普通高中物理课程标准实验教科书的特点和编写思路沪科版选修31.docx

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普通高中物理课程标准实验教科书的特点和编写思路沪科版选修31

沪科教版普通高中物理课程标准实验教科书

《物理3-1》的编写思路和特点

沪科教版普通高中课程标准实验教科书选修《物理3-1》，是按照《基础教育课程改革纲要（试行）》的精衶，根据《普通高中物理课程标准（实验）》的要求编写的。

教科书力图全面落实课程标准对选修模块的要求，体现课程改革的理念，认真貫彻和完成高中物理课程标准所规定的教育内容和任务，以实现整体提高学生科学素养的总目标。

根据课程标准的要求，我们将电场、磁场和电路三个方面的知识，按照其内在的逻辑联系，通过观察实验和分析论证两条主要途径，构建成“电荷的相互作用”、“电场与示波器”、“从电表电路到集成电路”、“探究闭合电路欧姆定律”、“磁场与回旋加速器”五章内容。

一、本册教材的特点与编写思路

教科书比较完整，系统地展示了电磁学中“场”和“路”的核心内容，通过分析论证和实验探究两条途径引导学生自主学习，让他们在主动地索取知识，训练技能，在探索知识与训练技能的过程中，体验物理学思想、方法的重要性，受到情感、态度与价值观的熏陶，比较好地体现了课程改革的三维目标要求。

本模块的编写思路是以“电场——电路——磁场”为线索，根据课标要求，将“场”和“路”两个方面的基础知识，按照它们内在的逻辑联系，通过理性思考和观察实验两条腿走路的方式完成的。

如第一章和第二章内容就是以电场知识为核心展开的，第三章和第四章内容就是以电路知识为核心展开的，第五章内容就是以磁场为核心展开的。

本模块的编写特点主要有：

1、精心设计学习背景，寻找理想的呈现和展开学习内容的载体，如“闪电雷鸣”、“示波器”、“多用表”、“印刷电路和集成电路板”“费米实验室的回旋加速器”等；

2、在强调观察实验方法指导的基础上，突出理性思考过程中各种科学思想和科学思维方法的渗透，如理想模型思想方法、从特殊到一般的推理方法、形象描述方法、比较、比值和类比的方法等等。

３、在观察实验和理性思考的过程中，设计相关的问题，采用问题点拨和问题串启发的方式，引导学生合乎逻辑地分析并开展交流与讨论。

关于这方面的例子教材各章都有，不再例举。

４、精选设置栏目的内容，采用旁批的手段，拓展学生的知识面，辅助学生理解教材正文，满足不同学生的学习需求。

二、各章教材编写思路和特点的分析

现分章来介绍本实验教科书的编写思路和特点，并对各章教材编写的重点，以及有关问题作出必要的说明。

第一章电荷的相互作用

本章教材突出从宏观到微观，从现象到本质的探究过程。

强调从生活走向物理，从物理进入社会的理念。

突出观察实验和理性思考相结合，重视科学思想的渗透和科学方法的指导。

教材根据课标提出的要求，“了解静电现象及其应用。

能用原子结构和电荷守恒知识分析静电现象。

知道点电荷，体会理想模型方法。

知道点电荷相互作用规律。

通过静电力和万有引力的对比体会自然规律的多样性和统一性。

了解静电场是物质存在的形式之一”。

我们在编写过程中，注意在内容的呈现形式上活泼多样，在内容的深度和广度上做到适度的开放，以便满足不同学生的学习需求。

本章教材首先以雷电自然现象为背景，提出全章要探究的一连串的问题，如雷电是怎样产生的？

电是从哪里来的？

物体带电的本质是什么？

电荷有哪些特性？

电荷的相互作用遵循什么规律？

人类应该怎样利用这些规律？

教材将这些问题分解到《静电现象与电荷守恒》、《探究电荷相互作用规律》、《静电与生活》三节内容中，通过“观察实验”和“分析论证”两条途径引导学生展开探究。

例如，第一节《静电现象与电荷守恒》，教材在初中物理学知识的基础上，将“摩擦起电、感应起电和电荷守恒”三个重点知识，以实验探究和分析论证相结合的方式展开。

首先引导学生通过分析论证的途径，根据物质的电结构原理来说明摩擦起电的原因，同时应用验电器来检验摩擦后的物体带是否带电，并要求学生利用电荷相互作用知识来解释以电器指针偏转的道理。

接着又引导学生通过实验探究的途径，引出感应起电概念，分析感应起电原因。

最后再应用演示实验的方式引出电荷守恒的规律，并通过物理学家密立根发现“元电荷”，引出电子的电荷量，以及电子的荷比。

本节教材在让学生了解摩擦、感应起电原因和认识电荷守恒规律的同时，让学生经历观察实验和理性思考相结合的方式获取物理知识的过程，感悟观察实验方法和分析论证方法的重要性，并从电荷守恒的规律中领悟“守恒”的思想，从元电荷中进一步了解“物理常量”概念，认识物理常量的意义。

为了满足不同学生学习需求，教材通过信息浏览栏目介绍电荷的量子化与正电子。

又如第二节《探究电荷相互作用规律》，教材通过定性实验和介绍定量实验相结合的方式呈现全节内容。

首先通过定性实验得出电荷相互作用跟“电荷量”和“电荷之间距离”的定性关系。

接着说明历史上曾经在定量实验研究电荷相互作用上遇到的三大困难。

（1）、当时没有测量微小电力的工具；

（2）、没有测量电量的单位；（3）、对带电体上电荷分布情况也不清楚，因此难以确定相互作用的电荷之间的距离。

接着重点介绍库仑是怎样克服上述困难的，并通过精确的定量实验发现电学中的第一个定律，为了让学生确信库仑定量实验的精确性，教材还展示了库仑当时实验得出的一组数据。

教材在介绍库仑实验时，还渗透了测量工具研制对物理规律发现的的价值；突出了建立“点电荷”模型的思想与方法的意义；说明了等量电荷分配原理的巧妙应用。

最后借助案例的分析，比较库仑定律和万有引力定律，它们在内容和形式上均十分相似，都是跟距离平方成反比关系，反应了自然规律的和谐、统一，由于它们又是分别反应两种力的作用规律，这又是物理规律多样性的表现。

让学生感悟自然规律的统一性和多样性的思想。

在第三节《静电与生活》中，教材首先说明静电无处不在，从而引出问题——静电给我们的工作带来什么影响？

我们应如何“趋其利，避其害”呢？

接着说明雷电成因，通过火花放电模拟雷电实验和古今避雷措施的图示对比，让学生领悟避雷原理。

最后回到静电的应用和防护上来。

全章教材较充分地体现了从生活和自然走向物理，再由物理走向社会的理念。

本章教材的重点是电荷守恒定律和库仑定律的探究。

教材在引导学生揭示这两个自然规律中，突出了探究过程和科学思想与方法的重要性。

如在演示电荷守恒实验中采用观察现象与解释现象相结合的方法让学生领悟这一自然规律。

又如在库仑定律的探究过程中，教材采用定性实验和定量实验相结合的方法，通过库仑克服定量实验中的三大困难介绍，让学生领悟研制测量工具的价值，建立“点电荷”理想模型的思想与方法的意义，以及采用巧妙的方法，应用等量电荷分配原理克服了没有电量单位的困难。

此外，教材通过库仑力和万有引力对比的案例分析，让学生领悟自然规律的统一性和多样性的唯物辩证思想。

第二章电场与示波器

本章教材精心为学生创建了学习电场知识的情景，让学生在观察、了解示波器的结构和工作原理的过程中，探究电场的力的和能的性质。

全章教材充分展示分析论证的过程，并在分析的过程中充分体现科学思维方法的意义和价值。

使学生感受到在学习高中物理的过程中，科学思维方法的重要性。

根据课标提出的要求，“理解电场强度。

会用电场线描述电场。

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。

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”。

本章教材设计了一些思考性问题，安排了相关的课题研究，编排了一些“多学一点”、“STS”、“信息浏览”等栏目的内容，目的是培养与训练学生自主学习与探究的能力。

同时也满足不同学生的学习需求，体现了教材的灵活性和开放性。

教材首先展现示波器和示波器荧屏上的波形图，简述示波器的结构与原理，并从分析电子束的偏转引出“电场”概念，提出全章要探究的问题，如电场具有什么性质？

如何研究电场？

电场对电场中的电荷会产生什么作用？

如何利用电场控制场中电荷的运动？

等等，接着以探究电场力的和能的两个方面的性质为重点，突出分析论证的过程，注重渗透了比较、类比、控制变量、比值和从特殊到一般等具体的科学思维方法，采用旁批和多个栏目镶嵌的形式展开全章内容，最后，从示波管中的偏转电极引出电容器和电容概念，并用实验方法探究影响平行板电容器电容的因素，再利用电场力的和能的性质来揭示示波管中电子束运动的规律，并回到示波器的简单操作与使用上来。

因此，全章内容与课标要求，可以说是在“示波器”这一载体上生动地呈现出来的。

例如，第一节“探究电场力的性质”，教材首先从介绍历史上曾用“超距离作用”的观点来说明力的传递。

后来法拉第等科学家在大量实验的基础上，通过科学的想象，大胆地提出“场”的概念，并证明“场”是物质存在的另一种形态，冲破了“超距离作用”的观点。

这是人类在认识自然上的一个飞跃，教材通过旁批的手段，呈现爱因斯坦对“场”概念的建立给予的高度评价——“在物理学中出现了一个新的概念，这是牛顿时代以来最重要的发明：

场。

用来描述物理现象最重要的不是带电体，也不是粒子，而是带电体之间与粒子之间的空间中的场，这需要很大的科学想象力才能理解”。

教材采用这种方法引出电场概念，不仅仅是让学生来学习一个全新的物理概念，更重要的是让学生体会到人们是如何在事实和实验的基础上，冲破思想观念上的束缚，建立新的物理概念的。

接着教材引导学生明确研究对象——点电荷的电场，介绍研究点电荷电场的具体分析方法，引入试探电荷，让学生应用库仑定律，并参照图2-2和2-3，应用比较的方法进行分析。

（1）比较同一试探电荷在不同位置受到的电场力跟试探电荷电量的比值。

（2）、比较不同试探电荷在同一位置受到的电场力跟试探电荷电量的比值，进而引出电场强度概念、方向和单位。

同时，介绍应用电场线形象描述电场的方法，采用图文结合的方式展示各种电场的方向和强弱。

最后，教材又通过分析论证，引导学生参照力的合成知识，利用平行四边形定则，导出电场叠加所遵循的规律。

同时提出“空间某处周围的正电荷的越多，电场强度一定越大”和“在一个正电荷周围再放一个负电荷，空间各处的电场强度一定变小”两种说法是否正确的问题供同学们讨论，目的是让学生加深对电场叠加原理的理解。

又如，教材用两节内容来探究电场的能的性质。

首先以匀强电场为研究对象，通过分析论证的途径找出电场力做功的特点，并推广到任意静电场，体现了从特殊到一般的推理方法。

然后采用跟“重力做功引起物体重力势能变化”作类比，推证电荷的电势能变化跟电场力做功的关系式w=qEL。

并将关系式w=qEL变换成（w/q）=EL进行分析：

电荷在电场中电势能的变化量跟电荷的电量之间的比值，仅与电场强度和电场中两点位置有关。

也就是说这个比值完全取决于电场自身的因素，反应了电场具有能的性质，进而引出电势差的概念。

与此同时再引导学生从做功的正负来认识电势差正负的意义。

接着又引导学生仍然是通过分析论证的途径，应用类比和比值的方法建立电势概念，以及认识电势的相对意义，它跟零电势点的选择有关。

最后，采用跟地理学中的等高线作类比的方法引出等势线概念。

综上所述，教材在探究电场的能的性质中，突出让学生经历理性分析的过程，几乎处处渗透科学思维方法的应用。

在第四节“电容器电容”中，教材从示波管中的偏转电极两板上加电压后有电荷积累现象，引出储存电荷的元件——电容器。

通过演示观察电容器充、放电过程，应用类比的方法和比值的方法帮助学生建立电容概念，认识电容单位。

接着引导学生用实验的方法探究影响平行板电容器电容的因素，最后再向学生介绍常见的电容器。

在第五节“探究电子束在示波管中的运动规律”，教材通过图文结合的方式，介绍示波管的主要结构，应用近似处理的方法，将示波管内的偏转电极内部视为匀强电场，采用模拟实验的方法演示电子束运动的轨迹，并让学生跟重力场中物体运动作类比，然后再通过分析论证的途径，引导学生分析电子在电子枪、偏转电极和离开偏转电极三种情况下的运动，并提出相关问题供同学们讨论。

最后顺理成章地回到示波器的简单操作和使用上，使教材做到了前呼后应。

本章教材重点是电场力的性质和能的性质的分析论证过程，重视引导学生经历理性分析的过程。

例如，引导学生