三种教材版本“万有引力定律”的比较
物理教材版本比较哪一年级的知识更贴合学生水平
物理教材版本比较哪一年级的知识更贴合学生水平物理教材版本比较:哪一年级的知识更贴合学生水平随着社会的发展和教育改革的深入,物理教育在学生的日常学习中扮演着重要的角色。
而物理教育教材作为学生学习物理的重要依据,不同年级的知识安排与学生水平的贴合度成为教学改革的重要话题之一。
那么,我们应该如何比较物理教材版本,找到更贴合学生水平的知识呢?一、教材内容贴合度在比较不同年级的物理教材版本时,首先要考察的是教材内容与学生水平之间的贴合度。
不同年级的学生在物理学习上的认知水平和能力有所不同,教材内容应该根据学生的知识储备和发展需求进行科学分配。
以初中物理教材为例,七年级的物理教材往往从基础概念和实验技能入手,让学生初步了解物理学的基本原理和实验方法。
随着年级的增加,教材内容逐渐深入,涵盖了更多复杂的物理现象和理论知识,培养学生的逻辑思维和实验探究能力。
相比之下,高中物理教材则更加注重理论知识的系统性和深度,扩展学生对物理学的理解和应用能力。
高中物理教材通常以物理常识和背景知识作为基础,有针对性地引导学生面对高级的物理问题,并培养学生独立解决问题的能力。
因此,从教材内容的角度来看,不同年级的物理教材在贴合学生水平上有着显著的差异。
二、教材难易度和循序渐进性除了教材内容的贴合度,物理教材的难易度和循序渐进性也是比较的重要标准。
针对不同年级的学生,教材应该根据学生的认知水平和学习能力进行合理设置。
对于初中学生来说,教材难度适中,能够提升学生对物理学科的兴趣和自信心。
而高中学生需要面对更复杂的物理问题,教材内容应该具有一定的挑战性,以激发学生的学习兴趣和思考能力。
此外,教材在循序渐进性方面也应该注重。
随着年级的增加,教材内容应该有序地展开,使学生能够逐步掌握和巩固之前学习的知识。
这样的设置有助于学生建立知识框架和思维模式,提高学习效果。
三、教材应用与实践性物理学科具有强烈的实践性和应用性,因此物理教材的应用与实践性也是评价物理教材贴合度的重要方面。
高中物理教科版与沪科版教材对比——以《行星的运动》为例
高中物理教科版与沪科版教材对比——以《行星的运动》为例摘要:在《行星的运动》一节中,涉及到丰富的物理史料,教师如何深度挖掘其中的教育价值、培养学生物理核心素养,需要对比各个版本的教材,深挖其异同。
通过对比教科版与沪科版教材,希望能对一线教师教学活动有一定的推动。
关键词:教材;对比;教科版;沪科版1.引言新课改以来,物理学科核心素养的培养逐渐渗透到每堂课的教学之中,教师也逐渐认识到在教学设计中需要体现核心素养的培养。
学生发展所需的必备品格、关键能力和正确的价值观,不是由教师直接教出来的,而是学生经历体验、感悟、思考、探究等学习过程间接养成的,因此,让学生经历知识的构建过程是提升核心素养的关键。
《行星的运动》位于必修二《万有引力与航天》的第一节,是承上启下的一节内容,又要通过前面的圆周运动知识解释天体运动,讲解史实。
又要通过史实引导出后面万有引力定律,因此,教师在讲解这部分内容时,不仅要保证内容的科学性,还要把握所讲内容的连贯性。
1.教材内容对比2.1教材的结构教科版和沪科版虽然采取的标题不同,但内容都是以陈述性的方式给出,都是从史实入手,以地心说和日心说的对立过渡到开普勒行星运动定律,都以人类对星空的好奇为引激发学生的兴趣。
不同的是,教科版特地介绍了中国的浑天说和浑天仪,强调在欧洲,16世纪才出现与之对应的仪器,激发学生民族自豪感,属于隐形的爱国教育,这是沪科版没有的。
沪科版的每个小标题都是一个问题,引发学生思考,激发学生学习兴趣,这是沪科版的优点。
2.2插图插图是教材的有机组成部分,它能突破时空的局限,将物理现象、物理过程、物理知识和科技成果等生动形象的展示在学生面前。
从数量上看,教科版插图一共7张,沪科版8张;内容上两者都有人物插图,椭圆的绘制,哥白尼日心系示意图,并都做出解释。
看得出两种教材对物理学史的教育功能都十分重视。
2.3栏目对比教科版栏目设置有:讨论交流、发展空间。
沪科版栏目设置只有:拓展视野。
初中物理三种版本教材力学习题的对比分析
初中物理三种版本教材力学习题的对比分析张平(1995-),女,河南濮阳人,硕士研究生,研究方向:物理学科教学研究.教材作为课堂教学的重要客体,其内容设置应充分体现课程标准的要求.物理教材习题作为学生学习的重要资源,有效衔接了物理与生活,合理设置习题可以帮助学生巩固课堂所学知识,提升分析解决问题的能力,对于学生将知识向能力的转化起到很大帮助.本文以初中物理人教版、沪科版、北师大版教材力学习题为例,主要研究不同版本教材力学习题在数量、性质、呈现形式等方面的差异,希望为后期教材的改进提供一些借鉴和参考.1 三版教材力学习题数量及类型的比较《义务物理课程标准(2011年版)》(以下简称“课标”)中指出“学生课后作业不应仅仅局限在对物理习题的演算上,阅读材料、观察调查、实践体验等课外活动都应成为学生课后作业的一部分.”可见按照课标理念,作为课后作业主要部分的习题应在合理安排数量的同时,尽可能设置多种类型,力求使习题资源在学生物理学习中发挥出最大价值.人教版、沪科版、北师大版教材中1/ 7力学习题的数量及类型统计见表1和图1.从表1可以看出,不同教材力学习题的数量从高到低依次是沪科版93题,主要集中在选择、填空、简答、计算题部分,占总题量的82.79%;人教版68题,主要集中在简答、计算、作图题部分,占总题量的95.58%;而北师大版总共有60题,主要集中在填空、简答以及计算题部分,占总题量的76.67%.从习题栏目看,沪科版习题包括“作业”和“本章练习”两个栏目,相对于其他版本教材的习题多了一个栏目,“本章练习”栏目共有21题.结合表1 和图1不难看出,习题所涵盖类型方面,沪科版最为丰富,包括选择、填空等八种类型,其中以填空(25.81%)所占比例最大,虽然实践(3.23%)与科技论文(1.08%)两种题型占比较小,但也算体现了课标要求,丰富了题型.北师大版次之,包括六种类型,其中以简答(40.00%)占比最大,实践题(6.67%)也有涉及.而人教版题型最为单一,仅有简答、实验、计算、作图等四种类型,其中以简答占比最大,达到一半以上(52.94%),而对于选择、填空、实践、论文等类型丝毫没有涉及.依据习题类型看,选择、填空的难度通常较低,主要考察学生对基础知识的掌握,多以记忆理解为主.计算题主要考察学生应用物理知识解决实际问题的能力,其难度中等.简答、实验、实践以及科技论文类习题难度较大,重在培养学生的科学思维.因此,从上述分析可以2/ 7看出,沪科版力学习题数量最多,类型全面,主要题型所占比例较均衡,对于基础知识的理解和综合应用都有考虑.人教版力学习题数量居中,但类型最少,且简答题数量达到一半以上,可见其习题难度较大,更关注学生科学思维的培养,明显缺少一些可以提高学生动手能力的实践题等.而北师大版习题数量最少,类型虽然也比较全面,但主要也是以简答、计算为主,其习题难度也不低.2 三版教材力学习题性质的比较习题类型虽然多达八种,但如果按照习题的性质,基本可以将习题归结为应用型和理解型习题两大类.应用型习题以帮助学生巩固课堂知识、提高其运用知识解决问题的能力为主,主要包括填空、选择、计算、作图等题型.理解型习题以促进学生认知发展为主,重在发展学生从具体到抽象的思维,主要包括简答、实验、实践以及科学论文等题型.从表2可以看出,沪科版教材中应用型习题的比例占到67.74%,而理解型习题仅占到32.26%,可见,沪科版教材力学习题更加重视学生对课堂知识的掌握和应用.人教版教材中理解型习题占到57.35%,而应用型习题仅占42.65%,人教版力学习题在重视学生课堂知识掌握的同时,更加重视学生认知及思维的发展.而北师大版教材中两类习题基本持平,说明北师大版教材不仅关注学生知识掌握,而且也比较重视学生抽象思维的发展.3/ 73 三版教材力学习题内容呈现的比较课标中明确指出“教材的呈现形式要生动活泼、图文并茂,文字叙述要符合初中学生的年龄特点,便于学生阅读和理解.”习题作为教材的一部分,其内容呈现也应尽量符合初中学生的思维特点,紧密联系生活、通俗易懂.以下从配图与文字叙述两方面对习题呈现进行分析.3.1 力学习题的配图比较图片具有直观形象特点,作为习题文字叙述的补充,可以帮助学生联系实际,获得感性认识,有效提升对习题的分析解答效果.从表3可以看出,三版教材力学习题的配图中,沪科版最多(49),人教版比例最低(45.59%).在有配图的习题中,沪科版、北师大版、人教版中仍有35.48%、35.00%、27.94%的题目与生活相关.可见,针对力学内容抽象以及初中生抽象逻辑思维欠缺的情况,教材编者们已充分考虑将习题与生活和配图相结合,以此来降低学生习题理解的难度.任何插图在教材中都承担着一定的教学功能,基于此,可以将习题配图分为模型示意图、生活相关图、实验图、图表等四大类,详细统计见表4.从表4可以看出,三版教材力学习题配图中均以模型示意图、生活相关图居多,图表数量最少.从纵向比较不难发现,沪科版、人教版在模型示意图、生活相关图两类上基本持平,尤其人教版配图中更以生活类图居多;而北师大版习题配4/ 7图中以模型示意图占比最大(35.00%).然而表3显示,三版教材中北师大版与生活相关的力学习题占比最大,达到78.33%.由此不难看出,北师大版力学习题虽然多数选自实际生活,但在其配图中却多以一些加工过的图片即模型示意图来代替,这或许与北师大版配图风格略偏漫画风有一定关系,这类图片符合初中生的年龄特点,也易激发学生兴趣,但相比之下,学生对真实图片的共鸣感可能会更强一些,真实图片可能更有助于学生力学习题的解决.3.2 力学习题文字表述的比较力学知识相对来说比较抽象,学生理解有一定的困难,因此,除了在习题中配图外,习题的文字叙述也非常重要.根据文字叙述的特點,力学习题基本可以分为实际情境描述(生活化)和抽象情境描述(抽象化)两大类,相应统计见表5.从表5可以看出,三版教材力学习题的文字叙述还是充分考虑到初中生的年龄特点和认知风格的,习题中生活化语言叙述类均占到了50%以上.其中,北师大版中生活化叙述的习题占比最大,达到60.00%,高出抽象化叙述类20.00%,这充分体现了课标要求,某种程度上也降低了力学习题的难度.沪科版中两类题目共88道(这里没有统计3道考察纯知识点的习题以及2道没有任何情境依托的计算题),相差最小(仅8.60%),生活化叙述习题略高于抽象化叙述题.而人教版中抽象化叙述的习题是三个版本中占5/ 7比最大的,达到45.59%,不难理解,由于人教版习题抽象化叙述比例较高,习题的难度也相对较大一些.总之,配图和文字叙述是习题内容呈现的两种重要形式,恰当的配图及文字表述能够帮助学生理解题意.以上分析可以看出,三版教材力学习题的内容呈现各有千秋,彼此应尽量做到取长补短,使其力学部分习题更加完善、合理.4 结论与建议教材习题是学生巩固知识、拓宽视野、理论联系实际的重要途径.结合以上对三版教材力学习题的分析,特提出以下几点建议.4.1 习题类型和数量要适当习题是学生对课堂知识学习的巩固和延伸.习题数量过多,针对性不强,会给学生增加额外的负担,影响学习效果.从前面分析可见,人教版虽然数量适中,但由于题型片面,多以考察学生综合应用及思维发展为主,这也使得习题的难度有所增加.因此,教材习题设置时一定要结合具体内容,合理安排其数量及类型,在保证填空、选择等基础知识考察题型的基础上,尽可能多样化习题类型,增加诸如实践类、科技论文类等题型,力求使学生能够最大程度地利用习题资源,发挥习题在物理学习中的价值.4.2 习题内容要贴近生活力学习题的解决需要学生具有一定的抽象逻辑思维,而初中6/ 7学生思维主要以直观形象为主,这也就造成部分学生习题理解上存在困难.对此,力学习题内容应尽量联系实际,通过配图及生活化文字叙述加强学生的感性认识,提升对习题的理解.从前面分析可以看出,三版教材力学习题普遍缺乏配图及文字表述的有效结合,尤其北师大版中有78.33%的习题是与生活相关的,而且60.00%的习题是用生活化情境来表述的,但其在配图方面却以模型示意图居多,真实生活图片较少.如果可以将两者有机结合起来,其习题的质量及难度可能会更加适合课标要求及学生的发展.4.3 习题设置要有层次学生物理学习的发展是一个逐层递进的过程,力学习题同时承载着学生对知识的巩固、用知识解决问题的实践以及思维特点养成等功能.因此,教材习题的编排应该遵从分层次、由易到难、层层深入的原则.习题中不仅要有对基础知识的考察,还应有物理与生活联系的现实问题的解决,同时还应考虑符合中考要求的内容等,通过对这些内容逐层递进的编排,使学生在掌握基础知识的同时,也逐渐形成一定的科学思维,实现对物理知识的有效学习.7/ 7。
科学思维导向下三个版本物理教材的对比研究——以《万有引力定律》为例
科学思维导向下三个版本物理教材的对比研究——以《万有引力定律》为例陈敬业; 张军朋; 许桂清【期刊名称】《《物理教学探讨》》【年(卷),期】2019(037)011【总页数】4页(P19-21,24)【关键词】科学思维; 万有引力定律; 教材对比【作者】陈敬业; 张军朋; 许桂清【作者单位】华南师范大学物理与电信工程学院广州510006【正文语种】中文【中图分类】G633.71 背景分析2017 年12 月,《普通高中物理课程标准》颁布,物理学科核心素养正式提出[1]。
基于当前全国高中物理教材已经出现“一标多本”的局面,广大物理教师如能够对不同版本教材进行认真的分析、比较,汲取精华,提升学生核心素养的教学活动将更加有效。
《万有引力与航天》(人教版和沪教版)或《万有引力定律及其应用》(粤教版)一章是“曲线运动与万有引力定律”这一主题的一部分,是高考命题的热点内容。
在这一章节中的托勒密模型、哥白尼模型和开普勒行星运动定律中,无不蕴含着丰富的物理建模思想。
牛顿在前人的基础上质疑、创新,通过著名的“月-地检验”证实了他的假设的正确性,这又体现了科学思维中的科学推理和科学论证思想。
由此可见,学习《万有引力定律》这一章,对培养学生的科学思维具有重要价值。
本文以物理核心素养中的“科学思维”为导向,对人教版[2]、粤教版[3]、沪教版[4]教材中《万有引力定律》这一章前半部分内容进行研读和比较(“万有引力定律的应用”部分不在本次研究范围内)。
2 三个版本教材的对比研究2.1 教材内容的对比研究2.1.1 万有引力定律的建立过程笔者首先从万有引力定律的建立过程入手,以便从整体上把握不同教材的编写思路和意图。
经过收集、整理、分析,汇总三个版本教材中万有引力定律的建立过程及所在章节,如表1 所示。
表1 三个版本教材中万有引力定律的建立过程及所在章节版本建立过程人教版粤教版沪教版托勒密“地心说”到哥白尼“日心说”,再到开普勒在第谷的基础上提出开普勒行星运动定律——第1 节。
新人教版高中物理必修二%3A6.3万有引力定律课件 (共30张PPT)
T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径: r ≈ 60R
?1
计算验证: a月 3600 g
计算结果:a月=
4 T
2 2
r
=2.72
10 3m / s 2
1g 3600
结论
地球对月球的力, 地球对地面上物体的力, 太阳对行星的力, 是同一种力,且都遵从“与距 离的二次方成反比”的关系
牛顿的思考:
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
方向相反,是一对平衡力 D、m1与m2受到的引力大小总足相等的,
而与m1、m2 是否相等无关
例题分析
设行星绕恒星的运动轨道是圆,则其运行周 期T的平方与其运行轨道半径R的三次方之比
为常数,即,那么k的大小决定于( B )
A、只与行星质量有关 B、只与恒星质量有关 C、与行星及恒星的质量都有关 D、与恒星的质量及行星的速率有关
Mm G r2
m (2 )2 r T
k r 3 GM T2 4 2
例题分析
如下图所示,在半径R=20cm、质量M=168kg 的均匀铜球中,挖去一球形空穴,空穴的半径为要, 并且跟铜球相切,在铜球外有一质量m=1kg、体 积可忽略不计的小球,这个小球位于连接铜球球心 跟空穴中心的直线上,并且在空穴一边,两球心相 距是d=2m,试求它们之间的相互吸引力.
物理科目的各教材版本对比分析
物理科目的各教材版本对比分析在教育领域中,教材起着至关重要的作用,它们是学生学习的主要依据。
而对于物理科目而言,不同教材版本之间的差异可能会对学生的学习效果产生影响。
本文将对物理科目的各教材版本进行对比分析,以帮助读者更好地了解这些版本的特点和优势。
一、教材版本一教材版本一是传统教育体系下的主流版本,它通常基于教育部制定的课程标准编写而成。
该版本的特点是知识内容丰富全面,结构清晰,逻辑性强。
教材内容旨在培养学生对物理科学的基本认识和应用能力。
然而,教材版本一也存在一些不足之处。
首先,教材内容较为繁杂,学生在有限的学习时间内难以完全消化吸收。
其次,教材侧重于理论知识的传授,缺乏实践应用的例子和实验指导。
这导致学生缺乏动手实践的机会,很难将理论知识与实际问题相结合。
二、教材版本二教材版本二是相对较新的教材版本,它基于现代教育理念,并对教学内容和形式进行了创新和改进。
该版本的特点是注重启发式教学和兴趣引导,通过实际案例和情境设计,激发学生对物理科学的兴趣和学习动力。
教材版本二的突出优势在于注重学生的实践能力培养。
教材中增加了大量的实验案例和实践指导,引导学生进行观察、实验、分析和总结。
这种实践性的学习方式有助于学生理解和掌握物理学的基本原理,培养解决实际问题的能力。
然而,教材版本二也存在一些挑战。
首先,该版本的教材通常较为简化,内容相对较少,可能不能覆盖传统教材中的全部知识点。
其次,这些教材常常强调对学生的启发和引导,但缺乏对基本概念的深入分析和解释。
这对于一些注重基础知识的考试可能会带来不利影响。
三、教材版本三教材版本三是以追求完美主义为核心理念,旨在将物理学的前沿知识与学生的学习相结合。
该版本的特点是注重拓展学生的思维能力和创新意识,培养学生的科学精神和探索欲望。
教材版本三的优势在于其深入挖掘了物理学的细节和难点问题,对学生的逻辑思维和问题解决能力要求较高。
这种教材版本适用于对物理科学有较高兴趣和天赋的学生,能够提供更深入的学习体验。
高中物理不同版本教材的章节内容比较5
新课改教材和旧版教材的比较(形变和弹力)关于导学:新教材在每一章节的开始都精心设计了导学,旨在提高学生的兴趣,希望老师们不要忽视导学部分的引导,教材中引入“阿迪力”高空行走的生动事例,让学生对物体的平衡先有感性认识,这些生活经验对今后的解题及建模有一定的帮助。
建议引入“女子体操项目:平衡木”“台湾101大楼顶部悬放抗风阻尼铁球结构”等事例。
1.第一课时“A1:力重力”的教学建议:本节内容以回顾初中力学知识为主,初中的学生只学过力的图示,而高中阶段力学研究还可以用力的示意图研究,且更简便,要让学生了解这两种画图方法的区别。
初中几乎所有的力都是用F表示的,例如:支持力F N,摩擦力F f,要让学生明确,初中力的符号表示方法在高中依然适用(新教材就是采用这种表示方法),但如果支持力用N 表示,摩擦力用f表示,也是很常见和普遍的。
知道根据力的性质(如重力、弹力、摩擦力)对力进行分类,或根据力的效果(如动力、阻力、压力、支持力、回复力、向心力)对力进行分类。
知道重力的定义,知道重力实际就是地球对物体吸引力的一个很大的分力,因此重力近似等于地球对物体的吸引力。
对于公式G=mg,初中的学生已经学过,知道g=9.8N/Kg,但由于知识点的局限,初中课本里是不给出g的中文表示的,因此有必要强调,g是重力加速度,它的单位可以是“N/Kg”也可以是“m/s2”知道重力的测量一般可用弹簧秤或台秤。
知道重心的测量(悬挂法),知道重心不一定在物体上。
2.第二课时“A2:形变和弹力”的教学建议:了解弹性形变和范性形变的概念;了解形变的形式(拉伸形变、压缩形变、弯曲形变、剪切形变和扭转形变等),引导学生分析图2-6中形变的形式。
顶部横梁属弯曲形变,挂钩处剪切形变,吊灯处拉伸形变,罗马柱压缩形变,螺丝刀扭转形变。
在探索桌面的微小形变时,有条件的学校尽量做该演示实验,实验的方式可采用本教材中设计的方案,也可参考全国教材中的实验方案,强调该实验方案利用了镜面放大的效果,即镜面转动θ角,反射光线转动2θ角。
三种教材版本“万有引力定律”的比较
三种教材版本“万有引力定律”的比较“万有引力定律”是高中物理各版本必不可少的内容。
这些不同版本教材是如何呈现这一重要内容的呢?下面笔者以人民教育出版社出版的2006版物理必修第一册(简称人教版旧教材)、人民教育出版社出版普通高中课程标准实验教科书必修2《物理》(简称人教版新教材)、教科版普通高中课程标准实验教科书必修2《物理》(简称教科版教材)三种版本教材为研究对象,就教材内容、科学方法教育及贯彻新课程理念的情况作一个比较分析。
一、教材的章节安排比较1.人教版旧教材把“万有引力定律”安排在第一册第六章第二节,占据了近三个页面。
2.人教版新教材安排在必修二第六章第二、三两节,占据了近五个版面。
3.教科版教材安排在必修二第三章第二节,占据了近四个版面。
三个版本的教材都把“万有引力定律”放在了“圆周运动”“天体运动”后面。
因为推导万有引力定律必然要用到圆周运动的向心力、向心加速度等知识。
同时,天体间引力的存在,引力规律的探讨在开普勒总结出天体运动三定律后变得更加迫切,同时开普勒第三定律也是推导万有引力定律的基础。
人们清楚、正确地认识了天体的运动规律之后,自然需要进一步探究天体运动的原因,引力问题的提出和研究顺理成章。
因此,三个版本教材的编辑都遵循了人类的认知规律。
但是,“万有引力定律”内容多,有问题的提出,有古人的猜想,有牛顿的推导和论证,因此作为一节教材显得内容多、任务重,因此人教版新教材分成了两节。
一节“太阳与行星的引力”,这节教材得出太阳与行星间的引力遵循平方反比规律就结束。
紧接着安排了一节“万有引力定律”,这节教材进一步提出地球与月球、地球对其周围的物体的引力是否也遵循相同的物理规律这一问题,着重介绍月——地检验,简要介绍了引力常量。
二、教材的主要内容比较1.人教版旧教材(1)问题的提出与历史的回顾。
教材首先提出问题:开普勒三定律回答了天体运动的规律,人们自然会提出天体为什么要这样运动的问题。
人教版高中物理必修第二册《万有引力定律》说课稿
人教版高中物理必修第二册《万有引力定律》说课稿一、引言人教版高中物理必修第二册中的《万有引力定律》一章,是高中物理教学中的重要内容之一。
通过学习这一章,学生将了解到万有引力定律的基本原理和应用。
本说课稿将以以下几个方面展开讲解。
二、教材分析《万有引力定律》这一章是在高中物理必修第二册的第八章,共包含两个部分,分别是:1.引力的概念和基本性质2.万有引力定律在学习过程中,学生需要了解引力的基本概念、引力的产生原因以及万有引力定律等内容,帮助学生建立起对引力的认知。
三、教学目标本节课的教学目标如下:1.理解引力的概念,并能够解释引力的基本性质。
2.掌握万有引力定律的表达式和应用方法。
3.通过解题训练,培养学生分析和解决物理问题的能力。
四、教学重难点本节课的教学重点和难点如下:1.万有引力定律的推导和应用。
2.引力和力学平衡的关系。
五、教学准备在准备上课之前,我已经准备好了以下教学素材:1.教学PPT:用于系统讲解引力的概念和维度分析。
2.实验演示:通过实验演示让学生亲自感受引力的产生和作用。
3.教学录像:为了更好地展示引力定律的应用,我准备了一段相关的教学录像。
六、教学过程1. 导入引子通过展示一些脱离地球引力的现象,如宇航员在太空中漂浮的视频,引发学生对引力的思考,激发他们的学习兴趣。
2. 引导学生认识引力在导入之后,我将使用教学PPT向学生介绍引力的概念和基本性质。
通过多个实例,让学生理解引力的产生原因,并解释为什么地球上的物体会受到引力的作用。
3. 实验演示接下来,我将进行一项简单的实验演示,通过悬挂一根绳子和一个重物,让学生亲自感受引力的存在和作用。
通过实际操作,学生将更好地理解引力的概念和基本性质。
4. 万有引力定律的讲解在学生对引力有一定的认识之后,我将开始讲解万有引力定律的内容。
通过教学PPT的讲解,我会向学生介绍万有引力定律的发现和表达式,并通过具体案例讲解如何应用万有引力定律进行问题求解。
高中物理教材版本浅析提高物理学习的效率
高中物理教材版本浅析提高物理学习的效率现代高中物理教学中使用的教材版本繁多,为此本文将对几种主流教材版本进行浅析,旨在提高学生的物理学习效率。
一、教材版本的选择高中物理教材版本众多,最常见的有人教版、北师大版和苏教版等。
针对不同的学校和地区,教师会选择适合本地教学需求的教材版本。
人教版是目前使用最广泛的教材版本之一,内容编写严谨、层次清晰,对物理知识的讲解逻辑性强。
同时,人教版还配备了大量的实例和习题,有助于学生理解和巩固所学的知识。
北师大版注重理论与实践的结合,强调物理知识与实际生活的联系。
该版本在实验教学方面更加突出,给学生提供了丰富的实验案例和实践活动,有利于学生的动手实践和探究能力的培养。
苏教版偏重于理论分析,注重学生自主学习和独立思考的能力培养。
该版本的教材设计独特,以问题为导向,注重培养学生解决实际问题的能力。
二、教材版本的优缺点不同教材版本各有优缺点,根据自身学习特点选择适合自己的教材版本,对提高物理学习效率至关重要。
人教版的优点在于体系结构清晰、知识体系完整,适合喜欢有条理地学习的学生。
然而,可能存在一些内容的讲解相对简单,不够深入。
北师大版的优点在于实验教学的引入,能够激发学生的学习热情,培养其对物理实践的兴趣。
但是,实验教学可能需要较多的实验设备和条件,同时可能有些学生对实验操作不够熟练。
苏教版的优点在于注重学生自主学习和独立思考的能力培养,通过问题导向的教学可以锻炼学生的解决问题的能力。
然而,可能存在部分内容的讲解较为抽象,对基础知识掌握要求较高。
三、合理利用教材版本在学习物理过程中,合理利用教材版本是提高学习效率的关键。
以下是几点建议供参考:1. 多版本比较:可以根据自己的学习情况,选择其中一个或多个版本进行比较,从中寻找适合自己的教材。
2. 理论与实践结合:无论选择何种教材版本,都应注重理论知识与实际应用的结合,通过实验教学等方式增加学习的趣味性。
3. 强化基础知识:物理学习的基础在于基本概念和公式的掌握。
物理教材版本选择各年级各版本的比较分析
物理教材版本选择各年级各版本的比较分析随着时代的发展和科技的进步,物理教育在学生的学习过程中扮演着重要的角色。
而针对不同年级的学生,选择合适的物理教材版本显得尤为重要。
本文将对不同年级各版本的物理教材进行比较分析,旨在帮助教育工作者和学生选择适合的教材。
一、初级物理教材版本比较分析初中是物理学习的起点,学生对物理知识的理解程度有限,因此初级物理教材应该注重基础知识的传授和简单实验的引导。
我们选择了A、B、C三个版本的初级物理教材进行比较。
A版本:此版本注重理论基础知识的讲解,重点突出概念的讲解和真实案例的引用。
图文并茂的设计风格符合学生的学习特点,但实验内容较少,缺乏亲身实践的机会。
B版本:B版本的突出特点是强调实践操作和实验的参与。
通过大量的实例和实验案例,激发学生的学习兴趣和实践能力。
但理论讲解相对简单,有些概念的解释不够清晰,需要教师的辅助讲解。
C版本:C版本在理论讲解和实践操作上都有一定的平衡。
其设计风格简洁明了,重点突出物理知识的重要性和应用方法。
但缺乏足够的练习题和示例案例,学生在学习过程中可能遇到一些困惑。
根据对初级物理教材版本的比较分析,综合来看,我们建议选择B 版本的教材。
因为该版本注重实践操作和实验的参与,能够激发学生的学习兴趣和动手能力。
同时,教师的辅导也能帮助学生理解和解决概念上的困惑。
二、中级物理教材版本比较分析中学是学生物理知识学习的关键时期,选择适合的物理教材版本对学生的学习成绩和科学素养的培养至关重要。
我们选择了D、E、F三个版本的中级物理教材进行比较。
D版本:该版本注重理论知识的系统化讲解,包含大量的例题和练习题,适合学生进行自主学习。
但实验案例较少,学生可能会感到对实际应用的知识掌握不足。
E版本:E版本以实际应用为导向,强调物理知识与日常生活的联系,通过丰富的案例分析激发学生的学习兴趣。
但理论知识的系统化讲解相对简略,学生可能需要自行扩展和补充。
F版本:F版本在理论知识和实际应用上都有较好的平衡。
高中物理不同版本教材的章节内容比较
高中物理不同版本教材的章节内容比较从《力》的改变来看新旧人教版高中物理教材全日制普通高中物理教科书(人教版)有新旧两版。
旧版是02年审查通过,是应用最广的一个版本。
介于新课程改革的进行,物理在教学,教科书,教法,模块方面都发生了很大的改变。
下面我将用《力》这一章节的改变来对比一下新旧两版教材的差异。
两版教材都努力体现《物理课程标准》的要求,注意保护学生的求知欲,注重科学思想方法的讲解,文字阐述富于逻辑性、科学性和艺术性。
具体有以下几个细微差别:(1)、新教材将“力”放在第三章,并且改名叫“相互作用”。
新版教材首先学习运动学的知识。
以前力学是学生进入高中学习的第一环节。
在初中,学生已与物理学有了初步的接触,但还是停留在套公式解题,对知识并没有系统的完整的认识。
学生刚升入高中,科目种类突然增多,难度明显增加,每个学生都会有一段适应期,这段时期学习能力不高。
然而力学作为经典力学的主要内容也是高一物理的重要内容,非常重要,学习难度也很大。
力学作为第一章的确不合适。
人们常说“好的开始就成功了一半”,物理学习也是如此。
新教材第一章的大部分内容,像“速度”“加速度”在初中时就已经有了了解。
这样,帮助学生更好的适应高中学习。
(2)、先讲基本作用力,后讲弹力、摩擦力等各种性质力,先依次讲解牛顿的三大运动定律后,再具体分析受力与运动情况的关系。
这种编排有利于学生从整体上把握事物特点,并在对具体问题的分析中加以应用。
在力的部分,是由探究弹力、研究摩擦力等再过渡到研究各种受力的方法上,在牛顿运动定律的部分,是由伽利略的理想实验出发,去寻求力和运动的关系,获得科学规律。
这种安排则是从生活角度出发,从具体的形象思维。
(3)、在插图设计上,新旧教材也各不相同。
插图是教材的有机组成部分,好的插图能突破时空的局限,把古今中外、宏观与微观、过去与现在的物理现象、物理过程、物理知识和科技成果生动形象地层现在学生面前。
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。
中学物理万有引力势能部分中外教材的比较研究
和
A = mg E hh
的特点. 这部分内容在20 年的国际I 版本教材的 08 B
第 1 3 页 表 述 为 :T e gai t n lfre i n t 4 h rv ai a oc s o t o
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I ilma ( a r g nvri rs) 国 际 认 B Dpo  ̄ C mbi eU iesypes d t
证 版本对 比我 国现行 的几种 版本 的 中学物 理教材 .
1 我 国 中学教 材对 万有 引 力势 能部分 的处 理
广
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21 0 0年 第 8期
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物 理通 报
书评
四中任课教师认为 , 国教材 中的内容安排与 我
英 、 版本 确 实存 在一 定 的差 异. 美 虽然 目前 我 国 的高 考 还 不会 涉及 到 万有 引力 势 能 的计 算 , 是 万 有 引 但
力 势 能 的变 化和万 有 引力 做 功 的功 能 关 系 , 还是 明 确 一 下更好 些 . 因为近 年来 , 论 是 高考题 还是 高 考 无
21 0 0年 第 8期
物理 通报
书评
、
、
评
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中学物理万有引力势能部分中外教材的比较研究
李 权
( 首都师范 大学物理 系 北京 市 10 4 ) 00 8
摘
4.1 4.3 万有引力定律—鲁科版(2019)高中物理必修第二册课件(共21张PPT)
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F
rm
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测定引力常量的重要意义
1.证明了万有引力的存在. 2.“开创了测量弱力的新时代” (英国物理学家玻印廷 语). 3.使得万有引力定律有了真正的实用价值,可测定远离 地球的一些天体的质量、平均密度等.如根据地球表面的 重力加速度可以测定地球的质量.
万有引力定律
⑴内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的 质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比。
在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算,比较准 确地测出了引力常量.
卡文迪许扭称的测量方法
G 6.67 1011 N m2 kg2
1、两个1千克的物体间的万有引力很小,它是如何解决的? 2、力很小读数如何解决?
扭秤装置把微小力转变成
力矩来反映,扭转角度又 通过光标的移动来映. 从而确定物体间的万有引 力
(4)万有引力的特殊性:两物体间的万有引力只与他们本身的质量有关,与它们间的 距离有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关(质量是引力产生 的原因)。
(5)重力是万有引力的分力。
引力常量的测定
• 1686年牛顿发现万有引力定律后,曾经设想过几种测定引力常量的方 法,却没有成功.
• 其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功. • 直到1789年,英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置,第一次
F G m1m2 r2
G 6.671011 N m2 kg2
万有引力定律--理 解
⑴任何两个物体之间都存在引力。 ⑵万有引力定律公式中的 r,其含义是两个质点间的距离。 ⑶物体因为有质量而产生引力(质量是引力产生的原因)。 ⑷重力是万有引力的分力。
中学物理教材版本比较哪个更适合学生学习
中学物理教材版本比较哪个更适合学生学习中学物理教材版本比较:哪个更适合学生学习物理作为一门基础科学学科,在中学课程中占据着重要的地位。
不同版本的物理教材为学生提供了学习的资料和指导,但是是否适合学生学习,仍然是一个需要深入探讨的问题。
本文将比较不同版本的中学物理教材,并探讨哪个版本更适合学生学习。
一、版本一介绍版本一是一套经典的物理教材,已经在中学教育中使用多年。
它的特点是重点突出、知识结构清晰,旨在培养学生的基础物理素养。
此版本强调理论知识的传授和实际应用的联系,能够帮助学生掌握物理概念和解决问题的方法。
然而,版本一也存在一些问题。
首先,内容难度相对较高,对学生的自主学习能力有一定要求。
其次,教材的语言表达较为复杂,可能会增加学生的阅读难度。
另外,版本一缺乏足够的实例和案例分析,难以激发学生对物理学习的兴趣。
二、版本二介绍版本二是一套针对学生需求进行优化设计的物理教材。
它以学生为中心,注重培养学生的实践操作能力和创新思维。
此版本的特点是注重实验教学、案例分析和多媒体互动,利用图表和实例提供直观的物理现象和问题解决方法。
版本二的优势在于其贴近学生实际生活的案例分析,能够激发学生对物理的兴趣和好奇心。
此外,版本二的语言表达简洁明了,容易被学生理解和接受。
教材中的实验操作指导清晰,帮助学生更好地掌握实践技能。
然而,版本二也存在一些问题。
首先,由于过于注重实践和案例,理论知识的传授可能有所不足。
其次,版本二中的案例和实例数量较多,可能导致教材内容过于冗长,增加学生学习的负担。
三、比较和结论对比版本一和版本二的特点,可以得出以下结论:1. 学习难度:版本一的学习难度相对较高,适合有一定基础的学生,而版本二则相对简单,适合普通学生学习。
2. 教学方法:版本一注重理论知识的传授,帮助学生掌握基础概念和解决问题的方法;版本二强调实践和案例,激发学生的学习兴趣和动手能力。
3. 学习兴趣:版本一缺乏足够的案例和实例,可能导致学生对物理学习的兴趣不高;版本二通过案例和实例能够激发学生的兴趣和好奇心。
高中物理教材版本大揭秘提高学习效果的选择指南
高中物理教材版本大揭秘提高学习效果的选择指南高中物理教材版本大揭秘:提高学习效果的选择指南在高中物理学习中,选择适合自己的教材版本对于提高学习效果至关重要。
不同版本的教材有着不同的特点和教学理念,因此正确选择适合自己的版本是取得优秀成绩的关键。
本文将为大家介绍几个常见的高中物理教材版本,并提供一些选择指南,以帮助同学们更好地理解和掌握物理知识。
一、人教版《高中物理》人教版《高中物理》是国内高中物理教材中最为常见的版本之一。
该版本注重培养学生的实际应用能力,内容紧密结合生活实际,注重实用性并且思路清晰。
该版教材语言通俗易懂,图文并茂,难度适中,非常适合基础薄弱的学生进行自学或配合老师教学。
因此,如果你是物理基础相对较弱的学生,人教版《高中物理》是一个很好的选择。
二、清华大学版《高中物理》清华大学版《高中物理》是一套以培养高中学生创新精神和实践能力为目标的教材。
该版本注重对学科思想的教育,更加关注学生的理论分析和实验设计能力。
每个章节都有大量的例题和习题,题目形式多样,难度较高。
适合有一定自学能力和对物理感兴趣的学生选择。
同时,该版本的教材还非常注重考试应试,对于参加高考或物理竞赛的学生来说是十分实用的。
三、北京师范大学版《高中物理》北京师范大学版《高中物理》是一套理论与实践相结合的教材版本。
该版本将物理的基本理论与实际应用相结合,注重通过实验让学生理解和掌握物理概念。
教材内容布局合理,难度适宜。
并且该版本还提供了大量的实验操作指导和实验结果分析,有助于培养学生的实践能力和动手能力。
如果你对实验操作和实践应用比较感兴趣,那么选择北京师范大学版《高中物理》将会是一个明智的选择。
四、华东师范大学版《高中物理》华东师范大学版《高中物理》是一套关注学生培养创新精神和实践能力的教材版本。
该版本教材设计思路新颖,采用案例分析的方式进行教学,通过实例让学生感受物理知识与实际生活的联系。
教材难度适中,注重知识的灵活运用和综合应用能力的培养。
物理必修ⅱ粤教版3.1万有引力定律课件.
的位置.
15
2.从速度大小认识:行星靠近太阳时速
度增大,远离太阳时速度减小.近日点 速度最大,远日点速度最小.因此第 二定律又叫面积定律,如图所示.
16
a3 3.对 2 k 的认识:第三定律反映了行 T
答案:9∶1
r
M月
1
54
R2 R2
R
36
(2)重力、重力加速度与高度的关系
①在地球表面:mg= G Mm ,g=GM ,g为常数. 2
R2
②在距地面高h处:mg G 重力加速度g′越小.
R Mm
R h
2
, g
GM
R h
2
, 高度h越大,
37
(1)物体随地球自转需要的向心力很小,一
Mm 般情况下,认为重力约等于万有引力,即 mg G 2 . R
39
【标准解答】不计地球自转的影响,物体受到的重力等于 物 体受到的万有引力 Mm .设地球质量为M,物体质量为m,则
mg G R2
地面:
mg G
Mm
h高处: 解得:
R h
2
g R2 g R h 2
40
【典例】假如地球自转角速度增大,关于物体所受的重
力,下列说法错误的是(
)
A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显表现出来 B. 一个苹果由于其质量很小,所以它受的万有引力几乎 可以忽略 C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有 引力 D. 地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地 球表面附近的
51
【解析】选D.由月—地检验可知:自然界中任何两个物 体间都有相同的引力作用,故A错;苹果质量虽小,但由 于地球质量很大,故引力不可忽略,B错;物体间的引力 是相互的,由牛顿第三定律知此两力应等大,故C错,D 选项正确.
高中物理不同版本教材的章节内容比较4
在新课改的形式下,教材的版本也不拘一格,各种版本的的教材就应运而生。主流的有人教版,北师大版,沪科版,苏科版,粤教版,鲁科版,等等。真可谓是百家争鸣,百花齐放。现在就高中物理教材必修1(修订本)第1、2章是高中物理的开篇章节比较一下,以人们常见的“运动”和“自由落体”这一普遍现象作为研究内容,回避了以往物理教材在初高中知识方面衔接出现的一个拐点。主要有一下特点:1,在教学上充分体现了“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这一三维目标。在教材的设计方面着重培养学生自主、合作、探究的学习方式。教材基本上能够反映新课程改革的要求。教科书内容的选择注意密切联系学生的生活和社会实际,反映物理学最新科技成果,介绍物理学前沿,反映物理学进展,并注重培养学生运用知识解决实际问题的能力,大大增加学生的视野,激发学生的学习物理的热情。例如:全球定位系统、同步卫星、航天飞机、摆的等时性、火车提速、汽车的安全行驶等问题的引入使课本在形式上焕然一新。注重探究和学习方式转变教科书在内容的设置上能有效地改变学生的学习方式,加强对知识的探究力度,精心创设活动与探究的情景以及多种形式的学习活动,引导学生更多地采用体验学习和探究学习。例如:探究自由落体运动一节书首先进行几个小的物理实验,使学生已有不正确的经验受到实验的否定,教师能很好地组织学生进行探究活动,最终得出正确的自由落体结论。自由落体运动规律一节,教材首先给出的是一条标准纸带和有关数据,而不是要求学生分析自已所打的纸带,这样除了能顺利地进行组织教学,学生也可以激发兴趣去找到自已所做实验纸带存在误差的原因。2.以人为本,尊重学生已有的基础,不过分深挖,体现人文关怀前两章书特别重视学生原有的生活经验和对科学过程的感受,尊重学生已有的知识,不过分强调知识的深度和难度,例如:质点的定义、位移的引出是由运动场上的一段讨论与交流得到,重视知识的形成过程。书本中没有引出“速率”、匀变速直线运动的位移公式通过学生知道的平均速度公式进行推导、由自由落体运动规律导出匀变速直线运动的一般规律等等。3.重视实验,以物明理加强物理实验,淡化演示实验与学生实验的界限,突出了物理实验在物理教学中和地位,改革实验内容和方法,使实验简单化、课外化、微型化、兴趣化和生活化。例如:探究自由落体运动一节中的几个物理实验能体现这一点、测量落叶的平均速度、用石头测量井的深度、用自来水龙头测量重力加速度g、测学生的反应时间等,课本中随处都可见类似的物理实验。4,.不回避习题,从形式和内容方面进行习题改革增加了习题量,改革习题的展现形式,以活泼的形式体现物理内容,习题有层次,既注意对习题“量”的控制,又注意对习题“质”的突破。例如改版后的教材大量增加了习题量,并且都是一些经典的物理题,能体现物理精神、物理过程和科பைடு நூலகம்探究的内容在里面,探究性习题和开放型习题大量在教材中出现,充分体现了新课标精神。5.除教科书外,同时编有教师教学指导用书和网站(尽管网站内容不太完善,正在建设中或者唱的是空城计)。还有配备学生学习的新教材同步测控(但此书的质量不高),教学录象带,教师教学用书,网络教材等。为教师组织教学提供了丰富的资源。6.设计新颖,美观活泼实用教材版面设计新颖活泼,美观实用。在现实生活中,版面设计是表达学习内容和学习方法的重要组成部分。尤其是教科书中那些实物照片和富有物理情意的画面,其真实、直观、亲切、深刻,往往比写得再好的文字更具有说服力,起到了文字所难以起到的独特作用。大量增加图画,加大以图代文和利用图画、资料等创设学习情景的力度是本书的一大特色。7.教科书加强了教师与学生的对话功能,能够促进师生课堂互动,叙述语言亲切而不生硬、生动简明、得体,教学互动性强。甚至在某些习题的设置上也考虑到了这方面的效果。如用图像描述直线运动一节,鼓励学生动手作图并讨论是本节书设计的成功之处。分析城市的塞车现象并写调查报告也.8、加速度是运动学中极为抽象的概念,赵凯华先生在《新概念物理教程-力学》中明确指出:“这是人类认识史上最难建立的概念之一,也是每个初学物理的人最不易真正掌握的概念”从历史上看,伽利略是第一个提出并研究加速度概念的科学家。而这样高难度的概念呈给高一学生时,实在是教学中的难点,而加速度又贯穿物理学的始终,因此又成了一个重点。因此,第一章第五节要多训练,教材只安排了一个小时,个人认为在时间方面加强,多讲一些配套的习题。主要是速度、速度的变化、速度的变化率(速度的变化快慢、单位时间内速度的改变)几个概念学生要不含糊。加速度的方向与物理运动的方向是一个很容易被学生搅在一起的问题,并且不是太明白,书上的说法又不好理解,与其比较初末两速度的大小还不如说作加速还是减速运动,这样表现学生更容易接受(这一点下面还会要讲到)。9第一章的第一节是认识运动,两个知识点:参考系和质点。其实参考系就是初中所讲的参照物,熟悉初中物理教材的教师可能知道,在初中这方面的题讲得实在是太多了,而质点又是一个概念,教材对它的要求降低,因此本节书用一个课时觉得有点太多。第一章第五节的加速度,加速度的大小可以根据定义求得,而加速度的方向是一个难点,作者通过符号法则标明加速度的方向,但在前面的位移和速度的教学中没有充分体现,所以在讲授加速度前一定要先把位移和速度的方向给学生交待清楚,正号与负号只表方向不表大小。而习题设计方面可以增加一些加速度的概念题(选择题)和一些利用加速度的定义式进行计算的习题,通过习题巩固概念,是一个不错的途径。教师讲得太多学生可能越含糊,倒不如通一些严谨的习题来反哺概念。10、第六节用图象描述直线运动,教师教学用书上只安排了一节课,尽管本书编者朱美健老师在珠海市的全员培训会上说是本节内容已经降低难度,要求不高,但是无论如何一节课都完成不了,在实际操作中,我两节课还不够,不知到在座的有没有一节课就把这一节书搞定?基础薄弱的学生这是一个越不过去的坎。学生数学基础也不是太好,书中还提到了斜率和面积。内容实在太多。上完一节课,第二节课提问,好多数同学还以为物体沿图象中的直线爬上去滚下来!(很明显轨迹和图象没有区别清楚)所以这一节书一定要放慢步伐,使学生理解透彻一点,不留下后患!对于每一章节的小结课,教材都安排了一个知识结构和回顾与评价,为了体现重过程的评价方式,我和备课组成员没有按照知识点的要求进行系统复习,而是通过大量的提问和小组讨论,然后根据学生(或者小级发言人)的效果,给学生和小组一个平时上课过程的分数作为学生得学分的一个重要依据,完善新课程所要求的对学生的评价。
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三种教材版本“万有引力定律”的比较
作者:黎国胜
来源:《学子·教育新理念》2013年第01期
“万有引力定律”是高中物理各版本必不可少的内容。
这些不同版本教材是如何呈现这一重要内容的呢?下面笔者以人民教育出版社出版的2006版物理必修第一册(简称人教版旧教材)、人民教育出版社出版普通高中课程标准实验教科书必修2《物理》(简称人教版新教材)、教科版普通高中课程标准实验教科书必修2《物理》(简称教科版教材)三种版本教材为研究对象,就教材内容、科学方法教育及贯彻新课程理念的情况作一个比较分析。
一、教材的章节安排比较
1.人教版旧教材把“万有引力定律”安排在第一册第六章第二节,占据了近三个页面。
2.人教版新教材安排在必修二第六章第二、三两节,占据了近五个版面。
3.教科版教材安排在必修二第三章第二节,占据了近四个版面。
三个版本的教材都把“万有引力定律”放在了“圆周运动”“天体运动”后面。
因为推导万有引力定律必然要用到圆周运动的向心力、向心加速度等知识。
同时,天体间引力的存在,引力规律的探讨在开普勒总结出天体运动三定律后变得更加迫切,同时开普勒第三定律也是推导万有引力定律的基础。
人们清楚、正确地认识了天体的运动规律之后,自然需要进一步探究天体运动的原因,引力问题的提出和研究顺理成章。
因此,三个版本教材的编辑都遵循了人类的认知规律。
但是,“万有引力定律”内容多,有问题的提出,有古人的猜想,有牛顿的推导和论证,因此作为一节教材显得内容多、任务重,因此人教版新教材分成了两节。
一节“太阳与行星的引力”,这节教材得出太阳与行星间的引力遵循平方反比规律就结束。
紧接着安排了一节“万有引力定律”,这节教材进一步提出地球与月球、地球对其周围的物体的引力是否也遵循相同的物理规律这一问题,着重介绍月——地检验,简要介绍了引力常量。
二、教材的主要内容比较
1.人教版旧教材
(1)问题的提出与历史的回顾。
教材首先提出问题:开普勒三定律回答了天体运动的规律,人们自然会提出天体为什么要这样运动的问题。
显得非常自然,也符合力学的研究程序——先描述物体的运动规律,再揭示运动的原因。
紧接着教材用了近600个字来介绍人类的认识历程:从古人的神学观点——圆周运动是最完美的运动,因而是最神圣的,不需要理由和原因;再到伽利略的合并趋势观点,到开普勒磁力作用观点,笛卡儿的以太观点,胡克的平方反比猜想,最后是牛顿的精彩证明。
(2)建立了理想模型。
质点与匀速圆周运动模型。
为了简化天体运动,把天体看成质点,把天体的椭圆运动简化成匀速圆周运动。
(3)推导过程。
先给出向心力公式,由于行星速度不便于测量,但周期便于观察,所以把线速度替换成了周期,紧接着教材直接换成了开普勒第三定律的形式,这里没有给出这样换的原因,显得非常唐突。
得出太阳对行星的引力与行星的质量成正比,与二者的距离平方成反比。
教材根据牛顿第三定律,牛顿认为行星对太阳也应该有一个引力,且引力也应该与太阳的质量成正比,然后就给出了正比的表达式,最后写成公式。
教材以阅读材料的形式给出月——地检验,然后推广到任意两个物体之间,总结出万有引力定律。
(4)接着教材介绍了引力常量G、万有引力定律的适用范围。
(5)教材花了近200个字介绍万有引力定律发现的重大意义,充分体现了教材编写者试图将人文气息融入教材的意图。
(6)教材用了近800个字来介绍卡文迪许实验的原理及其重要意义,而且安排在正文中。
(7)练习的设计。
教材设计了5个习题。
第1、2题是为了让学生加深对万有引力的认识,通过简单地应用公式就可以解决。
第3、4题分别计算天体之间、微观粒子之间的引力,目的是让学生领会到天体间万有引力起决定作用。
第5题通过万有引力常量G、地球半径R及重力加速度g,请学生尝试计算地球质量。
第5题编者的意图:一是教材在介绍卡文迪许测量万有引力常量的实验后,算出了地球质量,习题与教材两相呼应。
二是真实领略到G的测量的实用价值。
三是为下一节教材“万有引力定律的应用”做好铺垫。
2.人教版新教材
与人教版旧教材相比,有以下变动:
(1)教材拆分成两节。
第一节有问题的提出、历史的回顾、太阳对行星的引力推导、行星对太阳的引力,得出太阳与行星之间的引力公式,到此结束。
第二节首先提出太阳与行星间的引力是否与地球对附近物体的引力一致?然后以正文形式详细介绍月——地检验,证明地球对月球的引力、重力是同一性质的力,得出太阳与行星、地球与月球、地球对周围物体的引力遵循同一规律的结论。
然后自然地提出,自然界中任何两个物体之间的引力都遵循相同的规律——万有引力定律。
(2)教材未介绍卡文迪许实验。
而是直接给出了引力常量G的值。
但是教材给出了一幅彩图:卡文迪许实验室,并且对此实验室进行了简略的介绍。
(3)教材得出万有引力定律后,并没有直接给出公式的适用范围,而是以方框的形式给出,以提醒学生注意。
(4)增加了“说一说”栏目,引导学生自主思考和探究。
(5)两节教材共设计了5个练习题。
第1题引导学生思考、总结力学研究的两类问题及方法,第2题引导学生回顾万有引力定律的推导过程。
第二节的3个练习题与旧教材相同。
(6)教材更加注重推导过程,每一步都清楚地给出了变形的理由,非常有利于学生自主学习。
3.教科版教材
与人教版教材不同的地方有:
(1)以“苹果受到地球的引力而落后地面,月球为什么不以其初速度作直线运动而要围绕地球运动”来引入新课。
教材的图片充分体现了运动合成分解的思想方法:月球的运动分解成切线方向的匀速直线运动、引力方向的运动,这样引入既注重了学生已有知识与经验的迁移,又注重了合成、分解思想方法的应用。
(2)教材得出万有引力定律后以彩色方框的形式引用了费曼的名言:你能认出真理,因为它既美又简单。
编者试图引导学生感悟物理规律的简洁美、对称美,充分体现科学规律的人文价值。
(3)教材得出万有引力定律后给出一个图表——引力与距离的图像,多了一种描述物理规律的方法——图表法。
这个图像的意义笔者认为不大,因为引力与距离的平方成比,图像自然是一条曲线,学生进入高中后对物理图像已经有了比较充分的认识。
(4)教材以“发展空间”的形式介绍卡文迪许实验,对该实验有些削弱。
(5)月——地检验,放在了阅读材料里面,字数非常少,引导学生自己上网查找资料验证。
编者的意图很明显,给学生自主探究的空间和时间。
但是在实际教学中往往容易受到忽略,得不到重视。
(6)教材设计3个练习题。
第1、2题与人教版旧教材的题相同,第3题涉及到引力的合力为0的问题。
练习题难度相对简单,有利于减轻学生的学业负担。
三、三种教材科学方法教育的比较
三种教材的相同点:
(1)都建立了理想模型——质点和匀速圆周运动,应用了理想模型法。
理想模型法是物理学的基本研究方法之一,也是自然科学研究的基本方法之一。
(2)推导过程中都应用了对称性——太阳对行星的引力与行星对太阳的引力应当遵循相同的规律。
太阳对行星的引力通过圆周运动的知识、牛顿第二定律容易得出,容易让学生信服。
但是,行星对太阳的引力仅仅是根据牛顿第三定律提出的猜想,它并不具有必然性。
这一点,虽然体现了自然万物的平权、平等,但缺乏严格的物理证明。
三种教材对此都没有做出说明,正因为如此,万有引力定律提出来后还需要经过广泛的验证才能得到公认。
(3)牛顿在推导了太阳——行星的引力,月——地检验后大胆地提出任何两个物体间都有引力,而且都遵循相同的规律。
这里显然采用了归纳法,归纳法是一种重要的科学研究方法。
它是一种从个别到一般的推理方法,但是这种推理方法的结论还需要实验的检验。
而三种教材都没有明确说明这一点,都是在后面教材——万有引力定律的应用中通过海王星的发现等来进一步证实万有引力定律的正确性。
笔者认为,三种教材既没有明确归纳法,也没有指出归纳法的缺陷,更没有说明使用归纳法的注意事项。
教师在教学中一定要引起注意,适当的时机要告诉学生教材所蕴含的科学方法,并且将归纳法的知识巧妙地、有机地、明确地提出来。
(4)关于卡文迪许实验的思想方法。
卡文迪许实验不仅有重大的认识论意义,还有重大的方法论意义。
这一点三种教材都没有涉及。
第一,实验利用了放大的思想方法。
这是一种测量微小量的基本方法,在科学实验中有广泛的应用。
第二,对称思想的应用。
对称思想是物理学的基本思想,也是一种基本的美学思想。
在这里可以给学生以适当的介绍。
综上分析,三种版本教材的编排各有优缺点,编者都在符合学生的认知规律、体现科学研究的过程、渗透科学规律的人文意义方面进行探索。
但是科学知识、规律中所蕴含的科学方法
比较隐蔽,需要任课教师进行显化、巧妙地进行渗透,这样才能更好地贯彻落实新课标的三维目标。
(作者单位:四川成都双流中学)。