必修2教材編寫思路及實驗教學(xué)意見

PAGEPAGE5人教版高中物理必修②教材及必修模塊物理實驗分析黃恕伯2007.1.16第一部分：必修2教材分析和教學(xué)建議一、第五章機械能及其守恒1.新、舊教材章節(jié)結(jié)構(gòu)對比新教材新教材第五章機械能及其守恒定律1追尋守恒量2功3功率

4重力勢能5探究彈性勢能的表達式

6探究功與物體速度變化的關(guān)系

7動能和動能定理8機械能守恒定律9實驗：驗證機械能守恒定律10能量守恒定律與能源原教材第八章機械能一、功

二、功率

三、功和能

四、動能動能定理

五、重力勢能

六、機械能守恒定律

七、機械能守恒定律的應(yīng)用*八、伯努利方程

實驗：驗證機械能守恒定律·原教材以“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”結(jié)論為理論基礎(chǔ)展開對動能、重力勢能的探討；·新教材從追尋守恒量入手，在逐步了解重力勢能和彈性勢能有關(guān)知識的基礎(chǔ)上，從實驗和理論兩方面探究功與物體速度變化的關(guān)系，得出動能和動能定理的表達式；·新教材增加“探究彈性勢能的表達式”，但對結(jié)論不作要求。2.對具體教材的分析（1）重力勢能、彈性勢能、動能與動能定理的教學(xué)線索新教材沒有采用對“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一知識結(jié)論進行演繹的方式來討論勢能和動能，而是從重力做功的特點入手，講授重力勢能的意義及重力功與重力勢能的關(guān)系，再用相似的思維學(xué)習(xí)彈性勢能，在此基礎(chǔ)上，展開對動能表達式的探求，得出動能定理。對功和能的關(guān)系的認識是通過個例滲透不斷深入的，它比較符合人們對自然規(guī)律認識的邏輯。（2）動能表達式、動能定理知識的建立在探求動能的定量表達式時，動能表達式和動能定理是捆綁在一起討論得出的，既不是根據(jù)動能表達式推導(dǎo)出動能定理，也不是根據(jù)動能定理推導(dǎo)出動能表達式。而是根據(jù)功能關(guān)系的設(shè)想同時建立這兩個知識，不會造成邏輯上的混亂。（3）新增加兩節(jié)課文的教學(xué)目標“探究彈性勢能的表達式”和“探究功與物體速度變化的關(guān)系”是新增加的兩節(jié)課文，要把握這兩節(jié)課的教學(xué)設(shè)計，需要分析它們的教學(xué)目標。①知識上“探究彈性勢能的表達式”不要求學(xué)生掌握探究的結(jié)論，但本課始終貫穿著“物體克服彈力所做的功等于彈簧彈性勢能的增加量”這種認識，該認識是“重力功與重力勢能的關(guān)系”的延伸，也為下一個課題“外力功與物體動能關(guān)系”的學(xué)習(xí)進行了一次鋪墊和滲透?！疤骄抗εc物體速度變化的關(guān)系”是尋求動能表達式的實驗探究過程，下一節(jié)課“動能和動能定理”中的推導(dǎo)是尋求動能表達式的理論探究過程，通過這兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生尋求到了動能的表達式，同時獲得了功與物體動能變化關(guān)系的結(jié)論。②過程與方法上“探究彈性勢能的表達式”是學(xué)生首次接觸到的一個理論探究課題，它讓學(xué)生經(jīng)歷一次對“彈簧的彈性勢能跟哪些物理量有關(guān)”的科學(xué)猜想過程；讓學(xué)生經(jīng)歷一次關(guān)于變力做功的分析過程，把“一個變化過程的極短時間可以看為不變”的思想，從速度的變化遷移到力的變化；讓學(xué)生經(jīng)歷一次用圖象來處理變化過程的累積效果問題，把根據(jù)變速運動的v-t圖象求位移的方法遷移為根據(jù)變力移動的F-l圖象求變力的功；讓學(xué)生經(jīng)歷一次根據(jù)理論探究的結(jié)果來概括物理結(jié)論的過程?！疤骄抗εc物體速度變化的關(guān)系”是一個實驗探究課題，在“探究的思路”小標題中，教材通過實驗方案的舉例和分析，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力；在“操作的技巧”小標題中，引導(dǎo)學(xué)生思考實驗設(shè)計中減小誤差的方法；教材引導(dǎo)學(xué)生探討正確處理實驗數(shù)據(jù)的方法；教材讓學(xué)生經(jīng)歷一次通過圖象來確定個物理量之間定量關(guān)系的數(shù)據(jù)處理過程，體驗一下如何改變坐標軸的設(shè)定，使得繪制的圖象是一條直線。（4）對“探究功與物體速度變化的關(guān)系”實驗的分析和建議（此處略）。（5）關(guān)于“實驗：驗證機械能守恒定律”的寫法。新教材改變了原教材過分重視結(jié)果的寫法，通過四個“要注意的問題”，引導(dǎo)學(xué)生自主實驗。二、第六章曲線運動1.新、舊教材章節(jié)結(jié)構(gòu)對比原教材原教材第八章機械能一、曲線運動

二、運動的合成和分解

三、平拋物體的運動

四、勻速圓周運動

五、向心力向心加速度

六、勻速圓周運動的實例分析

七、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用學(xué)生實驗：研究平拋物體的運動新教材第六章曲線運動1曲線運動2運動的合成和分解3探究平拋運動的規(guī)律4拋體運動的規(guī)律5圓周運動

6向心加速度

7向心力8生活中的圓周運動方法等內(nèi)容進行統(tǒng)一的陳述，并在可能的情況下，介紹幾種不同的實驗裝置和方法，供不同師生根據(jù)自己的條件選擇合適的實驗方案。這樣做，有利于使學(xué)生重視實驗的科學(xué)思想，有利于學(xué)生對實驗的理解，有利于學(xué)生根據(jù)多種案例的啟發(fā)創(chuàng)造性地設(shè)計自己的實驗方案，避免死記實驗裝置、步驟的條文。2.有利于獨立思考、合作交流新教材改變了傳統(tǒng)教材圍繞“如何操作？會得出什么結(jié)論？”編寫實驗課題的風(fēng)格，避免學(xué)生根據(jù)教材“按方抓藥”。新教材根據(jù)實驗的思路，邏輯性地提出一些問題，這種行文有利于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維，為學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的獨立思考、合作交流創(chuàng)造條件。3.不同欄目的要求不同新教材的物理實驗有四種不同的層次。（1）以實驗名稱作為課文“節(jié)標題”的實驗項目。這些實驗，大多數(shù)是課程標準所明確要求的實驗項目，整節(jié)課文圍繞著該實驗進行，是學(xué)生必須完成的。以實驗作為課文節(jié)的標題，物理①、物理②兩個模塊各有3個。（2）“演示”欄目和“實驗”欄目中的實驗這是課堂上需要做的實驗，物理①、物理②模塊各有6個。一般來說，“演示”欄目中的實驗以教師操作為主，“實驗”欄目中的實驗應(yīng)創(chuàng)造條件讓學(xué)生操作。這些實驗是知識線索展開中的有機組成部分，相關(guān)知識結(jié)論形成，需要這些實驗的支撐。（3）“做一做”欄目中的實驗這些實驗，其主要功能是應(yīng)用、拓展、體驗和聯(lián)系實際，物理①、物理②兩模塊中共有十幾個，它們不是必須做的（其排版字體的字號比“演示”、“實驗”欄目中的小），但讓學(xué)生動手做這些實驗對提高學(xué)生的基本素質(zhì)很有益。（4）“問題與練習(xí)”中的實驗這是練習(xí)題中實驗，題目不多，在老師布置下學(xué)生課外操作完成（也是小的字號）。物理①、②模塊中上述四種實驗列出如下：〔節(jié)標題〕——以實驗項目作為節(jié)的標題·實驗：用打點計時器測速度·實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律·實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系·探究功與物體速度變化的關(guān)系·實驗：驗證機械能守恒定律·探究平拋運動的規(guī)律〔演示〕和〔實驗〕·真空中羽毛和金屬片的下落（演示）·用打點計時器測重物自由落體加速度（實驗）·桌面的微小形變（演示）·水平桌面上木塊所受摩擦力大小隨拉力的變化（演示）·探究求合力的方法（實驗）·探究作用力與反作用力的關(guān)系（實驗）·曲線運動速度的方向（演示）·物體做曲線運動的條件（演示）·運動的合成——紅蠟塊的運動（演示）·平拋物體的豎直分運動是什么運動？（實驗）*·獲得平拋運動軌跡的參考案例（實驗）·用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式（實驗）〔做一做〕·設(shè)計、測量自行車的行駛速度和蚊香的燃燒速度、評估結(jié)果·借助傳感器用計算機測速度·用計算機繪制v-t圖象·利用光電計時器研究自由下落物體的運動（用圖象尋找x和t的關(guān)系）·用刻度尺測反應(yīng)時間·用懸掛法確定薄板的重心·拆卸、安裝自行車的滾珠軸承·用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系·利用數(shù)表軟件進行數(shù)據(jù)處理（功與速度變化的關(guān)系）·觀察斜拋飛鏢速度的方向跟軌跡的關(guān)系·感受向心力大小跟半徑的關(guān)系〔問題和習(xí)題〕·自制模擬打點計時器（物理①P27）·用一把刻度尺測量鋼球沿桌邊飛出的速度（物理②P44）·根據(jù)自行車的傳動機構(gòu)和腳踏板的周期，寫出自行車前進速度的表達式，計算前進速度，并跟實測的結(jié)果對比。（物理②P47）二、具體實驗的分析和建議●探究功與物體速度變化的關(guān)系（1）實驗的設(shè)計思路實驗方案實驗方案設(shè)計功的測量速度測量相同位移，比較不同力——變換橡皮筋根數(shù)相同力，比較不同位移——小車受恒力作用用打點計時器用傳感器＋電腦水平牽引斜面下滑根據(jù)功的測量和速度測量的不同思路，