从《课程标准 》谈人教版《高中物理必修2》的 教材分析和教学建议

从《课程标准》谈人教版《高中物理必修1、2》的

教材分析和教学建议江苏南通朱建武概要几个基本观点内容体系结构第一部分：几个重要变化的分析说明（8-122）

一、普通高中物理课程标准与原“大纲”相比较，有哪些特点和变化？（9-22）二、内容编排的变化（23-52）三、学生实验的写法与过去不同（53-77）四、关于科学探究的理解和科学探究在教材中的呈现五、提供原始材料，关注联系实际（104-122）。第二部分：必修1、2教材分析和教学建议(123-237)几个基本观点

一、物理学科与数学等其它学科相比较，在核心内容和体系结构方面，是变化最小的，即基本上继承了原来的高中物理教学大纲和高中课本的主要优点。

二、我们的物理教师有能力驾驭新课标教材，完全能胜任新课标教材的教学。

三、新教材也有大量创新，特别是在内容编排和呈现方式上，在关注科学思想、科学过程、情、态、价以及在引导学习方式改变方面，都做了许多有益的探索，也为教师的创新教学提供了新的平台和大的空间。内容结构体系必修＋（选修1；选修2；选修3）

选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5

在注重物理学的应用和社会意义的同时，较系统地介绍物理学的内容，进一步强调物理学的研究思想和方法

选修3—1：电学1；选修3—2：电学2；选修3—3：热学；选修3—4：振动和波、光学；选修3—5：动量、原子物理。

(必修＋选修3系列形成一个完整的物理知识体系)。第一部分：几个重要变化的

分析说明

发生了那些重要变化？为什么会有这些变化？在教学中如何应对这些变化？一、普通高中物理课程标准与原“大纲”相比较，有哪些特点和变化？（一）主要特点

1、明确提出并要求落实三维课程目标(第8～9页明确地、可操作地阐述了三维课程目标）。（二）过程与方法

1．经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

2．通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。

3．能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力。

4．参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。

5．具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。（三）情感态度与价值观

1．能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。2．有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问题。3．具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神，具有判断大众传媒有关信息是否科学的意识。

4.有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

5．了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。

6.关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。

●课标在各模块的具体要求中体现了过程与方法、情感态度与价值观的要求。例如：

第12页，“经历匀变速直线运动的实验研究过程”，“体会实验在发现自然规律中的作用”，“体会数学在研究物理问题中的重要性”；第13页，“通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系”；第14页，“关心生活和生产中常见功率的大小及其意义”；第15页，“关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系”；第16页，“通过有关事实了解万有引力定律的发现过程”（过程与方法有双重意义）。

●学生学过科学课程之后，将以不同的视角、不同的方法看世界，以提高认识世界的能力。

为什么要上这堂课?它的价值究竟在哪里?这堂课除了知识之外,还能让学生得到些什么?学生兴趣盎然地参与学习活动,通过一定的过程与方法,切实掌握了知识和技能.

学会会学乐学切实掌握了知识和技能通过一定的过程与方法学生兴趣盎然地参与学习活动教学设计和教学时都要着眼于三维目标的有机整合

“知识和技能”，“过程和方法”，“情感、态度和价值观”是新课程目标的三个维度，而不是三种目标，就像一个立方体的长、宽、高一样。首先，“三维目标”具有内在的统一性，统一指向人的发展。其次，“三维目标”是交融互进的。相对于人的发展这一总体目标，任一目标都不能脱离整体而单独优先发展，缺失任一维度都无法筑成完整的人的发展的金字塔。知识与技能态度情感与价值观过程与方法知识点以知识学习为载体2、提倡自主学习、合作学习、探究式学习、接受学习等多种学习方式的优化组合。学生是学习的主人，教师是知识的传授者，更是学生学习的组织者、引导者和促进者（本ppt177：平行四边形定则的教学----引导学生改变学习方式的一个范例)。三个必讲●学生已会的不讲●不讲也会的不讲●讲也不会的不讲●核心问题必讲●思路方法必讲●疑难之处必讲

浙江省功勋教师

吴加澍的“必讲”与“不讲”三个不讲（二）重要区别2、对知识要求的阐述比较宽泛（区别于“纲”）

例如第15页:

会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。

例：分别以物体在水平方向和竖直方向的位移为横坐标和纵坐标，描绘做抛体运动的物体的轨迹。

不刻意区分平抛和斜抛，强调的是科学方法（原大纲：“抛体运动”（B）

）。3、以“例”和“活动建议”的形式对标准做进一步描述

上面就是一例。“例”和“活动建议”不是必须执行的。4、学生实验的项目分布在各条标准中，同时有实验总体要求例如：

第12页，“经历匀变速直线运动的实验研究过程”明显地要求学生做实验。第29页，“会测定凸透镜的焦距（选修23）”明显地要求学生做实验。第12页，活动建议中“通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况”，“标准”并不要求学生或教师一定做这个实验，但是建议去做。第10页，“科学探究及物理实验总体要求”。例如：“尝试选择实验方法”、“按说明书进行实验操作”、“尝试分析假设与实验结果之间的差异”……

与过去对实验的要求有很大不同：具体的器材、操作的要求少了，实验思想、方法的要求高了很多。5、对于教学、教科书编写、评价、课程资源的开发与利用都有较具体、较详尽的建议这部分是课程理念的再次体现，它表明“标准”不是只规定物理内容，它是一个完整的体系。（三）从整体上科学地理解“课标”

不要尝试对知识要求的“目标”做出刚性的解释，这是无法做到的。“刚性的解释”指是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步……

例如，有人指出：第10页要求“知道万有引力定律”，而在第6页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算。这在高中阶段显然不合适。于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。如果“知道”层次排除计算，第13页“知道胡克定律”怎么办？如果“知道”层次要求计算，第47页“知道电子云”怎么办？

结论：课标给出的“知道”“理解”等要求是相对的，相信教材编写者、教师、考试命题者都有足够的智慧和能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。几十年来的中国中学物理教育史证明，力图在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识难度的做法是行不通的，如果勉强去做，结果一定会使大家拘泥于知识而忽视过程与方法。二、内容编排的变化（一）为什么必修模块选力学？

必修模块以经典力学的核心内容（大部分而非全部）为主体，学习经典力学的基本概念、原理和规律；认识其意义和应用价值；也要了解经典力学的局限性及其与近代物理学的关系。（从“知识与技能”这个维度看）

霍耳顿论力学的地位：“无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范……力学之于物理学，如同骨格之于人体。”1、经典力学是整个物理学的基础“如果一个学生清楚地理解了力学中阐述的基础内容，即使他还不能在复杂情况下运用自如，他也已经克服了学习物理的大部分的真正困难了。”比较系统地学习力学的基础性知识，能够对于力学的重大进展及其发展过程中前辈科学家的探究精神，思维方式和研究方法有所了解与感悟；学生亲自经历某些力学问题的探究活动，有助于加深理解和体验，培养自主学习和研究的习惯。力学的概念、原理和规律是进一步学习的基础，也是培育逻辑思维能力的基础。力学中的相关实验在人类认识自然规律的过程中具有开创性的作用，也是培育实验观察能力的基础。因此，在必修系列中，比较注重概念的科学性，规律的准确性，理论的严谨性，技能的规范性，注重实验观察能力与逻辑思维能力的综合培养。这也是人教版高中物理课本的特色之一。经典力学的核心内容主要包括牛顿三个运动定律，万有引力定律和功、能、动量等基本概念。牛顿三个运动定律是经典力学的基础，万有引力定律则树立了人们对牛顿物理学的尊敬。牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。所以杨振宁说：“如果一定要举出某个人，某一天，作为近代科学的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》1687年出版的那一天。”关于力学中的功、能和动量

在牛顿物理学中本没有功和能量的概念。机械功的概念和能的概念是在不同的物理问题的研究中分别建立起来的。功的概念和其定量表达是同时出现的。在初期，能只有概念而缺少定量的表达。当在同一物理问题中，功与能量“邂逅”时，功作为能量变化的量度为能量及其转化过程奠定了定量分析的基础。因此功、能也成为力学的核心内容。

。在牛顿时代就有动量（运动之量）的概念，牛顿第二定律的原始表述就使用了这一概念。但动量守恒定律则有赖于惠更斯等人的研究。无论如何，动量及其守恒定律的确是经典力学的核心内容。把这个内容放在选修3-5中有待商榷和改正。像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，在高速、微观、强引力领域，它不再有效。它只是物理“交响曲中的一个乐章”。2、以经典力学的一些核心内容为载体，便于引导学生领悟物理学的一些基本思维方式和研究方法，比如“模型方法”（过程与方法）。

质点（ppt103-106）是高中物理教学中涉及到的第一个理想模型。在确切理解质点概念本身的基础上，还要感悟理想模型及其在科学研究中的作用。

“理想模型”是根据研究对象和问题的特点，撇开、舍弃次要的非本质的因素，抓住主要的、本质的因素，将研究对象简化和纯化，从而建立的一种易于研究的，能反映研究对象主要特征的物理图象。建立理想化的物理模型，是进行科学抽象的一种重要形式，也是一种深刻的科学思想方法。“理想模型”是一种抽象的理想客体，原则上只能在思维中才能实现。但没有它，科学将无法面对错综复杂的现实世界。一句话，没有理想模型，就没有科学。注意，科学抽象不同于近似。物理学科学方法的精髓在于：用模型描述自然，用数学表达模型；用实验检验模型。

——作为一门精确的定量科学，物理模型的性质只有用数学表达出来，才是真正可知和成熟的。伽利略是此一划时代的开端。牛顿为物理学的严格数学化做出不可磨灭的贡献。麦克斯韦、爱因斯坦、杨振宁等都是把物理学数学化的大师。

——模型愈简单，就愈抽象，也就离现实愈远。然而，最简单的模型往往是最普遍有用的。数学是科学抽象的终极，数学简洁的逻辑美和结构美也是物理美的最高境界。这也是用数学形式表达物理模型的重要原因。

——任何模型都必须接受实验检验。在实验检验中，扬弃、修正、改造旧模型，创建新模型，是物理学向深度和广度发展的重要标志。（例：卢瑟福、玻尔与原子模型；迈克尔逊与以太模型）。

3、经典力学蕴含有大量的“情、态、价”教育资源，有利于学生学习前辈科学家探求真理的坚强意志、科学态度及献身精神（情、态、价）。

例如，伽利略的经历和万有引力的发现史实，就是非常好的教育资源。例：万有引力定律的建立（《必修2》第七章）教科书的线索是这样的：神奇的行星运动（行星的逆行），第谷的观测数据↓开普勒行星运动定律↓太阳对行星的引力↓行星对太阳的引力（作用力与反作用力）↓太阳与行星之间的引力虽然这个公式的形式与我们熟知的万有引力定律的公式相同，但它还不是万有引力定律。它来源于开普勒行星运动定律，而这个定律只适用于太阳系的行星，所以我们还不能称它为“万有”的引力。

牛顿的创造性工作是设想行星与太阳之间的引力跟地球与月球、地球与地面物体之间的相互作用力是同一种力，并且证明了这一点。不但如此，他还把这种力推广到一切物体之间。教科书接下来的线索则是：观测数据支持“地球与月球的引力”、“地球与地面物体的引力”是同一种力的猜想。↓推广到一切物体（万有引力定律）↓测定引力常量（后人的工作）↓称量天体的质量、发现未知天体、航天事业学生在了解到第谷为描述行星的运动积累了近万个观测数据的时候，会像所有人一样感到头疼；开普勒把这么繁杂的数据变成了简洁的三句话，这使人眼前一亮，豁然开朗。这时学生的体验是高兴、佩服和激动，这就是一种积极的情感体验。开普勒一定也有这种体验，他自撰的墓志铭表达了他的满足：“我曾测量天空，现在测量幽冥，灵魂飞向天国，肉体安息土中。（《必修2》第六章第1节旁批p32）”然而，教科书并没有就此止步。在这一节的“科学足迹”中写道：“不过，开普勒并不知道，他所发现的三个定律还蕴藏着极其重大的‘天机’……”，这里说的“天机”，指的就是“指挥”行星运动的力――万有引力。是牛顿揭露了这个“天机”，发现了万有引力定律。这个定律比开普勒定律更深刻（揭示了运动的原因）、更普遍（适用于一切物体）、更简练（一个公式），此外还有“自恰”。学到这里，学生的体验是更高兴、更佩服和更激动。教科书曾经引用一位英国诗人歌颂牛顿的诗句（《必修1》第四章章首）：“自然和自然的法则在黑暗中隐藏。上帝说，让牛顿去吧，于是一切都被照亮。”教科书还抄录了一个“外行人”马克•吐温的话：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”。杰出人物的心灵是相通的，这话虽然出自外行人之口，却道出了科学方法的真谛，那就是：

不完整的事实（或不严谨的推理）↓猜想与假设↓可检验的结论↓新事实的检验

在发现万有引力定律的过程中，尽管第谷的观测数据成千上万，但那只是有关太阳系的行星的数据，因此只能算是“零星”的事实；把行星之间的引力推广到月球－地球之间、地球与地面物体之间，以至推广到一切物体之间，这是“猜想”；后来测得了万有引力常量G，于是根据万有引力定律得出了可检验的结论――对海王星的预言。海王星的发现和天体质量的测量则是马克•吐温所说的“收获”。

教科书的编者认为，科学并非自然本身，它是人对自然认识的过程与产物。因此，编者希望在教科书中介绍的科学内容不再是独立于人生的冷冰冰的公式和法则，教科书要使学生通过科学内容看到其背后人的智力活动与人的情感。

“开普勒定律”“万有引力定律”是学生应当掌握的知识点，在教科书中我们以它为载体，着眼于三维目标的整合，很自然地让学生“体会科学发现的艰难之旅，领略物理公式的简约之美”，而不局限于“赤裸裸”的知识。这就既掌握了知识点，也经历了过程，感悟了方法，也在这个过程中有了积极的情感体验。学懂了物理（学会），一个物理老师，你让学生喜欢上了物理（乐学），通过一定的过程与方法（会学），你就达成了三维目标。

亚里士多德：“不了解运动，就不了解自然。”伽利略把精心设计实验和数学的、逻辑的推演相结合，是近代物理学研究的肇启和标识，而这正是从对运动的研究中实现的。历史学家巴特菲《现代科学的起源》：“在我看来，过去15个世纪里，人类心灵遇到并克服的所有智力障碍中，最富有魅力和最举足轻重的，是运动的问题。”牛顿《原理》前言：“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理；因为哲学的全部责任似乎在于——以运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。”

（二）为什么在《力学》中先学习“运动学”？

对运动的研究必然导致对“力”的研究，但力实际上是一个极为抽象的概念，而且没有对物体运动状态及其改变的研究，就无法研究力。事实上，力的概念和量度是伴随牛顿运动定律才确定起来的。第一定律给出了力的概念，第二定律解决了力（和质量）的量度问题。三、学生实验的写法与过去不同

科学实验是人类与自然的主动对话，迫使自然作出回答；科学实验又是用理性分析来指导观察的方法。因此，不能把实验仅仅看着一种操作技能，更应看到其心智技能这个要素。要在提高动手能力的基础上，认识科学实验的本质特征，认识到把理性思维（包括数学及逻辑推理）和科学实验结合起来，才能读懂大自然这本书。过去的教学大纲列出了22个实验，并在“说明”栏目中指出了所用的器材和方法。不仅如此，由于当时教科书的惟一性，实验的操作实际上也被固定下来了。课程标准与此不同，它在“内容标准”中给出的是物理实验方面的能力要求，实验的数量比过去多，但对具体器材、方法、操作等的要求却是非刚性的。应该做的学生实验与其他教学内容结成一体，散落在各个模块中。因此，新教科书中的学生实验不能让学生“照方抓药”，而是做了以下改变。1.增加了探究性探究精神要贯穿于整个课程，包括学生实验在内。中学课程里的学生实验有探究性的、验证性的、测量性的，即使是验证性的实验，也要体现探究精神。例如，《必修2》中的实验“验证机械能守恒定律”。例1：实验：验证机械能守恒定律(p73)

过去：只写如何操作、得出什么结论现在（必2－P26)

……

要注意下面几个问题。

1.重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？

2.重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？

……4.实验报告中要写明……以及对结论可靠性的评估，包括对可能产生的误差的分析。课文是在“提出问题”，而学生则应做出猜想、然后通过自己的操作或者逻辑分析得出结论。在实际教学中，有的学生就指出空气阻力还不是最重要的，纸带与计时器的摩擦对实验的影响可能更大。为了支持自己的观点，学生特意把打点计时器调得不再竖直以突出摩擦对实验的影响，把这种情况下测得的下落速度与调直时的测量结果对比。这不就是在做实实在在的科学探究吗？

另一个学生实验“探究求合力的方法”（《必修1》第三章P62），也是一个创新写法的实例。那段课文没有像以前一样写明应该怎样操作、会看到什么现象、现象说明什么问题、最后得出什么结论，而是在简单介绍原理之后指出“探究时应该注意下面几个问题”（P62）。这几个问题实际上是对学生的指导，不过不是用灌输的方式，而是引导学生通过自己的思维活动，在独立思考的基础上得以解决。这样做不仅能使学生更好地学到这段知识，更重要的是使学生提高获取知识的能力。2.突出科学思想

与操作技能相比，实验中的科学思想与科学方法更为重要。

例如，过去用打点计时器测量瞬时速度时，强调的是：纸带上某两点间的平均速度等于时间中点的瞬时速度。现在强调的是：足够小的间隔中的平均速度等于其中任意一点的瞬时速度(p16)。为此，教科书第一个测量瞬时速度的实验(p20)不是测量重物牵引的小车的速度，而是测量手拉纸带这样无规则变化的速度（这时平均速度与时间中点的瞬时速度没有确定的关系）。这样做的目的是强化瞬时速度和平均速度这两个概念的一般关系而不是某种特殊关系。aΔS

T2=

例3：《必修1》第三章实验：“探究加速度与力、质量的关系”(必修1p71)，这个实验也体现了编者在实验中突出科学思想的意图。这段教材的线索如下：

分析实例：大汽车与小汽车、一般客车与赛车，获得加速度与力、质量关系的感性认识↓

关于加速度与力的关系的实验，给出思路和数据处理建议

关于加速度与质量的关系的实验，给出思路和数据处理建议↓

协助学生解决两个操作问题（加速度的测量、力的提供和测量，图4.2-4提供案例）↓

由实验结果得出结论这里贯穿的科学思想是：由经验做出猜测，做实验为猜测提供新的、半定量的佐证。需要强调的是，不能期望这个实验获得“a与F成正比、a与m成反比”的确切结果。实际上也没必要存有这样的期望，因为科学定律本来就不是从有限的实验数据直接归纳出来的(课文P73-74)。

……实验的结果往往不尽人意，得到的数据不像定律描述的那样完美。不过，不要气馁，更不能任意修改数据去适应书本上的结论。为什么会出现这样的差别？自然，中学物理实验器材的精密度不高，但是，也可能有更深层次的原因。返回

在通过实验探究加速度与物体受力的关系时，我们根据现象的分析和粗略的数据，猜测加速度可能与物体所受的力成正比。这是一个猜测，需要实验的验证。于是我们做了几次实验，得到了几条直线。这些图象并没有完全验证我们的猜测，但它们强烈地向我们提示，这样的猜测很可能是正确的！你可能说，中学物理实验器材的精密度不够，用更好的仪器就能得到过原点的直线了。但是，如果用了更好的仪器，就要用更高的标准来检验这条直线，这时仍然会发现它不过原点……

……物理学的规律不是通过有限的几个实验“归纳”出来的，它们之所以正确，归根结底是因为由它们得出的无数结论都与事实一致。即便如此，我们也时刻不能丢掉一颗怀疑的心，很可能在某些新的情况下，我们习以为常的规律又会出现问题。P47旁批：“伽利略把他的结论外推到90度是需要很大勇气的”。P32，小车的速度与时间的关系，点子是否完全落在一条直线上？第7行：“……可以有很大的把握说……”P73-74(加速度与质量的关系)：“实际的规律很可能就是这样的”P74第2段，“我们的结论仍然带有猜想和推断的性质，只有……”P94：同学们学过许多物理规律……我们的责任是忠实地记录一切原始数据。必修1中的其他例子

指导思想：能量与做功有关

感性认识：能量（动能）与速度有关↓↓

提出的问题：做功与速度的变化有什么关系?↓

解决的思路：更换橡皮筋，使做功加倍，用纸带测速度↓

操作技巧：使木板倾斜以做补偿↓

数据处理：分别作出各种图象

W～v？、W～v2？、W～v3？……

这段教学不能满足于让学生按步骤操作，更不能使学生陷入操作的枝节问题。应努力使上述逻辑线索在学生头脑中清晰起来。例4：《必修2》第7章(P64)中第6节:“实验:探究功与物体速度变化的关系”，这节的逻辑线索如下：3.加入了设计因素教科书注重实验原理，至于具体操作，鼓励师生因地制宜，自行设计。例如，《必修1》(P71)第三章学生实验“探究加速度与力、质量的关系”的呈现上,教材就只给出“制定实验方案时的两个问题”和一个“参考案例”期望学生根据这个思路和自己的资源设计具体的方案；《必修2》里的研究平抛运动的实验，课文也是着重讲实验原理。至于怎样获得平抛运动的样本，教科书提供了几个方案（P12）供选择，师生也可以设计自己的方案。大多数学生实验都有类似的处理。4.强调用图像处理实验数据

教科书中提倡用图象处理实验数据,这也是一个规范化的科学方法。在《必修1》第一章第4节(P19)，从高中物理的第一个学生实验开始，就要求用图象表示手拉纸带的速度与时间的关系，并提出用平滑曲线来“拟合”坐标系中所描的点的思想。拟合时对曲线的要求是“顺势”、“平滑”，如果不能使所有的点都恰好落在曲线上，那么曲线两侧的点的个数要大致相同（p22）。返回

第二章第1节探究小车速度随时间变化的规律(P32)第二章第3节研究自由落体运动的小实验（“做一做”栏目P40）第三章(弹力)第2节课后习题第4题（P56）第四章第2节“探究加速度与力和质量的关系”的实验（P73）第七章第6节“探究功与速度变化的关系”(P64)在以后的学习中，教科书反复引导学生运用图象来处理数据，以强化学生的这种能力：通过实验探究加速度与质量的关系时，当然可以做出加速度随质量变化的图象，由图中曲线的形状判断两者的关系。但是实验得到的曲线的形状比较复杂，难以断定它的性质，图像是否是直线就很容易判断。因此教科书指出了一个方法(P72)：不作

图象，而作图象，通过这个图象是否直线来判断a是否与m成反比。如果这个图象不是直线再尝试或其他关系（下1片）。这个方法在第五章第6节探究功与物体速度变化的关系时再次出现。在以后的选修课中也将多次运用。教科书特别指出了运用图象处理实验数据的技巧：以直代曲。

以a为纵坐标、m为横坐标，如果曲线是双曲线的一枝，a与m就是反比例关系

以a为纵坐标、为横坐标，如果画出的是一条直线，a

与m就是反比例关系返回与过去相比，上面的四项变化基于编者这样一个理念：大家常说的“实验技能”，主要指心智技能，而非手工技艺。分析历史上的著名实验可以看到，它们之所以著名，原因在于设计巧妙，并不在于操作者的手工技艺多么高超。21世纪对于优秀技工的要求则是脑力劳动主导下的手脑并用，不但手要巧，心更要灵。四、关于科学探究的理解和科学探究在教材中的呈现了解科学探究及物理实验能力要求物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求。

科学探究要素和对科学探究及物理实验能力的基本要求： ⑴提出问题能发现与物理学有关的问题从物理学的角度较明确地表述这些问题认识发现问题和提出问题的意义 ⑵猜想与假设对解决问题的方式和问题的答案提出假设对物理实验结果进行预测认识猜想与假设的重要性⑶制定计划与设计实验知道实验目的和已有条件，制定实验方案尝试选择实验方法及所需要的装置与器材考虑实验的变量及其控制方法认识制定计划的作用⑷进行实验与收集证据用多种方式收集数据按说明书进行实验操作，会使用基本的实验仪器如实记录实验数据，知道重复收集实验数据的意义具有安全操作的意识认识科学收集实验数据的重要性 ⑸分析与论证对实验数据进行分析处理尝试根据实验现象和数据得出结论对实验结果进行解释和描述认识在实验中进行分析论证是很重要的 ⑹评估尝试分析假设与实验结果间的差异注意探究活动中未解决的矛盾，发现新的问题吸取经验教训，改进探究方案认识评估的意义 ⑺交流与合作能写出实验探究报告在合作中注意既坚持原则又尊重他人有合作精神认识交流与合作的重要性四、关于科学探究的理解和科学探究在教材中的呈现（一）课程中的科学探究有三重意义

第一，它是一种学习方法。强调学生自己不断发现问题、解决问题，在这个过程中获取知识、体会科学方法、受到情感态度价值观的熏陶。

第二，科学探究本身也是学习的内容。

平常所说的知识包括了陈述性知识和程序性知识[1]，怎样进行科学探究是一种程序性知识，以前我们对这类知识的学习不够重视。在科学课程的学习中，学生要通过对探究过程的反复体验，学会怎样进行科学探究。[1]皮连生著：《智育心理学》，人民教育出版社1996年4月第1版。

第三，科学探究还是一种精神。是一种求实、求真和理性怀疑精神。要用这种精神探索和研究自然规律，也要用这种精神学习整个课程中的所有内容。这点是科学探究的灵魂，尤为重要。

例如，实验仪器的使用规则，虽然不是自然规律，但也可以通过科学探究来学习。有一种说法，认为学习这类内容时不能进行探究，只能严格要求，即使不明白其中的道理也要记住这些规则，否则这些重要的要求在学生头脑中就不清晰，还可能损坏器材。其实，仪器的使用规则都是有道理的，学生应该通过自己的探究来学习这些道理。

我们通过称量橡皮、铅笔的质量来学习天平的使用方法，学习过程中要一边操作一边思考下面几个问题：

●

天平应水平放置。你所用的天平有没有检查天平底座是否水平的装置？应怎样调平？●

天平使用前要使横梁平衡。每台天平都有平衡螺母，用来调整横梁的平衡。你的天平的平衡螺母安装在什么位置？如果横梁的左臂偏高，应该向哪个方向旋动平衡螺母？

●

你的砝码盒中最小砝码的质量是多少？实际上，天平还能够分辨出比它更小的质量，这时就要靠游码了。游码相当于一个“秤砣”，它每向右移动一格，就等于在右盘中增加一个很小的砝码。在你的天平上，一个这样的小格相当于多大质量的砝码？使用天平之前，应该使游码停留在什么位置？使用天平时，要求把待称的物体放到左盘，在右盘中增减砝码。为什么要这样做？

……

关于天平的使用，你认为还应该注意什么问题？

《义务教育课程标准实验教科书·物理（九年级）》，人民教育出版社2001年12月第1版第10页。例：想想做做――天平的使用方法物理课程标准指出了科学探究的几个要素。“要素”不同于“环节”。一个过程缺少必要的环节就会中断；而课程标准指出的要素是科学探究的标志，一个具体的教学过程只要具有一两个这样的要素，它就有了探究性。也就是说，学习时的科学探究不一定是“完整”的。因此，也不能苛求教师在课堂教学中都要展现“完整”的科学探究。

(二)探究形式是多种多样的

例如，教材中的“思考与讨论”、“做一做”栏目，都是重要的教学环节，都是为学生尝试不同学习方式特别是进行科学探究搭建的平台。希望老师们充分利用好这些”平台”，引导学生改进学习方式。

老师问：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移（p37）？

学生A：能。可以用下面的办法估算：x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……

学生B：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1s，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。

学生A：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。

老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1s，而是取得更小些，比如0.06s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04s、0.02s……误差会怎样？

例2：

例3：

例4：例5：说一说（必修1，P53，科学探究一例）

质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？例6：思考与讨论（必修2，P58，）

地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……

例7：说一说（必修1，P22）

百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗？如果有变化，你估计是怎样变化的？某位运动员百米赛跑的成绩是10.57s，按照你的估计画出他在这段时间的v-t图象的草图。如果是没有受过训练的同学跑百米，他的v-t图象的形状可能有什么不同？

与“探究形式是多种多样的”相对应，学习中可以通过多种形式体验科学探究过程。比如，对于某些内容，教师可以按历史的发展展开教学，使学生从前辈大师的工作中体会科学探究。例如，伽利略对自由落体运动的研究（必修1，P45）例：伽利略对自由落体运动的研究（必修1，P45）绵延两千年的错误逻辑的力量猜想与假设实验验证伽利略的科学方法

实际教学中最难把握的是提出问题这个要素。学生提的问题五花八门，有的虽然有意义，但未必与教学发展方向一致。因此，多数课题恐怕还是要由教师提出。这样做还是科学探究吗？还是！根据现象或过去的知识找出矛盾或疑问，把它清晰地表述出来，这是一个很好的教学习惯。教师经常这样做，时间久了学生也就自然而然地这样做，遇到相似的场景时会不自觉地在心里产生疑问，于是就形成了提出问题的习惯，也就逐渐学会了怎样提出问题。我们强调这样的教学过程，就是在践行印度哲学家菩德曼的一句名言

“播种一种行为，收获一种习惯”，我们这样做是在引导“批判性的思维”，是在培养“怀疑精神”。（三）应当特别关注“猜想与假设”

中学教学中的科学探究最应该注意的就是猜想与假设这个要素，猜想与假设是创造性思维中最活跃的因素。这样说，是基于我们对科学过程的理解：科学定律不是根据有限的（尽管可能是大量的）事实归纳出来的，新知识的建立常常不在于实验证据的多寡，而在于研究者的想象力、洞察力（直觉是发明的工具，逻辑是证明的工具）。科学中的重大发现是这样，日常生活与工作中的新认识、新见解也是这样。例1：说一说（必修1，P45）

为什么物体在真空中下落的情况与在空气中下落的情况不同？关于这个问题，你有什么假设或猜想？

你从表中发现了什么规律吗？你能尝试解释这个规律吗？——尝试解释就是做出假设和猜想。

例2：（必修1，P46）

（4）科学探究不一定都要动手做实验实验是物理学的基础，这是从整体上说实验推动了物理学的发展，而绝不是说，物理学中的每一个规律都“应该”或者“可以”直接由实验总结出来。明确了这个认识以后，在学习过程中我们就敢于确认：包含了科学探究的若干要素，但不包含学生实验或演示实验的教学过程，也是科学探究。例如，前面所举的“说一说”、“思考与讨论”都是这样的例子。

高中物理中的科学探究不全是实验探究，它比初中阶段的探究范围更广泛。为此，教材安排了几个典型的、没有实验活动的科学探究。例如物理必修2第5章第5节“探究弹性势能的表达式”、第6章第6节“探究向心加速度大小的表达式”等。

没有实验的教学过程也可以是科学探究，明确了这一点能使我们解放思想、放开眼界，克服教学时科学探究中的形式主义。综上所述，科学探究主要是一种精神，它应该贯穿于整个学习过程。教师要想尽一切方法调动学生探求新知识的积极性，而不只是让学生被动地吸收知识，这样就体现了新课程的探究精神。我们不宜说某节课是科学探究课，某节不是；也不宜说某个教学活动是，某个不是。科学探究的精神要渗透到全部教学活动中。五、提供原始材料

关注联系实际例1：“匀变速直线运动”的章首语

……据报导，上海磁浮总长33km，一次试车时全程行驶了约7min30s，其中以430km/h的最高速度行驶约30s。

……

根据报纸上的数据，再按照实际情况做些简化的假设，你自己就能估算它的加速度！例2：做一做（p44）

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。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6cm，拍摄到的石子位置A

距石子起落点的竖直距离约2m。怎样估算这个照相机的曝光时间？

例三：

这个GPS定位器此刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？（必修1，P11）继续例5：必修1，P47第3题

为了测出井口到水面的距离，让一个小石块从井口自由落下，经过2.5s后听到石块击水的声音，估算井口到水面的距离。考虑到声音在空气中传播需用一定的时间，估算结果偏大还是偏小？

例6：空气阻力对抛体运动轨迹的影响（必修2，P42）

……

以上讨论都有一个前提，即空气的阻力可以忽略。如果速度不大，例如用手抛出一个石块，这样处理的误差不大。但是物体在空气中运动时，速度越大，阻力也越大，所以，研究炮弹的运动时就不能忽略空气的阻力。炮弹运动的实际轨迹大致是怎样的？例7（p18）：

协和式客机，由英法两国共同研制，1976年投入运营。它能在20000m的高空以2倍声速飞行，是惟一的超音速客机。但是，它的能耗太大，飞行和维护的成本太高，加之起飞和降落时的巨大噪声，以及安全隐患，所有协和式飞机于2003年10月已全部退出运营。近30年的“协和史”引发人们深思：有没有必要无限制地追求“高速度”？

给老师的一点建议：

做有心人，勤于积累，努力丰富自己的“课程资源库”。

例：2008.04.08湖南湖北浙江等省市遭冰雹袭击

4月8日，一居民展示冻在一起的冰雹。当日5时30分左右，浙江省海宁市长安镇遭冰雹袭击，当地不少房屋、汽车等遭到不同程度的破坏。新华社发

2007年9月13日，中国科学家在北京宣布研制成功新一代通用中央处理器芯片——龙芯２Ｅ，是工作人员在展示龙芯２Ｅ性能达到了中档奔腾Ⅳ处理器的水平。龙芯２Ｅ包含４７００万个晶体管、面积约两个拇指盖大小、功耗在３至８瓦范围内。1.

砖块被顶在墙壁上为什么不会滑落？2.当战士顶砖块的力增大时，摩擦力大小变化吗？3.为使砖块不滑落,头顶的压力至少多大？计算这个问题还需知道哪些条件?报载照片：从“头”练起●结合本节课（摩擦力）的知识，你能提出并解决哪些相关的问题？……科学家研发出纳米发电机

移动身体就可发电

研究人员已开发出一种纳米发电器，它可以将我们移动身体时自然产生机械能转化为电能。随着研究的深入，利用我们一天在办公室的活动，纳米发电机产生的电能，足够给我们的个人电子设备(如手机、MP3播放器、笔记本电脑等)供电。

喷水飞行背包德国09年2月12日上市一款名为“喷射悬浮飞行器”的喷水飞行背包，能以向下喷射两道高压水柱的方式把使用者推离地面9米。

重庆开县雷击事件

5月23日下午4点多，重庆开县义和镇兴业村小学学生被雷电击中，造成7名小学生死亡、44名小学生受伤，其中5人重伤。气象专家认为，雷击灾害是天灾，但开县没有安装避雷装置，也是造成7名小学生死亡的原因之一。京津城际列车最高时速达394.3千米，启动后5分钟速度达300千米/小时------这可以编拟一个联系实际的物理好题！

1969年人类首次登月成功。在一次登月活动中，宇航员R.Scort在月球实验上做了落体，证实了榔头和羽毛下落一样快。费恩曼曾讲过一个笑话：一位妇女因驾车超速被拦，警察对她说：“太太，您刚才的车速是每小时60英里!”妇女反驳说：“先生，这真是天大的笑话!我刚才只开了7分钟。离一个小时还早啦，怎么可能是一小时走了60英里呢?”“太太，我的意思是说，如果您继续像现在这样开车，在下一个小时您将开过60英里。”警察解释说。这位妇女不屑一顾地说：“这更是不可能的。我只要再行驶10英里就到家了，根本不需要再开60英里的路程。”

知识理解上有什么歧义？呈现方式上有什么特色？教学处理上应注意什么？第二部分：必修1、2教材分析和教学建议第一章《运动的描述》时刻时间物体的运动位置质点的运动参考系（坐标系）位移平均速度速度时间图象瞬时速度速度的测量平均加速度瞬时加速度1、内容概述及其呈现特色（1）建立为描述物体的运动所必须有的几个基本概念：质点、参考系、坐标系、时刻、时间、位置、位移、速度、加速度及标量和矢量。（2）初步认识理想模型及其意义（3）理解速度：速度是描述物理（质点）运动的状态参量之一；描述质点位置随时间变化的快慢和方向，即位置的时间变化率。（4）理解加速度：加速度是描述物体（质点）速度变化的快慢和方向的物理量，即速度的时间变化率。（5）会测速度2、质点概念在教学中应该关注的问题什么情况下，实际物体的运动才能看作质点的运动？

一个物体各个部位各点的运动情况有可能完全相同，即每一时刻各点的速度，加速度等完全相同，各点的位移和轨道经平行移动后完全重合，这样的运动称为平动。物体平动时，物体各部位的运动可以用一个点的运动来表示，于是整个物体的运动可模型化为一个点的运动，将物体的质量赋予该点，便成质点。

一个物体上不同点的运动情况也可能彼此不同。但如果考察的是物体某种大范围运动内容，运动线度远大于物体结构线度，那么可以略去各点间运动差异，将物体运动处理成一个点的运动，物体又模型化为质点。例如考察地球绕太阳运动时，因地球半径远小于地球到太阳的距离，可以略去地球各部位的运动差异，将地球模型化为位于地球中心的质点。结论之一：能否把物体看成质点，取决于所研究物体的运动特性，平动的刚体可以模型化为质点。其具体意义在于，尽管刚体的形状，大小不能忽略，但由于刚体内各点的运动情况相同，因而可用其上任一点的运动来描述该刚体的运动。结论之二：能否把物体看成质点，还取决于物体的形状和大小对于所研究的问题是否可以忽略。如果可以忽略，则在所研究的问题中，也可将其视为一个物质点。用质点模型解题一例：跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg,他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面接触时间占跳跃一次所需时间的2/5,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少？（上海高考题）3、关于参考系

参考系的重要性由于运动的相对性，参考系在运动的描述中具有基础性的意义。由于有时可以而且必须从不同的参考系研究问题，所以参考系之间的变换关系也就具有十分重要的意义。总之，任何物理问题的说明和分析实际上都离不开参考系。以往的高中物理教学中对参考系及其坐标系强调不够，不能不说是一个缺陷。一个依托参考物建立的“标示空间位置的坐标系”和配置在此坐标系内各点的“一套指示时间的同步的钟”就组成一个参考系。参考物、坐标系与参考系判断一个物体究竟是运动还是静止，都要选择另外的物体作为参照。选择参照的物体不同，结论可能不同。被选为参照的物体叫参照物或参考物。为了确切地或定量地说明一个物体的运动，仅选择一个参考物还不行，还必须在参考物上建立一套坐标系，例如笛卡尔直角坐标系等。有了坐标系，就可以定量地确定物体在空间的位置。但描述物体的运动还需指明另一要素，即它在什么时刻经过什么位置，也就是说要说明位置随时间变化的情况。因此，从原则上说，坐标系的各处都应该配置一个钟，而且同一坐标系各处的钟都必须是“同步”的，即走得快慢一样。没有参考系，无法判断物体的运动与静止。没有坐标系，无法定量地描述和研究物体的运动。坐标系是参考系的数学抽象，是参考系的物理模型。由参考系而坐标系，体现了一种一般性的科学方法。

通常的简略说法一般不再区分“参考物”和“参考系”，而强调“坐标系是参考系的数学抽象”。在讨论一般性问题时，往往只给出坐标系而不必具体地指明它所参照的物体或参考系。

4、用极限思想定义瞬时速度

时刻t的瞬时速度是从时刻t到时刻t+△t的时间内质点的平均速度在△t→o（但不等0）时的极限值。由此，我们必须注意到：瞬时速度概念上的精确性和测量上的近似性(理论上在变化，但因太小，在测量上已经反映不出来)

例：浙江省功勋教师

吴加澍

“瞬时速度”概念的教学33.333.333.334.536.437.538.8

0.030.090.150.290.550.801.031.03.05.010203040△t(s)△x(cm)

v(cm/s)●“速度计的读数就是即时速度的大小。”●通常说：“运动物体在某一时刻（或某一位置）时的速度叫做即时速度。”●极限法:平均速度瞬时速度以匀代变无限逼近ABG1G2变化率的普遍性及其意义

自然界中的各种现象都可以用某个（或某几个）量随时间的变化来描述。若将这个量作为时间t的函数作图，能很清楚地看出这个变化过程的特点，而这个特点就是“变化率”的种种表现。自然界中某量D的变化量可以记为△D，发生这个变化的时间间隔可以记为△t，变化量△D与△t的比值就是这个量的变化率。

或

或

变化率有平均变化率和瞬时变化率。变化率表示变化的快慢和变化的趋势，在函数的图象里是图线的斜率。

速度：质点位移的时间变化率加速度：质点速度v的时间变化率5、引导学生从变化率角度理解速度和加速度《第二章匀变速直线运动的研究》一个教学中的实验伽利略对落体运动的研究处理变量问题方法匀速直线运动的位移匀变速直线运动的位移一个历史上的实验自由落体运动匀变速直线运动速度时间图像1、内容概述及其呈现特色

（1）从实验入手探究小车速度随时间变化的关系，并从中建立匀变速直线运动的概念（2）匀变速直线运动的规律：知三求二（3）自由落体运动的研究及其在物理学发展中的地位和意义

2、本章在内容呈现上，特别注意引导学生从探究中学习知识，在学习知识中感悟研究方法例1：匀变速直线运动的位移与时间的关系

新教科书与原书不同，不是根据平均加速度的定义，再假定a不变的情况下，从公式变形得出位移公式。

新教科书的思路是：

研究一种实际运动：小车在重物牵引下的运动——测量在一系列时刻t的一系列速度v——作出v-t图。

——发现v-t图为斜直线

——从v-t图求a，发现a不随t而变，从而定义匀变速直线运动

——求斜直线方程，得出匀变速直线运动的速度方程。

——从匀速直线运动中的x=vt相当于v-t图线下的“面积”获得启发，遵循“化整为零，以恒代变；积零为整，再取极限”的方法，求得匀变速直线运动的位移方程。

首先提出问题：匀速直线运动的位移与它的v-t

图象下的面积相对应；对于匀变速直线运动，也是这样吗？接着，引导学生根据甲、乙、丙、丁图的顺序，用“微分—积分”的思路，得出匀速直线运动的位移方程。返回

此种教学思路的特点

——本质上是一种科学探究

——既有过程又有方法，既有行为又有思维。实验观察能力与逻辑思维能力的培养融于一个科学问题的解决之中。

——提供了一种处理变量问题的典型的科学思想方法：化整为“零”，以恒代变；积“零”为整，再取极限。

——物理教学也要解放思想，也要与时俱进。例如上述处理变量问题的思想方法其实就是微积分的思想方法。都说微积分难，但世界上绝大多数国家的高中都教微积分；都说相对论难，但世界上绝大多数国家的高中都教相对论。为什么会这样？这就是一个值得思考的问题，一个解放思想的问题。微积分的思想并非深奥莫测。微商就是变化率，是自变量变化很小时的函数的变化率，积分就是无限多项的无限小量的求和。高中学生是可以认识和理解的。◆平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（必1，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图象导出匀变速运动的位移公式（P38）◆做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P44）◆探究：怎样计算变力做的功？（必2，P64）新教材对“变与不变”的科学方法的学习做了系统化的、结构化的处理返回

新教科书中的做法，就是让学生感悟一个求知的过程，一种思想方法，一种用“已知”求解“未知”的精妙，让学生领悟和欣赏物理学家怎样看待自然界中的事物，怎样在说明自然界如何运行时，能够采取的“意料之外”又在“情理之中”的思维方式和研究方法，诸如现在的“以恒代变”，以后的“以圆代曲”“以直代曲”等等。这对学生的情感、态度和价值观也会产生潜移默化的影响。

例：电子束中电子的速度为6.4×107m/s，极板长度8cm，间距d为5毫米，在两板间加上50Hz交变电压，如果所加电压的最大值超过某一值U时，将出现以下现象：……求U的大小。3、自由落体运动的教学注重什么？培养“考生”：把有问题的教得没有问题把自由落体运动仅仅当作匀变速直线运动的一个特例来教，就是把三个问题讲清楚：

——什么叫自由落体运动？

——自由落体运动的规律是什么？

——自由落体的加速度是多少？它随着地球的纬度怎样变化？这样就把学生教得没有问题了。“如果谁在第一次学习量子概念时一点都不觉得糊涂,那么他就是一点也没有懂.”——玻尔培养“学生”：把没有问题的教得有问题

——杨福家：成功的教学必须诱发问题：听了课、读了书、只感到“听得舒服，读来都懂”是不够的，真正的收获还应该反映在有没有产生新的问题。知识的增长必然孕育着新问题的产生。让同学们在年轻的心灵中留下或产生一些新问题，准备在今后的岁月里去寻求答案，这才是教育真正成功。

把自由落体运动的研究当作开启近代科学大门的划时代贡献来教，就应该而且可以诱发许多新的、有意义的科学问题落体运动司空见惯，何以成为物理学的源头之一？智慧博学如亚氏者，何以铸成大错，且一错近二千年。可悲的是谁？可怕的是什么？伽利略的高明之处是什么？自由落体运动的研究可以迁移到其他天体上吗？g值的不同可能导致何种现象？如果g值在白天和黑夜不一样，会有什么后果？g值为什么随着纬度不同而不同？……这样，在学生们的面前，科学的大门开启了，探索真理的道路展现了。他们将会超越“书本是科学的世界”的观念，认识到“世界才是科学的书本”。

4、“伽利略对自由落体运动的研究”在物理学和物理教学中的意义。伽利略敢于忽略空气的阻力，是他研究落体运动获得成功的思想基础。与亚里士多德不同，他指出：在科学研究中，懂得忽略什么与懂得重视什么同等重要（有所为，有所不为）。这是一种新的科学思维方式，是理性思维，扬弃经验论的一种表现。正如后来爱因斯坦所说：虽然事件和经验事实是整个科学的根底，但是它们并不构成科学的内容和它的真正本质。科学的内容和本质还需要理性思维的构造。（1）开创了新的科学思维方式（2）开创了新的科学研究方法

伽利略认为自然界是一个有秩序的服从某种规律的整体，要了解它，就必须进行系统的、定量的实验观察，找出精确的数量关系。为此，他倡导并实施了数学与实验相结合的研究方法。

他还展现了这种方法的一般步骤：（1）先从现象中提取主要的直观认识，并用数学公式表示出来，以建立量的概念；（2）从公式出发，根据数学导出（另）一个易于为实验证实的数量关系；（3）通过实验证实（或证伪）这种关系。对此，爱因斯坦评价道：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”

（3）开创了科学实验是检验科学真理标准的科学观念

以科学实验检验科学假说的正确与否，是他及后人在科学研究中不断取得重大成果的源泉。对于物理学来说，实验是最基本的，实验推动了物理学的进展。实验是人类与自然界的主动对话。实验也是理性思维指导下的观察方法。任何假说只有在被实验测试后才会引起认真对待。这是区分物理学与伪科学的惟一方法。伽利略多次强调这一点。他的实验结果能够推翻亚里士多德提出的处于支配地位达2000年的观点，是物理学走向近代科学的标志。伽利略的批判意识，逻辑推理方法，猜想与假说的魄力和实验验证的科学作用，是物理教育的宝贵素材。第三章《相互作用》引力作用电磁作用强作用弱作用摩擦力重力弹力正压力支持力拉力、张力弹簧的弹力滑动摩擦力静摩擦力滚动摩擦力力的合成与分解四种基本相互作用几种常见的力1、内容概述及其呈现特色

(1)四种基本相互作用与几种常见力的基本特征，正确地进行受力分析。(2)“力的合成与分解”注重引导学生自主学习(3)循序渐进地深化对矢量的认识

2、自然界中的四种基本相互作用

引力作用：一切具有质量的物体之间的相互作用

电磁作用：带电物体或具有磁矩物体之间的相互作用

强作用：夸克之间的相互作用，核力属于强相互作用

弱作用：涉及中微子的核反应中的相互作用一个基本观念：自然界的四种基本相互作用决定了物质世界的一切过程。3、关于弹性力和摩擦力的认识弹性力和摩擦力都是当物体之间相互接触时出现的力(接触力)。它们在本质上都是由电磁作用引起的。（1）弹力的几种表述

——发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫做弹力（教科书P55）。

这种说法在谈到绳对物体的拉力（弹力之一种）时，要补充说：“绳产生拉力时，绳的内部各部分之间也有相互的弹力作用，这种内部的弹力叫张力。”

——当物体发生弹性形变时，其内部各部分之间产生使物体恢复原来形状的力，这种力叫做弹力。

这种说法在谈到一些弹力的表现形式，如正压力、支持力时，要补