粤教版高中物理选修3-5教材特点与教材分析一、全套粤教版高中物理教材的编写指导思想和教材特点由广东教育出版社出版,广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组研制的“普通高中课程标准实验教科书(物理)”(简称粤教版高中物理教材),经由全国中小学教材审定委员会审查通过,已于2004年9月在广东省实验区开始使用一) 编写指导思想这套教材是在义务教育物理课程或科学课程的基础上,根据教育部制订的《基础教育课程改革纲要(试行)》以及《普通高中物理课程标准(实验)》进行编写的在编写时,力图体现课程标准的理念、目标和要求教材以进一步提高学生科学素养为目标,精选学生终身学习必备的物理基础知识和基本技能,以知识的形成过程为线索,联系学生生活的实际、社会的实际、与技术应用的实际;以高中学生的认知发展规律来展开、组织和呈现教材内容在向学生展现物理科学对物质世界运动和相互作用方式的思考、探索和描述过程的同时,强调探究学习、自主学习和合作学习,注意将科学技术的新成就、新成果、新思想引入教材,注重学科之间的渗透、人文精神与物理科学的融合,以使学生对科学的本质获得更加深刻的认识,逐步树立科学的价值观1.落实课程改革纲要的目标要求,体现新课程的理念 教材力争在体系结构、内容选择、组织方式、呈现方式,以及转变学生的学习方式和学习评价上有新的突破。
不仅使教材成为物理知识载体,更成为学生体验科学过程和方法,培育科学情感、态度和价值观的载体,从而发挥教科书对教师的教学行为、教学资源的开发以及对学生的学习活动、学习资源利用等的指南作用2.强调教材的工具性,使教材成为教与学的媒介材料 新课程实施中主张教师要灵活地“用”教材而不是机械地“教”教材,这使得教材的工具性更加突出教材不仅要成为教师组织课堂教学和学生了解已有经验的媒介,同时也要成为学生学会探究的工具因此,教材将从单一地提供教学内容向着提供教学整体解决方案转变包括:程序性的知识;灵活的建构学习活动;一体化的配套教学光盘及学习网站;过程性评价的方案建议等3.突出实验教学,进一步提高科学探究的质量 实验和理论是物理科学内容不可分割的两个组成部分,在教材的编写中努力实现将实验从过去作为教学的辅助手段转变为贯穿在整个教学过程中创造物理情景,探索物理规律的主要手段,由过去在教材中独立设置,转变为有机的嵌入在新教科书中,从而将实验与理论融为一体,实验的过程即为学习的过程教材要注意为科学探究活动的实施创造机会和条件所有的探究活动设计都遵循可行性原则,尽量考虑从学生的角度提出探究的课题,选材要价廉易得;探究的内容渗透在各章节中;探究的形式多样化,完整探究与不完整探究形式相结合;以培养学生形成探究的习惯和兴趣为主,达到物理课程标准对高中学生科学探究能力和质量的要求。
4.加强物理与技术、社会的联系,体现STS教育思想 教材努力在内容选择、实践活动和习题的设计等方面渗透STS教育,引导学生认识科学技术的发展对改善人们生活、促进社会进步的作用,增进学生对科学、技术、社会之间关系的理解,认识科学技术发展对社会产生的双面影响,培养学生的环保意识、可持续发展的意识和社会责任感5.突破学科本位思想,立足学生的发展 实践证明,在教材内容的选取和安排上,片面强调本学科的知识体系和现代化,忽视物理知识的广泛应用和联系,忽视大部分学生的实际认知水平,势必造成教材内容的“偏、难、繁、旧、窄”因此,新教材内容的选取和安排力求在社会需求、学生认知发展水平以及物理学科发展三个因素之间寻求平衡,以物理学的核心内容作为素材,使学生获得终身学习的兴趣、习惯和一定的学习能力,帮助学生树立科学的世界观和科学的价值观同时要注意高中物理教育与初中物理教育的差异初中物理教育强调基础性、共同性和统一性;高中物理教育不仅要重视学生的共同发展,而且还应该让不同兴趣、不同能力和发展倾向的学生得到不同的发展,满足学生的不同需求因此除了按课程标准设计的不同模块编写出不同层次、不同侧重点的教科书外,同一本教科书也要有一定的弹性,以适应学生不同的学习需求,促进学生自主地、富有个性地学习。
6.呈现形式生动活泼,使教科书贴近学生 教科书的文字表达要简明扼要,笔调轻松友好而又不失严谨,表述形式生动栏目灵活且功能及线索清晰,插图形式多样,色彩鲜明;印刷精美二)教材特点1.突出师生间的互动,体现学生的自主与个性化学习活动 新课程实施中一个很重要的特点,是强调学生在教师引导下积极主动的知识建构活动,包括课堂上的活动和课外的活动作为教材,引导学生学习的活动主要是通过栏目的设计来实现的教材栏目设计,首先是以体现学生为主体的自主学习为出发点,栏目名称的考虑既要符合高中学生的学习心理,又要简单明了而不失新意,不过分追求花哨和标新立异,同时又能体现新课程理念下的探究性学习的特色其次是让学生的学习活动可有选择性,即在同一本教科书中的内容也有一定弹性,以适应学生不同的学习需求最后,整套教材的每一个栏目都有非常清楚的功能定位,并保持整体上的一致性,具体如下: 引导学生课堂活动的栏目有三个:《观察与思考》主要用于课堂演示实验,引导学生通过对实验及日常生活现象等的观察,提出问题并进行猜想、假设、推理,常作为问题的引入;《实验与探究》主要用于具有明确目的性的学生随堂动手实验,动手与动脑并重,达到“做中学”的目的;《讨论与交流》主要用于课堂上教师与学生、学生与学生间的互动,培养学生养成勇于发表个人见解及善于听取别人意见的习惯,内容包括一般性问题的讨论、对实验结果的分析与论证、纯理论的思维探究三个层次。
引导学生课外活动的主要栏目是《实践与拓展》,用于学生课外动手实践、实验设计和制作等,涉及的内容通常与实际问题有关,带有一定的提高或拓展性质,可以作为一种新型的课后作业布置给学生体现个性化学习及教材弹性设计的栏目有两个:《资料活页》精选了与教材内容相关的补充阅读资料,让有兴趣的学生可作知识面的扩展;《我们的网站》收集并编辑了大量与教材形成一体化的多媒体资料,部分还具有一定的交互性,使有条件上网并有能力做进一步探索的学生,能够从中自行提取有用信息,开阔眼界 上述前三个课堂活动栏目中的内容是面向全体学生要求的,活动中尤其强调教学的互动性;后三个课外活动栏目中的内容则是面向有兴趣和学有余力的学生做提高用的,可以满足学生个性化学习活动的需要2.重视学生的探究活动 探究在教材中的体现,首先是一种教与学的理念,其次才是内容和形式本教材教师指导下的探究选题,均为学生事先不知道结果,并且教材中不显含结论,用以激发学生探究的兴趣及热情教材不过分拘泥于牵强的模式化探究,而是将探究的理念贯穿到教材的具体内容中设计的探究实验尽量体现作者的原创性知识的呈现采用构建式的引导具体特色如下:(1)探究形式多样 大部分的课内探究是通过《实验与探究》这个栏目来实现的,也有部分纯理论的思维探究是通过《讨论与交流》栏目实现的。
而探究问题的提出,既可以在上述两个栏目中,也可以在《观察与思考》栏目中,甚至在正文中,这使得各种探究的形式不尽相同有不追求完整探究步骤的小探究(例如必修物理1分册中第二章第一节“探究自由落体运动”);包含完整探究步骤的完整探究(例如选修1-1分册中第二章第二节“探究感应电动势大小与磁通量变化关系”);隐含规律性的探究(例如选修3-4分册中第一章第一节对“简谐运动特征”的探究);没有定论的探究(例如选修3-1第三章“信鸽认家”的探究活动,是一个完全开放性的多学科的综合课题,结论也不是唯一的);纯思维的理论探究(例如选修3-5分册第四章第四节“关于结合能计算”的理论探究)等同时尽量注重探究与其它形式结合,使探究避免形成模式化,例如通过《实践与拓展》等栏目进行课外的各种形式的探究活动,包括一些简单易做的实验探究和学生乐于参加的调查、设计、制作、资料查询等活动(如选修2-1分册中分散到各章的“多用电表的设计与制作”、“小型变压器的组装”、“无线话筒的制作”等等)2)注重探究的层次性 在进行难度较大的探究活动时,采用由浅及深、逐步深入的方式,使探究具有层次性例如在必修物理1分册第四章中对牛顿第二定律的探究,从第二节的定性探究,到第三节的定量探究,再到第四节利用高科技设备进行的精确探究,直至引出最后的结果,共用了三节书;选修3-2中第一章对电磁感应定律的探究,首先以一个完全开放式的完整探究,让学生经历自主、合作、探究、反思的过程,得出“磁能否生电”的结论,随后的第二节到第四节,从探究感应电流产生的条件,感应电流的方向,直至影响感应电流大小的因素;选修3-4中第一章对简谐运动特征的探究,也是先以一个完全开放式的完整探究,让学生得出“简谐运动的运动图象是正弦或余弦的规律”的结论,再在随后的第四节到第五节,从探究影响单摆周期的因素、直至用单摆周期测重力加速度。
这些探究的设计都是探究层次逐渐深入,由定性到定量,再到精确探究,具有明显而清晰的层次感3)将最新的技术引入探究 教材中设计的实验大多是利用实验室现有的器材或日常器具可以完成的,具有普适性但教材中也使用了目前最高档次的数据采集器辅助实验,这是我们进行探究实验的一大特色例如在必修物理1分册第四章中第四节采用位置传感器给出了匀加速过程中的v—t曲线;第六节在超重失重的讨论中采用力传感器给出了物体在电梯运行中所受支持力随时间变化的实际曲线图;在选修3-2分册第三章第五节中,设计了采用位移传感器和磁传感器结合数据采集器测量磁感应强度的实验;在选修3-3分册第二章第七、八节探究玻意耳定律和查理定律中使用了先进的气体压强传感器;在选修3-4分册第一章探究简谐运动规律时采用了位移传感器;在选修3-5第一章第二节探究冲量定理时引入了力传感器的测量结果等等新技术的应用不仅提高实验的精度,更重要的是使学生得到以往传统器材无法得到的数据,开拓了思维的空间考虑到大多数中学不一定具备同样档次的设备,为使教材具有普适性,在引入数据采集器时在教学设计上都作了技术处理,使得没有该设备的学校也能直接引用教材中的素材。
3.注重过程性评价 在每章的小结中,除了给出本章知识结构外,特别设置了“回顾与评价”,让学生回顾学习过程,记录学习体会,调整学习策略,达到“以评价促进学生发展”的目的教材由此提供了一种过程性评价的建议方案4.充分利用信息技术,构建一体化教材 我们提出的一体化教材的概念,包含三个方面:教科书;多媒体辅助教学光盘;基于WEB网站的网上扩充资料及练习系统二、选修3-5教材分析(一)《碰撞与动量守恒》编排在选修3-5第一章的原因选修3-5这本教材后面三章属于近代物理的内容,很多人认为动量属于力学内容,不应该编排在选修3-5教材中能量和动量是自然界中的两大最重要的守恒量,无论是对宏观物体还是在微观世界,能量守恒和动量守恒都是解决物理问题最重要的方法之一在必修2的学习中,学生已经掌握了用能量的转化与守恒的观点来解决物理问题,把动量守恒的内容编排在选修3-5教材中应该有两个方面的原因第一个原因是:新的课程标准和广东高考物理考试说明对动量的内容降低了要求,如果把能量守恒和动量守恒放在同一本书,同一时间学习,必然会增加学生的学习负担,不利于逐步掌握,尤其是将来要选择文科的学生更是加重了负担第二个原因是:在教材的第二章从光电效应到康普顿效应恰好应用了动量守恒定律,在第四章核反应中也可运用动量守恒分析某些物理问题,可见无论是宏观还是微观,能量守恒和动量守恒的思想贯穿整个高中物理教材,动量不单只是一个力学问题,让学生掌握用能量和动量的思想来分析和解决物理问题是高中物理教师最重要的任务之一。
二) 选修3-5教材各章之间衔接的整体性第一章通过碰撞的讨论从历史上的研究到生活中常见的现象,引出动量守恒定律,为后面几章中。