普通高中物理课标教科书(人教版)介绍

1、普通高中物理课标教科书（人教版）介绍 总论：课改的理念与教科书的追求和特色   一、课程改革的背景与理念 1. 怎样看待当前的基础教育 ·历史性的进步：从知识越多越反动到科学技术是第一生产力 ·时代性的要求：从继承知识到创新知识。生机勃发的民族。创新型的国家。 ·费恩曼的质疑和钱学森的忧虑：学生为通过考试而学，教师为帮助学生通过考试而教的教育，能够培养创新知识的人才吗？ 2. 杨振宁、丁肇中谈中国的物理教育 ·杨的谈话之一：比较系统，比较完整，漏洞较少。 ·杨的谈话之二：教师不喜欢学生有不同想法。学生不习惯怀疑、质询和考证。 

2、3;杨的谈话之三：不打破填鸭式，没有创新人才培养。 ·杨的谈话之四：以分数论英雄，失去爱因斯坦。 ·丁的谈话之一：重新体会“格物致知” ·丁的谈话之二：唤起兴趣，重视实验。 3. 中美教育思想的比较及其意义 ·许智宏与雷文的对话 ·教人不信 ·颠倒的预言 ·国际舆论的评说 ·非对非错、非好非坏与他山之石 4. 课程改革的理念 ·站在人类教育思想的制高点上，翻检各国，特别是发达国家的教育成果，对比观照在中华文明背景下中国现实教育的优势与症结，寻求教育如何促进民族和国家的兴盛之路。 以更广阔的视野看待人类共同

3、的关于教育的价值取向，如继承是为了创造。 超越文化的差异，取他山之石以攻玉，如关注个性发展，鼓励独立思考，崇尚教学民主，倡导自主学习。 在兼容并蓄之中，激扬中华民族教育思想的精华，而不一味自我异化，如有教无类、因材施教及格物致知等。 ·在中国的基础教育中，理想主义的追求较少，缺乏对现实目标的批判和超越，教育片面追求与现实的适应和协调，削弱了教育引领时代，提升社会的功能。教师越来越受现实功利的羁绊，越来越被实利主义限制了专业发展。所有这些也应在课改过程中得到改观。教育成为学生享受成长快乐的园地，成为教师实现专业发展及人生价值的舞台，也是课改追求的目标。   二、人教版高中物理

4、教科书的追求   1. 教科书要把课改的理念赋予学科的内涵，实现现代教育思想与学科科学内容的完美结合。 ·体现物理课程的三维培养目标 爱因斯坦：“物理书都充满了复杂的数学公式，可是思想及理念，而非公式，才是每一物理理论的开端。” 庞加莱语及其解读：科学的本质特征是什么 三维培养目标：科学本质特征在科学教育中的反映 三维培养目标在教科书中的反映举例：伽（自由落体 牛一律）·开·牛引 ·倡导自主学习，重视科学探究，实现教学方式的多样化 费恩曼谈自主学习的意识和能力 自主学习不是自由学习，教师的作用在于了解学生的认知图式，满足学生的期待视野（举例）

5、自主学习的形式和途径 科学探究是培养自主学习意识和能力的重要途径 科学探究是培养一种创造精神，播种行为，收获习惯 教学方式多样化在教科书中的反映举例 ·从生活走向物理，从物理走向社会 杨振宁：“只有骨干的物理学是骷髅，物理学要有骨干，还要有血有肉。有血有肉的物理学才是活的物理学。”与日常生活及生产实践中的物理现象的密切联系就是物理学的血肉。 一种应予遵循的教学原则 常识的科学化与科学思维方式的升华 科学进步与社会发展关系的理解及其意义 从生活走向物理与科学实验不可分割 ·展现物理科学的人文价值 科学文化与人文文化的基本特征及相互关系 为科学插上情感与想象的翅膀，为人文增添严

6、谨与理性的光环，把两种文化融合起来，有利于追求真、善、美健全人格的养成 人文文化在物理教科书中的反映举例 2. 三维课程培养目标是一个整体 ·知识和技能既是本体，又是载体。没有知识和技能的教学，就没有真实可信的过程和方法以及情感、态度和价值观的教育。 ·什么层次的知识与技能，就对应着什么层次的过程与方法，以及什么层次的情感、态度与价值观。 ·教学内容的挑战性与享受“负担”   三、人教版高中物理教科书的特色 1. 实现“三个转移” ·从编者的“独白”向编者与学生的“对话”转移 ·从引起学生的“期待”向引发学生的“思考”转移 ·

7、;从“验证性实验”向“探究性实验”转移 2. 致力“三个统一” ·“历史追向”与“现代审视”相统一 ·“厚重思想”与“轻松感觉”相统一 ·“科学性”和“可接受性”相统一 3. 注重“三个并举” ·“实验观察能力”和“理性思维能力”的培养并举 ·“传统教学手段”和“现代教学手段”并举 ·“图像魅力”和“文字特色”并举   四、必修教科书的内容概要 1. 以经典力学的核心内容（大部分而非全部）为本体，学习经典力学的基本概念、原理和规律；认识其意义和应用价值；也要了解经典力学的局限性及其与近代物理学的关系。 ·经典力学的

8、核心内容是什么 ·概念是科学的细胞。经典力学的基本概念及其在物理学中的意义 ·经典力学的基础是牛顿三个运动定律，万有引力定律则树立了人们对牛顿物理学的尊敬。牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。所以杨振宁说：“如果一定要举出某个人，某一天，作为近代科学的标志，我选牛顿自然哲学的数学原理 1687 年出版的那一天。” ·在牛顿物理学中本没有功和能量的概念，但机械功、机械能及其守恒定律却是经典力学的核心内容。功的概念和能的概念是在不同的物理问题的研究中分别建立起来的。功的概念和其定量表达是同时出现的。在初期，能只

9、有概念而缺少定量的表达。当在同一物理问题中，功与能量“邂逅”时，功作为能量变化的量度为能量及其转化过程奠定了定量分析的基础。能量及其守恒定律从此愈益成为整个物理学的核心内容。 ·在牛顿时代就有动量（运动之量）的概念，牛顿第二定律的原始表述就使用了这一概念。但动量守恒定律则有赖于惠更斯等人的研究。无论如何，动量及其守恒定律确是经典力学的核心内容。把这个内容放在选修 3-5 中有待商榷和改正。 ·像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，在高速、微观、强引力领域，它不再有效。它只是一部“交响曲中的一个乐章”。 2. 以经典力学的一些核心内容为载体，领悟物理学的一些基本思维

10、方式和研究方法 ·霍耳顿论力学的地位：“无论从逻辑上还是从历史上讲，力学都是物理学的基础，也是物理学及其他科学研究的典范力学之于物理学，如同骨格之于人体。” ·质点是高中物理教学中涉及到的第一个理想模型。在确切理解质点概念本身的基础上，还要感悟理想模型及其在科学研究中的作用。 理想模型是根据研究对象和问题的特点，撇开、舍弃次要的非本质的因素，抓住主要的、本质的因素，从而建立的一种易于研究的，能反映研究对象主要特征的物理图象。 理想模型是科学抽象和概括的产物，原则上只存在于人们的头脑之中。抽象不同于近似。 没有理想模型就没有物理学，也没有一切科学。 ·科学实验是人类

11、与自然的主动对话，迫使自然作出回答；科学实验又是用理性分析来指导观察的方法。要在做好实验教学的基础上，认识科学实验的本质特征，认识到把理性思维（包括数学及逻辑推理）和科学实验结合起来，才能读懂大自然这本书。 ·与初中物理不同，高中物理开始研究变量问题，如匀变速运动，变力做功等问题。化整为零，以恒代变；积零为整，再取极限的研究思想和方法，应该体现在教学之中。 3. 学习前辈科学家探求真理的坚强意志、科学态度及献身精神 ·伽利略曾是罗马教皇的座上宾，但终因坚持科学真理而被罗马教廷（政教合一）判刑入狱。但他仍在 1638 年出版了两种新科学的对话。正是这部著作，奠立了伽利略作为近

12、代科学创始人的地位。因为伽利略之前的科学踯躅于泥途荒滩，因而千年徘徊。伽利略带领科学翻过一道山梁，因而景色巨变，大师辈出，经典如云，近代科学之门从此打开。为此，人们在他的墓碑上写道 ·开普勒历经艰辛与磨难（家庭·身体· 900 页的笔记），改变了科学研究的方向，开历史之先河。行星运动三定律成为“近代科学与中世纪科学的分水岭”。为此，他给自己撰写了墓志铭 ·伽利略和开普勒是朋友，长期书信往来，却未曾谋面。开始时，伽利略不知道行星绕日的运动不再是匀速圆周运动，而开普勒不知道伽利略的惯性定律。后来，当开普勒的行星运动定律与伽利略的惯性定律会合时，历史进入了牛顿

13、时代。可以说，牛顿所建立的万有引力定律，就是把伽利略和开普勒关于力和运动及行星定律的“歌词”谱上了数学的“乐曲”，成为人们可以吟唱的科学乐章之一。 ·牛顿以其过人的天才和超越自身时代的发现，改变了人类对世界的认识和理解，并已浸润到当今人类生活的各个方面。所以人们从不吝惜将最热情的赞誉给予这位伟大的科学家。他死后被安葬在威斯敏斯特教堂，成为英国的英雄。蒲泊的诗句：“自然和自然的法则在黑暗中隐藏；上帝说，让牛顿去吧！于是，一切都臻光明。”表达了人们对他的景仰和尊敬。 ·对于前辈科学家的认识，也是一个历史发展的过程。既要有历史的追问，也要有现代的审视。历史告诉我们，牛顿的科学思维

14、是清晰的，牛顿的科学态度是严谨的，牛顿的科学成果是划时代的。但是，随着一些尘封已久的资料的公开，人们不得不相信，这位科学代言人曾经深陷炼金术而不能自拔并沉溺于宗教狂热之中；他与胡克、弗拉姆斯蒂德、莱布尼兹的争斗中突显了他盛气凌人的霸气和学术道德的缺失。正如牛顿传作者怀特所言：“用陆续挖掘出来的材料为牛顿画像，画出来的形象不一定十分美丽，但真实的人生本来如此，并不都是美丽的。我们应该骄傲地接受这样一个人，接受他独特的才华与天分，也接受他怪异的行径与失败。”所以教材中写道：“他犯过的错误和性格上的弱点也许比人们知道的更多，但他仍是一位无以伦比的巨人。” ·伽利略与罗马的灯光：没有学术的民

15、主和思想的自由，科学就不能繁荣。只讲科学，不讲民主，从来没有成功的先例。   五、物理教育的责任 1. 物理教育的核心是科学素质教育 ·第一推动丛书序言：“科学教育不仅使人获得工作和生活需要的知识和技能，更重要的是使人获得科学思想、科学精神、科学态度及科学方法的熏陶和培养，使人获得非生物本能的智慧，获得非与生俱来的灵魂。” ·由于物理本身的特性，它对学生自然观、世界观、思维方式和思想方法的形成具有直接而重要的作用。所以物理教育不能只是停留在知识传授、定律应用这个层面，而是通过它们义不容辞地负起提高学生科学素质的重任。 ·在当前，这个重任的表现就是“救救这

16、些只会考试的孩子们 ”，着意引导学生走出“应试教育”的怪圈，虽不能奢望立竿见影，但要追求潜移默化的功效（想不想？能不能？敢不敢？不谋万世者，不足以谋一时；不谋全局者，不足以谋一域。） 2. 物理学的特性与科学素质（认识、感悟、追求） ·物理学的科学精神永不停息地探索与创新 爱因斯坦：“我想知道上帝是如何创造这个世界的我想知道他的思想。” 法布尔：“不管我们的照明灯能把光线投射到多远，照明圈外依然死死围挡着黑暗。我们四周都是未知事物的深渊黑洞我们都是求索之人，求知欲牵着我们的神魂，就让我们从一个点到另一个点地移动我们的照明灯吧。随着一小片一小片的面目被认识清楚，人们最终也许能将整体画面

17、的某个局部拼制出来。” 以人类心智与大自然对话，从牛顿到爱因斯坦，寻求对未知世界的理解是物理学永恒的课题，是激励一代代青年不断探索和追求的源泉。 物理学的另一特点是它的创新精神。爱因斯坦：“物理概念是人类心智的自由创造，而不是由外部世界唯一确定的，不管它看来多么像是那样。”杨振宁说：“只有逻辑的物理学是不会前进的。必须还要能够跳跃有胆量做出逻辑上还不能推演出来的这种跳跃。” ·物理学的科学观念追求更高层次的美 生化家捷尔吉：“发现就是看人人都看到的东西，但却想别人都没有想到的东西。” 在物理学发展的历程中，经历了多次科学观念的演进。从托勒密的地心理论到哥白尼的日心理论，再到爱因斯坦的

18、宇宙无中心；从牛顿统一天上、地面的运动规律到麦克斯韦统一电、磁、光现象的规律，再到弱电统一理论；从牛顿时空观到爱因斯坦狭义相对论时空观，再到时空几何化的广义相对论时空观；从经典物理学的机械决定论和因果论到量子力学的概率描述和统计因果律贯穿物理学观念革新的一条主线是追求物理理论更高层次的美。 物理学中的“美”是什么：简单、和谐、统一、对称。 美与真的层次：小真小美，大真大美。 与 物理现象：奇妙瑰丽之美 物理理论：简洁精确之美 知识结构：和谐优雅之美 ·物理学的科学方法用模型描述自然，用数学表达模型，用实验检验模型 长期以来，由于物理学在对自然的理论研究和工程上的技术应用中取得巨大成功

19、，人们倾向于相信物理概念和物理规律就是自然本身的实在性质。其实，物理学能够描述并认识错综复杂的自然现象，关键在于采用了建立模型这一方法。模型方法就是在所讨论的问题中抓住主要因素，摒弃次要因素，将研究对象简化和纯化，即进行科学抽象。质点、刚体、理想气体、点电荷、光线、事件、无限深势阱、大爆炸模型、夸克模型都是模型。所以，从其本质上看，物理世界就是一个模型世界。物理学描述的是理想模型，而不是自然本身。 作为一门精确的定量科学，物理模型的性质只有用数学表达出来，才是真正可知和成熟的。伽利略是此一划时代的开端。牛顿为物理学的严格数学化做出不可磨灭的贡献。从兹以降，麦克斯韦、爱因斯坦、杨振宁、格林、魏腾等都是把物理学数学化的大师，辈出如云。 模型愈简单，就愈抽象，也就离现实愈远。然而，最简单的模型往往是最普遍有用的。数学是科学抽象的终极，数学简洁的逻辑美和结构美也是物理美的最高境界。这也是用数学形式表达物理模型的重要原因。 任何模型都必须接受实验检验。在实验检验中，扬弃、修正、改造旧模型，创建新模型，是物理学向深度和广度发展的重要标志。卢瑟福、玻尔与原子模型；迈克尔逊与以太模型。 ·物理学的科学品格崇敬自然，崇尚真理 许多大物理学家常常提到上帝，而他们心目中至高无上的上帝就是大自然，就是宇宙秩序。爱因斯坦：“我信仰那