高中物理新课程选修3-5课标解读与教学建议

高中物理新课程选修3-5课标解读与教学建议资料来源：《物理教学研究与案例》（主编：廖伯琴）（高等教育出版社）第一部分：内容标准的具体要求（一）碰撞与动量守恒内容标准探究物体弹性碰撞的一些特点。

知道弹性碰撞和非弹性碰撞。

具体要求·通过实验探究弹性碰撞，了解弹性碰撞的特点。

例如，在气垫导轨上作物体的弹性碰撞实验，定量测出碰撞物体的质量和碰撞物体在碰撞前后的速度，进而概括出弹性碰撞的特点。

·通过实验比较弹性碰撞和非弹性碰撞，了解弹性碰撞和非弹性碰撞间的区别。

例如，知道弹性碰撞过程中碰撞双方构成的系统机械能没有损失；非弹性碰撞过程中碰撞双方构成的系统机械能有损失。

内容标准通过实验，理解动量和动量守恒定律。

能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。

知道动量守恒定律的普遍意义。

具体要求·通过实验，理解动量概念。

例如，知道物体的动量与物体的质量和物体的运动速度有关。

·通过实验，研究动量守恒，理解动量守恒定律。

·能应用动量守恒定律解决一维碰撞及反冲运动中的力学问题。

·知道动量守恒定律的普遍意义。

例如，知道牛顿定律不适用的微观、高速等领域，动量守恒定律仍能适用，它在物理学研究领域内具有广泛的普适性。

内容标准通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。

具体要求·通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。

例如，从已学过的机械能守恒、能量守恒、电荷守恒和动量守恒等规律中，了解它们的含义和表达式的相似性，体会自然界的和谐和统一。

（二）原子结构内容标准了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。

具体要求·了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。

例如，了解汤姆逊发现电子的实验和原子的“枣糕结构”模型；了解卢瑟福的α粒子散射实验和原子的“核式结构”模型；了解查德威克发现中子的实验。

·通过了解人类探索原子结构的历程，体会科学方法在科学发展中所起的作用。

内容标准通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。

具体要求·初步了解玻尔原子结构假说的基本内容。

例如，知道原子核外电子绕核运动的轨道半径只能取某些分立的数值；电子绕核做变速运动但不辐射能量，因而相应的状态是稳定的；原子处于能量最低的基态时最稳定，当处于较高能量状态的原子其核外电子向较低能量状态跃迁时，将以光子的形式放出能量。

·知道能级的概念；了解氢原子的能级，例如，了解氢原子的能级公式。

·能计算氢原子在两个能级m E 、n E 间跃迁时发射光子的频率ν，知道计算公式。

·了解光谱的基本知识，知道氢原子光谱的实验规律，认识经典理论对氢原子光谱解释的困难，初步了解玻尔理论对氢原子光谱的解释。

（三）原子核内容标准知道原子核的组成。

知道放射性和原子核的衰变。

会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。

具体要求·知道原子核的组成，了解人类探索原子核组成的过程与方法。

例如，了解卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子的实验；了解卢瑟福的原子核内存在中子的猜想；了解查德威克证实中子的存在的实验。

·知道放射性，知道天然放射现象中三种射线（α射线、β射线、γ射线）的基本特性。

例如，知道α射线是高速氦核粒子流、β射线是高速电子流、γ射线是能量很高的电磁波；知道α粒子贯穿物质的本领很小、β粒子贯穿物质的本领较强、γ粒子贯穿物质的本领最强。

·了解原子核的衰变；知道原子核衰变时电荷数和质量数都守恒；了解原子核衰变的典型实例。

例如，铀238核的α衰变：He Th U 422349023892+→；钍234核的β衰变：e Pa Th 012349123490-+→。

·了解半衰期的概念、特征和统计意义，能计算关于半衰期的简单问题。

例如，知道放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做半衰期，知道放射性元素衰变的快慢是由核内部的因素决定的，知道放射性元素的半衰期是针对大量原子核而言的，具有统计学的含义。

内容标准了解放射性同位素的应用。

知道射线的危害和防护。

具体要求·了解同位素的概念，例如，知道有一些同位素具有放射性，被称为放射性同位素，·了解放射性同位素的应用。

例如，知道实际利用的放射性同位素一般都是人工合成的；知道放射性同位素在工业上用来测厚、医疗上用来进行放射治疗、农业上用来育种和保鲜以及作为示踪原子等应用；知道放射线超过一定剂量有损于人体健康，要防止环境的放射线污染。

内容标准知道核力的性质。

能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。

会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

具体要求·知道核力是核子间的相互作用；知道核力作用的两大特征，例如，核力是强相互作用；核力是一种短距作用。

·能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。

例如，重核中核子数较多，核子间距离较大，核力作用较弱，因此中子比例大，原子核才能稳定。

·会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

例如，知道写核反应方程时，反应前后的质量数总和相等、电荷数总和相等。

内容标准认识原子核的结合能。

知道裂变反应和聚变反应。

关注受控聚变反应研究的进展。

具体要求·知道原子核的结合能概念，知道原子核的比结合能概念。

·知道裂变反应和聚变反应。

例如，知道核裂变是重核分裂成中等质量的核而释放核能的过程；知道聚变是轻核结合成质量较大的核而释放核能的过程。

·认识受控聚变反应作为一种新型能源的优点及其可利用前景，关注受控聚变反应研究进展。

内容标准知道链式反应的发生条件。

了解裂变反应堆的工作原理。

了解常用裂变反应堆的类型。

知道核电站的工作模式。

具体要求·知道链式反应的发生条件。

例如，知道链式反应是使裂变能不断持续下去过程，知道临界体积。

·了解裂变反应堆的工作原理。

例如，知道反应堆是一种可控链式反应的装置，慢中子容易被铀235核俘获，知道减速剂、控制棒的作用；知道核电站的工作模式。

内容标准通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。

具体要求·通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。

例如，通过对核能释放、核电站等知识的学习，思考科学技术对社会发展的巨大贡献；通过对放射线的危害、“核泄漏”等知识的学习，思考科学技术在促进社会发展的同时所面临的问题。

内容标准初步了解恒星的演化。

初步了解粒子物理学的基础知识。

具体要求·初步了解恒星的演化。

初步了解粒子物理学的基础知识。

例如，初步了解恒星的发生、成长、消亡过程。

（四）波粒二象性内容标准了解微观世界中的量子化现象。

比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。

体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

具体要求·了解微观世界中的量子化现象。

·比较宏观物体和微观粒子的能量变化的特点。

例如，宏观物体的能量变化是连续的，而微观物体的能量则是一份一份变化的。

体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

内容标准通过实验了解光电效应。

知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。

入的。

具体要求·通过典型事例了解人类直接经验的局限性。

体会人类对世界的探究是不断深入的。

例如，通过人们对光的本性、物质微观结构探索历程中的具体事例，了解人类的直接经验是有局限性的，体会人类对物质世界的探究是无止境的。

第二部分：模块内容特点和教学建议一、本模块学习内容具有如下特点：1、从学科教学的角度重新审视学科知识体系的结构特征。

例如，对于力学知识结构的传统理解通常是沿着如下线索逐步深入的：实验——牛顿定律——动量定理——动量守恒定律。

《课程标准》对这部分知识界定教学要求时，从相关的“弹性碰撞”这一实际物理过程入手，要求通过实验了解弹性碰撞的特点、了解动量概念、了解动量守恒定律，而对冲量概念和动量定理等均没有提出明确的要求。

从学科教学的角度上看应该体会到：从实际过程出发，强调实验对过程的了解、概念的认识和规律的理解等方面所起的作用，其目的是控制相关内容在本模块中的教学难度要求；而就教学内容的安排上，应该理解为迫使我们“从学科教学的角度重新审视学科知识体系的结构特征”。

2、给学科教学预留了一定的空间。

例如，有关原子结构和能级的知识内容，《教学大纲》提出的要求比较具体：A级要求的条目有四条；B级要求的条目和打“*”号的选学条目各一条。

而《课程标准》只是以两个条目粗线条的提出要求：要求了解“有关经典实验”，但没有指明具体的实验；要求了解“原子的能级结构”，但没有提及作为原子能级结构的理论基础的玻尔原子理论。

《课程标准》的这种呈现方式，给依据《课程标准》编写教材和依据教材实施教学，都预留下较大的拓展空间。

3、从确立学习目标的角度看，《课程标准》更注重从引发学生的学习兴趣入手，强调达成情感、态度与价值观方面的学习目标；注重引导学生在认识事物的过程中，渗透对未知世界的探究方法的要求。

例如，在核能利用与核技术的发展方面，《课程标准》更强调对社会的关注；在波粒二象性的学习基础上，《课程标准》提出“通过典型事例了解人类直接经验的局限性。

体会人类对世界的探究式不断深入的”的要求。

4、与《教学大纲》相比，《课程标准》在本模块增加的内容有：“了解康普顿效应”的相关内容、要求“能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因”、“通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一”的相关内容。

二、教学建议1、碰撞是一个较为复杂的力学过程，而在本模块的学习中不宜提出太高的要求。

建议在气垫导轨上做物体间的弹性碰撞的实验，或用频闪照片做定量分析，或用光电设备做定量测量，进而得出“弹性碰撞过程没有机械能损失”的特征。

在这一教学环节中应注意的是：实验以及频闪照片的定量分析和光电设备的定量测量等，都应在教师指导、学生参与下完成。

对于弹性碰撞和非弹性碰撞的区别，建议由学生通过自主性探究实验来了解，在比较气垫导轨上物体的弹性碰撞和非弹性碰撞时，所选用的非弹性碰撞实例建议采用极端的完全非弹性碰撞，只需知道两类碰撞的区别就在于是否有机械能损失。

按照《课程标准》提出的要求，关于动量概念的理解和动量守恒定律的把握，仍然应该建立在实验的基础上。

建议在气垫导轨上做物体间的相互作用（可以是相互间的碰撞，也可以是通过压缩的弹簧实施相互间的作用）的实验，特别是要改变相互作用的双方的质量关系重复做，以便通过定量分析使学生认识到：相互作用的双方速度的变化量一般大小不等，而质量与速度的乘积的变化量却总是大小相等、方向相反，这样就可以顺势引入动量的概念，进一步的分析又可以概括出动量守恒定律。

2、在原子结构和能级的教学中，建议介绍原子物理学的发展历史，介绍汤姆生发现电子的研究过程，使学生体会到：电子的发现提出了原子结构问题，从而开创了原子物理学的研究。