高中物理《功》教材分析

《功》教材分析《功》选自人教版高中物理必修2第七章《机械能守恒定律》中的第二节，本文以《普通高中课程标准》为依据，从教材的知识结构、地位作用和深广度，教材编写的意图和特点，学情分析，教学目标，教学重难点，教学建议这六个方面来进行教材分析。以课程标准、素质教育观等为依据，通过教材分析和学情分析的结果来提出一些教学建议。教材的知识结构、地位作用和深广度内容简介《普通高中课程标准》中要求学生“能举例说明功是能量变化的量度，理解功”。教科书以人类对能量转换的认识与功紧密联系这一关联引出功的起源，通过举生活中常见的例子来提出“如果物体在力的作用下能量发生了变化，那么这个力一定对物体做了功”这一观点，并通过回顾初中知识来介绍做功的两个不可缺少的因素和功的计算公式，采用由特殊到一般的探究思路，分析力和位移同方向，逐步深入到力与位移成一角度时做功的探究，并通过力的平行四边形定则推导功的表达式，然后进行辨析讨论，通过对实例的分析应用达到巩固和深化。教科书在处理课程目标时，是让学生经过对功能关系的多次探究体验，沿着初中物理的思路，仍然强调功和能量变化的联系。新旧教材知识结构与呈现方式的对比图图1旧版教材“功”思维导图图2新版教材“功”思维导图从新旧教材的对比中可以看出，新版教材比旧版教材更注重知识间的联系，在旧版教材中是直接把功作为一个新知识讲解，没有知识间的过渡与联系，而新版教材对力学中的功能关系的讨论给予了极大的重视。通过对概念起源的阐述，也是让学生对知识逐步认识的一个过程，这样的一个改变显然更符合学生的认知过程，更有利于开展“以学生为主体”的教学。另外，新教材不仅在知识结构编排上与旧教材有所不同，而且在呈现形式上也更新颖活泼，富有强烈的吸引力。从版式设计上看，人教版新教材的暖色调给人比较亲切的感觉，各种淡彩的印刷，则给人耳目一新的清新感，更显活泼。在插图设计上，新旧教材也各不相同。旧教材中照片较少，多是绘制插图，虽然可以把抽象内容直观化，但缺乏真实性，学生学习时容易产生纸上谈兵的感觉。而新教材的照片比较多且有很强的真实感，尤其对学生，更增添一份亲切的吸引力。而漫画的加入，则是人教版新教材的一大特色，有趣的漫画人物、场景和对话，能充分吸引学生的注意力，激发学习的兴趣，增加好奇心和动手实践的欲望。教材的地位和作用“功”这一节在力学中占有很重要的位置，它的地位具有双重性。其一，它属于初高中知识的结合点，我们应该以初中知识为起点，以教材内容为线索，展开科学方法教育与思维能力培养；其二，它属于能量和力的结合点：阐明了能量和力的关系，是进一步学习能量及解决力学问题的理论基础。功和能的概念是物理学中重要的基本概念，且贯穿在全部物理学中。而“功”是本章知识链中非常重要的一环，就本章的知识结构上来说（图3），功是为进一步提出“能”这个更为广泛、更为重要的概念服务的。做功过程反映了能量的变化过程。图3《机械能守恒定律》知识结构图图3《机械能守恒定律》知识结构图广度与深度李聪睿在《知识的深度和广度的教学》一文中，给出了知识的广度和深度的概念，广度是指该概念并列的所有概念的数量；深度是指该概念的种类关系的全部或范畴层次。从广度上说，通过对比新旧教材中“功”这一节中的概念的数量，可以发现，新教材比旧教材多了一个功能关系的知识点；从深度上看，旧教材求合力做功的例题中一分力为与水平方向成370夹角，而新教材中，该例题中分力的方向改为竖直方向，显然难度降低了。相对来说，新教材的广度更广，而深度降低了。教材编写的意图和特点通过对新旧教材的知识结构、呈现形式、地位作用、深广度等的分析，我们可以从中发现教材编写意图：新教材内容更贴近学生生活、贴近时代，体现应用性和先进性。从传统教材纯学科性、知识性，过于陈旧转向为广泛联系生活、联系社会，并充入具有现代内容的新知识、新技能。树立以学生以展为本的观念，体现整体性和选择性。从传统的、基于精英主义、升学取向的狭隘的课程教材定位，向关注学生“全人”的发展。即以“学生发展为本”，培养学生具有社会责任感、健全人格、创新精神和实践能力、终身学习的愿望和能力、以及良好的信息素养、环境意识等素质。作为物理教材同样要体现培养人的整体性，促进“全人”和发展，同时又要体现选择性，不同的学生可以学习不同层次的内容，确保学生有个性、有特长地发展。教材要利于学生学习方式的转变，体现探究性的自主性。从过去教材过分强调灌输、叙述、被动接受、死记硬背、机械训练，转向为学生亲身体验感受、主动参与、合作探究，即由被动接受式转为主动获取式，从而实现学习方式的根本转变。此外，引入漫画是新教材的一大特色，从新旧教材呈现方式的不同，我们从中可以看出教材特点：内容的选择上，着眼于学生现时和未来的发展体系的编排上基于学生认知规律，兼顾学科逻辑贯穿全书的主线是：情景----探究（体验）----应用教材的思维引导是：问题引导，自主获取，促进学习方式的改变学情分析本节内容所面对学生为高一学生，他们处于从形象思维向抽象思维过渡的时期，思维活跃、求知欲强，有较好的形象思维和逆向思维，但普遍辨识力不高、归纳总结和设计实验方案能力不足。这些学生在初中时已经学习了功的概念和做功的两个必要因素，上一节课已经对能量有了一定认识，知道动能和势能能够相互转换。但是他们接触物理的时间不长，对物理意义的理解及分析能力薄弱，他们的抽象逻辑思维还需要直接经验的支持。综上所述，学生学习知识更需要直观表象的引导。因此，我们在教学设计中必须注意：以学生身边现象引入知识，理论联系实际，加强直观教学，逐步让学生理解和应用科学知识。教学目标根据课程标准、教材分析和学情分析，可将本节课的教学目标分为三个方面。知识与技能学生要能认识功是能量转化的量度理解功的概念，知道做功的两个要素明确功是标量，会用功的公式进行计算理解正功、负功的概念，会根据公式计算多个力的总功（二）过程与方法培养学生的推理能力、分析综合能力学会物理学常用的通过特殊性得出普遍性的研究方法初步理解功的代数和与总功间的联系，学会多角度看问题体会科学研究方法对人类认识自然的重要作用（三）情感态度与价值观有参与科技活动的热情有将功的知识应用于生活和生产实际的意识勇于探究与日常生活有关的物理学问题教学重难点教学重点：做功的两个要素、功的计算公式、正负功的物理意义教学难点：功的计算、负功的理解教学建议教师在教学过程中，应重视引导学生学会独立思考，重视科学探究或分析推理的过程；导入环节可以让学生回忆和复习初中已学过的功的概念，让学生举例说明什么做功过程，做功的过程需要满足什么条件。在推导物体受力的方向与位移方向成某一角度的功的计算公式时，可以在学生提出的思路进行分析后，再介绍另一种方法（两种方法，将力分解到位移方向或将位移分解到力的方向），拓展学生思维。在学习完功的计算公式后，可以提出：如何研究变力做功让学生课后思考，同时也为后续内容的学习埋下伏笔。为让学生更深入了解正功负功的物理意义，可以出一个小问题：如何证明功是标量让学生更明白正功负功的物理意义，同时也可以对功是标量这一概念加深认识。板书应力