课程教材研究所（人民教育出版社） 张大昌
一、新课程的理念 ●强调课程的三维目标 ●改变学生的学习方式 二、关于科学探究 ●科学探究贯穿于整个课程 ●科学探究不搞形式主义 三、新课程与高考 （黄恕伯先生的研究成果） ●独立思考是学生解题的基本条件 ●实践意识是审题环节的基本素质 ●掌握科学方法是解题的必要条件 四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向，为学习方法导向 ●教科书要成为教师的好帮手 ●教科书要提供物理情景和学习资料 ●教科书不是“圣经” 五、避免进入误区
●不可能对知识要求做出刚性的解释
一、新课程的理念 ●强调课程的三维目标 知识与技能 过程与方法 情感、态度与价值观
研究平抛运动的等时性
过去（教学大纲）：“平抛运动（B ）” 实际教学过程：
1. 实验结论――平抛运动由两个运动叠加 2. 在两个方向上计算它的位置 3. 在两个方向上计算它的瞬时速度
4. 计算速度的大小和方向得到的是一套解决平抛运动的方法，不涉及斜抛运动
研究红蜡块的运动
现在（课程标准）：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动” 建议的教学思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法
“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，蜡块的合运动是匀速运动吗？合运动的轨迹是直线吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”
坐标x = v x t y = v y t 轨迹――消去t y =
v y v x
x
速度 v =v x v y
22
例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。 悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的合运动。
3. 把这个道理应用于平抛运动 水平方向 F = 0， v 0 = v， x = vt
竖直方向F = 重力，加速度 = g ，v 0 = 0，y =速度的大小„„ 速度的方向„„ 轨迹„„ 4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么„„ 得到的是解决抛体运动的一般性方法 又如
向心加速度的方向
过去：绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心 现在：
12gt 2
研究匀速圆周的加速度的方向
提倡理性思维 然而
受到什么启示？
学生学过科学课程之后，将以不同的视角、不同的方法看世界提高了认识世界的能力 又如 同时的相对性
“狭义相对性原理”，“光速不变原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
1. 提倡以事实为基础的理性思维
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
2. 科学的方法与科学的价值观
经验－实验
↓ 假设－理论
↓ 实践的检验
3. 体会人的直接经验的局限性――仍是情感态度价值观的教育 再如
“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
理性思维与实践―― 目的仍在科学价值观的教育 ●改变学生的学习方式 过去：
老师讲、学生听、学生练 我们希望：
独立思考、同伴交流、师生互动
例如公式x =
12
at 的得出（课堂实录）
2
由速度求位移
“速度v ”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2„„5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A ：能。可以用下面的办法估算：
x ＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1 ＝ „„
学生B ：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s ，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A ：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s „„ 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。 又如
实验：验证机械能守恒定律
过去：如何如何操作„„得出什么结论 现在
验证机械能守恒定律
实验方法 所用装置如图。
重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。 要注意的问题
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？ 2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。
求瞬时速度
速度的测量 利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉„„学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。
如果A 、B 、C 是纸带上相邻的三个点（如图）„„所以 v B = AC „„
体现了：独立思考，师生互动
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程 教学中的科学探究是课程理念的体现 以上课堂实录为一例，以上实验也是一例
前人探究的历史也是科学方法与科学精神教育的很好素材 例如 量子论的建立
黑体辐射的规律
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的无穷中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证
●科学探究不搞形式主义
教学中的科学探究不是新八股 不追求探究的“完整性” 科学探究没有一定的模式 “要素”不等于“环节”
（提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作） 科学探究不一定都要做实验 要提高教学效率 例如
超重和失重（课堂实录）
讨论：乘电梯时的感觉
看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化 演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化 小结：加速运动时读数会有变化
什么道理？ 可以用牛顿第二定律来研究！
用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系
讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重 讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重 演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水 练习：解计算题
另一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究――没有必要
三、新课程与高考 （黄恕伯先生的研究成果）
取得好成绩的前提是学好物理学－－“会当凌绝顶，一览众山小” 新课程理念有利于提高考试成绩
●独立思考是学生解题的基本条件
学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础 ●实践意识是审题环节的基本素质
飞镖和“墨水旋风”
实践活动：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。 实践活动：“墨水旋风”
2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）
求加速度满足的条件
一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a 满足的条件是什么？（以g 表示重力加速度）
解 设圆盘质量为m ，桌长为l ，圆盘相对桌布、桌面的加速度分别为a 1和a 2，于是 μ1mg = ma 1 ① μ2mg = ma 2 ②
设圆盘离开桌布时的速度为v 1，相对桌面移动了距离x 1，然后又在桌面上运动了距离x 2后停下，因此有
v 2 = 2a 1x 1 ③ v 2 = 2a 2x 2 ④ 圆盘不会从桌面掉下的条件是 x 1 + x 2 ≤
l
⑤ 2
设圆盘在桌布上运动的时间为t ，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x ，于是有 （根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t ） x =
1 2
a t ⑥ 2
1
a 1 t 2 ⑦ 2
l
⑧ 2
x 1 =
x = x 1 +
解得a ≥
μ1+2μ2
μ1g ⑨ μ2
本题满分：20分，平均得分：3.5分，难 度：0.175 例：一个题目
要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。
：砝码和刻度尺。没有知识问题，缺少实践意识。
意识很难通过集中灌输来建立
新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成
●掌握科学方法是解题的必要条件
新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法
方法通常指解决某个问题的程序。理解某个方法并不等于会运用这个方法。运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。
新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。
例题
质
子流
来自质子源的质子(初速度为零) ，经加速电压为 800 kV 的直线加速器加速，形成电流
－
强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×1019 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。在质子源到靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中，与质子源相距l 和4l 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1与n 2之比为 _______ 。
思路：质子在全过程中做匀加速运动（速度变）；在极短长度内可看为做匀速运动（速度不变）。
知识：●匀加速运动 v 2 ＝2al ●匀速运动 Δs ＝vt ●相等长度下n 与Δs 成反比 难点：学生缺乏“变与不变”的思想
高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。
“变与不变”的思想在新课程中的体现举例 新课程对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理 例如：对于“变”与“不变”关系的处理
△讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（P18）
平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt 内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity）。 显然，平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述精确些，可以把Δt 取得小一些。物体在从t 到t +Δt 这样一个较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。Δt 越小，运动的描述就越精确。可以想像，如果Δt 非常非常小，就可以认为刻t 的速度，这个速度叫做瞬时速度（instantaneous velocity）。
△实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
用打点计时器测量瞬时速度 在图示的例子中，测量后计算得出的是D 、G 两点间的平均速度。如果速度变化得不很剧烈，我们又不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E 点的瞬时速度，也未尝不可。然而，如果把包含E 点在内的间隔取得小一些，例如图中的DF ，那么根据D 、F 两点间的位移Δx 和时间Δt ，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度，就会更准确。
∆x
表示的是物体在时∆t
用
打点计时器测量瞬时速度
△讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v ”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2„„5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A ：能。可以用下面的办法估算：
x ＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1 ＝ „„
由
速度求位移
△推导：用v - t 图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
墙前落石
△做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
计算变力做的
功
△探究：怎样计算变力做的功？（物理2，P16）
例：一道高考题
真空中速度为v = 6.4×107 m/s的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l = 8.0×10-2 m，间距d = 5.0×10-3 m。两极板不带电时，电子沿两极板之间的中线通过。在两极板间加50 Hz 的交变电压u = U 0sin ωt 。如果所加电压的最大值U 0超过某一值U c 时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。
(1) 求U c 的大小。
(2) U c 为何值才能使通过的时间Δt 通跟间断的时间Δt 断之比Δt 通:Δt 断 = 2 : 1？
习题训练之所以受到普遍重视，甚至发展为“题海”，就是只有经历过程才能学到方法。 但是，在很多情况下“题海”练习是一种盲目、杂乱、单调和简单重复的过程。 如何把学生的习题训练，改进成目标科学、程序清楚、形式多样的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。
肤浅的、形式主义的做法不等于新课程 单纯的操练不是提高考试成绩的最佳途径
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向、为学习方法导向
正文以及“思考与讨论”、“说一说”、“实验”、“演示”等各种栏目都要为此服务 例如
第一宇宙速度的引入 思考与讨论
驾驶员与座椅间的压力是多少？
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？„„
（探究式学习――提出问题、猜想与假设、分析论证，以及评估、交流与合作） 例如
强相互作用的引入 说一说
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？
（探究式学习――提出问题） 例如
力的平行四边形定则
教材的不同写法代表了不同的教学理念
原来的教材
图示为橡皮条GE 在两个力的共同作用下，沿着直线GC 伸长„„所以力F 等于F 1和F 2的合力。
在力F 1和F 2的方向上各作线段OA 和OB ，使它们的长度分别表示力F 1和F 2。以OA
OB 为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。 可以看出，合力F 的大小和方向可以用对角线OC 表示出来。
某种新课标教材
图甲表示橡皮条GE 在两个力的共同作用下，沿着直线GC 伸长„„所以力F 等于F 1
和F 2的合力。
我们需要研究的是：合力F 与分力F 1、F 2有什么关系？ 探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。 2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。 3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。 4. 得出你的结论后，改变F 1和F 2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
演示实验只写做法，不写将要出现的现象，更不写结论。目的：鼓励学生 ――细心观察、独立思考、同伴交流、师生互动 ――改变学习方法
●教科书要成为教师的好帮手
循序渐进，分散难点
（落实三维课程目标的前提是“学懂”）
“没有不能攀登的高山，只有上不去的台阶” （泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m）
在教学设计上多替教师做些工作 例如
矢量的教学――不要“一步到位” （1）通过位移初步接触矢量
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律
通过位移了解矢量
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C 点，然后又向东走了30 m，到达B 点 „„你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考） （3）通过实验“得出”矢量的加法
通过实验研究力的合成的法则
（4）给出矢量的科学定义 强调两点： 有方向 平行四边形定则
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则
怎样找出Δv ？
v 1在一小段时间内发生了变化，变成了v 2，你能根据v 1、v 2，按照三角
形定则，找出变化量Δv 吗？
（6）矢量概念的进一步运用
在
向心加速度的学习中运用矢量概念
●教科书要提供物理情景和学习资料
飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题？
提供物理情景例1
提供物理情景例
2
滑动摩擦与静摩擦
生活语言与科学语言的差别
提供学习资料例
2
墙前落石
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm ，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m 。怎样估算这个照相机的曝光时间？
石子从 A 到 B 的运动能否按匀速运动处理？ ――“变”与“不变”的关系
科学漫步
全球卫星定位系统（GPS ）
手持式GPS 定位器
这个GPS 定位器此
刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
车载GPS
1
车载GPS
定位系统2
教科书提供的学习资料包括文字资料
例如
速
度与现代社会
过去：
教科书上的每一句话都要学懂、学透
教科书外的任何（物理）知识都可以不学
教师应该阅读多种教科书
五、避免进入误区
●不可能对知识要求做出刚性的解释
“刚性的解释”：
是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步„„ 例如
《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。
有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？）
于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。 另一方面
如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？
如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？
结论
课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的
教材编写者、教师、考试命题者都有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。
几十年来的中国中学物理教育史证明，在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做不到的。
课程教材研究所（人民教育出版社） 张大昌
一、新课程的理念 ●强调课程的三维目标 ●改变学生的学习方式 二、关于科学探究 ●科学探究贯穿于整个课程 ●科学探究不搞形式主义 三、新课程与高考 （黄恕伯先生的研究成果） ●独立思考是学生解题的基本条件 ●实践意识是审题环节的基本素质 ●掌握科学方法是解题的必要条件 四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向，为学习方法导向 ●教科书要成为教师的好帮手 ●教科书要提供物理情景和学习资料 ●教科书不是“圣经” 五、避免进入误区
●不可能对知识要求做出刚性的解释
一、新课程的理念 ●强调课程的三维目标 知识与技能 过程与方法 情感、态度与价值观
研究平抛运动的等时性
过去（教学大纲）：“平抛运动（B ）” 实际教学过程：
1. 实验结论――平抛运动由两个运动叠加 2. 在两个方向上计算它的位置 3. 在两个方向上计算它的瞬时速度
4. 计算速度的大小和方向得到的是一套解决平抛运动的方法，不涉及斜抛运动
研究红蜡块的运动
现在（课程标准）：
“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动” 建议的教学思路
1. 以红蜡块的运动为例，研究解决二维运动的方法
“我们看出蜡块是向右上方运动的。那么，蜡块的合运动是匀速运动吗？合运动的轨迹是直线吗？这些都不是单凭观察能够解决的。”
坐标x = v x t y = v y t 轨迹――消去t y =
v y v x
x
速度 v =v x v y
22
例题：求飞机在水平方向和竖直方向的分速度。巩固以上方法。 悟出的道理：相互垂直方向的运动可以分别研究，然后求它们的合运动。
3. 把这个道理应用于平抛运动 水平方向 F = 0， v 0 = v， x = vt
竖直方向F = 重力，加速度 = g ，v 0 = 0，y =速度的大小„„ 速度的方向„„ 轨迹„„ 4. 如果抛出时的速度不沿水平方向，那么„„ 得到的是解决抛体运动的一般性方法 又如
向心加速度的方向
过去：绳系石块的圆周运动→石块受力指向圆心→加速度也指向圆心 现在：
12gt 2
研究匀速圆周的加速度的方向
提倡理性思维 然而
受到什么启示？
学生学过科学课程之后，将以不同的视角、不同的方法看世界提高了认识世界的能力 又如 同时的相对性
“狭义相对性原理”，“光速不变原理”
闪光同时到达车厢的前后两壁吗？
1. 提倡以事实为基础的理性思维
相对论以深奥难懂著称。其实，以少数不深奥、不难懂的原理为基础，经过可信的逻辑推理，你会看到，那些神奇的结论竟是十分自然的！
2. 科学的方法与科学的价值观
经验－实验
↓ 假设－理论
↓ 实践的检验
3. 体会人的直接经验的局限性――仍是情感态度价值观的教育 再如
“初步了解广义相对论的主要观点以及主要观测证据”
等效原理
引力使光线弯曲
太阳使星光偏折
理性思维与实践―― 目的仍在科学价值观的教育 ●改变学生的学习方式 过去：
老师讲、学生听、学生练 我们希望：
独立思考、同伴交流、师生互动
例如公式x =
12
at 的得出（课堂实录）
2
由速度求位移
“速度v ”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2„„5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A ：能。可以用下面的办法估算：
x ＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1 ＝ „„
学生B ：这个办法不好。从表中看出，小车的速度在不断增加，0.38只是0时刻的瞬时速度，以后的速度比这个数值大。用这个数值乘以0.1 s ，得到的位移比实际位移要小。后面的几项也有同样的问题。
学生A ：老师要求的是“估算”，这样做是可以的。
老师：你们两个人说得都有道理。这样做的确会带来一定误差，但在时间间隔比较小、精确程度要求比较低的时候，可以这样估算。
要提高估算的精确程度，可以有多种方法。其中一个方法请大家考虑：如果当初实验时时间间隔不是取0.1 s，而是取得更小些，比如0.06 s，同样用这个方法计算，误差是不是会小一些？如果取0.04 s、0.02 s „„ 误差会怎样？
欢迎大家发表意见。 又如
实验：验证机械能守恒定律
过去：如何如何操作„„得出什么结论 现在
验证机械能守恒定律
实验方法 所用装置如图。
重物的质量用天平测出，纸带上某两点的距离等于重物下落的高度，这样就能得到重物下落过程中势能的变化。
重物的速度可以用大家熟悉的方法从纸带测出，这样也就知道了它在各点的瞬时速度，从而得到它在各点的动能。
比较重物在某两点的动能与势能之和，就能验证机械能是否守恒。 要注意的问题
1. 重物下落过程中，除了重力外会受到哪些阻力？怎样减少这些阻力对实验的影响？ 2. 重物下落时，最好选择什么样的两个位置作为过程的开始和终结？
3. 为了增加实验结果的可靠性，可以重复进行多次实验，还可以在一次下落中测量多个位置的速度，比较重物在这些位置上动能与势能之和。
4. 实验报告中要写明这次实验的目的、原理、器材、主要实验步骤、数据的分析、结论，以及对结论可靠性的评估（包括对可能产生的误差的分析）。
求瞬时速度
速度的测量 利用纸带测量瞬时速度，所用的方法大家已经熟悉„„学过了匀变速运动的规律，并且已经知道自由落体的运动是匀变速运动，我们就可以用一个更简单、更准确的方法测量重物下落时的瞬时速度了。
如果A 、B 、C 是纸带上相邻的三个点（如图）„„所以 v B = AC „„
体现了：独立思考，师生互动
二、关于科学探究
●科学探究贯穿于整个课程 教学中的科学探究是课程理念的体现 以上课堂实录为一例，以上实验也是一例
前人探究的历史也是科学方法与科学精神教育的很好素材 例如 量子论的建立
黑体辐射的规律
19世纪，经典的力学、电磁学、统计物理学取得了极大的成就。威廉·汤姆孙1900年元旦，回顾了物理学过去几百年的发展，充满自信地宣称：科学的大厦已经完成，未来的物理学家只要做些修补的工作就可以了。不过他也承认，“明朗的无穷中还有两朵小小的、另人不快的乌云。”
黑体辐射――经典电磁学――矛盾――普朗克假设――推理（数学）――验证
●科学探究不搞形式主义
教学中的科学探究不是新八股 不追求探究的“完整性” 科学探究没有一定的模式 “要素”不等于“环节”
（提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析与论证、评估、交流与合作） 科学探究不一定都要做实验 要提高教学效率 例如
超重和失重（课堂实录）
讨论：乘电梯时的感觉
看录像：在电梯中，人站在体重计上，展示电梯运动时读数的变化 演示：手提测力计，下面有砝码，观察上下运动时读数的变化 小结：加速运动时读数会有变化
什么道理？ 可以用牛顿第二定律来研究！
用牛顿第二定律列方程，求解，得出定量关系
讨论：各种情况下物体对支持物的压力与物体重量的关系――超重和失重 讨论：生活中的超重和失重、航天活动中的超重和失重 演示＋看录像：漏水的瓶子，自由下落时不再漏水 练习：解计算题
另一种意见：走到电梯中去，实际测量电梯运动时读数的变化，总结规律，这才叫探究――没有必要
三、新课程与高考 （黄恕伯先生的研究成果）
取得好成绩的前提是学好物理学－－“会当凌绝顶，一览众山小” 新课程理念有利于提高考试成绩
●独立思考是学生解题的基本条件
学生在新课程中养成的自主学习能力为解题奠定了良好的基础 ●实践意识是审题环节的基本素质
飞镖和“墨水旋风”
实践活动：按图制作飞镖，抛出后观察飞镖飞行方向的变化和落地时插入泥土的方向。 实践活动：“墨水旋风”
2004年高考全国理综试卷Ⅱ第25题）
求加速度满足的条件
一个小圆盘静止在桌布上，位于一个方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB 边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以恒定加速度a 将桌布抽离桌面，加速度的方向是水平的且垂直于AB 边。若圆盘最后未从桌面掉下，加速度a 满足的条件是什么？（以g 表示重力加速度）
解 设圆盘质量为m ，桌长为l ，圆盘相对桌布、桌面的加速度分别为a 1和a 2，于是 μ1mg = ma 1 ① μ2mg = ma 2 ②
设圆盘离开桌布时的速度为v 1，相对桌面移动了距离x 1，然后又在桌面上运动了距离x 2后停下，因此有
v 2 = 2a 1x 1 ③ v 2 = 2a 2x 2 ④ 圆盘不会从桌面掉下的条件是 x 1 + x 2 ≤
l
⑤ 2
设圆盘在桌布上运动的时间为t ，这段时间内桌布相对桌面移动的距离为x ，于是有 （根据实际情况不难想到：桌布加速度的大小影响圆盘在桌布上的运动时间t ） x =
1 2
a t ⑥ 2
1
a 1 t 2 ⑦ 2
l
⑧ 2
x 1 =
x = x 1 +
解得a ≥
μ1+2μ2
μ1g ⑨ μ2
本题满分：20分，平均得分：3.5分，难 度：0.175 例：一个题目
要测量一个准确弹簧秤内弹簧的劲度，说出至少需要的器材。
：砝码和刻度尺。没有知识问题，缺少实践意识。
意识很难通过集中灌输来建立
新课程的各种体验性活动有利于实践意识的形成
●掌握科学方法是解题的必要条件
新课程注重使学生掌握科学思想、科学方法
方法通常指解决某个问题的程序。理解某个方法并不等于会运用这个方法。运用某一方法的前提是具有运用这种方法的意识。这种意识的建立难以通过“讲”来完成，它需要经历相应“过程”的体验。
新课程重视学习的过程，让学生在自主学习的过程中总结、领悟解决问题的思路，为掌握科学的思维方法创造了基本的条件。
例题
质
子流
来自质子源的质子(初速度为零) ，经加速电压为 800 kV 的直线加速器加速，形成电流
－
强度为1 mA的细柱形质子流，已知质子电荷e = 1.60×1019 C。这束质子流每秒打到靶上的质子数为________。在质子源到靶之间的加速电场是均匀的。在质子束中，与质子源相距l 和4l 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1与n 2之比为 _______ 。
思路：质子在全过程中做匀加速运动（速度变）；在极短长度内可看为做匀速运动（速度不变）。
知识：●匀加速运动 v 2 ＝2al ●匀速运动 Δs ＝vt ●相等长度下n 与Δs 成反比 难点：学生缺乏“变与不变”的思想
高考统计：得分率0.093，主要错在后一问。多数学生不会运用“变与不变”的思想分析具体的问题。
“变与不变”的思想在新课程中的体现举例 新课程对重要方法的教学进行了系统化、结构化的处理 例如：对于“变”与“不变”关系的处理
△讲解：平均速度和瞬时速度——渗透“极限”（P18）
平均速度和瞬时速度 一般说来，物体在某一时间间隔内，运动的快慢也不一定是时时一样的，所以由（1）式求得的速度，表示的只是物体在时间间隔Δt 内的平均快慢程度，称为平均速度（average velocity）。 显然，平均速度只能粗略地描述运动的快慢。为了使描述精确些，可以把Δt 取得小一些。物体在从t 到t +Δt 这样一个较小的时间间隔内，运动快慢的差异也就小一些。Δt 越小，运动的描述就越精确。可以想像，如果Δt 非常非常小，就可以认为刻t 的速度，这个速度叫做瞬时速度（instantaneous velocity）。
△实验：测速度——用平均速度代表瞬时速度（P23）
用打点计时器测量瞬时速度 在图示的例子中，测量后计算得出的是D 、G 两点间的平均速度。如果速度变化得不很剧烈，我们又不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表E 点的瞬时速度，也未尝不可。然而，如果把包含E 点在内的间隔取得小一些，例如图中的DF ，那么根据D 、F 两点间的位移Δx 和时间Δt ，算出纸带在这两点间的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度，就会更准确。
∆x
表示的是物体在时∆t
用
打点计时器测量瞬时速度
△讨论：已知各时刻速度，是否可以估算位移（P40）
老师拿来了一位往届同学所做的“探究小车的运动规律”的测量记录（见下表），表中“速度v ”一行是这位同学用某种方法（方法不详）得到的物体在0、1、2„„5几个位置的瞬时速度。原始的纸带没有保存。
以下是关于这个问题的讨论。
老师：能不能根据表中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移？
学生A ：能。可以用下面的办法估算：
x ＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1 ＝ „„
由
速度求位移
△推导：用v - t 图象导出匀变速运动的位移公式（P41）
墙前落石
△做一做：通过照片估算照相机的曝光时间（P47）
计算变力做的
功
△探究：怎样计算变力做的功？（物理2，P16）
例：一道高考题
真空中速度为v = 6.4×107 m/s的电子束连续射入两平行极板之间，极板长度为l = 8.0×10-2 m，间距d = 5.0×10-3 m。两极板不带电时，电子沿两极板之间的中线通过。在两极板间加50 Hz 的交变电压u = U 0sin ωt 。如果所加电压的最大值U 0超过某一值U c 时，开始出现以下现象：电子束有时能通过两极板；有时间断，不能通过。
(1) 求U c 的大小。
(2) U c 为何值才能使通过的时间Δt 通跟间断的时间Δt 断之比Δt 通:Δt 断 = 2 : 1？
习题训练之所以受到普遍重视，甚至发展为“题海”，就是只有经历过程才能学到方法。 但是，在很多情况下“题海”练习是一种盲目、杂乱、单调和简单重复的过程。 如何把学生的习题训练，改进成目标科学、程序清楚、形式多样的优化过程，是摆在我们面前的一个极有实践价值和理论意义的研究课题。
肤浅的、形式主义的做法不等于新课程 单纯的操练不是提高考试成绩的最佳途径
四、教科书的作用
●教科书为课程目标导向、为学习方法导向
正文以及“思考与讨论”、“说一说”、“实验”、“演示”等各种栏目都要为此服务 例如
第一宇宙速度的引入 思考与讨论
驾驶员与座椅间的压力是多少？
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？„„
（探究式学习――提出问题、猜想与假设、分析论证，以及评估、交流与合作） 例如
强相互作用的引入 说一说
质子带正电，但质子（与中子一起）却能聚在一起构成原子核。根据你的推测，原因可能是什么？
（探究式学习――提出问题） 例如
力的平行四边形定则
教材的不同写法代表了不同的教学理念
原来的教材
图示为橡皮条GE 在两个力的共同作用下，沿着直线GC 伸长„„所以力F 等于F 1和F 2的合力。
在力F 1和F 2的方向上各作线段OA 和OB ，使它们的长度分别表示力F 1和F 2。以OA
OB 为邻边作平行四边形。量出这个平行四边形的对角线的长度。 可以看出，合力F 的大小和方向可以用对角线OC 表示出来。
某种新课标教材
图甲表示橡皮条GE 在两个力的共同作用下，沿着直线GC 伸长„„所以力F 等于F 1
和F 2的合力。
我们需要研究的是：合力F 与分力F 1、F 2有什么关系？ 探究时要注意下面几个问题。
1. 几个力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。 2. 几个力的大小由所挂砝码决定，用力的图示法在纸上画出表示几个力的箭头。 3. 怎样表述合力的大小、方向与分力的大小、方向的关系？
建议用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，也许能够得到启示。 4. 得出你的结论后，改变F 1和F 2的大小和方向，重做上述实验，看看结论是否相同。
演示实验只写做法，不写将要出现的现象，更不写结论。目的：鼓励学生 ――细心观察、独立思考、同伴交流、师生互动 ――改变学习方法
●教科书要成为教师的好帮手
循序渐进，分散难点
（落实三维课程目标的前提是“学懂”）
“没有不能攀登的高山，只有上不去的台阶” （泰山：1 524 m；一个峭壁：5 m）
在教学设计上多替教师做些工作 例如
矢量的教学――不要“一步到位” （1）通过位移初步接触矢量
（2）通过思考与讨论“领悟”矢量相加的特殊规律
通过位移了解矢量
一位同学从操场中心中发，向北走了40 m，到达C 点，然后又向东走了30 m，到达B 点 „„你能通过这个实例总结出矢量相加的法则吗？
（这时还不要求得出这个法则，但要思考） （3）通过实验“得出”矢量的加法
通过实验研究力的合成的法则
（4）给出矢量的科学定义 强调两点： 有方向 平行四边形定则
（5）通过“说一说”深化矢量相加的法则
怎样找出Δv ？
v 1在一小段时间内发生了变化，变成了v 2，你能根据v 1、v 2，按照三角
形定则，找出变化量Δv 吗？
（6）矢量概念的进一步运用
在
向心加速度的学习中运用矢量概念
●教科书要提供物理情景和学习资料
飞机起飞时每隔 4 s 曝光一次所得照片。这张照片说明什么问题？
提供物理情景例1
提供物理情景例
2
滑动摩擦与静摩擦
生活语言与科学语言的差别
提供学习资料例
2
墙前落石
从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。
已知每块砖的平均厚度为 6 cm ，拍摄到的石子位置 A 距石子起落点的竖直距离约 2 m 。怎样估算这个照相机的曝光时间？
石子从 A 到 B 的运动能否按匀速运动处理？ ――“变”与“不变”的关系
科学漫步
全球卫星定位系统（GPS ）
手持式GPS 定位器
这个GPS 定位器此
刻处于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你还能获得哪些信息？
车载GPS
1
车载GPS
定位系统2
教科书提供的学习资料包括文字资料
例如
速
度与现代社会
过去：
教科书上的每一句话都要学懂、学透
教科书外的任何（物理）知识都可以不学
教师应该阅读多种教科书
五、避免进入误区
●不可能对知识要求做出刚性的解释
“刚性的解释”：
是否要求计算、所用公式能否变形、综合应用时解题过程不能超过几步„„ 例如
《课程标准》10页要求 “知道万有引力定律”，而在6 页关于行为动词的说明中，“知道”与“计算”不是同一层次的要求。
有人由此得出结论：对于万有引力定律不要求计算（？）
于是说课标应该修改万有引力定律要求的表述，或者修改行为动词的解释。 另一方面
如果“知道”层次排除计算，13页“知道胡克定律”该怎么办？
如果“知道”层次都要求计算，47页“知道电子云”该怎么办？
结论
课标给出的“知道”、“理解”等要求是相对的
教材编写者、教师、考试命题者都有足够的能力根据知识在物理学中的地位、高中学生的基础和学习能力等几方面的因素，做出正确处理。
几十年来的中国中学物理教育史证明，在教学大纲、课程标准中用文字来限制知识与习题难度的企图是做不到的。