高中物理新教材的特点演示课件

1、1,高中物理新教材的特点,黄恕伯,人民教育出版社,2,人教版高中物理课程标准教科书的特点,注重科学精神的熏陶,呈现方式生动活泼,合理设置各种栏目,全面体现STS思想,进一步优化知识结构,强化物理方法教学,重视教学过程的设计,专题研究实验、习题,正确对待高考目标,教材内容体现时代性,重视科学探究活动,3,人教版高中物理课程标准教科书的特点,注重科学精神的熏陶,呈现方式生动活泼,合理设置各种栏目,全面体现STS思想,进一步优化知识结构,强化物理方法教学,重视教学过程的设计,专题研究实验、习题,正确对待高考目标,教材内容体现时代性,重视科学探究活动,以上特点，在阅读教科书时能够明显地感觉到,4,注重

2、科学精神的熏陶,呈现方式生动活泼,合理设置各种栏目,全面体现STS思想,进一步优化知识结构,强化物理方法教学,重视教学过程的设计,专题研究实验、习题,正确对待高考目标,教材内容体现时代性,重视科学探究活动,以下特点，则可能要通过解读才能获得更深认识,人教版高中物理课程标准教科书的特点,5,1. 进一步优化了有关物理知识的结构，使之更能反映知识之间合理关系。,一、具有更加合理的知识结构,3. 把“方法”作为教材知识系统的一个重要组成部分，强化了对物理问题的分析过程。,2. 进一步理顺了知识展开的线索，对知识的铺垫、概括和引伸进行了规划，使之更加符合科学的认知规律。,静电场中功与能的关系,例：力学

3、中功与能的关系,6,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力的功,电场力做功与路径无关,结构 线索 铺垫和引伸,7,电 场 力,电场强度,电 势 差,电 势,电 势 能,电场力的功,试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关,电场力做功与路径无关,电场中两点电势之差叫电势差,试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关,E数值等于沿场强方向单位距离的电势差,EF/q,WABEpAEpB,Ep /q,UABAB,UEd,结构 线索 铺垫和引伸,在这之前，有“重力做功与路径无关”作为铺垫,这之前，有“重力功与重力势能关系”作为铺垫,这之前，有电场强度概

4、念的形成作为铺垫,为串、并联电路电压关系的理论分析做了铺垫,8,1. 对一个高考题的分析,二、通过渗透方式强化方法与思路的教学,9,来自质子源的质子(初速度为零），经一加速电压为 800 kV 的直线加速器加速，形成电流为 1 mA 的细柱形质子流，已知质子电荷 e1.601019 C. 这束质子流每秒打到靶上的质子数为_。假定分布在质子源到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 4 l 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1 和 n2 ，则 n1/n2_。,高考统计：满分率 0.093（主要错在后一问）,高考题,10,假定质子源到靶之间的加速电场是

5、均匀的，在质子束中与质子源相距 l 和 4 l 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为 n1 和 n2 ，则 n1 / n2_.,s2,s1,l,4l,思维方法：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 2a l,匀速运动 s v t,相等长度下 n 和s 成反比,本题难就难在学生缺乏“变与不变”的思想,11,1. 对一个高考题的分析,学生解题的失误，往往不是知识、而是方法问题,2. 当前关于方法教学的流行做法,关于方法，流行的做法是“方法概述应用举例”,先用准确、概括的语言介绍某种思路和方法的意义和步骤，然

6、后用具体的例子来说明它，再用相似的练习题来巩固它。,这是现阶段高中物理教学中普遍运用的一种教学方法，这种教学方法的效果值得怀疑。,二、通过渗透方式强化方法与思路的教学,12,1. 对一个高考题的分析,3. 教科书通过不断渗透强化物理方法的教学,例：“变与不变”思想的渗透,学生解题的失误，往往不是知识、而是方法问题,2. 当前关于方法教学的流行做法,二、通过渗透方式强化方法与思路的教学,13,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,新教材对“变与不变”思考方法的渗透,14,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,新教材对“变与不变”思

7、考方法的渗透,15,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,新教材对“变与不变”思考方法的渗透,16,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,推导：用v - t 图象推出匀变速运动位移公式（P38）,新教材对“变与不变”思考方法的渗透,17,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,推导：

8、用v - t 图象推出匀变速运动位移公式（P38）,做一做：从一张照片估算照相机的曝光时间（P44）,新教材对“变与不变”思考方法的渗透,18,做一做,有一种“傻瓜”照相机，其光圈（进光孔径）随被拍摄物体的亮度自动调节，而快门（曝光时间）是固定不变的。为估测该照相机的曝光时间，实验者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所示。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，石子自由下落的起始位置距地面的高度约 2.5m。怎样估算这个照相机的曝光时间？,A,B,地面,石子下落的径迹,19,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实

9、验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,推导：用v - t 图象推出匀变速运动位移公式（P38）,做一做：从一张照片估算照相机的曝光时间（P44）,探究：利用图象怎样计算变力做功？（物理,P64）,“变与不变”的思想从速度的概念拓展到力的概念,新教材对“变与不变”思考方法的渗透,20,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,推导：用v - t 图象推出匀变速运动位移公式（P38）,做一做：从一张照片估算照相机的曝光时间（P44）,探究：利

10、用图象怎样计算变力做功？（物理,P64）,“变与不变”的思想从速度的概念拓展到力的概念,什么是渗透？,21,讲解：平均速度和瞬时速度渗透“极限”（P16）,实验：测速度用平均速度代表瞬时速度（P20）,讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P37）,推导：用v - t 图象推出匀变速运动位移公式（P38）,做一做：从一张照片估算照相机的曝光时间（P44）,探究：利用图象怎样计算变力做功？（物理,P64）,“变与不变”的思想从速度的概念拓展到力的概念,什么是渗透？,22,真空中速度为v6.4107m/s 的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l8.010-2m，间距 d5.010-3m。两

11、极板不带电时，电子将沿两极板之间的中线通过。在两极板上加一 50Hz的交变电压 uU0sint，如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时，将开始出现了以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。 (1)求Uc的大小。 (2)求Uc为何值才能使通过的时间t通跟间断的时间t断之比为t通 ：t断2 : 1,一个难度更大的高考题,如果能把“变与不变”的思想从速度、力，进一步拓展到磁场、电场等概念，本题的难度将显著减小。,23,1. 对一个高考题的分析,3. 教科书通过不断渗透强化物理方法的教学,渗透 ：,内容上进行系统布局,方式上具有多样结构,学生解题的失误，往往不是知识、而是方法问题,2.

12、 当前关于方法教学的流行做法,二、通过渗透方式强化方法与思路的教学,在不同的场合、不同的情境中，不断深入地运用同一思路（和程序）来解决问题。,24,通过对部分知识点的教学示范，引导教师关注学生的认知过程，体会“过程”也是教学目标，为教师对教学过程的设计提供思路。,例：曲线运动速度的方向,传统的教学过程：,列举旋转砂轮上的火星、旋转雨伞上的水滴沿圆周切线飞出的事例,得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。,讲解有关例题，布置有关习题。,三、重视对教学过程的设计,25,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体

13、在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,水平桌面上有一曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢珠由轨道的一端滚入，在轨道的束缚下按轨道的形状做曲线运动。在轨道的出口A 处放一张白纸，蘸有墨水的钢珠离开轨道后在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢珠在A 点的运动方向。 取去一段短轨道，钢珠的轨道出口改在图中B 处，在B 处放一张白纸，记录钢珠在轨道B 点的运动方向。还可以继续取其它位置作为轨道出口进行相同的实验。 分析钢珠运动轨迹跟曲线的关系。,26,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题

14、：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。,27,改进的教学过程：,观察砂轮上的火星、链球运动员投掷链球的照片。提出问题：怎样确定做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向？,实验：通过钢球在具有任意曲线形状的导轨内的运动，说明曲线运动某点的速度方向跟曲线相切。,简单的理论分析：渗透极限的思想。由平均速度过渡到瞬时速度。,得出结论：做曲线运动的质点经过某位置的速度方向，在曲线过这点的切线方向上。,体验：做一个显示抛体运动速度方向的“飞镖”。 (1)

15、观察在空中速度方向的变化； (2)观察飞镖插入泥土时的入射角。,有人说：这么简单的知识还用得着花时间去“体验”？,体验并不完全是为了理解知识，它有更深层次的教学目的。,28,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。,一个高考前进行审题训练的题目：,学生对本题失误的主要原因不是知识问题，而是缺乏把题目和实践进行联系的意识。,29,2004年高考全国理综试卷（）第25题,本题满分：20分 平均得分：3.5分 难 度：0.175,为什么本题得分率如此之低？,一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面中央。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1，盘与桌面间的动摩

16、擦因数为2。现突然以恒定的加速度 a 将桌布抽离桌面，加速度的方向水平且垂直于AB边。若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度 a 满足的条件是什么？（以g表示重力加速度）,30,设圆盘质量为m，桌长为l，盘在桌布、桌面上的加速度为a1和a2，有,1 mg ma1 2 mg ma2 ,设盘离开桌布时速度为v，移动距离为x1，再在桌面上运动x2停下，有,v2 2a1x1 v2 2a2x2 ,盘没从桌面掉下的条件 x1+x2l/2 ,设圆盘在桌布上运动时间为t,x a t 2/2 x1 a1t2/2 ,解得： a ,l /2,联系实际将不难想到：桌布加速度的大小将影响着圆盘在桌布上的运动时间 t，然而许多

17、学生并没有发掘出这个条件。,，这段时间桌布移动距离为x，有,x x1 + l / 2 ,发掘出题目中的隐含条件常常来自于审题时的实践意识,解答,31,设圆盘质量为m，桌长为l，盘在桌布、桌面上的加速度为a1和a2，有,1 mg ma1 2 mg ma2 ,设盘离开桌布时速度为v1，移动距离为x1，再在桌面上运动x2停下，有,v2 2a1x1 v2 2a2x2 ,盘没从桌面掉下的条件 x1+x2l/2 ,设圆盘在桌布上运动时间为t,x a t 2/2 x1 a1t2/2 ,解得： a ,l /2,，这段时间桌布移动距离为x，有,x x1 + l / 2 ,解答,意识来自于哪里？,意识来自于体验过

18、程，而不是来自知识。,发掘出题目中的隐含条件常常来自于审题时的实践意识,32,通过“体验性实验”增强实践意识,例：向心力和半径是成正比还是成反比？（新教材）,实验时，rA40cm，rB80cm，每秒钟喊口令2次。,操作一：手握A，每秒1周；,操作二：手握B，每秒1周；,操作三：手握A，每秒2周；,比较一和二：相同，F 跟 r 成正比：,比较二和三： v 相同，F 跟 r 成反比：,该实验的主要目的是建立“相同”、“v相同”的实践形象。强化实践意识。,33,通过对部分知识点的教学示范，引导教师关注学生的认知过程，体会“过程”也是教学目标，为教师对教学过程的设计提供思路。,例：曲线运动速度的方向,

19、三、重视对教学过程的设计,例：大量事物出现的机会遵从一定的统计规律,关于科学探究中“合作学习”的教学设计，分小组探究不同的主题然后通过汇报形成整体结论，这是当前的流行方式。,学生探究，掌握知识和发展能力是重要目的，不同主题的探究有可能造成不同小组知识、能力的缺失,教材“大量事物出现的机会遵从一定的统计规律”的探究实验，为合作学习的教学设计提供了一种思路。,34,实验：大量事物出现的机会遵从一定的统计规律,各组学生的行为是相同的，合作的方式是数据的共享，并不造成不同小组学生能力发展的差异,35,1. 关于“实验”编写的专题研究,(1) 成立教材编写的“实验研究小组”，对写进高中物理教科书中各个实

20、验的创意、原理、器材、可行性进行全面研究。,(2) 成立教学实施的“物理实验课题组”，对高中物理新教科书中各个实验进行实践研究，探讨具体实施时的优化途径。,例：测量电池的电动势和内阻实验,四、对实验、习题的编写进行专题研究,(3) 探讨教科书中系统地提高学生实验能力的具体措施,(4) 根据课程标准对物理实验方法和器材没有具体规定的特点，制订教科书关于物理实验的编写策略：统一的实验要求和多样的实验案例相结合。,36,基本要求：,实验原理：根据闭合电路欧姆定律，测出电路中除电动势、内阻以外有关物理量，利用图象或计算，求出电动势和内阻。,数据处理：用U-I 图象进行分析，会描点、拟合图线（直线），根

21、据图线求电动势和内阻，知道减小实验的偶然误差的途径。,实验方案（多种）：,通过外电路U、I、R关系的变换，闭合电路欧姆定律可以写成多种方式。因此，通过测量U 和I、或者U 和R、或者I 和R ，都可以求得电动势和内阻。实验方案的多样性可以拓展学生的思路，可以避免死记实验步骤，有利于灵活把握实验原理，也有利于因地制宜选择实验器材。,实验：测定电池的电动势和内阻,四、对实验、习题的编写进行专题研究,37,教材案例：用水果电池作为被测电源。,实验：测定电池的电动势和内阻,用水果电池作为被测电源的优点,内阻大。有几百到几千。有利于测量。,材料容易获得。土豆、铜片（丝）、铁片（丝）。,安全、环保、无污染

22、。,激发兴趣，消除对电池的神秘感。,四、对实验、习题的编写进行专题研究,38,教材案例：用水果电池作为被测电源。,实验：测定电池的电动势和内阻,测量方法,土豆电池电动势约0.8V，短路电流约不到1mA，因此可选用J0415型电流表(量程200A)配合电阻箱进行测量。,四、对实验、习题的编写进行专题研究,39,教材案例：用水果电池作为被测电源。,实验：测定电池的电动势和内阻,测量方法,土豆电池电动势约0.8V，短路电流约不到1mA，因此可选用J0415型电流表(量程200A)配合电阻箱进行测量。,四、对实验、习题的编写进行专题研究,40,教材案例：用水果电池作为被测电源。,实验：测定电池的电动势

23、和内阻,实验数据,根据实测数据计算路端电压U，作出UI图象如右。,四、对实验、习题的编写进行专题研究,41,2. 关于“习题”编写的专题研究,(1) 举措,四、对实验、习题的编写进行专题研究,成立教材编写的 “习题研究小组”，对习题的功能、内容、难度、形式等进行研究，并全面布局、撰写、编辑教科书中的所有习题。使得习题的设计既有与每节课文相联系的纵向思考，又有横跨各节练习的横向思考。,42,2. 关于“习题”编写的专题研究,(1) 举措,四、对实验、习题的编写进行专题研究,每节课文后的习题全面反映了本节教材的主要内容,(2) 教科书上习题的特点,（先确定题目需反映的主题，再进行选择、改编、撰写）

24、,习题的要求和模块特点相吻合, 既注重基础性，又注重灵活性，追求有价值的难度因素, 联系实际，重视实践情境和物理条件的转化审题,控制难度、控制开放度、控制综合性,可能情况下实现解读教科书的功能,43,例：解读教科书（第2题）,44, 较系统、全面；强调研究思想和方法,例：习题设计怎样体现重视 3系列课程要求的定位,洛伦兹力,/洛伦兹力的应用,/洛伦兹力跟电场力的平衡问题,45,46,47,洛伦兹力/洛伦兹力的应用/洛伦兹力跟电场力的平衡问题,自由通电直导线在磁场作用下的运动问题, 较系统、全面；强调研究思想和方法,例：习题设计怎样体现重视 3系列课程要求的定位,48,1. 基本原则,(1) 夺

25、取高考高分的关键，是提高学生解决问题的基本素质。这里面大量涉及课程标准中的“过程与方法”目标和“情感、态度与价值观”目标。把提高学生解决问题的基本素质和实现课程标准的要求统一起来。,五、合理、科学地处理与高考的关系,(2) 注意阶段性目标和终结性目标的区别。不“拔苗助长”，不把高考要求“一次到位”，从整个高中阶段长远的课程目标来构思各时段的教学要求和教材设计。,(3) 把高考解决问题所需要的基本素质，全面、系统地融合在教材中。为高考复习做好充分的铺垫、打好结实的基础。,49,2. 具体举措,(1) 形成合理的知识结构 （略）,五、合理、科学地处理与高考的关系,(3) 增强转化意识，提高理解能力

26、,解题,(2) 重视思路和方法的渗透 （略）,审题（进行转化）,求解（思路和方法）,审视答案（合理性、多解性）,表述情景,情景条件,（翻译意识）,（实践意识体验性实验）,50,2009年全国高考理综卷第26题 (21分) 如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离。重力加速度在原竖直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的

27、位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。,(1)设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常。,(2)若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与与k（k1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半径为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。,51,重力加速度在原竖直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”,在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与与k（k1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半径为

28、L的范围的中心。,重力加速度在竖直方向上的减小量叫做 “重力加速度反常”,地面上半径 L 范围的边缘重力加速度反常值为； 其圆心处的重力加速度反常值为k。,题目表述的转化（物理条件）：,52,如图，地球上某区域岩石均匀分布，密度为，正常情况下该区域重力加速度大小为一恒定值、方向竖直向下。由于该区域地下存在一球形空腔，造成地面上重力加速度发生微小变化。 （1）设球形空腔位于地面某 P 点的正下方，空腔体积为V，球心离地面深度为d，地面上离 P 距离为 x 的地方有一Q点，求 Q 点由于地下空腔的原因造成重力加速度在竖直方向上减小了多少？,(2)若已知PQ的距离为L，Q点因空腔的存在造成重力加速度

29、竖直方向的减小量为，P点重力加速度的减小量为k，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。,转化后的题目陈述：,53,“抛体运动的规律”课文后的练习题（第10页）,事故发生时零件从卡车顶松脱后被抛出而陷在泥地里。,零件原位置与陷落点的水平距离13.3m，车顶距泥地的竖直高度2.45m。,请你根据这些数据为判断该车是否超速提供证据。,零件从卡车顶松脱后以原来速度为初速度做平抛运动。,零件作平抛运动的竖直位移为2.45m时，其水平位移为13.3m。,经计算得到的零件初速度是否超过了 60 km/h ？,54,2. 具体举措,(1) 形成合理的知识结构 （略）,五、合理、科学地处理与高考的关系,(3)

30、增强转化意识，提高理解能力,(2) 重视思路和方法的渗透 （略）,(4) 吻合高考大纲要求，提高实验能力,高考大纲对“实验能力”的要求： 能独立完成“知识内容表”中所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论；能灵活地运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题。,55,2. 具体举措,(1) 形成合理的知识结构 （略）,五、合理、科学地处理与高考的关系,(3) 增强转化意识，提高理解能力,(2) 重视思路和方法的渗透 （略）,(4) 吻合高考大纲要求，提高实验能力,近5年全国高考物理实验： 05年：电力 06年：电光 07年：电力 08年：电力 09年：电力,“理解新实验”的试题侧重在力学中。,“设计新实验” 的试题侧重在电学中。,人教版教材通过“多种案例”的编写方案增强学生对不同实验的理解。,人教版教材通过对电表电路模型的理解增强学生的电路设计能力。,56,关于串、