交流能力以及应变和适应能力等。学生们希望通过学习基础物理课程，学习必备的物理基础知识和掌握公民必备的通用技能；学习并认识物理学的基本思想、观点和方法；关注并科学地判断科技和社会发展中的问题。
因此，基础物理课程的设置应该顺应时代的潮流，注重人的发展，满足社会、学科及个人的发展需求。
２、国际比较
p.2 （１）课程结构： 日本、韩国、美国
p.4 (２) 课程的目标：美国、韩国
p.14 (３) 课程设置：日本、韩国、美国
相同点：p.6
３、我国物理课程的现状
p.24 78年要求比较高，学生达不到要求
83年，过早划分文理科倾向
90年，要求学生学到比较完整的物理知识
p.27 目前，各国的高中物理课程的培养目标：材料２－３，２－４
二、高中物理课程的结构
１、模块化、分系列的结构，共１２个模块，每个模块３６学时
高中学生的能力倾向各不相同，社会需要不同能力的人，高中学生的能力分化是客观存在的，高中物理课程必须给学生的发展提供各种可能。
２、各系列的特点
三、物理课程的特点
1. 明确提出并落实了三维课程目标
注重科学探究，提倡学习方式多样化
成功的科学教育要使学生既能学到科学概念又能发展科学思维能力。科学课堂中有效的学习要依靠多种不同的教学方法。已有证据证明，探究式学习方法是学习科学的一个强有力的工具，能在课堂上保持学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲。由前面的基础物理教育的目的定位可知，物理学习的主要目的不仅仅是学习物理知识，更重要是让学生通过学习物理知识，学会学习，学会探究，养成正确的价值观。学生在探究性学习中不仅能产生浓厚的学习兴趣，而且还能感受到自己失败与错误，通过纠正错误，逐步走向正确，真正体会到成功的喜悦。意义不能给予，只能发现，富有探索性的物理学习实践是发现物理现象背后意义的关键，亦是物理素养形成的过程。21世纪学生应具备的物理学素养必须通过每个学生自己的发现意义过程来形成。当然，科学探究不是唯一的课堂教学方式，教师可根据具体内容灵活地选用不同的教学方式。
科学探究能力目标
一、提出问题
1.能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学有关的问题。
请见以下实例：
例1．某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相同，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的则宽而浅。该学生感到这可能有一定的道理。
例2．某学生在观看许多鸟类标本时，发现啄木鸟的嘴巴和鸽子等鸟不同，啄木鸟的嘴尖细而坚硬。该学生意识到这里有物理的原因。
例3．一位没有学过电磁感应知识的学生猜想：既然电能生磁，通电导线能使它旁边的小磁针偏转，那么磁也许可以生电，放在磁体旁的闭合线圈中也许就会有电流通过。他用实验验证时却没有观测到磁体旁的线圈中有电流。但细心的这位学生偶然发现，当把磁体取走或放入的瞬间，与线圈相连的电流表的指针发生了摆动。他想，这里一定存在着某种物理规律。
以上分别从日常生活、自然现象、实验观察三种情况各列举了一个发现问题的实例。这三个实例所反映的不仅是学生在发现问题时所处的环境状态不同，而且其心理状态也不同：例3是偶然被捕捉的发现，像奥斯特发现电流周围存在磁场就属于这种情况，它需要敏锐的洞察力；例2是经过仔细对比的后的发现，它需要进行深入的观察；例3是对平时熟视无睹现象的发现，这些现象天天都呈现在我们眼前，从平常中发现问题，实质上是一种批判性思维的体现。以上发现问题的各种方式都是形成和发展学生发现问题的能力所必须的。
本要求所述“发现与物理学有关的问题”，包括发现的相关物理现象之间的联系（例1）、发现某物理现象区别于其它物理现象的特点（例2）、发现在其它场合下和以往事件中没有出现过的物理现象（例3）等等。应该说明的是，学生此时发现的是某种现象，仅是一种问题意识，还没有形成具体的、能清晰、明确地用语言或文字表述的问题。
2.认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义。如果没有发现问题、不能提出问题，科学探究便无从谈起，因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。同时，科学探究过程是围绕着所探究的问题展开的，正是由于有了明确、具体的探究问题，才能使探究过程具有明确的方向，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去，可以说，问题是各个探究环节的核心。另外，发现问题和提出问题的过程是极具创造性的过程，要想从平常的、已经习惯的事件中发现不平常的因素，这是很不容易的事，它比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维，科学探究的最终目标之一就是发展学生的创造力，发现问题和提出问题对实现这一目标起着重要的作用。
学生不可能一开始便能获得对发现问题、提出问题的意义的全面认识，上述认识也不可能只通过教师对学生全面讲授就能完全建立的，必须使学生经历发现问题和提出问题的过程，并对所提出的问题作进一步的探究实践，通过学生自己的体验，逐渐认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
二、猜想与假设
1.对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
在探究“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”问题时，老师问学生：如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会改变吗？下面有这样一段教学过程。
“学生相互议论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。
如果电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？是否可以这样推测：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。
通过以上推测可以想到：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强。”
这就是对“电磁铁磁性强弱与什么因素有关”进行探究的可能实验结果进行的推测和假设。和猜想一样，推测和假设的根据是探究者自己的经验、知识以及所探究问题的科学事实。推测和假设的结论必须是可检验的，检验的结果有两种可能：一是支持假设，即证实；二是否定假设，即证伪。一个无法检验的陈述是没有探究价值的，因而也就不是一个科学假设。
2.认识猜想与假设在科学探究中的重要性。
猜想与假设在科学探究中的重要作用首先在于它是科学结论的先导，如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持，它就可能发展成为科学结论。因此，猜想与假设能帮助探究者明确探究的内容和方向，指导探究的沿预定目标展开，避免探究的盲目性。
因为猜想与假设对解决问题的方案作了一定的预见性思考，因此，它为收集信息、分析和解释信息提供了一个大致的框架。例如在“树荫下圆形光斑的成因”探究问题中，其猜想是“圆形的光斑是由于圆形的太阳形成的，和树林中透光的树叶空隙的形状无关”，按照这个猜想可以得到一个概括性陈述，就是“光源发出的光通过一个屏障上的小孔后在光屏上得到的光斑，其形状与光源形状相同，与小孔形状无关”。按照这个陈述，就能设计一个验证方案：取不同形状的光源，有长条形的（日光灯）、球形的（磨沙灯泡）等。在不透光屏障上钻不同形状的小孔，有圆的、方的、三角形的等。观察不同光源的光通过不同小孔后的光斑形状，便能验证猜想是否正确。因此可以说，猜想与假设为制定探究计划、设计实验方案奠定了必要的基础。在以上实验中，如果在同一屏障上钻上多个相互靠近的大小不同的小孔，模拟树林中杂乱无章的透光空隙，还能看到树荫下那种明亮不同、交错重叠的光斑。如果进一步改变孔的大小、增大光屏到透光孔之间距离的调节范围，还可以发现和认识许多在猜想上未曾预料到的现象。
要使学生获得对猜想与假设的正确认识，应该让学生在经历猜想与假设的过程，并据此制定探究计划或设计实验，完成探究活动，使学生体会猜想与假设是科学结论的先导，体验猜想与假设在整个探究活动中所起的引导性作用。
三、制定计划与设计实验
1.明确探究目的和已知条件，经历制定计划与设计实验的过程。
在制定探究计划或设计探究实验之前，必须明确探究的目的和已知条件。探究的目的来自于探究的问题，探究计划的具体任务或实验方案的具体要求来自于根据探究问题所提出的猜想或假设。当猜想或假设一经提出，便能据此明确目的，辨明条件。
制定计划与设计实验是科学探究过程中重要的环节，但多数情况下，为了使科学探究能进行下去，教科书都需要介绍探究的方法，因此在课堂教学中，这个环节学生较少有锻炼的机会，这样，让学生经历制定计划与设计实验的过程就显得特别必要。
制定计划与设计实验，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决问题的方法，根据现有的条件和探究的要求，各应该选择哪种方法为好，然后根据这些被选中方法确定需要什么实验器材，按这些方法的逻辑关系构思出操作步骤。例如设计“影响电磁铁的磁性强弱的因素”实验方案时，通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强的假设之后，通过逻辑思维，很容易分析出实验需解决的问题有三个：怎样测量磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。这时就可以发动学生来讨论解决这些问题的方法，如：
“1. 怎样测量电磁铁磁性的强弱？
学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。
学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。
学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧计的读数）有多大。
2. 怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流？
学生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。
学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。
3. 怎样改变电磁铁线圈的匝数？
学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。
学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。”
兼顾考虑实验是否精确、器材是否普及、操作是否简便等因素，发动学生对这些因素进行具体分析，根据不同的学习条件，可采用C、D、F，或者用A、D、G以及其它方法组成探究方案。
2.尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。
总的来说，科学探究可以使用观察、实验、资料查询、调查访问等方法。观察是获取自然存在的有关信息的方法，实验是通过人为的办法制造某一情境和条件从中获取信息的方法，资料查询和调查访问是收集别人在有关问题上曾经获得的信息的方法。不同的探究课题，所需要的信息特点不同，其信息来源当然也不同，因而需要选择不同的方法。应该说明的是，使用这些方法的目的是为了获得科学探究所必须的证据，对这些证据的解释以及科学探究结论的形成则应该由探究者根据证据通过逻辑思维来完成。
义务教育物理课程标准中科学探究的问题，比较多的是用观察和实验的方法。其中尤以实验探究方法居多，因此存在着一个如何选择实验器材的问题。
选择实验器材所涉及的面很广，如实验的原理、实验器材的性能和操作要求，实验的基本知识等，都会对实验器材的选择起作用。在选择实验器材时，考虑的因素也是多方面的，例如怎样实现探究的步骤，怎样保证器材的安全，怎样减小实验的误差，怎样方便实验的操作等等。对初中学生来说，不能一开始就要求过高，但应该让学生在制定探究计划时领悟选择器材的思路，尝试自己来选择探究所需要的器材。例如，可以让学生在制定探究计划时思考需要哪些器材，把所需器材的种类先确定下来，然后再从实验器材的安全性、减小误差、方便操作等方面来考虑器材的规格等问题，形成从各个因素选择实验器材的意识，逐步地提高学生选择实验器材的能力。
在选择实验器材时，应提倡学生选用日常生活中常见的器具来进行实验，这有利于使他们产生对实验探究的亲近感以及发展他们在实验器材选择方面所表现的创造能力。
3.考虑实验的变量及其控制方法。
要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，首先应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果。例如一段导线和一段电炉丝，从本质上都是一个电阻。电炉丝要做成螺旋状，是为了增加电炉丝的长度；导线中的铜丝要做成多股，是为了在保持柔软的情况下增加铜丝的横截面积；电炉丝不用铜而用合金做成，是从材料选择方面增大电炉丝的电阻值。由于导线和电炉丝对电阻值的要求不同，它们在长度、横截面积、材料等因素上的体现也各不同，这些因素共同对它们的电阻值起作用。
要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，还应使学生认识到，在一定的条件下有时是某个因素在对问题起主要作用。同样是研究输电导线的电阻，当我们观察到离电源越远的地方所连接的灯泡越暗时，这是导线的长度在起主要作用；当用户的用电量增加使得必须换用更粗的电缆时，这是导线的横截面积在起主要作用；当考虑为什么要用铜或铝而不用价廉的铁丝做导线时，这是导线的材料在起主要作用。究竟是哪一个因素在起主要作用，这是和研究问题的条件有关的。学生在获得这种认识之后，可以让他们尝试对探究问题的因素进行分析，判断在给定条件下，影响问题的主要因素是什么。
之所以要使学生认识当某个因素在对问题起主要作用时是有一定条件的，就是为了使学生能进一步体会，所谓这个条件，就是除主要因素以外的其它因素对问题的影响应该小到可以忽略的程度。实际上，这就是在帮助学生建立控制变量的初步意识。具体用以上实例来说就是：当研究导线电阻与长度、横截面积、材料三者中的某一个量的关系时，应保持另外两个量相同。
除此之外，使学生在科学探究中体会变量的概念，这也是建立控制变量的初步意识的一个方面。以探究导线电阻和长度的关系（横截面积、材料相同）为例，应使学生意识到，一个长度值对应着一个电阻值，长度的变化引起电阻值的变化，因而一系列的长度值对应着一系列的电阻值，它们的关系是一种动态关系，尽管不要求学生从数学的角度建立它们的函数式或图像，但是物理量之间的相互制约的意识对学生制定探究计划是很必要的。
4.认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。
科学探究需要通过具体的操作来获取证据和验证假设，制定探究计划、设计实验方案，将把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来。
制定探究计划将使探究者明确收集信息的途径和方式、确定收集信息的范围和要求、了解探究所需的器材和设备以及建立分析数据的方法和思路。探究计划使探究步骤更加有序、探究过程更加科学，如果没有探究计划，没有实验方案，科学探究的操作也就失去了根据。探究计划不当或者实验方案不妥，将直接影响着探究结果的可靠性和科学性。
在学生制定探究计划之后，可以引导学生分析自己的计划，同学之间相互交流探究计划，寻找计划中的不当之处，并预料它在探究中所产生的不良后果，从而提高对制定计划与设计实验在科学探究中的作用的认识。
四、进行实验与收集证据
1.用多种方法收集数据。
通过观察收集数据时，首先要有明确的观察目标，知道是在哪一个研究对象上收集信息；同时要明确收集信息的内容，知道是记录某一现象的细微特征还是记录两个现象之间的相互联系，或者是两者兼而有之；还要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的信息。
除了收集预定关注的信息外，探究者还应善于捕捉意外的信息，历史上的许多发现，如伽伐尼电、“布朗运动”、伦琴射线等，都是由于科学家的敏锐目光捕捉住了意外信息而得到的。
通过实验收集数据时，除了应该具备以上通过观察收集数据的基本要求之外，还必须具有初步的实验操作技能，会使用简单的实验仪器和测量工具，能测量一些基本的物理量。
能通过公共信息资源收集资料。
物理探究活动的公共信息资源主要来源于图书馆、阅览室、科技馆、博物馆、展览馆、广播、电视和互联网等。
学生应具备从图书馆、阅览室所收藏的图书和报刊中收集有关资料的初步能力，会从图书索引中查找自己需要的书目，能从自己需要收集资料的内容来选择应查找的刊物和报纸。学生应具有阅读书籍目录的意识，经历从书籍的目录和报刊的栏目中来判断自己所需资料可能位置的过程，尝试用摘抄和复印的方法来复制所收集的资料。
学生在参观科技馆、博物馆和某些专门主题的展览会时，应具有收集资料的意识。当带着收集资料的目的去参观这些场馆时，应想到携带适合自己条件的记录资料的工具，如笔记本、照相机、录音机、录像机等，在允许的情况下采用恰当的方式及时地记录所需的资料。
学生应尝试从互联网上收集资料，学习查找与资料内容相关的网站和文件的方法和利用下载来收集资料的方法。有条件的，还可以经历从电子图书馆和电子出版物（如《中国大百科全书》）中查找资料的过程。
2.尝试评估有关信息的科学性。
由于信息提供者的科学素养以及信息传播过程中的失误，信息的科学性问题是客观存在的。学生应该具有评估信息科学性的意识和初步能力。
应从信息所反映的科学概念上来评估信息的科学性。某电视传媒为了强调节能意识，其主持人手拿理发店的电吹风机说：“……所节约的电能，足可以供给××个这样的电吹风机同时工作。” 此提供的信息混淆了功和功率的含义，在概念上出了科学性问题，因而不是科学的信息。
还应从日常生活、技术中常见物理量的数量级来发现信息中的科学性问题。例如对常见用电器的功率和工作电流、各种声音的频率范围、常见日用品的重力、汽车行驶的速度和飞机飞行的速度等物理量的大小应该有一个大致的估计，如果出现汽车的功率是几瓦、日光灯的电流是几十安培，应该判断出这可能在数字或单位的表述上出了问题。
3.按说明书进行实验操作，会使用基本的使用仪器。
会阅读说明书，是指能从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项。例如以下某J2413型电磁继电器的产品说明书：
J2413型电磁继电器的产品说明书（节选）
用途：略
原理：略
技术数据：
工作电压 直流8V 工作电流 60mA±10％
吸合电流 ≤48mA 释放电流 ≥10mA
被控制电压 交流220V 被控制电流 ≥1A
……
使用方法：
将8V直流电源接演示继电器面板右侧两个接线柱，将被控制电路接于面板左侧三个接线柱，即可模拟高灵敏度继电器在电器、电子电路中起的自控、遥控作用。
注意事项：略
说明书所标明的“工作电压为直流8V”，“被控制电压为交流220V，被控制电流≥1A”，都是指电磁继电器的工作条件。它要求继电器线圈正常工作时的电压为直流8V，电压太低或太高都不利于继电器的正常工作。说明书要求被控制的工用电器额定电压为220V，被控制的用电器额定电流为1A。应看懂说明书上所标的“被控制电流≥1A”的含义，它是指产品的这项性能已经达到并超过了1A的水平，不能误认为可以把该继电器用来控制超过1A电流的用电器。
在理解仪器工作条件和操作要求的前提下，应该按照说明书的要求正确地操作仪器。
还应该使学生认识到，尽管说明书上有一些看不懂的内容，这些内容一般涉及的是产品在生产、技术方面的问题，但它并不妨碍我们正确地使用仪器。
4.具有安全操作的意识。
实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。
在考虑实验仪器的安全时，应该具有关注实验仪器量度范围的意识：天平所测量物体的质量不能超过天平的称量；不能把温度计用来测量有可能超出其量度范围的温度；不能对弹簧用力尝试超过它的弹性限度；不能使电学元件通过的电流值超过其标称的额定值。
应该对实验结果的安全性具有预先考虑的意识。当用滑动变阻器控制电路中的电流时，开关闭合前，应审视变阻器的接线和滑动头的起始位置是否会造成变阻器的短路。当对电路的接线没有十分把握的情况下，闭合开关前，会用瞬时碰接的方法来探测电路在接通时的安全性。
当使用易破、易碎的器材做实验时应具有谨慎操作的意识。例如在使用长的玻璃管和薄的玻璃器皿时应该采取合理的防范措施。另外，还应该对220V交流电源的使用始终保持用电安全的意识。
7.认识进行实验与收集数据对科学探究的重要性。
科学事实是检验科学结论的唯一标准，证据是进行科学分析的根据，如果不进行实验，不收集科学数据，实验探究便无法进行下去，所探究问题的结论也就不可能形成。
在进行实验与数收集数据时，如果由于实验环境的影响、实验条件的改变或者由于实验者的疏忽，造成所收集数据的失真或部分失真，将会对探究结果产生严重影响，甚至有可能得出与真正的科学结果完全相反的结论而致使探究者对这错误结论反倒信以为真。收集数据对科学探究的重要性是不言而喻的。
教师应引导学生对进行实验与收集数据时的偶然失误作出认真的分析，从具体的事例中看到它的严重后果，使学生加深对进行实验与收集收集在科学探究中的重要性的认识。
五、分析与论证
六、评估
1.尝试分析假设与实验结果间的差异。
探究假设是对探究结果的预期，探究结果是对探究假设的验证（这里所指的探究结果是指实验结果，并非是对探究结论的陈述）。若结果与假设吻合，则假设被证实；若结果与假设冲突，则假设被推翻；若结果与假设基本吻合，但存在着差异，从原则上说，该差异必然是受到另一种规律支配的结果。关注这种差异，实际上就是在关注引起这种差异的规律，这是发现问题和提出问题的前奏，是创造性思维的表现。
科学史上，由于理论预期和实践测定之间存在着差异，并围绕着这个差异进一步探究而导致新的发现的事例是不胜枚举的。18世纪，太阳系的第7个行星天王星被发现后，在探究其运行轨道时，发现它的实际轨道总是跟用万有引力计算出来的有一定差异，研究者根据这个差异，推测天王星外面还有一个未发现的行星在对天王星起作用，通过进一步的理论和实践研究，终于发现了太阳系的第8个行星——海王星。无独有偶，因理论和实践之间的差异，又导致发现了太阳系中的第9个行星——冥王星。
2.能注意探究过程中未解决的矛盾，发现新的问题。
例如，在学习了磁场对电流的作用规律以后，摆在学生面前需探究的问题是如何应用这个规律来实现电能转化为机械能的实际应用，即探究电动机的原理。首先探究的是如何使线圈通电后转起来。
教师指导学生把一段粗漆包线绕成一个小矩形线圈，线圈的左右两端各伸出一段，用小刀刮去两端漆包线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。用钳子把曲别针弄弯，做两个支架，把线圈两端放在支架上，线圈下面放一永磁体，支架分别与电池的两极相连（如右图）。用手轻转小线圈，它就会不停地转下去。这一探究过程的实验设计是教师提供的，学生在这一环节中的主要任务是对实验现象进行解释，以及对这个“电动机”的工作进行评估。
学生在仔细观察后，发觉线圈每转一圈，电路被接通一次，获得一次使线圈沿相同方向转动的动力。这是线圈之所以能维持转动的原因，但这同时又是线圈对电源的利用率不高和线圈转动不平稳的原因。这是探究过程中需要解决的矛盾，是新发现的问题，如果能解决这个矛盾，“电动机”的实用价值将会得到巨大的提升。这一矛盾的揭示，标志着对电动机换向器研究的开始。
从上例中我们看到，通过对探究的评估，注意探究过程中未解决的矛盾，将可能导致更有意义的新一轮探究过程的展开。
3.尝试改进探究方案。
4.认识评估对科学探究的意义。
评估能优化探究的方案。通过对科学探究过程个结果的评估，从中扬其所长，克其所短，不仅使本探究课题的方案直接得到了改进，而且在评估和改进方案的过程中，增长了知识，提高了相关技能，为将后对类似课题探究方案的优化奠定了较好的基础。
评估有可能引出新的发现。在关注探究结果和探究假设的差异的过程中，在关注探究过程未解决矛盾的过程中，将会涉及探究方案中没有考虑的问题，这将可能引发出新的探究问题和获得新的发现。
评估有利于学生养成严谨的科学态度。评估是对探究行为和获取信息的可靠性、科学性从严密的角度重新审视的过程，它需要学生从更全面角度来思考和认识问题，这将促进学生用严谨的态度来进行科学探究。
评估是对探究反思的过程，评估有利于发展学生的批判性思维。
要使学生获得对评估的正确认识，应该让学生经历评估的过程，例如让学生通过小组交流或全班交流的方式，讨论科学探究中所存在的问题、获得的发现和改进建议，使学生从这些具体的评估活动中获得体验、并在教师必要的点评下，形成对评估的正确认识。
七、交流与合作
1.能写出实验探究报告。
简单的探究报告，其内容应该包括探究的问题、探究的过程和探究的结论。
不要强求学生用刻板的格式来写探究报告，也不要强求学生把科学探究的各个要素必须全部贯穿在每一个科学探究报告中。
应该让学生在理解科学探究的情况下写出自己的探究报告，自己表述探究的问题和探究的过程，自己设计和描绘有关的图表，自己总结所探究的结论。不要让学生不动脑筋地在事先全部印制好的《探究报告册》中完成他们填写“探究报告”的任务。
2.在合作中注意既坚持原则又尊重他人。
能思考别人的意见，改进自己的探究方案。
合作精神应贯穿在科学探究的各个环节中。
在合作中注意坚持原则，具体表现为坚持实事求是的精神，坚持严谨的科学态度，坚持用实践来检验理论的观点，坚持依靠证据结合逻辑分析进行科学探究的方法等。
在合作中注意尊重他人，表现为认真思考别人的观点，分析别人观点与自己观点不同的地方，一旦发现自己的想法有错误时，要勇于承认、放弃或修改自己的错误的地方。尊重他人，还表现为认真体会别人意见中的道理，一旦当发现别人意见中的合理因素，应尽量吸收到自己的探究方案中来，完善和改进自己的探究方案。
3.认识科学探究中必须有合作精神。
科学探究中的诸环节，如制定计划、操作实验，收集信息、处理数据等，许多都需要发挥探究小组的整体力量，小组成员只有具备合作精神，才能使这些环节顺利完成或得到优化。而收集信息、技术咨询等工作，还涉及到探究小组与外界的联系，这种合作精神还需要延伸到更大的范围。任何成功的科学探究，都离不开合作精神。
物理学习中的科学探究活动，通常是以小组的方式进行的。从学习的角度来说，每位成员在学习上的的想法都为整个小组所共享，个人的知识构建是集体智慧的结晶，也是合作精神的体现。
p.28 高中物理新课程的理念
《课标》p.６ 行为动词说明
2. 提倡自主学习、合作学习、探究式学习
四、物理课程标准与教学大纲的区别
?1. 对达到知识目标的过程，对情感态度价值观都做出了要求
2. 对知识要求的阐述比较宽泛
3．以 “例” 和 “活动建议” 的形式对标准做进一步描述
4. 学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求（有的不一定要做，比较宽泛。也有必须作的实验）
5. 对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有建议
五、初中新课程的精神
重视情感、态度与价值观的教育
重视过程与方法的教育
重视科学探究
方法教育
物理思维的基本方法：
１、分析和综合的方法
分析方法：把研究对象在思维中分解成为他的各个组成部分或要素，然后分别加以考察和研究，从而揭示事物的属性和本质的方法。如隔离法、抛体运动的 分解等。
综合方法：在分析的基础上，把研究对象的各个组成部分或要素在思维中重新结合为一个整体，从而在整体上把握事物的本质和规律。如：牛顿定律和万有引力定律的建立，都是在前人关于力学和天体力学的研究成果加以创造性综合的结果。
２、比较与分类的方法
课件56张PPT。高中物理新课程、新教材、新高考江苏省海门中学 黄晏1普通高中
物理新课程
简 介
第一部分1 一、课程改革的背景
二、物理课程的结构
三、物理课程的特点
四、物理课程标准与教学大纲的区别
五、制约课程改革的三大问题
1一、课程改革的背景
?
1. 高中教育的定位
过去：双重任务
●为高一级学校培养新生
●培养劳动后备军
现在：
普通高中教育是在九年义务教育基础上进一步提高国民素质、面向大众的基础教育。〔《普通高中课程改革方案（实验）》〕
健全人格、公民素养1 ●从我国的社会需要来看
人口大国 → 劳动力资源大国
●从受教育者个体发展来看
以人为本
关注每位学生终身发展的愿望和需要
自主思考和规划人生的意识和能力、批判性思考的能力。
创造力源于人的个性，不能培养没有头脑的机器零件。
●从我国高中教育的发展情况来看
由“精英教育”向大众文化教育转变。目标、内容、方式都要有所改变。 1 2. 国际对比研究
研究不同 文化圈 的共性。
英美文化圈：美国、英国、加拿大、澳大利亚等
欧洲大陆文化圈：德国、法国、芬兰、荷兰、瑞士、瑞典等
印度文化圈：印度
东亚文化圈：日本、韩国等
中华文化圈：我国台湾及香港
1共同点：
● 培养学生的社会责任感
●个性发展、创造力和批判性思维、
交流与合作
● 共同基础＋选择机会
设置多样化的课程
学生享有尽可能多的选择性1 3. 我国物理课程的现状
1997年前
1978年
大背景：拨乱反正，加强基础科学
《全日制十年制学校物理教学大纲》
知识要求比现行大纲高很多
欧姆表、惠斯通电桥、电源的输出功率与负载和内阻的关系、含反电动势的电路……
1983年
数理化、教学要求分为“基本要求”和“较高要求”。
“甲种本”、“乙种本”。盲目追求高要求。
此后，高考命题以乙种本为标准，过早划分文理科的现象，许多学生只学力学。 1 1990年，
要学到 “较完全的物理知识”
新大纲，高一、高二 “必修物理课”，高三学理科的学习“选修物理课”。
困难：许多内容，例如圆周运动，在高一物理课中只能学角速度、线速度，而向心力等内容则要到高三。“话到嘴边留半句”。
多数学校都是 “打通” 的。 1 “两省一市” 方案
1997年
山西、江西、天津试验新课程计划
1999年
修订后扩大，我国当前高中课程的主流结构。
特点：分类型、有选择
“二一分段” → “两类物理课”
I 类物理课：必修，会考
II 类物理课：选修，理工科高考
第一年两类内容相同，第二年 II 类覆盖 I 类1 “两省一市” 方案的进步意义
●首次给学生 提供了选择，重大的进步。
●1999年的试验修订版大纲增加了“课题研究”，并且规定为必学内容。引起广大物理教师极大的兴趣，许多地方进行了尝试。它与课程计划中的 “研究性学习” 和 “综合实践活动” 一起成为这一课程方案的亮点。
●第一次提出了物理课程 “在观念、态度领域的教育功能”；第一次提出，物理课程 “要注意联系当前普遍关心的社会经济问题，如能源、环境等问题，使学生理解物理学与技术进步、社会发展的关系，从更广阔的角度认识物理学的作用”。 1“两省一市” 方案的局限性
●过分强调知识的教学
97 年版本明确写出要“使学生学习比较全面的物理知识”，什么都舍不得丢，必修（I类）内容与学时的矛盾突出，不可能进行探究式的学习。同时也使数理能力较差的学生对物理产生畏难情绪。
教学内容规定过死（如学生实验）
●没有涉及学生的学习方式
教学实践中基本上仍是被动式的学习。
●学生选择的空间仍然狭小(实验分必做和选做)1新课程不是空中楼阁
历史的教训不能忘记
“破体系”、“整合”1二、高中物理课程的结构1 模块化、分系列
每个模块 40 课时（含本模块的复习考试４课时）
半学期（10周）学完。
允许跨年级选课1 2. 各系列的特点
物理1和物理2（共同必修模块）
学习中要：
经历一些科学探究活动，
初步了解物理学的特点和研究方法，
体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响，
为下一步选学模块做准备。1 选修1系列
以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会的相互关联和相互作用。
注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合，
突出物理学的人文价值，强调物理学对人类文明的影响。1 选修2系列
以物理学的核心内容为载体，侧重从技术应用的角度展示物理学
强调物理学与技术的结合
着重体现物理学的应用性、实践性。1 选修3
较全面地、综合地展示物理学的基本内容，
强调物理学的思想和方法，
较为深入地体现物理学在技术中的应用
较为深入地体现对经济、社会的影响。1以电磁波为例
说明三个系列的区别1 ●选修1（19页）
列举电磁波在日常生活和生产中的广泛应用。了解电磁波的技术应用对人类生活方式的影响，结合日常生活中的具体实例发表见解。
举例说明科学技术的应用对人类现代生活产生的正面和负面影响，对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点。
1 ●选修2（25页）
了解电磁波及其发射、传播和接收原理。知道光的电磁本性和电磁波谱。举例说明电磁波在社会生活中的应用。
收集资料，了解移动通信的工作模式、常用术语和移动电话的常用功能。
初步了解电视、广播和电视机的工作模式，知道电视机的主要结构。了解电视、广播技术的新进展。
（高清晰度电视）1 ●选修3（42页）
初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。
了解电磁波的发射、传播和接收。
通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
1 3. 三个系列分别是为哪些学生准备的？
为喜欢这些内容的学生准备的！
例如30页（选修2-3）：
了解照相机的主要技术参数的含义。
例：在曝光量一定的情况下，通过改变光圈和快门的组合改变景深。
与“文理分科”的不同点：学生可以在不同系列中选择学习内容。除了三个系列外，还有“物理实验专题”和“物理专题研修”。
不能想当然地认为以后的高校招生模式一定与现在完全一样。 1 三、物理课程的特点
1. 明确提出并落实了三维课程目标
2. 提倡自主学习、合作学习、探究式学习1 ●课标8～9页明确地、可操作地阐述了三维课程目标。
●课标在各模块的具体要求中体现了过程与方法、情感态度与价值观的要求。
例如：
12页“经历匀变速直线运动的实验研究过程”，“体会实验在发现自然规律中的作用”，“体会数学在研究物理问题中的重要性”
13页“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系”
14页“关心生活和生产中常见功率的大小及其意义”
15页“关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系”
16页“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”（具有过程与方法的双重意义）1例 运动学规律的教学
分为两章，第一章学描述运动所用的概念，第二章学规律。
1. 第一章 使用打点计时器的基本技能、会用打点计时器测速度、会用图象表示速度、会通过图象比较加速度
（用手拉纸带，避免涉及运动规律）12. 第二章第一节
做实验，但只记录小车位移随时间变化的情况，作出图象，不做分析，不要求得出规律。1 4. 通过图象分析运动，得出
v = v0 + at 3. 第二节
研究前一节得出的图象，确认存在着“匀加速运动”。返回目录1情感、态度与价值观的教育
要体现在整个课程中1例：一道问答题
飞花两岸照船红，
百里榆堤半日风。
卧看满天云不动，
不知云与我俱东。
诗中描述了什么物体的运动？它是以什么物体为参考系的？
你对诗人关于 “榆堤”、“云”、“我” 的运动与静止的说法有没有不同的认识？1
例：学过 “用图象表示速度” 后的 “说一说”
百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员百米的成绩是 10.57 s，按照你的估计画出他在这段时间的 v-t 图象的草图。
如果是没有受过熟练的同学跑百米，他的 v-t 图象的形状可能有什么不同？1 例： “说一说”－－牛顿第三定律和“掰腕子”
鼓励质疑（课本p.88）1STS（课本p.20）
例：学过速度后的 STS 栏目 “速度与现代社会”
协和式飞机。它能在 20 000 m 的高空以 2 倍声速飞行。但是，它的能耗太大，飞行和维护的成本太高，加之起飞和降落时的巨大噪声，以及安全隐患，所有的协和飞机于 2003 年 10 月已经全部退出运营。 近 30 年的 “协和史” 引发人们深思：有没有必要无限制地追求 “高速度” ？1●学生学过科学课程之后将：
以不同的视角、不同的方法看世界
提高了认识世界的能力
（跳台跳水与跳板跳水）1 2. 提倡自主学习、合作学习、探究式学习
学生是学习的主人，教师是学习的组织者和引导者。
导师不同于教书匠1四、物理课程标准
与教学大纲的区别
?
1. 对达到知识目标的过程，对情感态度价值观都做出了要求
2. 对知识要求的阐述比较宽泛
3．以 “例” 和 “活动建议” 的形式对标准做进一步描述
4. 学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求
5. 对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有建议1 1. 对达到知识目标的过程，对情感态度价值观都做出了要求
除了前面的例子外，还有：
例：15页“通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性”
例：19页“对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点”（选修1-1）1 2. 对知识要求的阐述比较宽泛
例如15页：
会用运动合成与分解的方法分析抛体运动
例 分别以物体在水平方向和竖直方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹
不刻意区分平抛和斜抛，强调的是科学方法。
1 3．以 “例” 和 “活动建议” 的形式对标准做进一步描述
“例” 和 “活动建议” 不是必须执行的1 4. 学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求
例如：
●12页 “经历匀变速直线运动的实验研究过程” 明显地要求学生做实验
●29页 “会测定凸透镜的焦距（选修2-3）” 明显地要求学生做实验
●12页活动建议中“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况”则不要求学生或教师一定做实验，但是建议去做。
●10页 “科学探究及物理实验总体要求”
例如：“尝试选择实验方法”、“按说明书进行实验操作”、“尝试分析假设与实验结果之间的差异” ……1 与过去对实验的要求有很大的不同：
具体器材、操作的要求少了，
实验思想、方法的要求高了。1 ★ 学生实验虽然没有具体步骤，但给恰当的提示、指出可能出现的问题，多数还有几种不同方案供选用。
例：实验－－验证机械能守恒定律
1. 简述实验方法。 2. 提示要注意的问题（四点）
3. 速度测量的建议对比：新教材P26， 现行教材P1481例 实验：探究加速度与力、质量的关系
1. 加速度与力的关系
实验的基本思路
实验数据的分析
2. 加速度与质量的关系
实验的基本思路
实验数据的分析
3. 制定实验方案时的两个问题
怎样测量（或比较）物体的加速度
怎样提供和测量物体所受的恒力
参考案例
4. 怎样由实验结果得出结论
比例式与等式1通过作图处理数据（P76）1 5. 对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有建议
这部分是课程理念的再次体现，它表明，标准不是只规定物理内容。 1五、制约课程改革的三大问题1.经济现状
2.文化背景
3.社会体制1第二部分 新旧教材的对比分析1 ●运动的描述
●匀变速直线运动的研究
●相互作用
●牛顿运动定律
●机械能及其守恒定律
●曲线运动
●万有引力与航天
●静电场
●稳恒电流1第三部分 新高考的应对策略 11.新高考方案概况
基本模式：3+1+X
文科+1 为历史
理科+1 为物理
录取时看语、数、外总分（文科语文+50分、理科数学+50分）及所选科目等级
1具体等级：
A.10% B.15% C.30% D.30% E.15%
其他学科水平测试也分5个等级
分数达到D以上方可参加高考
E的比例估计为1%~2%
有一次补考机会12.应对策略
分科时间 ?学年以后或一学年以后
分科方案 物理+化学、物理+生物
历史+政治、历史+地理
必要时可采取分层教育13.教学进度建议
高一完成 必修 （3/4学年 ）
选修3-1两章（1/4学年）
高二完成 理科：选修系列3以下内容
文科：选修系列1内容14.命题设想
水平测试：必修+选修系列1
等级考试：必修+选修系列3中的四个模块1谢谢大家1
