课程标准高中物理教科书人教版.docVIP

课程标准高中物理教科书(人教版) 选修3-5编写思想 人民教育出版社物理室 苗元秀 选修系列继承了必修教科书的编写思想，即循序渐进、改变学习方式、贯穿探究精神、增强实践意识、重视科学思想与科学方法、渗透情感态度价值观的教育等几个方面。本文以问答的形式，通过选修3-5中的实例对编写思想做些说明。 第十六章 动量守恒定律 ●动量守恒定律的教学安排与过去有什么不同？ 这套教科书关于动量的教学，与过去相比变化较大。编者在这里力求突出两点：体现学习中的探究精神；强调物理学中“不变量”的思想。教科书的逻辑线索如下。 通过实验体会碰撞过程中某量不变这一事实 ↓ 质量与速度的乘积可能具有特殊的物理意义 ↓ 指出几代物理学家曾经探索和争论这个问题 ↓ 定义动量，给出动量守恒定律 ↓ 讨论动量守恒定律与牛顿运动定律的关系，指出动量守恒定律的普适性 ↓ 动量定理 过去的教学往往沿以下思路展开。 给出冲量和动量的定义 ↓ 从牛顿定律出发导出动量定理 ↓ 用动量定理分析两个物体的相互作用，得出动量守恒定律 ↓ 指出动量守恒定律的普适性 可以看出，在新教科书中，动量守恒定律不再是牛顿定律演绎的结果。学生通过自己的实验，看到物体碰撞过程中的确存在某个不变的物理量，心里会多少产生一些“两个物体的mv之和不变”的想法。尽管这个想法肯定是朦朦胧胧的，但却是非常珍贵的，这是探究精神的体现，早年的物理学家初次产生这样想法的时候同样会是朦朦胧胧的。这是科学方法的教育。编者力图通过学校实验室这个小小的天地让学生体会科学的探究性和探究中的不确定性，使学生对科学的本质的认识能够稍稍深入一些。 新教科书没有忽视动量守恒定律与牛顿运动定律的联系，但这个联系出现在动量守恒定律之后（分散在第3、第6两节）。这些讨论的目的不是“导出”动量守恒定律，而是让学生体会物理学的自洽性，体验科学的和谐之美。 ●从实验中的几组数据就能归纳出动量守恒定律吗？ 教科书中的动量守恒定律既不是由牛顿运动定律推导出来的，也不是由学生的实验数据归纳出来的，它是由编者给出来的。关于这一点，第2节有明确的表述：“经过几代物理学家的探索与争论，人们在18世纪形成了这样的共识：……”与能量守恒定律的建立相似，动量守恒定律不是哪个人在哪个确定的年代经过某个实验或某段数学推导而得到的，它是前辈们达到的“共识”。 既然如此，第1节“实验：探究碰撞中的不变量”的意义是什么呢？它的意义在于科学过程的教育，让学生再一次体验实验在科学探究中的作用，体验猜想与假设形成（及验证）的过程，同时也再一次受到实验技能、数据处理的训练。 ●“探究碰撞中的不变量”这个实验中要注意什么？ 这个实验的思路不是直线式的，头绪比较多，必须想清楚之后再操作。 由于是探究性实验，所以要对多个物理量进行考查。教科书建议考查Σmv、Σmv2、Σ……这里要给学生讲清楚：我们研究的是两个物体组成的系统，某一个物体的mv或其他什么物理量在碰撞前后肯定是要变化的，要考查的是，系统中两个物体的这个物理量之和是否变化。 还要对多种形式的碰撞进行考查。例如可以考查两个物体碰撞后结合在一起的情况、碰撞后又分离的情况。在碰撞后又分离的情况中，两个物体分离后可以是继续沿同一方向运动的，也可以是其中一个朝相反方向运动的。考虑到教学时间，教师可以明确规定只研究两种情况：一个弹性碰撞和一个完全非弹性碰撞（两个名词不要告诉学生）。 教科书给出了记录表格的示例，一个表格只能用于一种情况，用来查看这种情况下碰撞前后哪个量是不变的。如果研究两种情况的碰撞，就要制作两张同样的表格。 ●学生能不能独立完成“探究碰撞过程中的不变量”这个实验？ 这个实验的工作量比较大，头绪比较多，要有教师的指导。 教学中的探究与科学工作中的探究有很大区别，它的目的是使学生在探究过程中有所体验。哪些步骤直接告诉学生怎么做，哪些东西要学生自己想，要以什么方式给出提示，等等，都应该根据教学目标、内容的难度、学生基础等因素仔细安排。教师的设计是非常重要的。 由于已经到了高中物理学习的最后阶段，也由于各校的情况不一样，教科书没有对实验的器材、步骤等做严格规定。教科书这样做也是为了给教学提供方便，教师根据自己学校和学生的情况可以有很大的变通。 ●为什么在这章之前一般不提“外力”这个词？ 教科书在必修1中就已经说明，高中物理研究的绝大多数物体都可以看做质点，而质点是没有内部结构的，无所谓内力和外力。只有研究力学“系统”时，例如这里的动量守恒定律和必修中学到的势能，才涉及系统内的相互作用和系统内的物体与系统外的物体的相互作用，这时才区分内力和外力，否则只简单地说“力”