初中物理_八年级上册 教师教学用书.pdf

5/281目录目录：关于探索物理.1致同学们.6科学之旅.8教材编写说明.8教学设计与教学建议.9教学资源库.14第一章声现象.24教材编写说明.24教学设计与教学建议.25教学资源库.45第二章光现象.71教材编写说明.71教学设计与教学建议.72教学资源库.99第三章透镜及其应用.132教材编写说明.132教学设计与教学建议.133教学资源库.147第四章物态变化.161教材编写说明.161教学设计与教学建议.162教学资源库.181第五章电流和电路.206教材编写说明.206教学设计与教学建议.208教学资源库.223附录1物理学史和物理学家.241附录2教学设计的内容及应注意的问题.2706/281前言刖百:为了帮助教师用好义务教育课程标准实验教科书 物理，更好地为教 师及教学服务，我们编写了这本教师教学用书，为教学提供一些参考。本书介 绍了义务教育课程标准实验教科书 物理的特色、物理课程标准的教育理 念、一些教学设计思路和案例，为教师们提供了一些教学资源。关于探索物理概括地说明了这套教材的教育理念、编排内容安排以及 编写这套教科书时的一些想法。为了便于教学，本书采取“紧密配合”的方式，逐章地进行说明并给出教 学建议Q本书的主要内容如下：教材编写说明 教学设计与教学建议 教学资源库“教材编写说明”包括课程标准要求、全章概述两部分。“课程标准要求”中摘录了全日制义务教育物理课程标准（实验稿）的相关内容，这是设计 教材的根本。“全章概述”中扼要地介绍了本章教材的主要内容，教材的结构 特点，以及在选择内容和讲述方法上的一些考虑。在义务教育课程标准实验教科书物理使用过程中，我们收集了全 国许多优秀教师的教学经验。“教学设计与教学建议”是根据教学的需要和可 能，对教学涉及的内容做了比较详细的说明，对每节的内容提出具体的教学 建议。包括：在一般教学过程中可能遇到的问题，供选择的教学方法，怎样 帮助学生进行学习，如何进行科学探究，怎样发展学生的非智力因素，怎样 使用教科书中的栏目、插图，如何“动手动脑”解决问题，等等。新课程给教师的取业素质发展带来新的需求和机遇。为了使初中物理教 师的素养得到快速的提升，我们设置了“教学资源库”的专栏，为教师更好 地处理教学提供一些资源。其主要内容有三部分：实验参考和活动建议、科 学技术参考资料、补充练习。这些内容，分别介绍了本章的一些实验的做法、教学内容的理论和科学技术背景，一些辅助性的或综合性的练习。7/2812：前言为提倡科学技术与人文融合的科学教育，根据本书教学的需要，我们在“物理学史和物理学家”中，选编了一些跟本册内容相关的史料，供教学参 考。本书在编写过程中，得到全国各地教研室的支持和帮助，许多教师给本 书的编写提出了宝贵的意见和建议。在此，我们一并表示衷心的感谢。本书主编杜敏。本册责任编辑张颖，参加编写工作的主要有：杜敏、付 荣兴、谷雅慧、彭征、孙新、张颖、孙建生、钱瑞云、林诗等，参加修订的 有王树明、王苏凤、王颖、王少芳、谷丽雅等。新的教育理念尚需要教学实际来进一步完善，我们诚恳希望教师们为这 次教育改革提供宝贵的经验。对于书中存在的缺点和错误，我们欢迎读者及 时批评、指正。来函请寄“100081 北京海淀区中关村南大街17号院1号 楼人民教育出版社物理室”。人民教育出版社物理室 2006年4月8/281关于探索物理关于探索物理;义务教育课程标准实验教科书 物理是根据教育部2001年3月颁布的全日制义 务教育物理课程标准（实验稿）编写的，从2001年9月开始在实验地区试用。这套初中 物理课本，跟新课程标准的理念一致，倡导探究式的学习，强调科学与实际、科学与社会 的联系，因此我们又给这套书取了一个名字：探索物理入一、课程标准简介全日制义务教育物理课程标准（实验稿）（以下简称”课程标准”）继承了建国以 来物理教育改革的成果，借鉴了不同发展程度、不同文化背景的许多国家科学课程改革的 经验，是我国中学物理教育发展中的一个重要里程碑。课程标准的主要特点和执行中应该注意的问题简述如下。1.突破学科本位的思想,以学生的全面发展为目标我们过去考虑物理课程时，往往从物理学科本身出发，首先想到物理学中有哪些主要 内容，想到物理学的学科体系和教学的逻辑结构，也就是想到哪些知识是所谓的主干知 识、哪些知识是初中学生应该学习的、哪些能力是应该训练的在这样的思维模式下设 计我们的物理课程，对学生这个学习的主体关注不够。课程标准考虑课程目标、课程内容等问题的出发点与过去有所不同，它不单纯以I物理学本身的内容、结构为出发点，而是首先考虑如何提高公民的科学素质，着眼于学生 的发展。因此有些在物理学中十分重要的知识，在初中物理课程中可能并不强调；有些并 不属于物理学的内容，在课程中却又安排在十分显眼的地位；有些在物理学中通常认为很 重要的能力，例如演绎的能力，课程标准并不强调。这样做的原因，在于课程标准 是以物理学的内容作为素材，使学生获得终身学习的兴趣、习惯及一定的学习能力，帮助 学生树立科学的价值观，而不是向学生全面介绍物理学。课程标准非常强调义务教育中的物理课程在情感、态度、价值观方面的教育作用。它在“课程目标”中有一节专门给出了这方面的详细而具体的要求，例如:能保持对自然界的好奇，初步领略自然现象中的美妙与和谐，对大自然有亲近、热 爱、和谐相处的情感；9/2812：关于探索物理具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，勇于探究日常 用品或新器件中的物理学原理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识；养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，不迷信权威，具有判断大众传媒是否符合 科学规律的初步意识。课程标准的这些要求，在我们进行物理教学、使用探索物理时，要时刻记在 心上。2.注重科学探究，提倡教学方式多样化课程标准强调以物理知识和技能为载体，让学生经历科学探究过程，学习科学探 究的方法，培养学生的科学探究精神、实践能力、创新意识；改革以书本为主、实验为辅 的传统教学模式，提倡多样化的教学方式。根据课程标准，在义务教育的物理课程中，使学生学到获取知识的方法、增强探 究未知世界的兴趣和能力，以及培养学生对于科学本质的理解和树立科学价值观，是与科 学知识的学习同等重要的。因此，课程标准十分强调科学探究的学习。在“内容标准”中，科学探究是和科学内容并列的，它提出了科学探究的要素、探究能力的表现，以及探 究教学的形式，并分析了探究教学的实例。课程标准把“过程与方法”作为课程目标之一，与“知识与技能”“情感态度与价 值观”并列。课程标准与过去的初中物理教学大纲的不同之处还在于，除了使用“知 道,，“理解”等描述学习结果的行为动词外，还使用了描述学习过程的行为动词来表达对 学习的要求，如“经历探究浮力大小的过程”等。这种表述，体现了一种教育的理念，与 过去的义务教育物理课程相比，课程标准更强调学习的过程。过去的物理课程更偏重于从物理学科本身的知识体系出发，选择那些“基础的”“难 易适度学生能接受的物理知识”作为教学内容，即仅重视知识的传承，没有提及科学 探究，也没有强调学习过程，对学生的学习在情感、心理领域关心不够。3,加强了科学-技术社会的教育，重视人文精神的渗透注重科学技术与社会的关系，是当今世界科学教育的一个大趋势。课程标准在规定教学内容和活动建议时在这方面有充分考虑。例如“有评估某些 物质（如塑料、化肥、农药等）对人和环境的积极和消极影响的意识，能尝试与同学交流 对当地环境保护、资源利用的意见”“尝试对环境温度问题（如温室效应、热岛效应等）发表自己的见解”“研究电冰箱内外的温度差与所耗电能的关系，提出节能措施”“分别从 炊事、取暖、交通等方面对当地燃料结构近年来的变化作调查研究，从经济、环保和社会 发展等方面进行综合评价”等。课程标准注意借鉴国际科学教育的理论和实践，构建具有中国特色的物理课程；注意将科学技术的新成就引入物理课程，注重学科之间的渗透、人文精神与自然科学的交10/281关于探索物理爨3融，以使学生获得对自然界更加本质的认识，逐步树立科学的世界观。4.改进评价体系课程标准不以甄别和选拔为校内评价的主要目的，在新的评价观念的指导下，构 建多元化、发展性的评价体系，以促进学生的全面发展。课程标准倡导对学生学习的各个方面的现状和进步进行档案式的评价，不赞成以 知识考查为核心，不赞成把书面考试作为唯一的评价方式，重视学生在活动、实验、制 作、讨论等方面表现的评价，主张终结性评价和形成性评价并重。二、探索物理的特点编者在编写探索物理时，力图把课程标准的精神具体化，为此突出了以下特点。1.强调学生的探究活动，把科学探究的学习和科学内容的学习放到同等重要的地位科学的本质是对未知事物的探究。通过科学探究活动，学生不仅可以学到科学知识，还可以体验科学的过程、了解科学方法，可以受到科学价值观的熏陶。科学探究的学习与科学知识的学习一样，都要遵循循序渐进的原则。探索物理从序言“科学之旅”开始，通过几个自然现象和小实验使学生接触有趣 的物理现象，继而又设置了几个不完全的探究活动，并以旁批的形式标示探究活动的几个 要素。当学生对探究的过程有了较多的感性认识之后，再让学生完整地探究串联电路和并 联电路的电流关系，把探究的程序性知识推到前台。我们希望，这种安排有利于学生对于 科学探究的学习，并且不影响科学知识学习的连贯性。学生学习中的探究活动，大多数不同于实际生活及科学研究中的探究，其本质区别在 于前者的结论是已知的，后者的结论是未知的。从事这两种不同的探究时，心理活动不完 全一样，体验也就有很大的差别。为了缩小这种差别，对于课程标准不做要求的知 识，书中不给科学结论。例如，第三章探究凸透镜成像的规律，探索物理是作为教学 重点处理的，但全书不出现结论（也希望教师不要给出），要由学生自己通过探究得出。对于课程标准所要求的知识，有些也要通过学生自己的探究得出，这样的知识在 书中都给出结论。但是，在文字处理上一般都淡化结论和探究过程的直接联系，例如不出 现“通过以上探究我们可以看到”等字样，而由教师在适当时机向学生介绍结论。这 样处理的目的同样是缩小学习中的探究与真实探究的差距。课程改革的核心是学生学习方式的改变，探索物理加强探究的特点将有助于推动 这种变化。2.书中包含许多开放性问题和实践性课题与过去的教科书不同的是，这套书中含有许多开放性的问题。开放性问题有两类：一类需要学生自己寻找所需的资料、数据，另一类则没有唯一正11/2814：关于探索物理确的答案或在初中阶段不要求学生学会这个问题的答案（例如课本第三章中关于望远镜物 镜与目镜焦距的关系）。对于前一类，重在学生寻找资料的过程，教师可以提供线索，但 绝对不应提供现成的数据；对于后一类，重在学生的思考与探究，教师没有必要提供 答案。“动手动脑学物理”中的一半以上内容都是实践性的问题。3.充分体现STS的思想，注意人文精神的渗透科学技术问题都是直接或间接与社会相联系的。强调科学技术的社会意义，是当前科 学教育的一个重点。探索物理特意安排了 STS栏目，介绍、探讨科学技术与社会之间 相互关联的问题。不仅如此，在书中其他部分也尽力渗透STS的思想和科技人文意识（例如各章的章首语）。4.注意扩大学生的知识面书中设立了“科学世界”栏目，用于介绍那些应用性的（例如课本第三章“眼镜的度 数”）或细节性的知识。书中还尽可能地在各种栏目中收入了一些非基础的但十分有用或 有趣的知识，例如望远镜和显微镜、楼道灯的自动开关等。每章的章首图及其十分简要的文字说明也是扩大知识面的一个渠道。5.形式生动活泼探索物理力求生动活泼。编者尝试以视觉形象向读者传递更多的信息，为此使用了很多彩色照片和图片。书中 能够用图表达的意思就用图片表达，不追求图文一一对应,以适应当代少年的阅读习惯。本书的插图人物以漫画形式出现，并有女孩、男孩和老爷爷三个固定的人物形象，有 时更以滑稽的卡通方法表现严肃的科学内容（例如课本图3.2-1乙），这些做法都是为了 贴近初中学生的生活，适应初中学生的学习水平，也希望使他们在物理学习中，培养热爱 科学的情感和乐观向上的人格。全书彩色印刷，每章都有章首图，并配有散文体的引语，这也是全面发挥教科书教育 功能的一种尝试。三、需要转变的几个观念在使用这套教材的时候，老师们必须转变教育观念。除了课程标准中提到的基本 理念外，这里着重强调与教科书的使用相关的下述具体问题：1.不是书上所有的内容都要由教师在课堂上讲授例如，眼睛的结构和功能在初中生物课中也有涉及，但是研究的角度、写作的风格和 强调的侧面都不一样，所以本书仍把眼睛和眼镜一起写出。尽管如此，这段内容比较简 单，要求也不高，文字又很通俗，所以完全可以让学生自学，最多用几分钟时间让学生议 12/281关于探索物理 5论一下就可以了。在“STS”“科学世界”等栏目中的许多内容都是如此。2.不是书上所有字句都要求学生学懂、学会例如，在介绍电冰箱时提到了“耗电量”“气候类型”，前者是还没有学到的知识，后 者则不属于物理学的范畴。本书有意在电冰箱的技术参数中安排了这些项目并不加解释，目的是拉近课程与实际的距离。在实际生活中，不知道的，甚至永远不可能弄懂的东西太 多了，学生要学会容忍这种状况；不但如此，还要学会从许多不懂的东西中找到能够理解 的那部分并能利用。3.各个栏目都应得到重视为了便于学习，探索物理的课文内容分别安排到若干“栏目”之中，但这并不意 味着哪些栏目是必须在课上讲的，哪些是可学可不学的。例如，课程标准要求“能用 水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。有节约用水的意识:考虑到这段知识的 特点，这套书把它安排在“STS”栏目中了。4.评价方式要作相应改变课程标准把科学探究的学习与科学知识的学习放到了同等重要的地位，对学生学 习的评价也应该同样重视这两个侧面。对于科学探究的评价，应该以档案式的评价为主，即记录学生对探究活动的参与程 度，活动中的表现，不能让学生背诵探究活动的步骤。要做到教师的记录与学生自己的记 录相结合，以学生自己的记录为主。学生的记录要包括每次探究的体会及这次探究中自认 为有意义的、印象深刻的事件。书面评价中应该增加问答题的比重。课程标准对于初中物理的定量要求少了，对于解释现象、科技人文的意义等要求 多了。遵照这个精神，同时考虑到表达与交流在现代社会生活的重要性，探索物理中 要求学生书面和口头表达的课题比现行的教科书增加了很多。因此，评价也应该做相应的 调整。5.以课程标准作为指导教学和检查教学的标准教学资源有很多种，教科书只是其中的一种，而且教科书也已经多样化。教师应该 适应这样的形势。一方面，教学活动的安排应该按照课程标准的要求来进行，不 以某一种教科书的表述为判断正误及要求高低的标准；另一方面，今后也不是只是手 拿一本教科书和配套教参就能胜任教学的。要参考多种教科书，从不同教科书的处理 中进一步理解课程标准的精神，同时也要参考多种介绍物理学及其应用的参考书，扩大自己的知识面。13/281致同学们致同学们:课时建议：这部分内容可以让学生自己阅读，不必占用课上时间。这套物理教材与过去的最大不同点在于倡导探究式的学习。教师在使用这套物理课本 时要注意贯彻这个精神。本书有以下一些特点。1.强调探究式学习接受式学习和探究式学习是两种重要的学习方式，由于过去主要是接受式学习，学生 自己进行的探究活动很少，所以这套教材对探究式学习给予了特别的关注。2.加强了 STS的内容3.注意拓宽学生的知识面书中几个栏目的设置体现了这些特点。“探究”一般是由学生通过实验探究，得到某些科学结论。本书的探究，大部分是从 原来的学生实验、教师的演示实验和小实验变化而来。由于器材的原因，一些探究活动可 能只能由教师演示、学生观察来进行，但在这种情况下教师也应该进行引导，师生一起进 行探究，从实验得出结论。“想想做做”和“想想议议”是同一类栏目，前者以动手为主，后者以动脑为主。这 两个栏目一般都可以在课堂上完成，有的也可以留作课后作业。这两个栏目也是探究式学 习方式的重要体现。“STS”是关于科学技术与人类社会关系的专题，“科学世界”是扩展性知识。需要说 明的是，“STS”和“科学世界”这两个栏目不是可有可无的，其中有些内容是课程标准 所规定的基本内容，例如教材“科学世界：水的故事”，在课程标准中有相应的明确 要求：“能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。有节约用水的意识。”活动建 议中也有类似的建议，因此这些内容一定要让学生重视、学好，否则就没有达到课程标 准的要求。另外一些内容，如教材“科学世界：双耳效应”，就完全是扩展性的知识，不必占用课堂时间学习。学生阅读这个栏目一方面可以增长知识，另一方面可以体会到物 理学与日常生活的联系，在STS的教育上也有潜移默化的作用。教科书只是提供教学素 材的一种手段，不是教学的法规性根据，这点应该认识清楚。确定教学内容的依据只能是 国家教育部颁布的课程标准，教师应该改变教学中只看教科书、不研究课程标准的 状况。“动手动脑学物理”的题目，许多是与社会生活密切联系的，另外也有一些注重理解14/281/致同学们 7物理概念、规律的题目。这些题目主要是留给学生课后完成的，大致相当于过去的课后练 习。但是有的题目，如果估计学生解决起来看困难，应该在课堂上给予一定的提示。“动 手动脑学物理”中的题目都是真正需要“动手动脑”才能解决的。当然，我们并不反对少 量的重复性问题，如果需要的话，教师可以根据学生的实际情况自己列出，但是，教学的 重点一定不能放在让学生死背条文上。书中也没有列出选择题，在练习和考查中，必要时 可以有少量选择题，但是由于选择题本身的缺陷，这种题目不宜太多。15/281科学之旅教材编写说明科学之旅：教材编写说明“科学之旅”相当于全书的序言。课程标准非常强调物理课程的三维教育目标，即知识与技能、过程与方法、情感 态度与价值观。三维教育目标是对传统的物理教育目标的完善。序言课是学生物理学习的 开始，是要对学生学习做引导。教材设计的“科学之旅”，强调以学生为本的教育思想，从学生的需要出发来设计教 学的内容。通过教学要达到两个目的：一是要使学生认识到物理是有趣的、有用的，二是 让学生初步了解学好物理应该注意的一些问题。要在序言课有限的教学时间内实现上述教 育目标，一定要把提高学习兴趣作为主要教学线索，放在突出的位置上。1.向学生展示物理的魅力，激发学生探究物理奥妙的兴趣。“科学之旅”针对初中学 生的兴趣所在，采用了观察、实验以及插图和图下的问题等多种形式。在上“科学之旅”时，学生可能弄不明白所展示内容的道理，但是能够在头脑中留下一些问号，给以后学习 留下悬念。例如，章首图的创意来源于大家熟知的牛顿关于拾贝壳的话。所配的散文，从 生活角度入手，激发学生对物理学习的向往：沙滩上，和煦的阳光下，一个孩子在无忧无 虑地玩耍向学生介绍：对物理的研究与学习就像在海边拾贝壳那样有趣，揭示科学学 习过程是一个科学探索的过程，充满乐趣和艰辛，探求科学知识是我们的渴望。让学生充 分思考和遐想，在对科学学习的憧憬中进入物理的学习。要激发学生学习物理的兴趣，必须展示一些能够引起他们的认知冲突的内容。我们采 用了多种教学形式来达到这个目的。2.凸显物理教学中实验的地位。实验不仅是物理概念和理论建立的基础，对于学生 理解科学和培养创新精神也有积极的意义。新时期的物理教学更重视实验在培养学生的价 值观、实践能力、科学精神方面的教育作用。我们设计了演示实验和学生亲自动手的实 验，让学生观察和操作。由于实验现象是真真切切地观察到的，与已知的日常经验不同，能激起认知冲突，会引发学生对物理学习的渴望。如果从中能够感受到艺术美和科学美，感悟物理的奥妙，一定能激起求知的愿望。3.满足学生获得成功的渴望。在观察教师的演示实验后，学生已经跃跃欲试，想动16/281教学设计与教学建议/科学之旅:9手做实验，看看自己能否做成一些有趣的实验。以学生为4习主体，就要在教学中主动适 应初中学生的学习心理。序言在“想想做做4这个栏目不安排了两个简单实验：用放大镜 观察和吹漏斗。由于器材容易找，实验方法简单，效果明显，容易成功，进而可以满足他 们的心理需求。4.展示物理有用，有无数事例。应们精选了一个跟学生的生活息息相关的科学事 实万有引力与我们生活的关系来说明。这是因为随着科学技术的进步，大量的科学内 容从各种渠道对学生的学习产生影响，教科书早已不是学生科学学习的唯一资源。我们抓 住学生感兴趣的用人造地球卫星通信的问题，展示物理知识是有用的，也切合了科学教育 的时代性。另外，在物理学发展的历史过程中，许多物理学家对科学做出了巨大的贡献。牛顿是 一名伟大的物理学家，值得每一个进行科学学习的人景仰。在科学教育过程中,应该适时 适度地向学生介绍科学家和他们对人类的贡献，有益于学生科学人生观、价值观的形成。5.学生在学习物理之前，都有学好物理的愿望。“科学之旅”对物理学习提出了基本 方法。勤于观察，勤于动手 物理学习中的“观察”是有目的的。为了引导学生做“有心 人”，主动思考身边的科学，培养学生对周围科学事物的兴趣与好奇，这在物理学习上很 重要。“勤于观察，勤于动手”是物理学习的基本方法。勤于思考，重在理解 物理学习强调用疑问的眼光看待各种现象，用科学的头脑去理 解科学。联系实际，联系社会 物理教学强调科学技术社会(STS)的教育。生活在现代 化社会中的学生，应具有社会责任感。我们希望学生通过了解伽利略对摆动的探究，得到 科学方法的教育。教学设计与教学建议/课时建议1课时，最多不超过2课时。教学设计思路这部分相当于全书的序言，目的有两个：一是让学生认识到物理是有趣的、有用的；二是初步了解学好物理应该注意的事项。观察、实验、插图以及图下提出的问题，其目的 都是要激发学生对学习物理知识和探究物理问题的兴趣。在教学过程中教师不必也不应该17/281io:科学之旅花太多时间把现象解释清楚，而要在学生头脑中留下一些问号，让学生学会并适应“存 疑”，正是本节课需要达到的目的之一。a从学生熟悉的生活引入课题：沙滩上，和煦的阳光下，一个孩子在无忧无虑地玩 耍比喻：学习科学的过程是一个科学探索的过程，其中充满乐趣，同时也会遇到挫 折。体验克服困难的艰辛，享受取得进步和获得成功的乐趣，正是我们探求科学知识道路 上必需的经历。教学建议L章首图的创意来源于大家熟知的关于牛顿拾贝壳的话，原文摘录在序言的最后。明示：科学之旅是人类永无休止的探究历程。配文不要由教师讲解，但可以让学生在课上有准备地、带感情地朗读。学生在读、听 的过程中会获得有益的感受。2.物理学既有趣又有用。物理教育的重要作用之一在于保持学生对大千世界的好奇,心。要使学生认识物理有趣，唤起学习的欲望，就必须引起他们的认知冲突。由于物理是一门实验科学，初中学生对实验探究有着天生的兴趣，序言课上应该多展 示实验的魅力。在初中物理中，实验现象往往是形成兴趣的思维基础，观察、实验是初中 物理学习的重要环节。因此，序言课从实验入手，以激发学生学习物理的兴趣。本节精心 设计了一些有趣的实验。（1）关于演示实验教师要注意引导学生，做实验前可以经历提出问题、简单的猜想和假设。然后再经过 实验，观察现象并检验先前的猜想和假设。课本图0.1-1的实验。问题：停止沸腾的水，浇上冷水后还会再次沸腾吗？日常生活中，我们常常用冷水来降低物体的温度。学生通常认为只有提高温度才能使 停止沸腾的水重新沸腾起来。实验中，给停止沸腾的水浇上冷水后，水又重新沸腾起来。由于这个实验现象与日常观察到的现象相悖，可以激起学生的认知冲突。课本图0.1-2的实验。问题：这个玩偶小人会跳舞吗？先把玩偶小人放在桌面上，学生唱歌或者用录音机播放音乐，玩偶小人都不跳舞。然 后把它放在小舞台上，随着音乐的旋律，玩偶小人在台面上翩翩起舞。把它重新放回桌面 上，又不跳舞了。这就使持不同观点的学生在判断上出现冲突，进而对小舞台发生兴趣。有趣、生动，引人深思的实验现象，使学生感受艺术美和科学美，进而感受物理奥妙无 穷，能够激起学生求知的愿望。这个演示实验的器材需要教师自己制作。小舞台的台面是一个纸盒，其中藏着一个连 在录音机上的扬声器，盒的上表面紧贴着扬声器的喇叭口。跳舞小人用圆柱型的塑料小瓶 制作，人的“脚”用棕毛做成（锯下一截毛刷粘在小瓶的下面就行了，见图O-D,棕毛18/281科学之旅的长短及小瓶的重量要经过试验调试。用乒乓球、针对不同学生的情况，这两个实验现必可以 试着让学生自己做出说明和解释。对学生的解释，教师不要给出修正或判断正误，只告诉学生这些 都是我们今后需要探究的问题就达到目的了。教 学中，也可以根据地区和学生的实际情况换用其 他实验，只要能够激发学生的学习兴趣就是成功。(2)关于“想想做做”这个栏目是要引导学生自己做实验。教材设 计的这两个实验，器材容易找，实验方法简单,效果明显，容易引起认知冲突。羽毛球等材料也可以做成跳舞小人。图0-1用放大镜观察物体。问题：通过放大镜看到的物体总是放大的吗？用放大镜看指纹，是正立放大的；看窗外的物体，却是倒立缩小的。前者是学生熟悉 的现象，后者的现象学生并不熟悉，他们往往认为用放大镜看到的东西总是被放大的。(这里要提请学生注意，不要用凸透镜对准强光源，例如太阳等观察。)放大镜为什么会产生这样的现象？通过实验观察来引起冲突，激发学生探究科学真谛 的兴趣，这个认知冲突，也为本书第三章的探究作铺垫。实验所用的器材简单，观察现象的结果明确，有利于打破思维定势。不仅对学生的日 常生活经验构成挑战，对培养学生的科学态度也有积极意义。从课程开始之时就注意养成 学生尊重客观事实的科学态度，是今后学好物理所必需的基本素质，这比背诵一个科学结 论更加重要。通常，对于凸透镜所成的实像，实验都用一个光屏去承接，而这里则是用眼睛作为光 屏在光传播的路径上直接接收通过透镜的光。这一点不必讲给学生，但教师心里要明白。用漏斗吹乒乓球。问题：如果用力吹下面的乒乓球，乒乓球会下落吗？实验：把一个乒乓球放在一个倒扣的漏斗中，通过漏斗嘴用力吹下面的乒乓球，看到 乒乓球不下落。学生根据以往的经验知道，乒乓球放在一个倒扣的漏斗中，即使不去吹，只要一松 手，乒乓球就会落下。在做实验前让学生猜想这个实验的结果，学生的猜想大多是根据前 概念提出的。可能也会有根据之前的实验现象，给出和固有判断相悖猜想的学生。如果出 现这种情况，可以让该生来吹漏斗，不成功时教师再吹。当老师通过漏斗嘴用力吹下面的 乒乓球，乒乓球不仅没有落下，还被吹贴在漏斗中。这个现象既出乎学生的意料，又会使 他们感受到学习的重要性。做这个实验要注意，开始时不要把球和漏斗贴得太紧，先吹气后放手，且吹气要持续 有力，否则不易成功。本实验用的漏斗，可以使用实验室的玻璃漏斗，也可以用生活物品。19/28112:科学之旅3课本图0.1-5和0.1-6是一组组合图，用来展示有用的物理。这组图描述的科学事 实是：拉住月亮的力、拉下苹果的力、拉住心t地球卫星的力是同一种力万有引力（参见本章教学资源库）。牛顿正是在这个思想的指导下，发现了万有引力定律。由于有了 万有引力定律，我们才有了今天的通信卫星。在物理学发展的历史过程中，许多物理学家 敢于进行科学猜想，为物理学的发展做出巨大的贡献。牛顿是一名伟大的物理学家，值得 每一个学习科学的人景仰。这组图也体现了本书“从生活走向物理，从物理走向世界”和“科学就在你身边”的 一口 zK日o教师处理这些内容时，可以动员学生一起收集材料，教学中可以稍做展开，目的是使 学生体会到物理学与我们今天生活的关系。要从兴趣和STS两方面吸引学生，但不要涉 及过深的物理内容。4.怎样学习物理（1）勤于观察，勤于动手这就是平常所说的观察和实验。这里没有用“实验”这个词，主要是考虑到对于初中 学生来说，不仅要做正规的物理学实验，恐怕更多是做小实验、小制作。调查研究等，对 于各种动手的实践活动，用“勤于观察，勤于动手”的说法可能包容性更强一些。关于“观察，要强调它与平时的“看”一词的不同之处在于：“观察”是有目的的。例如对于城市的学生，可以问一问，有多少人知道，路口的红绿灯（如果是竖排的）哪个 颜色的灯在下面，哪个在上面？恐怕多数人都是“视而不见，但是，通过有目的地观察，所有同学都能得到正确答案。对于“观察”和“看”的不同，教师也可以通过实验演示加深学生的体验。例如，演 示滚摆的运动，过后问学生看到了什么。根据学生的回答，再问学生一些不曾留意的问 题，如运动快慢的问题、摆轮转向的问题等，然后带着这些问题再次观察滚摆的运动。第 一次无法回答的问题，第二次就可以回答了。课本图0,1-7是技术应用的例子，0.1-8是自然现象的例子，它们代表了初中物理学 习的重要方式观察。学习观察，是初中物理教学的重要任务。对于这两个问题，可以让学生讨论后回答，教师没有必要解释为什么。主要使学生体 验到开展讨论的必要性，以后在学到相关知识时，自然会解释其中的奥妙。同时提醒学 生：科学不仅在课堂上，更多地就在我们身边。了解他们对于日常生活中与物理学相关的 事物感兴趣与否，让学生们了解自己的观察能力，看看自己是不是“有心人”。这两个例 子一方面可以引导学生观察身边的科学现象，同时也是提供给教师一个在“情感态度与价 值观”方面考查学生的实例。通过物理教育达到科学教育的重要目的：使学生对周围科学 事物具有兴趣、保持好奇心。课本图0.1-9和0.1T0是两个实验。这两个实验，做起来都很简单，一定要让学生 自己动手实际做一做。20/281科学之旅 13在这两个实验后面都问了“为什么”，实际上只是需要学生想一想，并不要求学生正 确回答，教师也不必给出答案。教学中，在享生做过之后一定要问，发问的目的是告诉学 生，实验的时候不仅要动手，而且要动脑。这是为下面的“勤于思考，重在理解”做准 备，一定要让学生试着回答，以激励学生的探究精神。（2）勤于思考，重在理解课本图0.1-7至0.1-10只举了四个例子，包括两个观察和两个实验。结合这四幅图 特别强调“用疑问的眼光”看待各种现象。这部分内容的教学目的是激发学生去思考，是“设疑”，但不要求得出正确的结果。教师还可以因地制宜，再开发一两个小观察、小实验。（3）联系实际，联系社会物理教学非常注重理论联系实际。与过去相比，除了联系技术应用和自然现象外，还 更加强调科学技术与社会的关系，即科学技术社会（STS）的教育。可以让学生发表自己的看法，如果没有现代科学技术（例如电视、电话、汽车、飞 机、人造卫星），我们的生活会是什么样的；同时讨论，由于滥用技术，给人类带来 了哪些问题（例如石油、煤快烧完了，空气，水的质量变坏了讨论的目的是使学 生重视这方面的问题，不要求得出什么结论。课本图0.1-11是一个实际例子，提醒学生要关心科学技术与社会的关系。LPG是 Liquefied Petroleum Gas（液化石油气）的简称，CNG 是 Condensed Natural Gas（压缩 天然气）的简称。我国许多城市都使用液化石油气来代替汽油，目的是想降低汽油燃烧给 环境造成的污染。（4）STS伽利略对摆动的探究:设置这段材料的目的是提高学生对于科学探究的欲望，倡导学生像科学家那样，追求 科学问题的答案，勇敢探究未知世界。教学时，可以在阅读之后让学生仿照伽利略的方法 做实验（可在课外进行）。这个实验探究并不难，只要肯动手，都能获得跟伽利略相同的 结论。通过模仿，可以使学生感到科学探究并不高深。教学中要重视这段材料后的4个问题。其中第4个问题是开放性的，见仁见智，可由 学生自己发挥。观察、提出疑问、作出猜想、证实猜想，这些都是科学探究活动的要素。本书的指导思想 之一是把科学探究的方法，即“程序性”的技能，拿到前台来进行教学，而不是隐含在科学知 识的教学中让学生自己去感悟。因此，学生在伽利略的探究中尝试找出这些要素是有好处的。本书在“STS”和“科学世界”两个栏目后面大多有些问题，目的是帮助学生检查自己 是否通过阅读获取了一定的知识，使学生提高这方面的能力，并且进行科学方法的教育。“STS”和“科学世界”以及其他栏目，其内容都是本书的有机组成部分，是否要在 课堂上处理，应结合课程标准的要求和实际情况来考虑。21/281教学资源库14:科学之旅教学贽源库一、科学技术参考资料1.万有引力定律在宇宙中有许许多多大小不一的星体，如太阳、月球、地球这些星体统称天体。人类很早就注意到昼夜交替、四季更换、月相圆缺、潮汐涨落、日食和月食的形成等现 象，都是有规律地出现，因此可以预测。这些现象都与天体的运动有密切关系。天体是怎 样运动的？天体的运动和地球上物体的运动规律相同吗？现在，人类已飞上太空，开始了探索宇宙的科学活动，因此了解天体的运动就更重 要了。(1)天体的运动地球上的人类，很早就注意到日月星辰的运动。人们从农牧业生产和航海的需要出 发，早就开始了对天体运动的观测和研究。我国在三千多年前，就根据对天体运动的观测 制定了相当严密的历法。其他文明古国，例如埃及、印度、巴比伦、希腊等，也在古代就 开始了对天体运动的研究。天体究竟是怎样运动的呢？对天体运动的认识，历史上曾经有过两种不同的观点：地心说和日心说。地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月球和其他行星都围绕地球运 动。地心说是以亚里士多德为代表的哲学家们提出的。他们还认为，天体都沿着最完美的 轨道圆周运动。公元2世纪，天文学家托勒密写了天文学大成一书，使地心说进 一步得到发展和完善。由于地心说符合人们每天看到的日月星辰从东方升起、从西方落下 的现象，又符合天主教关于地球是宇宙中心的教义，因而得到教会的支持，长期被当作 信条。但是，随着人们对天象观测的深入，天文资料日益丰富，人们发现，实际观测到的 行星位置与按地心说推算出的偏差越来越大。这表明地心说没有揭示行星运动的本质 规律。16世纪，波兰天文学家哥白尼(N.Copernicus),根据天文观测的大量资料，经过 40多年的天文观测及潜心研究，提出了日心说。日心说的主要内容是：太阳是宇宙的中 心，地球和其他行星都围绕太阳公转，并且自转着。图。-库-1是简化了的哥白尼体系行 星轨道。哥白尼的日心说基本正确地反映了行星的运动情况，能够简明地说明许多天文学 的问题，很快就传开了。但是，日心说不符合宗教的教义，被教会视为异端邪说。意大利 人布鲁诺(G.Bruno),因坚持日心说被教会用火烧死，伽利略也因为宣传日心说受到教 会的审讯和囚禁。直到1979年11月10日，在大量的事实面前，教会才迫不得已宣布对22/281主张日心说的人的迫害是错误的，承认地心说 是不正确的。A要研究行星运动的规律，需要对行星进行 观测。丹麦天文学家第谷（15461601）连续 20年对行星的位置进行细致观测和认箕记载，积累了大量高度精确的数据。这些数据由他的 学生开普勒（JKepler）经过四年多刻苦、周 密的计算，先后否定了 19种设想，发现了行 星沿椭圆轨道运行的规律，把天文学又向前推 动了一大步。现在我们知道，太阳并不是宇宙的中心，仅是太阳系的中心天体；太阳周围有八大行星 绕它在各自的椭圆轨道上运行，太阳位于这些 科学之旅 15图0-库-1简化了的哥白尼体系行星轨道椭圆的一个焦点上；行星的运行也不是匀速的。各行星的运行轨道、周期均不相同（详见 表0-1）。我们还知道，太阳的直径约为L39X106 km,是地球直径的109倍；太阳的质量是地球的3.3X105倍。我们居住的地球是太阳系的八大行星之一。太阳系的行星中，水星离太阳最近，金星次之，地球第三，火星第四。此外，太阳系中还有许多小行星绕太 阳运行，已测出运行轨道的小行星有2 000多颗。有些行星周围有卫星，卫星绕行星运行。月球是地球的卫星。表0-1太阳系八大行星平均轨道半径和周期星名平均轨道半径K/m公转周期T/s水星 5.79X10】。7.60X106金星1.08X10111.94X10，地球1.49X10113.16X107火星2.28X10115.94X107木星7.78X10113.74X108星1.43X10129.30X108天王星2.87X10”2.66X109海王星4.50X10125.20