高中物理新课程选修3-1课标解读与教学建议

高中物理新课程选修高中物理新课程选修 3 1 课标解读与教学建议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 第一部分 内容标准的具体要求内容标准的具体要求 一 电场 一 电场 内容标准 了解静电现象及其在生活和生产中的应用 用原子结构和电荷守恒的知识 分析静电现象 具体要求 能够举出静电现象的实例 并能识别静电现象 说出静电现象在生活和生产中有哪些应用 例如 通过查阅资料 阅读 说明书 观察实物等方式 了解避雷针 静电除尘器 静电复印机 激光打印 机等设施的基本原理 列举静电现象在生活和生产中有哪些危害及防止静电危害的措施 例如 在可燃气体环境中静电可能造成的危害以及常见的预防措施 会用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象 内容标准 知道点电荷 体会科学研究中的理想模型方法 知道两个点电荷间相互作 用的规律 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与统一性 具体要求 知道点电荷 知道理想化模型是在研究问题时为使研究问题简化 忽略 次要因素 抓住主要因素进行分析研究的科学方法 知道带电体在什么情况下可以视为点电荷 例如 能通过实例说明点电 荷不一定是很小的带电体 很小的带电体不一定能够看成点电荷 知道两个点电荷间相互作用的规律遵从库仑定律 明确库仑定律的表达 式及成立的条件 通过库仑定律与万有引力定律两个平方反比定律的比较 明确数学表达 式的相似性及物理意义的不同 体会自然规律的多样性与统一性 内容标准内容标准 了解静电场 初步了解场是物质存在的形式之一 理解电场强度 会用电 场线描述电场 具体要求具体要求 了解静电场 了解场是一种物质 场和实物是物质存在的两种不同形式 电场存在于电荷周围 电荷就是通过电场这种物质间接的对另一电荷施加静电 力的作用的 理解电场强度 会计算电场强度 知道电场线的物理意义 会用电场线描述电场的强弱和方向 了解点电 荷电场线 匀强电场电场线的分布特征 内容标准内容标准 知道电势能 电势 理解电势差 了解电势差与电场强度的关系 具体要求具体要求 知道电势能 知道电势能的相对性 知道电势 知道电势的相对性 能根据电场线或正 负电荷的电势能判 断两点电势的高低 理解电势差 明确电势差与电势零点的选择无关 理解电势差与电场力做功的关系 会计算电势差 了解匀强电场中电势差与电场强度的关系 内容标准内容标准 观察常见电容器的构造 了解电容器的电容 举例说明电容器在技术中的 应用 具体要求具体要求 了解常见电容器的构造 例如 聚苯乙烯电容器 电解电容器 可变电 容器等 知道电容的物理意义 了解影响电容器电容的因素 了解影响平行板电 容器电容大小的因素 了解电容器的工作电压和击穿电压的意义 了解电容器在技术上应用的实例 例如 结合电容器的特性 了解电容 器在照相机闪光灯中的作用 二 电路 二 电路 内容标准内容标准 观察并尝试识别常见的电路元器件 初步了解它们在电路中的作用 具体要求具体要求 认识常见的电路元器件 初步了解它们在电路中的作用 例如 认识电 阻 开关 二极管等电路元器件及其在电路中的作用 知道电源在电路中所起的作用 了解生活中常用的电源 例如 干电池 钮扣电池 手机电池 电动车蓄电池等 能够正确使用滑动变阻器 电阻箱 知道二极管具有单向导电的特性 内容标准内容标准 初步了解多用电表的原理 通过实际操作学会使用多用电表 具体要求具体要求 知道电流表 电压表的作用并能正确使用 初步了解多用电表测电流 电压 电阻的原理 认识多用电表 知道各部分的名称及作用 熟悉多用电表的表盘刻度 会读出相应测量的数值 通过实际操作学会使用多用电表测量交 直流电压 交 直流电流和电 阻 学会用多用电表做一些其它的测量 如用多用电表判断二极管的正负极 内容标准内容标准 通过实验 探究决定导线电阻的因素 知道电阻定律 具体要求具体要求 通过实验 探究导体的电阻跟导体的材料 长度以及横截面积之间的关 系 体会控制变量法在科学研究中的重要作用 并进一步了解在实验中收集数 据 处理数据的方法 知道电阻定律的内容及其表达式 知道导体电阻率的物理意义 内容标准内容标准 知道电源的电动势和内阻 理解闭合电路的欧姆定律 具体要求具体要求 明确电动势的物理意义 知道电动势与电压的区别 知道电源的内阻的意义 知道电动势和内阻是标志电源性能的两个重要 参数 知道内电路 外电路的概念 理解闭合电路欧姆定律的内容和表达式 并能进行有关闭合电路的简单 计算 能够区分路端电压和内电压 结合实际问题理解路端电压与外电路电阻 的关系 内容标准内容标准 测量电源的电动势和内阻 具体要求具体要求 理解测量电源电动势和内阻的实验原理 会测量电源的电动势和内阻 能连接电路并完成实验操作 能对实验结果进行简单的误差分析 并提出可行的改进方法 内容标准内容标准 知道焦耳定律 了解焦耳定律在生活 生产中的应用 具体要求具体要求 知道电功 电功率的概念 并能计算电功和电功率 知道电流的热效应 能区分电功和电热 了解电流做功过程中的能量转 化与守恒 知道焦耳定律的内容和表达式 并能进行简单的计算 了解焦耳定律在生活 生产中的应用 例如 电热器具等 内容标准内容标准 通过实验 观察门电路的基本作用 初步了解逻辑电路的基本原理以及在 自动控制中的应用 具体要求具体要求 了解 与 逻辑 或 逻辑和 非 逻辑关系的意义 通过实验 认识 与 门 或 门 非 门电路的基本特点 初步了解逻辑电路的基本原理 能识别最简单的门电路电路图 了解门电路在自动控制中应用的一些实例 内容标准内容标准 初步了解集成电路的作用 关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况 具体要求具体要求 了解集成电路的优点及其在科学技术中的应用 通过观察集成电路 例如 电子表的芯片 全自动洗衣机的芯片 计算 机的各种集成电路块 手机芯片 IC 卡等 体会科学的飞速发展与社会发展的 互动作用 了解我国在集成电路研制方面的最新进展 例如 了解我国自主研制的 超高速计算机 龙芯 等 了解我国集成电路的发展状况 三 磁场 三 磁场 内容标准内容标准 列举磁现象在生活 生产中的应用 了解我国古代在磁现象方面的研究成 果及其对人类文明的影响 关注与磁相关的现代技术发展 具体要求具体要求 能说出常见的磁现象 并能举例说明磁现象在生活和生产中的一些应用 例如 指南针 磁浮列车 列举我国古代对磁现象研究的杰出成就 了解这些成就对人类文明的重 要影响 例如 指南针的发明促进了世界航海事业和世界贸易的发展 举出与磁现象有关的现代科技在生产生活中的应用 例如各种磁卡 计 算机磁盘等 并能简单的分析一些应用原理 内容标准内容标准 了解磁场 知道磁感应强度和磁通量 会用磁感线描述磁场 具体要求具体要求 了解磁场是物质存在的一种形式 知道永磁体和电流周围存在磁场 知道磁感应强度 会判定磁感应强度的方向 会计算磁感应强度的大小 知道磁通量 会计算磁通量 知道磁感线的物理意义 会用磁感线描述磁场的强弱和方向 能够画出典型的磁场的磁感线分布情况 内容标准内容标准 会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向 具体要求具体要求 知道电流的磁效应 知道奥斯特实验在电磁学发展中的重要作用 理解安培定则的内容 能应用安培定则判断电流周围的磁场方向 能画出直线电流 环形电流和通电螺线管周围磁场的磁感线分布 内容标准内容标准 通过实验 认识安培力 会判断安培力的方向 会计算匀强磁场中安培力 的大小 具体要求具体要求 通过实验认识安培力 了解影响安培力大小和方向的因素 会根据安培力公式计算安培力的大小 知道公式中各量的物理意义 会用左手定则判断安培力的方向 内容标准内容标准 通过实验 认识洛仑兹力 会判断洛仑兹力的方向 会计算洛仑兹力的大 小 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用 具体要求具体要求 通过实验认识洛仑兹力 了解影响洛仑兹力大小和方向的因素 会计算电荷运动方向与磁场方向垂直时洛仑兹力的大小 会根据洛仑兹力计算匀强磁场中带电粒子作圆周运动的半径和周期 会用左手定则判断洛仑兹力的方向 了解电子束磁偏转的原理 通过查阅资料了解电子束磁偏转技术在现代科技中的应用 例如 电视 机中的磁偏转 内容标准内容标准 认识电磁现象的研究在社会发展中的作用 具体要求具体要求 了解电磁现象在医疗 交通 军事等各个领域中都有重要应用 并能运 用已知的电磁知识解释一些应用原理 查阅资料 了解电磁现象发展的前景 认识电磁现象的研究在社会发展 中的作用 第二部分 模块内容特点和教学建议第二部分 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 一 本模块学习内容具有如下特点 本模块是高中物理的核心内容之一 主要包括两个方面的内容 第一是对 场是除实物以外物质存在的另一种形式 的认识 学生通过电场和 磁场的学习不仅要知道电场和磁场的基本性质 了解电场和磁场规律在科学技 术 生产和生活中的应用 而且要加深对于世界的物质性和物质运动的多样性 的认识 第二是关于电路的学习 电路是电能传递的途径 在高中阶段主要是探究闭合 电路的规律 同时要认识电路元器件和电路参数的物理意义等 了解电路的研 究在现代科技发展中的作用 以及与日常生活的密切联系 电磁学内容相对独 立 规律多 实验多 概念抽象 与现代科技联系紧密是本模块的显著特点 在教学要求上 课程标准比教学大纲更具体 更容易把握 教学大纲把教学要求分为 A B 两个层次 A 层次 较低要求的层次 所列知识 的内容 在高中阶段不宜深入展开 或在初中阶段已经做过较为详细的讨论 B 层次 较高要求的层次 两个层次的要求很笼统 教师较难把握 容易形成 单一的记忆 接收 模仿的被动学习方式 偏重知识与技能 轻视过程与方法 情感态度与价值观 课程标准在三级主题中 通过 了解 认识 理解 应用 独立 操作 经历 领悟 等一系列行为动词 具体的给出了知识技能目标和体 验性要求的目标 操作性更强 特别是与教学大纲相比 课程标准更注重课程 在情感态度与价值观方面的教育功能 例如 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与统一性 关注我国集成电路以及元器件研究的发 展情况 了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用 认识电磁现象的研 究在社会发展中的作用 等 课程标准还加强了科学 技术 社会的教育 注重科学技术与社会的关系 课程标准中提供了大量联系学生生活实际的素材 增加了与社会生产和技术相 关的物理学知识 改封闭型课程为开放性课程 着眼于现实问题的解决 着眼 于人类社会未来的发展 例如 举例说明电容器在技术中的应用 了解 焦耳定律在生活 生产中的应用 关注与磁相关的磁现代技术的发展 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用 认识电磁现象的研 究在社会发展中的作用 等 课程标准与教学大纲相比本模块在内容调整上的变化如下 删去或淡化了一些有繁杂计算 难度较大的经典物理内容和在初中已经 重点学过的内容 例如 电场中的 元电荷 等势面 静电屏蔽 带电粒子在 匀强电场中的运动 示波管 平行板电容器的电容 等 电路中的 欧姆定律 伏安法测电阻 半导体及其应用 超导及其应用 电功和电功率 路端电压与 负载的关系 闭合电路中的能量转化 串联电池组的电动势和内阻 等 磁场 中的 地磁场 磁性材料 分子电流假说 磁电式电表原理 等 增加了与社会及人类自身发展密切相关的内容 加强了科学 技术 社 会的相互渗透 例如 电路中的 观察并尝试识别常见的电路元器件 初步 了解它们在电路中的作用 初步了解多用电表的原理 通过实际操作学会使用 多用电表 通过实验 观察门电路的基本作用 初步了解逻辑电路的基本原理 以及在自动控制中的应用 初步了解集成电路的作用 关注我国集成电路以及 元器件研究的发展情况 磁场中的 列举磁现象在生活 生产中的应用 了 解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响 关注与磁相关的 现代技术发展 认识电磁现象的研究在社会发展中的作用 等 增加了突出物理思想和方法的内容 例如 电场中的 知道点电荷 体会科学研究中的理想模型方法 等 充分体现了探究性学习的要求 课程标准在本模块一共有 9 个活动建议 重视通过科学探究进行学习 强调学生通过观察和实验 科学探究和设计制作 活动 调查和参观访问 收集资料 从网上和科技书刊上查阅资料等活动途径 获取知识 并要求教师在课堂教学过程中 根据教学内容设计学生的探究性学 习活动 本模块内容中可供开展探究性学习的素材非常多 例如 静电的危害和预 防 新型电热器的发热原理 家用电器的伏安特性 半导体及超导材料的应用 电磁灶的结构和原理 传感器在自动控制中的作用 等 许多内容适合对学生进行情感态度 价值观教育 适合培养学生的科学 方法 实验技能等素质 比如 建立理想模型的方法 类比的方法 用电场线 磁感线描述场的方法 我国古代在此现象方面的研究成果及其对人类文明的影 响 我国集成电路以及元器件研究的发展情况 通过实际操作学会使用多用电 表等等 二 教学建议二 教学建议 教学中要对比课程标准和教学大纲 把握好知识的深度和难度 把握好课 程标准要求达到的程度 要突出过程和方法的教学 避免结论式教学 这是新课程改革的核心理念 之一 要坚决克服备课只备知识 忽视教学环节的设计 忽视学生活动的设计 忽视过程方法的设计等 概念的教学要以物理概念的建立过程为重点 探究物理规律要以揭示物理 规律的过程为重点 要重视物理思想方法的教学 例如 理想化模型法 控制变量法 类比法 等 通过物理思想方法的教学 让学生体会科学研究的思维方式 学会研究 学会思考 学会进行科学探索等 要注重知识与现实生活 生产 现代科技的密切联系 拓宽学生的视野 使学生体会到科学技术的发展与社会发展的互动作用 要重视情感 态度与价值观的教育 以情感目标为动力 和谐渗透 这样 能对认知 智能目标的达成起到催化作用 教师要充分挖掘利用教材中 能够 对学生进行情感 态度与价值观教育的内容 唤起学生对学习的兴趣 激发学 生的求知欲 陶冶学生的情操 从而使学生保持学习的主动性 增强学习的自 信心 促使其智商与情商的和谐提高 对于静电现象 课程标准要求 了解静电现象及其在生活和生产中的应 用 用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象 教学中要指导学生通过查阅 资料 阅读说明书 观察实物等方式 了解避雷针 静电除尘器 静电复印机 激光打印机等设施的基本原理 并且通过收集资料 综述静电的危害和预防方 法 让学生从正反两方面认识静电现象 教学中还可以介绍物理学家 比如 富兰克林等 对静电研究的卓越贡献 使学生能自觉地把静电与雷电等自然现象联系起来 培养学生崇尚科学 破除 迷信的精神 进行情感 态度 价值观的教育 课程标准对点电荷的要求是属于 了解 水平 点电荷是学生在电学中 接触的第一个理想模型 教学时可以把它与质点联系起来 使学生加深对理想 化模型这种科学方法的认识 课程标准要求 通过静电力与万有引力的对比 体会自然规律的多样性与 统一性 可以通过比较两者的产生原因 力的存在形式 表达式 都属于场的 作用等这说明规律的多样性与统一性 电场是物理学中的重要概念 比较抽象 教学中可以让学生通过电场对 电荷的作用来检验其存在 相信电场也是物质存在的形式之一 不作进一步的 拓展 电场强度 属于 理解 水平 学生应该知道电场强度的定义式 理解其矢 量性和叠加性 但对于叠加不要进行繁琐的计算 电场线 属于独立操作水平 要让学生知道电场线是为了形象描述电场 而引入的虚拟线 知道电场线的意义 会用电场线描述电场的强弱和方向 还 应该让学生知道用虚拟的图线描述抽象物理概念 是概念具体化 形象化的一 种手段 电势能 电势 电势差是描述电场能的性质的物理量 由于在物理学特 别是在技术中经常用到电势差的概念 因此 课程标准对电势差要求比较高 对电势能 电势仅要求到知道的层次 在教学中要突出电势差的教学 使学生 理解其意义 并会计算使用电势差 尽管课程标准对等势面没作要求 但对于 学习能力较强的学生可以介绍等势面的有关知识 帮助学生加深对电场的认识 同时也渗透了物理学的研究方法 电势差与电场强度的关系 对于一般的电场只要定性了解就行了 对匀强 电场可以了解其定量关系式 但不要求进行有关计算 课程标准对电容器的要求特别强调其在技术中的应用 教学中应该结合 电容器的一些特性 如充放电 改变电容的方法等通过实验让学生感受体验 并要联系技术中应用的一些实例培养学生对科学知识的学习兴趣 对电容器的 构造 要通过观察外形 解剖电容器让学生了解电容器的极板和电介质 课程标准要求 观察并尝试识别常见的电路元器件 初步了解它们在电 路中的作用 教学中要通过观察实物来加以识别 不能只从图上认图 并且要 在实际电路中了解它的作用 课程标准也没有具体指明要求学习哪些电路元器 件 可以选择生活与技术中应用较多的电路元器件让学生认识 多用电表的教学主要是让学生学会操作 应该让学生在实际操作中学习 多用电表的使用 例如让学生测电池的电压 测电路的电压等 在测量中学会 换档 知道怎样减小误差等 对于多用电表的原理 让学生了解就可以了 不 要深究 对于影响导体电阻的因素 学生在初中已经有了定性的认识 高中教学 要让学生通过实验探究出导体的电阻与材料 长度 横截面积的定量关系 了 解导体电阻率的概念 知道常见几种导体电阻率的大小 对于电阻率与温度的关系 也要通过实验让学生了解 并知道在生活和科 技中的应用 闭合电路欧姆定律是高中阶段研究电路的核心内容 课程标准对该知识 点的要求较高 属于 理解 水平 教学中要通过具体实验数据 引导学生分 析总结出闭合电路欧姆定律的内容和表达式 通过具体事例帮助学生理解闭合 电路欧姆定律 对于电动势的教学 由于概念比较抽象 建议先由实验分析得出它的数值 特征 再用类比的方法让学生体会它的作用和物理意义 例如 抽水机的作用 电梯的作用等 课程标准对 测量电源的电动势和内电阻 这个实验的要求是 独立操 作 水平 教学中应让学生动手测量电源的电动势和内电阻 经历完整的实验 过程 从而学习有关电路的连接 测量方面的实验操作技能 在测量中应指导 学生完成完整的实验报告 并尝试讨论试验误差和改进的方法 课程标准对 焦耳定律 的要求属于 了解 水平 这里不要求应用焦 耳定律解决复杂的问题 但要让学生联系实例 比如 观察家庭 商场以及其 他场所的电热器具 探究它的原理 估算它的电流 电阻等参数以及耗能情况 等 让学生收集资料 关注新型电热材料 例如 PTC 陶瓷材料 的性能和应 用 使学生养成关注知识在科技在 生活和生产中的应用的好习惯 关于门电路的教学 应该让学生通过基本门电路的实验 观察并了解门 电路的基本作用 例如可以用开关 电池 小灯泡等显示门电路的作用 对逻辑电路 教学中要结合家用电器 具有控制功能的装置 分析逻辑电 路的应用 让学生查阅有关逻辑电路的资料中 体会逻辑电路在自动控制中的 作用 并进行交流 对集成电路 教学中要让学生观察集成电路 比如 电子表的芯片 IC 卡 或手机中的芯片等 也可播放有关集成电路的音像资料 让学生了解集成电路 的发展历程及在现代科技中的应用 关于磁现象的教学 要让学生广泛收集资料 举例说明现实生活中的磁 现象 并引导学生分析一些简单应用的原理 例如 各种磁卡 计算机的磁盘等 使学生了解到现代生活离不开磁 我国对磁现象的研究成果对人类的文明进步有着重大的影响 四大发明之 一的指南针 不仅促进了古代航海业和对外贸易的发展 而且对世界航海事业 做出了重大贡献 中国沈括最早发现了 磁偏角 要通过这些事例的介绍 使 学生了解中华民族对人类文明的贡献 课程标准对磁场的要求是 了解 水平 教学中要让学生了解磁场也是 物质存在的一种形式 并且要通过实验使学生了解到 永磁体和电流的周围都 存在磁场 磁场对其中的磁体或电流都有力的作用 磁感应强度的教学可以引导学生类比电场强度进行分析和理解 使学生明 确磁感应强度和电场强度一样 是由场决定的