高中物理模塊教材分析和教學建議

1、高中物理模塊教材分析和教學建議第1頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四（一）新教材和原教材的 章節(jié)結(jié)構(gòu)對比第2頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 新第一章 1 電荷及其守恒定律2 庫侖定律3 電場強度 4 電勢能和電勢5 電勢差 6 電勢差與電場強度的關(guān)系 7 電容器與電容8 帶電粒子在電場中的運動 原第十三章 一、電荷庫侖定律 二、電場電場強度 三、電場線 四、靜電屏蔽 五、電勢差電勢 六、等勢面 七、電勢差與電場強度的關(guān)系 八、電容器的電容 九、帶電粒子在勻強電場中的運動*十、靜電的利用和防止電勢能、電勢、電勢差的知識線索不同電勢能、電勢、電勢差的

2、知識線索不同靜電復印其它第3頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 新第二章 恒定電流 1 導體中的電場和電流2 電動勢 3 歐姆定律4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 5 焦耳定律 6 電阻定律 7 閉合電路歐姆定律 8 多用電表 9 實驗：測定電池電動勢和內(nèi)阻 10 簡單的邏輯電路 原第十四章恒定電流一、歐姆定律二、電阻定律電阻率三、半導體及其應(yīng)用四、超導及其應(yīng)用五、電功和電功率六、閉合電路歐姆定律七、電壓表和電流表 增加第4頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 新第三章 磁場1 磁現(xiàn)象和磁場 2 磁感應(yīng)強度3 幾種常見的磁場4 磁場對通電導線的作用力5 磁場對運

3、動電荷的作用力6 帶電粒子在勻強磁場中的運動 原第十五章 磁場一、磁場磁感線二、安培力磁感應(yīng)強度三、電流表的工作原理四、磁場對運動電荷的作用五、帶電粒子在磁場中的運動質(zhì)譜儀六、回旋加速器第5頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四總的感覺 一、結(jié)構(gòu)方面：大體繼承了原教材的基本結(jié)構(gòu)和線索，對此，不會造成教學不適應(yīng)的問題。 二、內(nèi)容方面：新增加的知識內(nèi)容不多（簡單的邏輯電路等）。而且在編寫這些新內(nèi)容時，注重基礎(chǔ)性、連貫性和可讀性，新教科書在知識上不會有大的困難。 三、理念方面：新教科書重視“過程“目標的落實，重視“情感”目標的體現(xiàn)，重視聯(lián)系學生生活、社會實踐和現(xiàn)代科技。如何在新教科

4、書的基礎(chǔ)上通過教師的進一步創(chuàng)造，在課堂教學中體現(xiàn)新的課程理念，這是實施新課程需要解決的最大問題。 課文中有的地方提出了一些新概念（如恒定電場等），旨在增強對原有知識的理解，而不是有意增添新的知識點。第6頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四（二）教材分析和教學建議第7頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四一、教材分析的幾個基本出發(fā)點1. 體現(xiàn)模塊3 系列課程要求的定位課程標準關(guān)于選修模塊的說明：選修課程由10個模塊組成。選修1-1、1-2 側(cè)重物理學與社會科學和人文科學的融合，強調(diào)物理學對人類文明的影響；選修2-1、2-2、2-3 側(cè)重從技術(shù)應(yīng)用的角度展示物

5、理學，強調(diào)物理學的應(yīng)用和實踐；選修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5 在注重物理學的應(yīng)用和社會意義的同時，較系統(tǒng)地介紹物理學的內(nèi)容，進一步強調(diào) 物理學的研究思想和方法。第8頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四一、教材分析的幾個基本出發(fā)點1. 體現(xiàn)模塊3 系列課程要求的定位課程標準關(guān)于選修 3-1 模塊的說明：本模塊是選修模塊。物理學有自己的實驗基礎(chǔ)和邏輯結(jié)構(gòu)，有廣泛的技術(shù)應(yīng)用，它是人類文化的重要組成部分，它的發(fā)展深刻地影響著人類的生產(chǎn)和生活方式。在本模塊中，學生將比較全面地學習物理學及其技術(shù)應(yīng)用，了解它與社會發(fā)展以及人類文化的互動作用。第9頁，共54頁，2022年，5月

6、20日，10點6分，星期四一、教材分析的幾個基本出發(fā)點1. 體現(xiàn)模塊3 系列課程要求的定位比較系統(tǒng)和全面地學習物理學，強調(diào)物理學的研究思想和方法例如：進一步完善了靜電學的知識鏈建立了靜電現(xiàn)象和恒定電流之間的內(nèi)在聯(lián)系對“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路”的知識線索進一步規(guī)劃在實驗探究“決定導體電阻大小的因素”時結(jié)合理論探討重視物理學史的學習在習題設(shè)計和課題研究中也盡量體現(xiàn)“系統(tǒng)、全面”特點（以上示例將分專題進行具體分析）第10頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四一、教材分析的幾個基本出發(fā)點2. 體現(xiàn)新的課程理念促進學生自主學習，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考，重視學習過程中的

7、體驗，發(fā)展科學探究能力，逐步形成科學態(tài)度和科學精神。例如：把習題教學的體驗跟物理知識的構(gòu)建結(jié)合起來 讓學生在解決問題的探究過程中學習新知識 學生實驗基本的要求和多樣的方法相結(jié)合 （以上示例將分專題進行具體分析）第11頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四二、進一步完善了靜電學中知識鏈第12頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四電 場 力電場強度電 勢 差電 勢電 勢 能電場力的功電場力做功與路徑無關(guān)試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)EF/q和重力與重力勢能類比WABEpAEpB試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)Ep

8、 /q電場中兩點電勢之差叫電勢差UABABE數(shù)值等于沿場強方向單位距離的電勢差UEd第13頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四電 場 力電場強度電 勢 差電 勢電 勢 能電場力的功試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)電場力做功與路徑無關(guān)電場中兩點電勢之差叫電勢差試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)E數(shù)值等于沿場強方向單位距離的電勢差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力與重力勢能類比WABEpAEpB第14頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四電 場 力電場強度電 勢 差電 勢電 勢 能電場力的功

9、電勢定義：單位正電荷由該點移到參考點（零電勢）電場力所做的功定義: UABWAB / q電 勢電 勢 差電 勢 能和重力與重力勢能類比電場強度電 場 力靜電力做功與路徑無關(guān)沒有證明原教材中的有關(guān)知識鏈電場力的功第15頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四電 場 力電場強度電 勢 差電 勢電 勢 能電場力的功試探電荷在電場中某點的電勢能與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)電場力做功與路徑無關(guān)電場中兩點電勢之差叫電勢差試探電荷在場中某點受的電場力與電荷量的比值跟試探電荷無關(guān)E數(shù)值等于沿場強方向單位距離的電勢差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力與重力勢能類比WABE

10、pAEpB（簡單、和諧、統(tǒng)一、對稱）第16頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四定義式?jīng)Q定式電場強度F / q（點電荷）電 勢E / q（點電荷）電 容Q / U（平行板電容器）上述教材的設(shè)計有利于知識的類比：電 阻 U / I（金屬導體） 第17頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四三、建立了靜電現(xiàn)象和恒定電流之間的內(nèi)在聯(lián)系學生對第二章中“通電導體兩端存在電勢差、導體內(nèi)部電子在電場力作用下定向運動” 的認識，跟第一章中“導體內(nèi)部場強為零、導體是一個等勢體”的說法不符，感到困惑。新教科書本章教材的第一節(jié)課，便在靜電場知識的基礎(chǔ)上，通過分析，引入恒定電場的概念

11、，建立了靜電現(xiàn)象跟恒定電場之間的內(nèi)在聯(lián)系。第18頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四MNE0FFnFtAB假設(shè)在電源正、負極之間連一根導線第19頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四意圖：建立第一、第二兩章的聯(lián)系，消除困惑MNE0FFnFt 假設(shè)在電源正、負極之間連一根導線ABMNE0MNEEE0E導線內(nèi)很快形成沿導線方向恒定電場經(jīng)歷一次由不平衡到動態(tài)平衡的變化分析過程為串、并聯(lián)電路的電流關(guān)系提供理論分析基礎(chǔ)第20頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四四、重視對知識線索的進一步規(guī)劃和設(shè)計1.串聯(lián)和并聯(lián)電路第21頁，共54頁，2022年，5

12、月20日，10點6分，星期四關(guān)于串、并聯(lián)電路的主要知識線索串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系串、并聯(lián)電路的電阻關(guān)系根據(jù)電勢差的概念理論分析串、并聯(lián)電路的電流關(guān)系A(chǔ)BCDabcdb1c1d1a1根據(jù)“電荷分布穩(wěn)定”分析得出導線上堆積電荷分布穩(wěn)定導線內(nèi)恒定電場的形成過程電流表和電壓表（及量程改變）建立電流表和電壓表的電路模型AV第三節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電壓表和電流表一個電壓可讀的大電阻一個電流可讀的小電阻第22頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四2004高考“理綜”第22題從電壓表的電路模型思考，本題實際上是一個簡單的計算題。第23頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四

13、(1) 用游標為50分度的卡尺（測量值可準確到0.02mm）測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖。可讀出圓柱的直徑為_mm。 (2) 利用下圖所示的電路測量電流表的內(nèi)阻RA。圖中R1、R2為電阻，K1、K2為電鍵，B是電源（內(nèi)阻可忽略）。根據(jù)所給出的電路原理圖，在右圖的實物圖上連線。已知R1140，R260。當電鍵K1閉合、K2斷開時，電流表讀數(shù)為6.4mA；當K1、K2均閉合時，電流表讀數(shù)為8.5mA，由此可以求出RA_。（保留2位有效數(shù)字）游標卡圖（略）返回2005高考“理綜”第22題第24頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四1.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路2.閉合電路歐姆定律用

14、實驗的方法得出閉合電路歐姆定律有優(yōu)點也有缺陷優(yōu)點：增強了實踐意識 提高了探究能力缺陷：學生對內(nèi)電壓的測量難以理解實驗可以得到“內(nèi)、外電壓之和等于一個常數(shù)”的結(jié)論，但如何跟電動勢發(fā)生聯(lián)系，難從本質(zhì)上說明。四、重視對知識線索的進一步規(guī)劃和設(shè)計第25頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四四、重視對知識線索的進一步規(guī)劃和設(shè)計1.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路2.閉合電路歐姆定律課程 標準要求：“理解閉合電路歐姆定律” 教科書用理論分析的方法推導出閉合電路歐姆定律，以利于對該定律的理解。 推導的核心過程是分析閉合電路以下三處的能量轉(zhuǎn)化 外電路： E外I2R t 內(nèi)電路： E內(nèi)I2 r t 電池化學

15、反應(yīng)層： W E I t 這需要一個清晰、合理、不斷深化的教學線索第26頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四電池化學反應(yīng)層E I t內(nèi)電路 I2 r t外電路I2R t第2節(jié)課文非靜電力移送電荷做的功等于其電勢能的增加量。電動勢與非靜電力做功的關(guān)系 EW/q練習題：根據(jù)電動勢計算非靜電力做功根據(jù)“電場力做功，電勢能減??；非靜電力做功，電勢能增”分析閉合電路各點的電勢高低關(guān)系。一個沿電流方向電勢高低變化的直觀圖在圖中分清哪是內(nèi)電路、哪是外電路在內(nèi)、外電路電勢降落處應(yīng)用焦耳定律根據(jù)能量守恒推導出閉合電路歐姆定律通過路端電壓跟負載的關(guān)系理解歐姆定律用斷路和短路兩種極端情況深化對定

16、律的理解鏈2鏈3本節(jié)課的結(jié)構(gòu)和線索鏈1第27頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四五、把理論探討和實驗探究結(jié)合起來關(guān)于決定金屬導體電阻大小的因素的探究a 和 b ：長度不同探究方案一aVVVVbcda 和 c ：橫截面積不同a 和 d ：材料不同第28頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四五、把理論探討和實驗探究結(jié)合起來關(guān)于決定金屬導體電阻大小的因素的探究1. 理論分析導體電阻跟長度的關(guān)系；探究方案二一個導體，可以把它看成是由n段相同長度、橫截面積的同樣導體串聯(lián)而成的。2. 理論分析導體電阻跟橫截面積的關(guān)系；一個導體，可以把它看成是由n股相同長度、橫截面積的

17、同樣導體并聯(lián)而成的。3. 實驗探究導體電阻跟材料的關(guān)系；可以取不同長度、橫截面積、不同材料的導體進行實驗。（探究不同材料比例常數(shù)）第29頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 圖中電源的電動勢1.5 V，內(nèi)阻0.5，電流表滿偏電流10mA，電流表電阻7.5，A、B為接線柱。 (1) 用導線使A、B 短路，此時，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表達到滿偏電流？ 一個例題 (2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個150的定值電阻R2，電流表指針指著何處？ (3)若A、B間接另一電阻時電流表讀數(shù)為I，該電阻值R等于多少 ？ GAB導線電阻R2R1Er5mAR1.5/

18、I -150六、把學生的體驗跟物理知識的構(gòu)建結(jié)合起來 如果電流表10mA刻度標為“0”，把5mA刻度標為150”，把0mA刻度標為“”，把其它電流刻度都按 R1.5/I -150 轉(zhuǎn)換成電阻刻度，它豈不成了一個能直接測量電阻的儀器？142電阻表關(guān)于電阻表的教學第30頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 (2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個150的定值電阻R2，電流表指針指著何處？ (3)若A、B間接另一電阻時電流表讀數(shù)為I，該電阻值R等于多少？ G5mAR1.5/I -150教學中還可以進一步配合真實的演示實驗，呈現(xiàn)習題的答案和刻度改裝的過程，把習題教學、實

19、驗、刻度改裝和新課教學融合在一個真實的、視聽同步的過程中。六、把學生的體驗跟物理知識的構(gòu)建結(jié)合起來 142 圖中電源的電動勢1.5 V，內(nèi)阻0.5，電流表滿偏電流10mA，電流表電阻7.5，A、B為接線柱。 (1) 用導線使A、B 短路，此時，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少才能使電流表達到滿偏電流？ 一個例題關(guān)于電阻表的教學第31頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 教科書只有單向傳遞信息的功能，它只能通過文字和圖形把信息提供給讀者，教科書無法收集讀者的信息，更不可能對讀者的信息在教學現(xiàn)場中進行反饋。因此，有呼有應(yīng)的教學設(shè)計需要教師在教科書的基礎(chǔ)上進一步創(chuàng)造。本章“多用電表”一

20、節(jié)，教科書為教師設(shè)計雙邊活動的教學過程提供了一個初步的框架。 七、讓學生在解決問題的探究過程中學習新知識 第32頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 上圖中，甲、乙、丙分別是電流表、歐姆表和電壓表的示意圖。下圖是一個單刀多擲開關(guān)，通過操作開關(guān)，接線柱 B 可以接通1，也可以接通2或3。現(xiàn)在要使 B 接通1時，能像圖甲那樣成為電流表，接通2時像乙那樣成為電阻表，接通3時像丙那樣成為電壓表，這就成了一個簡單的多用電表。討論一下，這個多用電表的電路圖是怎樣的？請對照兩個圖，把它在下圖基礎(chǔ)上畫出來。做一做AA甲乙丙R1R2AAAABBB12 3 AB第33頁，共54頁，2022年，

21、5月20日，10點6分，星期四12 3 ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A第34頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四6B1AG2345AS 下面是一個多量程多用電表的電路示意圖，電流、電壓、電阻各有兩個量程。請談一談：開關(guān)S 調(diào)到哪兩個位置上多用電表測量的是電流？調(diào)到哪兩個位置上測量的是電壓？調(diào)到哪兩位置上測量的是電阻？兩個位置中哪個位置測量的量程大？ 在識別電阻檔和電壓檔電路時，可以把虛線框內(nèi)的電路當成一個電流表。說一說E1E2第35頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 較系統(tǒng)、全面地學習物理學；強調(diào)研究思想和方法八、習題設(shè)計上重視 3系列

22、課程要求的定位 洛倫茲力/洛倫茲力的應(yīng)用/洛倫茲力跟電場力的平衡問題第36頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四第37頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四第38頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四第39頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 較系統(tǒng)、全面地學習物理學；強調(diào)研究思想和方法八、習題設(shè)計上重視 3系列課程要求的定位 洛倫茲力/洛倫茲力的應(yīng)用/洛倫茲力跟電場力的平衡問題 自由通電直導線在磁場作用下的運動問題第40頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 較系統(tǒng)、全面地學習物理學；強調(diào)研究思想和方

23、法八、習題設(shè)計上重視 3系列課程要求的定位 洛倫茲力/洛倫茲力的應(yīng)用/洛倫茲力跟電場力的平衡問題 自由通電直導線在磁場作用下的運動問題 磁感應(yīng)強度的定義第41頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四第42頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 練習題：第43頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四 介紹科學發(fā)現(xiàn)歷史的目的：九、重視物理學史的學習 認識科學發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)欣賞科學發(fā)現(xiàn)中的智慧體會科學發(fā)現(xiàn)的價值學習科學發(fā)現(xiàn)中的精神第44頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四奧斯特實驗背景第45頁，共54頁，2022年，5月20日，10點6分，星期四基本要求：十、實驗基本要求和多種方法相結(jié)合 實驗原理：根據(jù)閉合電路歐姆定律，測出電路