我对高中物理新课程的认识

课程教材研究所（人民教育出版社）张大昌zhangdc@一、新课程的理念●强调课程的三维目标●改变学生的学习方式二、关于科学探究●科学探究贯穿于整个课程●科学探究不搞形式主义三、新课程与高考（黄恕伯先生的研究成果）●独立思考是学生解题的基本条件●实践意识是审题环节的基本素质●掌握科学方法是解题的必要条件四、教科书的作用●教科书为课程目标导向，为学习方法导向●教科书要成为教师的好帮手●教科书要提供物理情景和学习资料●教科书不是“圣经”五、避免进入误区●不可能对知识要求做出刚性的解释一、新课程的理念●强调课程的三维目标知识与技能过程与方法情感、态度与价值观研究平抛运动的等时性过去（教学大纲）：“平抛运动（B ）” 实际教学过程：1. 实验结论――平抛运动由两个运动叠加2. 在两个方向上计算它的位置3. 在两个方向上计算它的瞬时速度4. 计算速度的大小和方向得到的是一套解决平抛运动的方法，不涉及斜抛运动研究红蜡块的运动现在（课程标准）：“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动” 建议的教学思路1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法“我们看出蜡块是向右上方运动的。

那么，蜡块的合运动是匀速运动吗？合运动的轨迹是直线吗？这些都不是单凭观察能够解决的。

”坐标x = v x t y = v y t 轨迹――消去t y =xy v v x速度 v =22y x v v例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。

巩固以上方法。

悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的合运动。

3. 把这个道理应用于平抛运动 水平方向 F = 0， v 0 = v ， x = vt竖直方向F = 重力，加速度 = g ，v 0 = 0，y =21gt 2 速度的大小…… 速度的方向…… 轨迹…… 4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么…… 得到的是解决抛体运动的一般性方法 又如向心加速度的方向过去：绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心 现在：研究匀速圆周的加速度的方向提倡理性思维 然而受到什么启示？学生学过科学课程之后，将以不同的视角、不同的方法看世界提高了认识世界的能力又如同时的相对性“狭义相对性原理”，“光速不变原理”闪光同时到达车厢的前后两壁吗？1. 提倡以事实为基础的理性思维相对论以深奥难懂著称。

其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！2. 科学的方法与科学的价值观经验－实验↓假设－理论↓实践的检验3. 体会人的直接经验的局限性――仍是情感态度价值观的教育再如“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”等效原理引力使光线弯曲太阳使星光偏折理性思维与实践―― 目的仍在科学价值观的教育 ●改变学生的学习方式 过去：老师讲、学生听、学生练 我们希望：独立思考、同伴交流、师生互动例如公式x =21at 2的得出（课堂实录）由速度求位移“速度v”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2……5几个位置的瞬时速度。

原始的纸带没有保存。

位置编号0 1 2 3 4 5时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5速度v/(m·s-1) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62以下是关于这个问题的讨论。

老师：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？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0.1 s，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0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s ……误差会怎样？欢迎大家发表意见。

又如实验：验证机械能守恒定律过去：如何如何操作……得出什么结论现在验证机械能守恒定律实验方法所用装置如图。

重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。

重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。

比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。

要注意的问题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？3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。

4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。

求瞬时速度速度的测量利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉……学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。

如果A、B、C是纸带上相邻的三个点（如图）……所以vv B =AC……体现了：独立思考，师生互动二、关于科学探究●科学探究贯穿于整个课程教学中的科学探究是课程理念的体现以上课堂实录为一例，以上实验也是一例前人探究的历史也是科学方法与科学精神教育的很好素材例如量子论的建立黑体辐射的规律19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。

威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。

不过他也承认，“明朗的无穷中还有两朵小小的、另人不快的乌云。

”黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证●科学探究不搞形式主义教学中的科学探究不是新八股不追求探究的“完整性”科学探究没有一定的模式“要素”不等于“环节”（提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作）科学探究不一定都要做实验要提高教学效率例如超重和失重（课堂实录）讨论：乘电梯时的感觉看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化小结：加速运动时读数会有变化什么道理？可以用牛顿第二定律来研究！用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水练习：解计算题另一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究――没有必要三、新课程与高考（黄恕伯先生的研究成果）取得好成绩的前提是学好物理学－－“会当凌绝顶，一览众山小”新课程理念有利于提高考试成绩●独立思考是学生解题的基本条件学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础●实践意识是审题环节的基本素质飞镖和“墨水旋风”实践活动：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。

实践活动：“墨水旋风”2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）求加速度满足的条件一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。

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μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。

现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB 边。

若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a 满足的条件是什么？（以g 表示重力加速度）解 设圆盘质量为m ，桌长为l ，圆盘相对桌布、桌面的加速度分别为a 1和a 2，于是 μ1mg = ma 1 ① μ2mg = ma 2 ②设圆盘离开桌布时的速度为v 1，相对桌面移动了距离x 1，然后又在桌面上运动了距离x 2后停下，因此有v 2 = 2a 1x 1 ③ v 2 = 2a 2x 2 ④ 圆盘不会从桌面掉下的条件是 x 1 + x 2 ≤2l⑤ 设圆盘在桌布上运动的时间为t ，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x ，于是有 （根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t ） x =21a t 2⑥ x 1 =21a 1 t 2 ⑦ x = x 1 +2l⑧ 解得a ≥g 12212μμμμ+ ⑨ 本题满分：20分，平均得分：3.5分，难 度：0.175 例：一个题目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。

：砝码和刻度尺。

没有知识问题，缺少实践意识。

意识很难通过集中灌输来建立新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成●掌握科学方法是解题的必要条件新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法方法通常指解决某个问题的程序。

理解某个方法并不等于会运用这个方法。

运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。

这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。

新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。

例题质子流来自质子源的质子(初速度为零)，经加速电压为800 kV的直线加速器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×10－19 C。

这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。

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4l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与n2之比为_______ 。

思路：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 ＝2al●匀速运动Δs＝vt●相等长度下n与Δs成反比难点：学生缺乏“变与不变”的思想高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。

多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。

“变与不变”的思想在新课程中的体现举例 新课程对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理 例如：对于“变”与“不变”关系的处理△讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（P18）平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt 内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity ）。