高中物理漫谈.ppt

高中物理漫谈,一、为什么要学习高中物理？,物理学是自然科学的重要组成部分，其研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要作用.,研究化学、生物学、天文学、地质学、气象学等都需要物理学，并形成了一些交叉学科，如化学物理和物理化学、生物物理、地球物理等等，当前科学中最活跃、最引人注目的课题、如生命科学、宇宙起源、材料科学等等，都与物理学的研究成果和研究方法密切相关。,物理学是现代技术的重要基础,许多高新技术如空间技术、现代通信技术、激光技术、现代医疗技术等的发展都与物理学密不可分。,嫦娥一号,医学中的物理学,对于诊断,医生一直向往的是既不侵入人体,而又能清晰地看到人体的病变情况的诊断方法.从1895年2月伦琴利用x射线得到了世界上第一张人手骨骼图像,一直到后来x射线计算机断层扫描成像(简称xct),放射性核素成像的发射型ct(简称ect)和超声成像技术以及磁共振成像技术(简称mri)等的问世,逐步地提高了诊断水平.,医院目前使用的ct机,1072型台式x-ray微ct,s-300型便携式电子线阵b超,对于治疗,出现了在不切开皮肤的情况下切除体内病灶,达到治疗目的的神奇“手术刀”,目前已在临床应用的有超声波刀,激光刀和r射线刀等.,r射线刀,刀剖面图,物理学对推动社会发展有重要作用,18世纪中叶，蒸汽机的发明得益于热学的研究。蒸汽机的使用，促进了手工生产向机械化大生产的转变，并使陆上和海上较大规模的长途运输成为可能，这大大推动了社会发展。,19世纪后半叶，在电磁学研究的基础上发展起来的电力的开发与利用，给生产和生活带来深刻的影响，使人类社会进入了电气化的时代。,20世纪中叶，电子技术及集成电路的应用，使人类社会进入信息化、智能化时代,20世纪原子核物理学的研究，向人们展示了新的能源核能。人类社会已经进入了核能时代。,物理学在日常生活中有广泛应用,（1）体育运动 跨栏动作、排球救球的滚翻动作、跳高跳远用垫子或沙坑、掷铅球怎样才能掷得远 （2）家用电器普及 （3）自动控制电路，光控、声控开关 （4）其它应用,共振,物理课程对全面提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力具有不可替代的作用。,二、初高中物理的衔接,初中物理的特点,1. 突出“新”。即选材新颖。 教科书在内容安排上精选了大量密切联系现实生活与社会的新材料来培养学生学习物理的兴趣。例如，光和眼睛以太阳能汽车、光纤通信等科学技术的最新成果，说明光的用途。我们周围的物质介绍了纳米材料、超导材料、形状记忆合金、隐性材料等高科技产品。此外，教科书还精选了大量与文字精密相配的精美图片、照片、漫画，给学生以直观、具体、生动和美的享受。以此来激发学生学习物理的兴趣与求知欲望，促进学生自主学习。,2. 着重“探”。 教材从学生的生活经验出发，强化学生的感知和认知发生过程，引导学生主动构建新知识；注重获取知识的过程与方法，让学生经历多方面的实践活动，培养和发展他们自主探究并获取知识的能力。课程模式上一般采用创设情景引导学生进入课题相互讨论体验探究过程得出结论。新教材实验探究设置有以下几个特点：,（1）探究面广。 新教材几乎每一章节，每一隐含规律的知识点都是以探究的形式体现出来的。 例如，走进物理世界，教科书安排了三节内容。首先通过一些有趣的自然现象，向学生展示出物理学的内容丰富，涉及面广的特点；然后，安排几个学生人人动手的小实验，让每一个学生都感受到奇妙，有趣的物理现象就在身边；并通过亲身体验测量长度和时间的一些基本方法，亲身经历探究的完整过程，从中领悟到科学探究的几个基本要素，体验探究的乐趣。,（2）探究内容的设置由简单到复杂，由部分到完整的思路。 新教材根据学生知识能力水平，对探究活动能力的要求也不同。教科书重在帮助学生进行探究和让学生体会探究，九年级则要求学生根据要求自己提出问题、制定实验计划、自主探究，自行分析论证等。,例如：走进物理世界第3节“尝试科学探究”中探究摆钟摆动一次所需时间与哪些因素有关，声音与环境第一节“我们听见声音”探究声音从发生的物体通过什么介质传播到远处这一内容，教材只是仅仅要求学生经过提出问题猜想与假设进行实验等环节。但随着学生对知识与方法的不断理解，探究的内容也日趋复杂，探究的思维程序也日趋完整。,（3）探究题材丰富。 新教材的探究内容不仅仅局限与课本设计出的探究知识点，还体现在各个栏目中，如想想做做、动手动脑学物理等都有许多的探究内容，有些内容还需要学生运用课外的诸多手段、利用较长的时间去完成，这些内容已经与高中的研究性学习有机地联系起来了，拓展学生的视野。,3. 着眼“活”。 着眼“活”是指着眼从生活走向物理、从物理走向社会，让学生了解物理与生活之间的联系。本教材基本上都是从学生熟悉的生活问题引入，在学习过程中，引导学生关注与物理有关的生活现象和社会问题。给学生的物理学习活动赋予了活力。,例如，物质形态及其变化的第1节围绕“全球变暖”展开并讨论“热岛效应”的成因，让学生讨论全球变暖对人们生活的影响，以及怎样让“天更蓝、水更清、草更绿”等问题，把节能、环保的思想渗透到学习过程中。,高中物理特点,1知识深度，理解加深 高中物理，要加深对重要物理知识的理解，有些将由定性讨论进入定量计算，如力和运动的关系、动能、重力势能、电场力概念和表达式，电磁感应规律、核能的计算等。,2知识广度，范围扩大 高中物理，要扩大物理知识的范围，学习很多初中未学过的新内容，如力的合成与分解、运动合成与分解、圆周运动、万有引力定律、动量、动量守恒定律、光的本性等。,3知识应用，能力提高 高中不仅要学习物理知识，更重要的是提高学习物理知识和应用物理知识的能力，高中阶段主要是自学能力和物理解题能力，并学会一些常用的物理研究的方法（类比法、微元法、假设法、等效法）等。,数学是物理的工具，离开数学物理不能称为科学,这几幅图有什么联系？,总之，高中物理与初中物理相比，是从现象到本质，从定性到定量，从概念到规律的应用的螺旋式上升。,高中物理学习与初中物理学习的差别,1.思维方式的差别 初中物理研究的物理现象形象直观，学生在学习过程中的思维活动多半是以直观现象为依据的形象思维，涉及计算的问题也比较简单，只要代入公式就能算出结果。因此，许多学生的学习方法比较机械，习惯背公式、代公式。而高中物理学习中，概念多，规律多，题目类型多，解题方法灵活，分析问题常常要从多方面、多层次进行，抽象思维多于形象思维。,2.学习方法的差别 初中注重培养兴趣，用简单知识去解释简单现象，用现象去辅助记忆。而高中重点培养分析能力，培养透过现象看本质的能力，所以需要对现象或知识点进行深入地分析以及多方面地推理，最后总结出某知识的特点以及各种现象和各知识点的内在联系，有了分析能力才能以不变应万变。,3.学习内容上的差别 初中物理学习的物理现象和物理过程比较直观浅显，与日常生活现象联系紧密，并且只要求定性地了解相关现象，并不要求定量地了解其本质。而高中物理研究的现象比较复杂，分析物理问题不但要从现象出发，更要建立物理模型，透过现象研究其本质。例如动能、重力势能，实际上学生在初中学习中已经接触，但仅仅只是要求知道它们的决定因素，而高中物理中则从定义、决定因素、它们的关系等方面全面系统地学习，并要求能用机械能守恒定律分析具体物理过程中的能量问题。,综上，高中物理和初中物理衔接不是很紧密。初中学得好，高中也不能懈怠；初中学得不好，不代表高中学不了。,三、高中物理课程介绍,一、高中物理课程性质、理念与培养目标 1）课程性质 高中物理的课程性质，即“高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养”,2） 课程基本理念 理念一：在课程目标上注重提高全体学生的科学素养 这是义务教育阶段物理教育目的的延续，即高中物理课程的教育目的仍然侧重在提高全体学生的科学素养。高中物理课程仍然需要从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三方面培养学生，为学生的终身发展、使其今后能应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。,理念二：在课程结构上重视基础，体现课程的选择性 普通高中物理课程仍然是基础教育课程，因此课程的基础性非常重要，在建构高中物理课程时，应该考虑到全体高中学生的学习需求，确定基本的必修课程。但是，高中物理课程不同于义务教育阶段的物理课程，它不仅应考虑到全体学生的共同发展，而且还应根据学生的学习兴趣、发展潜能和今后的职业需求构建不同类型的选修课程，为学生提供选择的空间，促进学生自主地、有个性地发展，培养学生的人生规划能力。,理念三：在课程内容上体现时代性、基础性、选择性 高中物理课程内容需要加强与社会进步、科技发展的联系，而且还应反映科技进步带来的如环保、可持续发展等社会热点问题，体现课程的时代性。另外，还应注重课程内容的基础性，注重让学生学习对其终身发展有用的基础知识与技能，学习基本的研究方法和科学思想，养成一定科学态度与科学精神。课程的选择性不仅体现在课程结构上，而且还体现在课程内容上，给予学生一定的自由空间，让其选择学习自己感兴趣的物理内容。,理念四：在课程实施上注重自主学习，提倡教学方式多样化 在义务教育阶段的科学探究，需要教师较多的指导和帮助，而高中阶段则应给学生更多的空间，让学生较独立地进行科学探究，培养学生的自主探究、自主学习、自己解决问题的能力。课堂教学应该是多种教学方式的结合，注意通过多样化的教学方式，让学生学习物理知识与技能，具有一定的科学探究能力，养成一定的科学态度与科学精神。,理念五：在课程评价上强调更新观念，促进学生发展 课程评价应始终围绕课程培养目标进行，不仅评价学生掌握的知识与技能，而且还应评价学生经历的过程与学得的方法，评价学生形成的情感态度与价值观等。注重评价内容的多元化，评价方式的多样化，促进学生发展。应改革教学评价，推动教师积极投入课程改革，发挥教师的创造才能。,3)、课程目标 学习终身发展必备的物理基础知识和技能，了解这些知识与技能在生活、生产中的应用，关注科学技术的现状及发展趋势。 学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。 发展好奇心与求知欲，发展科学探索兴趣，有坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。 了解科学与技术、经济和社会的互动作用，认识人与自然、社会的关系，有可持续发展意识和全球观念.,这四条总目标中，第一条主要是对知识与技能的要求；第二条是对科学探究能力和思维方式的要求；第三条对情感态度与价值观提出了总体要求；第四条则对科学技术社会的观念渗透提出了要求。 在高中物理课程的具体目标中，分别从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观这三个方面提出了具体要求。,在“知识与技能”中提出了让学生: 学习物理学的基础知识，了解物质结构、相互作用和运动的一些基本概念和规律，了解物理学的基本观点和思想。认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成一些物理实验。初步了解物理学的发展历程，关注科学技术的主要成就和发展趋势以及物理学对经济、社会发展的影响。关注物理学与其他学科之间的联系，知道一些与物理学相关的应用领域，能尝试运用有关的物理知识和技能解释一些自然现象和生活中的问题,在“过程与方法”中，提出让学生: 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。通过物理概念和规律的学习过程，了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学发展过程中的作用。能计划并调控自己的学习过程，通过自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，有一定的自主学习能力。参加一些科学实践活动，尝试经过思考发表自己的见解，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题。具有一定的质疑能力，信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。,在“情感态度与价值观”中，提出让学生： 能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲. 有参与科技活动的热情，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识. 勇于探究与日常生活有关的物理学问题。具有敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神. 有主动与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误. 了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识. 关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，有将科学服务于人类的意识。,4）课程框架结构,5). 各系列的特点 物理1和物理2（共同必修模块） 学习中要： 经历一些科学探究活动， 初步了解物理学的特点和研究方法， 体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发展的影响， 为下一步选学模块做准备。,必修一主要内容,（一）运动的描述 介绍 质点、参考系和坐标系、时间（间隔）和时刻、路程和位移、速度、匀速直线运动、 加速度、匀变速直线运动的规律 （二）相互作用与运动规律 介绍 三种力、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡、牛顿定律及应用,必修二主要内容,（一）机械能和能源 介绍 功和功率、势能、动能 、 动能定理、 机械能守恒定律及应用 （二）抛体运动与圆周运动 介绍 运动的合成与分解、抛体运动的规律、 圆周运动 （三）经典力学的成就与局限性 介绍 开普勒行星运动定律、万有引力定律及应用、经典力学的局限性,选修1系列 以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会的相互关联和相互作用。 注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合， 突出物理学的人文价值，强调物理学对人类文明的影响。,选修2系列 以物理学的核心内容为载体，侧重从技术应用的角度展示物理学 强调物理学与技术的结合 着重体现物理学的应用性、实践性。,选修3 较全面地、综合地展示物理学的基本内容， 强调物理学的思想和方法， 较为深入地体现物理学在技术中的应用 较为深入地体现对经济、社会的影响。,四、如何学好高中物理？,1.把握好初中物理与高中物理知识的衔接点,现行教材的知识编排是根据学生的认知水平逐渐上升的。初中的许多物理概念是不严密的甚至是错误的，应该正确看待这些概念，弄清知识的来龙去脉。例如：在初中物理教材中，速度的定义为物体在单位时间内通过的路程。这个定义是对于物体作匀速直线运动而言的，由于物体在各个时刻运动的快慢和方向是相同的，因此，任意时刻的速度都等于整段时间内的平均速度。对于物体作变速运动，物体在各个时刻运动的快慢和方向是不同的，这样定义出来的速度只能是平均速率。这样一来，就为高中物理学习瞬时速度、平均速度打下了良好的基础。,在初中物理学习过程中，由于种种原因，学生往往在认识上会形成许多误区。例如：许多学生认为摩擦力总是阻力，总与物体运动方向相反。实际上摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，并不一定和物体运动方向相反。例如：人在走路时，就是依靠人和地面间的静摩擦力，人才能前进，这时静摩擦力方向和人的运动方向相同。同时，重视物理规律的内涵和外延，将新知识与原有的知识有机衔接起来。例如：欧姆定律的内涵是导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，即部分电路欧姆定律。 欧姆定律的外延是，电路中的电流与电源电动势成正比，与整个电路的总电阻成反比，即全电路欧姆定律。,2. 明确学习目的、激发学习兴趣,兴趣是最好的老师，孔子曰：知之者不如好知者，好知者不如乐知者。有了兴趣，才愿意学习。愿意学习，才能找到学习的乐趣。 有了乐趣，长期坚持，就产生了较稳定的学习兴趣志趣。把学习变成一种自觉的行为，是成长生涯中必不可缺少的一件事。经日积月累，终会有所成效。,3.培养良好的学习习惯，掌握正确学习方法,教育家叶圣陶先生指出：“教育的本旨原来如此，养成能力，养成习惯”。培养学生良好的学习习惯是教育的一个重要目的，也是培养学生能力、实现教学目标的重要保证。培养独立思考的习惯。,有两条绳子，一条长一米，最多能吊起一吨的重物；另一条长两米，最多能吊起两吨的重物。那么把两条绳子接在一起成为三米的绳子最多能吊起多少吨的重物？,学物理的第一敌人是浪漫直觉，蒙完了事,有人说：长城是在月球上用肉眼能看见的唯一的人类建筑，你相信吗？,月球到地球的距离为38.4万公里，而我国的万里长城一般宽度仅10米。两者的比值为384000000米：10米，等于38400000倍。一根头发的直径约为0.05毫米，而它的38400000倍是1920米。如果要从月球上看到长城，相当于在1.92公里外去看一根头发丝一样，这是用肉眼绝对看不到的。,学物理的第二敌人是 人云亦云，缺乏思考,重视观察和实验： 物理知识来源于实践，特别是来源于观察和实验。要学会仔细地观察物理现象，分析和研究物理现象。要认真地做好实验，学会使用仪器，学会处理实验得来的数据，作出结论。要有意识地提高自己的观察实验能力。,重在理解： 物理概念和规律是从观察实验和大量事实中经过抽象、概括得来的，或者经过推理得来的。我们要重视知识得来的过程。不重视这个过程，头脑里只剩下一些干巴的条文和公式的堆积，就不可能想清其中的道理，对物理知识有确切的