编写思路
  《物理1》是全体高中学生共同必修的内容,是落实课程目标“进一步提高学生的科学素养”的重要部分,是学生选择和学习后续课程的基础。
  《标准》规定《物理1》的内容有“运动的描述”、“相互作用与运动规律”两个二级主题。本册教材分以下几章展开:
  开篇 激动人心的万千体验
  第1章 怎样描述物体的运动
  第2章 研究匀变速直线运动的规律
  第3章 力与相互作用
  第4章 怎样求合力与分力
  第5章 研究力和运动的关系
  总结与评价 课题研究成果报告会


主要特点
  本教材力求较好地体现《标准》的精神,跟传统教材相比,主要有以下几个特点:


  1. 改变传统教材“知识本位”的状况,全面落实三个维度的课程目标
  传统教材的显性目标,可以概括为“知识本位”四个字,教材内容完全围绕着向学生传授知识展开。近年来,虽然已在能力发展上受到重视,但其内核仍是为了便于向学生传授知识,较少考虑到学生参与的过程和情感态度价值观的培养。这样单一的目标显然不能适应当今时代发展的需要。
  本教材较好地体现了三维目标,强调让学生亲身经历科学探究活动与建构知识的过程,学习并体验物理学的研究方法。根据教材内容主要采用了三种不同的方式:
  (1) 展示过程 对于某些物理史上的重要史实或学生无法自己探究的内容,采用充分展示的方式,在展示中突出探究过程。


  传统教材在很长一段时间里,对自由落体运动的研究的历史地位、蕴含的物理思想及方法不够重视,近年来也只是作为阅读材料点缀在正文后面,给学生的感觉似乎可有可无。本教材通过充分展示伽利略的探究过程及其思想方法,使学生从历史的真实中得到更多的体验和激励。并在伽利略精神的启发下,引导学生用现代的教学手段作了“超越伽利略”的探究活动。

  (2) 引导参与 科学探究不是盲目的活动,学生参与也不是放任自流,相反,科学探究对新教材的编写提出了更高的要求。为了有利于学生的主动学习,许多探究活动都结合学生的前概念做了引导,有些让学生做了部分参与,有些让学生通过自学和讨论,自己铺设一条“跑道”,便于进一步的参与。

  例如,对滑动摩擦力规律的探究。在学生初中物理学习的基础上,引导学生先解决这样一些问题:滑动摩擦力跟压力与表面材料都有关,实验中如何探究?怎样测算压力和改变压力?怎样测量滑动中的摩擦力等。当学生弄清楚这些问题后,自己完全可以设计出实验方案完成探究活动。

  (3) 深入实践 对于一些重要的知识,尤其是《标准》明确要求探究的地方,本教材让学生经历了比较完整的探究过程,而且许多地方都做了强化。


  例如,关于加速度与外力、质量关系的探究。教材正文中要求让学生经历完整的探究过程;“家庭作业与活动”中要求学生结合匀变速直线运动的规律,通过用打点计时器直接测出加速度继续探究;全章结束时,作为“课题研究”,要求学生运用DIS系统再作探究。编者的意图显然并不是要求学生死记F=ma的公式或多做几道习题,而是在不同时间里给学生以机会,通过多种渠道、亲身经历探究过程,自主地参与获取知识的过程。

  本教材共设计了各种学生探究活动 12个,完整的探究活动4个。教材把探究过程从课内延伸到课外;从普通要求扩展到提高要求;从常用器材发展到运用现代化的教学手段,时间上延续较长,使学生从不同方面得到真正的有效的锻炼。
  本教材在过程和方法上展示得较为充分,呈现的形式多种多样,是传统教材无法相比的。

  2. 改变传统教材要求单一的状况,强调开放性、多层次,体现“以人为本”的教育理念,以适应学生更好地向不同方向的发展需要
  传统教材的教学要求整齐划一,对每一个踏入高一年级大门的学生,教材提出了同样的要求。近些年虽设有选学内容、研究课题、展示等仍很不充分的,也没有得到真正的重视。
  本教材完全不同于传统教材,在保证《标准》要求的基础上,根据必修模块的任务,教材内容弹性大,选择面宽,给每一个学生都留下了较宽广的自主发展空间。
  例如,“多学一点”的内容作为教材的延伸和扩展,理论思维要求较高,可作为对物理有一定兴趣的学生学习的补充材料,以便跟选学理科的学习有更好的衔接,同时,在“家庭作业与活动”中也为此留下了余地。
  值得一提的是教材设置了多层次、多形式的活动内容,不仅不同的内容可供学生选择,即使同一个内容也尽可能为每个学生提供了施展才能的机会。

  例如,学习了力的合成与分解及平衡的内容后,教材要求开展一次以桥为主题的综合性课外活动。学生可以调查当地桥的历史,描绘或拍摄各种桥的风姿,抒发对桥的赞美,阐述桥的功能,对当地桥的建设提出建议,还可以收集世界各地著名的桥的资料、图片作汇总式的展示或比较、评述,最后,还要求学生自选材料,设计制作一座斜拉桥、拱券桥或其他形式的桥,交流活动的收获,开展对桥模型的评价等。

  这样的一次综合性活动,几乎结合了学生的各科知识,使经历的每一个学生都得到有益的锻炼。可以这么说,像这种活动,在传统教材中是闻所未闻的。在教材版面上虽仅占几行字,却渗透着本教材编者独具的匠心,是教材的一个亮点。
  类似这样的活动,如开展一些制作,进行调研活动,为社区作科普讲座(或举办科普专栏)、联系物理知识对社会的影响进行资料的收集、分析,做一些评价和介绍等,散见在本教材各章各节和各个栏目中,同样都是本教材闪闪发光的亮点。

  3. 改变传统教材单一的说教式的叙述形式,强调激发学生兴趣,使学生有亲近感,便于学生参与
  建国几十年来的物理教材曾经几次改革,多方面有了进步,但呈现的形式一成不变,始终沿袭着陈旧的格调,板起脸孔说教。教材的可读性差,学生对教材缺乏亲近感,也不便于学生的参与。传统教材的这种方式是基于它单一的知识为本的目标所决定的,可以说是一种“顽症”。
  本教材完全区别于传统的教材,在每章的章首,通过精美的插图和优美的语言,营造欢快的氛围,激发了学生的求知欲,对学生的亲和力跃然于纸上,通过围绕本章知识背景提出的一系列问题,自然地把学生带进新知识的领域。接着站在跟学生平等的立场上,用讨论的口吻展示各项活动,其中融入较多的则是学生的自主活动。教材可读性强、人文味浓郁,有许多富有吸引力的节标,如“小石头诘难大哲学家”、“拨开阻力的迷雾”等。
  此外,传统教材为适应考试把习题作为唯一的自我评价手段,本教材不仅在教材内容叙述中,每节的家庭作业与活动中都提供了许多联系生活、生产、社会问题的讨论题,实验探究题以外,还在课程结束时,专门安排一次课题研究报告会,要求学生展示自己最满意的作品,并专门提供一些课题,供学生选择和进行探究。
  总之,无论从思想观念、从内容到形式,本教材都已远远超出了旧教材,充分体现了课标的理念,显示出时代气息,是研制课程标准实验教材的一次有益的尝试。

 
 

编写思路
  《物理2》是全体高中学生共同必修的内容,是落实课程目标“进一步提高学生的科学素养”的重要部分,是学生选择和学习后续课程的基础。
  《标准》规定《物理2》的内容有“机械能和能源”、“抛体运动与圆周运动”、“经典力学的成就与局限性”三个二级主题。根据《标准》的要求,本册教材分以下6章展开:

  第1章 研究抛体运动
  第2章 研究圆周运动
  第3章 动能变化与机械功
  第4章 能量与可持续发展
  第5章 万有引力与航天
  第6章 经典力学与现代物理
  总结与评价 课题研究成果报告会

  在传统教材中,机械能、抛体运动、圆周运动以及万有引力等内容, 基本上是采取直接叙述式的,关注的只是公式的推导与解题,基本上没有学生的探究活动,对于物理概念和规律的形成和发展,缺乏科学探究的经历和体验,因而学生只是机械地背公式解题。传统教材中内容的呈现也是孤立的,缺少实际的背景,因此学生不能将知识在相关背景下串接起来,致使物理概念的形成比较苍白,学生难以找到实际的联想对象,感到枯燥无味,这也是形成高中物理难教难学局面的原因之一。
  关于经典力学的成就与局限性,在传统的教材中只是作为选学内容,而且介绍得很简单,教学中也都是轻描淡写。关于相对论和量子理论等内容基本没有涉及,显然,这对学生了解现代物理的成就,从而形成科学的世界观是不利的。

主要特点
  本书编写时,力求全面落实《标准》的三维目标,将这部分内容与现代科技与现代物理学结合起来,让学生在探究过程中学习、体验,感受物理学的魅力。跟传统教材相比,主要有以下特点:

  1. 让学生对高中物理有亲近感,使高中学生喜欢物理
  主要做法是:
  (1) 设计探究背景,以问题串、问题链的方式展开。
  每一章都根据教学内容和学生的已有经验,围绕一个共同背景展开,这些背景都是学生生活中熟悉的、感兴趣的。

  例如,第1章以飞机投弹为背景,让学生逐步深入地探究平抛运动和斜抛运动,最后让学生讨论:“假如有一天能在月球上开运动会,会是什么情况?”,让学生大胆地想像推测。第2章以车辆转弯和游乐场为背景,让学生探究圆周运动的规律。第3章以汽车行驶时的功能问题为背景,展示动能定理、功和功率。第4章以打桩机工作时的机械能转化为背景,展开对机械能守恒和能量守恒的探究。第5章以天体运动为背景,展示人类探索天体运动规律的历程。第6章以研究光速和时空观为背景,逐步展示从经典力学到狭义相对论到广义相对论、量子论的研究历程。

  共同背景的设计,有利于激发学生探究的愿望和内驱力,使学生对物理产生亲近感,也有利于发展学生自主探究的能力。
  在共同背景下,教材还广泛联系了运动会、游乐场、汽车运动、工地打桩、洗衣机等学生熟悉的事例,而加速器、人造地球卫星和飞船等高科技内容,又是学生喜爱谈论的话题,学生可以从教材中感受到时代发展的气息。
  (2) 突出学生活动,让学生和教师在平等的气氛中共同研讨。
  教材始终以学生的自主活动为主线,除通过了“科学探究”、“实验探究”、“分析论证”等活动进行较完整的探究活动外,在教材中及时通过“请思考”、“请讨论”、“请你推导一下”等亲切的语言,鼓励学生思考、讨论,让学生有平等、受尊重的感觉,对物理课程产生亲近感;和学生共同讨论的方式,也为学生开放了活动的空间,促使教材和课堂教学的单边活动向多边活动发展,变学生的被动接受为主动思考与探索。

  例如,在斜抛运动中,有“请讨论:运动员在投掷铅球、标枪时,应把投射角控制……”;在万有引力中,有“请思考:假如有一天你能到火星上去旅行,你会感到自己的体重发生了什么变化?”在功和功率中有“请在下面写出你的推导过程(指P=Fv的推导)”等。

  (3) 为学生提供丰富多彩的学习资源。
  教材设立了多种栏目,向学生提供丰富的学习资源,以发展学生的学习、探究能力,扩大学生的知识面,培养学生的应用能力和创新能力。在全书的6章教材中,设有“信息浏览”18个,向学生介绍了“伽利略是怎样研究抛体射程的”、“九大行星数据”、“时间延缓效应的实验验证”、“爱因斯坦简介”等内容。全书有160多幅精美的照片和插图,既有原理性的,也有情境性的(如我国第1位航天员杨利伟在太空舱内展示五星红旗),使教材图文并茂,版面活跃,增强了教材的可读性。
  教材还通过向学生介绍科普读物,让学生上网查询,调查研究等活动,拓宽学生的视野,发展获取信息的能力。

  2. 落实《标准》三个维度的目标
  (1) 重视基础知识的形成过程,重视基本技能的训练。
  教材努力落实《标准》中关于知识与技能的要求,展示了抛体运动、圆周运动、天体运动与万有引力、机械功与能量、相对论时空观等物理学的核心知识,并将这些知识放在现代社会生活、现代科学技术的背景中展开,这样提升了知识的价值。
  教材注重实验技能的培养,重视用常规仪器和身边的器材做实验,例如用水柱探究斜抛运动的射程,用细线拴软木塞做向心力的探究实验,用打点计时器研究机械能守恒等。教材还介绍了一些较新型的仪器,如气垫导轨、光电计时器、使用了能与计算机接口的“DIS实验室”的软硬件、尝试用计算机处理实验数据等,让学生体验到实验研究手段与社会技术的共进。教材将《标准》中相关的知识与技能的目标落到实处。
  教材在练习计算方面与传统教材相比,在难度上有所降低,但在应用物理概念与规律分析问题的能力上要求提高了,这符合课改的理念。
  (2) 强调科学探究,重视过程与方法。
  教材注意让学生经历科学探究过程,发展自主学习能力,养成良好的思维习惯,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。全书共安排8个探究实验。在这些实验中,教材没有一包到底,而是让学生在实验设计、进行实验、收集证据等各方面的积极参与。

  例如,“实验探究研究橡皮的运动”,器材只是学生的学习用品橡皮和直尺,实验的结果要学生自己分析。
  “实验探究 用实验验证向心力公式”,在介绍了仪器后,课本只给了一个实验要求,其余的实验设计等都要学生自主进行,包括实验中的“控制变量”方法都要学生自己思考,充分培养学生学习的主动性和创造性。
  “实验探究 机械能守恒定律”。实验方法、数据收集和分析论证都要学生主动进行,只是给予参考资料。

  教材十分注重让学生尽量经历完整的探究过程。让学生对科学探究有整体的认识,并使探究能力得到发展。

  例如,“实验探究 恒力做功与物体动能变化的关系”,这是科学探究过程较强的内容。教材让学生从理论推导出的动能定理思考,提出“能否在实验中得到验证”的问题,这不仅仅是进入科学探究,更是对学生科学认识观的培养。科学理论要有实验的检验。探究活动让学生经历了除“猜想与假设”之外的6个科学探究环节,不仅对做功与动能的变化有了较深的认识,而且对科学探究过程也有了较全面的认识。对科学探究的各个环节,教材只是引导学生思考分析,并不包办;对探究计划、实验方案的制定、数据的分析处理,教材只给出参考性的建议(如用旁批形式对探究计划的建议),或推荐的意见(如实验器材中的气垫导轨的建议),不加限定,使学生做到真正的自主,体现出探究性。
  在“家庭作业与活动”中的8个实验和制作,如根据圆周运动和抛体运动的规律,设计制作洒水器等,都是让学生在课外探究的。

  教材中部分结论要求学生自己总结,这一切都促使学生在学习本模块内容时,一直处于探究的情境中,形成自己的学习能力。
  教材注重启发学生思考,注重方法的培养。

  例如,你知道的描述圆周运动的方法还有哪些?
  请你思考并讨论:在汽车启动的过程中分别有哪些力对汽车做功?哪些力对汽车做正功?哪些力对汽车做负功?
  在研究斜抛运动时,教材引导学生用两种方案分解斜抛运动,还要学生思考其他的方案。

  在本册教材的“课题研究报告会”中,提出了9个课题让学生选择,这些课题涉及多学科交叉领域、社会生产和生活中与物理学有关的问题,学生可以根据自己的兴趣和特长自主选择,也可以另选课题,因而能满足不同学生的不同发展需求。例如,“为神舟飞船设计一项搭载实验”就是课题之一。
  教材十分重视将过程与方法作为教学内容。让学生经历建构知识的过程,领悟物理学的研究方法。

  例如,第1章关于抛体运动的研究中,传统教材罗列了一大堆公式让学生解题,把学生搞得不知所措,而本教材则把重点放在分析二维运动的方法与过程上,教材首先展现了伽利略用几何方法对抛体运动的研究,然后让学生自己通过实验探究、分析论证,逐步掌握用运动的合成与分解的方法,建立坐标系,分析平面的二维运动的方法。

  教材重视过程的分析与讨论,全书共有“分析与论证”栏目12个。

  例如“分析与论证重锤下落中机械能是否守恒”,教材只是引导学生分析重锤下落中的几个位置,结论则要学生自己得出。
  “分析与论证光电效应的解释”则是从实验出发,运用理论对光电效应的分析讨论。因为学生对这部分内容比较陌生,因此教材采用了启发式的叙述。
  对于某些物理史上的重要史实或学生无法自己探究的内容,教材充分展示了人类的探索过程和方法,让学生随着前人探究的经历领略物理学的魅力。
  例如,第5章的天体运动规律和万有引力定律,在中学是难以直接探究的。教材展现了从托勒密到哥白尼,直至第谷和开普勒对宇宙认识的三级跳,又展现了牛顿发现万有引力的过程。让学生从史实资料中获得对自然规律的认识,也是科学探究的重要途径。
  第4章则带领学生从重力势能、机械能的探究开始,由动能与势能的转变和机械能守恒,再加以生活中的事例,引导学生进行综合、类比和推理,得出能量守恒和能量转化的方向性等认识。培养学生通过已有知识和资料,进行分析归纳的探究方法。

  (3) 关注科学、技术与社会的关系(STS),渗透人文精神,提高学生的科学素养。
  教材还在“信息浏览”、“STS”等栏目中介绍了物理学与技术、社会发展的互动关系,以及科学技术的发展对社会的正面效应和可能产生的负面效应,培养学生可持续发展的意识。

  例如,教材在有关部分介绍了“公路上为什么要限制车速?”、“汽车的ABS系统”、“能源与可持续发展等问题”、“量子理论的应用”等。

  教材中还介绍了爱因斯坦等一些科学家的事迹,以及名人警句,使学生知道科学家在科学探索道路上的执著追求、勇于实践和尊重事实的科学精神。

  3. 把教材做得更开放些
  《物理2》是共同必修的内容,为使学生在学习了必修的两个模块后,能基本体会物理学的特点和研究方法,了解自己的兴趣和发展潜能,为后续课程的选择和学习做准备,教材的编写注重开放性。例如,教材在编写过程中注意改变过去教材一包到底的做法,而是留给学生发展的空间。“分析与论证”是与学生讨论式进行的,教材讲一点,学生完成一部分。在近40个“案例分析”栏目中,对多数案例都只提供初步的分析,分析的结论则要求学生自己去完成。
  在实验探究动能变化与做功的关系时,教材只是用旁批建议的方式给了两个探究计划让学生选用。在实验探究机械能守恒时,也是给了两个实验方案,让学生根据条件自选。这些都是为了培养学生的自主学习能力和教学的开放性。
  为让不同的学生学习到不同的物理,教材设立栏目“多学一点”,对相关内容进行适当的拓宽和加强,以满足不同学生的发展需求。全书共有“多学一点”栏目10个。 

  例如,“圆周运动的速度”、“过程量与状态量”、“重力势能的相对性”、“破解重力变化之谜”、“广义相对论”等都是“多学一点”的内容。

  总之,教材加强了理论联系实际,介绍了最新科学技术的发展,并加强了科学技术发展史的教学,有利于培养学生辩证唯物主义和历史唯物主义世界观。

 
 
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公 告 栏

我社2007年高中物理暑期培训资料已经上传,特此提请广大师生注意。