选修系列教材分析与教学案例 邵李宁 lining_shao62@yahoo.com.cn
总目 一.统观教材 二.解析教材 三.把握教材 四.教学案例 五.新课程与高考
一.统观教材 新高中物理课程的总体设计思想 三个结构层次 2. 实行学分制 3. 设置必修和选修课程 ○每个学科都设立一定的共同必修模块。 （物理：2个共同必修模块） ○每个学科都设立一定选修模块。 （物理：10个选修模块） ○选修模块可以形成几个系列，也可以是独立的。 （物理：3个系列）
高中物理课程结构 必 修 选 修 系列1 系列2 系列3 物理 1 物理 2 物理 1-1 物理 2-1 物理 3-1 物理 1-2 ●运动的描述 ●相互作用与运动规律 高中物理课程结构 ●抛体运动与圆周运动 ●经典力学的成就和局限性。 ●机械能和能源 必 修 物理 1 物理 2 ●电磁现象与规律 ●电磁技术与社会发展 ●家用电器与日常生活 ●电场 ●电路 ●磁场 ●电路与电工 ●电磁波与信息技术 ●电磁感应 ●交变电流 ●传感器 物理 1-1 物理 2-1 物理 3-1 ●机械振动与机械波 ●电磁振荡与电磁波 ●光 ●相对论 选 修 物理 1-2 物理 2-2 物理 3-2 ●力与机械 ●热与热机 ●热现象与规律 ●热与生活 ●能源与社会发展 物理 2-3 物理 3-3 物理 3-4 ●分子动理论与统计思想 ●固体、液体与气体 ●热力学定律与能量守恒 ●能源与可持续发展 物理 3-5 ●光与光学仪器 ●原子核与核技术 ●碰撞与动量守恒 ●原子结构 ●原子核 ●波粒二象性 系列1 系列2 系列3
物理选修系列内容概况 选修1系列 由2个模块构成 （文化型物理） 选修2系列 由3个模块构成 （技术型物理） 选修3系列 由5个模块构成 选修1系列 由2个模块构成 （文化型物理） 选修2系列 由3个模块构成 （技术型物理） 选修3系列 由5个模块构成 （基础型物理） 共十个模块
选修1系列 以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会 的相互关联和相互作用。注重物理学与日常生活、 社会科学以及人文学科的融合。 突出物理学的人文价值，强调物理学对人类文明 的影响。 1-1目录 第一章 电场 电流 第二章 磁场 第三章 电磁感应 第四章 电磁波及其应用 1-2目录 第一章 分子动理论 内能 第二章 能量的守恒与耗散 第三章 核能 第四章 能源的开发与利用
选修2系列 以物理学的核心内容为载体，侧重从技术应用的角度 展示物理学，强调物理学与技术的结合，着重体现物 理学的应用性、实践性。理解现代社会中科学技术的 力量。 ２－１册 第一章 电场 直流电路 第二章 磁场 第三章 电磁感应 第四章 交变电流 电机 第五章 电磁波 通信技术 第六章 集成电路 传感器 ２－２册 第一章 物体的平衡 第二章 材料与结构 第三章 机械与 传动装置 第四章 热机 第五章 制冷机 ２－３册 第一章 光的折射 第二章 常用光学仪器 第三章 光的干涉、 衍射和偏振 第四章 光源与激光 第五章 放射性与 原子核 第六章 核能与 反应堆技术
选修3系列 较全面地、综合地展示物理学的基本内容， 强调物理学的思想和方法， 较为深入地体现物理学在技术中的应用， 较为深入地体现物理学对经济、社会的影响。 特点： 1.全面介绍物理学的实验基础、逻辑关系、文化价值、技术应用 2.为学习者进入大学理科专业和工科专业继续学习奠定坚实的基础 3.知识内容与过去的“必修加选修”大致相同 4.强调了“系列性”，5本书的章号连续编排
３-１ 一.静电场 二.恒定电流 三.磁场 ３-３ 七.分子动理论 八.气体 九.物态和物态变化 十.热力学定律 ３-２ 四.电磁感应 五.交变电流 六.传感器 ３-４ 十一.机械振动 十二.机械波 十三.光 十四.电磁波 十五.相对论简介 ３-５ 十六.动量守恒定律 十七.波粒二象性 十八.原子结构 十九.原子核
二.解析教材 视角1.通过了解教材编写者的编写思想 选修3-5编写思想 视角2.通过新旧教材结构对比
一、电荷 库仑定律 二、电场 电场强度 三、电场线 四、静电屏蔽 五、电势差 电势 六、等势面 七、电势差与电场强度的关系 八、电容器的电容 〔课标教材〕第一章 1 电荷及其守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 4 电势能和电势 5 电势差 6 电势差与电场强度的关系 7 静电现象的应用 8 电容器的电容 9 带电粒子在电场中的运动 〔现行教材〕第十三章 一、电荷 库仑定律 二、电场 电场强度 三、电场线 四、静电屏蔽 五、电势差 电势 六、等势面 七、电势差与电场强度的关系 八、电容器的电容 九、带电粒子在匀强电场中的运动 十、静电的利用和防止
〔新〕第二章 恒定电流 1 电源和电流 2 电动势 3 欧姆定律 4 串联电路和并联电路 5 焦耳定律 6 电阻定律 7 闭合电路欧姆定律 8 多用电表 9 实验：测定电池电动势和内阻 10 简单的逻辑电路 〔原〕第十四章 恒定电流 一、欧姆定律 二、电阻定律 电阻率 三、半导体及其应用 四、超导及其应用 五、电功和电功率 六、闭合电路欧姆定律 七、电压表和电流表 √ 增 加 √ √ √ √ √ √ √
1 磁现象和磁场 2 磁感应强度 3 几种常见的磁场 4 磁场对通电导线的作用力 5 磁场对运动电荷的作用力 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 〔新〕第三章 磁场 1 磁现象和磁场 2 磁感应强度 3 几种常见的磁场 4 磁场对通电导线的作用力 5 磁场对运动电荷的作用力 6 带电粒子在匀强磁场中的运动 〔原〕第十五章 磁场 一、磁场 磁感线 二、安培力 磁感应强度 三、电流表的工作原理 四、磁场对运动电荷的作用 五、带电粒子在磁场中的运动 六、回旋加速器
视角3.通过分析教材的知识链 案例：静电学 电 势 电 势 差 电 势 能 电场强度 电 场 力 电场力的功 UAB＝φA－φB 试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关 φ＝Ep /q 电场中两点电势之差叫电势差 UAB＝φA－φB 电 势 E数值等于沿场强方向单位距离的电势差 U＝Ed 电 势 能 电 势 差 和重力与重力势能类比 WAB＝EpA－EpB 电场力的功 电场强度 试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关 E＝F/q 电场力做功与路径无关 电 场 力
案例：静电学 原教材中的有关知识链 电 势 电 势 电 势 能 电 势 差 电 势 差 电 势 能 电场强度 电 场 力 电场力的功 电势定义：单位正电荷由该点移到参考点（零电势）电场力所做的功 原教材中的有关知识链 电 势 电 势 电 势 能 电 势 差 电 势 差 电 势 能 和重力与重力势能类比 电场强度 电 场 力 定义: UAB＝WAB / q 电场力的功 电场力的功 电场强度 电 场 力 静电力做功与路径无关没有证明
案例：静电学 电 势 电 势 差 电 势 能 电场强度 电 场 力 （简单、和谐、统一、对称） 电场力的功 UAB＝φA－φB 试探电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关 电场中两点电势之差叫电势差 电 势 UAB＝φA－φB φ＝Ep /q 电 势 能 电 势 差 E数值等于沿场强方向单位距离的电势差 和重力与重力势能类比 WAB＝EpA－EpB WAB＝EpA－EpB U＝Ed 电场力的功 电场强度 试探电荷在场中某点受的电场力与电荷量的比值跟试探电荷无关 电场力做功与路径无关 电 场 力 E＝F/q （简单、和谐、统一、对称）
静电场这一章在整套教材中评价是很高的。其原因 之一就是它非常注重注重知识体系的逻辑性和完整 性。 电 场 力的性质 能的性质 电场力 电势能 场 强 电 势 电场线 等势面 静电场这一章在整套教材中评价是很高的。其原因 之一就是它非常注重注重知识体系的逻辑性和完整 性。 那么这个知识体系是不是“创新”呢？
新课程教材是在对“旧教材”的继承、发扬 和创新中诞生的。 新教材并没有从根本上改变和动摇我国课 程思想的根基。 其实这个体系和老教材“甲种本”基本相同。而上面提到的原教材是“必加选” 我个人认为“甲种本”在知识体系上和知识内容的处理上都是“旧”教材的顶峰，今天也仍有很高的学术和参考价值。 新课程教材是在对“旧教材”的继承、发扬 和创新中诞生的。 新教材并没有从根本上改变和动摇我国课 程思想的根基。
我们要尊重教材 但不拘泥于教材 三.把握教材 ①首先要明确：教师和教材谁是主人？ （士兵和枪谁是主人？AK47和M16） ②教材的编写目标：学生好学、老师好教 ③写教材的是人，不是“神”。 ④凡是新生事物都必然有不完善的地方。 ⑤我们要带着批判的眼光接受和使用新教 材，批判是为了更好的使用它，完善它。 我们要尊重教材 但不拘泥于教材
四.教学案例 案例1：关于比值法定义的 物理量的教学 比值法是定义物理量的一种重要的方 法。做为一类方法定义出来的物理量必然 案例1：关于比值法定义的 物理量的教学 比值法是定义物理量的一种重要的方 法。做为一类方法定义出来的物理量必然 有共同的属性。把握住这些属性，就能把 它运用到同一类型的概念教学上。这对加 强学生对概念的认识和理解及提高课堂教 学的实效性都有重要的意义。
高中物理正式介绍比值法定义物理量的过程 是从电场强度开始的。让我们来回顾一下这 个过程： 在学习完库仑定律之后，我们开始研究静电场。我们知道静电场是电荷周围空间存在的一种特殊的物质，它是电荷之间作用力赖以传递的媒介。 电场的基本性质之一就是对处在其中的电荷有力的作用，这叫做场的力的性质。
这就说明场中不同的点力的性质的强弱不同，或者说场的强弱不同。那么如何找出一个物理量表征这个强弱呢？ +q F +Q F ’ A B 我们在点电荷+Q的电场中选 两个点A、B，将相同的检验 电荷+q置于这两点，由库仑 定律可知，检验电荷所受的 电场力大小不同。 这就说明场中不同的点力的性质的强弱不同，或者说场的强弱不同。那么如何找出一个物理量表征这个强弱呢？
这表明电场力与电量的比值等于一个定值。即 人们根据库仑定律发现 在同一点上，电量加 倍，电场力也加倍；电 量变为三倍，电场力也 变为三倍…… +q F +Q F ’ A B F 2F 3F 4F··········NF q 2q 3q 4q··········Nq 这表明电场力与电量的比值等于一个定值。即
同时，不同的点这个比值大小不同。如： F/q大说明相同的电荷在该点受到的电场力大，显然这表明该点的电场强。所以比值F/q表征了场的力的性质，即表征了场的强弱。我们把它称为电场强度，用符号E表示。
我们继续研究电场强度，接下来可以抛出如下几个问题让学生思考探究： 教材中也在此介绍了比值法定义物理量。但 是似乎只是强调了比值法定义出来的物理量 的数学形式，缺乏物理内涵，缺乏对比值法 定义的物理量的一般性质的归纳，无法起到 举一反三的作用。 那么，比值法定义出来的物理量有哪些 深刻的物理内涵和一般性质呢？ +q F +Q F ’ A B 我们继续研究电场强度，接下来可以抛出如下几个问题让学生思考探究：
①增大A点检验电荷的电量，A点的场强是否也随之减小？ 变化？ ④我们是否可以认为
结论：电场强度只与场的自身的性质有 关，而与检验电荷的电量多少、受力大 小，甚至存在与否均无关。 对于比值法定义出来的物理量我 们决不能认为 有了电场强度能帮着我们求电场力 上述内容就是比值法定义的物理量的一般性质.
例如：电阻 电阻也是比值法定义出来的物理量。它 只与导体自身的性质有关,而与导体两端的电 压大小和流过导体的电流大小,甚至是否流过 电流均无关. 同样不能认为 这是所有比值法定义出来的物理量的共同的 ”套话”。只要在电场强度中真正的理解它的 含义，那么在学习其它比值法定义的概念 时，就可以把这些性质迁移过去。这样大大 提高了课堂教学的实效性。
上述的思想深刻的反映了一般性与特殊性的 关系。我们往往是从特殊性入手，使学生认 识某种现象的一般性。而认识一般性的目的 是用它帮助对其它特殊性的理解和接受。这 是物理学习很重要的一种思想方法。 特殊性 一般性
用比值法定义的物理量一览表 名称 定义式 意义 电场强度 E=F/q F=qE 电势 φ=E/q E=qφ 电势差 Uab=Wab/q 表征场的力的性质 F=qE 电势 φ=E/q 表征场的能的性质 E=qφ 电势差 Uab=Wab/q 表征电场力做功的性质 Wab=qUab 电容 C=Q/U 表征导体的容纳本领 Q=UC 电动势 E=W非/q 表征电源把其他形式的能转化成电能的本领 W非=qE 电阻 R=U/I 表征导体对电流的阻碍作用强弱 U=IR 磁感应强度 B=F/IL 表征磁场力的性质 F=BIL
要敢于在教学设计上创新。不断的改进和创 设教学情境，以达到深入浅出的目的。 案例2：“电势能与电势” 引力场—重力 做功的特点—重力势能—W=EP1- EP2 电 场—电场力做功的特点—电 势能— W=E1- E2 由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能我们叫电势能 ………………………………………………………………………………… (原文)
电势能的多少等于把电荷从场中该点移至无限远处（零势能面），电场力所做的功 但是，为什么与路径 无关就具有电势能呢？ 电势能的多少为什么这样的来计算？ 电势能的正负是什么意思呢？如何确定？
从教学的角度： 1.是先建立势能概念还是先研究保守力做功？ 2.难道势能只能从保守力做功推导出来么？ 3.怎样才能让学生更深刻的理解势能的概念？ 请看下面的教学实录
创设情境 质疑：小球最初的动能哪去 了？外力做功相应的能量转 化哪去了？ 师：咱们暂时假装不知道行不？ h F V0 生：变势能了。 师：咱们暂时假装不知道行不？ 师：我们从数学符号来解决这个问题，目前我知道反映功和能关系的规律是？ 生：动能定理 师：好的。那么我就用动能定理来研究这两个过程。
很显然从 数学上看： 师：我们都知道能量不会无缘无故地消失，只能从一种形式转化（或转换）成另一种形式。既然如此，大家说mgh是什么呢？ 生：能量形式 师：这种能量的多少与什么有关？ 生：位置
…………………………………………… 师：对！这种形式的能量就是势能，其实在英语 里它仍叫做位能。 师：势能的多少怎么决定呢？大家想想你想知道 你同桌兜里有多少钱,有几种方法？ 生：………（讨论） 师：两种方法啊。一种看比别人给他多少；另一 种看他能消费多少。（故事—回家—超市） 我们刚才的模型里，“别人给”就是1/2mv2和 Fh,而“他自己的消费能力”是mgh。所以势能 的多少是看哪种方法？
生：后者。 师：对！也就是看把这个物体移到零势能面 （一无所有，全花光）重力能做多少功。 也就是mg×h。那么现在大家怎么理解 “能”呢？ 生：标志着一种潜在的“能力” 师：什么“能力”？或者“能”做什么？ 生：做功的“能力”！“能”做功！ 师：正确！能量就是物体做功本领的量度。 ……………………………………………… （然后再研究重力做功的特点，得出重力做功与重力势能的关 系：WG=mgh1- mgh2。）
有了重力势能导入的铺垫，在电场中我们也可以设 计这样一个情景 带电粒子最初的动能哪去了？外力做功相应的能量转化哪去了？ h F V0 F V0 +q ∞ 这样很快就能通过类比得出电势能的概念，然后确定电势能的大小等于：把电荷从场中该点移至无限远处，电场力的所做的功。再通过对电场力做功的特点的分析，得出W=E1-E2
由此可见：电荷在电场中的电势能由场源电荷和检验电荷的电性，根据符号法则共同决定。 然后再谈电势能的正负 +q +Q - Q -q W＞0 E＞0 W＜0 E＜0 ∞ 由此可见：电荷在电场中的电势能由场源电荷和检验电荷的电性，根据符号法则共同决定。 电势能的正负之所以较重力势能复杂是因为电荷之间的相互作用有两种。而重力只有一种吸引作用。
小结：作为教师我们不能想当然的认为你讲出来的就是学生应该懂的，更不要盲目的照本宣科，要学会站在学生视角上考虑问题。基本概念、基本规律的建立一定要清晰、准确、深刻。因此要不断地挖掘教学素材，不断的创设最形象直观的、最简洁的教学情境，以达到化繁为简，深入浅出的目的。
技术进步给课堂教学带来的革命性变化 案例3：电容器的电容 观摩课堂教学录像 思考：这堂课好在什么地方？特点是什么？
答案： 本节课是完整的科学探究教学课。教学形式与内容的和谐统一。在突破难点上有重要创新。 提出问题、 猜想与假设、 创设情景 提出问题 【八股文】 破题、 承题、 起讲、 入手、 起股、 中股、 后股、 束股 提出问题、 猜想与假设、 设计实验和 进行实验 （收集证据）、 分析论证、 评估、 交流与合作。 创设情景 提出问题 分组讨论 大胆猜想 设计实验 探究新知 分析现象 体验感悟 归纳总结 交流评价 课外实践 发展个性
几个基本观点 探究法是获取直接经验的途径之一。 探究能力是一种高级的学习能力品质。它是诸多基本能力之上的一种综合能力。 高考考试说明（2010版）中物理学 科考查的五大能力要求： 1.理解能力 2.推理能力 3.分析综合能力 4.应用数学处理物理问题的能力 5.实验能力 为什么没有 探究能力？
探究能力不是教出来的是过程体验中培养出来的 并不是每堂课的教学内容都适合探究，也不是每堂课都必须探究.堂堂究课时不够。 探究的目的是重自己经验的体验，而不是结果。既然是探究就可能走弯路甚至走错路，必须有充足的时间准备，和失败的心理准备。评价的标准不应该是结果的完美。
科学探究的方法 1.提问法 2.发现法 （1） 纯粹的发现：学习者在活动中自主的发现过程。如在玩磁铁的过程中，学生们会有很多的发现，不但发现磁铁可以吸铁，还可以隔着书吸，隔着水杯也可以吸；如果把条形磁铁调一个头，它们不仅不吸了，而且还相斥，所以，孩子们在玩磁铁的过程中可能会有一种纯粹的发现。 （2） 指导下的发现。当我们希望学生们都具备某种经验时，可以采用指导下的发现。比如当孩子们并没有知道磁铁还可以隔着水杯对铁起作用时，老师们可以建议学生们这样去试试看，这就是指导下的发现。
3.实验法 4.研究法 假说 预测、设计方案、数据搜集、数据分析、 解释结论 等，实验法实际上就是叙述你认为正 这才是严格意义上的探究。科学实验的步骤有 假说 预测、设计方案、数据搜集、数据分析、 解释结论 等，实验法实际上就是叙述你认为正 确的东西，并 找到一种方法来检验你正确的叙 述，这是严格意义 上的实验。 4.研究法 研究法有一定的程序，也要搜集数据，但是没有假设，也没有变量。比如说：我们想知道“月相是怎么变化的”，我们可以去观察，每天记录，有一定的数据，最终我们可以总结出结论。
课堂设计要根据内容而定，形式为内容服务，不必千篇一律。 谁是主人？ 事实上在教学过程中，学生能在老师的启发下独立的分析思考、独立的解决问题就是探究过程。一堂课只要有六要素中的一个，这堂课就包含了探究的元素。探究不是目的，是手段。是促使学生自主学习、合作学习的手段。
传统的学习方式基本是“老师讲，学生听，学生练”。不应该全盘否定过去，今后老师还要讲，学生还要听、还要练；但是在讲、听、练的过程中提倡“独立思考，同伴交流，师生互动”。 一位主要负责人的话 逢课必究 新课改
决定探究式课堂教学的因素 训练有素 科学探究 学生 内容 实验 条件 多变量函数 可定量测量
传统的处理方法及其原因
技术性突破的关键——电容表 有了数字电容表就 有可能对电容进行 定量研究。从根本 上突破了本节课的 教学瓶颈。 同时也激发了“人 体电容器”的灵感。
独具匠心的实验设计
巧妙的设计突破了平行板电容器与正对面积的定量关系探究的瓶颈。
评语：形式是为内容服务的，确定 教学形式的标准就是看它是 否能与教学内容高度的和谐 统一。 本节课的设计达到了上述的 标准。
案例4：3—1电动势 一.概述： 电动势 是“恒定电流”这一章的一个重点和难点； 是理解闭合电路欧姆定律的关键； 是从能量角度看电路问题的切入点； 是电路部分初中与高中知识分水岭。
二.三维目标 1.知识与技能 理解电动势的的概念及定义式。知道电动势是表征电源特性的物理量。 2.过程与方法 通过类比的方法使学生从能量转化的角度理解电动势的物理意义。加深对电源及电动势概念的理解。 3.情感态度与价值观 了解生活中电池，感受现代科技的不断进步 三.重点与难点： 重点：电动势的的概念 难点：①对电源内部非静电力做功的理解 ②如何描述电源的转化本领
四.教学过程 1.引入课题 引入课题的过程就是 一个抛锚的过程，以问 题“开路”的过程。 老师：同学们都有过买 电池的经历。大家是根 据什么来选购电池呢？ （给学生一分钟来回忆） 你会买电池么？
课堂实录 学生：看电压，就是电池外包装印的电 压，要和用电器的工作电压相吻合。 老师：哦！看来大家把电池外包装印着的 1.5V当作了电压。 它到底是不是电 压？它的物理意义到底是什么？今天 这堂课我们就来解决这些问题。
2.材料铺垫 首先大家分组讨论一下右图的水涡轮机的工作原理。 讨论： ①为什么涡轮机能源源不断的输出能量？ ②如何从能量的角度看“人不断的将水提起倒入上方的水槽”？ ③水涡轮机的能量从根本上看是从哪里来的？ ④水扮演着什么角色？
结论：水涡轮机的工作原理 上水槽的水在重力作用下流下，冲击水涡轮机叶 片，把重力势能转换成动能，而后流入下水槽。 要想源源不断的工作下去，人就必须把下水槽的 水送回到上水槽中，这个过程人的“非重力”需要 克服重力做功，而使水的重力势能增加，举起水 的人把自己身体的化学能转化成水的重力势能。 可见，水涡轮机输出的能量最终是人提供的。
这里，人的作用就相当于能源，而水扮演者 传输能量的角色，水涡轮机是一个能量转化 器，源源不断的把人体的化学能转化成其他 形式的能量—机械能。 人体化学能 水的势能 动能
3.类比分析 首先建立一个闭合电路的基本模型。为方便起见， 我们假定是正电荷在电路中移动 学生分组研究一个正电荷在电路中，运动一周所发生的物理事件。 内电路 外电路 说明：①导线视为超导线。 ②为方便起见可以将电源负极接地。
电势能减少—电能转化成其他形式的能—qU 内电路 外电路 F非静电力 qE电场力 qE电场力 f非静电力 外电路—电阻—电场力克服非静电力做功— 电势能减少—电能转化成其他形式的能—qU 内电路—电源—非静电力克服电场力做功— 电势能增加—其他形式的能转化成电能——？
什么是电源? 电路中把其他形式的能转化成 电能的装置 课堂实录 老师：做功意味着？ 学生：能量的转化。 老师：在这里电源内部非静电力做功意味着？ 学生：其他形式的能转化成电能。 老师：那么大家现在是如何理解电源的呢？ 什么是电源? 电路中把其他形式的能转化成 电能的装置
对照—加深理解 水涡轮机——电阻——能量转化器 水——电流——传输工具 人——电源——能源 外电路 f非静电力 内电路 qE电场力
体会 以上通过类比的方法，首先使学生深刻的 认识到电源的物理意义。为学生理解电动 势和掌握闭合电路欧姆定律奠定了基础。 同时引领学生从能量的角度分析电路，知 道电路的问题的本质就是能量问题。这是 学生对电路问题认识的质的飞跃。
大师说类比 麦克斯韦对类比法的论述：“所谓物理类比，我指的是一种科学定律与另一种科学定律之间的部分相似性。它使得这两种科学可以相互说明。” 汤川秀树也是类比法的成功运用者，他通过将核力和电磁力类比，成功地提出了核力的介子理论。他说：“类比是一种创造性思维的形式，……假定存在一个人所不能理解的某物，他偶尔注意到这一物和他所熟悉的另一物的相似性。他通过将两者比较就可以理解他在此刻之前尚不能理解的某物。如果他的理解是恰当的，而且还没有人达到这样的理解，那么可以说，他的思维确实是创造性的。”
4.探讨研究——突破难点 如何描述电源的转化本领？
讨论、启发、总结 前者：相同的高度，桶的大小不同。 做的功不同，搬运的电荷量也不同。能反映 转化的总量，但不便反映转化本领。 老师可以启发学生：一号和五号干电池的相 同与区别之处。 后者：相同的水桶，提升高度不同。 搬运相同的电荷量，非静电力做的功的多少。 做的功越多，表明电源把其他形式的能转化成 电能的本领越强，这是我们要找的物理量。
课堂实录 老师：根据刚才的分析，大家如何理解干电 池外包装印的1.5V？ 学生：电源把一库仑的正电荷从电源的负极 搬运到正极，非静电力所做的功。 老师：那么搬运2库仑、3库仑～～～～N库 仑电荷非静电力做多少功呢？ 学生：3J 、4.5J ～～～～ N×1.5J 老师：那么同学们发现了什么？
学生：非静电力做的功与搬运的电荷量的比值 等于定值，即：1.5V。 老师：因此刚才××同学说1.5v的意思是电源 把一库仑的正电荷从电源的负极搬运到 正极，非静电力所做的功。更准确地说 是这个电源每搬运一库仑的正电荷，非 静电力都要做1.5J的功。这1.5J的功意 味着？ 学生：电源把1.5J的其他形式的能转化成了电 能。
老师：同理，铅蓄电池上印着2伏是什么意思？ 学生：搬运一库仑的电荷非静电力要做2J的 功。有2J的化学能转化成电能。 老师：大家认为哪个转化本领更强呢？ 学生：当然是铅蓄电池。 老师：那么我们到底该引入一个什么样的物理 量来表征电源把其他形式的能转化成电 能的本领？ （接下来由学生讨论）
学生讨论后的结果：对同一种类的电源，非静电力做的功与搬运的电荷量的比值等于一个定值。即： 而不同的电源这个比值大小不同。这个比值越大意味着搬运相同电量的电荷非静电力做的功就越多，也就是说其他形式的能转化成的电能越多。因此可以用这比值来描述电源把其他形式的能转化成电能的本领。
老师的总结 这个比值我们把它叫做：电源的电动势。它 是表征电源把其他形式的能转化成电能的本 领的物理量。 它是比值法定义出来的物理量。因此它的大 小只与电源的性质有关，而与搬运的电荷量 的多少和非静电力的功的多少均无关。 我们决不能说，电动势的大小与非静电力的功成正比，与搬运的电荷量成反比。
5.夯实巩固 课到此时，基本上完成了知识目标。接着 需要趁热打铁，要对教学内容加深拓宽。 方法就是老师继续抛出问题，引领学生投 入到对问题的思考和解决中。然后再通过 一些紧扣教学内容的基本练习来加深巩固 教学内容。 注意：问题学生自己发现固然好，但是还 是要考虑到学生思维深度和局限。老师要 有充分的准备，不仅是同伴，还要做领路 人。
课堂实录 老师：为什么开始的时候，我们同学 把电动势叫做电压？ 学生：因为它们的单位相同。1V=1 J/C 老师：我们来看看 qU 1C×1.5V 当一库仑的电荷通过电压为1.5V的电阻时，有1.5J的电能转化成其它形式的能。 qE 当一库仑的电荷通过电动势为1.5V的电源时，有1.5J的其它形式的能转化成电能。 可见，此1.5V非彼1.5V也
老师: 事实上，电动势是一个描述电源转 化本领的物理量，与电路无关。大 家现在有没有什么新的问题呢？ 学生：电动势和电路的电压到底什么关 系？ 老师：这个问题提得很好。它正是我们 下节课要研究的问题。 为闭合电路欧姆定律打下了伏笔
书、只感到“听得舒服，读来都懂”是不够的，真 成功的教学必须诱发问题：听了课、读了 书、只感到“听得舒服，读来都懂”是不够的，真 正的收获还应该反映在有没有产生新的问题。知 识的增长必然孕育着新问题的产生。让同学们在 年轻的心灵中留下或产生一些新问题，准备在今 后的岁月里去寻求答案，这才是教育真正成功。 ——杨福家 杨福家简介：核物理学家。1958年毕业于复旦大学物理系。丹麦哥本哈根尼尔斯·玻尔研究所博士后研究员 (1963 - 1965)。1991年当选为第三世界科学院院士。中国科学院上海原子核研究所所长 (1987 - 2001)。1993年当选为中国科学院院士。 杨福家于1993年至1999年出任复旦大学校长。2001年起出任英国诺丁汉大学校长，已连任三届，成为出任英国知名院校校长的第一位在籍中国人。
6.S T S 老师：大家注意看这 块诺基亚锂电池的技 术参数 1320mAh 3.7V 4.9Wh 同学们继续分组讨论 它们的含义以及三者 的关系。
结论 1320mAh——电池的电荷容量 3.7V——电源的电动势 4.9Wh——电源的能量容量 1320mAh直接含义是该电池充满电后，可以 这块电池能容纳 1320×10－3A×3600s=4752C 的电量(注:1A·h=3600C)
4.9Wh的直接含义是该电池在充满电后， 可以在4.9W的功率下工作一小时。它说明 这块电池能容纳 4.9W×3600s=1.764×104J 的化学能(注:1A·h=3600C) 三者的关系 4.9Wh=1320×10－3mAh×3.7V 所以一般电池只标出一种容量就可以了
体会 这段探究使学生深刻的体会到了：容量和本 领的区别与联系。归根结底，加深了学生对 电动势的认识。回扣到了本堂课导入时抛出 的问题。同时纠正了学生以往的模糊概念。 使物理课堂与生活实际紧密的结合起来。这 些都是新课程教学理念的体现。
总评 1.本节课是一堂概念教学课。其教学内容的特点是思想内涵较为丰富和深刻。 2.本堂课的设计目标就是要落实新课程的教学理念“以学生为主体，促进学生学习方式的转变”。即：自主学习、合作学习、探究学习。 3.本堂课的“问题”紧扣电池，使“锚位”非常贴近生活。充分利用了学生日常的生活经验积累。
4.本堂课一个实验也没有，看似完全是一 堂理论分析课。没有体现出探究学习。 “探究”并非一定要做实验.做实验也不 一定要亲自动手操作。我们要充分利用学 生头脑中积累的现有经验，让实验在其脑 海中完成。本堂课的教学内容紧紧围绕着 水涡轮机的工作过程和原理而展开，丝毫 没有脱离物理过程的实验基础。
5.探究有实验探究和理论探究，我认为 两者同样重要。因此，对物理过程的分析 演绎、对物理现象的归纳综合同样是探究 活动的载体。 无论是实验探究和理论探究，目的都在 于让学生体验过程，理论探究就是学生体 验思维过程的教学活动。本堂课设计的充 分“稀释”，让学生较完整的体验了“电动势” 这个概念的形成过程。
案例5：3—2第四章电磁感应 §5电磁感应定律的应用 一.概述 1.本节内容是学习了楞次定律和法拉第电磁感 应定律之后的一节课。其设置的目的就是提高 学生对电磁感应现象的认识。具体的说就是： 在电磁感应现象中到底谁在充当搬运电荷的非 静电力？基于对这个问题的研究使学生深刻的 理解了两种的感应电动势——动生电动势和感 生电动势。
2.老师们普遍反映这节内容比较难。究其原 因： 一是本节教学抽象，很难形象直观化； 二是本节课内容无法通过实验来验证； 三是学生脑海中已经对静电场有了基本的 认识，突然接触感生电场容易混淆。 突破难点的方法：变抽象为形象直观—图、 形象比喻；充分利用已有的经验类比；通过 实验验证等。
尊重教材但不拘泥于教材 二.教学设计 教材通过对电磁感应过程的非静电力角 色的分析，首先引出了感生电动势，然 后是动生电动势。我们认为这个顺序可 以颠倒过来。因为学生对动生电动势的 非静电力—洛仑兹力比较熟悉，容易上 手。 我们认为在这里完全可以把有旋电场和静电场的概念交代的更具体和明确一些 尊重教材但不拘泥于教材
三维目标 1．知道什么是感生电动势和动生电动势，知 道两者的区别与联系。 2. 知道感生电场，知道感生电场与静电场之 间的区别与联系。 一.知识与技能 1．知道什么是感生电动势和动生电动势，知 道两者的区别与联系。 2. 知道感生电场，知道感生电场与静电场之 间的区别与联系。 二.过程与方法 通过类比的方法，将以往的经验充分的运用到 接受新知上来。通过学生之间的讨论和研究， 增加对两种电动势的认知深度。 三.情感、态度与价值观 欣赏和体会科学的分析、推理、逻辑思维的 美。
教学过程 1.复习与回顾 法拉第 电磁感应定律 思考：什么是感应电动势？ 描述电磁感应现象中把其他形式的能转化成电能的本领的物理量。
2.引入课题——抛锚 老师：其它形式的能转化成电能是通过什么 来实现的？ 学生：非静电力做功 老师：对！例如，电池中电解液与两极板的 化学反应使两极板分别带上了正负电 荷，这种化学作用就是我们所说的“ 非静电力”,甚至有人把它叫做化学“ 力” 。那么电磁感应现象中的“非静电 力”又是什么力呢？今天我们就来研 究这个问题。 问题是学习的开始
3.新课教学
显而易见，在搬运电荷的非静电力是洛仑兹力 教材以“思考与讨论”把问题留给学生自己 解决。充分体现了促进学生转变学习方式 的理念。 关于问题2 显而易见，在搬运电荷的非静电力是洛仑兹力 + + + + + + + O P - - ++ 设棒长为L.当洛仑兹力等于静电力时，电子处于平衡状态，不再沿导体棒定向移动。则： - Ff = Fe
这和我们用法拉第电磁感应定律对导 出来的结论是一致的,说明前面分析的正 确. 这种磁场不变，通过导体的运动来导 致磁通量变化从而产生电磁感应现象的 方式，或者说由洛仑兹力充当“非静电力” 所产生的感应电动势叫动生电动势。
新的问题：在洛仑兹力的教学中，我们强调洛仑兹力永远不做功，但是我们在刚才的分析中似乎看到了洛仑兹力做了功？ 对电子做正功 对电子做负功 洛仑兹力对电子 做功的代数和为零
结论 洛仑兹力的作用并不提供能量，而只是传递能量。即外力克服洛仑兹力的一个分量 所做的功，通过另一个分量 转换为动生电流的能量。可见电磁感应现象的本质是能量的转换和守恒。发电机的工作原理就是靠洛仑兹力将机械能转换为电能的。
下面我们来探究另一种电磁感应现象中的非静电力——导体不动，磁通量变化 假定导线环内的磁场增大，根据楞次定律我们能判断出导线环里产生了顺时针的感应电流。 是什么让电荷（假设是正电荷）集体定向迁移的呢？ 大胆猜想 导线环
设置这个猜想绝不是无根浮萍，其目的就是要让学生把电流的产生条件迁移到这里来。 我们知道电荷在电场力作用下会定向移动，因此很容易联想到空间出现了一个电场。由于电流是环状的，这个电场也应该是环状的，而且方向应该是顺时针方向的。
继续猜想 问题：这个场是哪里来的呢？ 变则有，静则无，说明变化是关键。 可能是变化的磁场产生的 问题：若空间没有导线环，这个电场还存在么？ 结论：麦克斯韦敏锐地察觉到感生电动势的现象预示着有关电磁场的新的效应。这就是：变化的磁场周围空间产生电场。
即使不存在导体回路，变化的磁场在其周围 空间也激发出这种电场。这种后来被人们证 实确实存在的电场叫做感生电场（也叫：有 旋电场或涡旋电场）。 确定了感生电场后，我们继续研究感生电场力是怎样充当非静电力角色的。
切断导线环 平衡时，F感=F恒 ，此时环两 端的电压数值上等于电动势 电荷在感生电场力作用下定向移动 原磁场增大，产生感生电场 电荷的聚集导致恒定电场的产生 原磁场增大，产生感生电场 电荷在感生电场力作用下定向移动 切断导线环
I Q 电流流过电阻 F感 F恒 电建闭合后 感生电场力充当非静电力 感生电场力克服恒定电场力做功。将正电荷搬运回正极
小结 评 析 现结论。老师不要急于把结论说出来。其 中画龙点睛之处就是把导线环断开，这样 就很好的把感生电场和恒定电场区分开 评 析 上述分析过程，要始终启发学生主动发 现结论。老师不要急于把结论说出来。其 中画龙点睛之处就是把导线环断开，这样 就很好的把感生电场和恒定电场区分开 来，感生电动势的难点瞬间瓦解。 小结 1.变化的磁场周围空间产生感生电场。感生电场与静电场的关系见下页表
两种电场比较 静电场 感生电场 起源 静止电荷 变化磁场 有源。始于正终于负，永不闭合。保守场 无源。 涡旋，永远 闭合。非保守场 性质 特点 不能脱离源电荷存在 可以在空间独立存在 对场中电 荷的作用 作为产生 的非静电力，可以引起导体中 电荷堆积，从而建立起恒定电场 . 联系
2.当导体回路不动，由于磁场变化引起磁通量改变而产生的感应电动势，叫做感生电动势。或者说由感生电场力充当非静电力所产生的电动势叫感生电动势。 3.感生电动势的方向的判断
4.STS
应用1 . . . . . . . . 电子感应加速器的基本原理 1947年世界第一台，70MeV B t 励磁交变电流 环形 真空室 显然电子只有在第一个1/4周期内才能被加速。在这段时间内，电子可以转几十万圈，经过的路程超过1000km，最大能量可达到100MeV
应用2 涡电流 当大块导体，特别是金属导体处在变化的磁场中时，由于通过金属块的磁通量发生变化，因此在金属块中产生感应电动势。而且由于大块金属电阻特别小，所以往往可以产生极强的电流，这些电流在金属内部形成一个个闭合回路，所以称作涡电流，又叫涡流。 I涡
在冶金工业中，某些熔化活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，对金属加热，防止氧化。 抽真空 涡电流的应用 (1)工频感应炉的应用 在冶金工业中，某些熔化活泼的稀有金属在高温下容易氧化，将其放在真空环境中的坩埚中，坩埚外绕着通有交流电的线圈，对金属加热，防止氧化。 感应淬火
(2)用涡电流加热金属电极 抽真空 接高频发生器 显像管 在制造电子管、显像管或激光管时，在做好后要抽气封口，但管子里金属电极上吸附的气体不易很快放出，必须加热到高温才能放出而被抽走,利用涡电流加热的方法，一边加热，一边抽气，然后封口。
(3)电磁炉 在市面上出售的一种加热炊具----电磁炉。这种电磁炉加热时炉体本身并不发热，在炉内有一线圈，当接通交流电时，在炉体周围产生交变的磁场， 当金属容器放在炉上时，在容器上产生涡电流，使容器发热，达到加热食物的目的。
(4)电度表记录电量 电度表记录用电量，就是利用通有交流电的铁心产生交变的磁场，在缝隙处铝盘上产生涡电流，涡电流的磁场与电磁铁的磁场作用，表盘受到一转动力矩，使表盘转动。 o o’
涡电流的危害 由于涡电流在导体中产生热效应，在制造变压器时，就不能把铁心制成实心的，这样在变压器工作时在铁心中产生较大的涡电流，使铁心发热，造成漆包线绝缘性能下降，引发事故。 因此在制作变压器铁心时，用多片硅钢片叠合而成，使导体横截面减小，涡电流也较小。
动生电动势和感生电动势同时 存在时感应电动势瞬时值的求法 应用3 动生电动势和感生电动势同时 存在时感应电动势瞬时值的求法 求感应电动势瞬时值的问题一直是高中考试的热 点。尤其是动生电动势和感生电动势同时存在的 情形是高考中的“新生事物”。 按照大学的知识 前者是感生电动势，后者是动生电动势，两者叠加。使用时要注意两种电动势的方向。
但是中学没有学习求导。我们可以这样来处理： t时刻整个闭合回路 的磁通量φ=BS;经过Δt的时间，即在 t+ Δt时刻整个闭合 回路的磁通量为 磁感应强度方向 t时刻 t+△t时刻 则经过Δt时间，整个闭合回路磁通量的变化量为：
当Δt很小时， ΔBΔS相比较SΔB及BΔS来 说可以忽略，所以当Δt 0时， ，所以： 动生电动势和感生电动势方向相同时，感应电动势为两者之和； 动生电动势和感生电动势方向相反时，感应电动势为两者之差，方向与电动势数值较大的方向相同．
五.新课程与高考 山西省教育厅副厅长张卓玉表示，对于普通高中课程改革，山西省已经开始最后的准备，目前省教育厅正在制定各项相关政策，为学校开展课程改革提供政策和业务支持，比如，课程改革学校配置标准、基地示范学校建设等等。以前，很多学校对于高考不考的科目随意删减的问题，我省即将出台的高中新课程管理办法将予以解决，严把各课程的学时。高中课程改革是新生事物，很多老师对于课程深度、范围等很难把握，对此，省教育厅正在制定教学标准，对各学科的范围、深度给予解释。 省教育厅负责人表示，这次高中新课程改革最新的亮点就是综合实践课与技术课将列入高中课程。这两门课程的开展水平直接影响到了高考评价体系的建立。三年后，新的高考评价体系包括学习理论考试，过程评价，还有综合素质水平三方面内容。每学期结束之后，每位学生将有一个综合素质评价，学校认定，学生签字之后，全部上交由当地教育行政部门管理，不能擅自改动。
报摘： 2008年，我省全面启动高中新课程改革，但迟迟没 有露面的“新高考”方案让课改师生有些不知所措。 “新课程几乎像是一种颠覆，无论从内容，还 是教 学要求方面。”面对全新的教学要求，首先显得不知 所措的是老师。“教了一辈子书了，一下子却感觉好 像不会再教了，”一位从教近二十年的老高中教师向 记 者感叹说，“以前大家都在围着高考转，很多老 师都在研究高考，之后根据高考考什么，就教孩子 什么。可现在我们连高考考什么都不知道，你让我 们怎么教？”
报摘： 为了能让孩子们在未知的考场上不至于手足无措， 老师们只好把原来的许多东西都硬套过来，再加上 新的课程的内容，“眉毛胡子一把抓，因为不知道高 考会怎么考。就拿一个知识点来说，以前如果该知识点不属于重点考查范围，老师就会讲浅些，但新课改的高考方案还没有出来，谁也不敢肯定这个知识点会在考试 中占何等地位——要是讲浅了，学生高考做不来题怎么办？”教高中数学的杨老师告诉记者，这样的直接后果就是增加了学生的负担。一位不愿意透露姓名的高中校 长向记者坦言：“高中课改两年，大部分老师都还是以前那种教学方法。他们确实把握不准分寸，所以许多老师为确保将来高考‘安全’，便将一个知识点无限扩 大，既导致课时不够，又让学生抱怨负担太重。其实谁都知道这背离了课改的初衷，但没人敢于‘试水’！”
1.部分课改省份高考方案简介 广东省：“ 3＋文科基础/理科基础＋x ”
山东省： “ 3＋x＋1 ” x ：文科综合或理科综合 1 ：基本能力。包括技术、体育、艺术、综合实践活动、科学（文科类学生选考）、人文与社会（理科类学生选考）
第二个 3 ： 物理、化学、生物 / 政治、历史、地理 综合基础 ：文科为技术、物理、化学、生物； 理科为技术、政治、历史、地理。 海南省： “ 3＋3＋综合基础” 第二个 3 ： 物理、化学、生物 / 政治、历史、地理 综合基础 ：文科为技术、物理、化学、生物； 理科为技术、政治、历史、地理。 考试时间和分值 ： 语文：150分钟，满分150分。 数学、英语：各120分钟，满分各150分。 理、化、生、政、史、地：各100分钟，满分各100分。 综合基础：理、技合卷，化、生合卷，地、技合卷，政、史合 卷。每卷150分钟，满分150分，在高二学年结束考 试，按10％计入总分。 可以概括为： “ 3＋3＋4 ” 每科150分 每科100分 平均每科7.5分
3：语文、数学、外语每科150分； 文综-史、地、政/理综-物、化、生为300分。 宁夏回族自治区： “ 3＋文综/理综 ” 3：语文、数学、外语每科150分； 文综-史、地、政/理综-物、化、生为300分。 试卷分必答题和选答题，采用长试卷。三十八道题。
“ 3＋文综/理综 ＋综合素质测评＋学业水平测试” 综合素质测评：０９年参考 学业水平测试：０９年高一新生开始 高一期末 江苏省：“ 3＋文综/理综 （等级记分）” 3：每科150分；文综/理综为300分。（物理必考） 试卷分必做题和选做题，采用长试卷。 辽宁省：（详细介绍） “ 3＋文综/理综 ＋综合素质测评＋学业水平测试” 综合素质测评：０９年参考 学业水平测试：０９年高一新生开始 高一期末
广东、海南、山东、宁夏高考物理考试要求范围（理科） 2.部分课改省分物理学科的考试范围 国家新课标物理高考考试大纲的考试要求范围 必考范围：物理必修1、物理必修2、物理选修3-1、物理选修3-2 选考范围：物理选修3-3、物理选修3-4、物理选修3-5、物理选修2-2 广东、海南、山东、宁夏高考物理考试要求范围（理科） 必考：四省的必考范围均采用国家的要求。 选考： 广东：07年物理选修3-5中的“动量守恒定律”为指定选考（等同于必考），物理选修3-3、物理选修3-4、物理选修3-5、物理选修2-2 4选2； 08年物理选修3-5为指定选考模块（等同于必考），放弃物理选修2-2, 物理选修3-3、物理选修3-4两个模块2选1。
海南、山东：物理选修3-3、物理选修3-4、 物理选修3-5、物理选修2-2， 4选2 宁夏：物理选修3-3、物理选修3-4、 4选1 四省中山东和宁夏是理综合，
①对考试科目的选择 ②对具体内容的选择 ——并列选做题 新课改高考方案最大的特点是—选择性， 体现选择性的两种方式： 新课改高考方案最大的特点是—选择性， 体现选择性的两种方式： ①对考试科目的选择 ②对具体内容的选择 ——并列选做题 让我们一起来观摩试卷2009年
3.试卷的特点——结构和长度 理综合共41道题（15页），共300分。考试时间150分钟。 物理化学生物的分值比为：110：100：90 选择题 必答题 选答题 1-6 7-13 14-21 22-25 26-28 29-32 33-36 37-39 40、41 生物 化学 物理 单选13×6=78分 多选8×6=48分 共126分 47分 43分 39分 15 共129分 共45分 物理化学生物的分值比为：110：100：90
卷长怎么办？——一心一意 有的学生在考场上，在三个模块的选答题之间左右 摇摆，三心二意，反复比对，举棋不定，这样浪费 了大量的宝贵的时间。有的在答一道题的过程中稍 遇到一点困难就畏缩不前，想改弦更张去答另外两 道题中的一个，结果一道也没做上来。 为了避免出现这些状况，解决的办法只有在考前就 做出抉择，选定一个模块，在考试中坚决心无旁 骛，一心一意的答一道题。
选哪个模块？避难就易 从物理知识的绝对难度上看，三个模块中相对 最低的是3—4波动理论，这个模块的重头戏是 光学，而光学题没有复杂的物理过程，只要画 出准确的光路图，并结合数学的几何知识，就 能解决。这也是选考这个模块的学生最多的原 因。 3-3热学 3-4光波 3-5动量 2007年 1.98 7.5 5.4 2008年 4.71 6.15 3.66
谢谢！