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初中物理課程標準
第一部分 前 言(8-9'PHYS'1)
物理科學作為自然科學的重要分支,不僅對物質文明的進步和人類對自然界認識的深化起了重要的推動作用,而且對人類的思維發(fā)展也產生了不可或缺的影響。從亞里士多德時代的自然哲學,到牛頓時代的經典力學,直至現代物理中的相對論和量子力學等,都是物理學家科學素質、科學精神以及科學思維的有形體現。
在義務教育階段,物理課程不僅應該注重科學知識的傳授和技能的訓練,注重將物理科學的新成就及其對人類文明的影響等納入課程,而且還應重視對學生終身學習愿望、科學探究能力、創(chuàng)新意識以及科學精神的培養(yǎng)。因此物理課程的構建應注重讓學生經歷從自然到物理、從生活到物理的認識過程,經歷基本的科學探究實踐,注重物理學科與其他學科的融合,使學生得到全面發(fā)展。
一、課程性質(8-9'PHYS'1.1)
物理學是研究物質結構、物質相互作用和運動規(guī)律的自然科學。
物理學由實驗和理論兩部分組成。物理學實驗是人類認識世界的一種重要活動,是進行科學研究的基礎;物理學理論則是人類對自然界最基本、最普遍規(guī)律的認識和概括。
義務教育階段的物理課程要讓學生學習初步的物理知識與技能,經歷基本的科學探究過程,受到科學態(tài)度和科學精神的熏陶;它是以提高全體學生的科學素質、促進學生的全面發(fā)展為主要目標的自然科學基礎課程。
在義務教育階段,物理課程的價值主要表現在以下幾個方面。
(1)通過從自然、生活到物理的認識過程,激發(fā)學生的求知欲,讓學生領略自然現象中的美妙與和諧,培養(yǎng)學生終身的探索興趣。(8-9'PHYS'1.1.1)
(2)通過基本知識的學習與技能的訓練,讓學生初步了解自然界的基本規(guī)律,使學生能逐步客觀地認識世界、理解世界。(8-9'PHYS'1.1.2)
(3)通過科學探究,使學生經歷基本的科學探究過程,學習科學探究方法,發(fā)展初步的科學探究能力,形成尊重事實、探索真理的科學態(tài)度。(8-9'PHYS'1.1.3)
(4)通過科學想像與科學推理方法的結合,發(fā)展學生的想像力和分析概括能力,使學生養(yǎng)成良好的思維習慣,敢于質疑,勇于創(chuàng)新。(8-9'PHYS'1.1.4)
(5)通過展示物理學發(fā)展的大體歷程,讓學生學習一些科學方法和科學家的探索精神,關心科技發(fā)展的動態(tài),關注技術應用帶來的社會進步和問題,樹立正確的科學觀。(8-9'PHYS'1.1.5)
二、課程基本理念(8-9'PHYS'1.2)
(一)注重全體學生的發(fā)展,改變學科本位的觀念(8-9'PHYS'1.2.1)
義務教育階段的物理課程應以提高全體學生的科學素質為主要目標,滿足每個學生發(fā)展的基本需求,改變學科本位的觀念,全面提高公民的科學素質。
(二)從生活走向物理,從物理走向社會(8-9'PHYS'1.2.2)
義務教育階段的物理課程應貼近學生生活,符合學生認知特點,激發(fā)并保持學生的學習興趣,通過探索物理現象,揭示隱藏其中的物理規(guī)律,并將其應用于生產生活實際,培養(yǎng)學生終身的探索樂趣、良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。
(三)注重科學探究,提倡學習方式多樣化(8-9'PHYS'1.2.3)
物理課程應改變過分強調知識傳承的傾向,讓學生經歷科學探究過程,學習科學研究方法,培養(yǎng)學生的探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。改革以書本為主、實驗為輔的教學模式,提倡多樣化的教學方式,鼓勵將信息技術滲透于物理教學之中。
(四)注意學科滲透,關心科技發(fā)展(8-9'PHYS'1.2.4)
結合國際科學教育的理論和實踐,構建具有中國特色的物理課程體系,注意不同學科間知識與研究方法的聯系與滲透,使學生關心科學技術的新進展和新思想,了解自然界事物的相互聯系,逐步樹立科學的世界觀。
(五)構建新的評價體系(8-9'PHYS'1.2.5)
物理課程應該改革單一的以甄別和選拔為目的的評價體系。在新的評價觀念指導下,注重過程評價與結果評價結合,構建多元化、發(fā)展性的評價體系,以促進學生素質的全面提高和教師的不斷進步。
三、課程標準設計(8-9'PHYS'1.3)
(一)課程標準設計框圖(8-9'PHYS'1.3.1)
圖1為物理課程標準設計框圖?!度罩屏x務教育物理課程標準(實驗稿)》(以下簡稱《標準》)將義務教育階段的物理課程培養(yǎng)目標定位為:提高全體學生的科學素質。由此,提出了義務教育階段物理課程的基本理念和課程目標。內容標準由科學探究和科學內容組成??茖W探究包含提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作等要素。科學內容含有三個主題:物質、運動和相互作用、能量。在課程實施建議部分,分別為教師、教材編寫者、教育管理人員提供了教學建議、教科書編寫建議、課程資源開發(fā)和利用建議以及學生學習評價建議。
(二)課程標準設計的幾點說明(8-9'PHYS'1.3.2)
(1)義務教育階段的物理課程以提高全體學生的科學素質為目的,因此《標準》規(guī)定了面向全體學生的基本學習要求。(8-9'PHYS'1.3.2.1)
(2)《標準》不僅對“知識與技能”提出了基本要求,而且對“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”均提出了相應要求。(8-9'PHYS'1.3.2.2)
(3)《標準》特別將科學探究納入內容標準,旨在加強對學生科學素質的培養(yǎng)。學生不僅應學習物理知識和技能,還應經歷一些科學探究過程,學習科學方法,了解科學·技術·社會(STS),逐步樹立科學的世界觀??茖W探究應滲透在教材和教學過程的各個部分。(8-9'PHYS'1.3.2.3)
(4)為了進一步將課程基本理念和課程目標滲透到內容標準中,幫助教師更好地理解內容標準,《標準》特別在內容標準中增設了樣例和活動建議,它們不是必學內容,僅供教師參考。(8-9'PHYS'1.3.2.4)
(5)《標準》為義務教育階段的物理教材編寫留有自主空間,也為課程的具體實施留有回旋余地。(8-9'PHYS'1.3.2.5)
圖1 物理課程標準設計框圖
義務教育階段物理教育 培養(yǎng)目標定位
▲提高全體學生的科學素質
課程基本理念
▲注重學生發(fā)展,改變學科本位
▲從生活走向物理,從物理走向社會
▲注重科學探究,提倡學習方式多樣化
▲注意學科滲透,關心科技發(fā)展
▲構建新的評價體系
課程目標
▲知識與技能
▲過程與方法
▲情感態(tài)度與價值觀
內容標準
(含樣例和活動建議)
科學探究
科學內容
●提出問題
●猜想與假設
●制定計劃與設計實驗
●進行實驗與收集證據
●分析與論證
●評估
●交流與合作
物 質
物質的形態(tài)與變化,物質的屬性,物質的結構與物體的尺度,新材料及其應用
運動和相互作用
多種多樣的運動形式,機械運動和力,聲和光,電和磁
能 量
能量、能量轉化與轉移,機械能,內能,電磁能,能量守恒,能源和可持續(xù)發(fā)展
實施建議
▲教學建議
▲教科書編寫建議
▲課程資源開發(fā)和利用建議
▲學生學習評價建議
第二部分 課程目標(8-9'PHYS'2)
課程總目標是使學生:
保持對自然界的好奇,發(fā)展對科學的探索興趣,在了解和認識自然的過程中有滿足感及興奮感;
學習一定的物理基礎知識,養(yǎng)成良好的思維習慣,在解決問題或作決定時能嘗試運用科學原理和科學研究方法;
經歷基本的科學探究過程,具有初步的科學探究能力,樂于參與和科學技術有關的社會活動,在實踐中有依靠自己的科學素養(yǎng)提高工作效率的意識;
具有創(chuàng)新意識,能獨立思考,勇于有根據地懷疑,養(yǎng)成尊重事實、大膽想像的科學態(tài)度和科學精神;關心科學發(fā)展前沿,具有可持續(xù)發(fā)展的意識,樹立正確的科學觀,有振興中華、將科學服務于人類的使命感與責任感。
一、知識與技能(8-9'PHYS'2.1)
1.初步認識物質的形態(tài)及變化、物質的屬性及結構等內容,了解物體的尺度、新材料的應用等內容,初步認識資源利用與環(huán)境保護的關系。(8-9'PHYS'2.1.1)
2.初步認識機械運動、聲和光、電和磁等自然界常見的運動和相互作用,了解這些知識在生活、生產中的應用。(8-9'PHYS'2.1.2)
3.初步認識能量、能量的轉化與轉移、機械能、內能、電磁能以及能量守恒等內容。了解新能源的應用,初步認識能源利用與環(huán)境保護的關系。(8-9'PHYS'2.1.3)
4.初步了解物理學及其相關技術產生的一些歷史背景,能意識到科學發(fā)展歷程的艱辛與曲折,知道物理學不僅指物理知識,而且還包含科學研究方法、科學態(tài)度和科學精神。(8-9'PHYS'2.1.4)
5.具有初步的實驗操作技能,會使用簡單的實驗儀器和測量工具,能測量一些基本的物理量。(8-9'PHYS'2.1.5)
6.會記錄實驗數據,知道簡單的數據處理方法,會寫簡單的實驗報告,會用科學術語、簡單圖表等描述實驗結果。(8-9'PHYS'2.1.6)
二、過程與方法(8-9'PHYS'2.2)
1.經歷觀察物理現象的過程,能簡單描述所觀察物理現象的主要特征。有初步的觀察能力。(8-9'PHYS'2.2.1)
2.能在觀察物理現象或物理學習過程中發(fā)現一些問題。有初步的提出問題的能力。(8-9'PHYS'2.2.2)
3.通過參與科學探究活動,學習擬訂簡單的科學探究計劃和實驗方案,能利用不同渠道收集信息。有初步的信息收集能力。(8-9'PHYS'2.2.3)
4.通過參與科學探究活動,初步認識科學研究方法的重要性,學習信息處理方法,有對信息的有效性作出判斷的意識。有初步的信息處理能力。(8-9'PHYS'2.2.4)
5.學習從物理現象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律,嘗試應用已知的科學規(guī)律去解釋某些具體問題。有初步的分析概括能力。(8-9'PHYS'2.2.5)
6.能書面或口頭表述自己的觀點,初步具有評估和聽取反饋意見的意識。有初步的信息交流能力。(8-9'PHYS'2.2.6)
三、情感態(tài)度與價值觀(8-9'PHYS'2.3)
1.能保持對自然界的好奇,初步領略自然現象中的美妙與和諧,對大自然有親近、熱愛、和諧相處的情感。(8-9'PHYS'2.3.1)
2.具有對科學的求知欲,樂于探索自然現象和日常生活中的物理學道理,勇于探究日常用品或新器件中的物理學原理,有將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識。樂于參與觀察、實驗、制作、調查等科學實踐活動。(8-9'PHYS'2.3.2)
3.在解決問題的過程中,有克服困難的信心和決心,能體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時的喜悅。(8-9'PHYS'2.3.3)
4.養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度,不迷信權威,具有判斷大眾傳媒是否符合科學規(guī)律的初步意識。(8-9'PHYS'2.3.4)
5.有將自己的見解公開并與他人交流的愿望,認識交流與合作的重要性,有主動與他人合作的精神,敢于提出與別人不同的見解,也勇于放棄或修正自己的錯誤觀點。(8-9'PHYS'2.3.5)
6.初步認識科學及其相關技術對于社會發(fā)展、自然環(huán)境及人類生活的影響。有可持續(xù)發(fā)展的意識,能在個人力所能及的范圍內對社會的可持續(xù)發(fā)展有所貢獻。(8-9'PHYS'2.3.6)
7.有將科學服務于人類的意識,有理想,有抱負,熱愛祖國,有振興中華的使命感與責任感。(8-9'PHYS'2.3.7)
第三部分 內容標準(8-9'PHYS'3)
內容標準規(guī)定了義務教育階段物理課程的基本學習內容和應達到的基本要求。
內容標準注意物理知識的學習和技能的訓練,強調科學過程和科學方法的學習,關注科學·技術·社會的觀念的滲透,注重科學態(tài)度與科學精神的培養(yǎng)。
內容標準由科學探究和科學內容兩部分組成,其中科學內容包括物質、運動和相互作用、能量三個部分。
內容標準中的樣例是對標準進一步的解釋和擴展,活動建議則為教師提供了教學活動實例。它們不是學生必須學習的內容。
一、科學探究(8-9'PHYS'3.1)
在《標準》中,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一。將科學探究列入內容標準,旨在將學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,從學生被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養(yǎng)學生的科學探究能力、實事求是的科學態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神。
學生在科學探究活動中,通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程,學習物理知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神。
科學探究的形式是多種多樣的,其要素有:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。在學生的科學探究中,其探究過程可以涉及所有的要素,也可以只涉及部分要素??茖W探究滲透在教材和教學過程的不同部分。
(一)科學探究能力目標(8-9'PHYS'3.1.1)
在義務教育階段物理課程的學習中,科學探究能力大致表現在以下幾個方面。
科學探究要素
對科學探究能力的基本要求
提出問題
(8-9'PHYS'3.1.1.1)
●能從日常生活、自然現象或實驗觀察中發(fā)現與物理學有關的問題。(8-9'PHYS'3.1.1.1.1)
●能書面或口頭表述這些問題。(8-9'PHYS'3.1.1.1.2)
●認識發(fā)現問題和提出問題對科學探究的意義。(8-9'PHYS'3.1.1.1.3)
猜想與假設
(8-9'PHYS'3.1.1.2)
●嘗試根據經驗和已有知識對問題的成因提出猜想。(8-9'PHYS'3.1.1.2.1)
●對探究的方向和可能出現的實驗結果進行推測與假設。(8-9'PHYS'3.1.1.2.2)
●認識猜想與假設在科學探究中的重要性。(8-9'PHYS'3.1.1.2.3)
制定計劃與設計實驗
(8-9'PHYS'3.1.1.3)
●明確探究目的和已有條件,經歷制定計劃與設計實驗的過程。(8-9'PHYS'3.1.1.3.1)
●嘗試選擇科學探究的方法及所需要的器材。(8-9'PHYS'3.1.1.3.2)
●嘗試考慮影響問題的主要因素,有控制變量的初步意識。(8-9'PHYS'3.1.1.3.3)
●認識制定計劃與設計實驗在科學探究中的作用。(8-9'PHYS'3.1.1.3.4)
進行實驗與收集證據
(8-9'PHYS'3.1.1.4)
●能通過觀察和實驗收集數據。(8-9'PHYS'3.1.1.4.1)
●能通過公共信息資源收集資料。(8-9'PHYS'3.1.1.4.2)
●嘗試評估有關信息的科學性。(8-9'PHYS'3.1.1.4.3)
●會閱讀簡單儀器的說明書,能按書面說明操作。(8-9'PHYS'3.1.1.4.4)
●會使用簡單的實驗儀器,能正確記錄實驗數據。(8-9'PHYS'3.1.1.4.5)
●具有安全操作的意識。(8-9'PHYS'3.1.1.4.6)
●認識進行實驗與收集數據對科學探究的重要性。(8-9'PHYS'3.1.1.4.7)
分析與論證
(8-9'PHYS'3.1.1.5)
●能初步描述實驗數據或有關信息。(8-9'PHYS'3.1.1.5.1)
●能對收集的信息進行簡單的比較。(8-9'PHYS'3.1.1.5.2)
●能進行簡單的因果推理。(8-9'PHYS'3.1.1.5.3)
●經歷從物理現象和實驗中歸納科學規(guī)律的過程。(8-9'PHYS'3.1.1.5.4)
●嘗試對探究結果進行描述和解釋。(8-9'PHYS'3.1.1.5.5)
●認識分析論證在科學探究中是必不可少的。(8-9'PHYS'3.1.1.5.6)
評 估
(8-9'PHYS'3.1.1.6)
●有評估探究過程和探究結果的意識。(8-9'PHYS'3.1.1.6.1)
●能注意假設與探究結果間的差異。(8-9'PHYS'3.1.1.6.2)
●能注意探究活動中未解決的矛盾,發(fā)現新的問題。(8-9'PHYS'3.1.1.6.3)
●嘗試改進探究方案。(8-9'PHYS'3.1.1.6.4)
●有從評估中吸取經驗教訓的意識。(8-9'PHYS'3.1.1.6.5)
●認識評估對科學探究的意義。(8-9'PHYS'3.1.1.6.6)
交流與合作
(8-9'PHYS'3.1.1.7)
●能寫出簡單的探究報告。(8-9'PHYS'3.1.1.7.1)
●有準確表達自己觀點的意識。(8-9'PHYS'3.1.1.7.2)
●在合作中注意既堅持原則又尊重他人。(8-9'PHYS'3.1.1.7.3)
●能思考別人的意見,改進自己的探究方案。(8-9'PHYS'3.1.1.7.4)
●有團隊精神。(8-9'PHYS'3.1.1.7.5)
●認識科學探究中必須有合作精神。(8-9'PHYS'3.1.1.7.6)
(二)科學探究實例(8-9'PHYS'3.1.2)
科學探究的問題可以是學生提出的,也可以是教師提出的,可以是《標準》所要求的科學內容,也可以是與《標準》科學內容有關的交叉學科的內容??茖W探究的形式有課堂內的探究性活動和課堂外的家庭實驗、社會調查及其他學習活動。
例1 比較材料的保溫性能(8-9'PHYS'C.1)
●提出問題
李明在一所農村中學讀書,學校有一只大的開水桶,冬天為了保溫,在桶外裹上了一層棉被,盡管如此,早上灌的是開水,到了下午還是變得涼涼的。一天早上,李明看見張迪用鋁合金飯盒裝開水時,滾燙的飯盒只墊了薄薄的一層泡沫塑料就不燙手了,他突然想到,能否用泡沫塑料代替棉被給開水桶保溫呢?他將這一想法告訴了張迪。
李明認為,手覺得熱,是因為手吸收了熱量,溫度升高。隔著泡沫塑料拿熱飯盒不燙手,說明泡沫塑料導熱性能差。用導熱性能差的材料包著開水桶,保溫的效果按理說就會好些。張迪隨手摸了一下熱水桶上的棉被,暖乎乎的,熱量通過棉被傳出來了。張迪想,李明可能是對的,泡沫塑料的保溫效果可能會比棉被好。
李明告訴張迪,如果用這兩種材料分別包著裝有熱水的燒瓶,定時測量兩燒瓶中的水溫,便可以得出這兩種材料保溫性能好壞的結論。“還可能有其他因素影響水溫變化,如兩個燒瓶中的水是否一樣多,水溫是否一樣高?!睆埖险f?!笆堑?,”李明強調:“還需注意放燒瓶的環(huán)境是否一樣,泡沫塑料與棉被的厚度是否一樣等等?!彼麄冏⒁饪刂朴绊懰疁刈兓钠渌蛩?,決定在兩個燒瓶中裝質量相等的水,加熱到相同的溫度后分別用兩種保溫材料包好,放在相同的環(huán)境溫度下自然冷卻。  按照這個計劃操作,李明和張迪把實驗測得的數據填在下表中。
●進行實驗與收集證據
t/min
0
5
10
15
20
25
35
45
55
65
80
95
110
125
140
155
T1/℃
80
72
64
59
55
51
50
41
37
34
30
26
24
22
21
20
T2/℃
80
65
56
48
43
38
32
28
26
24
22
22
21
21
20
20
●分析與論證
根據表格中的數據,第1組(泡沫塑料保溫)從80℃降至40℃所用的時間超過了45 min,而第2組(棉被保溫)降低相同溫度只用了不到25 min,這表明,泡沫塑料的保溫性能確實優(yōu)于棉被。
●評估
以上表格中,第35minT1的數據與T1的總的變化趨勢有較大的偏差,回想實驗的操作,有可能在讀溫度時有疏忽。如果剔除這個溫度值,其他所有數據都與實驗結論吻合。因此,這個實驗的結論應該是可信的。
●交流與合作
李明和張迪討論后,給學校總務處寫了一封信,信中闡述了實驗的過程和結論,建議學校替換開水桶的保溫材料。
例2影響電磁鐵磁性強弱的因素(8-9'PHYS'C.2)
●提出問題(教師提出)
課堂上教師問:電磁鐵的磁性強弱和什么因素有關?如果改變通過電磁鐵的電流或者改變電磁鐵的匝數,它的磁性強弱會變嗎?
●假設與猜想
學生相互議論:假設通過電磁鐵的電流由1A增加到2A,電磁鐵的磁性會怎樣?是否可以這樣推測:導線中的2A電流是兩股1A電流匯合而成的,每股電流都產生一個磁場,兩個相同磁場合在一起,電磁鐵的磁性增強了。
如果電磁鐵的電流不變,線圈由100匝增加到200匝,它的磁性又會怎樣?是否可以這樣推測:200匝線圈是由兩組100匝線圈組合而成的,每組線圈都產生一個磁場,兩個相同磁場合在一起,電磁鐵的磁性增強了。
通過以上推測可以想到:電磁鐵的線圈匝數越多,通過的電流越大,電磁鐵的磁性將越強。
●制定計劃與設計實驗
通過怎樣的實驗來檢驗以上猜想呢?這個實驗需要解決三個問題,同學們討論了解決這三個問題的各種可能方法:
(1)怎樣測量電磁鐵磁性的強弱?
學生A:看它能吸起多少根大頭針或小鐵釘。
學生B:看它能吸起多少鐵屑(用天平稱)。
學生C:看它對某一鐵塊的吸引力(用彈簧測力計把被電磁鐵吸住的鐵塊拉開時彈簧測力計的讀數)有多大。
(2)怎樣改變和測量通過電磁鐵線圈的電流?
學生D:用滑動變阻器改變線圈中的電流,用電流表測量電流的大小。
學生E:用增減電池來改變線圈中的電流,用串聯小燈泡的亮度來比較電流的大小。
(3)怎樣改變電磁鐵線圈的匝數?
學生F:使用中間有抽頭、能改變線圈匝數的現成電磁鐵產品。
學生G:臨時制作電磁鐵線圈,邊實驗、邊繞制。
教師建議:用學生C,D,F提出的方法來組成探究實驗的方案。
●進行實驗與收集證據
按照教師的建議,學生分小組進行實驗操作:把開關、滑動變阻器、電流表、電磁鐵串聯起來接到電源上,當滑動變阻器取不同值時測量電流和電磁鐵對鐵塊的吸引力,把測量數據填入下表(表1)。
電流/A
電磁鐵對鐵塊的引力/N
改變線圈匝數,調節(jié)滑動變阻器,使電流保持不變,測量不同匝數時電磁鐵對鐵塊的吸引力,把實驗數據填入下表(表2)。
匝數
電磁鐵對鐵塊的引力/N
●分析與論證
各個小組從本組實驗的表1數據看到,當電磁鐵線圈匝數不變、電流逐漸增大時,電磁鐵對鐵塊的吸引力是同步增大的;從表2數據看到,在電流相同的情況下、電磁鐵線圈的匝數增加時,電磁鐵對鐵塊的吸引力是同步增大的。由此可以證實:電磁鐵的磁性強弱和電磁鐵線圈的匝數、通過電磁鐵線圈的電流有關,電磁鐵線圈的匝數越多、電流越大,磁性越強。
●評估
回顧以上操作,看看有什么不妥的地方:當改變線圈匝數的時候,是否確實做到了線圈中電流和線圈的形狀都不變?當測量電磁鐵的吸引力時,是否用的是同一個鐵塊?有沒有其他因素影響了實驗結果?如果這些因素在實驗中都作了充分的考慮,實驗的結果應該是可靠的。
●交流與合作
各個小組把實驗過程和結果寫成實驗報告,并分別在班上報告本組的實驗結果,進行討論和交流。
二、科學內容(8-9'PHYS'3.2)
本標準的科學內容分為物質、運動和相互作用以及能量三大部分。下表為科學內容標準的一級主題與二級主題。這種主題式的呈現形式不代表教材的結構或教學的順序。教材的編寫者可以根據內容標準組織編寫不同特色的教材。
內容標準中的活動建議不是規(guī)定的教學內容,教師可以從中選用,也可以結合當地情況開展其他活動。
物理科學是一門實驗科學,在義務教育階段應讓學生通過觀察、操作、體驗等方式,經歷科學探究過程,逐步學習物理規(guī)律,構建物理概念,學習科學方法,逐步樹立科學的世界觀。
一級主題
二 級主題
物質
(8-9'PHYS'3.2.1)
物質的形態(tài)和變化(8-9'PHYS'3.2.1.1)
物質的屬性(8-9'PHYS'3.2.1.2)
物質的結構與物體的尺度(8-9'PHYS'3.2.1.3)
新材料及其應用(8-9'PHYS'3.2.1.4)
運動和相互作用
(8-9'PHYS'3.2.2)
多種多樣的運動形式(8-9'PHYS'3.2.2.1)
機械運動和力(8-9'PHYS'3.2.2.2)
聲和光(8-9'PHYS'3.2.2.3)
電和磁(8-9'PHYS'3.2.2.4)
能量
(8-9'PHYS'3.2.3)
能量、能量的轉化和轉移(8-9'PHYS'3.2.3.1)
機械能(8-9'PHYS'3.2.3.2)
內能(8-9'PHYS'3.2.3.3)
電磁能(8-9'PHYS'3.2.3.4)
能量守恒(8-9'PHYS'3.2.3.5)
能源與可持續(xù)發(fā)展(8-9'PHYS'3.2.3.6)
主題一  物 質(8-9'PHYS'3.2.1)
各種物體、微粒和場,都是以不同形式存在著的物質?!拔镔|”所涉及的科學內容,多數與日常生活和自然現象密切相關,與新材料的發(fā)展前沿相聯系。學習這些內容不僅能讓學生在3~6年級科學課程的基礎上進一步認識物質世界,而且有利于學生樹立正確的科學觀。
這部分內容大致分為三類。第一類是對于身邊物質的初步認識,學習時應注意聯系學生的生活;第二類是對于物質結構和物體尺度的初步認識,這部分內容由于尺度太小或太大,人類缺少直接經驗,因此應注意科學方法的運用;第三類是和當前蓬勃發(fā)展的材料科學相聯系的,學習中應該注意體會科學·技術·社會的關系。
“物質”劃分為以下四個二級主題:
·物質的形態(tài)和變化
·物質的屬性
·物質的結構與物體的尺度
·新材料及其應用
(一)物質的形態(tài)和變化(8-9'PHYS'3.2.1.1)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.1.1.1)
(1)能用語言、文字或圖表描述常見物質的物理特征。能從生活和社會應用的角度,對物質進行分類。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1.1)
例1調查自然界、日常生活中的一些物質,列表歸納這些物質的相同點和不同點。根據不同物質在物理性質(形態(tài)、彈性、顏色)和用途上的差異進行分類。(8-9'PHYS'C.3)
(2)有評估某些物質對人和環(huán)境的積極和消極影響的意識。嘗試與同學交流對當地環(huán)境資源利用的意見。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1.2)
例2討論塑料、化肥、清潔劑、滅蚊片和農藥等對人和環(huán)境的影響。(8-9'PHYS'C.4)
(3)能區(qū)別固、液和氣三種物態(tài)。能描述這三種物態(tài)的基本特征。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1.3)
例3觀察周圍的物質,根據形狀和體積的穩(wěn)定性和流動性,說明固體、液體、氣體的不同特征。列舉自然界和日常生活中的各種不同狀態(tài)的物質。(8-9'PHYS'C.5)
(4)能說出生活環(huán)境中常見的溫度值。了解液體溫度計的工作原理。會測量溫度。嘗試對環(huán)境溫度問題發(fā)表自己的見解。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1.4)
例4調查生活中常見的溫度計,了解這些溫度計的工作原理,解釋為什么液體溫度計中的液體會有不同。(8-9'PHYS'C.6)
例5嘗試對溫室效應、熱島效應等發(fā)表自己的見解。(8-9'PHYS'C.7)
(5)通過實驗探究物態(tài)變化過程。嘗試將生活和自然界中的一些現象與物質的熔點或沸點聯系起來。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1.5)
例6運用物態(tài)變化的知識,了解高壓鍋的原理。(8-9'PHYS'C.8)
注意:培養(yǎng)學生將學到的物理知識及技術與生活密切聯系的意識。在課程中滲透科學·技術·社會的觀念是《標準》提倡的基本理念之一。
(6)能用水的三態(tài)變化解釋自然界中的一些水循環(huán)現象。有節(jié)約用水的意識。(8-9'PHYS'3.2.1.1.1)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.1.1.2)
(1)調查學校和家庭的用水狀況,設計一個學校或家庭的節(jié)水方案。(8-9'PHYS'3.2.1.1.2.1)
(2)觀察并探究電冰箱中的物態(tài)變化。(8-9'PHYS'3.2.1.1.2.2)
例如:放進冰箱的新鮮蔬菜過幾天為什么會失去水分?冰箱內壁的水珠到哪里去了?寫出探究報告。
注意:電冰箱中的物態(tài)變化有典型特點,電冰箱內既有熔化和凝固,也有汽化和液化、升華和凝華。讓學生應用物理知識解釋身邊的一些物理現象,會使學生產生親近感、成就感。這是從生活走向物理,從物理走向社會的理念的具體體現。
(3)通過觀察,探究自然界中的霜、雪、雨、露等天氣現象。(8-9'PHYS'3.2.1.1.2.3)
注意:探究自然界中的各種物理現象,是學生學習物理的另一種基本方法。自然界中的各種物理現象是比較復雜的,學習物理應盡可能聯系各種自然現象,突出基本的物理原理,但不要求學生做出完美的解釋。這是從自然到物理的基本理念的體現。
(4)調查當地水資源的利用狀況,并對當地水資源的利用提出自己的見解。(8-9'PHYS'3.2.1.1.2.4)
(5)調查本地農田灌溉(或污水處理)的主要方式,了解先進的灌溉技術。(8-9'PHYS'3.2.1.1.2.5)
(二)物質的屬性(8-9'PHYS'3.2.1.2)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.1.2.1)
(1)能描述物質的一些屬性。嘗試將這些屬性與日常生活中物質的用途聯系起來。(8-9'PHYS'3.2.1.2.1.1)
例1通過實驗,探究幾種金屬和塑料的彈性、硬度。說明生活中是怎樣應用物質的這些屬性的。(8-9'PHYS'C.9)
例2通過磁鐵等磁性物質,感知物質的磁性和磁化現象,調查磁性材料在生活中的用途。(8-9'PHYS'C.10)
例3通過實驗,探究物質的導電性,討論是否任何物體都具有導電性。通過觀察、查閱資料,比較導體、半導體、絕緣體的不同。(8-9'PHYS'C.11)
(2)初步認識質量的概念。會測量固體和液體的質量。(8-9'PHYS'3.2.1.2.1.2)
例4分別說出質量為幾千克、幾克的一些物品。(8-9'PHYS'C.12)
注意:應該讓學生學習一些基本物理量的測量方法,以便使其認識到感覺是不可靠的。還應該讓學生對物理量單位的大小有感性認識,發(fā)展其估測能力。
(3)通過實驗理解密度的概念。嘗試用密度知識解決簡單的問題。能解釋生活中一些與密度有關的物理現象。(8-9'PHYS'3.2.1.2.1.3)
例5用密度知識鑒別體育課用的鉛球是否是純鉛制的。(8-9'PHYS'C.13)
(4)了解物質的屬性對科技進步的影響。(8-9'PHYS'3.2.1.2.1.4)
例6從學校數據庫或因特網上收集有關物質屬性的信息。(8-9'PHYS'C.14)
注意:《標準》提倡盡可能將信息技術應用于物理教學過程。有條件的學校應充分利用現代教學手段,激發(fā)學生學習興趣,擴展學生視野。條件受限的學校可以充分利用當地的課程資源,以便讓學生感受到物理知識對生活、生產的影響。
例7調查市場上的服裝面料或炊具,了解它們的名稱和物理屬性。(8-9'PHYS'C.15)
注意:將物理知識與生活實際相結合,是《標準》提倡的學習方法之一。應盡可能讓學生接觸生活、接觸社會。
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.1.2.2)
(1)利用一塊磁鐵和幾根縫衣針,制作指南針,并驗證同極相斥、異極相吸的現象。
(2)測量一些固體和液體的密度。如可讓學生自己設計一種方案,測量醬油、食用油、醋、鹽、塑料制品、肥皂和牛奶等日用品的密度。教師應向學生進行安全和保護環(huán)境方面的指導。
(三)物質的結構與物體的尺度(8-9'PHYS'3.2.1.3)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.1.3.1)
(1)知道物質是由分子和原子組成的。(8-9'PHYS'3.2.1.3.1.1)
例1用圖形、文字和語言描述原子、分子模型。(8-9'PHYS'C.16)
(2)了解原子的核式模型。了解人類探索微觀世界的歷程,并認識這種探索將不斷深入。(8-9'PHYS'3.2.1.3.1.2)
例2觀看介紹物質微觀世界的音像資料。(8-9'PHYS'C.17)
注意:有條件的學??梢酝ㄟ^多媒體技術向學生展示豐富多彩的微觀世界,以便學生了解微觀世界并感受探索的樂趣。
(3)大致了解人類探索太陽系及宇宙的歷程,并認識人類對宇宙的探索將不斷深入。(8-9'PHYS'3.2.1.3.1.3)
例3用望遠鏡觀察天體。(8-9'PHYS'C.18)
(4)對物質世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解。(8-9'PHYS'3.2.1.3.1.4)
例4設計圖表。根據物體尺度的大小,按電子—原子核—原子—分子—生物體—地球—太陽系—銀河系的順序排列。(8-9'PHYS'C.19)
注意:圖表的形式可以是多種多樣的,教師應讓學生充分展示。
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.1.3.2)
(1)自己設計實驗方案,探究分子間的引力和斥力。(8-9'PHYS'3.2.1.3.2.1)
(2)從圖書館、因特網和學校的數據庫中收集有關人類對宇宙進行探索的資料。(8-9'PHYS'3.2.1.3.2.2)
(3)觀看《宇宙與人》等科普電影。(8-9'PHYS'3.2.1.3.2.3)
(四)新材料及其應用(8-9'PHYS'3.2.1.4)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.1.4.1)
(1)初步了解半導體的一些特點。了解半導體材料的發(fā)展對社會的影響。(8-9'PHYS'3.2.1.4.1.1)
(2)初步了解超導體的一些特點。了解超導體對人類生活和社會發(fā)展可能帶來的影響。(8-9'PHYS'3.2.1.4.1.2)
例1閱讀有關的科普資料,了解超導現象以及超導體在磁懸浮列車、超導輸電等方面可能的應用。(8-9'PHYS'C.20)
(3)初步了解納米材料的應用和發(fā)展前景。(8-9'PHYS'3.2.1.4.1.3)
例2收集有關信息,了解納米材料的有關知識。(8-9'PHYS'C.21)
(4)有保護環(huán)境和合理利用資源的意識。(8-9'PHYS'3.2.1.4.1.4)
例3參觀生產某種材料(如建材、塑料等)的工廠,了解這些材料的生產過程和應用情況,調查生產這些材料可能造成的環(huán)境污染,提出治理這些污染的設想。(8-9'PHYS'C.22)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.1.4.2)
(1)讓學生從資料室、因特網上收集有關新材料研究和開發(fā)的信息,并寫出一篇小論文。(8-9'PHYS'3.2.1.4.2.1)
(2)調查生活、生產中應用的一些新材料,弄清它們的名稱、用途、特點和屬性等,并列表顯示調查結果。(8-9'PHYS'3.2.1.4.2.2)
主題二 運動和相互作用(8-9'PHYS'3.2.2)
物質處于永恒的運動中,不同的物質和不同的運動形式又發(fā)生著相互作用。了解物質的運動和相互作用的規(guī)律,是認識物理現象所必需的。這部分內容具有很強的規(guī)律性,對它的學習有利于發(fā)展學生的科學探究能力和解決問題的能力,有利于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神。
在這部分內容的學習中,應該讓學生經歷對知識探究和領悟的過程,發(fā)展獲取信息、處理信息和解決實際問題的能力。
“運動和相互作用”劃分為以下四個二級主題:
·多種多樣的運動形式
·機械運動和力
·聲和光
·電和磁
(一)多種多樣的運動形式(8-9'PHYS'3.2.2.1)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.2.1.1)
(1)能用實例解釋機械運動及其相對性。(8-9'PHYS'3.2.2.1.1.1)
(2)能從生活、自然中的一些簡單熱現象推測分子的熱運動。初步認識宏觀熱現象和分子熱運動的聯系。(8-9'PHYS'3.2.2.1.1.2)
例1用自己的語言或圖形描繪分子的熱運動。(8-9'PHYS'C.23)
(3)能用實驗證實電磁相互作用。能舉例說明電磁波在日常生活中的應用。(8-9'PHYS'3.2.2.1.1.3)
例2通過磁鐵插入線圈時電流表指針運動的實例,說明不同運動形式之間有聯系。(8-9'PHYS'C.24)
(4)能舉例說明自然界存在多種多樣的運動形式。知道世界處于不停的運動中。(8-9'PHYS'3.2.2.1.1.4)
例3通過氯化鈉在水中溶解、鹽酸與氫氧化鈉反應生成氯化鈉等現象,證明組成物質的微粒是在運動的,運動形式是多樣的。(8-9'PHYS'C.25)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.2.1.2)
(1)觀看有關機械運動的錄像片,對有關現象用機械運動的相對性進行解釋。
(2)從自然現象或實驗事實中舉出事例,說明組成物質的微粒在不停地運動。
(二)機械運動和力(8-9'PHYS'3.2.2.2)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.2.2.1)
(1)能根據日常經驗或自然現象粗略估測時間。會使用適當的工具測量時間。能通過日常經驗或物品粗略估測長度。會選用適當的工具測量長度。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.1)
例1利用步長估測學校教學樓的長度。(8-9'PHYS'C.26)
例2調查市場上出售的成品服裝和鞋子尺碼的國家標準。通過對自己身體各部位的測量,搞清自己應購買哪種規(guī)格的上衣、褲子和鞋子。(8-9'PHYS'C.27)
(2)能用速度描述物體的運動。能用速度公式進行簡單計算。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.2)
(3)通過常見事例或實驗,了解重力、彈力和摩擦力。認識力的作用效果。能用示意圖描述力。會測量力的大小。知道二力平衡條件。了解物體運動狀態(tài)變化的原因。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.3)
例3實驗探究磁鐵可以改變鋼球運動的方向。(8-9'PHYS'C.28)
例4觀察體育運動中的射箭,弓對箭的彈力使箭由靜止到運動。(8-9'PHYS'C.29)
(4)通過實驗探究,理解物體的慣性。能表述牛頓第一定律。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.4)
例5坐在汽車里,體驗當汽車靜止、以某一速度正常行駛、速度增加、速度減小、轉彎等時刻的感覺。(8-9'PHYS'C.30)
(5)通過實驗探究,學會使用簡單機械改變力的大小和方向。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.5)
(6)通過實驗探究,學習壓強的概念。能用壓強公式進行簡單計算。知道增大和減小壓強的方法。了解測量大氣壓強的方法。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.6)
例6估測自己站立時對地面的壓強。(8-9'PHYS'C.31)
(7)通過實驗探究,認識浮力。知道物體浮沉的條件。經歷探究浮力大小的過程。知道阿基米德原理。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.7)
例7知道潛水艇浮沉的原理。(8-9'PHYS'C.32)
(8)通過實驗探究,初步了解流體的壓強與流速的關系。(8-9'PHYS'3.2.2.2.1.8)
例8簡單解釋飛機的升力。(8-9'PHYS'C.33)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.2.2.2)
(1)測量自己的脈搏,再測出正常走路時一步的長度。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.1)
注意:以上做法相當于在自己的身體上設置了一個“時鐘”和一把“尺子”,可以在沒有鐘表和皮尺的情況下估算走路的平均速度。這有利于因地制宜培養(yǎng)學生的估測能力。
(2)學讀汽車、摩托車上的速度表。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.2)
(3)討論測量火車(汽車)速度的各種方案(注意安全,不能靠近被測車輛),進行實測。學讀《旅客列車時刻表》。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.3)
(4)查閱電冰箱等家用電器在運輸、安裝時對傾斜程度的要求。設計一種方法檢查這些機器的傾斜程度。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.4)
(5)用彈簧或橡皮筋制作簡易測力計,探究彈簧的彈力與橡皮筋伸長量的關系。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.5)
(6)用飲料軟管制作口吹噴霧器。(8-9'PHYS'3.2.2.2.2.6)
(三)聲和光(8-9'PHYS'3.2.2.3)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.2.3.1)
(1)通過實驗探究,初步認識聲產生和傳播的條件。了解樂音的特性。了解現代技術中與聲有關的應用。知道防治噪聲的途徑。(8-9'PHYS'3.2.2.3.1.1)
例1在鼓面上放一些碎紙屑,敲擊鼓面,使其發(fā)聲,觀察紙屑的運動。敲擊音叉,觀察與其輕觸的乒乓球的運動。(8-9'PHYS'C.34)
例2將鬧鐘放到玻璃罩中,抽去空氣,這時幾乎聽不到聲音。慢慢放入空氣,聲音從無到有,從小到大。(8-9'PHYS'C.35)
例3收集超聲波的應用實例。(8-9'PHYS'C.36)
例4舉例說明建筑物中是如何防治噪聲的。(8-9'PHYS'C.37)
(2)通過實驗,探究光在同種均勻介質中的傳播特點。探究并了解光的反射和折射的規(guī)律。(8-9'PHYS'3.2.2.3.1.2)
例5演示激光束(或太陽光束)在平面鏡上的反射(用玩具激光器產生激光,用煙霧顯示激光,注意不能直射眼睛),入射光束與平面鏡的夾角增大時,反射光束與平面鏡的夾角也增大。(8-9'PHYS'C.38)
例6演示激光束(或太陽光束)從空氣射入水中時發(fā)生偏折。(8-9'PHYS'C.39)
(3)通過實驗,探究平面鏡成像時像與物的關系。認識凸透鏡的會聚作用和凹透鏡的發(fā)散作用。探究并知道凸透鏡成像的規(guī)律。了解凸透鏡成像的應用。(8-9'PHYS'3.2.2.3.1.3)
例7了解凸透鏡的應用——放大鏡、照相機、投影儀。(8-9'PHYS'C.40)
例8了解人眼成像的原理,了解近視眼和遠視眼的成因與矯正辦法。(8-9'PHYS'C.41)
(4)通過觀察和實驗,知道白光是由色光組成的。比較色光混合與顏料混合的不同現象。(8-9'PHYS'3.2.2.3.1.4)
例9觀察兩只手電分別射出的紅光與藍光在白墻上重疊部分的顏色。觀察紅、綠顏料混合后的顏色。(8-9'PHYS'C.42)
(5)知道波長、頻率和波速的關系。了解波在信息傳播中的作用。(8-9'PHYS'3.2.2.3.1.5)
例10知道人是怎樣聽到聲音的。(8-9'PHYS'C.43)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.2.3.2)
(1)調查社區(qū)(或學校)中噪聲污染的情況和已采取的防治措施,提出進一步防治噪聲的建議。(8-9'PHYS'3.2.2.3.2.1)
(2)閱讀投影儀或照相機的說明書,通過說明書學習使用投影儀或照相機。(8-9'PHYS'3.2.2.3.2.2)
(3)用兩個不同焦距的凸透鏡制作望遠鏡。(8-9'PHYS'3.2.2.3.2.3)
(四)電和磁(8-9'PHYS'3.2.2.4)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.2.4.1)
(1)通過實驗,探究通電螺線管外部磁場的方向。(8-9'PHYS'3.2.2.4.1.1)
(2)通過實驗,了解通電導線在磁場中會受到力的作用,力的方向與電流及磁場的方向都有關系。(8-9'PHYS'3.2.2.4.1.2)
例1了解動圈式揚聲器的結構和原理。(8-9'PHYS'C.44)
例2探究直流電動機換向器的原理。(8-9'PHYS'C.45)
(3)通過實驗,探究導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。(8-9'PHYS'3.2.2.4.1.3)
例3收集電磁感應在生產、生活中應用的事例。(8-9'PHYS'C.46)
(4)知道光是電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。(8-9'PHYS'3.2.2.4.1.4)
例4舉例說明電磁波的存在。(8-9'PHYS'C.47)
例5根據廣播電臺的發(fā)射頻率計算波長。(8-9'PHYS'C.48)
(5)了解電磁波的應用及其對人類生活和社會發(fā)展的影響。(8-9'PHYS'3.2.2.4.1.5)
例6了解微波爐的原理。(8-9'PHYS'C.49)
例7了解移動通信中基地臺的作用。(8-9'PHYS'C.50)
例8了解數字信號和模擬信號的基本區(qū)別。(8-9'PHYS'C.51)
例9簡單介紹光纜通信和衛(wèi)星通信。(8-9'PHYS'C.52)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.2.4.2)
(1)在教師指導下研究動圈式揚聲器是否可以當做動圈式話筒使用。(8-9'PHYS'3.2.2.4.2.1)
(2)用絕緣導線、鐵釘、鐵片等自制有線電報機。(8-9'PHYS'3.2.2.4.2.2)
(3)在教師指導下學習使用電磁繼電器。(8-9'PHYS'3.2.2.4.2.3)
(4)調查電磁波在現代社會中的廣泛應用。(8-9'PHYS'3.2.2.4.2.4)
主題三 能量(8-9'PHYS'3.2.3)
能量的轉化和守恒是自然科學的核心內容之一,從更深的層次上反映了物質運動和相互作用的本質。它廣泛滲透在各門學科中,并和各種產業(yè)及日常生活息息相關。這部分內容對于學生樹立科學的世界觀、聯系生活生產實際、形成可持續(xù)發(fā)展的意識以及進一步學習其他科學技術,都是十分重要的。
這部分內容具有較強的綜合性,應該注意和本課程其他部分的聯系,注意和其他學科的融合,注意可再生能源的開發(fā)、環(huán)境保護等可持續(xù)發(fā)展觀念的體現。
“能量”劃分為以下六個二級主題:
·能量、能量的轉化和轉移
·機械能
·內能
·電磁能
·能量守恒
·能源與可持續(xù)發(fā)展
(一)能量、能量的轉化和轉移(8-9'PHYS'3.2.3.1)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.1.1)
(1)通過實例了解能量及其存在的不同形式。能簡單描述各種各樣的能量和我們生活的關系。(8-9'PHYS'3.2.3.1.1.1)
(2)通過實例認識能量可以從一個物體轉移到另一個物體,不同形式的能量可以互相轉化。(8-9'PHYS'3.2.3.1.1.2)
(3)結合實例認識功的概念。知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。(8-9'PHYS'3.2.3.1.1.3)
例 實驗:試管中的水蒸氣把橡膠塞彈出(實驗時注意安全),水蒸氣的內能轉化成了橡膠塞的動能,這時,水蒸氣做了功;電流流過電爐絲,電能轉化成了物體的內能,這時,電流做了功。(8-9'PHYS'C.53)
(4)結合實例理解功率的概念。了解功率在實際中的應用。(8-9'PHYS'3.2.3.1.1.4)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.1.2)
(1)討論:太陽能在地球上怎樣轉化成各種形式的能?(8-9'PHYS'3.2.3.1.2.1)
(2)調查常見機械和電器的銘牌,比較它們的功率。(8-9'PHYS'3.2.3.1.2.2)
(二)機械能(8-9'PHYS'3.2.3.2)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.2.1)
(1)能用實例說明物體的動能和勢能以及它們的轉化。能用實例說明機械能和其他形式的能的轉化。(8-9'PHYS'3.2.3.2.1.1)
例1說明蕩秋千游戲中動能和勢能的轉化情況。(8-9'PHYS'C.54)
例2說明公園中小孩玩蹦蹦床時機械能的轉化情況。(8-9'PHYS'C.55
(2)知道機械功的概念和功率的概念。能用生活、生產中的實例解釋機械功的含義。(8-9'PHYS'3.2.3.2.1.2)
(3)理解機械效率。(8-9'PHYS'3.2.3.2.1.3)
例3測定某種簡單機械的機械效率。(8-9'PHYS'C.56)
(4)了解機械使用的歷史發(fā)展過程。認識機械的使用對社會發(fā)展的作用。(8-9'PHYS'3.2.3.2.1.4)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.2.2)
通過閱讀了解人類利用機械的歷史,寫一篇小論文。
(三)內能(8-9'PHYS'3.2.3.3)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.3.1)
(1)通過觀察和實驗,初步了解分子動理論的基本觀點,并能用其解釋某些熱現象。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.1)
例1觀察擴散現象,并能用分子熱運動的觀點進行解釋。(8-9'PHYS'C.57)
(2)了解內能的概念。能簡單描述溫度和內能的關系。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.2)
(3)從能量轉化的角度認識燃料的熱值。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.3)
(4)了解內能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.4)
例2了解蒸氣機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機的基本原理及這些發(fā)動機對生產力發(fā)展所起的作用。(8-9'PHYS'C.58)
(5)了解熱量的概念。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.5)
(6)通過實驗,了解比熱容的概念。嘗試用比熱容解釋簡單的自然現象。(8-9'PHYS'3.2.3.3.1.6)
例3解釋海陸風的成因。(8-9'PHYS'C.59)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.3.2)
研究電冰箱內外的溫度差與所耗電能的關系,提出節(jié)能措施。
(四)電磁能(8-9'PHYS'3.2.3.4)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.4.1)
(1)從能量轉化的角度認識電源和用電器的作用。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.1)
(2)通過實驗探究電流、電壓和電阻的關系。理解歐姆定律,并能進行簡單計算。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.2)
(3)會讀、會畫簡單的電路圖。能連接簡單的串聯電路和并聯電路。能說出生活、生產中采用簡單串聯或并聯電路的實例。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.3)
(4)會使用電流表和電壓表。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.4)
(5)理解電功率和電流、電壓之間的關系,并能進行簡單計算。能區(qū)分用電器的額定功率和實際功率。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.5)
(6)通過實驗探究,知道在電流一定時,導體消耗的電功率與導體的電阻成正比。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.6)
例1解釋:家庭電路中導線連接處如果接觸不好,往往會在那里發(fā)熱,出現危險。(8-9'PHYS'C.60)
(7)了解家庭電路和安全用電知識。有安全用電的意識。(8-9'PHYS'3.2.3.4.1.7)
例2了解:我國電網用交流供電,頻率是50 Hz,電壓是220 V。(8-9'PHYS'C.61)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.4.2)
(1)通過實驗,探究影響金屬導體電阻的因素。(8-9'PHYS'3.2.3.4.2.1)
(2)測量小燈泡工作時的電阻,畫出電阻隨電壓變化的圖線,并進行討論。(8-9'PHYS'3.2.3.4.2.2)
(3)學讀家用電能表,通過電能表計算電費。(8-9'PHYS'3.2.3.4.2.3)
(4)調查當地近年來人均用電量的變化,討論它與當地經濟發(fā)展的關系。(8-9'PHYS'3.2.3.4.2.4)
(五)能量守恒(8-9'PHYS'3.2.3.5)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.5.1)
(1)知道能量守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉化與守恒的觀點分析物理現象的意識。(8-9'PHYS'3.2.3.5.1.1)
(2)通過能量的轉化和轉移,認識效率。(8-9'PHYS'3.2.3.5.1.2)
(3)初步了解在現實生活中能量的轉化與轉移有一定的方向性。(8-9'PHYS'3.2.3.5.1.3)
例分析:火爐的溫度高,可以利用它散發(fā)的熱量取暖。但是,散失的能量雖然還存在于自然界,卻不能全部自動聚集起來再利用。(8-9'PHYS'C.62)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.5.2)
(1)討論和分析兩個具體的永動機設計方案,說明永動機是不可能的。(8-9'PHYS'3.2.3.5.2.1)
(2)訪問農機或汽車維修人員,了解內燃機中燃料釋放熱量的去向,討論提高效率的可能途徑。(8-9'PHYS'3.2.3.5.2.2)
(3)調查當地幾種爐灶的能量利用效率,寫出調查報告。(8-9'PHYS'3.2.3.5.2.3)
(六)能源與可持續(xù)發(fā)展(8-9'PHYS'3.2.3.6)
1.內容標準(8-9'PHYS'3.2.3.6.1)
(1)能通過具體事例,說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關系。(8-9'PHYS'3.2.3.6.1.1)
例1介紹不同歷史時代人類利用的主要能源。(8-9'PHYS'C.63)
(2)能結合實例,說出不可再生能源和可再生能源的特點。(8-9'PHYS'3.2.3.6.1.2)
(3)了解核能的優(yōu)點和可能帶來的問題。(8-9'PHYS'3.2.3.6.1.3)
例2了解當前處理核廢料的常用辦法。(8-9'PHYS'C.64)
例3了解我國和世界上核能利用的最新進展。(8-9'PHYS'C.65)
(4)了解世界和我國的能源狀況。對于能源的開發(fā)利用有可持續(xù)發(fā)展的意識。(8-9'PHYS'3.2.3.6.1.4)
2.活動建議(8-9'PHYS'3.2.3.6.2)
(1)收集資料,舉辦小型報告會,討論能源的利用帶來的環(huán)境影響,如大氣污染、酸雨、溫室效應等,探討應該采取的對策。(8-9'PHYS'3.2.3.6.2.1)
(2)收集當地一段時間空氣質量的數據,分析空氣質量變化的原因。(8-9'PHYS'3.2.3.6.2.2)
(3)分別從炊事、取暖、交通等方面對當地燃料結構近年來的變化作調查研究,從經濟、環(huán)保和社會發(fā)展等方面進行綜合評價。(8-9'PHYS'3.2.3.6.2.3)
(4)調查當地使用的能源,如水能、風能、太陽能、燃料的化學能或核能等,及其對當地經濟和環(huán)境的影響。(8-9'PHYS'3.2.3.6.2.4)
第四部分 實施建議(8-9'PHYS'4)
一、教學建議(8-9'PHYS'4.1)
《標準》提倡多種教學形式。講授、討論、實驗探究等教學形式各有自己的特點和適用的場合,它們的長處和不足可以互相補充,應該針對不同的教學內容適當選擇。
下面將根據《標準》的課程基本理念和課程目標,結合目前的實際情況提出教學建議。這些建議不求全面,主要是有針對性地強調與新的課程理念相關的幾個應注意的問題。
(一)重視科學探究的教學(8-9'PHYS'4.1.1)
科學探究是物理課程的重要內容,它應該貫穿于物理教學的各個環(huán)節(jié)。
1.鼓勵學生積極大膽參與科學探究(8-9'PHYS'4.1.1.1)
科學探究是學生參與式的學習活動。要鼓勵學生積極動手、動腦,通過自主的探究活動,學習物理概念和規(guī)律,體驗到學科學的樂趣,了解科學方法,獲取科學知識,逐步樹立科學創(chuàng)新精神。要幫助學生克服怕出錯、怕麻煩等思想障礙,同時在比較困難的地方給予具體的指導,使學生能夠比較順利地參與科學探究活動。這樣做可以讓學生更多地體驗到成功的愉悅,避免多次失敗產生的消極心理影響。
要使學生樹立科學的批判精神,敢于質疑。在探究活動開始時可以設置各種問題情境,引導學生發(fā)現新的物理情景與已有知識的沖突所在,從而提出問題,并做出合理的假設與猜想。
對于學生所提的意義不大的問題和明顯不正確的猜想,不要簡單地否定。在充分肯定學生積極性的同時還要指出其正確合理的成分,使他看到自己的成績,增強參與的勇氣。
2.探究活動的選擇(8-9'PHYS'4.1.1.2)
《標準》推薦了許多探究活動,教師可以從中選用。同時還應該結合本地條件和學生的實際情況自己設計一些探究活動。
探究的課題應能激發(fā)學生的興趣。培養(yǎng)學生熱愛自然、理解自然的情感以及對科學的探索興趣,是義務教育階段物理課程的重要目標之一。選擇那些能激發(fā)和保持學生興趣的探究課題,對于達到這樣的目標具有重要作用。
探究活動可以是包括所有要素的探究,也可以是只包括部分要素的探究。例如,“研究電冰箱內外的溫度差與所耗電能的關系”,問題已經由題目明確給出;“研究電磁繼電器的原理”中猜想和假設的特征并不明顯。對學生來說,探究活動各個環(huán)節(jié)的難度是不一樣的,適當安排突出不同環(huán)節(jié)的探究活動,對于學生熟悉科學探究的全過程,充分發(fā)揮它的教育作用十分必要。
學生對于科學探究的學習和對于科學知識的學習一樣,都應該由簡單到復雜,循序漸進。因此,在學習物理的最初階段,應該選取較簡單的探究活動,必要時可以在容易出現困難的環(huán)節(jié)給予提示;而后逐步深入,最終使學生對于科學探究有比較全面、比較深入的認識。
3.使學生養(yǎng)成對于所做工作進行評估的好習慣(8-9'PHYS'4.1.1.3)
人們在完成某項工作或在工作到達某一階段時應該進行反思,檢查思路和具體措施,發(fā)現錯誤和疏漏。這是責任心的表現,也是科學探究中必不可少的環(huán)節(jié)。由于這個環(huán)節(jié)并不影響結論的得出和探究報告的完成,往往不能引起學生的重視。另一方面,學生還常常不知道怎樣進行評估。教師在強調評估的重要性的同時可以給出具體的方法。例如,把學生分為兩組,一組專門給另一組找問題,然后進行答辯;還可以要求學生檢查,看一看結論是否與常識或已經學過的知識相矛盾。這些方法往往有助于發(fā)現問題。必要時可以要求學生把評估中考慮到的問題及相應的處理寫到探究報告中,以引起學生的重視。
評估的意識也要在除探究外的其他教學活動中體現。例如,要求學生養(yǎng)成習慣,從物理量的單位是否正確、數值是否符合常理的角度來檢查運算所得的結果;如果計算得出小燈泡中的電流是幾十安培、汽車的功率是幾十瓦特,學生應該迅速意識到出現了錯誤。
4.重視探究中的交流與合作(8-9'PHYS'4.1.1.4)
在現代社會生活和科學工作中,個人之間和團體之間的交流與合作是十分重要的。教師在安排科學探究活動中,要注意學生這方面良好素質的形成。
物理課的大多數科學探究都不宜以個人為單位進行,應該分組進行,每組2~3人。組內的角色分工要明確,例如甲負責操作、乙負責記錄,或不同學生負責從不同信息源中尋找相關信息;另一方面,組內角色要轉換,例如第一次甲操作乙記錄,第二次乙操作甲記錄。要注意發(fā)揮每個學生在探究活動中的作用,不能由少數學生包辦代替。這樣做既能使每個學生都得到機會均等的全面練習,又能充分體現工作中的分工與協作。
在編寫科學探究報告、設計表格、描繪圖像等工作中,要循序漸進地引導學生用盡可能準確的語言表述自己的探究過程、所得的證據及自己的觀點。不但要重視書面表達,也要重視口頭表達,要讓每個學生都有充分的機會作口頭陳述。除探究活動外,教師也應該在其他教學情境中要求學生用科學術語條理清晰地表述所觀察到的物理現象,描述某個科學過程,及對某些觀點做出簡單的評述和分析。
對于多數探究活動來說,探究的過程比探究的結果更重要。在探究活動中,不要為了趕進度而在學生還沒有進行足夠的思考時草率得出結論。為了讓學生充分體驗探究的過程,應該安排足夠的時間讓各種想法、各種觀點進行充分的交流和討論。
在交流及探究的其他環(huán)節(jié)上,要使學生認真聽取與自己不同的意見,而發(fā)表自己的意見時則應有充分的根據。
(二)幫助學生盡快步入自主性學習的軌道(8-9'PHYS'4.1.2)
建議教師在教學過程中幫助學生自己進行知識構建,而不是去復制知識。前人留給我們的知識,對學生來說仍然是未知的,教師要引導學生自己去認識和發(fā)現。無論是課堂講授、探究活動,還是資料查詢,均應重視科學方法的學習和應用。教師應為這一目標的實現多下功夫。
在物理課程中,學生自己在學習中發(fā)現問題是至關重要的。當學生提出有價值的問題時教師應該因勢利導,讓學生知道什么樣的問題有價值,這對培養(yǎng)學生發(fā)現問題的興趣,養(yǎng)成提出問題的習慣,都有好處。學生發(fā)現并提出問題,是求知的起始,也是教師展開教學的最好開端。抓住這個時機,引導學生嘗試著應用實驗探究、資料查詢、調查訪問等方法學習知識乃至創(chuàng)新,是幫助學生盡快步入自主性學習軌道的極好途徑。
收集信息和處理信息的能力是現代社會中生存和發(fā)展的基本能力,也是自主性學習所必需的能力。教科書和其他參考書是學生獲取信息的重要渠道,但不是惟一的渠道。教師要加強指導,使學生發(fā)展多方面獲取信息的能力。例如,有些實驗或探究活動可以由教師事先編寫“指導卡”,讓學生通過閱讀卡片來進行實驗或探究活動。又如,教師平時應該注意跟蹤電視臺的科技欄目,對這些欄目與物理課程的相關程度、節(jié)目質量、難度等有所了解,在物理課的學習中及時給學生指出獲取最新相關信息的渠道。這樣,學生將能逐漸步入自主性學習的軌道。
在學習的一定階段由學生自己進行小結,根據自己收集的材料編寫自問、自答、自解題,也是使學生學會獨立學習和整理信息的有效方式。
還可以就某些專題要求學生進行簡單研究并書寫研究報告??梢詫蟾娴淖謹岛托畔⒃吹膫€數做出要求,還可以要求在報告中包含圖片和圖表等。最后可以通過討論會和集中展示的方式進行交流。有的課題還可以開展辯論。
以下是兩個專題調查研究報告的例子。
例1就我國在長江中打撈中山艦的故事寫出一個綜合報告,并就泰坦尼克號輪船和庫爾斯克號核動力潛艇的打撈問題寫出建議,總字數不少于1000字。要求從報刊、雜志、百科全書光盤、網絡、電視臺的科學頻道和時事頻道收集信息,從科學書刊、科學雜志了解浮力與核能的知識、沉船打撈技術、過去的打撈案例等。(8-9'PHYS'C.66)
例2結合影響蒸發(fā)的幾個因素就植樹造林與保護水資源的關系寫一篇調查研究報告。字數不少于1 000字,要求檢索相關的地理和環(huán)保的信息源,了解我國水資源分布與植被分布之間的關系,并從影響蒸發(fā)的因素上分析開發(fā)大西北與植樹造林減少水土流失、改善生態(tài)環(huán)境間的關系。(8-9'PHYS'C.67)
師生共同努力尋找與所學內容相關的信息源,不斷積累和擴大信息庫,這是物理教師應該持之以恒的一項基礎性工作。這項工作不僅有利于學生自主學習能力的提高,對于科學·技術·社會的教育也有深刻的意義。
(三)保護學習興趣,探索因人而異的教學方式(8-9'PHYS'4.1.3)
學生大都具有強烈的操作興趣,希望親自動手多做實驗。教師要充分保護和利用這個積極性,讓學生更多地參加實驗活動。在教學中,出乎學生意料的演示、生動形象的類比、深入淺出的解釋、學生生活中以及科技和社會中的有趣事例、幽默風趣的教學語言、探究性的學習活動和小實驗、不斷出現的挑戰(zhàn)性的問題和隨之而來的學生討論,這些都是激發(fā)和保持學習興趣的重要手段。教師不能只滿足于讓學生感到新奇或吸引學生的注意,更重要的是善于引導學生運用已有的知識和技能,在解決問題的探究過程中獲得成功的愉悅。這樣才能使學生的學習興趣持久地保持下去。
及時了解學生的學習情況,對不同學生提出不同的學習任務和要求,這是因材施教的基本手段。有些學生可能對操作性實踐或某方面知識表現出特別的興趣,但對基礎知識不一定掌握得很好,對他們不應采取削長補短、遏制興趣的方法來彌補基礎知識的不足,而應愛護他們的興趣和好奇心,引導他們進一步動手動腦學好物理。要給每個學生創(chuàng)造機會。明確他們所承擔的任務,鼓勵學生發(fā)現問題、提出問題,出主意、想辦法。要讓每個學生在不同的學習活動中都能發(fā)揮自己的長處。
(四)加強與日常生活、技術應用及其他學科的聯系(8-9'PHYS'4.1.4)
正確的科學觀和決策能力是未來國民素質的重要組成因素。教師應該幫助學生通過具體事例認識物理學與社會發(fā)展重大課題的緊密聯系,從正反兩方面理解科學與人類文明發(fā)展的關系。
1.以多種方式向學生提供廣泛的信息(8-9'PHYS'4.1.4.1)
教師備課時可以根據《標準》的內容要求選取相關的各種資料。例如在討論與社會發(fā)展相聯系的課題時,可以分別從資源(能源)、人口,以及環(huán)境和生態(tài)、交通和居住等方面考慮,要注意結合本地實際,選取學生常見的事例。要盡可能采用圖片、投影、錄像、光盤等視聽媒體。由于物理學與生活、社會有著極為緊密和廣泛的聯系,教師不可能將龐大數量的信息在有限的教學時間內塞給學生。因此必須改變“只有講過才算教過”的觀念。許多內容可以精選、精講、點到為止。更多的內容讓學生通過閱讀教科書和其他補充材料(包括視聽材料)、收集各種形式的信息、調查研究和討論展示等方式學習。除了教材介紹的內容外,教師可以結合本地實際準備幾個相關的小課題讓學生去做調查研究。例如在學習透鏡成像和照相機的原理后,有條件的學??勺寣W生調查商店里各種照相機的價格和功能,并分析它們的關系。
2.把閱讀理解、收集信息、觀察記錄作為課后作業(yè)的一部分(8-9'PHYS'4.1.4.2)
課外閱讀和收集資料是物理教學聯系社會和日常生活的重要方式。教師應該選取那些既能引起學生興趣,又與現實生活有密切聯系的素材,包括剪報和音像資料等,供學生課內外學習。例如在學習參照物和相對運動概念后,可讓學生讀一段附圖所示的剪報,再讓學生討論飛機場周圍為什么要驅趕鳥類,為什么不能在高速行駛的車輛中向外扔東西。教師要注意學生一起在公共媒體中不斷收集這類與現實生活密切相關的資料。
在教學中還應該引導學生注意生活、技術中常見物理量的數量級,發(fā)展初步的估算能力。例如常見用電器的功率和工作電流、各種聲音的頻率范圍、汽車行駛的速度和飛機飛行的速度等。這也是物理教學聯系技術和生活的重要方面。教學中可以結合某些物理量的引入,讓學生做些實驗估測練習。例如在學過質量單位后可以先讓學生用手掂一掂幾克、幾十克、幾百克、1千克的砝碼,然后給出一組物品讓學生用手估測它們的質量。
(五)提倡使用身邊的物品進行物理實驗(8-9'PHYS'4.1.5)
使用身邊隨手可得的物品進行探究活動和各種物理實驗,可以拉近物理學與生活的距離,讓學生深切地感受到科學的真實性,感受到科學和社會、科學和日常生活的關系。另一方面,由于這些物品本來的用途并不是進行物理實驗,所以這種做法本身就是一種創(chuàng)新。不能把低成本實驗僅僅看作解決設備不足問題的權宜之計。
教師應該因地制宜地設計這種類型的簡單實驗。如通過搓手發(fā)熱的活動來感受摩擦生熱;用手將空杯子慢慢壓入盛水的盆中,讓學生感受手掌受力的變化,從而初步體驗物體排水多少與浮力的關系。還可以用盛水的玻璃杯和球形燒瓶代替凸透鏡來研究成像規(guī)律;用盛水玻璃杯代替三棱鏡觀察太陽光的色散;透過小水滴觀察電視熒光屏上的三原色等。
教學中應該多做“試一試”“動動手”之類的隨堂小實驗,通過觀察和感受使學生受到啟發(fā)并歸納出結論。還應該讓學生多做一些家庭小實驗。演示實驗應該與學生隨堂小實驗相結合,不要用演示來替代學生動手的操作,也不要將學生實驗僅僅作為驗證規(guī)律的手段。
《標準》已經把過去教學中的許多演示實驗,例如阿基米德原理、歐姆定律的演示等,明確寫成學生的探究活動,讓學生通過實驗自己歸納出規(guī)律。
二、教科書編寫建議(8-9'PHYS'4.2)
(一)教科書要為全面落實物理課程目標服務(8-9'PHYS'4.2.1)
教科書應該全面體現課程理念,要為實現《標準》所規(guī)定的課程目標服務。因此,它不能只是知識的載體,而應擔負物理課程在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀等多方面的教育任務,這是考慮教科書編寫時的出發(fā)點。
教科書的編寫依據是課程標準,但是,它應該比《標準》的要求更具體,更生動,更便于操作,滲透著編者對《標準》的領會,因此教科書的編寫是一個再創(chuàng)造過程。
強調讓學生通過科學探究活動學習物理課程中的內容,是《標準》的基本特點之一。由于我國師生對于這樣的學習方式還不熟悉,因此教科書編寫者應根據《標準》的基本理念、課程目標,在教科書內容選擇、呈現方式等方面為探究活動的實施創(chuàng)造條件。
(二)內容的選擇(8-9'PHYS'4.2.2)
《標準》為教學內容做了原則性的規(guī)定,在《標準》的框架下,教科書在內容選擇上有一定的回旋余地。
1.內容的選擇應該有利于促進探究活動的開展(8-9'PHYS'4.2.2.1)
義務教育階段的物理內容是相當豐富的,教科書應該盡可能多選一些便于學生開展探究活動的內容。例如,《標準》規(guī)定“探究光在同種均勻介質中傳播的一些特點”,在這里就可以設計一個關于小孔成像的探究活動,讓學生探究在不同距離上像的形狀與物體形狀、小孔形狀的關系并做出解釋,通過歸納得到光的傳播規(guī)律。又如,“串聯電路的總電壓等于各部分電路的電壓之和”這個規(guī)律,無論從所用的器材,還是從探究的難度等方面看,它都是適合學生探究的題材。因此,教科書可以不把串聯電路中電壓關系的結論在書中明示,這樣就創(chuàng)造了條件讓學生自主地進行探究。
2.推薦一些開放性的探究課題(8-9'PHYS'4.2.2.2)
教科書中的科學規(guī)律,對于學生可能是未知的,學生可以通過探究活動去學習,從中發(fā)展探究的能力。但是,作為人類的文化財富,學生往往已經通過各種途徑對它有所耳聞,特別是,教師常會不自覺地以某種方式把相關的信息傳遞給學生。所以,在這樣的探究活動中學生的體驗和真正科學發(fā)現過程的體驗仍然有很大的差別。
為了彌補這方面的缺陷,教科書應該安排一些沒有確定答案的開放性探究課題,例如“探究熱水瓶中水的多少與保溫性能的關系”“比較幾種不同紙張的吸水性能”……
(三)內容的組織(8-9'PHYS'4.2.3)
物理內容出現的順序與方式、每項內容所用的篇幅等,都體現著一定的教育思想,因此編寫教科書時應該在這些地方下功夫。
1.為實施科學探究提供便利(8-9'PHYS'4.2.3.1)
從整體上說,科學探究活動對于教師和學生都是一件新事物,教科書應該給予幫助。在這方面也要遵循由淺入深的原則。例如,可以把比較簡單的、局部的探究活動安排在第一學年,對于較復雜的探究活動,教科書可以給出較詳細的指導。以后隨著學習的深入、探究能力的增強,學生自己設計的內容可以逐漸增多,完整探究活動的比例也逐漸加大。
教科書不僅要對學生課內的探究活動進行指導,而且要為學生課外的、自主的、形式多樣的探究活動提供指導。
2.重視學生的生活經驗,不過分強調學科的體系和知識的嚴密性(8-9'PHYS'4.2.3.2)
《標準》重視學生在學習科學知識時生活經驗的作用,不過分強調學科的體系和知識的嚴密性。這一點應該在教科書的結構上有所體現。有些概念可以在不給嚴格定義的情況下拿來先用。例如,現代兒童在生活中已經潛在地認識了能量,教學中只要列舉實際的事例,學生完全可以形成能量的初步概念。以后在不斷的學習中再逐漸加深對這個概念的認識。
《標準》強調通過學生自己的探究獲得知識,不要求嚴格按照知識在學科中的邏輯關系進行教學。例如,在這樣的思想指導下,允許讓學生通過探究直接認識動滑輪的省力作用,而不是先學杠桿,然后把滑輪作為一種特殊的杠桿來處理。
(四)內容的呈現(8-9'PHYS'4.2.4)
1.形式生動活潑(8-9'PHYS'4.2.4.1)
教科書的形式要生動活潑。圖片是呈現科學情境的重要形式。能夠用圖片表示的,不必再以文字重復。版式要新穎,可以以板塊的形式區(qū)分各個欄目。版面和內容的關系是辯證的。有時會遇到以敘述為主的教學內容,在頁面上表現為文字太多。這種情況下不妨增加一些圖片,以使全書圖文基本均衡。
2.教科書應傳遞多種有益的信息(8-9'PHYS'4.2.4.2)
在教科書(特別是其中的圖片)傳遞的信息中,與科學內容相伴的還有大量其他信息,這些信息都是寶貴的課程資源,同樣對學生起著潛移默化的教育作用,不能忽視。
例如,教科書圖片中人物性別角色的呈現就需要注意。如果進行物理實驗的、開動機器的都是男性,唱歌跳舞的都是女性,就會對學生產生不正確的引導。我國是多民族的國家,少數民族形象的多少及在書中的角色也是一個應該注意的問題。
教科書選用的材料應該反映最新的科技成果。學生使用這樣的教科書,除了學到科學知識外,還能感受到時代的脈搏,保持積極向上的精神狀態(tài)。
科學是全人類文化的結晶,在涉及物理學發(fā)展史和科學家的事跡時,要注意世界上多種文明對科學發(fā)展的貢獻,特別是中華文明的貢獻。
(五)每種教科書都要有自己的特色(8-9'PHYS'4.2.5)
內容標準按科學知識的內在屬性,將學習內容分成了“物質”“運動和相互作用”“能量”三大部分,教材可以按這個結構編寫,也可以按其他線索展開學習內容,以體現自己的特色。
“內容標準”對科學內容提出了基本要求,但沒有規(guī)定內容的呈現形式。教科書的編者可以在《標準》要求的基礎上,針對特定的讀者突出自己的特色。例如可以編寫強調某些重要規(guī)律的教科書,也可以編寫開闊學生眼界、拓寬知識面的教科書;可以編寫強調物理與其他自然科學相互滲透的教科書,也可以編寫廣泛展示物理學與技術和社會的聯系的教科書。
城市地區(qū)、農村地區(qū),經濟發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū),學生的生活經驗和學習條件差異很大,編者應該為不同的學生編寫不同的教科書。我國幅員遼闊,人口眾多,經濟社會發(fā)展極不平衡,迫切需要多樣化的各有特色的教科書。
三、課程資源開發(fā)和利用建議(8-9'PHYS'4.3)
課程資源包括各種形式的教科書、教師教學用書、科技圖書、錄像帶、視聽光盤、計算機教學軟件、實驗室,以及校外的工廠、農村、科研院所、科技館、電視節(jié)目等。
(一)文字教學資源(8-9'PHYS'4.3.1)
我國地域廣闊,人口眾多,經濟社會發(fā)展極不平衡。應該編寫具有不同特色、適應不同需要的多樣化的教科書。這部分內容在“教科書編寫建議”中已有詳盡闡述。
教師應該根據學生實際和當地環(huán)境,從大量的教學資源中精選適當的教學內容,不要受某一種教科書的局限,要吸取不同教科書的長處。教師還可以自己編寫某些教學補充材料。學校圖書館應該基本滿足學生課外閱讀的需要??茖W教育不可能只通過課堂學習來進行,課外閱讀在擴大學生的知識面、樹立科學的價值觀等方面都能起到重要的作用。
(二)多媒體教學資源(8-9'PHYS'4.3.2)
物理教學離不開現實的物理情境。但是,學生的直接經驗、學校的實驗室條件,都是有限的,也不可能讓學生做太多的現場參觀,因此,切合學習實際的音像資料是十分必要的。
音像資料的收集與選擇應該注意以下幾點。
1.收集學生難以見到的、有重要物理意義的、展示科學技術發(fā)展的實況錄像,例如航天發(fā)射、大型船閘、蒙古包外的風力發(fā)電機、小山村的水磨、激光手術等。(8-9'PHYS'4.3.2.1)
2.利用快錄、慢錄、顯微攝影等技術手段拍攝的音像資料,向學生展示物理過程的細節(jié)。例如,利用慢錄快放展示顏料在液體中的擴散;用快錄慢放展示足球受力后的形變及運動方向的變化。(8-9'PHYS'4.3.2.2)
3.收集課堂上難以完成的實驗錄像資料。例如用磁懸浮表現超導;以粗鐵絲作棱,以薄橡膠膜作面做成中空立方體,放到水中表現液體內部各個面的受壓情況。(8-9'PHYS'4.3.2.3)
音像資料可以使用一些動畫對科學知識進行說明,但不宜過多。音像資料的主要功能應該是幫助學生接觸科學現實。
投影片、掛圖是展示物理情境的有效手段,應該繼續(xù)開發(fā)這方面的教學資料。
計算機多媒體軟件以其交互性和超文本鏈接的能力顯示了它在科學教育中的巨大發(fā)展?jié)摿ΑT谖锢碚n的學習中提倡智能型軟件,學生輸入條件后它按照科學規(guī)律自動給出正確的情境。例如,凸透鏡的焦距由學生給定后,用鼠標拖動“物體”,計算機就按科學規(guī)律給出物體的像,其位置、大小、正倒、虛實都由機器正確地呈現出來。這種教學軟件可以豐富學生對于物理情境的感性認識,深化對于科學規(guī)律的理解。對于中學實驗室中不能完成的實驗,這類軟件的意義更為重要。
學校應該加快局域網的建設和與因特網的連接,鼓勵學生從網上獲取信息。
學校圖書館應該積極擴大音像資料和計算機多媒體教學軟件的收藏,有條件的學校應建立電子閱覽室。
(三)實驗室資源(8-9'PHYS'4.3.3)
《標準》的很多教學內容要求通過科學探究活動來學習,因此應該逐步做到大部分物理課在實驗室中進行,要為達到這一目標創(chuàng)造條件。
學校和教師應該根據標準的要求安排足夠的學生實驗和演示實驗。應該充分利用實驗室現有的器材,尤其應該利用多年閑置的器材開發(fā)新的實驗。
學校實驗室應該為師生利用身邊的物品、廉價的材料進行物理實驗提供便利。有些成功的實驗可以作為學校的常規(guī)實驗保留下來。
實驗室應該不斷增加和更新儀器設備,為學生的科學探究活動創(chuàng)造可靠的物質條件。
(四)社會教育資源(8-9'PHYS'4.3.4)
社會教育資源主要來源于報刊、電視、科技館、展覽會、少年宮、公共圖書館,以及工廠、農村、科研單位、大專院校等。為了讓所有學生都受到良好的科學教育,除了學校教育的主渠道之外,充分開發(fā)社會性的教育資源是一個重要的課題。
電視是一種普及的大眾傳播媒介,教師可以從兩個方面利用電視進行科學教育。一方面,向學生介紹電視中的科學教育欄目,例如可以結合課堂教學向學生預報某個節(jié)目,建議學生收看并寫出記錄或進行討論、交流。要使學生養(yǎng)成習慣,關心電視中的科學節(jié)目。另一方面,要通過電視臺的新聞節(jié)目使學生了解科學技術的最新成果,養(yǎng)成關心科技發(fā)展的習慣??萍拣^、少年宮集中了許多有趣的大中型科學教育的器材,這是一般學校難以做到的,教師應該充分利用這些科學教育資源。這樣的科學教育場所,主要目的是激發(fā)參觀者對于科學的興趣。在組織學生參加這樣的活動時,目的性應該明確。
參觀工廠、農村、科研單位可以使學生體會科學與技術、科學技術與社會的關系。這樣的參觀往往具有科學教育、政治思想教育等多種功能,可以由不同學科的教師聯合組織。
在互聯網上可以找到很多國內外的科學教育網站,有綜合性的,也有??频?,有的和中學課程結合十分緊密,有的對于擴大知識面很有好處。這類網站有的交互性很強,有的則以展示科學成果為主,多數是免費的。教師應該向學生介紹一些好的網站,也可以下載一些與課程直接相關的內容,在教學中使用。
四、學生學習評價建議(8-9'PHYS'4.4)
學生學習評價對于課程實施具有很強的導向作用。在評價的內容和形式上,應該注意以下幾個方面。
·強調評價在促進學生發(fā)展方面的作用,不強調評價的甄別與選拔的功能。
·重視學生在活動、實驗、制作、討論等方面表現的評價,不贊成以書面考試為惟一的評價方式。
·倡導客觀記錄學生成長過程中的具體事實,不過分強調評價的標準化。
(一)評價的目的(8-9'PHYS'4.4.1)
學生學習評價的目的是促進學生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀方面的發(fā)展,發(fā)現學生多方面的潛能,了解學生發(fā)展中的需求,使每一個學生通過評價都能看到自己在發(fā)展中的長處,增強學習的信心。評價應全面客觀地反映教學的真實情況,為改進教學提供真實可靠的依據。
(二)評價的內容(8-9'PHYS'4.4.2)
評價的內容應該與課程目標一致。
1.知識與技能(8-9'PHYS'4.4.2.1)
應該客觀記錄學生提出的問題以及在物理實驗、小論文、小制作和科學探究等活動中的表現,從中了解學生對知識與技能的學習情況。筆試只是評價學生學習的方式之一。
在義務教育階段,校內測驗的主要目的不是篩選和甄別,所以,命題應體現課程目標的要求,不應該追求區(qū)分度,更不能以校外某種考試作為對學生評價的標準。筆試應逐步做到開卷與閉卷相結合。物理學是實踐性很強的科學,命題應該注意向聯系實際的方向引導。要避免死記教科書中的條文,避免在概念的嚴密性上做文章,避免煩瑣的數學計算。題目中的物理情景應該有實際意義,避免故意編造。
命題的著眼點是了解學生的學習情況,而不應該在枝節(jié)問題上糾纏。故意設置誤區(qū),誘導學生犯錯誤,對于學習基本的科學知識沒有幫助,久而久之反而會使學生產生畏懼心理,十分有害。
2.過程與方法(8-9'PHYS'4.4.2.2)
在這方面要評價學生的觀察能力、提出問題的能力、做出猜想和假設的能力、收集信息和處理信息的能力、交流的能力。學生應該反思自己的表現、體驗和進步,記錄有代表性的事實,了解自己的進步。教師也應該觀察和記錄學生的表現并和過去的記錄進行比較。在過程與方法的評價中,要特別注意形成性評價與終結性評價的結合,即不僅要注意學生通過過程與方法的學習獲得了什么,更應該記錄學生參加了哪些活動、投入的程度如何、在活動中有什么表現和進步等情況。對于過程與方法的學習,檔案式評價能發(fā)揮其獨特的作用。
3.情感態(tài)度與價值觀(8-9'PHYS'4.4.2.3)
教師應該通過學生在學習過程中的表現來了解學生在情感、科學態(tài)度、科學的價值觀方面的現狀和進步,注意觀察,做出記錄,并和過去的記錄進行比較。學生也應該在這些方面反思自己的表現和內心體驗。應該重視學生對于科學·技術·社會問題認識的評價。這方面的評價主要是記錄學生對這個問題投入的程度,促進學生對于科學技術與社會之間關系的關注。
(三)評價的形式(8-9'PHYS'4.4.3)
1.提倡用記錄卡片的形式記錄學生學習的情況(8-9'PHYS'4.4.3.1)
學生在學習檔案中要收錄物理學習的重要資料,如遇到的疑難問題及其解答,在探究活動中最出色的表現,被否定過的觀點,通過努力最后解決的難題,設計巧妙的小制作,優(yōu)秀的小論文,典型的作業(yè),學習中的觀察記錄等。
提倡“課堂日志”和“現場筆記”。由教師和學生把課堂中發(fā)生的事情如實記錄下來??陀^描述學生在活動中的表現。通過訪談等多種途徑收集學生的表現情況。
2.筆試應該逐步做到開卷與閉卷結合(8-9'PHYS'4.4.3.2)
知識與技能的考查應該注重理解和應用,不宜過多考查記憶性的內容,因此建議一部分筆試采取開卷的形式,這樣一方面避免引導學生死記硬背,另一方面也可以減輕學生心理負擔。
3.不宜評定“綜合”的分數或等級,不以同一模式要求所有的學生(8-9'PHYS'4.4.3.3)
要對形成性評價和終結性評價予以同等重視。要對知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀進行全面評價。應該采用筆試、實驗操作與學習檔案等多種方式進行評價。不同的評價方式反映不同的側面,在很多情況下它們是不可比的,所以不宜按某種權重對各種評價的結果進行合并,不宜給出一個“綜合”的分數或等級。 應該鼓勵學生按照自己的特長和愛好分別在實驗、制作、理論學習、社會調查等某方面有突出的發(fā)展。不能削長補短,以同一個模式要求所有的學生。
《標準》中部分行為動詞界定[1]
類型
水平
各水平的含義
所用的行為動詞
知識技能目標動詞
知識
了解
再認或回憶知識;識別、辨認事實或證據;舉出例子;描述對象的基本特征
了解、知道、描述、說出
認識
位于“了解”與“理解”之間
認識
理解
把握內在邏輯聯系;與已有知識建立聯系;進行解釋、推斷、區(qū)分、擴展;提供證據;收集、整理信息等
區(qū)別、說明、解釋、估計、理解、分類、計算
技能
獨立操作
獨立完成操作;進行調整或改進;嘗試與已有技能建立聯系等
測量、會、學會
體驗性要求的目標動詞
經歷
從事相關活動,建立感性認識等
觀察、經歷、體驗、感知、學習、調查、探究
反應
在經歷基礎上表達感受、態(tài)度和價值判斷;做出相應反應等
關心、關注、樂于、敢于、勇于、善于
領悟
具有穩(wěn)定態(tài)度、一致行為和個性化的價值觀念等
形成、養(yǎng)成、具有
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