编写思路
本教材坚持“以人为本”的编写理念,强调在提高学生科学素质的基础上,给选择本系列的学生提供发展空间;精心设计学生的探究活动、背景和问题串、问题链,明确地把科学探究活动、过程与方法作为教材的重要内容,全面落实《标准》提出的三维目标,即“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”。教材的编写思路是:让学生直接参与物理学的技术应用活动,理解物理学与技术的互动关系,提高学生技术设计、制作和创新的能力。
——侧重从技术应用层面,结合具体的技术产品,展示物理学的基础内容;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。“动手做”和“动手学”这一基本的思想贯穿教材的始终。
——强化实践活动,培养学生的创新精神与实践能力,激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,让学生不断地感受物理与技术结合的魅力。
教材结构

主要特点
1. 强调物理与技术的紧密结合,展示物理学的基础内容
本教材物理学与技术的结合十分紧密。教材的主要内容都是在某个技术应用的背景下,提出问题,然后顺理成章地依次展现,并由表及里地提升要求,逐步展示教学内容。主要内容都是采用由具体的事例开始,逐步过渡并引出抽象的物理概念、知识等这一方式展开的。物理内容的技术性较强,技术中的物理及其应用处处可见,表现很突出。物理知识、原理等总是围绕着技术出现,前者始终伴随着技术。这样处理,避免了离开技术只讲物理内容和离开物理内容仅讲技术细节与技能的倾向。
第1章选择多用电表为典型产品,以问题串引起学生探究的愿望。首先让学生学习使用多用电表,在使用过程中了解多用电表的多种用途,并产生强烈的想弄清多用电表工作原理的愿望。这样,教材便将与直流电路有关的知识自然地融入了其中。同时,提出了一系列问题,如:“你知道多用电表有哪些主要功能?”“多功能选择旋钮主要有哪些功能?每种功能各分几挡?”以此逐步引导学生探究、了解多用电表的用途。
实践活动不给步骤,而是提出问题,促使学生思考。如测量直流电压活动中,提出下列问题:实验前“应选择那个挡位和量程?依据是什么?”“如果事先无法估计待测的电压是多少,该怎么办?”借此引起学生对如何选择量程和挡位的思考。以多用电表“表头主要由哪些部分组成”这一问题,引发学生对多用电表表头结构的兴趣,提出“线圈通电后为什么会转动?”再次引发学生疑问,进而探究安培力。研究安培力的方向时,教材提出“要研究电流、磁场、安培力三者方向的关系,应该用什么方法?”引导学生从实验方法上思考问题。
2. 强调学生的实践活动,发展学生的创新精神与实践能力
实践活动多是本教材的特色,全书实践活动有59个,包括观察、实验和设计制作等;家庭作业与活动有37个,包括调查研究、专题访问、论文报告、小制作等,其中小制作14个,即共有96项各种以学生为主体,需要学生参与的活动。这些活动丰富多彩、引人入胜,让学生留连忘返。学生接触、认识新事物、新技术,学习新知识时,需要动脑、动手和直接参与的机会多、时间多、内容多,而且所占比例较大,要求也较高。它以操作性或制作性探究活动为主,侧重让学生参与物理学与技术结合的应用和设计过程,从而激发学生的创新精神、发展学生的实践能力。通过实践活动激发、巩固学生的探究兴趣,进而发展学生的多种能力,为顺利地实现“三维目标”助推施力。
教材第1章开篇就让学生通过实际操作学习使用多用电表,以后又在实践活动中不断地使用多用电表,借此强化动手的意识与习惯,提升学生的实践能力。在章“家庭作业与活动”中还有要学生用硬纸板制作多用电表表盘的小制作活动。
第2章第1节“学习使用示波器”,让学生通过实际操作,在探究活动中熟悉示波器的使用方法,本章教材还安排了探究示波管的工作原理、探究磁场对运动电荷的作用力等实践活动。
第3章通过实验探究变压器电压与匝数的关系,说明远距离输电的基本原理。观察直流电动机发电的有关现象、给自行车装上小型发电机、研究家用电源充电器、制作太阳能凉风帽等实践活动。
第4章设置了“用集成电路制作收音机”的制作活动;用示波器观察振荡电流的波形、观察调幅波、检波后的低频信号等实践活动;调查电视信号的发射和接收制式。
第5章设计了“模拟实验”,让学生通过实践活动认识门电路的输出跟输入之间的逻辑关系;“设计制作:用传感器制作自控装置”、“拆装电脑”等活动。
3. 展现物理学的应用性与实践性,体现物理与技术结合的魅力
如第1章“多用电表与直流电路”通过探究多用电表的工作原理,展示直流电路中串联电路的分压原理、并联电路的分流原理;通过探究表头的工作原理,展示“安培力”;在了解多用电表功能的扩展时,知道电容器的充放电作用。
第2章“显像管与电磁力”围绕示波器、显像管等技术产品的工作原理,展示“电场强度”、“电场力”、“洛仑兹力”揭示电子束的偏转原理;以高能加速器、质谱仪、电子显微镜等事例,从不同角度展示电磁技术在现代科技中的应用。了解其在科学技术上的应用。
第3章“发电、输配电与电磁感应”通过探究感应电流的实验,展示感应电动势的产生条件及影响感应电动势大小的因素;通过电磁感应现象在技术中的应用实例,展示交变电流和三相交变电流;通过电能的应用,认识物理学对于技术、经济、社会发展的重要意义。这一章还引入了“电力弹性系数”概念,以引导学生关注电力工业的发展,重视电力工业对国民经济及其发展的作用。
第4章“广播电视与电磁波”围绕“电磁波的发射、传播和接收”等内容,展示电视、广播和电视机的工作模式;电视机的主要结构;介绍电视、广播技术的新进展。
第5章“互联网与信息时代”从“光声延时开关”的拆解和认识开始,探究传感器的工作原理,展示传感器在生产、生活中的应用;通过研究互联网、移动通信、卫星通信、数字化设备和微电子技术等内容,展示集成电路的发展及微电子技术对日常生活、经济、社会所产生的重大影响。围绕电脑的工作原理,介绍模拟信号与数字信号的区别,信息传播、处理和存储技术的发展。
电池是直流电路的常用电源,不同的电池有不同的性能和用途,了解电源电动势和内阻,知道闭合电路的欧姆定律,有助于正确地使用电池。让学生了解由于材料不同,各种废弃电池对环境污染的程度也不同;从而促使学生对废弃电池处理问题的关注,以增强学生的环保意识。
4. 体现教材的开放性,给学生更多的选择发展空间
将学生的探究、学习活动和进程,有意识地从课堂、校园引向社会,充分利用社会的各种教育资源,让社会成为学习探究的大平台、大校园。基于此,让学 生多维地接触社会、接受教育,更多地了解、认识和感受科学技术的广泛应用以及科学技术的重要性与必要性,从而增强使命感、责任感和学习兴趣,更加热爱物理、亲近科技,努力地学习物理,并适时地应用物理。
“家庭作业与活动”中,巩固、拓展所学内容形式多样,“三维目标”及其要求体现得较多、较好,不仅有知识性项目,更有能力性和情感性项目;“家庭作业与活动”及其内容既是教学的延伸,又是学生自主学习、发展的乐园,还是学生自我评价、获得成就感的重要载体。
教材通过开放性的“家庭作业与活动”、“课题研究”、“课外活动”栏目以及“科技成果展示报告会”等,为学生学习、发展提供了广泛的自主活动空间。
教材还通过网址或网页、参考书目、“信息浏览”和“STS”、“多学一点”、“旁批”等,为学生提供了进一步探究的方向和资源。
如在制作收音机的内容中,为学生提供了“中国劳技教育信息网”、“《无线电》杂志”网、“《无线电与电视》”网、“无线电爱好网”;在探究传感器和制作自控装置的内容中,又为学生提供了中国科学院传感器国家实验室的“中国传感器信息网”、“传感器资讯网”、“中国加速器网”等网址。实践活动中也向学生推荐了一些相关的书籍和网站,如“中国教育和科研计算机网”、“中国公众科技网”;李国栋《磁的世界》、谢家麟《加速器与科技创新》等,以利有兴趣的同学,课后自学、拓展、提高。
5. 对技术系列物理教学的评价进行了探索
“总结与评价”也是本教材的特色,它的多元性、开放性和“三维目标”体现的较多、较好,其课题和评价方式等均已充分地开放。课题既可选有关章、节中已做过,但需要进一步加工、完善的;又可选教材中提供的三大类15个课题,个人或小组予以完成;还可以在教师的指导下,自由地拟定、申请课题,然后完成。评价既可选用教材所附的评价表,也可设计、使用其他的评价办法,然后进行自我和相互评价等。科技成果展示报告会的组织和具体形式,以及如何进行客观、公正的评价?需要什么样的支持?需要谁参与等教材均没有统一的要求,学生可以自行安排、完成和落实。
合理地实施评价,有助于物理教学的开展和学生积极、主动地学习物理,有助于落实“三维目标”及其要求和学生全面的发展。活动评价是本教材的特色,使用并发挥它的积极作用是顺利完成物理教学的重点和中心。它的促进与激励作用,对中学生而言具有事半功倍,甚至受益终身的效果。基于此,本教材非常重视评价的应用,并注意利用这一重要手段推进物理教学,以获得良好的教育和教学效果。
第4章“设计制作:用集成电路制作收音机”及其评价,学生参与了选题、动手制作、产品展示、自我评价和相互评价的全过程。本教材评价的侧重点包括成果的科学性、创造性、实践性以及参与的热情、实事求是的科学态度、克服困难的勇气、团队合作精神等。在各章和有些节中,教材分别安排了相应的评价活动,以提高学生的活动参与度和学习物理的兴趣,以利学生不断地体验到成功的喜悦。同时还能增强学生的自信心,挖掘学生的潜力,锻炼、放大学生的能力。
教材还专门设置了“总结与评价”栏目,它和前面的五章有机地构成了一个完整的教材体系,是本教材的一大亮点。如该栏目调查报告类课题“关于电动机在家用电器中的使用情况”,需要学生走出课堂,走向社会,到家庭、商场进行专题调查,撰写调查报告,最后交流评价。学生在这类活动中既巩固了相关的物理知识,又进一步了解了物理和生活的密切联系。
评价既是检验学习效果的新办法、好方式,又是体现“以人为本”思想,让学生自主学习、自由发展的沃土良田。“总结与评价”中,既有供学生选择的15个开放度大的课题,又有三张评价样表。学生还可以自己选题、拟题,进而完成课题。“科技成果展示报告会”和课题的评价形式,教材未作明确的要求。灵活性较大,这为学生和教师提供了较大的开放空间。如“总结与评价”科技文章类课题“科技发明和社会发展关系”,学生可以围绕这一选题拟定具体的子课题,然后完成课题并进行评价。这样处理,体现了因材施教的教育思想,学生的主观能动性得到了充分发挥。这样处理,有益于全面提升学生的科学文化素质,促进学生的个性化发展,还有益于学生“奠定基础”和“发展提高”。 |