特级教师黄恕伯+物理新课程下的高中物理实验教学(共91张)

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优化高中物理教学的思考(黄恕伯)

B. 1
d R
C. (
Rd 2 ) R
D. (
R 2 ) Rd
具体分析江西省高考数据统计（填写各选项考生的百分比）
生搬硬套
选
项
A 12
B 5
C 27
D 55
其它 1
所占百分比%
选 D 人数之多，暴露了全省高考复习中普遍存在的严重问题。
本题要求学生具有“具体分析”的良好解题习惯，而不是生搬硬套。
2013年也只有一道“分析综合”题，多数是“推理”
2014年新课标Ⅰ卷物理试题的能力结构（心智技能）
难度系数
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0
0.8 0.71 0.67 0.48 0.39 0.22 0.14 0.63 0.49 0.67 0.46 0.51
θ
θ
T
B. 一定降低
C. 保持不变
G
G
D. 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定
返回
2014年新课标理综Ⅰ卷第17题
解答高考中的难题，要求学
如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处
性解决问题的能力对高分段学生
生创造性地解决问题。培养创造
于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开来说，具有关键意义。始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定地偏离竖直方向某一角度 (橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直位臵时相比，小球的高度 A. 一定升高
但是，学生解答题目是一种智力活动，其技能因素只
占各解题因素中的一小部分，解决问题主要是依靠理解、应用、分析等心理行为，这些能力并不是靠条件反射形成的，需要学生深入思考、总结归纳。大运动量机械训练，对这些能力的发展造成冲击，使学生思维钝化，而且难以形成良好的解题习惯。成绩

特级教师黄恕伯+物理新课程下的高中物理实验教学(共91张)

(1)请把多用表测量档标出来。
(2)按这个测量档，画出刻度盘中指针的大概位置。
第十一页，共91页。
决赛题（第二届、高中）
在一次探究 A、B 两个物理量关系的定量实
验中，得出了如下的实验数据，如果实验数据可靠，请通过图象得出这两个物理量有什么定量关系。（可用计算器）
A 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 ... B 1.27 1.56 1.80 2.01 2.46 ...
物理教师的实验教学修养
物理实验修养物理教学修养
第七页，共91页。
二、提高物理教师的实验教学修养
● 中学物理教师实验教学修养的相关因素
物理知识
物理教师的实验教学修养
实验能力（科学探究能力；创新、制作教具的能
力）
教学实施能力
科学态度和精神（实践意识、严谨态度、
求实精神、科学价值观）
教育理论修养（教育理念、心理学知识）
●提到物理实验，常常把它和操作技能联系在一起，在考查学生的实验能力时，总是会想到通过某项实验操作来考查学生的实验能力，例如各种电表的读数，游标卡、螺旋测微器的读数；还有电表、螺旋测微器、以及各种物理仪器或器材的使用方法和使用过程中应注意的问题等等。
其实，这些操作技能仅仅是物理实验中收集信息能力的一小部分，而收集信息能力又是物理实验能力的一小部分，物理实验有着宽广的含义，它包含从提出问题、设计实验，到收集、处理、分析数据，形成实验结论和进行表达交流等一系列过程。
求解 —— 思维习惯和分析思路
审视答案
答案的合理性答案的多解性
第十五页，共91页。
2009年全国高考理综Ⅰ卷第26题
26（21分）如图，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向

黄恕伯3-5教材分析和教学建议

„原‟必加选第三册
第二十一章量子论初步
一、光电效应光子二、光的波粒二象性三、能级四、物质波 *五、不确定关系
放在“原子结构”中阅读材料
1 能量量子化：物理学的新纪元
2 科学的转折：光的粒子性 3 崭新的一页：粒子的波动性
4 概率波
5 不确定关系
●原教材第一节的阅读材料“热辐射和普朗克的量子说”，拓展为新教材第一节“能量量子化：物理学的新纪元”。 ●原教材第二节后面的阅读材料“康普顿效应” ，现为新教材“光电效应光子”中的正文（单列小标题）。 ●原教材选学内容“不确定关系”现拓展为一节正式课文。
2 动量守恒定律（一） 3 动量守恒定律（二）
4 碰撞
5 反冲运动火箭 6 用动量概念表示牛顿第二定律
●通过实验发现“碰撞中哪个物理量保持不变”来引入动量概念
●在“用动量概念表示牛顿第二定律”中介绍动量定理、冲量。即先学动量和动量守恒，后学动量定理。
黄恕伯 07.7
„新‟选修3-5模块
第十七章波粒二象性
(1)提出问题：碰撞前后有什么物理量保持不变？ (2)做出各种猜想。
(3)根据猜想，列出实验数据记录和处理的表格
黄恕伯 07.7
实验记录表格
黄恕伯 07.7
一、从“探究碰撞中的不变量”引入动量概念 1.传统教学对动量概念的引入
——从冲量的概念引入
2.新教材对动量概念的引入
——进行实验，寻找守恒量，发现规律后引入
(1)提出问题：碰撞前后有什么物理量保持不变？ (2)做出各种猜想。
(3)根据猜想，列出实验数据记录和处理的表格
(4)选择某种方法进行实验
黄恕伯 07.7
黄恕伯 07.7
黄恕伯 07.7

特级教师黄恕伯：物理教学中如何“重过程”和“重情感”(共76张PPT)

物理教学中如何 “重过程”“重情感”
黄恕伯 2012.1.12
前言：新课程的核心理念是什么？新课程最核心的理念，用最简洁、最通
俗的文字来表述，就是
“ 重过程”、“重情感”、“重生活” “重过程” —— 重视“过程与方法”目标的达成
“重情感” —— 重视“情感· 态度· 价值观”目标的达成 “重生活” —— 重视物理学与生活、社会的联系
A
B
△“曲线运动速度的方向”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。
【江苏2011高考物理试卷第4题】如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A．0.3J B．3J
C．30J
D．300J
欠佳题的理由：
●考生平时对鸡蛋质量并不在意，因此本题的区分度、效度估计不高； ●本题有一些干扰的数据，如鸡蛋的大致质量和抛鸡蛋的最大高度，不利于真正掌握物理规律的考生拿到分。
创设生动的研究情境，增强学生的研究乐趣
塑料块
如图 14.4-1 ，在桌边放一块矩形硬泡沫塑料板（厚1－2cm均可），把一块等厚的小泡沫塑料块紧贴在它的前方，用直尺在稍远的地方横架起一个栏杆，高度约2～3cm。用力在塑料板上方贴着塑料板向前吹一口气，小塑料块便可能跳过栏杆。比比看，谁能使塑料块“跳” 得最高？是什么力能使塑料块向上“跳”起？
26（21分）如图，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度大小为 B，

物理教学中怎样“重过程”(黄恕伯).ppt [只读] [兼容模式]

实际
是把
析论证
了
证据
和
历
认识和理解探究的
了
讲教师的观点
结果
结果结果把它作的情况解题的根据的情况
然是当前教学中
遍的情
况
令.在新课教学中
句.在许多特例的结论
题教学中
学生记
●例如带电粒子在电场中自由种类型问题的许多结论
动的曲线轨迹问题
学生记
用教师总结出来的结论取代学生具体的分析过程，
学生解题的行是回忆，而不是分析
四
过程提出问题的过程并十熟悉
过程
什
样难？
4.教师对相关的发问题
●例如
试题
考查
提出问题
要素
一测力计动时力认识？对
悬吊一个砝
置于电梯中
当电
梯由静的
开始向
看到测力计的示数你能提出一个什问
明显大于砝个问题有什
题？你对
标准物理学有关的问题些问题
关于提出问题的
本能力要求
●能发
静
开始向
砝
的
力
问题有什
学生象解答的问题实通过质疑形的作用并且根据牛而的形式自编题自历在问题情境发某一疑问
认识？
象或客观动定律来是他们发实质没有体实的起学生对本题的回答析产的
本题没有
过程
更没有对客观
到了
学生
无非是提出关于超
出超的本能力要求
的原因
些都是他们学过的知识提出问题
书
人教
用一定的篇幅设立小标题进一明确度化概念
圆周度

名师讲座：特级教师黄恕伯 3系列选修教材分析(共146张PPT)

学，强调物理学的应用和实践；
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。
黄恕伯 09.7
引言：教材分析的出发点
1. 模块3 系列课程要求的定位《课程标准》关于选修 3-1 模块的说明：本模块是选修模块。物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技术应用，它是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中，学生将
黄恕伯 09.7
做一做上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表
的示意图。下图是一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 B 可以接通1，也可以接通2或3。现在要使 B 接通1时，能像图甲那样成为电流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表，这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。
电势差
E数值等于沿场强方向单位距离的电势差
WAB＝EpA－EpB
U＝Ed
电场力的功
电场强度
电场力做功与路径无关
电场力
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 ＝ F/q
黄恕伯 09.7
原教材中的有关知识链电势
电势定义：单位正电荷由该点移到参考点（零电势）电场力所做的功
黄恕伯 09.7
一、进一步完善了静电学中知识链
黄恕伯 09.7
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
电场中两点电势之差叫电势差
电势
φ ＝ Ep /q
UAB＝φA－φB

新课程下的习题教学——怎样讲例题

θ
θ
由牛顿第二定律：
T sinθ－N sinθ＝m a
T cosθ＋N cosθ＝mg 代入相关数据得：
①
②
T
θ θ
N
T＝（30＋4a） N
N＝（30－4a） N
③
④
mg
以a＝8m/s2代入得：T＝62 (N)、 N＝－2 (N) 说明小球已飘起，因此必须对小球运动与木箱加速度的制约关系进行讨论：
北 E E
题目
上
v
B
西
M
东
北
南
v
B 南
M 下
三、帮助学生养成正确画草图的习惯
1.正确选择平面图的观察方向
所选择的观察方向应有利于把题目的条件清楚地画在平面图上
2.正确体现题目所表述的变化过程
明确各个相关物理量之间的关系
3.把相关物理量标在草图上
一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面中央。桌布一边与桌AB边重合。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
1. 关于2010年全国新课程高考题的解答 2. 建立在学生认知基础上的逻辑分析 —— 发展学生的分析能力
O处粒子源某时刻发射大量m、 q 的正粒子，速度大小相同，方向分布在0～ 90°范围内; 粒子半径在 a/2 与a 之间；从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的 (1)速度大小； (2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦。
2. “掌握解题方法”和“套用解题类型”具有本质不同把物理问题分成一些类型，让学生感悟和概括某一类
问题的解题思路，有利于提高解决问题的能力。但是，把方法当成知识来灌输，让学生记住某一类问题的解题套路来套出问题的答案，这并不是好的教学过程。这些“方法”是教师解答大量题目后“悟”出来的，而不是学生的体会。 “掌握解题方法”和“套用解题类型”的不同

黄恕伯--物理①物理②教材分析与教学建议

（3）怎样由实验得出结论
到这时为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，这样的结论才能成为“定律”。本节实验只是让我们对自然规律的探究有所体验，实际上，一个规律的发现不可能是几次简单的测量就能得出的。
N
G
《力的分解》的教学目标设计
1. 目标要点
●不要求学生把力的分解直接用来求解物体的受力 ●突出力的分解的等效替换的思想 ●会用平行四边形定则求解有确定解的两个分力
（求解物体受力的要求，在牛顿定律中实现）
2. 设计上述目标的思考
●降低教学的难度，避免新课时很难说清的问题 ●把“力的分解”作为牛顿定律解决问题的一个环节来处
N
mg
v
●实验：探究加速度与力、质量的关系
（1）实验的总思路
●质量不变，加速度跟力的关系 ●力不变，加速度跟质量的关系作 a－F 图象作a－1/m 图象
（2）制定实验方案需要解决的两个问题
●怎样测量（比较）物体的加速度 △打点计时器
△比较相同时间的位移之比
●怎样提供和测量物体所受的恒力F △ F 是合外力，有多种测量方法
1.新、旧教材章节结构对比
新
1 2 3 4 5 重力弹力
第三章
相互作用
原
一、力
第一章力
基本相互作用
二、重力
三、弹力四、摩擦力五、力的合成六、力的分解
摩擦力力的合成力的分解
●初步了解四种基本相互作用决定了自然界一切相互作用 ●全章结构基本上跟现行教材相同 ●新教材在弹力一节中，增加了胡克定律的内容和 F－x 图象，但没有安排学生实验。 ●原教材“验证力的平行四边形定则”实验，新教材改为“探究求合力的方法”。 ●强调了矢量相加的法则，在“力的分解”一节中设立小标题，并对矢量做出更明确的定义。

高中物理课堂教学设计的操作(2018.7.19)(共45张PPT)

即，传递的物理量是 m v
●定义 m v为动量，讲解动量的方向和单位
三、基础练习
1. 在习得物理概念和规律之后，需要有一个
对新知识加深印象的过程。基础练习的目的，在
于熟悉所学知识及其简单的形式变换，不要急于
进行灵活和综合应用。
2. 基础练习的内容，应紧贴教材内容，解读教科书，为灵活和综合应用知识奠定基础。 3.实例分析： ●“1w等于多少？”
强度的大小？我们可以用点电荷的电场来证明。设点电荷 Q 位于真空中一个圆锥
体形空间的顶点，该圆锥体的高为 r2，底
面积为 S2。在圆锥体上作一平行于底的平面，与圆锥体相交的横截面积为 S1，S1即
为横截面上方小圆锥体的底面积，该小圆
锥体的高为 r1，如图所示。在圆锥体范围内作出点电荷 Q 的若干条电场线，这些
定律；动量定理；动量守恒定律；万有引力定律；电势差
与电场强度的关系；并联电路的电阻；闭合电路欧姆定律；波长、频率和波速的关系等。
闭合电路欧姆定律的推导
推导的核心过程是分析闭合电路以下三处的能量转化
外电路：
内电路：
E外＝化学反应层： W ＝E I t
电池化学反应层
逆时针顺时针向上向下向下向上
可得出的结论： (2) 线圈中磁通量减小时：
顺时针逆时针向下向上向下向上
可得出的结论：
(1) 线圈中磁通量增大时：
B感和B铁方向关系逆时针顺时针向上向下向下向上相反相反
可得出的结论： …… 增加，…… 相反。 (2) 线圈中磁通量减小时：
EIt
＝
外电路
I2R t
＋
内电路
I2 r t
这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索

新课程的教学实施与学生评价-黄恕伯

●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。
解题：解答有关例题和让学生完成各种有关的习题。
黄恕伯 2004.7.1
△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。
猴子用右手把一个大螺线管夹在腋下，说：“如果电流沿着我右臂所指的方向，Ｎ极就在我的前方。”
你能想出类似的语言来描述通电螺线管电流方向跟Ｎ极位置的关系吗？
让学生经历从物理现象概括出物理规律的过程，但可以不记住结论。
黄恕伯 2004.7.1
一、关于“重过程”
3.怎样在教学中“重过程”？
(1)认识“过程”也是学习目标。 (2)对“重结果”的教学段落充实必要的过程。
“通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向，了解通
电螺线管电流方向和外部磁场方向的关系。”
只有过程要求而没有结果要求的课怎样上？
黄恕伯 2004.7.1
把通电螺线管看做一个磁体，根据你的实验结果，在这两个图上分别标出螺线管的Ｎ极和Ｓ极。
Ｎ
Ｓ
Ｓ
Ｎ
蚂蚁沿着电流方向绕螺线管爬行，说“Ｎ极就在我的左边。”
一、关于“重过程”
1.“重结果”仍然是当前教学中比较普遍的情况 (2)学习资料中的情况
●教科书受到信息呈现方式的限制，很多情况下难以让学生经历必要的过程，因此，常常在一些陈述性语言后就给出物理知识的结论。 ●教辅资料中的问题多数都是求结果的问题。

高考物理一轮复习——基于提升核心素养的高中物理教学(黄恕伯)(共95张PPT)

高中物理教学中
提升学生核心素养的思考
黄恕伯 2019.7.4
（一）新课标内容结构
《普通高中物理课程标准（2017年版）》，以下简称为“新课标”或“17版”课标，2003版的高中物理课程标准简称“原课标”或“03版”课标。
17版课标的必修课程由必修1、必修2、必修3共三个模块组成，内容包括高中物理力学和电磁学的基础知识，其对应的课程内容，大体上相当于 03 版课标的必修①、必修②和选修3-1课程，是在这三个模块基础上做了一些调整。
新课标2016年高考理综Ⅰ卷第17题
利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两
点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地
球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步
卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为（）
A.1h
B.4h
C.8h
D.16h
解答本题需要用到的物理知识：
说明
●磁场为原3-1的定量内容；
2.1磁场 2.2电磁感应及其应用 2.3电磁振荡与电磁波 2.4传感器
●电磁感应及其应用包括原3-2 的电磁感应和交变电流，删去了电容和电感对交流电的作用；
●电磁振荡与电磁波、传感器大体跟原3-2内容相当。
二、选择性必修课程内容结构
选择性必修3：
主题
说明
3.1固体、液体和气体
二、选择性必修课程内容结构
选择性必修1：
主题
说明
1.1 动量与动量守恒定律
●动量和动量守恒的内容大体跟原3-5相同；
●机械振动与机械波在原3-4基
1.2机械振动与机械波础上删去了费更斯原理；
1.3 光及其应用

物理教学中怎样“重过程”(黄恕伯)

四、“重过程”为什么这样难？重过程”为什么这样难？
2.教学“以知识为线索”演变成了“以知识为主” 教学“以知识为线索”演变成了“以知识为主” 以知识为线索” ●“以知识为线索”很容易演变成“以知识为以知识为线索很容易演变成“ 主”。
实际上，一个教学环节，通常都融合着“ 实际上，一个教学环节，通常都融合着“知识与技过程与方法” 情感态度与价值观” 能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”三个维度的内容，由于教学是以知识为线索串起来的，度的内容，由于教学是以知识为线索串起来的，这就很容易把教学设计的目光集中在知识上，容易把教学设计的目光集中在知识上，一心一意思考如何使学生获得知识的结论，而忽视了“过程”目标。何使学生获得知识的结论，而忽视了“过程”目标。
二、为什么要“重过程”？为什么要“重过程”
“习题训练”之所以在各地普遍重视，甚至于发展为习题训练”之所以在各地普遍重视，习题训练 “题海”，就是因为它是一个过程。题海” 就是因为它是一个过程。但是，题海” 在很多情况下是一种盲目、杂乱、但是， “ 题海 ” 在很多情况下是一种盲目、杂乱、过量、单调和简单重复的过程。过量、单调和简单重复的过程。如何把学生的“ 习题训练” 改进成一种目标合理、如何把学生的 “ 习题训练 ” ，改进成一种目标合理、目的有序、份量适度、形式多样、高效创新的优化过程，目的有序、份量适度、形式多样、高效创新的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。课题。
●教辅资料中的问题多数都是求结果的问题。教辅资料中的问题多数都是求结果的问题。
四、“重过程”为什么这样难？重过程”为什么这样难？
解题是为了得到结果” 1.“解题是为了得到结果”所形成的思维定势解题是为了得到结果高中物理课中，习题教学是一种师生普遍重视、高中物理课中，习题教学是一种师生普遍重视、实施频率很高的教学活动。实施频率很高的教学活动。解答题目的目的是为了得到一个最终结果，解答的水平通常是以结果是否得到一个最终结果，正确来评价的。因此，追求一个正确的结果，正确来评价的。因此，追求一个正确的结果，不仅成了学生解决问题的目标，成了学生解决问题的目标，也成了教师组织教学活动的目标。动的目标。

新课程下的高中物理习题教学(黄恕伯)

把表述转化为物理条件：
结点O 到达原来地方 B固定，O到达原位置合力的大小方向不变一个分力的方向不变
A
O
绳OC 悬吊一个砝码改变定滑轮的位置
是否还能找到另一处
另一分力的大小不变
C
B
另一分力的方向可变
是否还有另一个解
把物理条件转化为数学条件：
合力的大小方向不变一个分力的方向不变平行四边形对角线的长度、位置一定平行四边形一边和对角线的夹角一定
●解决某类问题的方法，需要对该类个例的共性进行抽象得出，而不是一个问题一种方法。 ●方法的掌握，贵在能自觉运用，它需要通过不断渗透、以形成科学的思维习惯来达到，而不是灌输。 ●方法的掌握，需要把它灵活运用于新的情景，以巩固和加深对其理解，并拓展其含义。
个例渗透
抽象概括
运用巩固
拓展提高
一、习题教学的目标
物理教学中比较流行的做法是“方法概述＋应用举例”。
即：先用准确、概括的语言介绍某种方法的意义和步骤，然后用具体的例子来说明它，再用相似的练习题
来巩固它。
这种做法的基本特征是“记住”和“套用”，其教学效果值得怀疑。
一、习题教学的目标
2.过程与方法
●学生对某一方法的建立需要有具体的感性认识作为基
础，而不是来自抽象条文。
二、不同阶段习题教学的目的
1.存在的问题
不同教学阶段习题讲练的目的无序、重复、杂乱，这是当前习题教学存在的主要问题之一。 ●忽视了习题教学目的的全面性。把新课、阶段性复习、高
考复习等不同阶段的习题教学，都定位在“理解知识、熟练各种试题类型” 这单一目的上，学生的解题能力得不到全面提高。
●忽视了习题教学目的的层次性。把新课、阶段性复习、高

3-1、3-2教材分析(黄恕伯)ppt课件

一个电压可读的大电阻
黄恕伯 05.8
2004高考“理综Ⅲ”第22题
从电压表的电路模型思考，本题实际上是一个简单的计算题。
●新教科书本章教材的第一节课，便在静电场知识的基础上，通过分析，引入恒定电场的概念，建立了静电现象跟恒定电场之间的内在联系。
黄恕伯 05.8
假设在电源正、负极之间连一根导线
A
B
Ft
N
F
Fn M
E0
黄恕伯 05.8
假设在电源正、负极之间连一根导线
A
B
导线内很快形成沿
导线方向恒定电场
Ft
N
F
N
E0
Fn M
E0
E′M
E E0
M
意图：●建立第一、第二两章的联系，消除困惑 ●经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程 ●为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础
N E
黄恕伯 05.8
三、重视对知识线索的进一步规划和设计
1.串联和并联电路
黄恕伯 05.8
第三节串联电路和并联电路
导线内恒定电场的形成过程
3 欧姆定律 √
三、半导体及其应用
增 4 串联电路和并联电路
加 5 焦耳定律√
四、超导及其应用
五、电功和电功率 √
6 电阻定律 √
六、闭合电路欧姆定律√
7 闭合电路欧姆定律 √
七、电压表和电流表
8 多用电表
9 实验：测定电池电动势和内阻
10 简单的逻辑电路
黄恕伯 05.8
〔新〕第三章磁场
〔原〕第十五章磁场
〔原〕第二册（必加选）
〔阅读〕电容式传感器〔阅读〕动圈式话筒原理〔实验〕传感器的简单应用

人教版《第三章相互作用——力》编写说明

·专论—聚焦新教材·人教版《第三章相互作用—力》编写说明黄恕伯（江西南昌330008）摘要：本文概括介绍普通高中新版人教版必修第一册第三章的编写说明，以使教师从核心素养的角度进行教学．关键词：核心素养；编写说明；相互作用；演绎推理文章编号：1008－4134（2019）17－0002中图分类号：G633.7文献标识码：B作者简介：黄恕伯，男，江西南昌人，江西省首批特级教师；教育部《物理课程标准》研制核心组成员；人民教育出版社物理教科书编者；江西省教育学会特级教师分会理事长；江西省物理教学专业委员会理事长；硕导；全国劳动模范；全国五一劳动奖章获得者．1全章概述从必修1教材全书的框架来看，必修1教材的主要内容是系统地帮助学生形成“运动与相互作用观”．其教材框架包括三大块如图1所示．第一块学习运动的知识，包括第一章和第二章，学习质点运动的概念和规律，包括平衡（没有加速度）和不平衡（有加速度）两种情况；第二块主要学习相互作用（力）的知识；第三块为运动与力，即运动与相互作用的关系，学习在不同力的作用下质点运动的不同特点．本章主要是第二块内容，这是它在形成运动与相互作用观方面所起的结构性作用，也是本章在教材必修1中以至于整个高中物理课程中所处的重要地位．这一章所包括的知识内容为：重力与弹力、摩擦力、牛顿第三定律、力的合成和分解、共点力的平衡条件．即课程标准必修课程的内容要求1．2．1和1．2．2的全部内容以及1．2．3中的牛顿第三定律．课程标准的相关具体要求如下：1．2．1认识重力、弹力与摩擦力．通过实验，了解胡克定律．知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小．1．2．2通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量．能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题．1．2．3理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题．本章前四节课文主要为相互作用的内容，第五节课涉及运动与相互作用关系的知识，即质点在没有加速度的运动情况下其相互作用的特点是合力等于零．教材框架如图2所示．本章第5节“共点力的平衡条件”是高中物理运动与相互作用关系的起始内容，高中物理的运动与相互作用观的培养，从此拉开了大幕．本节学习平衡情况下的受力计算，将为下一章不平衡情况下的受力计算奠定知识内容和思维方法的基础．本章在学科核心素养的培养方面有以下功能．（1）物理观念．在这一章教学中，各知识内容都是围绕建立运动与相互作用观的线索来布局的，各知识内容在该线索中具有各自的功能．如图3所示，“重力、弹力、摩擦力”“牛顿第三定律”这两节课的功能是使学生能对物体的受力作出正确的分析，是解决关于共点力的运动与相互作用问题的基础环节；在此之后的环节，就是建立相互作用各物理量之间的定量关系，即列出共点力平衡的计算式，“力的合成和分解”“共点力的平衡条件”这两节课的功能就在于此．每节课的教学设计，应该从这节课在这一章中的功能和地位来构思它的教学目标和教学内容．例如，力的合成和分解，其功能定位于“应用等效替换方法的受力计算工具”，教学中就不要拔高其要求，不要用力的合成和分解直接求解物体的受力问题．这样的功能定位，不仅易于接受、节约时间，也大大减轻了学生的负担，最重要的是规范了以“运动与相互作用”视角分析问题的思路．（2）科学思维．本章具有大量科学推理的内容：本章学习了很多物理规律，如胡克定律、滑动摩擦力与动摩擦因数的关系、牛顿第三定律、平行四边形定则、共点力的平衡条件等，这些物理规律为演绎推理提供了丰富的素材；本章还有不少物理结论是通过实验形成的，如相同接触面滑动摩擦力大小跟压力大小的关系、弹簧弹力与形变量的关系、作用力和反作用力的关系、二力合成的平行四边形定则等，都需要经历归纳推理的过程．以上这些知识，都是提升科学思维能力的载体．共点力是力的作用线相交于同一点的一组力，现实生活中存在很多力的作用点虽然不在同一点、但力矢量的延长线交于一点的实例，它们都是受共点力作用的物体，“将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型”，是课程标准关于模型建构的水平4要求，即等级性学业水平考试要求，把现实生活中的相关研究对象转换成共点力作用物体模型，对提升学生的科学思维水平具有重要意义．（3）科学探究．本章有两个探究性学生实验：“探究弹簧弹力与形变量的关系”和“探究两个互成角度的力的合成规律”．这两个实验在培养学生科学探究能力的具体要素上具有不同的特点．探究弹簧弹力与形变量的关系的实验，主要侧重于“解释”，通过对实验数据的处理和分析，学会利用物理图像解释证据，包括建立坐标系、设计标度、描点、拟合、发现规律、陈述结论等．而探究两个互成角度的力的合成规律的实验，还应侧重“问题”要素，学会对问题的可能结论作出有根据的假设，根据合成的两个力及其合力的矢量图的平面位置关系，判断它们可能具有平行四边形的几何关系，作出合力可能是平行四边形的对角线的假设，进而通过作图检验这个假设．发挥不同科学探究课题的不同特点，侧重在有利于某个科学探究要素的特点上花费精力、细致深入，这是课堂内科学探究教学的重要原则．（4）科学态度和责任．通过对滑动摩擦力的定量研究，通过对二力合成规律的探究以及作用力和反作用力关系的研究，逐步形成对科学的本质认识，体会物理学是基于人类有意识的探究而形成的对自然现象的描述与解释，是一项建立在观察和实验基础上的创造性工作．本章有多个学生实验，应要求学生对实验数据采取实事求是的态度，对偏离实验预期的数据，也要如实记录，然后分析是误差的原因还是实验操作的失误．这一章联系实际的内容很多，让学生运用自己习得的知识正确解决生活和社会中的实际问题，有利于增强他们的成就感和责任感．这一章的重点是学会运用运动与相互作用关系的视角来观察物理问题．形成以“选择研究对象”为起始步骤的共点力平衡问题的分析思路．这一章的难点是在真实情境中如何选定研究对象．不仅要有选择研究对象的意识，还要具有选择研究对象的能力，能使研究对象既涵盖情境中的已知条件又包含需解决的问题，且符合共点力的模型．课时安排建议：根据必修1全书的新授课时间为36课时计算，本章教学可以安排9课时．以下建议安排8课时（留1课时机动）．第1节重力和弹力2课时第2节摩擦力2课时第3节牛顿第三定律1课时第4节力的合成和分解1课时第5节共点力的平衡2课时2具体说明2.1第1节重力和弹力（1）要全面了解一个力，不管是重力、弹力还是摩擦力，都应该知道以下几个方面的内容：受力的对象是谁？施力物体是谁？产生原因是什么？大小、方向、作用点如何？力作用的效果是什么？对重力来说，由于初中已学习了以上部分的定性知识，如施力、受力物体，产生原因（因地球吸引），重力方向（竖直向下）等，而重力产生的效果（重力加速度）要学习牛顿第二定律以后才可能理解，因此，本节课关于重力的教学重点，应该在复习初中知识的基础上侧重讲授关于重心的知识．了解重心的意义，知道典型的均匀几何体的重心位置，知道非均匀物体的重心位置与质量的分布有关，会用二力平衡条件通过悬吊方法寻找物体重心的位置．（2）关于弹力的定义，教材指出：“发生形变的物体，要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用，这种力叫作弹力”．按照这个定义，弹簧的弹力，是指阻碍弹簧恢复原状的物体所受的力．因此，在探究弹簧弹力与形变量关系的实验中（如图4），弹簧弹力不是指弹簧所受的力，而是指弹簧作用在砝码上的力．正因为如此，才能以砝码为研究对象，通过二力平衡条件，得到弹簧弹力的大小等于砝码重力，这是测量弹簧弹力大小的原理．关于观察弹力作用下的微小形变实验．教材用的是观察双平面镜反射光斑移动的方法，用激光作为投射光很容易完成这个实验．还可以用硬质玻璃瓶装水来演示，用手指压玻璃瓶时，玻璃瓶的形变可以使瓶塞中的开口玻璃管内的水面高度发生变化，从中感受玻璃瓶的微小形变．（3）探究弹簧弹力与形变量关系的实验，是课程标准所要求的学生实验．这个实验的“问题”和“证据”要素都是很简单的，要培养学生的科学探究能力，这个实验应该在“解释”要素上花功夫：根据实验目的（探究弹簧弹力与形变量关系）来确定图象分析的自变量（形变量），从而把形变量确定为横坐标轴，纵坐标轴为弹力；根据所记录的数据，设计横坐标轴和纵坐标轴的标度，使数据点既能合理满坐标格又便于实验数据的读数；然后描点、拟合、归纳数据特点，最后形成结论．利用这个实验比较简单的特点，把精力用在培养学生“解释”能力上．2.2第2节摩擦力（1）滑动摩擦力．在初中已经学习了关于滑动摩擦力的不少知识，学生对滑动摩擦力的意义、方向、影响因素等知识是知道的．高中应侧重对滑动摩擦力与压力的定量关系进行研究，构建动摩擦因数的概念．教材指出：“通过进一步的定量实验，测量同一接触面不同压力下的滑动摩擦力大小，结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比．”教材原则性地陈述了实验过程，没有就实验装置和实验操作做进一步说明，这是因为这个实验在初中是做过的，为避免重复和节约篇幅的原因．但实施教学时，教师应该在课堂上进行定量实验，通过实验数据来形成结论．在得到动摩擦因数公式μ=F fF N以后，教材特地说了一段话：“F f 和F N 是接触面上木块所受的两个力，F f 沿接触面的方向，F N 与接触面垂直．”这段话说出了动摩擦因数的本质：μ是接触面同一物体獉獉獉獉所受两个不同方向獉獉獉獉的力的比值獉獉．有了这种认识，对分析涉及滑动摩擦的共点力平衡问题和牛顿第二定律问题是很有帮助的．（2）静摩擦力．静摩擦力是初中没有深入讨论的知识，关于静摩擦力的高中新授课，要解决三个问题：第一是静摩擦力的方向，教材指出：“静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反．”教学中如何解释“相对运动趋势”，需要有具体举例，不能停留在文字理解上；第二是如何求解静摩擦力的大小，教材通过一个实验说明，静摩擦力的大小随着拉力的变化而变化，本节课在分析时，要让学生认识这是用“二力平衡条件”来求解的，学完本章后，应认识静摩擦力是用“共点力平衡条件”求解的，学完本书后，进一步认识静摩擦力是用牛顿第二定律求解的，最后上升到是根据运动与相互作用的关系来求解的；第三是最大静摩擦力的概念，要通过实验让学生了解在相同压力下的最大静摩擦力略大于滑动摩擦力（为以后有些问题取滑动摩擦力近似等于最大摩擦力奠定基础），相同接触面的最大静摩擦力随着压力的增大而增大．2.3第3节牛顿第三定律教材在节首“问题”栏目中，以大人跟小孩掰手腕为例，提出作用力和反作用力是否相等的问题，随后通过实验进行论证，得到牛顿第三定律的结论，问题是解决了，但学生的疑惑不一定消除：既然作用力和反作用力大小相等，为什么掰手腕时大人能很轻易地压倒小孩？教材最后有一个“拓展学习”，用两个力传感器互相勾住，观察两个力传感器的受力读数，在这个实验中，可以模拟节首问题，一强大者和另一弱小者各握相互勾住的力传感器，即使强大者轻易取胜，两个力传感器的读数也是大小相等的，让学生从视觉中感受到力所产生的效果不仅跟力的大小有关，也跟受力间物体的属性有关．这时，还可以进一步让学生观察两根弹簧对拉的情况：一根弹簧又粗又硬，另一根又细又软，细软的弹簧被拉长了很多，而粗硬的弹簧却纹丝不动，以此作为对掰手腕问题的呼应．在做如图5所示的牛顿第三定律实验时，关于作用力和反作用力的方向，需要做如下交代：单独用手向右拉左边力传感器时，看到图中一条图像1，再单独用手向左拉右边的力传感器时，看到图中另一条负值的图像2，如果实验出现这样的正负图像，说明这是两个相反方向的作用力，然后进行实验．实验应该在不同条件下进行，说明在任意情况下（无论是运动还是静止、匀速还是加速、主动还是被动）作用力和反作用力都是相等的．关于物体受力分析的教学，教材比较重视对涉及研究对象的受力，进行一对、一对地分析，先分析共有几对作用力和反作用力，再确认每一对相互作用的力中哪个力是研究对象所受的．这样做的好处是，对施力物体和受力物体的概念比较清晰，体会任何一个力都有一个施力物体和受力物体，任何力也只有一个施力物体和一个受力物体，认识一个力有两个施力物体的情况是不存在的，一个力有两个受力物体的情况也是不存在的，消除“A通过B作用C”这种糊涂概念．同时，对“物体受力分析”的“受力”二字，认识更加深刻，理解分析的是受力，而不是施力．一个力的反作用力和这个力的平衡力，是两个不同的力，学生很容易把两者混淆起来，教材为此做了详细说明．教学中需要通过实例来对比两者的相同和区别．它们的相同之处是，某力的反作用力和该力的平衡力，其大小、方向、作用线是完全一样的，因此容易混淆．它们的区别，应该从作用对象、适用规律、力的种类三个方面来认识：作用力和反作用力分别作用在两个物体上，而一个力和它的平衡力则是作用在同一物体上的；研究作用力和反作用力关系用的是牛顿第三定律，而研究一个力与其平衡力的关系用的是二力平衡条件；作用力和反作用力必定是同一种类的力，一个力和它的平衡力可以不是相同种类的力．2.4第4节力的合成和分解在以往的高中物理教学中，力的合成和力的分解一共是用两课时完成的，而且学生感到力的分解很难，很多老师用“根据力的作用效果来判断分力的方向”的说法来突破这个难点．实际上，力的合成和分解不是用来直接求解物体受力的，它仅仅是本章用共点力平衡条件解决问题的一个计算步骤，只是运用等效替换的思想，把一个假想的力替换掉问题中两个实际的力（力的合成），或者用两个假想的力替换问题中一个实际的力（力的分解），以达到便于计算的目的．如果仅仅要实现这个等效替换的目的，是不困难的，这就是本教材中把力的合成和力的分解合并成一节课的原因．学生只要会运用平行四边形定则进行合成和分解就可以，在这节课中，分力的方向由题目直接告知，这不仅使教学的难度大大降低，而且规范了力学的解题思维，有利于学生形成了科学的分析思路．在构建合力和分力的概念时，要强调课文中“假设”两个字．力的合成时，合力是假设的，不是真实的力；在力的分解时，分力是假设的，不是真实的力．在用平行四边形定则进行力的合成时，建议合力的箭头画成虚线，在力的分解时，建议分力画成虚线．将来在列共点力平衡方程或牛顿第二定律方程时，是用虚线力来取代实线力，不能两者都计算，要体现“替换”的思想．探究两个互成角度的力的合成规律，是本节课的学生实验．在这个实验中，实验假设以及对假设的检验，是科学探究的重要环节．应该让学生提出假设，实验中使F1和F2的共同作用和F的单独作用效果相同之后，引导学生从同一点作出F1、F2和F三个矢量，启发学生观察这三个矢量，猜想这三个矢量可能会组成一个怎样的几何图形？如果一时难以判断，可以引导学生思考：假设保持F1不变的情况下增大F2，F矢量将会如何变化，让学生从中思考出平行四边形的形状而作出假设．在检验假设时，有两种方案：一是把三个矢量箭头的末端连接起来，检验组成的形状是不是平行四边形？二是按照平行四边形法则求出F1、F2的合力理论值F'，看F'跟F究竟有多大的差别？教学中不应该采用方案一、而应该采用方案二来检验，因为观察实验值和理论值的差别，是实验检验的普遍法则，这里渗透着误差的概念．矢量的概念，是逐步渗透的，到了这节课，矢量和标量的概念才算有了定论．同一物理量的相加，是用代数的方法求解（求和）还是用几何的方法求解（平行四边形定则），是区别标量和矢量的重要标准．虽然在一维坐标上矢量的计算方法和标量相同，但矢量正负号的空间方向性含义跟标量正负号意义仍然是不同的．2.5第5节共点力的平衡共点力是本节课涉及到的一个重要概念．这个概念的定义是在上一节课提出的，上节课正文一开始就指出：“几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力”．要强调的是后面“或者它们的作用线相交于一点”这句话，本节课节首“问题”的甲图，就是这种情况．由于共点力是本课的重要概念，对作用点不在同一点而力的櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌櫌作用线相交于一点的情况还应该列举一些实例予以强化．对于三力平衡的物体，如果三力不平行，这三个力的作用线必定相交于一点，这三个力一定是共点力，对此可以引导学生用初中学过的二力平衡条件和上节课学的力的合成知识进行论证．共点力的平衡条件是合力为零，教材是运用所学知识通过推理得到这个结论的．推理是高中物理课程中需要提升的重要素养，有的老师在教学中用科学探究实验来代替演绎推理，不一定是恰当的．这节课的重点，在于经历用共点力平衡条件解决实际问题的过程，体会用共点力平衡条件解决问题的思路，会用运动与相互作用的关系来观察实际问题，知道处于平衡状态下的物体，其相互作用的特点是合力为零，进而会运用这个规律形成有逻辑的思路，解决实际问题．具体来说，这个解决问题的思路是：会自觉地选择一个研究对象；分析研究对象所受的全部外力；用数学工具来描述这些力之间的关系，即列出包括未知量在内的合力等于零的方程，这其中包括建立恰当的坐标系和进行力的合成和分解的过程；计算出方程的解之后讨论解的合理性及其实际意义．要完成上述教学目标，其教学方法大致有两种：一是演绎；二是归纳．用演绎的方法实施教学时，通常是先概述用共点力平衡条件解决问题时有哪几个步骤，解释这些步骤的含义，再把这个结论演绎到具体的实例中去，用例题来说明怎么操作，用练习题让学生仿效和操练．这种做法很流行，但不可取．其缺陷是把方法当成知识讲，在这样教学的操作下，学生尽管能理解这种解决问题的思路，但并不具有应用这种思路解决问题的意识．因为意识来源于体验，而不是来源于知识．因此，要实现上述目标，建议采用“归纳”的方法，先让学生获得解决问题的体验，在解决各种不同情境问题的体验中获得感性认识，领悟这些问题解决过程的特点，然后再归纳它们的共同之处，使其成为今后解决相关问题的思维指南．本节课文把这种解决问题的思路渗透在各个例题的解答之中，这是处于“获得体验、领悟特点”的阶段．这是形成运动与相互作用观的基础．当学生完成了下一章牛顿第二定律的学习后，这种思路会更自觉、更成熟，逐渐演变为解决问题的相关观念．（收稿日期：2019－07－15）人教版《第四章运动和力的关系》编写说明秦建云（北京市十一学校北京100039）摘要：本文概括介绍普通高中新版人教版必修第一册第四章的编写说明，以使教师从核心素养的角度进行教学．关键词：核心素养；编写说明文章编号：1008－4134（2019）17－0006中图分类号：G633.7文献标识码：B作者简介：秦建云（1964－），男，河北张家口人，本科，中学高级教师，研究方向：课程与课堂教学研究．1全章概述这一章的主要内容是探究力和运动的关系．要研究这一规律，就必须先对直接观察到的现象及生活经验进行概括，做出判断，力对物体运动的哪些方面产生影响．再找到描述这些方面的物理量，通过具体实验定量研究这些物理量之间的关系，得到结论后，进一步在不同情境中加以验证，得到结论，再在生活中实现知识的迁移，考查学生是否存在问题．本章就是沿着这样一个线索展开学习的．牛顿第一定律及牛顿第二定律是动力学的核心内容，也是研究后续内容的主要手段，应打好扎实的基础．本章共6节课文，其知识线索可分为三部分：第一是牛顿第一定律，了解牛顿第一次提出力的概念；知道力是物体运动状态发生改变的原因，任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态的固有属性，这一属性称为惯性，惯性的大小取决于物体的质量．学习伽利略的理想实验（第1节）．第二是牛顿第二定律，利用控制变量法通过实验探究加速度与力、质量的关。

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