新教材培训

苏大附中物理组臧立志新教材的特点●强调科学探究在课程中的作用科学探究是一类教学活动，科学探究也是一种精神因此，这套教材从整体上是以探究的思路展开的例如：必修1开始就提出这样的问题：实际物体的运动是复杂的，如果物体都是一个个只有质量、没有大小的“点”，问题就简单了。那么，什么情况下可以把物体看做这样的“点”呢……从教学活动的角度讲，高中物理中的科学探究不全是实验探究通过自己的探索，变未知为已知，这样的教学活动就是科学探究在这种思想指导下，教材安排了几个典型的、没有实验活动的科学探究，例如第五章第五节“探究弹性势能的表达式”、第六章第六节“探究向心加速度大小的表达式”等●重视实验的教学新教材加强了实验的教学，体现之一是它把实验与其他教学内容紧密地结合在一起，而不再规定所谓的“必做”实验例如：第一章中第4节“用打点计时器测速度”，把原来一个研究如何使用打点计时器的实验变成如何使用打点计时器研究未知运动的探索性实验还有一点与过去的《教学大纲》不同：《课程标准》没有对实验的具体做法、使用的器材等做出硬性的规定例如第六章第三节探究平抛运动特点的实验等这套教材中，节的标题中有“实验”二字的，如“实验：“验证机械能守恒定律”，是全体学生都必须完成的。这些实验的规模比较大，而且多是定量的，一般要用两课时左右才能完成。浏览教材就会发现，“演示”栏目和“实验”栏目里只写用什么器材、进行什么操作、注意观察什么，而几乎都没有把实验的现象写出来，更不写由此得出的结论节中的“实验”栏目，也是要求学生自己动手做的，但多是定性的实验，可以做随堂实验处理“演示”栏目也是实验，往往由于器材等原因，只能由教师做给学生看，但有条件的学校应该努力让学生动手操作，做随堂实验处理“做一做”栏目也是实验，但大多属于拓展性内容，其中有的器材不一定是各校都有的，有的器材则可用日常用品代用●强调科学技术与社会的联系“科学技术社会（STS）”是近二十年来世界科学教育中的一个潮流，它强调的是科学技术与社会的关系，而不是科学在技术中的应用遵照以上精神，教材在“做一做”栏目中多次介绍了信息技术在实验中的应用例如第二章第一节“用计算机绘制v-t图象”、第四章第五节“用传感器研究作用力与反作用力的关系”等在涉及科学技术与社会的问题时，重要的是启发学生进行这方面的思考，鼓励他们发表自己的见解。不要求学生提出有很高价值的意见，也不宜过多地评论学生见解的对与错●强调学生的活动及教学的交互性在改变学生的学习方式方面，提倡“独立思考，同伴交流，师生互动”，改变学生的学习方式是这次教改的一大任务教材中有“思考与讨论”栏目，它是重要的教学环节，教学中千万不要为了赶进度而用一两句话把结论告诉学生例如，第一章第二节的“思考与讨论”要求学生从一个实例出发思考矢量相加的法则，学生可能不大容易说出完整的平行四边形定则●涉及了斜抛运动、弹性势能的表达式、普遍的曲线运动等内容《课程标准》要求与过去不同：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”，也就是说，新课程对“方法”给予了更多的注意，对于方法的载体，即知识，没有苛刻的限制第五章第五节“探究弹性势能的表达式”的主要目的并不是让学生学习E＝1/2kx2这个关系，而是让学生经历一次探究的过程对于一般曲线运动的介绍，也是在于它的方法，目的在于使学生能在更一般化的条件下比较深入地认识匀速圆周运动。这里并不涉及一般曲线运动的具体知识以这三个例子为代表，可以看出，不宜说新课程的要求比过去高了还是低了；应该准确地说，新课程与过去课程的侧重点有区别●在很多地方利用了极限的概念在现代科学中，静与动、曲与直、变与不变、部分与整体等辩证关系，都需要用极限的思想去理解。这是一种重要的思想方法在高中物理中适时引入极限的思想是完全必要的，绝大多数高中学生，按教材这样的方式，接受极限的思想没有任何困难。实际上教材甚至从始至终都没有出现“极限”这个术语。对于这个思想方法教材的宗旨是“渗透”。在匀变速运动的规律、变力做功、曲线运动等多处反复出现，让学生逐步熟悉和适应●新课程要求教学具有一定的开放性教材中“说一说”、“做一做”、“科学漫步”、“思考与讨论”、“STS”“课题研究”这些栏目大多是开放性的，并没有确定的要求例如：第四章第五节，大力士与别人“掰腕子”的问题，可能有不同的解释，都会有道理再例如：在关于时间和空间到底是什么、关于黑洞的探索，以及最后的问题：“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……”多数学生实验都提出了几个案例，由学生依具体情况选择；另外，书后推荐课外读物等，都是这套教材为开放性所做的努力★（建议补充增加：“位移—时间图象”一节内容。理由：从难度上讲，学习位移—时间图象比学习速度—时间图象更直观；从方法价值上说，两者都是描述、研究物体运动的重要方法；再者，在学习机械振动时，肯定要学习振动图线，振动图线就是位移—时间图象。1．质点参考系和坐标系2．时间和位移3．位移—时间图象4．实验：练习使用打点计时器（同时作出纸带的位移—时间图象）5．运动快慢的描述速度6．实验：用打点计时器测速度（同时作出纸带的速度—时间图象）7．速度改变快慢的描述加速度建议内容体系（参考）例明确区分位置和位移的概念位置用坐标x来量度，位置的变化量△x是位移。速度，是位置对时间的变化率，而不是位移对时间的变化率。位移对时间的变化率是在大学物理中，用表示位矢，速度，是位矢对时间的变化率。xvt()xtrdrvdt例瞬时速度原教材：直接指出“运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做瞬时速度。现教材：学习平均速度之后，指出平均速度只能粗略地描述运动的快慢。把△t取得小一些，运动快慢的变化也小一些。从这一事实出发推断出，如果△t非常小，描述的就是物体在t时刻的运动快慢，叫做物体在t时刻的瞬时速度。做到了可接受性和理论性的统一：既渗透了极限思想，又未要求学生准确地从极限的意义上去理解瞬时速度的概念。xt参考系教学的重点，是要让学生搞清，描述物体的机械运动，为什么一定要有参考系？可以让学生讨论下面这两个问题：①描述物体的运动是否一定要有参考系？你能举出一个描述物体的运动不需要参考系的例子吗？②通过查字典搞清什么是机械运动，并由此认识描述物体的机械运动一定要有参考系。辞海对机械运动的解释：物体之间或物体内各部分之间相对位置发生变化的过程。最简单、最普遍的运动形式。在各种复杂运动（如化学运动、生命现象）中都包含着位置的变化，但不能把它们简单地归结为机械运动。可以放映教参配套的录像片，为学生提供相对运动的感性支持，使学生切实地理解参考系的概念。时间和位移（1）主要内容：时刻和时间间隔；路程和位移；矢量和标量；直线运动的位置和位移。（2）教学建议让学生各自画出从家沿不同路径到学校的路线图，标出经过各主要地点的时间（时刻）。由此学习时刻和时间间隔的含义。要学生思考，如果不用地名，如何描述自己在一个运动过程中位置的变化情况。通过讨论知道必须用距离和角度这两个数值，才能描述出物体位置的变化情况，从而引入位移的概念，并理解位移与路程的区别。运动快慢的描述——速度（1）主要内容坐标与坐标的变化量；速度；平均速度和瞬时速度；速度和速率;平均速率。（2）教学建议教学的重点和难点是瞬时速度概念的理解。瞬时速度概念的建立，对于学好高中物理，提高思维能力，都是至关重要的。瞬时速度教学案例通过对滑块在倾斜气垫导轨上的研究建立瞬时速度的概念。OABC瞬时速度教学案例复习:初中学习的匀速直线运动和速度概念。演示：滑块在倾斜的气垫导轨上，从静止开始加速下滑。指出它是变速运动。问：有没有学过什么物理量，用来描述变速直线运动的快慢的呢？（平均速度）实验：滑块从O点开始下滑，测出滑块通过AC=50cm和AB=30cm的时间△tC和△tB，学生算出平均速度vAC和vAB。OABC图2.1-1师：对于匀速运动，速度能完全描述出物体的运动情况。对于这里滑块的运动，平均速度vAB能完全地、真实地反映它在AB段的运动情况吗？学生：不能。师：为什么？生：因为滑块的运动是越来越快的。师：你们说滑块的运动是越来越快的，等于说滑块通过B点时比通过A点时快，通过C点时比通过B点快。这里包含着一个重要的假设，那就是物体通过各个点是有快慢的。确实，我们的感觉器官和大脑能感觉到物体通过空间各点的运动快慢。师：请反思实验观察或生活经验，我们是如何感觉物体通过某一点的快慢？生：根据在一定时间内物体通过的路程大小；根据通过一小段路程所用时间的长短。师：也就是说，人们是根据物体通过某一点附近一小段时间内或一小段路程内的平均速度来反映物体通过这一点的运动快慢的。定义：物体在某点附近一小段距离（或一小段时间）内的平均速度叫做物体通过这一点的瞬时速度实验：取△x=10cm，测量瞬时速度v。师：对这样定义的瞬时速度，你们有什么疑问？学生问题：（1）既然是一小段距离内的平均速度，为什么说是A点的瞬时速度呢？（2）一小段距离到底要多短呢？（3）一小段距离取得不同，测出的平均速度是否相同？实验：换用5cm、3cm的挡光板，测出平均速度。从数据看出：不断减小测量距离，测出的平均速度越来越接近。取两位有效数字，后三个平均速度相等，取三位有效数字，后两个平均速度相等。回答学生的三个问题。师：为什么距离减小到一定程度之后，再减小距离测出的平均速度就几乎不变了呢？学生能想出：时间足够短，物体的运动快慢变化已经很小了，可以看作是匀速运动了。理解：运动物体在某一时刻的瞬时速度，等于假想物体从这一时刻之后做匀速直线运动的速度。ABO图2.1-2速度变化快慢的描述——加速度（1）主要内容：加速度；从v—t图象看加速度（2）教学建议赵凯华教授和罗蔚茵教授在《新概念物理教程·力学》中明确指出：“这是人类认识史上最难建立的概念之一，也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念”。爱因斯坦指出：“今天我们难以估量，在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时，该显示出多大的想象力。”难学的原因是：加速度概念抽象，较难与日常的经验感觉相联系。克服方法：一是要挖掘它与日常经验的联系，二是要尽量使其形象化。加速度与日常经验的联系小型轿车的“百公里加速时间”是反映汽车性能的重要参数。警车起动追击目标时，警车加速的快慢往往起着决定性的作用。汽车制动时，能否在最短的时间内减速停止，也是反映汽车性能的一项重要指标。飞机起飞时加速的快慢，决定了跑道的长短。人在交通工具中，速度发生变化时，人的受力情况会发生变化，这种变化会引起人的感觉，人受力变化的大小，与速度变化快慢有关。加速度的形象化教材中给出了加速度的定义后，直接指出：“加速度也是矢量。在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，加速度的方向与速度方向相反。”这样，学生会认为加速度是矢量以及加速度的方向都是人为规定。没有客观性，由此背住的加速度定义也是极度抽象的，无法真正理解。加速度的形象化要理解中，△v是一个物理量并且是一个矢量。由v1+△v=v2（矢量加法），作出图1、图2，理解△v是一个矢量。a的方向就是△v的方向，也是矢量。tvav1v2△v图1v1v2△v图2在自由落体运动的规律研究中，要让学生相信不同物体在同一地点自由下落时的加速度相同。为了纠正学生中普遍存在的重的物体下落快，轻的物体下落慢的错误认识，必须做好演示实验。“牛顿管”的实验一定要做成功，不能让学生产生疑问。除了“牛顿管”的实验以外，教师还可以增加一些简单易行的小实验，如让两张相同的纸，一张搓成纸团，一张仍是纸片让其从同一高度下落。使学生明确认识，日常见到的所谓“重的物体下落快，轻的物体下落慢”的现象，是因为下落物体受空气阻力影响的缘故。通过这些实验使学生对“如果物体只受重力作用，不同物体在同一地点下落的加速度相同”有深刻的印象。案例：必修1第二章第4节自由落体运动在探究自由落体运动的实验中，除用光电计时器研究外，还可以运用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动的规律。本节后面的小实验“测定反应时间”，要引导学生