高中物理模块教材分析和教学建议

1、高中物理模块教材分析和教学建议第1页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四（一）新教材和原教材的 章节结构对比第2页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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、电势差的知识线索不同电势能、电势、电势差的

2、知识线索不同静电复印其它第3页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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 增加第4页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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

3、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、回旋加速器第5页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四总的感觉 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：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：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

4、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。第6页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四（二）教材分析和教学建议第7页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四一、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

5、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。第8页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四一、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 3-1 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。第9页，共54页，2022年，5月

6、20日，10点6分，星期四一、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）第10页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四一、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

7、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）第11页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四二、进一步完善了静电学中知识链第12页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功电场力做功与路径无关试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关EF/q和重力与重力势能类比WABEpAEpB试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关Ep

8、 /q电场中两点电势之差叫电势差UABABE数值等于沿场强方向单位距离的电势差UEd第13页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关电场力做功与路径无关电场中两点电势之差叫电势差试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E数值等于沿场强方向单位距离的电势差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力与重力势能类比WABEpAEpB第14页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功

9、电势定义：单位正电荷由该点移到参考点（零电势）电场力所做的功定义: UABWAB / q电 势电 势 差电 势 能和重力与重力势能类比电场强度电 场 力静电力做功与路径无关没有证明原教材中的有关知识链电场力的功第15页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四电 场 力电场强度电 势 差电 势电 势 能电场力的功试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关电场力做功与路径无关电场中两点电势之差叫电势差试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关E数值等于沿场强方向单位距离的电势差EF/qWABEpAEpBEp /qUABABUEd和重力与重力势能类比WABE

10、pAEpB（简单、和谐、统一、对称）第16页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四定义式决定式电场强度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） 第17页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四三、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

11、，建立了静电现象跟恒定电场之间的内在联系。第18页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四MNE0FFnFtAB假设在电源正、负极之间连一根导线第19页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四意图：建立第一、第二两章的联系，消除困惑MNE0FFnFt 假设在电源正、负极之间连一根导线ABMNE0MNEEE0E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为串、并联电路的电流关系提供理论分析基础第20页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四四、重视对知识线索的进一步规划和设计1.串联和并联电路第21页，共54页，2022年，5

12、月20日，10点6分，星期四关于串、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ABCDabcdb1c1d1a1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AV第三节串联电路和并联电路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第22页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四2004高考“理综”第22题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。第23页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四

13、(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，R260。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题第24页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四1.串联电路和并联电路2.闭合电路欧姆定律用

14、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第25页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四四、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

15、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第26页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四电池化学反应层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

16、律的理解链2链3本节课的结构和线索链1第27页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四五、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aVVVVbcda 和 c ：横截面积不同a 和 d ：材料不同第28页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四五、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

17、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）第29页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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 (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 ？ GAB导线电阻R2R1Er5mAR1.5/

18、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第30页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 (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？ G5mAR1.5/I -150教学中还可以进一步配合真实的演示实验，呈现习题的答案和刻度改装的过程，把习题教学、实

19、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。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？ 一个例题关于电阻表的教学第31页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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

20、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 第32页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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AA甲乙丙R1R2AAAABBB12 3 AB第33页，共54页，2022年，

21、5月20日，10点6分，星期四12 3 ABAA甲乙丙R1R2BAABAABR1R2A第34页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四6B1AG2345AS 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E1E2第35页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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

22、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第36页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四第37页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四第38页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四第39页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 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第40页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 较系统、全面地学习物理学；强调研究思想和方

23、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 磁感应强度的定义第41页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四第42页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 练习题：第43页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四 介绍科学发现历史的目的：九、重视物理学史的学习 认识科学发现的基础欣赏科学发现中的智慧体会科学发现的价值学习科学发现中的精神第44页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四奥斯特实验背景第45页，共54页，2022年，5月20日，10点6分，星期四基本要求：十、实验基本要求和多种方法相结合 实验原理：根据闭合电路欧姆定律，测出电路