高中物理教材分析

1 高中物理教材分析

自2004 年以来，新一轮高中物理课程改革已于2004 年秋季在广东省、

ft东省、海南省和宁夏回族自治区进行实验，现大部分省市已实施。我省初中已实施新课程改革多年，明年将在高中阶段实施。我所分析的教材是根据《基础教育课程改革纲要》和《普通高中课程标准》新编制的人教版实验教科书（以下简称新教材）。

新教材与我们现在正使用的根据物理教学大纲编制的人教版教科书

（以下简称旧教材）相比：就知识点来看新旧教材没有太大变化，但是内容安排顺序上发生较大变化；就知识构建的角度来看新教材安排比较合理，每一个知识点都使学生知其所以然，每一部分都能形成一个体系使知识网络化；新教材每一部分的要求都是一步到位，这虽然给学生造成了学习上的暂时困难，但学生最终还是可以适应的。具体来说，我认为新教材整体上体现了一个“新”字，出现了一些以往教材所没有的特点。

一、 版面扩大，教材内容更充实

版面的扩大使教材的内容更加充实，增加了许多彩色插图、演示实验的插图，形象直观，从而大大改善教材的视觉效果，刺激学生的视觉中枢，激发学生的学习欲望。教材一共有 7 节新增加的内容：伽利略对自由落体运动的研究、追寻守恒量、探究弹性势能的表达式、探究做功与物体速度变化的关系、向心加速度的运动学推理、抛体运动的规律、经典力学的局限性。教材在很多地方利用了极限的概念，提供的内容有：瞬时速度、瞬时加速度、匀变速位移的求解、曲线运动瞬时速度的方向、变力的功。教材中“科学漫步”“科学足迹” “说一说” “STS”等栏目也是旧教材没有的。虽然拓展了知识宽度，但适当降低了知识难度，对一些传统的知识，如追及、相遇等问题尽可能的降低要求或根本不讲，予以删减，同时也加入了自然界中四种基本相互作用的行为等合乎时代潮流的内容。更新了教学内容，大量引进现代信息。如“STS”栏目

——“航天事业改变着人类生活”中，列举了诸多航天跟人类生活相关

的事例，从气象卫星到大气预报；从全球卫星定位系统到我国西部开发的整体规划；从军用卫星到现代防备；从火箭到微重力实验室等等。教材的意图，并不是增加高中学习内容，主要是以内容学习为载体，来体验过程，领悟方法。

二、 内容安排顺序上的变化

传统教材多把静力学放在第一章，新教材把运动学放在前面，而且分成了两章：第一章运动的描述和第二章匀变速直线运动的研究。这样做的目的当然是为了降低学习难度，减小初高中物理知识的跨度。甚至教学内容的引入和展开，例如运动学规律的教学，也变成如下的思路：；通过实验，真实记录小车在重物牵引下运动时，时间与速度的数据；作出速度—时间的图象；发现存在着这样一种运动，它的 v-t 图象是一条倾 2 斜的直线；发现倾斜直线的 v-t 图象所描述的运动，是加速度不变的运动，给出匀变速运动的定义；通过图象一般性地研究，得出匀变速直线运动的速度和时间的关系式。这段教材虽然与人类对此问题的认识过程不完全一致，似乎显得过于烦琐，不如过去的方法那样“简明、轻快”。但对于作为个体的人，它却是一个学习、认识科学规律的好例子。它强化了从实验得出规律的一般性过程，练习用图象分析问题的有效方法，逻辑线索清晰。它在价值观及科学过程、科学方法上的教育价值比较高。教科书在其他一些地方，例如匀变速直线运动位移与时间的关系、功与物体速度变化的关系、重力势能的引入、万有引力定律的得出、加速度与物体受力及物体质量的关系等，出发点都是强调过程与方法、情感态度与价值观这两方面的课程目标。

三、 新教材注重物理学的思想、方法和科学精神的教育

物理学思想和方法是人们认识和把握自然规律的结晶，是人们在科学发展的过程中所形成的思维和行为。学习物理学的思想和方法，有助于学生了解人类对自然界的认识发生发展的基本规律，了解物理学家认识和发现自然规律的基本方法，以物理学家认识世界本来面目的方式去认识世界。过去那种仅重视将物理学知识系统地归纳为简明扼要的知识体系的做法，会使学生对科学概念的产生和发展引起误解，以为物理的结论都可用数学推导出来，失去了对实验和观察的兴趣，把物理学当作一门死的科学来学。例如，在牛顿运动定律的教学中，从“基本知识、基本技能”的课程目标出发，也许要说牛顿第二定律最重要，因为它在实际的生产、生活中应用广泛；在教学中能够解题，易于进行教学评价。然而，从三维培养目标来看，牛顿第一定律包含着极富成果的科学概念，如力、惯性、参考系等。正是它摧毁了旧观念的基础，引导牛顿时代的科学前辈以新的视角看待引力，从而令人信服地表明，天上与人间遵从同样的力学。它是牛顿物理学的基石。出于这样的考虑，这套教科书对于牛顿第一定律也做了比较多的讨论。今天，物理教学不应只让学生认识“题海”，而要帮助学生思考“科学”究竟是什么！落体现象一直是物理学家们感到惊奇并进行思考的现象。在讲授完自由落体运动后，教材把伽里略对自由落体运动的研究也放在正文中。教材步步深入地引领学生走向了科学探究之路：问题----猜想----数学推理----实验验证 --- 合理外

推 --- 得出结论。使同学们明确了伽利略的成功，不仅在于找出了落体运

动的规律，更重要的是开辟了一条物理学的研究之路。也明确了爱因斯坦对伽利略的高度评价的含义：“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。”从亚里士多德时代的思辩物理，进入真正的实验物理。1939 年，西南联合大学入学考试物理试卷中有一道“伽利略是怎样研究落体运动的”题目。一位当年经历过此次考试入学，并在新中国物理教育事业中做出巨大贡献的老前辈回忆说：“这道题目我们的得分都不高，但它使我们明白了学物理应该学什么，怎样学！通过这道题目的解答和咀嚼， 3 我们豁然领悟，伽利略之前的科学踯躅于泥途荒滩，因而千年徘徊，是伽利略翻越了一道ft梁使科学踏进沃野平川，从此一切都不再一样，大师辈出经典如云……一道题目，竟使我们对物理学的理解陡然一新！”让学生亲身经历知识的形成过程，这是一种直接体验。了解科学家发现知识过程的辛酸苦辣，这是一种替代体验。通过直接体验、替代体验，了解科学研究的方法，激发投身科学的热情，培养创新精神和实践能力。这样的经历对同学们也是一次物理学的思想、方法和科学精神的教育。

四、 新教材关注学生的兴趣和体验，体现多样化的教学方式

教学一旦触及学生的情绪和意志领域，触及学生的精神需要，就能产生意想不到的效果。学生学习热情、探究兴趣、对知识的感悟等都有赖于学习情感的支撑。关注学生的体验就应以学生的经验与活动为基础，以学生积极参与、身心投入为前提。因此，新教材充分考虑让学生 “接触”具体的事物，通过具体事物去寻找没有发现的问题，让所产生的疑问与学习的积极性联系起来；教材要有让学生表白自己看法和观点的空间，尝试让学生去说明难以说明的事物现象，这样才能调动他们去进一步研究的积极性。例如在讲授超重和失重时，引入电梯启动、制动时，体重计的读数怎样变化的实例。通过对实际背景例子的分析，引出超、失重概念，进而利用这个例子，探究超、失重现象的特点与物理本质。现在的大多学生计算机运用非常熟练。新教材的编写就顺应了时代的要求，使计算机和电脑软件成为课堂教学的有机组成部分，让那种尽靠一支粉笔和一块黑板的教学手段如黄河之水一去不复返。利用信息技术，来拓展学习思维空间。借助常用的数学软件，可以迅速、准确地根据表中的数据做出 v—t 图象，甚至能够写出图象所代表的公式。教材以 Excel软件为例做简单说明，让有兴趣的同学去试一试。在 Excel 软件工作簿的某一列的单元格中依次输入测量时间，在相邻的一列输入对应的速度值。用鼠标选中这些数据，按照“插入”中“图表向导”的提示就能一步步地得到希望的图象。要注意的是，操作过程中会出现“添加趋势线”对话框，其中“类型”标签中有好几种可选择的函数。由于我们这个实验数据几乎分布在一条直线上，所以应该选择“线性”类型。借助传感器用计算机测速度，以及用气垫导轨和数字计时器测速度的方法。新教材利用多媒体技术进行教材的设计和开发，有利于加速和改善学生对世界的理解，激发学习兴趣，增加学生获取信息的渠道，活跃课堂教学，提高学习效率。

五、 重视活动操作，鼓励学生探究创造

新课程改革的核心是改变学生的学习方式，新教材在为改变学生学习方式的层面上也做出了更多努力，不仅提供了许多不仅与学生生活背景相关的信息，也提供了大量富有时代气息的素材。教材所选择的素材，既有小桥流水，也有现代桥梁；既有高ft滑雪，也有高速列车；既有运动员集体跳伞，也有空间实验室……。而且也设计了许多相关栏目，如：“做一做”、“科学漫步”、“科学踪迹”、“科学、技术与社会（STS)”、“课题 4 研究”、“课外读物”、“推荐网站”等等。通过这些教学资源，可以引导学生积极参与教学活动，亲身体验探索、思考和探究的过程，使学生真正成为学习的主体，促使学生不断地关注社会、关注生活、关注自己身边发生的事物，培养学生的观察、思辨能力，从而为终身学习打下良好基础。探究加速度与力、质量的关系，探究弹性势能的表达式等也成为教学要求。

当然，新教材作为尝试和探索，也有很多需要修改和完善的地方。如一些使用过该教材的老师反映新教材从运动学开始，并引入矢量的概念，在矢量概念上花费了不少精力，但实际效果并不好，因为矢量与标量的区别不是多一个方向的问题，而是运算法则不一样问题。因为还没有建立矢量的运算法则，在处理匀减速运动时，矢量的符号的含义说不清楚，只好硬塞给学生。更严重的是课时不足，教学进度、难度难以与高考节奏合拍。按照新课标标准课时，必修（1）必修（2）只要 72 课时，没有计算每章用于规律的应用、复习检测的时间，他们实际用了约 80 课时。新课程把时间花在了过程与方法的教学上，留给解题操练的时间只能更少，由于进度快，反复少，特别是规律应用的课时很少，学生还是感到物理很难学，极少数同学严重掉队，甚至中途已经放弃物理学习。现在的教学评价也就是考试，一般为知识应用性评价，对过程性评价少有手段。课堂重过程教学的老师，与重习题应用的老师相比，考分不会有优势，有时甚至考分更低。因此，要改变教学评价的手段，让重过程教学、重方法教学的老师，在教学评价当中，呈现优势。只有通过这样评价，才能促进教师的提高以及教学实践的改进。高考考试制度不进行相配套的改革，新课程改革在一番热闹之后难免会成为镜花水月。

总之，新课标教材充满了先进的教学理念，有着诸多新的特色，也

一定会有种种问题。这需要我们在教学中细心地挖掘和研究，贯彻课程改革的思想，真正地把新课程的要求落到实处。