《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)試用教材》介紹.ppt

1、高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)試用教材介紹,人民教育出版社 2004.7,一、試用教材 的追求與特色,三個(gè)轉(zhuǎn)移：獨(dú)白對話 ；引起期待引發(fā)思考；驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)科學(xué)探究 三種統(tǒng)一：歷史追向與現(xiàn)代審視；厚重思想與輕松感覺；文字特色與圖像魅力 三個(gè)并舉：實(shí)驗(yàn)觀察與理性思考；探究形式與探究精神；科學(xué)勇氣與嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,1、前言與緒論 趙凱華 簡介 以學(xué)生自發(fā)性研究自由落體運(yùn)動規(guī)律的故事，使學(xué)生接觸一個(gè)科學(xué)探究的事例 目的在于使學(xué)生對于高中物理“學(xué)什么”、“怎樣學(xué)”有初步的感性認(rèn)識 物理學(xué)與人類文明 屬緒論性質(zhì)。分“物理學(xué)”、“物理學(xué)與其他科學(xué)技術(shù)”、“物理學(xué)與社會進(jìn)步”和“物理學(xué)與思維觀念”、

2、“物理學(xué)的未來”五個(gè)欄目 特點(diǎn)是典型事例形成一些基本而重要的觀念基礎(chǔ)。 物理學(xué)的未來 以湯姆孫的“新春獻(xiàn)詞”和德布羅意物理學(xué)的未來 為線索，展示科學(xué)永遠(yuǎn)是一部未寫完的交響曲。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,2、“第一章：運(yùn)動的描述 ”總說明 為什么先學(xué)習(xí)力學(xué)霍爾頓“無論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體” 為什么力學(xué)要先學(xué)“運(yùn)動學(xué)”（1）亞里斯多德“不了解運(yùn)動就不了解自然”（2）物理學(xué)發(fā)展的源頭有兩個(gè)是運(yùn)動：落體與天體的運(yùn)動。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,3、關(guān)于質(zhì)點(diǎn)、參考系與坐標(biāo)系 質(zhì)點(diǎn)概念的重要性首先在于它的建立

3、揭示了“理想模型”的必要性及一般原則。 坐標(biāo)系是參考系的數(shù)學(xué)抽象。從參考系抽象出的坐標(biāo)系的重要性在于強(qiáng)調(diào)一般性的科學(xué)方法（1）把實(shí)際問題、抽象成物理模型（2）用數(shù)學(xué)方法描述物理模型（3）尋求問題的解決 為強(qiáng)調(diào)坐標(biāo)概念的重要性，采用科學(xué)中通用符號，如：直線運(yùn)動中用x表示質(zhì)點(diǎn)位置，x= x2-x1表示質(zhì)點(diǎn)位移。 作為明確表示某一物理量變化量的符號，不僅接收不難，且更易區(qū)分“某物理量”與“該物理量的變化量”。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,4、關(guān)于位移與矢量、s與x的優(yōu)劣 位移與路程的三點(diǎn)區(qū)別：唯一與不唯一；方向有無；相加法則不同。 “位移是矢量”與“矢量是什么” 基本要求：位移是矢量；思考與討論

4、：為矢量是什么作鋪墊。 5、關(guān)于速度、變化率與“極限”的思想 速度概念，特別是瞬時(shí)速度概念的重要性只懂快慢是生活，不是科學(xué)。 速度是一種變化率 瞬時(shí)速度是什么與變化率的極限 關(guān)于“極限”的思想、術(shù)語與計(jì)算只重思想，不涉及術(shù)語與計(jì)算：,為什么一定要用極限的思想定義瞬時(shí)速度？這樣做并非出于對嚴(yán)密性的偏愛。把一個(gè)變化的事物分解成很多小部分，每個(gè)小部分都可以看成是不變的，可以用比較簡單的方法去處理，再把各小部分的結(jié)果合起來，就得到整個(gè)問題的解，這是近代數(shù)學(xué)物理中常用的方法。在現(xiàn)代信息技術(shù)中，把模擬信號變成數(shù)字信號時(shí)，要分割、取樣、量化，實(shí)際上就是取極限的過程。所以，極限的思想已經(jīng)不只是個(gè)知識，它更是一

5、種方法、一種觀念，對于以后的學(xué)習(xí)甚至科學(xué)思想方法的形成都是很重要的。 純粹知識性的東西可以放到一生中的任何時(shí)候去學(xué)，但觀念性的、方法性的東西的確立，往往在一生中有個(gè)最佳時(shí)機(jī)。這是編者在本書中十分看重極限等科學(xué)思想、科學(xué)方法的原因。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,6、關(guān)于加速度的處理 加速度也是一種變化率及變化率的極限。 加速度難在哪里？ 從變化率去理解加速度是科學(xué)的，也是可行的。 科學(xué)漫步：變化率D、D、D/t,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,7、“第二章：勻變速直線運(yùn)動的研究 ”的總說明 不是在假定a不變后的公式（定義式）變形 新思路（1）研究一種實(shí)際運(yùn)動（

6、2）測量v、t，作出vt圖，發(fā)現(xiàn)vt圖為一直線 （3） vt圖求加速度（4）定義勻變速運(yùn)動（5）分析求解這種運(yùn)動，得出：v=v0+a(t-t0) v=v0+at;x-x0= v0(t-t0)+a(t-t0)2/2 x= v0t+at2/2; v2-v02 =2ax 具體步驟1實(shí)驗(yàn)探究小車之vt關(guān)系；2分析特點(diǎn)，求出vt關(guān)系； 3求xt關(guān)系和 vx關(guān)系 特點(diǎn)(1)本質(zhì)上是一種探究(2)提供了一種探究未知規(guī)律時(shí)的一種典型思考方式，既有過程，又有方法；既有行為，又有思想；(3)避免了一種邏輯循環(huán)的嫌疑,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,8、關(guān)于以定積分的思想求得x= v0t+at2/2 從勻速運(yùn)動vt

7、圖得出“位移與vt圖線下矩形面積”關(guān)系的猜想 思考與討論：如何參考勻速運(yùn)動位移的特點(diǎn)，“估算”勻變速運(yùn)動的位移x與v和t的關(guān)系 以“化整為零，以恒代變”和“積零為整，再取極限”的積分思想求得結(jié)果 x= v0t+at2/2的結(jié)果固然重要，但更要重視“過程與方法”的教學(xué)。這是新課程與過去課程的重要區(qū)別,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,9、關(guān)于自由落體運(yùn)動與伽利略對自由落體運(yùn)動的研究 自由落體運(yùn)動的研究是物理學(xué)的發(fā)端之一，也是一種現(xiàn)實(shí)的重要運(yùn)動。首先要解決三個(gè)問題及其應(yīng)用。 伽利略對自由落體運(yùn)動的研究是科學(xué)的分水嶺，其過程和方法光照后人。伽利略的科學(xué)勇氣令人欽佩。 伽利略的科學(xué)精神和價(jià)值觀永遠(yuǎn)激勵(lì)我

8、們 伽利略的命運(yùn)說明，沒有學(xué)術(shù)的民主和思想的自由，科學(xué)就不能繁榮。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,10、“第三章：相互作用 ”的若干想法 自然界的四種基本相互作用 決定了物質(zhì)世界的一切過程。這是一個(gè)基本觀念。 從重力是地球?qū)Φ孛娓浇矬w的引力，逐步引入“萬有引力”、“電磁相互作用力”、“強(qiáng)相互作用力”和“弱相互作用力”，有所了解即可。 力是相互作用的一種抽象。 力的合成與分解既是解決一些較復(fù)雜問題的手段，也為進(jìn)一步理解矢量概念提供了實(shí)際事例。 糾正了一個(gè)似是而非的表述：“作用在一個(gè)物體上的力往往產(chǎn)生幾個(gè)效果”,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,11、“第四章：牛頓運(yùn)動定律 ”的幾點(diǎn)說明 牛頓第

9、一定律是牛頓物理學(xué)的基石，不可一帶而過(1)提出了對整個(gè)物理學(xué)具有深遠(yuǎn)意義的三個(gè)概念：相互作用力、物體的慣性和慣性參照系(2)推翻了亞里士多德的舊觀念(3)使牛頓從新的視角看待天體的運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)引力定律。 牛頓第二定律是牛頓物理學(xué)的核心(1)給出了a與F、m的定量關(guān)系，提供了廣泛檢驗(yàn)的可能；(2)解決了F、m的量度問題，與日常生活關(guān)系至深。 本章第2 節(jié)叫做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，而不叫做“探究牛頓第二定律”。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,12、關(guān)于“物理實(shí)驗(yàn)”與“課題研究”及“課外讀物” 自然界是沉默不語的，它不會自動告訴人們掩藏在現(xiàn)象背后的本質(zhì)、規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)正是人們與自然

10、的主動對話，迫使自然作出回答，從而有所發(fā)現(xiàn)和收獲。實(shí)驗(yàn)技能和規(guī)范的學(xué)習(xí)是必要的。 實(shí)驗(yàn)是利用理性分析來指導(dǎo)觀察的方法。為了在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立物理規(guī)律，還需要邏輯推理，包括數(shù)學(xué)演算。一句話，實(shí)驗(yàn)技能與方法和理性思維是不可分割的。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,科學(xué)探究與課題研究和物理實(shí)驗(yàn)既有聯(lián)系又有區(qū)別。從一個(gè)方面看，物理實(shí)驗(yàn)是某些科學(xué)探究、課題研究的重要手段；從另一個(gè)方面看，也有一些實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證已知規(guī)律和利用已知規(guī)律進(jìn)行某些測量。因此，不能因?yàn)閺?qiáng)調(diào)科學(xué)探究而忽視物理實(shí)驗(yàn)在物理教學(xué)中的獨(dú)立地位。 每個(gè)模塊都有一個(gè)課題研究。它是學(xué)生發(fā)展自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)的一種有效的方式。 每個(gè)模塊

11、后附有課外讀物書目，并對其內(nèi)容和特點(diǎn)作了介紹，以供學(xué)生選擇閱讀。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,13、 “第五章：機(jī)械能守恒定律 ”的說明 以往“功和能”講述回顧與評價(jià)（1）先定義功及計(jì)算式（2）一個(gè)物體能對外做功，就說它具有能；（3） “我們知道，各種不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中守恒”；（4） “在這種轉(zhuǎn)化過程中，功扮演著重要的角色” ；（5）舉例說明，做功伴隨著能量的轉(zhuǎn)化；（6）結(jié)論： “做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。作了多少功，就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)化。功是能量變化的量度” 。 評價(jià)（1）定義功是為了定義能；（2）上述之（3）無根據(jù)，硬塞給學(xué)生的；（3）上述（4）、（5）舉

12、例有據(jù)，但其后“作了多少功，就有多少什么能量發(fā)生轉(zhuǎn)化”則無據(jù)；（4）因而結(jié)論（6）無根據(jù)。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,新教材對能量和做功的理解與處理（1）在物理學(xué)中，能量并不是由功定義的。能量的概念是在人類追尋運(yùn)動中“什么是守恒量”的認(rèn)識中發(fā)展起來的；（2）能量的概念之所以重要，就是因?yàn)樗且粋€(gè)守恒量；（3）守恒關(guān)系是自然界中十分重要的關(guān)系。 我們強(qiáng)調(diào)科學(xué)觀念和科學(xué)方法的教育，就要從中學(xué)時(shí)代開始加強(qiáng)學(xué)生對守恒關(guān)系的認(rèn)識；（4）功的概念起源于早期工業(yè)革命的需要。當(dāng)時(shí)的工程師們需要一個(gè)比較蒸汽機(jī)效益的辦法。在實(shí)踐中大家逐漸同意用機(jī)器舉起的物體的重量與高度之積來度量機(jī)器的輸出，并稱之為功；,二

13、 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,（5）19世紀(jì)初，法國科學(xué)家科里奧利明確地把作用力和受力點(diǎn)沿力的方向的位移的乘積叫做“運(yùn)動的功” ；（6）所以，功的概念表示受力物體在運(yùn)動過程中，力在空間的積累作用；（7）當(dāng)功和能量這兩個(gè)概念匯合之時(shí)，人們才認(rèn)識到功的重要意義在于它可以決定能量的變化，因而為研究能量轉(zhuǎn)化過程奠定了一個(gè)定量分析的基礎(chǔ) 。 處理1追尋守恒量；2功；3功率；4重力的功和重力勢能；5探究彈性勢能；6探究做功與物體速度變化的關(guān)系； 7動能和動能定理； 8機(jī)械能守恒定律； 9驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)； 10能量與能源,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,14、關(guān)于重力的功與重力勢能 思路（1）已知物體被舉高而具有

14、勢能；（2）物體的高度變化時(shí)，重力要做功；（3）認(rèn)識這種勢能，不能脫離對重力做功的研究；（4）討論從A到B三種不同路徑下重力的功，WG=mghA-mghB；（5）WG的兩個(gè)特點(diǎn)：與路徑無關(guān)、大小與hA 、hB有關(guān)；（6）由（5）知，mgh是一個(gè)具有特殊意義的物理量：它既與重力大小相聯(lián)系，又與高度相聯(lián)系，恰與勢能的兩個(gè)基本特征相聯(lián)系相互作用力和相對位置，所以可以定義：EP=mgh；（7）進(jìn)而有：WG=EP1-EP2 。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,特點(diǎn)（1）認(rèn)真分析WG與路徑無關(guān)，是希望有助于學(xué)生形成嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。我們不是鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑嗎？如物體從A到B ，不同路徑下， WG不同，EP

15、應(yīng)怎樣算？ EP還有意義嗎？物理教學(xué)應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生“追根問底”的習(xí)慣，提高邏輯思維能力；“自圓其說” 應(yīng)該是學(xué)習(xí)中起碼的要求；（2）本書強(qiáng)調(diào)科學(xué)思維和研究方法，用了比較高的觀點(diǎn)俯視和處理問題。這些內(nèi)容只要求學(xué)生能夠“跟”下來，并不要求學(xué)生去重復(fù)。也許一段時(shí)間之后，他們記不清教科書中所寫的內(nèi)容了，但這樣走過的路會在他們的心中留下印記，形成他們的科學(xué)素質(zhì),二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,15、關(guān)于彈性勢能的探究 通過探究，落實(shí)過程與方法和情感、態(tài)度與價(jià)值觀的目標(biāo) 科學(xué)探究是通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)的探索活動。變未知為已知的一種學(xué)習(xí)過程。其中是否包含實(shí)驗(yàn)，不是本質(zhì)特征。此探究不含實(shí)驗(yàn)。 思路根據(jù)既然功是能量變

16、化的量度，既然重力勢能表達(dá)式是通過重力做功的分析得來，那麼自然會想到：通過彈力做功的分析可以得到彈性勢能表達(dá)式。 前面所展示的極限思想派上了用場。 重在過程與方法，對于EP=kx2/2無任何要求.,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,16、關(guān)于探究功與物體速度變化的關(guān)系 企圖通過實(shí)驗(yàn)，利用功能關(guān)系探究另一種能量(動能)及其表達(dá)式 功與速度變化的測量是一個(gè)橋梁，因?yàn)镋K與速度相關(guān)是EK之本質(zhì)特征，且已于1中認(rèn)識了。 17、動能和動能定理 上節(jié)探究結(jié)果： EK極可能與v2成正比 實(shí)驗(yàn)并不可能解決一切問題，將實(shí)驗(yàn)思路變成一個(gè)理論性問題：m、F、l、與v1、v2關(guān)系，得出：W= mv22/2-mv12/2

17、 從上式看出(1) mv2/2很可能有特定意義(2)與v和m有關(guān)，即與物體之動能EK有關(guān)(3)上節(jié)探究與之一致 定義EK = mv2/2，進(jìn)而有W= EK2-EK1,18、關(guān)于 “機(jī)械能守恒定律” 的處理 以往以自由落體為例，得知機(jī)械能守恒，進(jìn)而“人為” 地推廣 新教材在得到機(jī)械能守恒關(guān)系時(shí)，不涉及EK與EP的具體表達(dá)式，所以更具普遍性。 19、“第六章：曲線運(yùn)動 ”的一些說明 “曲線運(yùn)動速度的方向”之處理(1) 舊：兩個(gè)圓周運(yùn)動的觀察引出普遍結(jié)論；只是觀察，有形象認(rèn)識卻無把握果真如此；缺少過程、方法；(2)新：A. 保留舊;B.增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究，不僅有觀察，還有行為和測量；C.配以理論分析：

18、從平均 瞬時(shí) ；從割線切線 “運(yùn)動的合成與分解”與兩個(gè)運(yùn)動是否獨(dú)立無關(guān)，只是研究時(shí)方便與否而已,v,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,較之以往，向心加速度和向心力的教學(xué)有所加強(qiáng)(1)第一次對于不在同一直線上的兩個(gè)速度矢量進(jìn)行分析，有一定難度； (2) 教材把這一分析細(xì)化為五個(gè)小步驟，化難為易；(3)向心加速度用運(yùn)動學(xué)方法引入，因而出現(xiàn)(1)中之問題，但此種方法教育意義較大 討論了變速圓周運(yùn)動和一般曲線運(yùn)動的一些基本問題，以使學(xué)生的科學(xué)視野不被封閉。 20、“第七章：萬有引力與航天”的一些說明 物理學(xué)的發(fā)端之一是人類對理解天體運(yùn)動的追求。萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)堪稱這個(gè)過

19、程的里程碑，譜寫了人類揭示物理規(guī)律普適性的宏偉史詩，展示了物理規(guī)律的簡潔與和諧。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,物理規(guī)律是有層次的。層次愈深，即規(guī)律越基本，就越簡單，其適用性也越廣泛。萬有引力定律就是這樣的物理規(guī)律。從歷史到前沿，從天文到物理，它是牛頓力學(xué)最成功、最精彩的部分 21、關(guān)于“科學(xué)足跡”與名人名言的作用 本章“科學(xué)足跡”敘述了人類認(rèn)識行星運(yùn)動的歷史，把科學(xué)與歷史、科學(xué)與藝術(shù)、科學(xué)與社會，以及科學(xué)發(fā)展與思想解放等幾方面很好地結(jié)合起來了。寓意頗深，應(yīng)引導(dǎo)閱讀 。,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,與整套教材一樣，本章引用了許多名人名言馬克吐溫“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲”，雖出自外行人之口，卻道出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的精髓。馮勞厄“沒有任何東西像牛頓引力理論對行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹立起人們對年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國”頌揚(yáng)了經(jīng)典力學(xué)的成就；而蕭伯納“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤”的調(diào)侃也不失為對科學(xué)發(fā)展過程的一種幽默的表述；愛因斯坦“一個(gè)人最完美和最強(qiáng)烈的情感來自面對不解之謎”，則是激勵(lì)學(xué)生去進(jìn)一步探索宇宙奧秘,二 、 試用教材 的內(nèi)容與意圖,“科學(xué)漫步”的“黑洞”與舊教材不同。第一，明確提出在黑洞問題上經(jīng)典力學(xué)與實(shí)際情況是不一致的。第二，介紹了黑洞探測的最新成果；第三，回答了“人們?yōu)槭裁囱芯亢诙匆约盀槭?/p>