高中物理课程标准解读(5)

         第三要求学生能“用能量守恒的观点解释自然现象”。属于“理解”水平。如，说明为什么地球绕着太阳运行时，它在近日点的速度大于远日点的速度？又如，用能量守恒的观点解释潮汐现象；再如活动建议(1)假如一颗直径1km的小行星撞击地球，估算其释放的能量。讨论这将给地球造成的危害。①
         该标准要求学生通过自然界中许多生产、生活实际问题的讨论分析，让学生体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律。

         （3）通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。
         该标准第一要求通过表现自然界中宏观过程方向性的具体实例，让学生了解热力学第二定律的二种表述。从实例的分析中体会热力学第二定律的意义，即应用热力学定律可以推理判断某个过程是否可能自发进行，以及在什么条件下可以进行。如分析第二类永动机不可能制成的原因。再如，活动建议（2）通过讨论设想一种热量从低温处流向高温处的技术设备，说明这种设备是否违反了热力学第二定律。该标准内容的学习应让学生体会到热力学第二定律与能量守恒定律一样，是自然界中任何自然过程应遵循的规律。
         第二要求学生初步了解熵是反映系统无序程度的物理量。熵这个概念很抽象，应通过具体实例，增强学生的感性认识。如假设左边的一盒热气体与右边的一盒冷气体相互接触(热盒中分子平均来说以较高速率运动，冷盒中分子平均来说以较低速率运动) ，当传热持续一段时间，直到两盒没有温差时，我们无法肯定地说在左边的盒子中就能找到一个高速率的分子，或在右边的盒子中就能找到一个低速率的分子。从微观角度看，这个系统组织程度变差了，即反映系统无序程度的熵增加了。
               
      （四）能源与可持续发展

（1）认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持续发展的重大意义。
           该标准要求学生能通过具体事例分析说明能源开发利用与环境和人类生存的关系，体会可持续发展的重大意义。该主题内容体现了培养学生关注科学技术对人类生存和社会进步影响的意识。
           该标准内容的学习强调学生应通过调查、收集资料以及交流讨论等多种形式，收集与研究问题有关的信息，经过自己独立地思考，勇于发表自己的见解。不能要求学生背现成的结论。因此，学生学习的评价应重视过程性评价和质性评价。

           （2）讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策。具有保护环境的意识。
           该标准要求通过事例和资料，组织学生讨论能源开发和利用所带来的社会问题，并敢于提出一些解决问题的对策，具有保护环境的意识。如查阅资料、交流讨论减少燃烧化石燃料对环境造成污染的方法。
           这里不能要求学生去死记能源开发和利用带来的哪些问题，以及所采取的解决问题的对策，而应要求学生通过调查、访问、查资料等多种方式，鼓励学生积极参与讨论能源的开发、消耗和环境保护等问题，注意结合当地的实际情况。培养学生的可持续发展的意识，增加对社会责任感，同时提高学生综合运用各学科知识解决问题的能力。如活动建议（1）调查所在地区运往外地的主要货物，在综合考虑降低消耗、方便运输、减少污染、保证安全、降低费用、减少交通拥挤等因素基础上，讨论运输这些货物的可行性方案。①

           （3）尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗。具有可持续发展的责任感和节约能源的意识。注意自然资源的循环利用。
           该标准第一要求学生尝试估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗。该内容属于“理解”水平。该标准强调学生通过实践活动估计一些厂矿、交通工具及家用电器的能源消耗量，充分认识人类所面临的能源危机，形成合理利用能源和节约能源的强烈意识。如让学生根据汽车的“百公里耗油量”估算，一辆汽车每行驶100km的消耗能量，相当于一个家庭多少天的用电量。②
           该标准要求注意结合当地实际情况，针对能源消耗与节能等问题开展调查活动，让学生学会做小型的研究课题，通过报告会形式交流他们的调查结果和自己思考。好的方案可以提交当地政府、工厂或社区。
           该标准还要求学生注意自然资源的循环利用。如调查了解一些工厂如何处理废水，使水资源得到循环利用。
           活动建议（2）讨论技术进步对利用自然资源和节约能源方面的影响。③旨在要求学生认识科学技术的进步对社会及人类生活的积极意义。


第四节 选修3-4解读

    波动是一种常见而重要的运动形式。自20世纪初以来，随着电磁波的广泛应用和对微观世界的深入研究，与波相关的物理学内容的重要性日益突出。在这个模块中，学生将首先通过机械波的学习认识波动的一般规律，进而学习电磁波和光。
电磁场和光现象的深入研究使物理学的探索进入了高速运动的领域，发现了不同于日常生活经验的规律，诞生了相对论。在本模块中，学生将初步接触相对论的知识，从而拓展视野，激发进一步探索科学奥秘的兴趣。
本模块是继续学习物理学和其他科学技术的基础，也是了解现代科学技术的基础。

    本模块划分为以下四个二级主题：
    1. 机械振动与机械波
    2. 电磁振荡与电磁波
    3. 光
    4. 相对论

（一）机械振动与机械波
   （1）通过观察和分析，理解简谐运动的特征，能用公式和图像描述简谐运动的特征。
可以通过观察弹簧振子的运动，分析回复力与位移的关系，并用F＝－kx来表示，进而得到简谐运动的一般概念。应该认识到简谐运动是一种变加速运动并能用图象描述运动的位移与时间的关系，能从图象找出振动的周期和振幅。
学生应能分析弹簧振子在不同位置的速度大小、速度方向、加速度大小、加速度方向，以及动能和弹性势能间的转化。
学生应通过观察定性了解振动的相位及相位差的概念。

（2）通过实验，探究单摆的周期与摆长的关系。
学生应能通过实验收集单摆的周期和摆长关系的数椐、尝试用不同曲线拟合实验曲线，得出周期与摆长的二次方根成正比的关系。有条件时应该练习用计算机处理实验数据。

（3）知道单摆的周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测定重力加速度。
学生只需知道通过摆长、重力加速度计算周期的公式，不要求推导这个公式。
“用单摆测定重力加速度”是一个学生实验。

（4）通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其在技术上的应用。
通过演示和各种实例认识受迫振动的特点，例如受迫振动的频率等于驱动力的频率，与振动物体的因有频率无关等。“共振现象的产生条件”指无阻尼情况下的共振条件。
例：初步了解管乐器和弦乐器的工作原理。

（5）通过观察，认识波是振动传播的形式和能量传播的形式。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率（周期）的关系。
可以通过水波槽中浮子的运动及其他实例，认识波是振动的传播形式，不是媒质粒子的宏观运动。波是能量传播的形式也可以通过这个实验和其他实例来说明。
可以用横波、纵波发生演示器来演示它们的发生过程。也可让学生站成一行，依次起立和下蹲来演示横波。
要注意波的图像与振动图像的区别。不要求用图像描述纵波。
知道波长、波速的含义，知道波的周期和频率由波源决定，而波速与介质的性质有关。能在具体情景中应用波速、频率（周期）、波长三者的关系。
知道横波图像与振动图像的差别，会在波的图像上找出波长、振幅。

（6）了解惠更斯原理，能用来分析波的反射和折射。
惠更斯原理提供了一种判断波的传播方向的形象化手段，对惠更斯原理的要求是“了解”，即最低的要求。为了学习惠更斯原理，要知道波阵面和波线的概念。可以把波的反射、折射、衍射的分析，作为惠更斯原理的应用来处理。

（7）通过实验认识波的干涉现象、衍射现象。
可以通过水波槽的实验认识波的干涉现象和衍射现象。应该认识到干涉和衍射是波所特有的两个现象。
波的叠加是干涉现象的基础，例4就是这个意思。应该能用波的叠加解释干涉花样的形成，知道只有两列波的频率相同时它们才能发生干涉。
声波是除了水波之外可以用来演示干涉和衍射的另一种波。
例：用声波的衍射解释“隔墙有耳”的现象。
例：操场上两个扬声器播放同样的声音，在操场上行走时，感到有的地点声音大，有的地点声音小。这个现象可以用声波的干涉来解释。

（8）通过实验感受多普勒效应，解释多普勒效应产生的原因，列举多普勒效应的应用实例。
可以用图示解释多普勒效应。
例：转动一端系哨子的绳子，可以听到音调在变化。响着车铃的自行车驶过我们身边时也能听到音调的变化。
例：交通警察利用超声波的多普勒效应测量公路上的车速。

（二）电磁振荡与电磁波
    （1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想及其在物理学发展史上的意义。
关于麦克斯韦电磁场理论的基本思想，学生要知道，“变化的磁场可以激发电场”，这是一个假设，但比较容易想到，可以从电磁感应现象引伸而来；还要知道，“变化的电场也能激发磁场”，这也是一个假设，是从电与磁应该“对称”的思想出发做出的。在这些假设的基础上，麦克斯韦建立了完整的电磁理论，但理论的正确与否（主要是假设的正确与否）要靠实验事实来判定。麦克斯韦的理论预言，在一定条件下电场与磁场的相互激发，电磁场能够以波的形式传播。后来的实验的确证实了这个理论。
学生要通过这部分内容的学习体会科学探究中的猜想与假设和运用数学工具进行的推理论证对物理学发展的意义。在这部分内容的学习中，学生应该感受物理学的和谐之美与简单之美。

（2）了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁场的物质性。
知道电场与磁场在一定条件下的相互激发就产生的电磁波。知道赫兹实验证实了电磁波的存在，确立了麦克斯韦的电磁场理论。
通过电磁波具有能量的事实体会电磁场的物质性。电磁场的物质性还要通过电磁波的动量来证明，这要放到下一个模块中学习。
    例：微波炉能加热食物，说明电磁波具有能量。

（3）了解电磁波的发射、传播和接收。
对电磁波的发射、传播和接收的要求也是比较低的“了解”层次。关于发射，着眼点在于“按一定规律迅速变化的电流在空间激发了变化的磁场，按一定规律变化的磁场又在空间激发了电场……”。至于迅速变化的电流是怎样产生的，可以学习LC振荡电路，也可以不涉及这个问题。
不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识，应该了解。
电磁波的接收重在其物理过程，即变化的电磁场在天线中激发了电流。至于无线电广播的模式，以及调谐、检波等知识，标准没有要求，学生可做常识性了解。

（4）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
认识电磁波谱中各个频段的名称、产生、主要特征、应用实例。通过电磁波体会自然界的统一性和多样性。
定性地知道可见光的频率与颜色的关系。

（5）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
可以通过阅读、调研或上网，完成一篇电磁波应用的小论文或完成一项小制作。

（三）光
    （1）通过实验，理解光的折射定律。
    光的折射定律是“理解”的要求，即较高的要求，学生要知道折射角与折射率的关系，也要知道折射角与光速的关系。标准要求在实验中学习折射定律，但对做什么实验，是探究性实验还是验证性实验，并没有限制。

    （2）测定材料的折射律
    在高中物理课程中，折射率的概念不是附属于折射定律的，它从一个角度反映了物质本身的属性，具有独立的地位。“测定材料的折射率”作为一个三级主题单独列出，有这方面的意思。对于测定折射律所用的方法，标准没有限制。
    “材料的折射律”指绝对折射率。

    （3）认识光的全反射现象。初步了解光导纤维的工作原理和光纤在生产、生活中的应用。认识光纤技术对社会生活的重大影响。
    例1的含义是，最好通过实验认识光的全反射现象；例2则表示这段内容的学习应该密切联系生活实际，应该体会光纤技术对社会生活的重大影响。
    光导纤维是电磁波的波导管的一种，用全反射来说明只是一种粗略的解释，所以标准对光纤原理的定位是“初步了解”，不要过分强调。

（4）观察光的干涉、衍射和偏振现象，知道产生干涉、衍射现象的条件。用双缝干涉实验测定光的波长。
光的干涉、衍射和偏振是有趣的现象，日常生活中也可见到，但它的原理并不是显而易见的。在处理这部分内容时，一要重视实验和自然现象，一定让学生进行观察；二是要说明产生现象的道理。
关于产生稳定的干涉花样的条件，要注意两列波的频率必须是相同的；关于衍射的条件，要注意波长与障碍物大小的关系。这样才能解释为什么光的干涉、衍射现象不易看到。
要会用光程差和波长的关系表示干涉条纹的位置，并能在实验中用此条件测定单色光的波长。
光的偏振现象表明光波是横波，要通过实验认识光的偏振。

（5）了解激光的产生、特性和应用。用激光观察全息照相。
了解激光是单色性好、平行度高、亮度高的相干光，了解其产生的机理和在生活生产中的应用。重点在激光的特性和应用，关于激光的产生，学生有所了解就可以了，不做过高要求。
如果没有条件直接观察全息照相，可以用录像片代替。学生可以讨论防伪商标产生立体图像的原理。
活动建议中，“拍摄激光照射针尖时的衍射照片”可用氦氖激光照射大头针尖，使影投射到感光胶片上，用纸板控制曝光时间。胶片的感光度要低一些，所成的像要放大后观察。



（四）  相对论
    （1）知道狭义相对论的实验基础、基本原理和主要结论。
学生要了解，在19世纪末，一些实验向人们提示，在涉及电磁波时，原来的时空观与事实发生了矛盾，狭义相对论是在这样的条件下产生的。学生要在逻辑关系上了解，从相对论的基本原理出发，会得到与日常经验不同的结论。这里应该注意渗透科学价值观和科学方法的教育。
主要结论可以包括同时的相对性、时间间隔的相对性、长度的相对性、速度相加的法则、质量与能量的关系等。作为示例，应该有一两个结论是从基本原理出发，经过逻辑得出的，其他结论只要弄清含义就可以了。
学生应该知道相对论主要结论的实验验证，从中体会，科学理论的建立不仅在于它是从实验经过理论分析得来的，还在于它后来的结论与新的事实相符。

（2）了解经典时空观与相对论时空观的主要区别。体会相对论的建立对人类认识世界的影响。
初步了解时间和空间不能脱离物质单独存在、时间和空间与物质的运动状态有关。
在这部分内容的学习中，要特别重视科学价值观和科学方法。

（3）初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据。
初步了解广义相对性原理和等效原理，初步了解引力场对时间间隔和长度的影响，初步了解与广义相对论相关的天文观测事实。

（4）关注宇宙学研究的新进展。
标准对宇宙学本身没有规定学习目标，这里主要是态度方面的要求。可以通过阅读书刊和上网收集资料、同学间交流等形式来关注宇宙学研究的进展。

目前关于宇宙学的科普影片、录像比较多，学生应该看一看。

第五节 选修3-5解读

    自20世纪初以来，与微观粒子相关的物理学研究取得了长足的进展，奠定了今天的高新技术的物理学基础。
    在本模块中，学生将学习关于原子、原子核等微观粒子的初步知识。这是了解现代科学技术的基础，也是继续学习物理学以及相关科学技术的基础。
    历史上，对于电磁波、原子结构的认识，典型地展示了人类认识自然规律的科学方法；而对于微观粒子的波粒二象性的认识，则表现了人类直接经验的局限性。在本模块的学习中，要注意体会其中的科学方法、科学思想，感受科学的和谐美。
动量守恒定律是自然界的基本守恒定律之一，是研究微观粒子所必需的知识，要在学习原子结构和原子核的内容之前学习它。

本模块划分为以下四个二级主题：
    1. 碰撞与动量守恒
    2. 原子结构
    3. 原子核
    4. 波粒二象性


（一） 碰撞与动量守恒
   （1）探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。
可以通过光滑水平面上或气垫导轨上物体的碰撞来学习弹性碰撞，也可以通过频闪照片的分析来学习。关于弹性碰撞和非弹性碰撞，学生知道以是否有机械能的损失来区分就可以了，不必涉及能量损失的多少。

（2）通过实验，理解动量和动量守恒定律，能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。
尽管能够把力与质量、加速度关系的关系式变形来得到动量定理，进而得到动量守恒定律，但是由于这个定律的普遍性和独立性，标准要求直接通过实验学习它。关于动量守恒定律，要求是较高的“理解”层次，应该能够在不同的情境中应用。
要能应用动量守恒定律分析一维碰撞问题和反冲运动。可以学习“系统”的概念。

（3）通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。
    这条标准是情感方面的要求。要达到这样的要求，一是要明白相对论结论的含义，二是要知道建立的过程，即旧的理论遇到了什么问题，是怎样解决的，新的理论怎样得到了实验和观测的支持。
    在活动建议中，制作“水火箭”是一项成熟的课外活动，所用材料简单，成功率高，应该做一做。

（二）原子结构
    （1）了解人类探索原子结构的历史及有关的经典实验。
可以通过汤姆逊发现电子的实验、汤姆逊的枣糕模型和卢瑟福的行星模型、α粒子散射实验、查德维克发现中子的实验，了解人类探索原子结构的历程并从中感悟提出假设、建立模型、实验验证的科学方法。
观看α粒子散射实验的模拟录像或计算机摸拟图像，着重了解从实验事实到核式模型之间的分析过程，从中体会人类对于不能直接感知的事物的认识方法。

（2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
人类对于原子结构的最初认识就是通过对光谱的分析开始的，这又是一种对于不可直接感知事物的认识方法，学生要在学习中体会。
这部分内容的学习中，学生在光子之后又一次接触了微观世界中量子化的现象，这是本条标准所要强调的。
关于氢原子，能级结构是重点。标准没有全面涉及玻尔的氢原子理论，特别是没有提出轨道的概念，所以对此不必要求。
光谱分析在科学技术中有重要应用，学生要知道一些实例。

（三）  原子核
    （1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义。
这条标准要求知道原子核内有质子和中子，知道有些原子核会自发地衰变。要会用半衰期进行简单的计算。
例：已知碳14的半衰期是5 730年。现有一份古代物品的样品，其中碳14在碳原子中所占的比例只相当于现代物品中的四分之一。估算这份样品的年代。
关于放射性，要知道它来源于原子核的衰变，知道α、β、γ射线的实质。

（2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。
了解同位素的概念，知道有些同位素具有放射性，实际利用的放射性物质都是人造的。通过观看录像和科教片、查阅资料、上网、调查了解放射性同位素的广泛应用及射线的危害及防护。

（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
知道核力是核子之间的一种强相互作用，这种强度大、作用距离短的引力能克服质子间的库仑斥力而使核子结合成原子核。在重核中，由于核子数多，有些核子间的距离比较大，它们之间核力的作用较弱，所以重核中中子的比例比轻核大，这样才能维持稳定的原子核。
学生要会根椐质量数和电荷守恒写出核反应方程。

（4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。
知道结合能等于分立的核子结合成原子核时释放的能量。知道中等质量的核的比结合能最大，因此重核裂变或轻核聚变而形成中等大小的核时，会释放出能量。
本主题最后一句是态度方面的要求，即学生要通过各种渠道对受控聚变反应给予关注。

（5）知道链式反应的发生条件。知道裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。
“链式反应的发生条件”涉及慢中子的作用和临界体积的概念。关于常用裂变反应堆的类型和核电站的工作模式，学习时可以与当时的新闻热点相联系。
可以通过检索资料来了解核电站工作模式、与火电站的区别。

（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。
知道科学家通过反应堆技术实现了受控链式反应，从而为人类和平利用核能打开了大门。知道核武器利用了不可控链式反应和聚变反应在瞬间释放的巨大能量。学习我国政府关于核武器的政策。
调查世界上近年来在核能利用中出现的核泄漏问题、核废料处理的困难，以及由于核电建设引起的争端。了解各国的核电政策以及核电发展的前景。
这条标准的核心是“思考”，是个过程性要求。

（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。
关于恒星的演化，学生要认识到恒星与其他事物一样，也有发生、成长与消亡，本条标准的要求是“初步了解”，不必深入探讨。
对于粒子物理学的要求也是“初步了解”，有常识性的了解就可以了。

（四）波粒二象性
   （1）了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。
在这个三级主题中，可以介绍普朗克关于黑体辐射的学说，再加上前面学过的光子的知识、氢原子能级的知识，从而了解微观世界中普遍的量子化现象，体会它与宏观现象的不同。

（2）通过实验了解光电效应。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。
光电效应可以做为演示实验让学生观察。为了学习爱因斯坦光电效应方程，需要知道金属脱出功的概念。
要强调，光电效应是光的粒子性的一个实验证据。

（3）了解康普顿效应。
康普顿效应表明光子不但具有能量，而且像实物粒子一样具有动量，它在证明电磁场的物质性方面意义重大，这点需要强调。
对康普顿效应的要求是“了解”，只需定性地学习，可以以图示为主，不必要求计算。

（4）根据实验事实说明光的波粒二象性。知道光是一种概率波。
能根据光的反射、折射、衍射和干涉说明光的波动性；能根据光电效应和康普顿效应说明光的粒子性。
例：学生可以通过对双缝干射的分析认识到，某个光子通过狭缝以后所处的位置是不能确定的，但从大量光子的行为看，它在某些位置出现的概率大，另一些位置出现的概率小，概率大的位置和概率小的位置恰好与某种波干涉时的亮条、暗条的位置相合，所以光是一种概率波。

（5）知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系。
要知道物质波也是概率波。要知道电子云是描述电子在空间各点出现概率大小时所用的一种形象化的图示。
初步了解粒子的位置和动量间的不确定关系，初步了解电子的位置无法用轨迹描述，初步了解除位置和动量的不确定关系外，还有其他不确定关系。

（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。体会人类对世界的探究是不断深入的。
限于学生的基础，对于量子论和波粒二象性的内容本身，学生不可能深入学习。在这部分内容的学习中，应该更重视它在情感态度价值观和科学方法方面的教育。学生应该体会到，人类的直接经验是有限的，一个学说的正确性不能以是否与直接经验一致为依据，它最终要靠实践的检验。
在这部分内容的学习中，学生还应该体会到人类对世界的探究是无止境的，新的认识会层出不穷，过去的认识在新的场合可能不再适用。要使学生形成不断接受新事物的心理准备。


第八章  教学建议

教学是一个极具创造性的过程。尽管已经有了根据《课程标准》编写的教科书，但教科书只能单向传递信息，不具有交互性，无法根据学生的现场反应组织教学内容和选择教学方式。另外，教科书是根据广泛的、统一的读者对象编写的，不可能对城乡差别、地域差别、学生认知水平的差别和情感态度的差别等某一个方面做具体的关照。然而，教师所面对的学生却是具体的、有特点的，因此教师只有把《课程标准》的目标、理念和要求，把教科书的教学内容和所体现的教学方法，转化为符合自身特点的教学设计，才能有效地达到新的课程目标。《课程标准》中的教学建议，目的在于为教师在这一创造性工作中指明方向和提供思路。
高中物理《课程标准》提出了四个方面的教学建议 ：
（一）从课程目标的三个维度来设计教学过程；
（二）提高科学探究的质量，关注科学探究学习目标的达成；
（三）使物理贴近学生生活、联系社会实际；
（四）突出物理学科特点，发挥实验在物理教学中的重要作用。
这几项建议并不包含物理教学需要思考的所有方面，而是根据当前高中物理教学的现状，结合物理学科的特点，有针对性地、侧重地强调某些值得注意的问题。


第一节  从课程目标的三个维度来设计教学过程
一、从三个维度认识课程目标
知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观是高中物理课程目标的三个维度。如果形象地表示的话，可以把这三个维度绘制成直角坐标系的三个坐标轴（图8-1），每一个坐标轴的坐标，表示该维度目标的具体要求，如x1、x2、x3 …… 就表示在知识与技能方面，《课程标准》所提出的各条具体的内容标准。
借助于图8-1这个模型，我们在三维坐标系中引入一个点A，例如A表示课堂教学中的某一个教学活动。A在三个坐标轴上的坐标分别是x1、y1、z1，表示这个教学过程既有知识与技能目标x1，同时有过程与方法目标y1，还同时有情感态度价值观目标z1。
图8-1中的A，其含义是广泛的，它可以是一个教学过程。例如A是一个模块或者一个单元的教学，此时由于学习的内容比较多，A就不只是一个点，而是许多点，它在三维坐标轴上所覆盖的是比较全面的目标；又例如A是一节课，或者是一节课中的某一个环节，甚至是一个环节中的某一段教学过程，它所体现的就是三维坐标系中某个特定的知识目标、过程目标和情感目标。应该指出，同样一个知识点，除了实现相同的知识目标外，不同的教学设计，可以实现不同的过程和情感目标。像“自由落体运动的规律”这一教学片段，就存在着以下各种不同的过程目标和情感目标的教学设计：运用打点计时器作为主要实验器材来研究自由落体运动，培养学生收集、分析、处理信息的能力；在课堂内用数码摄像机连续摄影，当堂分析下落小球的运动，增强学生应用日常器材进行物理探究的意识；启发学生制作位移随时间平方变化的图像，发展学生应用数学工具的能力；引导学生运用伽利略通过斜面研究自由落体运动规律的办法，让学生受到科学方法的熏陶；展示人类在月球上进行的金属球和羽毛具有相同下落规律的照片，激发学生探究科学的激情；以及有意识地让学生在处理自由落体运动的信息中养成严谨和实事求是的态度等等。这些多维的教学目标和知识目标是共存的。

二、重视学生的学习过程
学生各种能力的发展，是和他们在学习中的相关行为联系在一起的。要发展某种能力，就必须经历相关的过程。例如，只有在物理实验中独立地收集了实验数据，才能体会实验数据是在预定的时间通过观察预定目标而得到的；只有去图书馆查阅了资料，才能真正掌握从图书索引、章节目录中找到所需信息的方法；只有上了因特网，才可能学会怎样从因特网中检索需要的信息；只有进行了社会调查，才知道在什么情况下应该采用怎样的形式进行调查、应该怎样记录调查的信息。也就是说，收集信息的能力是在收集信息的活动中提高的。因此，在物理教学中，如何设计一些教学过程，让学生从事某些活动，在这些活动中发生与能力培养相关的行为，这对提高学生的能力是至关重要的。
教学中要关注学生的学习过程，而不只是关注学生在该过程中所获得的结论。应该明确，学生经历某一过程（如探究、观察、调查、阅读等），这本身就是学习目标之一，学生按要求经历了这一过程，就是完成了这个目标，有时并不在意学生在这个过程中所获得的知识结论如何。随着时间的推移，知识的结论会因使用频率的减少而逐渐淡忘，但他们所获得的体验和感悟却会在新的学习过程中得到加强和深化，成为他们学习素质的组成部分。
在高中物理课中，应该强调分析、解决物理问题的思路。与物理概念、物理规律这类陈述性知识相比，方法和思路常常称之为程序性知识，它的特点是具有较高的概括性和广泛的适用性。程序性知识的掌握水平，取决于能否将它自觉地迁移到新的情景。由于它比陈述性知识的迁移具有更大的跨度(?)，因此很难用讲述的方法达到掌握的目的。科学方法和正确思路的建立，要经历一定的过程才能实现。
提到解决物理问题的方法，我们会想到，现实教学中不少教师把物理问题分成了各种类型，讲解某一类型问题时，提出一套解决这类问题的方法。把问题分门别类，是在归纳问题的共同特征，这种做法的本身无可非议。不过应该指出，“掌握解决问题的方法”和“套用解决问题的类型”，其本质是不同的：前者是在理解情况下的迁移，后者是在不理解情况下的模仿。前者解决问题的特点是“分析”，后者解决问题的特点是“识记”。教学中应该提倡前者，避免后者。

三、强化情感、态度、价值观的教学
物理课中，要强化情感、态度、价值观方面的教育，需要从以下两个方面来思考。
1. 在教学内容上强化情感、态度价值观的教育功能
要发展学生对科学的好奇心和求知欲。发展学生对物理学的兴趣，首先就要增强学生学好高中物理课的自信。和初中相比，高中物理课无论在知识深度上还是学习方法上，都有很大的不同，应该让学生有一个逐步适应和领悟的过程，不要把过高过难的物理问题“一次到位”地摆在学生的面前，挫伤学生的积极性。
高中物理课，除了继续让学生品尝它的趣味之外，在教学内容上，应该让学生充分领略自然界的和谐与奇妙，欣赏科学的优美，体会科学规律的简洁性和普适性，激发学生探索科学奥秘的热情。
应该在教学内容中渗透科学的价值观，尊重事实、尊重证据，善于改变与事实、证据不一致的自我判断，不迷信权威，不轻信传闻，把实验作为检验某种学说的最终标准。
2.在教学过程中强化情感、态度、价值观的教育功能
教师应该为学生营造一种宽松、积极的学习环境，把物理学习看成是学生进行自我塑造的过程，而不是物理竞技场上的比赛。教师应该帮助学生使其在获取物理知识、解决物理问题、探究物理规律、归纳物理方法等方面获得具体的成果，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦。
物理学是以实验为基础的科学，物理实验是培养学生严谨的科学态度和实事求是精神的极好过程。应该让学生在实验中深深地感悟到严谨和实事求是的必要性。
在高中物理课的教学设计中，应该为学生提供独立进行观察、调查、制作和实验的机会。在这些活动中，养成学生独立思考的习惯，不仅乐于独立地了解、分析、解决物理问题，而且勇于提出自已的看法，善于发表独到的见解。至于见解的正确性，不必苛求。
在物理教学中要善于引入小组学习的活动方式。小组学习营造了活跃、宽松的氛围，为学生动手实验、言语交流提供了更多的机会。在小组学习中，每个参与者的智慧都被集体所共享，协同工作的价值得到体验，团队作风得到发扬，从而有利于增强学生的协同意识与合作精神。

四、以知识为线索不等于以知识为主
任何一项系列的教学活动都有一个线索。多数教科书都是以知识为线索来规划全书的，章节的设置大都按知识体系编排而成。在一节课中，教学内容的逐步展开，很多情况下也是以知识为线索的。因此，教师在教学中很容易把注意力集中在知识上。
以知识为线索，并不等于说三个维度的目标中知识是主要的、过程和情感是次要的。以知识为线索组织教学，是因为知识、方法、情感，它们具有不同的特征。知识的相互联系比较紧密，而且存在着明确的递进关系。一个新知识的构建，需要原有的知识作为基础，知识的展开，就形成了一个网络，网络之间的联系，就是线索。
方法则不是针对一个具体事物的，它是从许多同类事物中概括出来的。然而，方法的存在依赖于具体的事物，如果没有具体问题的支撑而空谈方法，这些“方法”只能是空洞的条文。因此，我们不可能撇开知识，以“方法”作为展开教学的线索。如果确要以过程和方法作为某一段教学过程的线索，那么必须满足一个前提：体现这些方法的案例必须为学习者所熟悉，这些案例的知识必须已经被学习者所掌握。在这个前提下，以过程和方法作为线索展开教学，也是可行的。例如，在复习课中常常设立一些专题，这些专题的编排就可以把过程与方法作为线索，按照这个线索，把学习内容扩散到广泛的知识上。

以知识为线索展开教学，并不排斥对过程与方法、情感态度与价值观的重视。过程与方法、情感态度与价值观需要以知识为载体。尽管教学展开的线索是知识，但过程、情感目标融在知识之中。同一段教学中，三个维度的内容要有机地交织在一起，不存在哪个为主哪个为辅的问题。


第二节  关注科学探究的学习目标
科学探究的学习目标，除情感目标外，还有探究结果的知识目标和探究过程的能力目标。本节所说的学习目标，专指能力目标，即《课程标准》所指的“科学探究及物理实验能力要求 ”。要高质量地达成科学探究的能力目标，教师应该首先抓住科学探究能力目标的本质，才能合理地设计探究过程的教学方案。同时，教师应该对相应的探究课题做具体分析，规划不同课题所侧重的能力目标，使学生在完成全部探究课题后，其探究能力得到全面提高。

一、抓住科学探究目标的本质
1. 关于提出问题
提出问题是科学探究的前提，如果不能提出问题，科学探究便无从谈起。提出问题的重要性是毋庸置疑的。现在要讨论的是，培养学生提出问题的能力，应抓住的本质因素是什么？
《课程标准》对提出问题的能力列出了两点要求，一是“能发现与物理学有关的问题”，二是“从物理学的角度明确地表述这些问题”。就这两点要求而言，前者是后者的基础，而且，前者比后者更难，更富有创造性，因而前者是提出问题的关键因素。奥斯特之所以能提出电流的磁效应问题，是因为它发现了通电导线旁边的磁针发生了“异动”；开普勒之所以能提出行星运动的轨迹是椭圆的问题，是因为他发现了如果用匀速圆周运动模型来计算行星运动，其结果与第谷观测数据将有不可容忍的8′误差；在天文研究中之所以能提出天王星的外面是否还存在着一颗新行星（海王星）的问题，是因为发现了天王星的实际轨道和计算结果有偏离；卢瑟福之所以提出原子的核式结构问题，是因为发现了α 粒子散射的实验现象。因此，要培养学生提出问题的能力，重要的是要发展学生发现问题的能力。
不要简单地把“能提出问题”作为培养学生提出问题的能力的最终目的，因为有一些问题的提出，对学生能力的培养并没有什么价值。例如，走到屋外，看到天空是蓝色的，提出“天为什么是蓝的？”看到树是绿色的，提出“树为什么是绿的？”，把看到的现象机械地添一个问号加以陈述，就是一个问题，这并不能培养学生的创造能力。
有价值的问题常常来自于问题背景中的有关质疑。卢瑟福看到了α 粒子散射实验与汤姆生枣糕式原子结构模型的矛盾，于是对于枣糕模型产生了质疑；开普勒根据第谷的观测资料对“天体做匀速圆周运动”的说法提出了质疑。因此，要培养提出问题的能力，就要善于把新发现的事实与原有认知之间的矛盾揭示出来，也就是增强学生根据事实进行质疑的意识。上面所举的“天为什么是蓝的”问题，假如这个问题是经过质疑之后提出的，那么它的价值就大不相同。比如，学生原有的认知是：一、空气是无色透明的；二、仰望无云的天空时看到的就是空气。根据这两条进行推理，应该得出“天空无色”的结论，而事实却是蓝色的，这就是客观事实跟原有认知之间的矛盾。如果学生是在这种背景下提出的问题，其价值就大不相同，因为它动摇了“空气无色”这一原有认知，使其能发展为“组成空气主要成分的气体究竟是什么颜色”等各种探讨议题，这是创造性思维的表现。
2. 关于猜想与假设
猜想与假设是科学思维的一种形式，是根据已知事实或已有知识对事物或现象之间的因果性、规律性做出的尝试性解释。
科学猜想并不是随意的猜测。例如，把一个不知性质的物体放入水中，让学生们猜它是沉还是浮，这对培养学生的能力没有任何意义，因为在这个过程中学生没有发生进行科学猜想所必须的思维活动，它没有体现猜想的本质特征。
猜想和假说的基本思维过程，就是根据所观察、发现的事实，调动原有的知识和经验，对该事实的成因或结果作出假定、进行解释的过程。一是客观事实，二是原有认知，两者结合起来，就是这一过程的基本特征。因此，要在物理教学中培养学生的猜想能力，就要增强学生应用自己的原有的知识和经验来审视所面对的事实的意识，要学会仔细观察、分析新的事实，并在其中寻找跟原有经验和知识中相似的特征，并尝试对它做出解释。
为培养学生猜想和假设的能力，教师可以采取以下教学方法：
● 选择恰当的事例，教师对事例所发生的可能原因做出猜想，或者对事例的可能结果进行假设，教师为学生具体地剖析猜想、假设的思维过程；
● 让学生经历猜想和假设的过程，而且让学生陈述猜想、假设的理由；
● 在学生提出了某些猜想与假设之后，让学生对这些猜想与假设的合理性进行评价，增强学生利用已有的知识和经验解释新事实的意识和本领。
3. 关于设计实验与进行实验
《课程标准》要求学生“知道实验目的和条件、制定实验方案、尝试选择实验方法及所需要的装置与器材、考虑实验的变量及其控制方法”。在具体实施时，实验目的、实验方案、实验装置与器材、以及包括控制变量在内的实验方法等，多数情况下都已经在教科书中做了一定的陈述，这是因为教科书很难通过交互的方式和学生一起共同来探讨实验方案，不交待一个比较确定的实验过程，教学内容的展开就难以承接下去。当然，不少教科书的编者为此苦费匠心，安排了一些启发环节让学生部分地经历实验设计的过程。但不管怎么说，学生在制定探究计划、设计实验方案方面的机会不可能太多，因此，教师对这个方面的教学应该予以必要的关注。
提高学生实验设计能力的途径，一是尽量让学生亲身经历实验设计的过程，分析实验要解决的主要问题，提出解决这些问题的各种实验方法，通过筛选、优化、组合形成实验方案。在实验结束时，还要根据实施情况评价这个实验方案。除此之外，从《课程标准》关于实验设计的基本要求入手，对现有的实验方案进行一些比较深入的讨论，也是提高学生实验设计能力的一种途径。例如：把实验的目的、条件和科学探究的假设联系起来，让学生体会到，实验方案实际上就是验证假设的具体化和程序化的计划，使学生能够根据探究的假设来思考实验目的和条件。也可以让学生根据同样的实验目的和条件，提出另一个实验方案，跟原方案进行比较，尝试修改原来的实验方法、改进原来的实验装置或更换原来的实验器材。为了提高学生设计实验的能力，还可以深入分析实验中的各种变量，对实验中控制变量的具体方法进行评价，如此等等。换句话说，在教学中有重点地逐步提高《课程标准》中关于实验设计能力的某些方面，并最终达到提高学生设计实验的整体能力，这也是发展学生实验设计能力的一种思路，而且常常是可行和有效的。
过去的物理教学也很重视进行实验、收集实验数据的工作。《课程标准》在这方面更进一步，体现了自主性和时代性的特征。例如，学生应该学会阅读仪器说明书，按照说明书的要求使用仪器。尽管仪器说明书上会有些看不懂的内容，例如仪器生产环节中的某些指标、规格和说明，但学生应该有能力从说明书中找到与操作相关的陈述，并能遵照说明书提出的要求自主地操作仪器。《课程标准》要求学生用多种方式收集数据，这是时代发展的需要。随着信息技术的发展，物理实验数据的采集方式已呈现多样化和现代化的趋势，应该尽可能把现代信息技术应用在实验教学中。
4.关于分析与论证
在分析与论证方面，《课程标准》对学生提出了三个方面的要求：分析和处理数据、形成结论、描述和解释结论。
在分析、处理数据方面有这样几点应该注意。(1)学生首先要明确，本探究活动要解决什么问题，需要研究什么物理量之间的关系，涉及这些物理量变化关系的数据有哪些。也就是说，学生首先应该具备选择实验数据的能力。(2)在已选择的这些数据中，学生应该有能力确定，哪些属于实验中的常量，哪些是变量。(3)学生对于得到的数据，应该有对它们进行比较、分析的能力。对于无法一眼看出的关系，应该借助图像进行处理。例如，闭合电路中电源的路端电压U 和电流 I 两个变量，其U-I 图像是直线，可以利用图像进行处理，从而确定U、I 之间的数学关系。在通过数据处理得出了物理量之间的数学关系之后，为了形成结论，还要明确物理量之间的因果关系。为此，可以让学生从物理现象发生的先后来进行因果关系的推理，例如手握住橡皮绳的一端上下振动使绳上产生横波，手握绳的振动在先，是因，绳上横波传播在后，是果。还可以让学生从物理条件和物理现象来分析物理量之间的因果关系，所控制的物理条件是因，所产生的物理现象是果。例如：物体所受的力发生了变化（条件），由此引起了它的加速度发生相应变化（现象）；变压器原副线圈的匝数比发生变化（条件），由此引起了原副线圈电压比的变化（现象）。如果学生能够分析两个变量之间的因果关系，又能得出这两个变量之间的数学关系，那么探究的结论就初步形成了。
描述和解释结论，要力求简明扼要。表述的语言要科学，就应该准确、客观地表述探究结论的适用条件和物理规律，特别是要养成表述物理条件的习惯。例如：“在……情况下，系统的总动量保持不变”； “在……情况下，一定质量气体的体积跟压强的乘积不变。”在概括物理规律时，学生应该意识到以上省略号所表示的物理条件是必须表述的。表述的语言要简洁，就应该使探究结论具有高度的概括性。例如，楞次定律的表述可以称之为概括性的典范，其简练的语言不仅完全概括了各种情景下的电磁感应方式，而且巧妙地陈述了感应电流方向的判定方法。因此，在探究感应电流方向教学中，最好不要事先提供楞次定律的表述，应该让学生学会自己概括、表述探究的结果，并通过交流和评价，提高学生对探究结果的表述能力。
5.关于评估与交流
这里所说的评估，是指探究者对自己探究过程的回顾和反思，其内容包括：提出的猜想与假设是否有问题；所制定的实验方案是否完备；所收集的实验数据是否可靠；数据分析和处理的过程是否严密；实验结论的形成是否合理；探究结果的表述是否明确，其概括性如何，等等。对自己的行为养成反思的习惯，将有利于总结和吸取经验教训，有利于批判性思维的发展，有利于发现新的矛盾，有利于提出新的问题。
学生应该具有表达和交流自己探究情况的能力。它通常表现为两个方面：一是组织内容提纲（如果是语言表达，常称为“腹稿”）的能力，二是用文字、语言表述提纲中具体内容的能力。为了培养学生表达和交流的能力，教学中应该尽量让学生自己独立地撰写探究报告，逐渐学会组织探究报告的内容，设计和绘制图表。通过相互交流，体会到只有结论而没有过程的探究报告是没有价值的，因为没有过程的结论，其探究方法的科学性和探究结论的可靠性根本无法评价。在指导学生撰写探究报告时，教师不要用统一、刻板的格式强求学生，更不要让学生不动脑筋地在事先全部印好的《探究报告册》中填写。

二、对科学探究课题的具体目标进行分析和规划
高中物理课的科学探究课题可以分为两类。一类是学生根据自己的观察和发现所提出的课题（或者是在教师推荐下由学生选择的课题），是利用课外时间进行的，学生自主程度较高，探究活动的环节较多，探究周期较长，但每一个学年所能完成的课题数目极其有限。另一类是在课堂内进行的，课题的内容服从教学进度的需要，课题由教科书或者教师提出，因受到课堂教学时间的限制，每个课题所花费的时间不可能太长，因此探究活动的环节一般较少，这类探究课题的数量比较多。下面的陈述是针对后一类探究课题的。
1. 对探究活动的过程目标进行具体分析
分析每个探究活动的过程目标，侧重在某一个或某几个方面让学生深刻地体会科学探究的实质，这对提高科学探究的质量是重要的。
教师对一个具体探究课题的过程目标的分析，应结合该课题的教学设计同步进行。分析时，应抓住课题的内容特征，发掘课题在某些环节上的教学潜力。例如，探究“弹性碰撞的特点”时，如何测量物体在碰撞前、后的瞬时速度，这是探究活动的重点，也是难点。因此，这个探究活动，应该把精力放在设计实验和收集信息这两个环节上，探究过程的教学设计也应该围绕着这两个环节来深入思考。又如，探究“单摆的周期和摆长的关系”时，数据的分析和处理则是重点，应该让学生经历周期和摆长二者关系的分析过程，让学生通过分析得出摆长 l 和周期二次方 T2 关系的  图像。再如，关于“感应电流的方向（楞次定律）”的探究，其重点环节是探究结论的形成和表述，如何使学生通过自主概括形成结论，其教学设计是很有文章可做的。
2. 对探究活动过程目标的实施进行合理规划
尽管一个探究课题所强化的过程目标只有某个方面，但由于不同的课题，涉及不同的方面，因此我们期望，通过若干课题的探究后，所有的过程目标都能得到强化，从而使学生科学探究的整体能力得到全面提高。要做到这点，需要对各个课题的过程目标进行整体规划。
给规划带来困难的是，有些探究能力涉及的课题很少，如提出问题。在课堂教学中，探究问题通常是由教学进度决定的，不可能由学生自发提出。而另外有一些环节则涉及的频率很高，如收集数据、分析与论证。因此，如何在教学中加强薄弱环节，这是在整体规划中值得考虑的问题。薄弱环节的加强，需要设法增加该环节的活动频率，另外，它还可以通过其他环节中的渗透来实现。例如在分析和处理数据环节中，就可以渗透对发现问题、提出问题能力的培养。像以上“单摆周期和摆长的关系”的探究活动中，作出了 l -T2 图像以后，如果进一步琢磨，就可能发现和提出一些问题。如：各个小组所作出的 l -T2 图像都是一条直线，那么，“全班不同的小组实验得出的 l -T2 图像都会一样吗？”通过对比，发现都一样，如果坐标系单位的设定都相同的话，连图像的倾斜程度都是一样的。于是，新的问题出来了：“这些倾斜程度一样的 l -T2 图像的斜率（ l 与 T2 的比值）究竟是多少？”通过计算，发现每个小组 l 与 T2 的比值都约等于0.25 m/s2。深入思考后又产生了一个问题：“既然各实验小组的数据处理中都出现了一个相同的加速度值，那么各小组的实验中，是否有一个以加速度形式存在的相同的实验条件？” 有，这就是重力加速度，因为各实验小组所在地的重力加速度 g 是相同的。此时，有理由猜想各小组实验中的 0.25 m/s2 也许就等于 （k约等于40，为一常数）。把这个猜想写成公式就是  ，从中解出 。至此，这实际上已经变成一个新的探究问题了。在以上过程中，学生经历了发现问题、猜想和提出问题的过程。既然提出问题、猜想等可以渗透在整个过程中，同样的道理，制定计划、评估、交流等，在进行教学规划和设计时，也可以把它们渗透在其他过程中，这是在进行规划时值得发掘的地方。

第三节  使物理贴近学生生活、联系社会实际
重视与生活、生产的联系，重视与技术、社会的联系是高中物理《课程标准》的一个重要特点。《课程标准》所制定的10个选修模块，有2个模块侧重于物理学与社会科学、人文学科的融合，这两个模块中，列有专门的二级主题，加强物理与生活、社会的联系，如选修1-1中的“电磁技术与社会发展”、“家用电器与日常生活”，选修1-2中的“热与生活”、“能源与社会发展”等。《课程标准》还有3个模块侧重从技术应用的角度展示物理学。从这3个模块的二级标题名称“力与机械”、“热与热机”、“电磁波与信息技术”、“光与光学仪器”、“原子结构与核技术”等，就能感觉到课程对物理学知识的应用与实践的强调。其他的选修模块和共同必修模块，同样重视物理学的应用和社会意义。
在教学中，要重视物理学和生活、社会的联系，无非是从教学内容和教学方式两个方面来考虑。

一、在教学内容上使物理贴近学生生活、联系社会实际
把物理教学的内容和学生的生活实际联系起来，有利于激发学生的学习热情，强化学生的实践意识，提高学生分析问题和解决问题的能力；把物理知识与应用技术、人文学科相结合，能使学生获得一个更为宽广的视野，有助于学生形成科学的价值观，增强社会责任感。这些都是高中物理课程目标所强调的。教师应该精选相关的事例，把它们组织在自己的教学内容中。
共同必修模块（物理1和物理2）的内容标准中，关于加强物理学与生活、社会的联系方面，相应的条目有 ：
● 用牛顿运动定律解释生活中的有关问题
● 用动能定理解释生活和生产中的现象
● 用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题
● 分析生活和生产中的离心现象
● 关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系
● 了解能源与人类生存和社会发展的关系
在共同必修两个模块的共25条内容标准中，明确提出与生活、生产相联系的规定，计有以上6条，占有一个不小的百分比，其他模块的情况也类似。这些规定，为教学提出了明确、具体的要求。实际上，还不应该仅在这六个方面，而是在尽可能多的知识上，广泛地结合学生的生活实际，体现 STS 的思想。把家庭中的物理、旅途中的物理、游乐场中的物理、运动场中的物理等等，各种场合下学生熟知的事例都融合在我们的教学内容中。
值得说明的是，并不是所有事例都会有预期的好效果，这里存在着一个事例的发掘、收集和选择的问题。应该说，这些与教学内容有关的实践性事例，选国外的，就不如选我国的；选外地的，就不如选本地的；选历史的，就不如选当今的。例如，在灯饰产业发达的地区，选择与灯饰有关的事例和实物带进课堂，学生会感到非常亲切。在以小商品生产著称的地方，列举与小商品有关的物理问题比较容易引起学生的学习兴趣。又例如，在讲解日光灯起动器的原理时，教师带一个日光灯示教板进行演示，拆开起辉器的外壳，把实物展示台上的摄像头对准起辉器的氖泡，接通日光灯开关时，学生可以通过多媒体投影看到氖泡中的双金属片的工作情况，同时看到日光灯的起动过程。如果改变这种演示方式，情况也许就不同：老师利用教室里平时照明用的日光灯来演示，把拆开外壳的起辉器通过导线接在这盏日光灯上，闭合教室墙上的开关，学生同样从银幕上看到了起动器的工作情况，但所控制的却是这盏日夜伴陪着自己的灯。此时所产生的新鲜感和满足感，不是用示教板所能达到的。

二、在教学方式上使物理贴近学生生活、联系社会实际
关于教学方式的考虑，也是使物理贴近学生生活、联系社会实际的一个重要方面。我们再来看《课程标准》共同必修模块中关于教学方式上与此相关的实例和活动建议 （以下条目的顺序本文有所调整，个别条目的表述有所删简）：
● 观看有关人造地球卫星、航天飞机、空间站的录像片
● 通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等，了解和体验失重和超重
● 通过查找资料，对比实际弹道的形状与抛物线的差异，尝试做出解释
● 通过查找资料和访问，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，尝试用动能定理解释
● 调查日常生活和生产中弹簧的形状及使用目的（如获得弹力或减缓振动）
● 调查日常生活和生产中利用静摩擦的事例
● 调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异
● 收集我国和世界航天事业发展历史和前景的资料，写出调查报告
● 设计实验，测量人在某种运动中的功率
● 根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置
● 尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下实验的方案
● 通过万有引力定律发现未知天体的事实，说明科学定律对人类认识世界的作用
● 评价核能为人类带来的好处和可能发生的问题
以上所列的教学实例或活动建议，是《课程标准》中物理1和物理2这两个模块的。对这些实例、建议学生对参与方式做一些简单的分类，可以看到，其中有让学生感受的，它使学生在实践中得到感性的体验；有让学生解释的，使学生对查找的资料进行解释的同时，增进物理学与生活联系的理解；有让学生调查的，在调查中使学生着实看到物理学在生活、生产、社会发展中的作用；有让学生设计的，增强学生把物理学知识创造性地应用于生活、生产和社会实践的意识；有让学生论述的，使学生能从理论上认清物理学与社会的互动作用。
显然，以上仅是根据部分实例和建议所概括的一些方式，还有很多方式都能在联系生活、联系社会方面产生有效的、积极的作用。比如，鼓励学生用常见的生活器具做家庭物理实验，教师有意识地把可乐瓶、易拉罐、饮料吸管、胶带纸等带进课堂进行演示实验和学生分组实验，拉近物理学习与生活之间的距离；鼓励学生进行综合性的课题研究，把物理学的知识和资源、环境、人口、生态、交通、居住等社会主题挂起钩来，增进物理学习与社会实践之间的联系。


第四节  发挥实验在物理教学中的重要作用
一、认识实验在物理教学中的地位
《课程标准》中，内容标准共分三大部分：一是科学探究及物理实验能力要求；二是共同必修模块；三是选修模块。把物理实验能力要求作为内容标准的一个独立的主题，物理实验在《课程标准》中的地位是显而易见的。
提到物理实验，常常把它和操作技能联系在一起，在考查学生的实验能力时，总是会想到通过某一项实验操作来考查学生的实验能力，例如各种电表的读数、游标卡尺的读数、螺旋测微器的读数，还有电表、螺旋测微器、以及各种物理仪器或器材的使用方法和使用过程中应注意的问题等等。其实，这些操作技能仅是物理实验中收集信息的能力中的一小部分，而收集信息的能力又是物理实验能力的一小部分。物理实验有着宽广的含义，它包含从提出问题、设计实验，到收集、处理、分析数据，形成实验结论和进行表达交流等一系列过程。《课程标准》对高中物理实验能力的基本要求做出了明确的规定。
提到物理实验，常常想到它是解决物理问题的重要手段，是学习物理知识、研究物理问题的重要工具，在理论上我们应用的是数学工具，而在实践上我们应用的工具就是实验。其实，物理实验所扮演的远远不是手段和工具这种角色，它同时体现了重要的科学观念，任何科学的结论必须经过实验的考验，实验是检验物理理论的最终标准。
提到物理实验，大家都会认识到它是物理教学中一项重要的内容。在具有实验项目的教学中，教师都会认真思考如何使学生懂得这个实验、如何使学生会解有关这个实验的习题。其实，物理实验不仅是物理课程的教学内容，它同时是物理课程的目标，《课程标准》所提出的物理实验能力要求，是高中学生通过物理课学习后必须达到的标准。教师在教学中，不仅应该从教学内容的角度来构思物理实验教学的设计，还应该从课程目标的角度来考虑如何使学生达到物理实验的基本要求。

二、发挥实验在物理教学中的重要作用
要发挥实验在物理教学中的重要作用，就应该重视学生实验技能的提高，使学生具备独立操作与高中物理实验项目有关的仪器和工具的能力，能运用这些仪器和工具获得准确的实验信息。应该看到，随着科技的进步，实验技能的具体要求和内容也在不断地变化，要注意对操作的理解，要避免大量重复性的刻板训练。
要让学生在实验中注意观察实验现象，鼓励学生在观察中发现问题和提出问题。为此，教师应该把自己在实验中发现的问题和学生一起交流，开阔学生的思路，让学生从具体的实例中感受到这些不留意的现象是怎样发现的，合理的猜想是怎样形成的，新的问题是怎样提出的。
应该重视学生对物理实验的理解，通过对实验目的、原理、器材和操作步骤的理解，体会实验是怎么设计出来的，增强对物理实验方案的设计能力。要鼓励学生修改实验方案和提出新的实验方案。
要尽量让学生自主收集实验的数据，逐步做到由学生自己设计实验数据表格，准确地读取和记录实验数据。应该使学生认识到，收集、记录数据的目的是为了分析、处理数据，因此，实验表格的设计应该满足数据分析和处理的需要。
应该尽可能让学生尝试用计算机来处理实验数据，学会用通用软件来简单处理实验数据。应该使学生认识到，用计算机处理数据时，数据处理的思路、要求和选择的方法并不是计算机所担当的任务，这是实验者自己必须考虑而且应该十分重视的创造性工作，它关系到实验结论形成的方向及结论的科学性，我们只是把运算和作图等机械性工作让计算机去完成。
在提倡把信息技术应用于物理教学的同时，我们还提倡用身边常见的生活器具来做物理实验。即使在物理实验装备比较齐全的情况下，仍然提倡这样做，因为这样可以增强学生把物理知识与生活实践相联系的意识，可以增进学生对科学的亲近感。
要重视物理实验中情感、态度、价值观的教育功能。要珍惜学生对物理实验普遍感到兴趣的有利条件，让学生在物理实验的成功中获得成就感，增强对学好物理的自信。要通过物理实验，培养学生对待事物严肃认真的态度和实事求是的精神，建立实践与理论关系的科学价值观念。

第九章  评价建议

《国家基础教育课程改革纲要（试行）》将评价改革列为课程改革的目标之一，并提出课程评价的方向是“要改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。” 《高中物理课程标准》就高中物理课程学生学习的评价问题提出了若干指导性建议。本章就学生学习的评价问题作一些说明，目的是激励教师与教育管理工作者主动、积极地参与到评价改革中来，成为物理课程评价的促进者、指导者、合作者与开发者。

第一节   物理学习评价的内容与要点
   
高中物理课程标准是高中物理课程评价的依据。对学生物理学习的评价应全面落实高中课程方案与物理课程标准的理念和目标。建立促进学生全面发展的评价体系。评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发展学生多方面的潜能，了解学生发展的需求，帮助学生认识自我，建立信心。发挥评价的教育功能，促进学生在原有水平上的发展。
   
一、认识新的评价理念
  新的评价理念应着眼于促进学生的全面发展和进步，物理教师应认真思考，通过怎样的评价方式才能落实这一理念，以保证物理课程标准的有效实施。新的发展性评价观与现行评价观的主要区别如下表所示。
案例4.2.1    发展性评价观与现行评价观的比较
发展性评价观 现行评价观
强调每个学生的发展
强调甄别与选拔
评价指标的多元化（三个维度）。 评价指标单一（知识点）
评价方法多样化。
强调过程性评价。 评价方法单调（纸笔测验）。强调终结性评价。
激励学生、展示成功、建立自信与自尊 甄别、选拔学生
强调“质性评价”；定性与定量相结合 过分强调评价的量化与标准化
实施的主体是学生、家长、老师与社会 实施的主体是老师