高中物理新课程必修1课标解读与教学建议.doc

高中物理新课程必修1课标解读
第一部分： 内容标准的具体要求
（一）运动的描述
内容标准
通过史实，初步了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。
具体要求
•知道物理实验是一种重要的科学研究方法，初步了解近代实验科学产生的背景。例如，知道在伽利略之前人们主要是根据思辨来判断是非的，伽利略开创了实验研究的科学方法，奠定了近代科学的基础。
•列举有关史实，说明实验研究方法对物理科学发展的促进作用。
内容标准
通过对质点的认识，了解物理学研究中物理模型的特点，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
具体要求
•能说出质点的定义，知道质点是一种理想模型。
•能判断在哪些情况下可以把实际物体看成质点，哪些情况下不可以把实际物体看成质点。例如，研究地球绕太阳公转时，可以把地球看成质点；在研究地球自转时就不能把地球看成质点。
•知道理想模型是突出主要因素，略去次要因素的一种科学抽象，它对研究物理问题具有十分重要的作用。
内容标准
经历匀变速直线运动的实验研究过程，理解位移、速度和加速度，了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用。
具体要求
•能完成匀变速直线运动的实验研究。例如：会用打点计时器、频闪照相法或其他实验方法测量和记录运动物体的时间、位移变化情况，并能依据实验数据推断该物体的运动是否是匀变速直线运动。
•能区分路程与位移，会根据物体的运动轨迹计算位移大小。例如：会正确计算物体做往返运动时的路程和位移。
•理解速率与速度、平均速度与瞬时速度，并能用其定量分析物体运动问题。
•理解加速度，能解释加速度定义式的物理意义，会用该定义式对有关物理量进行计算。例如：会用该定义式计算a、vt、v0、t和（vt-v0）。
•知道匀变速直线运动及其特点，了解匀变速直线运动的规律。例如，它的瞬时速度随时间的变化有什么规律，它的加速度有什么特点。
•通过实验操作、现象观察、数据处理和讨论交流等过程，体会实验在发现物理规律中所起的作用。
内容标准
能用公式和图像描述匀变速直线运动，体会数学在研究物理问题中的重要性。
具体要求
•掌握匀变速直线运动的瞬时速度公式。例如，知道它是如何推导出的，会运用这一公式进行分析和计算。
•理解匀变速直线运动速度图像的物理意义。例如，能根据物体做匀变速直线运动的有关条件做出其速度图像；能从已知速度图像上提取相关的运动信息。
•掌握匀变速直线运动的位移公式，会运用这一公式进行分析和计算。
•能推导出匀变速直线运动的位移和速度的关系式，并会运用这一公式进行分析和计算。
•知道公式和图像都是研究物理问题常用的重要数学工具。
（二）相互作用与运动规律
内容标准
通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。
具体要求
•通过实验了解滑动摩擦产生的条件，会判断滑动摩擦力的方向。知道动摩擦因数，会运用公式ｆ＝μＮ进行计算。
•通过实验了解静摩擦产生的条件，会判断静摩擦力的方向，会用力的平衡条件计算静摩擦力的大小。
•知道最大静摩擦力。
内容标准
知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律。
具体要求
•知道常见的形变。例如拉伸、压缩、弯曲、扭转等形变
　　•通过实验了解物体的弹性。
•知道胡克定律，能用胡克定律进行简单计算。
内容标准
通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量与标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
具体要求
•通过实验理解力的合成。知道共点力的平衡条件。掌握平行四边形定则。例如，能判断两个大小一定的共点力在夹角变化时，合力如何变化；会用作图法求出共点力的合力。
　　•通过实验理解力的分解。会用作图法求分力，能根据解决问题的需要对力进行正交分解。
•知道什么是矢量，什么是标量。会进行简单的矢量分析。例如，用平行四边形定则进行矢量的合成。
•能用力的合成与分解分析日常生活中的问题，会运用直角三角形的有关知识对合力和分力进行计算。
内容标准
通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。
具体要求
•通过实验，探究加速度与物体质量、物体受力的关系。例如，探究“相同质量的物体，加速度与作用在它上面的合外力有何关系”，探究“在相同合外力的作用下，加速度与质量有何关系”；能够通过实验完成对加速度、力和质量的测量，正确作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像，能根据图像写出加速度与力、加速度与质量的关系式。
•理解牛顿第一定律的内容和意义。知道什么是惯性，并会正确解释生活中的有关现象。知道力是使物体产生加速度的原因。理解质量是物体惯性大小的量度。
•理解牛顿第二定律的内容和意义。知道物体运动加速度的方向和合外力的方向一致。知道力的国际单位“牛顿”的定义。会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题。例如：已知物体的运动情况，分析求解其所受的外力；已知物体所受的外力，分析求解其运动情况。
　　•理解牛顿第三定律的内容和意义。知道力的作用是相互的，能区分一对平衡力和一对作用力与反作用力。能应用该定律解决一些简单的问题。
　　•通过实验，认识超重和失重现象，会用牛顿运动定律解释产生超重和失重现象的原因。
内容标准
认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
具体要求
•了解什么是单位制，知道什么是基本单位和导出单位，知道国际单位制中力学的基本单位和有关导出单位。
　　•知道单位制在物理计算中的作用，认识单位制在物理学中的重要意义。

第二部分：模块内容特点和教学建议
本模块学习内容具有如下特点：
1．本模块是高中物理的共同必修模块，又是学生进入高中后学习的第一个模块，因此在教与学两方面都具有承前启后的作用。
2．本模块中所涉及到的物理学研究方法和实验方法在高中物理中都具有典型性，这将有助于提高学生的科学素养，促进学生的全面发展。
3．在本模块的学习中，学生将按照普通高中课程标准的要求，初步经历对物理规律的探究过程。这将有效地改变学生的学习方式，并使学生在情感态度与价值观方面受到熏陶。
教学建议
1.本模块的教学要十分注意与初中物理的衔接。在教学中要时时注意降低台阶，引导学生从初中已经学过的内容过渡到高中要学习的新内容，进而逐步适应高中阶段的教学要求。切不可盲目追求一步到位，否则必然是欲速则不达。同时，还要注意帮助学生掌握好本模块最基本、最核心的知识、技能和方法，从而为进一步学习后续模块的内容打下坚实的基础。
2. 本模块内容中有许多物理学常用的研究方法和典型的实验方法，在教学中要十分注意引导学生把握这些方法的一般思路和基本操作，要求学生要有意识地运用这些方法来思考和研究自己身边的物理现象。
3．普通高中物理教学要实现课程标准所设定的三个维度的具体目标，就不能仅仅依靠传统的“注入式教学”，要努力创设多样化的教学情境，帮助学生逐步适应自主、合作、探究等新型学习方式，促进学生全面素质的和谐发展。
4．质点在高中物理中是一个重要概念。因此在教学中一开始就要让学生明白质点是：没有形状、大小，而具有物体全部质量的点。它是一个理想化的模型，是人们在研究实际物理问题时，抓住主要因素，忽略次要因素的一种科学抽象。
有的学生会误以为小物体一定都可以看成质点，而大物体如地球、太阳等就不能看成质点。因此在教学中要多举实例并进行讨论，注意帮助学生学会对具体问题进行具体分析。如果在所研究的问题中，物体的形状和大小产生的影响小到可以忽略不计，或者物体上各部分运动的差异是次要的、不起作用的，我们就可以把该物体看成质点。这就是科学抽象的过程。例如我们研究地球的公转时，可以不考虑它的自转，把它看成质点。而在研究地球上的昼夜变化时，必须考虑它的自转，就不能把它看成质点。
在教学中要通过对质点的认识过程，使学生学习这种科学思维的方法，体会理想化模型在探索自然规律中的作用，逐步学会独立分析和解决问题。切忌纯粹为了应付考试而罗列实例，让学生机械记忆。
5．运动学中的几个基本概念，是学生学好后续课程内容的重要基础，所以在教学中要特别注意帮助学生形成准确而清晰的第一印象。尤其是一些相近的概念容易造成学生认识上的混淆，要注意引导学生弄清它们的区别和联系。例如可以用坐标轴来讲解时间与时刻的区别，时间是坐标轴上的一段线，时刻是坐标轴上的一个点；再结合实例让学生进行讨论，这样既直观又易懂。再如位移是学生在高中物理中接触到的第一个矢量概念，在这里暂时不宜对矢量及其运算作太多的扩展，只要求学生初步认识到有一类物理量是既有大小又有方向的量，并且会用正负号来表示直线运动中位移的方向。要用实例来启发引导学生认识位移与路程的区别。
速度是高中物理中第一次出现用比值定义的物理量，而用比值定义物理量的方法是物理学中常用的方法，要引导学生逐步理解和体会。平均速度与瞬时速度是一对较难理解的概念，学生对这一对概念的认识要经历一个逐渐深化的过程，不可能一蹴而就。在这里主要是弄清平均速度定义中位移和时间的对应关系，知道对于变速运动而言，不同时间内的平均速度一般是不相等的；再用“极限”的思想引出瞬时速度概念，即时间取得越短，设想的匀速运动就越接近实际的变速运动，当时间取得足够小时，设想的匀速运动的平均速度就等于某时刻经过某位置的瞬时速度了。“极限”的思想和分析方法在物理学中也是经常用到的，要提醒学生注意体会和学会运用。
加速度是力学中最重要的概念之一，也是本模块教学中的一个难点。教学中要着重强调加速度的大小表示的是速度变化的快慢，而不是表示速度变化的大小，更不是表示速度的大小。可以结合加速度的定义式多举些实例让学生进行讨论，例如有的物体运动速度很大，但加速度很小；有的物体运动速度很小，加速度却很大。注意引导学生对速度、速度的改变量、加速度这几个相互关联的物理量进行比较、分析，使学生对这些概念的理解逐渐深化。对于加速度也是有方向的量以及加速度方向的物理意义学生往往难以理解，在教学中更要注意循序渐进。可以先从定义式入手，结合实例讨论物体分别做加速和减速运动时加速度的正负，进而得出当加速度的方向与初速度相同时，物理做加速运动；当加速度的方向与初速度相反时物体做减速运动的规律。至于更本质的问题应留到牛顿运动定律中进行讨论。
用实验研究匀变速直线运动，是学生理解和掌握匀变速直线运动规律的重要基础，所以一定要尽量创造条件让学生人人都能动手做好。实验中不论是用打点计时器还是用闪光照相，其基本原理一样都是在一个固定的单位时间内，记录下运动物体位置变化的情况。对实验中记录的数据进行分析处理，整理概括出物体运动的若干特点，进而总结得出物体运动的规律。这一系列实验操作的规范程序，要逐步让学生熟练掌握，并从中体会实验在发现自然规律中的作用。
6．描述匀变速直线运动的公式有很多，其中最基本、最重要的是瞬时速度公式和位移公式。在教学中要特别注意帮助学生认清公式的适用条件，理清运用公式解决具体问题的思路。千万不要让学生形成公式多、头绪乱的错觉。同时，由于有了较多的公式运算，因此要求学生要养成先根据题设条件应用公式进行代数运算，再代入已知数据求解未知量的习惯，这样有助于理清解题思路、检查和发现解题中可能出现的错漏并及时加以修正。另外，留给学生的练习题中公式的运用和计算都不宜太繁。特别是同一题中运动状态的变化过程不宜太多，因为运动状态的变化是由所受外力的变化引起的，所以留待学完牛顿定律后再讨论学生比较容易接受。另外，追击问题也不宜出现。应引导学生把主要精力集中于弄清公式的物理意义和适用条件；具体分析题设条件和问题情境，找到解决问题所需要的正确物理模型，运用相应的物理规律和公式讨论和解决问题。不要把宝贵的时间花在做毫无意义的公式变换上。
图像是描述物体运动的又一重要工具。做为铺垫可以先从匀速直线运动开始，同时用图像和公式两种数学工具结合具体的运动实例，描述物体运动中速度和时间、位移和时间的关系，并进行比较。因为匀速直线运动的规律简单学生比较熟悉，所以由此开始学习图线的描点法以及横坐标、纵坐标、斜率的物理意义学生容易接受。然后再过渡到匀变速直线运动的描述，学生也不会觉得太难。对于匀变速直线运动的图像，应以匀加速和匀减速直线运动的两个速度-时间图像为重点，对有条件的学校和班级也可以提一下位移－时间图像，以开阔学生的思路，但也不宜做过多的深入讲解。
用公式和图像来描述物理规律在物理学中具有典型性，在教学中教师应充分利用本教学内容的特点，帮助学生体会数学在研究物理问题中的重要性，并能举一反　　　　　三，学会将已经学过的数学知识用来解决实际的物理问题。
7．自由落体运动是匀变速直线运动的一个特例。在日常生活中由于受空气阻力的影响，学生容易产生“重的物体下落得快，轻的物体下落得慢”的错觉。可以揭示这一认识错误原因的实验有很多，例如：取一只小球和一张薄纸片，先将小球与纸片从同一高度处同时放下，可以看到小球先着地；再将纸片捏成团，并与小球一起从同一高处放下，就可以看见它们几乎是同时着地。教学中应当让学生尝试做一些类似的简单实验，以加深他们对自由落体运动规律的认识。应当让学生认识到无论什么物体，在自由下落时加速度都等于重力加速度ｇ，自由落体运动是初速度为零、加速度为ｇ的匀加速直线运动。要注意避免学生在学习中死记硬背和乱套公式。
伽利略对物体运动的研究，特别是他有关实验的科学思想和方法，对科学发展和人类进步具有重大的意义。在教学中可以引导学生通过查找资料、编辑专刊、组织演讲辩论等多种形式，将亚里士多德与伽利略关于物体运动的观点和研究方法进行比较，了解亚里士多德的研究方法为什么不能得出正确的结论，进而认识实验在物理学发展中所起的重要推动作用。
8．对于滑动摩擦，开始的时候应只讨论受到滑动摩擦力的物体相对于另一静止物体（相对地面静止）的情况，一般不宜过早涉及两物体都相对于地面运动的情形。教学中应多通过实例，来帮助学生弄清滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对滑动，而不是阻碍物体的运动，因此，滑动摩擦力的方向跟物体相对运动的方向相反。
　　对于静摩擦，这里只限于容易判断有没有相对运动趋势，以及相对运动趋势方向较容易看出的情形；求静摩擦力的大小也只限于应用二力平衡规律的简单情况；最大静摩擦力也只要通过简单实验，让学生知道它的存在，并且它的大小跟两物体间的压力以及接触面的性质有关，不必涉及静摩擦因素的问题。
9．在中学阶段最经常遇到的弹力，是支持物的支持力或对支持物的压力以及绳的拉力，要求学生能在具体问题中正确地画出它们的方向。对于这些力的大小，在这里一般只讨论物体静止地放在水平支持物上或悬挂在竖直绳上的特殊情况。由于学生尚未学过牛顿第三定律，所以静止放在水平支持物上的物体对支持物的压力大小等于它所受的重力，静止地悬挂在竖直绳子上的物体对绳子的拉力等于物体所受的重力都只能作为事实先接受下来。
对于胡克定律，这里只要能用它来定性讨论弹簧的形变与弹力的关系就可以了，可不涉及有关的计算。
10．在讨论几种不同性质的力之后，可以让学生初步学习物体的受力分析。在这里主要是帮助学生逐步熟悉受力分析的一般步骤，学会按照重力、弹力和摩擦力的产生条件以及施、受关系，来分析某个研究对象所受的外力；指导学生在进行受力分析时注意避免无中生有和疏忽遗漏。受力分析是学好高中物理的重要基本功，但教学中一定要循序渐进，切不可操之过急。一开始就让学生处理大量复杂的受力分析问题，只会挫伤他们的学习积极性。实际上有关物体受力的许多问题只有在学过牛顿运动定律之后，学生才有可能结合运动和力的关系来详细分析和深入理解。

画好力的图示或示意图，也是做好受力分析和学好高中物理的基本功之一，要通过一定的练习，帮助学生在力的图示或示意图中正确表示出力的三个要素。
11．在教学中要结合具体实例和实验，帮助学生从力的实际作用效果来理解合力和分力的概念。平行四边形定则的运用，也不宜一味地要求学生做抽象的作图练习，而应当引导他们更多地联系实际生产和日常生活中的具体问题进行分析和应用。正交分解法是解决力学问题的常用方法，可结合实例帮助学生学会应用这种方法。
　静力学问题应尽量用共点力平衡条件求解，到本模块复习阶段学生基本上都能较熟练掌握时，再介绍用力的分解方法求解静力学问题。
12．探究加速度与物体质量、物体受力之间的关系，是高中物理中的一个典型实验。例如，在该实验设计阶段用到的控制变量方法，操作阶段对加速度的测量以及数据处理阶段根据测量数据作出相关物理量之间关系的图像，再根据图像写出相关物理量的关系式等在物理学研究中都是很具有代表性的。因此，教师一定要尽量创造条件让学生都能动手做好这个探究性实验。
牛顿第一定律虽然在初中已经学过，但是学生对力与运动的关系仍然有许多模糊和错误的认识。因此在教学中应注意结合实例，引导学生充分思考和讨论，以便引出“力是产生加速度的原因”这一结论。
要让学生知道，牛顿第二定律是在大量实验和研究的基础上归纳总结出来的重要规律。教学中应帮助学生明确该定律公式中的ｍ是质点的质量，ａ是质点的加速度，Ｆ是质点所受的力；尤其要注意强调式中的Ｆ指的是质点所受的合外力，而不是所受的几个力中的某一个或某几个力；同时，该定律不仅表述了力和加速度的数量关系，也表明了它们的方向间的关系，即加速度的方向永远跟合外力的方向一致。
　　在牛顿第三定律的教学中，应注意帮助学生从力的性质、力作用的同时性以及力的作用点等方面来区分一对平衡力和一对作用力反作用力。还可以通过具体事例让学生认识到，有时某个力的大小无法直接求得，却可以应用牛顿第三定律改变研究对象，先求得这个力的反作用力，从而得出该力的大小。
　　牛顿运动定律的应用，涉及到运动和力的许多知识，具有较强的综合性。但在学生刚学完牛顿定律的时候，不宜过早出现有力的变化和多过程的复杂问题，尤其是不要涉及连接体问题，应当引导学生更多关注用牛顿运动定律解决实际生产和生活中的问题。
超重和失重是牛顿运动定律的一个典型运用实例，教学中要引导学生通过实验，得出加速度方向向上即为超重，加速度方向向下即为失重的规律。
13．关于单位制，应让学生知道例如牛顿第二定律的数学表述从比例式Ｆ∝ｍａ写成等式时要出现比例系数ｋ，而ｋ的数值与单位的选择有关。当质量和加速度的单位都选用国际单位时，根据这一公式定义力的单位“牛顿”后，ｋ就等于１。因此，在使用公式Ｆ＝ｍａ时，要注意各个物理量的单位都要用国际单位。
实际上在物理计算中只要已知量用的都是国际单位制中的单位，那么求出的未知量也必定是国际单位制中的单位。教学中还可以结合一些力学问题的分析解决，既复习巩固前面学过的知识，又帮助学生了解单位制在物理计算中的作用。