摘 要: 本文以曲線運動為例比較了新一輪課改前后人教版新舊物理教材,通過比較新舊教材的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、方法,鼓勵教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,做新課改的推動者,探索更適合新課程理念的教學(xué)思路。
關(guān)鍵詞: 曲線運動 新舊教材 教材比較
在教育改革的大背景下,對新舊高中物理教材進行比較,對落實素質(zhì)教育、轉(zhuǎn)變教師教育理念及探索與之相對應(yīng)的教學(xué)方法,無論在理論上,還是在實踐上都具有現(xiàn)實的意義。本文以曲線運動為例,比較人教版高中物理必修二(簡稱新教材)和全日制高中物理第一冊(簡稱舊教材)。
1.曲線運動新、舊教材結(jié)構(gòu)內(nèi)容比較
1.1教材結(jié)構(gòu)內(nèi)容的總體分析。
總的來看,章節(jié)編排順序基本不變。新教材大體繼承了原教材“曲線運動→運動的合成和分解→平拋運動→勻速圓周運動”的知識線索。關(guān)于平拋運動的學(xué)生實驗,舊教材基本上屬于測定性實驗,測定平拋運動的初速度,而新教材則把該實驗改為探究性實驗,在第三和第四兩節(jié)分別從實驗和理論兩個方面探究平拋運動的規(guī)律。新教材把舊教材第四節(jié)勻速圓周運動改成第五節(jié)的圓周運動,舊教材是先學(xué)習(xí)向心力,再學(xué)習(xí)向心加速度,而新教材是先學(xué)習(xí)向心加速度,再學(xué)習(xí)向心力。新教材把舊教材第六節(jié)勻速圓周運動的實例分析和第七節(jié)的離心現(xiàn)象及其應(yīng)用改成了一節(jié)生活中的圓周運動,并增加了航天器中的失重現(xiàn)象。
1.2具體結(jié)構(gòu)教材內(nèi)容的分析。
1.2.1測定性實驗改為探究性實驗。
新教材在理論分析平拋運動前,先通過實驗探究平拋運動的規(guī)律。具體教學(xué)設(shè)計是,先探究平拋運動在豎直方向的特點,在獲得結(jié)論之后,利用豎直方向做自由落體運動的結(jié)論,進一步探究平拋物體在水平方向運動的特點。這樣處理,有利于學(xué)生形成正確的邏輯思維,體現(xiàn)拋體運動的普遍規(guī)律,進而拓展到斜拋運動。
1.2.2重視物理思想和物理方法的學(xué)習(xí)。
新教材在“運動的合成和分解”一節(jié)中,通過對紅蠟塊運動的分析,讓學(xué)生悟出:研究物體的運動時,可以在相互垂直的方向分別研究,即在知道兩個方向的分運動情況下可以分析和求解它的合運動,在知道它的合運動的情況下可以分析和求解其兩個方向的分運動。在“拋體運動的規(guī)律”中,進一步延伸該思路,重在對思路和方法的教學(xué),教學(xué)目標(biāo)并不只是規(guī)律本身。
1.2.3構(gòu)建合理的知識結(jié)構(gòu)。
新教材把“向心加速度”的教學(xué)放在“向心力”前面,是先從運動學(xué)的角度了解向心加速度的意義,再從牛頓第二定律了解向心加速度和向心力的關(guān)系,這樣學(xué)生所獲得的向心加速度概念就更全面、合理,而不僅僅從邏輯上知道“因為向心力指向圓心,所以向心加速度也指向圓心”。這種安排的關(guān)鍵是需要懂得“速度變化量”的意義,這是個難點,教材在這個方面做了很多鋪墊,努力克服用極限推導(dǎo)向心加速度的困難。
1.2.4給學(xué)生提供動手操作的機會。
舊教材中的向心力實驗是探究性的,因裝置復(fù)雜,通常為演示實驗。新教材的向心加速度公式是根據(jù)運動學(xué)得到的,并由它推出向心力公式,因此,向心力公式實驗屬于驗證性實驗。新教材設(shè)計的圓錐擺實驗裝置簡單,是向心力知識的具體應(yīng)用,適合安排學(xué)生實驗,讓學(xué)生經(jīng)歷一次對向心力的測量和分析過程。
2.教材變化的意圖分析
2.1倡導(dǎo)科學(xué)探究,注重科學(xué)探究質(zhì)量。
2.1.1理論探究與實驗探究相結(jié)合。
新教材不僅重視實驗探究,還重視理論探究,旨在培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。比如,對于曲線運動的速度方向,既采用極限思想進行理論探究,又通過實驗探究。
2.1.2改變教材的處理方式,增強探究方案的選擇性。
與舊教材相比,新教材在研究平拋運動內(nèi)容方面為學(xué)生提供了探究的機會,即新教材提供了描繪平拋運動軌跡的三種方法,供學(xué)生選擇??傊?,新課標(biāo)人教版物理教材把科學(xué)探究從課內(nèi)延伸到課外,從常用器材發(fā)展到現(xiàn)代化的教育手段,從學(xué)校擴展到家庭、社會,為教學(xué)提供了充分的探究機會,有助于學(xué)生探究意識的樹立。
2.2注重物理規(guī)律的應(yīng)用。
如平拋運動,舊教材注重通過實驗得出平拋運動的規(guī)律,即水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動,重在物理規(guī)律本身的理解和應(yīng)用。新教材從紅蠟塊的運動講起,介紹普遍性的由分運動分析合運動的方法,再以“飛機起飛”的例題分析如何由合運動分析分運動,再把這個道理應(yīng)有于平拋物體的運動,最后拓展到斜拋運動。顯然,本教材是借助平拋運動落實運動合成與分解的方法,當(dāng)然,平拋的運動規(guī)律在方法的應(yīng)用過程中也得到落實。
2.3重視數(shù)學(xué)知識在物理學(xué)研究中的應(yīng)用。
新教材的顯著特點之一是重視數(shù)學(xué)知識在建立物理概念和規(guī)律、描述物理問題、分析物理問題和解決物理問題中的應(yīng)用。
2.3.1矢量運算。
新教材在重視矢量運算方面可以在兩個方面體現(xiàn)出來:一是矢量運算呈現(xiàn)次數(shù)多,比如,曲線運動速度方向的理論推導(dǎo)、分析向心加速度等。舊教材是在得出向心力公式的基礎(chǔ)上,由牛頓第二定律得出向心加速度公式。新教材的思路是,借助矢量運算從理論上得出向心加速度公式,然后代入牛頓第二定律,得到向心力公式。
2.3.2極限思想。
在曲線運動的速度方向的理論推導(dǎo)中,運用極限思想從理論上證明曲線運動的速度方向就是質(zhì)點在某點的切線方向,實現(xiàn)理論與實驗的統(tǒng)一。另外,在矢量分析的基礎(chǔ)上用極限思想確定向心加速度的方向。
3.結(jié)語
以曲線運動這一章為例,通過對新舊物理教材的比較不難發(fā)現(xiàn),舊教材內(nèi)容系統(tǒng)性、科學(xué)性、邏輯性較強,編排較為合理,且難度適中,但缺少趣味性,不能很好地突出時代性;新教材重視培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,突出基礎(chǔ)性、時代性和選擇性,關(guān)注近現(xiàn)代物理發(fā)展和應(yīng)用,設(shè)計了大量的開放性問題,重視培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng),為實現(xiàn)三維課程目標(biāo)提供了強有力的素材。
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