中学物理课程标准与教材分析 课件 第5、6章 中学物理课程结构与内容、中学物理教材分析方法

05中学物理课程结构与内容第一节课程结构与内容概述课程结构我国基础教育阶段的科学教育从综合向分科发展。义务教育小学阶段设置综合的科学课程。初中阶段设置分科开设的物理、化学、生物学课程或综合的科学课程供选择，综合的科学课程包括物理课程的全部内容。高中阶段分科开设课程，由必修、选择性必修、选修三类课程构成，保证基础性，兼顾选择性。下面分别介绍义务教育和普通高中物理课程结构与内容。义务教育物理课程结构与内容请你找一找，义务教育物理课程中的一级主题与二级主题义务教育物理课程结构与内容按照“以主题为线索，构建课程结构”的课程理念，义务教育物理课程设计了“物质”“运动和相互作用”“能量”“实验探究”“跨学科实践”5个一级主题。一级主题二级主题物质1.1物质的形态和变化1.2物质的属性1.3物质的结构和物质世界的尺度运动和相互作用2.1多种多样的运动形式2.2机械运动和力2.3声和光2.4电和磁能量3.1能量、能量的转化和转移3.2机械能3.3内能3.4电磁能3.5能量守恒3.6能源与可持续发展义务教育物理课程结构与内容主题内分级呈现，层层递进。普通高中物理课程结构与内容请你找一找，普通高中物理课程的结构如何？普通高中物理课程结构与内容普通高中物理课程由必修、选择性必修和选修课程构成。必修课程是全体高中学生必须学习的课程，学习完必修课程的学生，可参加高中学业水平合格性考试。选择性必修课程是学生根据个人需求与升学要求选择学习的课程，学习完选择性必修课程的学生，可参加学业水平等级性考试。选修课程性质上属于校本课程，学校自主开设，自主考核。第二节内容选取与结构设计的主要考虑内容选取与结构设计的基本思路基本思路：落实立德树人根本任务，体现物理学科的育人价值依据义教高中课程方案，吸纳课程研究与实践成果设计循序渐进结构内容，兼顾课程基础性和选择性内容选取与结构设计的基本思路基础研究：课程需求调查、课程比较研究、课程实施调查等基础研究为中学物理课程内容的遴选提供了支持。课程需求调查是课程开发的基础工程。通过调查，了解普通公民应该具备怎样的物理素养以更好地适应的现代生活、完成社会分工，据此将必备知识和关键能力纳入课程内容。课程比较研究既包括横向的中外不同地区物理课程或科学课程比较，也有纵向的学段间课程内容的比较。课程实施调查研究除了教育部部署的大范围普查之外，也有许多研究者进行了局部的调研，调查结果为课程设计提出了改进建议。内容选取与结构设计的基本思路课程需求调研方法：调查提纲和问卷等。例如1984年12月中国教育学会物理教学研究会（现物理教学专业委员会），联合全国14省、市、自治区物理教研力量发起调研并与1987年公布《社会对于中学物理知识需求情况的调查报告》内容选取与结构设计的基本思路课程比较研究：国际组织在各国家和地区的配合下，开展过多次国际课程比较研究。中国教育部和美国教育部在21世纪初各组织了两次较大规模的科学课程国际比较研究。内容选取与结构设计的基本思路课程比较研究：国际组织在各国家和地区的配合下，开展过多次国际课程比较研究。中国教育部和美国教育部在21世纪初各组织了两次较大规模的科学课程国际比较研究。结构调整说明2003年版普通高中课程结构2017年版普通高中物理课程结构结构调整说明课程方案方面，在必修学分比例整体降低、选择性学分增加的情况下，物理课程保留了6学分的必修学分数，展现了我国重视基础、多元选择的科学课程设置特色。科目必修学分选择性必修学分选修学分语文80~60~6数学80~60~6外语60~80~6思想政治60~60~4历史40~60~4地理40~60~4物理60~60~4化学40~60~4生物学40~60~4技术（含信息技术和通用技术）60~180~4艺术（或音乐、美术）60~180~4体育与健康12

0~4综合实践活动8

劳动6

合计88≥42≥14第三节课程内容分析与专题研究义务教育物理课程内容分析以“运动与相互作用”主题为例，开展义务教育物理课程内容分析。每小组从“多种多样的运动形式”“机械运动和力”“声和光”“电和磁”四个二级主题中任选一个主题，对比2011年版与2022年版的义务教育物理课程标准有何变化？完成后，请各小组汇报比较结果。义务教育物理课程内容分析以下是部分职前教师对不同版本的义务教育物理课程标准对比分析的结果，请小组对照参考，看一看与你的分析是否一致？整体结构的变化你对于整体结构变化的分析是否准确？内容要求的变化版本20112022内容要求2.1.1知道机械运动，举例说明机械运动的相对性。

2.1.2通过自然界和生活中的一些简单热现象，了解分子热运动的一些特点。知道分子动理论的基本观点。例：观察扩散现象，能用分子动理论的观点加以说明。2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道世界处于不停的运动中。2.1.1知道机械运动，举例说明机械运动的相对性。

2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。

例观察扩散现象，能用分子动理论的观点加以说明。

2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。活动建议(1)观察生活中的机械运动现象，说明这些现象表现出的机械运动的相对性。

(2)利用常用物品设计实验，说明组成物质的微粒在不停地运动。(1)观察生活中的机械运动现象，说明机械运动的相对性。

(2)

利用常见物品设计实验方案，说明组成物质的微粒在不停地运动。(3)

以神舟九号载人飞船与天宫一号目标飞行器成功交会对接为例，讨论机械运动的相对性。增加这一活动建议，不仅是增加了优秀的教学素材，还展现了我国的新科技成就，有助于引导学生增强文化自信，树立科技强国的远大理想。多种多样的运动形式内容要求的变化版本20112022内容要求2.2.4用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。2.2.4能用示意图描述力。会测量力的大小。了解同一直线上的二力合成。知道二力平衡条件。

例5分析静止在水平桌面上杯子的受力情况。呼应2022年版课标前言。2011年版义务教育课程标准与2017年版高中物理课程标准均未提及“同一直线上的二力合成”，而高中阶段学习二力合成时重点已经放在了互成角度的二力合成。因此，义务教育课程标准增加这一条内容要求，有助于加强初高中内容的衔接。机械运动和力内容要求的变化版本20112022内容要求2.2.5通过实验，认识牛顿第一定律。用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。2.2.5通过实验和科学推理，认识牛顿第一定律。能运用物体的惯性解释自然界和生活中的有关现象。

例6了解伽利略在探究与物体惯性有关问题时采用的思想实验，体会科学推理在科学研究中的作用。例7能运用惯性，解释当汽车急刹车、转弯时，车内可能发生的现象，讨论系安全带等保护措施的必要性。这条内容的变化和例6均强调了科学推理在科学研究中的重要作用，呼应物理学科核心素养在科学思维方面的培养要求。机械运动和力内容要求的变化版本20112022内容要求2.2.1会根据生活经验估测长度和时间。会选用适当的工具测量长度和时间。

例1利用步长估测教室的长度。2.2.1会选用适当的工具测量长度和时间，会根据生活经验估测长度和时间。

例1会利用自身的尺度（如步长）估测教室的长度。

例2了解我国古代测量长度和时间的工具，体会古人解决问题的智慧。请你分析这一条内容要求的变化及其原因机械运动和力内容要求的变化版本20112022内容要求2.2.3通过常见事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力，认识力的作用效果。

例2通过实验，认识力可以改变物体运动的方向和快慢。

例3通过实验，认识力可以改变物体的形状。2.2.3通过常见事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力，认识力的作用效果。探究并了解滑动摩擦力的大小与哪些因素有关。

例3通过实验，认识力的作用是相互的。

例4通过实验，认识力可以改变物体运动的方向和快慢，也可以改变物体的形状。请你分析这一条内容要求的变化及其原因机械运动和力内容要求的变化版本20112022内容要求2.3.1通过实验，认识声的产生和传播条件。例1在鼓面上放一些碎纸屑，敲击鼓面，观察纸屑的运动；敲击音叉，观察与其接触的兵乓球的运动。例2将闹钟放到玻璃罩中，抽出空气后，声音变小。2.3.2

了解乐音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害和控制方法。例3列举超声的应用实例例4举例说明如何减弱生活环境中的噪声。2.3.1通过实验，认识声的产生和传播条件。例1在鼓面上放碎纸屑，敲击鼓面，观察纸屑的运动；敲击音叉，观察与其接触的物体的运动。了解实验中将微小变化放大的方法。例2将发声器放入玻璃罩中，逐渐抽出罩内空气，会听到发声器发出的声音逐渐变小，分析导致该现象的原因。2.3.2

了解声音的特性。了解现代技术中声学知识的一些应用。知道噪声的危害及控制方法。例3了解超声波在生产生活和科学研究等方面的应用，如超声、雷达、全属探伤、医学检查等。例4举例说明如何减弱生活环境中的噪声，具有保护自己、关心他人的意识。强化了对实验观察方法的指导。声和光将“生命安全与健康”融入到课程中，关注学生的身心健康发展。内容要求的变化版本20112022内容要求2.3.3

通过实验，探究并了解光的反射定律。探究并了解光的折射现象及其特点。例5探究光束在平面镜上反射时，反射角与入射角的关系。例6通过光束从空气射入水中的实验，认识光的折射现象及其特点2.3.4通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。2.3.5

认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。例7了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机、投影仪中的应用。例8了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。2.3.3

探究并了解光的反射定律。通过实验，了解光的折射现象及其特点。例5探究并了解光束在平面镜上反射时，反射角与入射角的关系。例6通过光束从空气射入水（或玻璃）中的实验，了解光的折射现象及其特点2.3.4探究并了解平面镜成像时像与物的关系。知道平面镜成像的特点及应用。2.3.5

了解凸透镜对光的会聚作用和凹透镜对光的发散作用。探究并了解凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像规律的应用。例7了解凸透镜成像规律在放大镜、照相机中的应用。例8了解人眼成像的原理，了解近视眼和远视眼的成因与矫正方法。具有保护视力的意识。有学者认为，行为动词的调整降低了认知要求。因为2011年版课程标准的《行为动词说明》界定的认知性目标行为动词中，“了解”的水平低于“认识”。声和光内容要求的变化版本20112022内容要求2.3.6

通过实验，了解白光的组成和不同色光混合的现象。例9

观察两只手电筒分别射出的红光与蓝光在白墙上重叠部分的颜色。2.3.7

知道波长、频率和波速

2.3.6

通过实验，了解白光的组成和不同色光混合的现象。例9

观察红、绿、蓝三束光照射在白墙上重叠部分的颜色。活动建议调查社区或学校噪声污染的情况和已采取的控制措施提出进一步控制啋声的建议。阅读说明书，学习使用投影仪或照相机。(3)用凸透镜制作简易望远镜，并用其观察远处的景物。(1）

查阅资料，了解我国古建筑应用声学知识的案例(2)调查社区或工地噪声污染的情况和已采取的控制措施提出进一步控制啋声的建议。(3)用凸透镜制作简易望远镜，用其观察远处的景物。(4)调查社区或城市光污染的情况，提出改进建议将中华优秀传统文化教育融入到物理课程中。声和光内容要求的变化版本20112022内容要求

2.4.1观察摩擦起电现象，探究并了解同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2.4.2通过实验认识磁场。知道地磁场。

2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。

2.4.6知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。例5举例说明电磁波的存在。知道光是电磁波。例6了解广播电台的发射频率和波长。

例7知道手机和卫星通信等都是电磁波的应用。

2.4.1观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。

例2查阅资料，了解静电防止和利用的常用方法。

2.4.2通过实验，认识磁场。知道地磁场。

例3查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。

2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。

2.4.6知道电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。知道波长、频率和波速。了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。例7举例说明电磁波的存在。例8了解广播电台节目的发射频率和波长。

例9知道移动通信和卫星通信等都应用了电磁波。降低了课程内容难度。电与磁联系生活实际展现了我国璀璨的古代科技以及物理学与人类文明发展的关系内容要求的变化版本20112022活动建议活动建议：

（1）利用磁铁和缝衣针制作指南针，验证同极相斥、异极相吸的现象。

（2）研究动圈式扬声器是否可以作为动圈式话筒使用。

（3）用电磁继电器制作一个简易自控装置。

（4）调查电磁波在现代社会中的广泛应用。活动建议：

（1）利用磁体和缝衣针制作指南针，验证同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引。

（2）查阅资料，了解我国北斗卫星导航系统的作用和优势，讨论电磁波在卫星通信技术中的应用。

（3）查阅资料，了解我国磁悬浮列车的发展状况，讨论电磁技术在其中的应用。电与磁这些活动有助于增强学生科技自立自强的信心，树立科技强国的远大理想。新增的学业要求和教学提示学业要求核心素养要素“运动和相互作用”主题下的学业要求物理观念观念建构了解机械运动、分子热运动、声和光、电和磁，了解重力、弹力、摩擦力，通过牛顿第一定律和力的作用效果，认识机械运动和力的关系。应用发展能用这些知识解释自然界的有关现象，解决日常生活中的有关问题，形成初步的运动和相互作用观念。科学思维模型建构知道匀速直线运动、杠杆、光线等物理模型。科学推理能运用运动和力、声和光、电和磁的一些规律分析简单问题，并获得结论。科学论证能在解释自然现象和解决实际问题时引用证据，具有使用科学证据的意识。质疑创新能根据运动和相互作用的知识，指出交流中有关说法的不当之处，并能提出自己的见解。科学探究问题能基于观察和实验，提出与运动和力、声和光、电和磁等现象有关的科学探究问题，并作出有依据的猜想与假设证据在关于杠杆、浮力、光的反射、平面镜成像、凸透镜成像、通电螺线管等科学探究中，能制订初步的实验方案；能正确使用弹簧测力计、刻度尺等相关器材获取实验数据解释能通过对数据的比较与分析，发现数据的特点，进行初步的因果判断，得出实验结论交流能表述实验过程和结果，撰写实验报告科学态度与责任科学本质观知道物理学是对相关自然现象的描述与解释，物理学研究需要观察、实验和推理，体会物理学对人类生活和社会发展的影响科学态度具有对运动和力、声和光、电和磁等知识的学习兴趣和严谨认真、实事求是的科学态度社会责任关心我国古代和现代科技成就，为中华民族的科技成就感到自豪，逐步养成实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感新增的学业要求和教学提示教学提示中的教学策略建议：建议教师联系生产生活实际创设学习情境。强调在教学中渗透科学研究方法，培养学生的科学思维。注重问题导向，合理设计探究活动。该主题涉及较多的必做实验，其中测量类实验3个、探究类实验9个，课堂演示实验和学生必做实验对于学生科学探究能力的提升有着重要作用。充分利用科学史料、中华优秀传统文化有关的素材、我国现代化建设新成就等，培养学生的科学态度与社会责任感。新增的学业要求和教学提示运动与相互作用主题对应的学生必做实验类型要求测量类学生必做实验4.1.4用刻度尺测量长度，用表测量时间。例4用刻度尺测量物理教科书的长和宽，利用具有秒表功能的设备测量自己脉搏跳动30次所用的时间。4.1.5测量物体运动的速度。例5用秒表和刻度尺，测量小球通过某段距离的速度。4.1.6用弹簧测力计测量力。例6用手拉动弹簧测力计体验lN、2N、4N力的大小，测量一本物理教科书所受的重力。探究类学生必做实验4.2.2探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。例2用弹簧测力计、平板、细绳、长方体物块、棉布、毛巾等，探究滑动摩擦力大小与哪些因素有关。4.2.3探究液体压强与哪些因素有关。例3用水、盐水、压强计等，探究液体压强与哪些因素有关。4.2.4探究浮力大小与哪些因素有关。例4用水、盐水、金属块、弹簧测力计等，探究全属块所受浮力与哪些因素有关。4.2.5探究杠杆的平衡条件。例5用杠杆、铁架台、钩码和弹簧测力计，探究杠杆平衡时动力、动力臂与阻力、阻力臂之间的定量关系。4.2.6探究光的反射定律。例6用激光笔、平面镜、光屏及量角器等探究光的反射定律。4.2.7探究平面镜成像的特点。例7用蜡烛（或其他物品）、平板玻璃、刻度尺、白纸等，探究平面镜成像时，像的大小、位置、虚实等有什么特点。4.2.8探究凸透镜成像的规律。例8用蜡烛（或F形光源）、凸透镜、光具座、光屏等，探究凸透镜成像时，像的正倒、大小、位置、虚实等与物距的关系。4.2.9探究通电螺线管外部磁场的方向。例9用小磁针、通电螺线管等，探究通电螺线管外部磁场的方向。4.2.10探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。例10用矩形线图或单根导线、磁体、灵敏电流计等探究产生感应电流的条件。新增的学业要求和教学提示创设与日常生活、社会发展密切相关的真实情境是引导学生建构物理概念、掌握物理规律的基础。新增的学业要求和教学提示运动和相互作用下的情境素材分类：实践情境生活情境社会情境自然情境科技与生产情境科技与生产情境物理学史情境。实践情境生活情境社会情境课程标准内容素材类别2.3声和光（2）调查社区或工地噪声污染的情况和已采取的控制措施，提出进一步控制噪声的建议。社会情境：社会热点话题；物理学对社会发展的影响（如噪音污染）（共1个）自然情境课程标准内容素材类别【教学提示】星系、天体的运动；讨论分析“楼台倒影入池塘”“潭清疑水浅”等诗句所反映的光学原理自然情境：自然界自然发生的现象（如霜、雨、雪的形成）（共3个）科技与生产情境（古代）课程标准内容素材类别2.3声和光（1）查阅资料，了解我国古建筑应用声学知识的案例。2.4电和磁例3查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。科技与生产情境（古代）：物理在农业、工业、科技前沿中的应用（共2个）科技与生产情境（现代）物理学史情境课程标准内容素材类别2.2机械运动和力例6了解伽利略在探究与物体惯性有关问题时采用的思想实验，体会科学推理在科学探究中的作用。【教学提示】介绍伽利略、牛顿等科学家的事迹，让学生感受科学家研究问题的方法和严谨认真、实事求是的科学态度。物理学史情境：物理学发展历程中的事件（共2个）普通高中物理课程内容分析以必修2模块为例，开展义务教育物理课程内容分析。每小组从““机械能及其守恒定律”“曲线运动与万有引力定律”“牛顿力学的局限性与相对论初步”三个主题中任选一个主题，对比2003年版与2017年版（2020年修订）的普通高中物理课程标准有何变化？完成后，请各小组汇报比较结果。普通高中物理课程内容分析以下是部分职前教师对不同版本的普通高中物理课程标准对比分析的结果，请小组对照参考，看一看与你的分析是否一致？整体结构的变化你对于整体结构变化的分析是否准确？内容要求的变化对比新旧课程标准中各主题的内容要求可发现，“机械能及其守恒定律”“曲线运动与万有引力定律”“牛顿力学的局限性与相对论初步”三个主题均有明显变化。内容的变化可以概括为以下三个方面：注重知识整合、关注核心素养、优化文字表述。机械能及其守恒定律主题变化的分析主题在内容结构中的地位和顺序不变，都是第二个模块的第一个二级主题。名称变化，体现内容结构的重构，能源整合至3.4能源与可持续发展。突出物理学的守恒思想。2003年版实验稿物理2主题（一）：机械能和能源新标准必修2主题2.1机械能及其守恒定律（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。2.1.1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。2.1.2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。2.1.4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。机械能及其守恒定律删除/合并增添替换2003年版实验稿物理2主题（一）：机械能和能源新标准必修2主题2.1机械能及其守恒定律（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。2.1.1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。2.1.2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。2.1.4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。整句的替换/行为动词的替换231、删去了“举例说明功是能量变化的量度”2、将“关心”替换为“了解”3、删去“通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系”。4、增加了“定性了解弹性势能”。5、增加了“体会守恒观念对认识物理规律的重要性。”6、在“用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题”前增加了“能”。7、（5）（6）被合并到3.4能源与可持续发展主题中。内容要求的变化机械能及其守恒定律删除/合并增添替换2003年版实验稿物理2主题（一）：机械能和能源新标准必修2主题2.1机械能及其守恒定律（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。2.1.1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。2.1.2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。2.1.4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。1、“功是能量变化的量度”在动能定理、重力势能的变化与做功的关系处均有体现，因此在此处精简处理。2、该实验与探究加速度与物体受力、物体质量的关系相似，此次未列入学生实验3、机械能和能源是两个不同的重要概念，新课标将其分开，放置于电能后，能源部分整合入主题3.4“能源与可持续发展”删除/合并的分析内容要求的变化机械能及其守恒定律删除/合并增添替换2003年版实验稿物理2主题（一）：机械能和能源新标准必修2主题2.1机械能及其守恒定律（1）举例说明功是能量变化的量度，理解功和功率。关心生活和生产中常见机械功率的大小及其意义。（2）通过实验，探究恒力做功与物体动能变化的关系。理解动能和动能定理。用动能定理解释生活和生产中的现象。（3）理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。（4）通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。（5）了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。（6）通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。2.1.1理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。2.1.2理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。2.1.3理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。2.1.4通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。1、“关心”是体验性目标行为动词，“了解”是认知性目标行为动词，作为内容要求更准确。2、补充对弹性势能的要求，细化教学深度和广度要求。3、加强“守恒观念”的教学，体现对培养学生物理观念和科学思维的重视替换和增添的分析内容要求的变化机械能及其守恒定律例子及活动建议的变化分析1、强调受力物体和施力物体概念，确保内容的科学性。2、对应内容要求也被删除，该实验繁难，因此不再做要求。3、例5被整合至3.4主题下的活动建议。体现内容结构化指导下的内容重组。删除/合并替换准确性删除内容重组曲线运动与万有引力定律主题变化的分析变化：将抛体运动、圆周运动、经典力学的成就合并为“曲线运动与万有引力定律”增强内容的系统性、结构性：抛体运动与圆周运动是两种特殊的曲线运动，修改后补充并强调了一般曲线运动，有助于运动和相互作用观的培养曲线运动与万有引力定律内容要求的变化合并增添替换曲线运动与万有引力定律内容要求的变化补充强调了一般曲线运动，强调学生通过实验了解物体做曲线运动的条件帮助学生形成完整的曲线运动的知识结构体系，在必修1所学的直线运动的基础上，拓展对机械运动的认识，进一步理解一般意义的力与运动的关系发展运用所学知识研究新问题的能力增添的分析曲线运动与万有引力定律内容要求的变化加强平抛运动的规律的实验：将“探究平抛运动的特点”写入必做实验重视科学探究，引导学生自主学习，增强科学探究能力和解决实际问题的能力增添的分析曲线运动与万有引力定律内容要求的变化变化：分析“抛体运动”拆分成先“平抛运动”再“抛体运动”；增加“体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想”知识由易到难，内容更具体，增强课标的指导性和实践性明确指出抛体运动化繁为简的分析方法，加强将复杂运动简化为简单运动的思想，促进学生科学思维的提高整句的替换内容要求的变化曲线运动与万有引力定律内容要求的变化更具体、更明确、可操作性更强：明确描述匀速圆周运动的基本物理量：线速度、角速度、周期；对相关物理量提出教学要求，例如回答了“知道向心加速度的什么”的问题—大小和方向新增实验：加强实验探究，使学生更好地理解向心力、向心加速度与各物理量之间的关系。增添的分析曲线运动与万有引力定律内容要求的变化“有关事实”→“史实”：内容更明确，且强调物理学史（牛顿的统一性观念、物理定律的预测功能）在教学中的重要作用，促进学生科学本质观的养成“体会”→“认识”：从体验性目标转向认知性目标，提高学生对科学·技术·社会·环境的认识词语的替换曲线运动与万有引力定律曲线运动与万有引力定律例子及活动建议的变化曲线运动与万有引力定律例子及活动建议的变化牛顿力学的局限性与相对论初步主题变化的分析变化：用“牛顿力学”替换“经典力学”，准确对应高中阶段知识内容，表述更加具体合理。同时，将“牛顿力学的局限性”与“相对论初步”安排在一起可以增强内容的连贯性内容要求的变化牛顿力学的局限性与相对论初步《实验稿》中，课标要求先初步了解经典时空观和相对论时空观，再通过实例了解经典力学的成就与局限性；《新标准》先知道牛顿力学的局限性，在初步了解相对论的时空观。《新标准》的呈现顺序更符合认知规律与科学发展的过程，更符合学生学习思维。顺序的调换内容要求的变化牛顿力学的局限性与相对论初步“认识经典力学的实用范围和局限性”变为“知道牛顿力学的局限性”，降低了对学生的要求，减轻了学生负担。《新标准》中要求学生“人类对自然界的探索是不断深入的”，与《实验稿》相比，更强调科学探索的过程，有利于对学生科学思维、科学态度与责任的培养。替换内容要求的变化牛顿力学的局限性与相对论初步从学生已有的知识基础分析，在学习到必修2时，学生还并未接触到微观世界相关知识，缺乏对波动性、粒子性的认识。。《新标准》删去了相关内容，降低了学生的认知负担。删除了“狭义相对论”相关内容，并将其纳入“初步了解相对论时空观”中使得整体内容更加连贯。删除内容要求的变化牛顿力学的局限性与相对论初步简化对相对论时空观的要求，删掉了经典时空观的内容。《实验稿》中有关宇宙学研究进展位于选修3-4，《新标准》将宇宙学的内容调整至必修模块，使其成为对于全体学生的基本要求，更有利于培养学生物理观念。替换学业要求和教学提示新增的教学提示分三个主题对教学要点进行了说明。“机械能及其守恒定律”主题，新修订的课程标准建议“通过实验及理论推导等方法”帮助学生形成初步的能量观念，体会守恒思想。对于“曲线运动与万有引力定律”主题，教师可以从平抛运动、匀速直线运动等运动形式入手，帮助学生体会物理学中化繁为简的研究方法，拓展对运动多样性的认识，深化概念理解。在“牛顿力学的局限性与相对论初步”主题，新修订的课程标准建议教师初步介绍相对论，引导学生认识到牛顿力学的局限性，培养学生探索自然、追求真理的科学态度与责任。物理课程内容专题分析能量专题分析——能量教学历史回顾能量基础教育教学研究始于1906年，早期形成两种教学思路：以能量为核心推导力、或以力为核心推导能量，学界与教材对此各持主张。1979年能源危机掀起能量教学研讨热潮，1981年相关论文批判操作主义教学弊端，否定功定义能量的方式，主张依托真实情境、立足守恒思想开展能量教学，推动教学改革。物理课程内容专题分析能量专题分析——能量教学历史回顾同期学界分化为温和改革者、激进变革者与传统捍卫者。各派学者围绕能量教学理念展开学术论战，争论核心为坚守正式学科定义还是依托学生原有认知，也折射出科学教育理念转型趋势。21世纪以来立足学生认知的教学理念成为主流，当代能量教学融合历史经验与实证依据，侧重发展学生原有认知，纯学科本位教学设计逐渐没落。物理课程内容专题分析能量专题分析——课程标准国际比较我国：《义务教育物理课程标准(2022年版)》以及《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》均将能量作为物理学科核心素养中“物理观念”中的重要观念。美国：《新一代科学课程标准中,能量不仅是物理学中重要的学科核心概念,也是跨学科概念之一,贯穿了整个基础教育阶段的科学学习过程。英国：在《英国国家课程:科学学习课程》中,能量作为物理、化学、生物学科的一级概念。加拿大安大略省：在1~8年级,物质与能量作为一级主题呈现;在9~12年级,能量作为六个核心概念之一呈现。物理课程内容专题分析能量专题分析——课程标准国际比较内容编排形式多样：多国物理课标能量主题编排方式不同，我国2022义教物理课标设6个二级主题，美国NGSS设4个，英国分学段或设二级主题或直接陈述，加拿大安大略省直接展开内容。核心内容趋于统一：各国均将能量转化、守恒作为能量教学核心，能量形式、耗散等为重要学习内容。物理课程内容专题分析能量专题分析——课程标准国际比较涵盖类型各有侧重：我国侧重机械能、内能、电能、磁能、化学能、核能；美国新增波的能量、能量与生命；英国涵盖食品能量；加拿大涉及能量类型最少。教学重心各具特色：中国侧重各类能量实例、简单机械与能源环境；美国聚焦能量传递转化及系统驱动作用；英国偏重能量计算对比；加拿大注重能源合理利用与可持续发展。认知学段要求存在差异：各国同阶段能量相关知识教学时序不同，动能、能量转化、能量守恒等知识点的起始教学学段划分不统一。物理课程内容专题分析模型建构专题分析——相关研究与分析框架科学哲学领域对模型与建模的认识经历了句法观、语义观、中介观、认知的人造物观等发展历程。模型的句法观：“模型是使理论成立的理想化条件”模型的语义观：“模型是客观实在的表征”模型的中介观：“模型是客观实在和科学认识的中介”认知的人造物观：“模型是有多种实践功能的认识论工具”物理课程内容专题分析模型建构专题分析——相关研究与分析框架综合科学哲学与科学教育中对模型与建模的研究，有研究者从“模型认知”和“模型实践”两个维度建构科学模型的课程分析框架：物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析我国：义务教育与高中物理课程标准中,“模型建构”是科学思维要素之一;

美国：《新一代科学课程标准》中,“建构与使用模型”则是8种科学与工程实践之一。英国：《英国国家课程:科学学习课程》的“关键阶段3”中,要求学生“将科学解释与周围世界的现象联系起来,并开始使用模型和抽象概念来制定和评估解释”，将建模能力的培养与具体的教学内容结合。加拿大安大略省：将模型与沟通交流维度中“用口头、文字等形式组织与表达想法和信息”相结合。物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析模型的本质：四国课标中均无相关内容；模型的可变性：中国美国英国加拿大/1-2年级:区分模型和模型所代表的实际对象、过程或事件。比较模型以确定共同特征和差异。3~5年级:识别模型的局限性。5年级:学生应了解有关太阳系的观点是如何发展起来的,通过思考托勒密、阿尔哈岑和哥白尼等科学家的工作,了解太阳系的地心说是如何让位于日心说的。10~12年级:原子核模型及其在不断变化的证据下的发展。/物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析模型的功能：中国美国英国加拿大1-2年级：能通过口述、画图等方式表达自己的设计与想法；3-4年级：使用模型或自己设计制作模型解释简单的科学现象。5-6年级：能使用或制作模型解释有关的科学现象和过程，能形成常见熟悉实物的动态变化的图景；K-2年级：开发一个基于证据的简单模型，以表征建议的对象或工具。3-5年级：开发或使用模型来描述或预测现象。用一个类比的例子或抽象的表达来描述一个科学的原理或设计解决方案。开发一个图表或简单的物理原型来传达一个提议的对象、工具或过程。6-8年级：开发或使用模型来预测或描述现象。建立一个模型来描述不可观察的机制。开发或使用模型来生成数据，以测试关于自然或设计系统中现象的想法，包括那些代表输入和输出的现象以及那些在不可观察的尺度上的现象。9-12年级：开发或使用多种类型的模型来提供描述机制或预测现象，并根据优点和局限性灵活地在模型类型之间移动。开发或使用模型(包括数学和计算)来生成数据，以支持解释、预测现象、分析系统或解决问题。开发、修改或使用基于证据的模型来说明或预测系统之间或系统组件之间的关系。5年级：向学生介绍太阳和地球的模型，使他们能够解释白天和黑夜。

1-12年级：在口头、语言上用模型组织信息、表达想法。12年级：根据流体镶嵌模型描述细胞膜的结构，并解释被动转运、促进扩散以及大颗粒通过内吞和外吞过程在细胞膜上移动的动态过程；规划并构建一个模型，以说明平衡过程的基本组成部分；利用价层电子对排斥（VSEPR）模型预测简单分子和离子的形状，并画图表示其分子形状；物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析模型使用：中国美国英国加拿大3-4年级：使用模型或自己设计制作模型解释简单的科学现象。7-9年级：了解原子的核式结构模型；知道匀速直线运动、杠杆、光线等物理模型；10-12年级：能说出一些所学的简单的物理模型；能在熟悉的问题情境中应用所学的常见的物理模型；能在熟悉的问题情境中根据需要选用所学的恰当的模型解决简单的物理问题；能将实际问题中的对象和过程转换成所学的物理模型；能将较复杂的实际问题中的对象和过程转换成物理模型；K-2年级：使用和开发代表具体事件或设计解决方案的模型(即图表、绘图、物理副本、立体模型、戏剧或故事梗概)。3-5年级：使用模型来测试与自然或设计系统的功能有关的因果关系或相互作用。6-8年级：开发或使用模型来预测或描述现象。建立一个模型来描述不可观察的机制。开发或使用模型来生成数据，以测试关于自然或设计系统中现象的想法，包括那些代表输入和输出的现象以及那些在不可观察的尺度上的现象。开发或使用模型来预测或描述现象。建立一个模型来描述不可观察的机制。9-12年级：开发或使用多种类型的模型来提供描述机制或预测现象，并根据优点和局限性灵活地在模型类型之间移动。开发或使用模型(包括数学和计算)来生成数据，以支持解释、预测现象、分析系统或解决问题。7-9年级：使用压力模型解释气体的流动，包括简单测量肺容量；学习粒子模型；学习道尔顿原子模型；学习用粒子模型表示的扩散；用光线模型定性解释镜子成像、针孔照相机、光的折射和凸透镜的聚焦作用；10-12年级：将固相、液相和气相分子的排列和运动模型与其密度联系起来9年级：利用玻尔-卢瑟福模型，确定原子内亚原子粒子的位置、相对质量和电荷量；使用模型解释元素在周期表中的位置与其原子结构之间的关系。10年级：使用多种模型表示简单的化学反应；12年级：使用概念和数学种群增长模型来计算生态系统中不同物种的种群增长；

物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析模型评估：中国美国英国加拿大/6-8年级：评估模型对于提议的对象或工具的局限性。9-12年级：评估同一建议工具、过程、机制或系统的两个不同模型的优点和局限性，以选择或修改最适合证据或设计标准的模型。设计一个模型的测试以确定其可靠性。/9年级：比较不同的原子模型；12年级：解释欧内斯特-卢瑟福和尼尔斯-玻尔的实验观察和推论如何促进了氢原子行星模型的发展物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析模型修改：中国美国英国加拿大/3-5年级：协作开发或修改一个基于证据的模型，该模型显示了频繁和定期发生事件的变量之间的关系。9-12年级：评估同一建议工具、过程、机制或系统的两个不同模型的优点和局限性，以选择或修改最适合证据或设计标准的模型。开发、修改或使用基于证据的模型来说明或预测系统之间或系统组件之间的关系。//物理课程内容专题分析模型建构专题分析——课程表征的比较分析建构新模型：中国美国英国加拿大/3-5年级：协作开发或修改一个基于证据的模型，该模型显示了频繁和定期发生事件的变量之间的关系。6-8年级：开发或修改一个模型，以显示变量之间的关系，包括那些不可观察到但预测可观察现象的变量。开发或使用模型来预测或描述现象。建立一个模型来描述不可观察的机制。开发或修改基于证据的模型，以匹配当系统的变量或组件发生变化时发生的情况。9-12年级：开发一个复杂的模型，允许对提议的过程或系统进行操作和测试。开发或使用多种类型的模型来提供描述机制或预测现象，并根据优点和局限性灵活地在模型类型之间移动。开发或使用模型(包括数学和计算)来生成数据，以支持解释、预测现象、分析系统或解决问题。/9年级：研究电路中电流、电位差和电阻之间的关系，并建立表示这些关系的数学模型；10年级：构建分子模型以说明在简单的化学反应；设计并制作一个模型来说明自然温室效应，并用该模型来解释人为温室效应；12年级：构建并绘制重要生化化合物（包括碳水化合物、蛋白质、脂质和核酸）的三维分子模型；为含有单键和多键的分子化合物建立分子模型并编写结构式；建立各种简单有机化合物的分子模型；物理课程内容专题分析科学本质的专题分析——相关研究与分析框架科学本质就是对科学的认识，反映科学这一人类最重要、最成功的认知方式的核心特征和信念。理德曼（Lederman）等提出科学本质的8个维度受到广泛认可。物理课程内容专题分析科学本质的专题分析——相关研究与分析框架科学本质具体描述科学知识的实证性科学至少有一部分是对自然界的观察结果。对于大多数自然现象，科学家都无法直接得到，需要借助工具进行观察，并通过精细的理论框架进行解释。观察、推理和理论体系观察是对自然现象的描述性陈述，这些现象可以通过感官或感官的延伸接触到，观察者可以相对容易地达成共识。推理是对感官不能直接接触的现象的陈述。区别观察与推理，是理解科学世界中大量推理、理论和术语的前提。理论和定律科学理论是公认的、高度证实的、内部一致的解释系统。它有助于解释多个研究领域中大量看似无关的现象。科学理论和定律间的区别与观察和推理的区别密切相关。一般来说，定律是可观察现象之间关系的描述性陈述，理论是对这些可观察现象或规律的推断性解释。理论和定律是不同类型的知识，理论是科学定律的合法化。科学知识的创造性科学知识的产生涉及人类的创造力。科学不是一种无生命的、完全理性的有序活动。科学涉及解释和理论的构建，这需要科学家丰富的创造力。科学的创造性和推理特性共同说明科学是功能性的理论模型，不是现实世界的复制品。科学知识的理论负载科学家的理论、信念、原有知识、经验和期望等背景因素会影响他们研究哪些问题，采用哪些方式，观察（或不观察）什么，如何解释观察结果，也决定了理论在科学知识的产生中的作用。科学不是从中性的观察开始的，观察（研究）总是被源于理论观点的问题所激励和引导，并从理论中得到解释。科学知识的社会、文化嵌入科学作为一项人类事业，在更大的文化背景下进行实践，它的实践者也是这个文化的产物。科学嵌入文化中，遵循并影响为文化的各种元素和智力领域，也受其影响。这些因素包括但不限于社会结构、权力结构、正式、社会经济因素、哲学和宗教。科学方法的不唯一没有任何一种科学方法能确保得到正确的知识。科学家观察、比较、测量、测试、推测、假设、创造想法和概念工具，并构建理论和解释。然而，没有哪种活动程序可以准确无误引导科学家得到有效的解决方案、答案，或者确切、真实的知识。科学知识的暂定性科学知识尽管是可靠的和持久的，但不是绝对的。这些知识，包括事实、理论和定律，都是可以改变的。科学主张随着新证据的出现而发生改变，也随着新理论对当前证据的新解释、文化社会领域的变化或既定研究方向的转变而变化。无论支持实证证据的数量多少，科学假说、理论和定律永远不能被绝对证明。物理课程内容专题分析科学本质的专题分析——相关研究与分析框架除了将课程标准规定的科学本质内容纳入上述分析维度，还需分析每条内容对科学本质教育的具体要求，这涉及到认知复杂度。物理课程内容专题分析科学本质的专题分析——课程标准的比较分析我国《普通高中物理课程标准》（2017年版2020年修订）在《普通高中物理课程标准（实验）》（2003年印发）的基础上，明确提出科学本质教育并贯穿始终。物理课程内容专题分析科学本质的专题分析——课程标准的比较分析部分科学本质维度在课程内部的复杂度有提升。整体来看，2017年版课程标准对于“实证性”“理论和定律”等方面的复杂度水平高于实验版课程标准思考与讨论初中阶段和高中阶段的物理课程结构有何异同,为什么有这些差异?请选择初中某个二级主题或高中某个模块,对比新版课程标准与上一版课程标准的变化,并尝试分析这些变化的可能原因。找到你读中学时的教材,根据上一个问题的对比分析结果,预测教材内容可能发生哪些变化。随后对比新教材,看看你的预测准不准?谢谢！06中学物理教材分析方法中学物理教材分析什么是教材？广义——用于学校教学的所有媒体材料,包括教科书和各种配合教科书使用的印刷资料、多媒体音像资料,以及通过网络形式呈现的教学资料。狭义——教科书。从信息论的观点看，教学本质上是一种信息传递过程。此过程中，教材在一定程度上承载信息源的功能，而课堂教学就是在教师的主导下，学生在其头脑中建构信息。

因此，教材分析是教师解码信息的过程，是实现信息向学生转递的关键步骤。中学物理教材分析问题引领中学物理教材分析需要关注哪些方面？有哪些具体的方法和策略？第一节教材分析的意义与依据问题引领为什么要分析教材？要依据什么分析教材？中小学教材是根据国家课程方案编写的、供义务教育学校和普通高中学校使用的教学用书，以及作为教材内容组成部分的教学材料。教材分析的意义与依据教师进行教学设计的前提教师专业发展的核心途径挖掘教材的育人价值教材分析的意义教师进行教学设计的前提通过分析教材，了解教学目标、内容结构和教育功能，有助于教师明确教学目标，确定教学的重难点，选择教学内容和教学策略。从系统论的观点来看，教材分析是抓住课程内容重点的过程，它涉及掌握物理概念、规律的本质以及它们之间的联系。因为只有通过全方位、多角度的思考和探索，将各知识点置于物理学的整体知识结构中去认识，才能真正掌握某部分教学内容在整个物理课程中的定位，认识知识的本质及与其它知识理解、能力发展间的联系。教材分析的意义教师专业发展的核心途径学科教学知识

（PedagogicalContentKnowledge,PCK）

六种课程转化策略了解：指教师对学科学习目标、教材结构、学科内外相关概念的了解转化：指教师将学科教材转化为符合学生认识方式的内容的复杂过程。讲授评价反思再理解教材分析的意义挖掘教材的育人价值高中物理教材中的育人元素教材是人类优秀文明成果的精华，是国家意志的体现，是社会主流价值观的重要载体。教材分析的意义教材分析的意义小结：教材分析是教师进行教学设计的前提教材分析是教师专业发展的核心途径教材分析有助于挖掘教材的育人价值物理课程标准物理学的知识体系学生的认知特点和教学理论教材分析的依据物理课程标准课程标准指导教材编写、教学实施和考试评价，课程标准是教材编写的指南。物理教材的编写修订必须符合课程标准的要求。因此，物理课程标准是教材分析的首要依据。物理教材是落实课程标准的重要载体。依据课程标准分析教材，也有助于深化对物理课程的认识。

物理课程标准规定了教材的基本导向和基本原则。课程标准要求教材的编写应当贯彻党的教育方针，体现物理课程的基本理念，落实立德树人的根本任务。教材分析的依据物理学的知识体系物理学不是对自然现象的观察归纳总结，而是通过少量基本原理，揭示出自然界的内在规律的一门学科。中学物理教材也力图将物理学家知识体系围绕物理观念进行结构化组织，以学生能更好理解的方式展示出来。中学物理教材还注重展现物理学的研究历程，通过展示物理学家发现问题、提出假设、进行实验以及得出结论的过程或让学生经历上述过程。中学物理教材的主干内容是在经典物理学框架下的基础内容，同时也积极吸纳科技发展的新成果作为教学素材，为学生提供更广阔的学术视野和更多元的发展机会。教材分析的依据学生的认知特点及教学理论教学的主体是学生，教材的开发是为了促进学生的发展。因此，在进行教材分析时，教师需要以学生的认知特点为基础，利用科学教育相关理论分析物理教材编写逻辑。教材分析的依据例如，建构主义的核心观点认为，在进行正式科学教学前，学生头脑中已经有一些相关经验和认识，科学教学是学生通过互动建构新认识的过程。学生的前概念，往往被视作教学的难点，但其实也是教学的起点和资源。

项目式学习确立了设计原则、教学模式、教学策略。当代物理教材往往综合运用这些教学理论，设置了“跨学科实践”“科学探究”“问题解决”等栏目。用好教材栏目优化教学，需要教师了解和掌握科学教学理论并加以实践。第二节教材分析基本方法问题引领教材分析有哪些方法？这些方法分别主要关注什么？这些分析方法的主要内容和步骤是什么？经典的教材分析方法包括知识分析、心理分析、方法论分析和结构分析。教材分析基本方法知识分析侧重于教材内容本身的分析心理分析关注学生的认知过程方法论分析考察教材中的物理思维方式结构分析则关注教材的组织结构和逻辑知识分析法

知识分析是进行中学物理教材分析的基础工作，是以分析知识内涵和关联为主的教材分析方法。因为知识内容一旦选定，它就成了教学活动的主要依据，对教学过程起着制约作用。通过知识分析，教师能够明确教材的编写意图，理解教材所选内容的特点、作用与地位，了解教材的体系及逻辑结构，明确教材的重点、难点，进而挖掘科学方法与能力培养的因素，以及情感态度与价值观教育等因素。教材分析基本方法知识分析法一般包括以下内容：分析教材的编写意图和整体特点分析教材体系与逻辑结构分析教材的重点、难点及其应用分析教材中的其他教育因素教材分析基本方法分析时，可以由整体到局部依次进行，也就是先对整套或整册教材进行分析，再分析教材的单元，最后再分析具体内容。心理分析法物理教材的心理分析是从学生学习物理的认知规律和心理特点入手，研究教材中影响学习的心理因素和教材内容所反映的学习物理的心理过程，包括：由感知、表象、思维、记忆等智力因素构成的认识过程由兴趣、情感、意志等非智力因素构成的意向过程以及能力、性格等学生的个性特征其中重点关注学生学习动机的调动，思维障碍的突破，教学效率的提升等。教材分析基本方法心理分析法一般通过两个途径进行：分析教材的心理因素分析学生在物理学习的具体环节中的心理过程、特点及其障碍教材分析基本方法方法论分析物理教材的方法论分析是以物理教材内容为基础，以物理学的发展史为线索，运用物理学发展中的重要研究方法挖掘、剖析、总结教材中的方法论因素。物理学方法论因素是指教材中所体现的研究物理学所应用的方法，如观察、实验、逻辑思维（分析、综合、归纳、演绎、类比、理想化方法）、数学方法等，以及直觉、猜想等。分析教材中所渗透的这些方法论因素对教师改进教学实践，引导学生主动探究建构知识，培养学生用科学方法解决问题的能力具有重要意义。教材分析基本方法方法论分析一般可以从以下几个方面分析：审视教材知识结构分析教材编写逻辑分析教材内容呈现方式教材分析基本方法结构分析法结构分析法源于系统科学，它是通过分析系统的组成成份及其相互关系，揭示其内部结构乃至外部表现，从而解释或变革其功能的方法。学生学习重要的是要让学生掌握该门课程的基本结构，即基本概念、基本原理和基本方法以及它们之间的相互联系。学生一旦掌握了课程的基本结构，就可以在此基础上扩大和加深对知识的理解、记忆和运用，在学习中形成大量迁移，通过图式、同化、顺应、调节和平衡，在头脑中建立认知结构，再经多次运用与实践转化为能力。教材分析基本方法结构分析法

物理教学中应用结构分析法的一般步骤如下：明确对象与特征发掘本质联系设计简明图示教材分析基本方法结构诠释模型法（InterpretativeStructuralModelingmethod）

结构诠释模型法（ISM）是用于分析具有多个要素的复杂系统的建模工具，它可将系统中各要素之间的复杂、零乱关系梳理为清晰的层级结构形式，揭示系统的要素及其之间的关系。教材分析基本方法结构诠释模型法（InterpretativeStructuralModelingmethod）ISM分析法的关键在将复杂系统分解为几个子系统或要素，然后利用数学逻辑和计算机工具将系统中要素和子系统结构化为多层次和多维度的结构模型。

教材研究中的ISM分析法通过绘制出教材中知识要素的有向结构层级图，掌握最核心知识要素，将零散的要素统整起来，客观反映要素间的内在联系，有利于教师直观感受教材编排的结构和教材内容演进顺序，帮助教师深入了解教材内容发展逻辑，为教师备课和教学过程提供理论性支持。教材分析基本方法结构诠释模型法

ISM分析法的通用流程如右图所示教材分析基本方法结构诠释模型法抽取要素要素抽取是对教材内容的提炼，目标在于确定教材中的核心知识点。

以人教版普通高中物理教科书必修第三册第九章《静电场及其应用》的知识结构分析为例，先制定提取要素标准：（1）教材中标题、小标题所体现的知识要素；（2）在教材正文部分被明确加粗、加黑的内容；（3）除了字体明显标注外的其他重要内容。根据此标准，提取本章知识要素共34个。S1电荷S2质子、中子、电子S3摩擦起电S4正电荷、负电荷S5电荷间排斥或吸引规律S6电荷量S7单位：库仑S8自由电子S9离子S10静电感应S11验电器S12电荷守恒定律S13元电荷S14比荷S15库仑定律S16库仑力（静电力）S17点电荷S18库仑扭秤实验S19静电力常量S20用库仑定律计算静电力S21电场S22静电场S23试探电荷S24场源电荷S25电场强度S26点电荷的电场S27电场强度的叠加S28电场线S29匀强电场S30静电平衡S31尖端放电S32电离S33静电屏蔽S34静电吸附教材分析基本方法结构诠释模型法决定要素间的形成关系对于从教材中提取的知识要素，需要依据它们在教材编排时所呈现的内在逻辑关系确定它们之间的形成关系。教材中，如果在阐明B知识要素需要以理解A知识要素为前提，那么则称A知识要素到B知识要素有形成关系，称A要素为先行要素，称B要素为可达要素。绘制各知识要素间的形成关系时，不能以教师主观逻辑确定形成关系，而以教科书为依据，要明确教科书文本中用哪个概念先被定义，哪个概念后被定义。《静电场及其应用》要素间的形成关系教材分析基本方法结构诠释模型法制作形成关系图形成关系图是一种表示系统各要素间形成关系的有向层级图。

（A+I）k-1≠(A+I)k=(A+I)k+1=R其中I为单位矩阵，R为可达矩阵教材分析基本方法结构诠释模型法制作形成关系图《静电场及其应用》要素的邻接矩阵教材分析基本方法结构诠释模型法制作形成关系图教材分析基本方法由可达矩阵来看，若知识要素除了到达自身外，不能到达任何其他要素，则该要素为最高级，从可达矩阵中可以看出，第S7、S9、S11、S12、S13、S14、S20、S22、S27、S28、S29、S31、S33、S34横行中只有一个1，其余为0，说明对应的知识要素为最高级，将S7、S9、S11、S12、S13、S14、S20、S22、S27、S28、S29、S31、S33、S34去掉后，第S19、S26、S30、S32要素均只能到达该要素自身，不能到达其他要素，因此S19、S26、S30、S32属于次高级。以此类推，得到《静电场及其应用》的层级分类。并可以绘制出《静电场及其应用》的要素的层级有向图。结构诠释模型法制作形成关系图以此类推，得到《静电场及其应用》的层级分类教材分析基本方法第九层级S7、S9、S11、S12、S13、S14、S20、S22、S27、S28、S29、S31、S33、S34第八层级S19、S26、S30、S32第七层S10、S24

、S25

第六层S8、S16、S23

第五层S15、S21第四层S5、S6、S17、S18第三层S4第二层S3第一层S1、S2结构诠释模型法制作形成关系图教材分析基本方法本章最核心的知识要素本章容易忽略但重要的知识要素本章最基本的知识要素结构诠释模型法研讨对于制作出的形成关系图，教师可在此基础上进行研讨。基于教材的内容、学生的学习情况和教师的教学观、教材观，来讨论形成关系图中的要素是否需要变更和增、减，要素间的形成关系是否需要进行修正等。

若需要修正，则返回前面的操作。经过多次的研讨、修改，直到所得的形成关系图基本满意后，利用ISM对教材进行分析才告一段落。教材分析基本方法第三节教材分析的一般步骤问题引领教材分析的每个层级对应着要分析些什么？不同层级的分析在方法和功能上有什么不同？教材分析是逐层深入的过程，可按照从宏观到中观再到微观的顺序进行，各层次的教材分析有不同的关注点、方法和功能。从宏观角度对整套教材进行分析，了解教材的编写意图和理念、内容结构和栏目编排，有助于整体了解教材全貌。从中观角度对教材单元进行分析，了解单元作用和地位，明确单元教学目标，厘清单元内容间的逻辑关系，为单元教学规划奠定基础。从微观角度对教材课时内容进行具体分析，明确每一节内容的作用和地位、编写逻辑、内容组织，掌握课时教学的具体目标、重点难点、活动组织、任务设计、例题习题等具体要素，为课时教学设计和实施奠定基础。教材分析的一般步骤教材分析的一般步骤宏观分析

中学物理教材并不是知识的简单堆积，而是将相互联系的现象、事实、概念、规律和理论等按一定的逻辑结构组成的系统。按照系统论的观点，任何系统的整体功能不等于组成系统的各部分功能之综合。

因此，先从宏观层面整体分析教材，才能领悟教材的整体结构和功能，有助于全面把握教材，并为后续分析奠定基础。在宏观分析中，我们从以下三个内容入手：教材编写意图及理念教材内容结构教材栏目编排教材分析的一般步骤宏观分析教材编写意图及理念

教材编写意图是指编写教材的目的和出发点。具体到中学物理教材，则是促进学生物理核心素养的发展与物理课程目标的达成。

教材编写理念是在编写教材时所秉持的教育观念和价值取向。这种理念通常反映