普通高中課程運動的描述教材介紹.doc

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普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理教材介紹必修1（第一章 運動的描述） 課程標(biāo)準(zhǔn)的要求 1．通過對質(zhì)點的認(rèn)識，了解物理學(xué)研究中物理模型的特點，體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用。 2．理解位移、速度和加速度。 一、本章教材概述 研究一種物理現(xiàn)象總是先從現(xiàn)象的描述入手。作為研究機(jī)械運動規(guī)律（力學(xué)）的第一章，本章章名“運動的描述”就清楚點明將要學(xué)習(xí)的是有關(guān)描述物體運動的物理量：時間、位移、速度和加速度。 要理解這些物理量，就必須理解質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系等概念。所以，本章的5節(jié)課文，其知識內(nèi)容的安排是：首先介紹質(zhì)點、參考系和坐標(biāo)系；接著說明時刻和時間間隔、路程和位移，指出矢量和標(biāo)量的區(qū)別；然后主要學(xué)習(xí)直線運動的速度和加速度的知識。本章學(xué)習(xí)的知識，不僅是下一章研究勻變速直線運動的基礎(chǔ)，也是以后力學(xué)各章學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。 相對初中來說，高中物理在理性分析、邏輯思維、定量要求、數(shù)學(xué)計算、概念的嚴(yán)密性、實驗的復(fù)雜性等方面都上了一個臺階。本章是高中物理的第一章，本章在很多方面對高中物理來說都起到奠定基礎(chǔ)的作用，學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理需要具備的基本素質(zhì)很多都是第一次在本章中出現(xiàn)。例如：學(xué)生第一次用理想模型的觀點來思考問題；第一次體會到時刻、時間、位置、位移等概念的準(zhǔn)確性；第一次在物理問題中滲透極限的思想；第一次用打點計時器這種器材來進(jìn)行定量的實驗；第一次抽象地領(lǐng)會物理學(xué)中“變化率”的含義；第一次用圖象來定量描述某個物理量；等等。因此，如何對待這些重要的“第一次”，即使學(xué)生扎扎實實從這些第一次中獲得基本素質(zhì)的提高，同時又兼顧學(xué)生的可接受性，循序漸進(jìn)而不一步到位，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中獲得成功的愉悅，這是在本章教學(xué)中特別需要關(guān)注的問題。 具體來說，本章在編寫時有如下思考： 1．強調(diào)力學(xué)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范 對物體運動的研究是物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的源頭之一。正如古希臘圣賢亞里士多德所說的那樣：“不了解運動，就不了解自然”。物體的空間位置隨時間變化，是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài)，人們稱之為機(jī)械運動。在物理學(xué)中，研究物體作機(jī)械運動的分支就是力學(xué)。人們在力學(xué)的研究中，不僅了解了物體做機(jī)械運動的規(guī)律，而且還創(chuàng)造了科學(xué)研究的基本方法。所以，著名物理教育家和科學(xué)史家霍爾頓說：“無論從邏輯上還是從歷史上講，力學(xué)都是物理學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范……，力學(xué)之于物理學(xué)如同骨骼之于人體”。這就是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》把力學(xué)的內(nèi)容作為必修模塊的主要原因。 力學(xué)是物理學(xué)及其他科學(xué)研究的典范，其表現(xiàn)是多方面的。在這一章中最為突出的是質(zhì)點模型的建立。物體運動的復(fù)雜性向人類渴求描述運動的愿望和智力提出了挑戰(zhàn)。認(rèn)識到科學(xué)地描述自然，包括描述物體的運動，不是一種簡單的描寫，不是拍照，而是突出研究對象和問題的主要方面，忽略次要因素，建立理想化的“物理模型”，并將其作為研究對象。這樣不僅使描述和研究成為可能，而且更深刻地把握了事物的本質(zhì)。理想化模型源于具體事物又高于具體事物，是感知、思維的產(chǎn)物。就此而言，它的建立既是一種典范，又具有普遍意義。 關(guān)于質(zhì)點的概念，教科書是從如何處理實際物體運動的復(fù)雜性而提出問題，應(yīng)該說，它是以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的思路展開的。例如教科書在展示實際問題引導(dǎo)的復(fù)雜性的同時，用極度虛化后飛鳥的圖片引發(fā)學(xué)生思考：如果物體都是一個個只有質(zhì)量、沒有大小的“點”，問題就簡單了。那么，什么情況下可以把物體看作這樣的“點”呢……這樣處理的目的不是要求學(xué)生記住“質(zhì)點”的概念，而是要通過這一過程滲透和培養(yǎng)這種科學(xué)的思維方法。 2．明確區(qū)分位置和位移 質(zhì)點位置隨時間變化的規(guī)律是運動學(xué)的核心問題。教科書明確提出位置坐標(biāo)以區(qū)分位置和位移，研究質(zhì)點的位置坐標(biāo)隨時間變化的關(guān)系，體現(xiàn)教科書內(nèi)容的基礎(chǔ)性。教科書指出應(yīng)在參考系上建立坐標(biāo)系，并且定量地描述質(zhì)點的位置。質(zhì)點沿直線運動中，用表示位置，用表示位移。時刻和時間間隔的區(qū)分也因此更加明確。這樣處理速度和加速度的概念（見下表），有利于準(zhǔn)確、簡明地表述運動學(xué)的規(guī)律，也便于學(xué)生理解。 現(xiàn)行教材 課標(biāo)教材 平均速度 加速度 位置和時刻是對應(yīng)物理狀態(tài)的物理量，時間和位移是對應(yīng)物理過程的物理量，物理學(xué)中的很多規(guī)律，有的是描述兩個狀態(tài)的物理量關(guān)系，例如必修教材中的機(jī)械能守恒定律，有的是描述過程跟狀態(tài)變化的關(guān)系，如必修教材中的動能定理。運用機(jī)械能守恒定律和運用動能定理解決問題的思路是不同的，其不同，跟對狀態(tài)與過程的認(rèn)識有關(guān)，理解哪些是與狀態(tài)相對應(yīng)的物理量、哪些是與過程相對應(yīng)的物理量，這是學(xué)生正確運用相關(guān)規(guī)律的基礎(chǔ)。高中物理教材的第一章就讓學(xué)生區(qū)分時刻和時間、區(qū)分位置和位移，滲透關(guān)于狀態(tài)和過程的思考，這對學(xué)生從一開始就形成一個正確思路很有益處。而且，在練習(xí)題中，教材提取學(xué)生平時熟悉的生活語言，如“火車8點42分到站，停車8分”、“您這么早就來啦，等了很久吧！”讓學(xué)生自己琢磨哪些說的是時刻，哪些說的是時間，把物理概念和生活體驗結(jié)合起來，既增強學(xué)生的實踐意識，也加深了對物理概念的理解。 3．突出了變化率的概念 任何事物的變化，包括物體位置的變化，總是伴隨著一個過程。在這一過程中，我們關(guān)心兩件事，一件是變化的多少，另一件是變化的快慢，后者就是變化率。以物體的直線運動為例，位移變化的多少，速度就是變化率。兩者相比，在研究物體的運動中，作為位置變化率的速度是更為核心的內(nèi)容，也是學(xué)生學(xué)習(xí)中應(yīng)該上的一個臺階。因為它不像變化的多少那么具體，那么“看得見、摸得著”。 速度有平均速度和瞬時速度之分。兩者相比，平均速度要容易理解，因為它是與一個真實的變化過程相聯(lián)系的：真實的位移與真實的時間間隔的比值。與此不同，瞬時速度就難以理解了。本教科書中首先讓學(xué)生認(rèn)識到，當(dāng)時間間隔比較小時，平均速度/更能精確地描述物體運動的快慢程度，從這一事實出發(fā)，越小，描述越精確，進(jìn)而給出了一個推斷和認(rèn)定，即當(dāng)很小很小時，就說/是物體在時刻t的瞬時速度。在這里滲透了極限思想，但并未要求學(xué)生準(zhǔn)確地從極限的意義上去理解瞬時速度的概念。 另外，教科書選用了費恩曼杜撰的那個著名笑話，不僅告訴學(xué)生只知道快慢的概念而不懂科學(xué)的速度概念，會鬧出怎樣的笑話，而且還想讓學(xué)生認(rèn)識到，沒有瞬時速度就沒有運動學(xué)、動力學(xué)……。 加速度也是一種變化率，作為速度的變化率/，它比速度的變化量更有深刻的含義。 本章不僅希望從變化率的角度認(rèn)識速度和加速度，還想讓學(xué)生的認(rèn)識得以拓展，教材通過“科學(xué)漫步”欄目，讓學(xué)生認(rèn)識到自然界中某一量D的變化可以記為，發(fā)生這個變化的時間間隔可以記為，變化量與的比值/就是這個量的變化率。變化率在描述各種變化過程中起到非常重要的作用。 4．加強與生活、技術(shù)、社會的聯(lián)系 本教材非常注意物理知識與生活、技術(shù)、社會的聯(lián)系，無論是概念的引入、闡述、應(yīng)用、練習(xí)，都注意聯(lián)系實際。特別是聯(lián)系學(xué)生身邊的生活、現(xiàn)代科技。如，闡述質(zhì)點的位置時，聯(lián)系全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)；講解位移、路程時，聯(lián)系北京去重慶的交通路線。講速度和加速度時，聯(lián)系學(xué)生感興趣的一些物體和交通工具的速度和加速度等。在測定物體運動的速度的實驗中，還特別介紹了借助傳感器用計算機(jī)測速度的新方法。 教科書注意物理知識的人文特色以及與社會發(fā)展的聯(lián)系。為幫助學(xué)生理解運動和靜止的相對性，在練習(xí)中引入了宋代詩人陳與義的一首詩：“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風(fēng)。臥看滿天云不動，不知云與我俱東。”并配有詩的意境圖，讓學(xué)生體驗科學(xué)與文化的聯(lián)系。教材還特別撰寫了一篇STS短文：速度與現(xiàn)代社會，介紹交通工具的速度與城市發(fā)展規(guī)模等各方面的關(guān)系，也介紹了交通網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通堵塞、污染等帶來的社會問題，使學(xué)生對科學(xué)與社會發(fā)展的互動關(guān)系有所認(rèn)識。 5．注意為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教學(xué)方式的多樣化創(chuàng)造條件 教科書的編寫注意激發(fā)學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生積極參與，樂于探究。如質(zhì)點概念的引入和闡述，自然地把學(xué)生引入物理情景，引起學(xué)生聯(lián)想，積極進(jìn)行探究。又如短文“速度與現(xiàn)代社會”的表述通俗易懂，適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教科書的編寫還注意為教師教學(xué)方式多樣化創(chuàng)造條件。如教科書對質(zhì)點的引入、闡述，教師可采用啟發(fā)提問、探究的方式進(jìn)行教學(xué)；也可以讓學(xué)生閱讀課文、交流、討論、教師總結(jié)的方式進(jìn)行。又如打點計時器測速度的實驗，除了介紹電磁打點計時器外，還介紹電火花計時器，以及用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計時器測速度的方法，供有條件的學(xué)校選用。 第1節(jié) 質(zhì)點 參考系和坐標(biāo)系 1．教學(xué)目標(biāo) (1)理解質(zhì)點的定義，知道質(zhì)點是一個理想化的物理模型。初步體會物理模型在探索自然規(guī)律中的作用； (2)理解參考系概念，知道在不同的參考系中對同一個運動的描述可能是不同的； (3)理解坐標(biāo)系概念，會用一維坐標(biāo)系定量描述物體的位置以及位置的變化。 2．教材分析與教學(xué)建議 人們在生活中描述物體是否運動，多是來自于經(jīng)驗的判斷。對兩輛并駕齊驅(qū)的車，為什么有人說它動，有人說它不動，他們的判斷依據(jù)是什么？許多學(xué)生不能給出明確的答案。物理課給大家一個科學(xué)的判斷依據(jù)，就要引入坐標(biāo)系和參考系。至于為什么要把實際物體看作質(zhì)點，把什么物體看做質(zhì)點，這其中蘊涵著一個重要的思想方法。因此，本節(jié)課教學(xué)的重點就是要學(xué)生知道怎樣建立質(zhì)點模型，怎樣建立參考系和坐標(biāo)系來描述運動。這也是描述運動的開始。 第2節(jié) 時間和位移 1．教學(xué)目標(biāo) (1)知道時刻與時間間隔的區(qū)別和聯(lián)系，會在具體的情境下識別時間間隔和時刻； (2)理解位移概念，知道位移是矢量，會用有向線段表示位移的大小和方向； (3)知道矢量與標(biāo)量運算的差異，會進(jìn)行一維情況下的矢量運算； (4)知道位置、位移、路程等概念的區(qū)別與聯(lián)系。能用平面坐標(biāo)系正確描述直線運動的位置和位移。 2．教材分析與教學(xué)建議 機(jī)械運動作為自然界中最簡單和最基本的運動形態(tài)，它所描述的是物體空間位置隨時間變化的情況。因此，描述質(zhì)點做機(jī)械運動需要用時間、時間間隔和位移等概念。對于高中一年級的學(xué)生，相當(dāng)一部分學(xué)生在遇到具體問題時，難以區(qū)別時刻和時間間隔。另外因為思維習(xí)慣的原因，在第一次接觸既要考慮大小又要考慮方向的問題時，會因不適應(yīng)造成學(xué)習(xí)困境。所以，區(qū)別路程和位移，區(qū)別時刻和時間是教學(xué)的重點。學(xué)習(xí)這些內(nèi)容的過程和方法，對學(xué)習(xí)速度和加速度可以起到奠定基礎(chǔ)的作用。 第3節(jié) 運動快慢的描述──速度 1．教學(xué)目標(biāo) (1)理解速度的概念，領(lǐng)會其矢量性質(zhì)，體會其在初中基礎(chǔ)上的深化。知道速度的方向即物體運動的方向； (2)能在具體問題的描述中正確使用平均速度和瞬時速度的概念，并能進(jìn)行相應(yīng)的計算； (3)知道瞬時速度是表示某一時刻的速度，了解平均速度與瞬時速度的區(qū)別與聯(lián)系； (4)知道速度與速率的區(qū)別與聯(lián)系，能在生活中正確使用速度和速率； (5)體會平均速度概念的等效思想方法。在討論平均速度和瞬時速度聯(lián)系的過程中，初步體會取極限的思想方法。 2．教材分析與教學(xué)建議 本節(jié)教材的重點是速度。比較初、高中對速度的定義會發(fā)現(xiàn)，因為“位移”和“路程”不相同，所以高中與初中所學(xué)習(xí)的速度是不相同的。提醒學(xué)生注意這個不同點，有利于學(xué)生對矢量的學(xué)習(xí)。用好教材圖1．3-1和“思考與討論”，也有利于學(xué)生更好地適應(yīng)高中階段對速度概念的學(xué)習(xí)。 通過極限的思維方法，從平均速度過渡到瞬時速度，可以讓學(xué)生了解平均速度與瞬時速度的區(qū)別和聯(lián)系。學(xué)生在初學(xué)“瞬時速度”時會表現(xiàn)出不理解，他們認(rèn)為：“既然是在某一時刻，那么物體的位置就沒有發(fā)生變化，怎么會有速度呢？”對此教師要有心理準(zhǔn)備，但是在第一次教學(xué)時不要主動啟發(fā)學(xué)生思考這種問題，當(dāng)多次接觸極限思維方法后，潛移默化會使他們明白其中道理的。 閱讀“說一說”欄目的內(nèi)容，讓學(xué)生在趣味中體會“單位時間物體運動位移”的含義，能夠更多地認(rèn)識用比值定義物理量的意義。 教材最后說明速度的應(yīng)用，特別以“STS”欄目形式從一個側(cè)面說明速度與社會發(fā)展的關(guān)系，可以啟示學(xué)生思考技術(shù)提高速度與社會發(fā)展的辯證關(guān)系。 第4節(jié) 實驗：用打點計時器測速度 1．教學(xué)目標(biāo) (l)了解電磁打點計時器、電火花計時器的基本結(jié)構(gòu)，理解其工作原理； (2)經(jīng)歷使用打點計時器的過程，能正確、熟練地使用打點計時器； (3)會根據(jù)紙帶上的點跡，計算物體運動的平均速度。理解用平均速度表示瞬時速度所采用的思想方法，會用這種方法計算瞬時速度； (4)能運用實驗數(shù)據(jù)描繪v-t圖象，并會根據(jù)畫出的圖象描繪物體運動速度的變化特點。 2．教材分析與教學(xué)建議 本節(jié)內(nèi)容的重點有三點。一是要了解打點計時器的使用方法和在實驗中的作用。二是要知道如何計算紙帶上各點的速度。三是會在v-t坐標(biāo)系中描點、擬合曲線并描述物體運動的規(guī)律。內(nèi)容多而且是學(xué)生實驗，所以本節(jié)安排2課時。 第5節(jié) 速度變化快慢的描述──加速度 1．教學(xué)目標(biāo) (l)理解加速度是用來描述物體速度變化快慢的物理量，了解加速度的定義式和單位； (2)了解加速度的矢量性，會根據(jù)速度與加速度方向的關(guān)系判斷運動性質(zhì)； (3)通過加速度概念的建立過程和加速度定義式的得出過程，了解和體會比值定義法在科學(xué)研究中的應(yīng)用； (4)理解加速度的概念，區(qū)別速度、速度變化量和速度變化率，能在生活中準(zhǔn)確地使用加速度的概念； (5)能用v-t圖象計算加速度的大小，體會數(shù)學(xué)在物理中的重要性。 2．教材分析與教學(xué)建議 加速度是力學(xué)中的重要概念，也是高一年級物理課程中比較難懂的概念之一。在學(xué)生的生活經(jīng)驗中，與加速度有關(guān)的現(xiàn)象不多，這就給學(xué)生理解加速度概念帶來困難。為此，教材先列舉小型轎車和旅客列車的加速過程，讓學(xué)生討論它們速度變化的快慢以增強學(xué)生的感性認(rèn)識。教材還展示飛機(jī)的起飛過程。在具體的事例中，要求學(xué)生了解“速度大”、“速度變化大”和“速度變化快”含義的不同。同時，通過旁批提醒學(xué)生注意“物體運動的快慢”與“運動速度變化的快慢”的不同。 用v-t圖象描述運動速度變化，可以直觀和形象地認(rèn)識速度的變化規(guī)律。比如圖線是直線，說明速度變化是均勻的，即加速度是恒定的。這對理解平均加速度與瞬時加速度的關(guān)系也是很有利的。學(xué)生通過教材設(shè)置的“思考與討論”和“科學(xué)漫步”欄目的內(nèi)容，在圖象中認(rèn)識變化率，可以加深對加速度的認(rèn)識，并進(jìn)一步對圖象加以理解。 常有人說“不要把物理教學(xué)數(shù)學(xué)化”，好像數(shù)學(xué)在物理教學(xué)中會起到消極作用。實際情況恰恰相反，物理學(xué)的發(fā)展離不開數(shù)學(xué)，學(xué)好高中物理也離不開數(shù)學(xué)。本書力圖加強數(shù)學(xué)在物理教學(xué)中的作用，圖象的充分利用就是一個重要方面。 2012-03-23人教網(wǎng) 下載：