人教版高中物理3-1模块教材分析和教学建议.ppt

黄恕伯 06.7 人教版高中物理人教版高中物理3-13-1模块模块教材教材 分析和教学建议分析和教学建议 黄恕伯 06.7 （一）新教材和原教材的（一）新教材和原教材的 章节结构对比章节结构对比 黄恕伯 06.7 新第一章 1 电荷及其守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 4 电势能和电势 5 电势差 6 电势差与电场强度的关系 7 电容器与电容 8 带电粒子在电场中的运动 原第十三章 一、电荷 库仑定律 二、电场 电场强度 三、电场线 四、静电屏蔽 五、电势差 电势 六、等势面 七、电势差与电场强度的关系 八、电容器的电容 九、带电粒子在匀强电场中的运动 *十、静电的利用和防止 电势能、电势、电势能、电势、 电势差的知识线电势差的知识线 索不同索不同 电势能、电势、电势能、电势、 电势差的知识线电势差的知识线 索不同索不同 静电复印其它 黄恕伯 06.7 新第二章 恒定电流 1 导体中的电场和电流 2 电动势 3 欧姆定律 4 串联电路和并联电路 5 焦耳定律 6 电阻定律 7 闭合电路欧姆定律 8 多用电表 9 实验：测定电池电动势和内阻 10 简单的逻辑电路 原第十四章 恒定电流 一、欧姆定律 二、电阻定律 电阻率 三、半导体及其应用 四、超导及其应用 五、电功和电功率 六、闭合电路欧姆定律 七、电压表和电流表 增增 加加 黄恕伯 06.7 新第三章 磁场 1 磁现象和磁场 2 磁感应强度 3 几种常见的磁场 4 磁场对通电导线的作用力 5 磁场对运动电荷的作用力 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 原第十五章 磁场 一、磁场 磁感线 二、安培力 磁感应强度 三、电流表的工作原理 四、磁场对运动电荷的作用 五、带电粒子在磁场中的运动 质谱仪 六、回旋加速器 黄恕伯 06.7 总的感觉 一、结构方面：一、结构方面：大体继承了原教材的基本结构和线索，对 此，不会造成教学不适应的问题。 二、内容方面：二、内容方面：新增加的知识内容不多（简单的逻辑电路 等）。而且在编写这些新内容时，注重基础性、连贯性和可读 性，新教科书在知识上不会有大的困难。 三、理念方面：三、理念方面：新教科书重视“过程“目标的落实，重视 “情感”目标的体现，重视联系学生生活、社会实践和现代科 技。如何在新教科书的基础上通过教师的进一步创造，在课堂 教学中体现新的课程理念，这是实施新课程需要解决的最大问 题。 课文中有的地方提出了一些新概念（如恒定电场等），旨 在增强对原有知识的理解，而不是有意增添新的知识点。 黄恕伯 06.7 （二）教材分析（二）教材分析 和教学建议和教学建议 黄恕伯 06.7 一、教材分析的几个基本出发点 1. 体现模块3 系列课程要求的定位 课程标准关于选修模块选修模块的说明： 选修课程由10个模块组成。 选修1-1、1-2 侧重物理学与社会科学和人文科学的 融合，强调物理学对人类文明的影响； 选修2-1、2-2、2-3 侧重从技术应用的角度展示物理 学，强调物理学的应用和实践； 选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5 在注重物理学的应用 和社会意义的同时，较系统地介绍物理学的内容，进一 步强调 物理学的研究思想和方法。 黄恕伯 06.7 一、教材分析的几个基本出发点 1. 体现模块3 系列课程要求的定位 课程标准关于选修选修 3-1 3-1 模块模块的说明： 本模块是选修模块。 物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技 术应用，它是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻 地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中，学生将 比较全面地学习物理学及其技术应用，了解它与社会发 展以及人类文化的互动作用。 。 黄恕伯 06.7 一、教材分析的几个基本出发点 1. 体现模块3 系列课程要求的定位 比较系统和全面地学习物理学，强调物理学的研究比较系统和全面地学习物理学，强调物理学的研究 思想和方法思想和方法 例如： 进一步完善了静电学的知识链 建立了静电现象和恒定电流之间的内在联系 对“串联电路和并联电路”的知识线索进一步规划 在实验探究“决定导体电阻大小的因素”时结合理论探讨 重视物理学史的学习 在习题设计和课题研究中也尽量体现“系统、全面”特点 （以上示例将分专题进行具体分析） 黄恕伯 06.7 一、教材分析的几个基本出发点 2. 体现新的课程理念 促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、 勇于实验、勤于思考，重视学习过程中的体验，发 展科学探究能力，逐步形成科学态度和科学精神。 例如： 把习题教学的体验跟物理知识的构建结合起来 让学生在解决问题的探究过程中学习新知识 学生实验基本的要求和多样的方法相结合 （以上示例将分专题进行具体分析） 黄恕伯 06.7 二、进一步完善了静电学中知识链 黄恕伯 06.7 电电 场场 力力 电场强度电场强度 电电 势势 差差 电电 势势 电电 势势 能能 电场力的功电场力的功 电场力做电场力做 功与路径功与路径 无关无关 试探电荷在场中试探电荷在场中 某点受的电场力某点受的电场力 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 ef/q 和重力与重和重力与重 力势能类比力势能类比 wabepaepb 试探电荷在电场试探电荷在电场 中某点的电势能中某点的电势能 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 ep /q 电场中两点电势电场中两点电势 之差叫电势差之差叫电势差 uabab e e数值等于沿数值等于沿 场强方向单位场强方向单位 距离的电势差距离的电势差 ued 黄恕伯 06.7 电电 场场 力力 电场强度电场强度 电电 势势 差差 电电 势势 电电 势势 能能 电场力的功电场力的功 试探电荷在电场试探电荷在电场 中某点的电势能中某点的电势能 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 电场力做电场力做 功与路径功与路径 无关无关 电场中两点电势电场中两点电势 之差叫电势差之差叫电势差 试探电荷在场中试探电荷在场中 某点受的电场力某点受的电场力 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 e e数值等于沿数值等于沿 场强方向单位场强方向单位 距离的电势差距离的电势差 ef/q wabepaepb ep /q uabab ued 和重力与重和重力与重 力势能类比力势能类比 wabepaepb 黄恕伯 06.7 电 场 力 电场强度 电 势 差 电 势 电 势 能 电场力的功 电势定义：单位正电荷电势定义：单位正电荷 由该点移到参考点（零由该点移到参考点（零 电势）电场力所做的功电势）电场力所做的功 定义定义: : u uab ab wwab ab / q / q 电电 势势 电电 势势 差差 电电 势势 能能 和重力与重和重力与重 力势能类比力势能类比 电场强度电场强度 电电 场场 力力 静电力做功与路静电力做功与路 径无关没有证明径无关没有证明 原教材中的原教材中的 有关知识链有关知识链 电场力的功电场力的功 黄恕伯 06.7 电电 场场 力力 电场强度电场强度 电电 势势 差差 电电 势势 电电 势势 能能 电场力的功电场力的功 试探电荷在电场试探电荷在电场 中某点的电势能中某点的电势能 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 电场力做电场力做 功与路径功与路径 无关无关 电场中两点电势电场中两点电势 之差叫电势差之差叫电势差 试探电荷在场中试探电荷在场中 某点受的电场力某点受的电场力 与电荷量的比值与电荷量的比值 跟试探电荷无关跟试探电荷无关 e e数值等于沿数值等于沿 场强方向单位场强方向单位 距离的电势差距离的电势差 ef/q wabepaepb ep /q uabab ued 和重力与重和重力与重 力势能类比力势能类比 wabepaepb （简单、和谐、统一、对称） 黄恕伯 06.7 定义式定义式决定式决定式 电场强度f / q （点电荷） 电 势e / q （点电荷） 电 容q / u （平行板电容器） 上述教材的设计有利于知识的类比： 电 阻 u / i （金属导体） 黄恕伯 06.7 三、建立了静电现象和恒定电流之间的内在联系 学生对第二章中“通电导体两端存在电势差、导体内 部电子在电场力作用下定向运动” 的认识，跟第一 章中“导体内部场强为零、导体是一个等势体”的说 法不符，感到困惑。 新教科书本章教材的第一节课，便在静电场知识的 基础上，通过分析，引入恒定电场的概念，建立了 静电现象跟恒定电场之间的内在联系。 黄恕伯 06.7 m n e0 f fn ft ab 假设在电源正、负 极之间连一根导线 黄恕伯 06.7 意图：意图：建立第一、第二两章的联系，消除困惑建立第一、第二两章的联系，消除困惑 m n e0 f fn ft 假设在电源正、负 极之间连一根导线 ab m n e0 m n e e e0 e 导线内很快形成沿 导线方向恒定电场 经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程经历一次由不平衡到动态平衡的变化分析过程 为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础 黄恕伯 06.7 四、重视对知识线索的进一步规划和设计 1.串联和并联电路 黄恕伯 06.7 关于串、并联电路的主要知识线索关于串、并联电路的主要知识线索 串、并联电路 的电压关系 串、并联电路的电阻关系 根据电势差的 概念理论分析 串、并联电路 的电流关系 abcd a b c d b1 c1 d1 a1 根据“电荷分布 稳定”分析得出 导线上堆积电荷 分布稳定 导线内恒定电场 的形成过程 电流表和电压表（及量程改变） 建立电流表和电压表的电路模型 a v 第三节第三节 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 电压表和电流表电压表和电流表 一个电压可 读的大电阻 一个电流可 读的小电阻 黄恕伯 06.7 2004高考“理综”第22题 从电压表的电路模型思考，本从电压表的电路模型思考，本 题实际上是一个简单的计算题。题实际上是一个简单的计算题。 黄恕伯 06.7 (1) 用游标为50分度的卡尺（测量值可准确到 0.02mm）测定某圆柱的直径时，卡尺上的示数如图 。可读出圆柱的直径为_mm。 (2) 利用下图所示的电路测量电流表的内阻ra。图中r1、r2为 电阻，k1、k2为电键，b是电源（内阻可忽略）。 根据所给出的电路原理 图，在右图的实物图上连线。 已知r1140，r2 60。当电键k1闭合、k2断开时 ，电流表读数为6.4ma；当k1、 k2均闭合时，电流表读数为 8.5ma，由此可以求出ra _。（保留2位有效数字） 游标卡图 （略） 返回 2005高考“理综”第22题 黄恕伯 06.7 1.串联电路和并联电路 2.闭合电路欧姆定律 用实验的方法得出闭合电路欧姆定律有优点也有缺陷 优点：增强了实践意识 提高了探究能力 缺陷：学生对内电压的测量难以理解 实验可以得到“内、外电压之和等于一个常数”的结论 ，但如何跟电动势发生联系，难从本质上说明。 四、重视对知识线索的进一步规划和设计 黄恕伯 06.7 四、重视对知识线索的进一步规划和设计 1.串联电路和并联电路 2.闭合电路欧姆定律 课程 标准要求：“理解闭合电路欧姆定律” 教科书用理论分析的方法推导出闭合电路欧姆定律，以 利于对该定律的理解。 推导的核心过程是分析闭合电路以下三处的能量转化 外电路： e外i2r t 内电路： e内i2 r t 电池化学反应层： w e i t 这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索这需要一个清晰、合理、不断深化的教学线索 黄恕伯 06.7 电池化学反应层 e i t 内电路 i2 r t 外电路 i2r t 第2节课文 非静电力移送电荷做 的功等于其电势能的 增加量。 电动势与非静电力做 功的关系 ew/q 练习题：根据电动势 计算非静电力做功 根据“电场力做功，电势能减小；非静电 力做功，电势能增”分析闭合电路各点的 电势高低关系。 一个沿电流方向电势高低变化的直观图 在图中分清哪是内电路、哪是外电路 在内、外电路电势降落处应用焦耳定律 根据能量守恒推导出闭合电路欧姆定律 通过路端电压跟负载的关系理解欧姆定律 用断路和短路两种极端情况深化对定律的理解链2 链3 本节课本节课 的结构的结构 和线索和线索 链1 黄恕伯 06.7 五、把理论探讨和实验探究结合起来 关于决定金属导体电阻大小的因素的探究 a 和 b ：长度不同 探究方案一 a v vvv bcd a 和 c ：横截面积不同 a 和 d ：材料不同 黄恕伯 06.7 五、把理论探讨和实验探究结合起来 关于决定金属导体电阻大小的因素的探究 1. 理论分析导体电阻跟长度的关系； 探究方案二 一个导体，可以把它看成是由n段相同长度、横截面积 的同样导体串联而成的。 2. 理论分析导体电阻跟横截面积的关系； 一个导体，可以把它看成是由n股相同长度、横截面积 的同样导体并联而成的。 3. 实验探究导体电阻跟材料的关系； 可以取不同长度、横截面积、不同材料的导体进行实 验。（探究不同材料比例常数） 黄恕伯 06.7 图中电源的电动势1.5 v，内阻0.5，电流表满偏 电流10ma，电流表电阻7.5，a、b为接线柱。 (1) 用导线使a、b 短路，此时，应把可变电阻r1调节为多少才能 使电流表达到满偏电流？ 一个例题一个例题 (2)调至满偏后保持r1的值不变，在a、 b间接入一个150的定值电阻r2，电流表指 针指着何处？ (3)若a、b间接另一电阻时电流表读数 为i，该电阻值r等于多少 ？ g ab 导线 电阻r2 r1 er 5ma r1.5/i -150 六、把学生的体验跟物理知识的构建结合起来 如果电流表10ma刻度标为“0”，把5ma刻度标为150”，把 0ma刻度标为“”，把其它电流刻度都按 r1.5/i -150 转换成电 阻刻度，它岂不成了一个能直接测量电阻的仪器？ 142 电阻表 关于电阻表的教学 黄恕伯 06.7 (2)调至满偏后保持r1的值不变，在a、 b间接入一个150的定值电阻r2，电流表指 针指着何处？ (3)若a、b间接另一电阻时电流表读数 为i，该电阻值r等于多少？ g 5ma r1.5/i -150 教学中还可以进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案教学中还可以进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案 和刻度改装的过程，把习题教学、实验、刻度改装和新课教学融和刻度改装的过程，把习题教学、实验、刻度改装和新课教学融 合在一个真实的、视听同步的过程中。合在一个真实的、视听同步的过程中。 六、把学生的体验跟物理知识的构建结合起来 142 图中电源的电动势1.5 v，内阻0.5，电流表满偏 电流10ma，电流表电阻7.5，a、b为接线柱。 (1) 用导线使a、b 短路，此时，应把可变电阻r1调节为多少才能 使电流表达到满偏电流？ 一个例题一个例题 关于电阻表的教学 黄恕伯 06.7 教科书只有单向传递信息的功能，它只能通过文字 和图形把信息提供给读者，教科书无法收集读者的信息 ，更不可能对读者的信息在教学现场中进行反馈。因此 ，有呼有应的教学设计需要教师在教科书的基础上进一 步创造。本章“多用电表”一节，教科书为教师设计双 边活动的教学过程提供了一个初步的框架。 七、让学生在解决问题的探究过程中学习新知识 黄恕伯 06.7 上图中，甲、乙、丙分别是电流表、欧姆表和电压表 的示意图。下图是一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱 b 可以 接通1，也可以接通2或3。现在要使 b 接通1时，能像图甲那样成为电 流表，接通2时像乙那样成为电阻表，接通3时像丙那样成为电压表， 这就成了一个简单的多用电表。讨论一下，这个多用电表的电路图是 怎样的？请对照两个图，把它在下图基础上画出来。 做一做做一做 a a 甲乙 丙 r1 r2 a a a a b b b 1 2 3 a b 黄恕伯 06.7 1 2 3 ab a a 甲乙 丙 r1 r2 b aa baab r1 r2 a 黄恕伯 06.7 6 b 1 a g 2 3 4 5 a s 下面是一个多量 程多用电表的电路示 意图，电流、电压、 电阻各有两个量程。 请谈一谈：开关s 调 到哪两个位置上多用 电表测量的是电流？ 调到哪两个位置上测 量的是电压？调到哪 两位置上测量的是电 阻？两个位置中哪个 位置测量的量程大？ 在识别电阻档和 电压档电路时，可以 把虚线框内的电路当 成一个电流表。 说一说说一说 e1 e2 黄恕伯 06.7 较系统、全面地学习物理学；强调研究思想和方法 八、习题设计上重视 3系列课程要求的定位 洛伦兹力/洛伦兹力的应用/洛伦兹力跟电场力的平衡问题 黄恕伯 06.7 黄恕伯 06.7 黄恕伯 06.7 黄恕伯 06.7 较系统、全面地学习物理学；强调研究思想和方法 八、习题设计上重视 3系列课程要求的定位 洛伦兹力/洛伦兹力的应用/洛伦兹力跟电场力的平衡问题 自由通电直导线在磁场作用下的运动问题 黄恕伯 06.7 较系统、全面地学习物理学；强调研究思想和方法 八、习题设计上重视 3系列课程要求的定位 洛伦兹力/洛伦兹力的应用/洛伦兹力跟电场力的平衡问题 自由通电直导线在磁场作用下的运动问题 磁感应强度的定义 黄恕伯 06.7 黄恕伯 06.7 练习题： 黄恕伯 06.7