【教科版】第一章《神奇的物质世界》教材分析
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本章概述与课程标准要求
本章内容是在课程标准理念指导下，对传统初中物理教材在知识结构上存在的弊端进行批判性思考后，提出的一个新的结构板块。传统物理教材，在知识结构上存在几个缺陷：第一，不重视整体与局部的关系，一开始就学习测量、机械运动……一个个具体的内容，虽然开始也有一个绪论，但非常简单，主要是说如何学习物理，学生对物理学难以形成一个总体认识，是“只见树木，不见森林”。第二，教材未能充分体现不同部分内容之间的联系，不仅中学物理如此，大学物理也严重地存在着力学、热学、声学、光学和电学各部分内容之间互不相干的情况。第三，存在教材素材脱离生活，远离现代科技的现象。这些缺陷，是由“大纲”对各部分内容要求过于具体决定的，所以在大纲框架下，在整体结构上的改革有很大难度。课程标准为从总体结构上改变了教材提供了机遇，为学生从整体和局部相结合角度去认识物理创造了条件，这样做有利于发挥物理学在素质教育中的功能，教师应认真研究体会，以付诸教学实践。本章教材编写的创意有如下几点：
①在课程标准一级标题“物质、运动与相互作用、能量”框架下，突出物理学总体特征。使初中学生一开始就对物理学有一个粗浅的总体认识，从宏观到微观，到宇观给出物质世界的一个清晰框架；对物质世界的各种运动和能量形式及相互转化，有一个总的粗浅的认识，从而使学生对物理学有个整体的把握，知道初中物理联系着一个个发展的方向，对物理学所研究的广泛领域及其对社会进步巨大推动作用产生较大兴趣。
②突出物理学各部分之间的互相联系，使学生认识到物质世界的各种运动和能量形式是互相联系的且可以互相转化的，这种知识结构有助于培养学生的联想和创新思维，是科学素质教育的重要内容。
③突出物理学的基础性、现代性与实用性，在一开始就把物理学各种运动规律与生活、生产、科技广泛地联系起来，使学生认识到物理学的发展与人类文明进步的重要关系，促使广大青少年不仅对物理有兴趣，对物理学形成积极的态度和正确情感，觉得物理学非常有用，一开始就形成对物理的科学价值观。
注意事项：
1．本章是从总体上使学生对物理科学形成一个初步的整体认识，不要求对物理概念进行具体的教学，不要求学生理解这些概念，不要怕存在问题、留下问题，从一定意义上讲，学习这一章就是要使学生产生一个个问题，促使学生积极联想，形成热烈的学习兴趣。
2．要应地制宜，根据不同地区，不同学校，设计本章教学模式和内容，但一定要尽可能联系学生生活实际，选择一些简单易行的实验，一开始就让学生动手动脑，形成自主探究的学习风气。
3．本章设计了一些让学生与家长共同合作的内容，要努力促成让家长关注物理教学、关注学生的探究性学习，有条件的学校也可以召开一次学生家长会，让家长了解新课程改革理念。本章内容的教学可以采取学生阅读、讨论和教师讲解，多媒体演示相结合进行。
本章课时安排建议
本章共三节，建议用2～3课时完成，具体课时安排如下：
第1节、科学探究：走进物质世界的大门1课时
1～2课时
第2节、观察物质世界的运动
第3节、认识物质世界的能量
作者：韩继滨 哈尔滨市第四十九中学物理组
一、欧姆定律一章的地位与作用
欧姆定律独立成章，是初中电学知识的基础和重点，处于电学的核心位置。通过本章的探究使学生对初探电路的知识得到升华，在能力上将获得新的提升，通过本章的学习将为进一步学习电磁转换、电功、电能、家庭电路的计算奠定基础，同时也为进入高中学习闭合电路欧姆定律、电磁感应定律、交变电流等内容作铺垫。
欧姆定律一章给学生展示的是完整系统的科学探究过程，所具有教学功能与以往各章相比具有不可替代性。它从大量的实际需要作为研究问题的开始展示探究动机，在探究中出现新的思考而引出新的探究。随着解决问题的要求逐渐变高，探究的层次也逐渐深入。
学生对电路规律的认识经过了从定性到定量，解决问题的方式也从粗放型变为精确型，思维也实现了从感性认识到理性认识的飞跃，学生的分析推理能力、探究和创造能力得到了逐步提高。最终通过运用规律创造出实际生活中所需要的电学器件，使学生能在经历完整探究历程的基础上欣赏自己创造性的成果，可以充分激发学生潜在的创造能力。
二、新教材的特点：
1、新教材的编写思路更符合探究物理规律的历程
新教材的编写思路体现了物理规律探究的一般流程，以实际应用的需要为背景，以任务驱动的方式将探究的问题逐个推出，在探究活动中发现新的问题引发新的探究，在新的探究基础上产生了新的应用，使探究的层次逐步步深入，探究出电流电压电阻的规律，而最终的应用设计让学生解决实际问题。这其中，电阻的概念是因探究的需要自然引出的，与原教材的知识逐步呈现的方式不同。本章紧紧围绕一个中心任务，在引导学生自主学习的过程中，让学生去体验发现问题、提出问题、研究问题、总结规律、拓展应用、解决问题的乐趣，体会做中学，学中做，动脑和动手相结合，在潜移默化中感知科学研究的一般方式，接受人类研究自然，寻找科学真理，不断创新的思想熏陶。
2、降低了难度
对于电阻、决定电阻大小的因素、滑动变阻器和变阻箱的构造等知识，课程标准也没有提出“知道”“理解”等终结性的要求，即允许学生对这些概念的表述可以不完整，不严密。而以活动建议的形式提出了“通过实验，探究影响金属导体电阻的因素”。这些都充分体现了对知识传承的弱化，强化了科学探究和与实际生活的联系。对于欧姆定律，新教材要求学生在理解欧姆定律的基础上，能进行简单计算。在应用中涉及的电路要有实际意义，不提倡人为编造复杂的开关电路进行分析计算。这一点与原教材要求相比，使欧姆定律的应用更具现实意义。对于串、并联电路的总电阻及应用，新教材要求学生经历串联电路总电阻的推导过程，知道串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，体会推导方法的运用。而并联电路总电阻是以信息库的方式提供的，没有提出明确要求。原《教学大纲》要求“理解串、并联电路的等效电阻及理解欧姆定律在串、并联电路中的应用”。即对串、并联电路中的电流、电压、电阻的规律等终结性的知识要求比较高。原教材也相应地编写了电阻的串联和并联，对应用串、并联电路的公式进行计算等方面的内容比较多。对于这些比较复杂的电路计算，初中学生有一定的难度。而课程标准删减了这一要求，而改为“能说出生活、生产中采用简单串联和并联电路的实例”。属于“了解”水平，降低了知识的难度，同时充分体现了从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念。
3、加强了科学探究
新教材明确增加了尝试改变电路电流的探究活动，目的是为了自然形成电阻概念，并为进一步探究电流规律奠定感性认识基础。增加用铅笔芯改变电路中电流，为学习滑动变阻器的使用作了铺垫，为学生创造性设计提供了素材。对于欧姆定律的教学，原《教学大纲》要求通过演示实验“电流跟电压的关系、电流跟电阻的关系”，得出电阻一定时电流跟电压成正比、电压一定时电流跟电阻成反比的结论，为学习欧姆定律作好准备。这样要求从学生掌握知识的角度考虑过多，而忽视了学生亲自体验和探究的过程，不利于学生掌握科学方法和形成科学态度。课程标准要求“通过实验探究电流、电压和电阻的关系”，即要求学生必须经历科学实验探究的过程，增加了体验性教学目标，使科学探究贯串于物理知识和规律的形成过程中，有利于培养学生的科学探究意识和能力。教材在测量定值电阻的基础上还增加了测量小灯泡电阻的活动，使学生对导体电阻不变这一知识有了更全面的认识。对于并联电路的总电阻，虽然对知识应用的要求降低了，但是作为等效替代的研究方法是还是值得去作为探究教学的一个很好素材，探究的方向可以有：等效电阻大小与单个电阻的大小关系；并联导体一个电阻阻值变化，总等效电阻如何变化：并联的电阻越多，总等效电阻如何变化？在本章的相关设计中也有等效替代的思路应用。
4、更重视数理方法在物理研究中的应用
用图象进行实验数据的处理是研究物理问题的基本方法，也是新课程标准提出的要求。本章在探究电流规律的活动中，教材引导学生用描点的方法将数据在坐标纸上反映出来，让学生发现图象所能提供的信息，培养学生用图象分析研究物理问题的能力。
5、更注重实际应用，加强了电路的应用设计
本章在降低知识要求的同时拓宽了实际应用的背景，增加了要求学生了解的内容：要求初步了解半导体的一些特点，如光（热、压）敏电阻；初步了解超导体的一些特点，了解超导体对人类生活和社会发展带来的影响。
关于加强了电路的应用设计，本章中体现对学生提出设计要求的有：用铅笔芯使电路电流连续变化、各种测量电阻的方法，油量表的设计原理，调光灯的设计。
三、本章知识结构：
四、课时分析：
第一节欧姆定律
一、基本内容：
本节分为三个教学板块：（1）探究电流跟电压和电阻的关系；（2）欧姆定律；（3）欧姆定律的应用。
本节课的教学，着重于通过探究电流跟电压和电阻的关系，揭示欧姆定律，并将其应用于生产生活实际，培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。
二、教学重点、难点
探究电流跟电压、电阻的关系，理解各量间的辩证关系是本节的重点和难点
三、教学建议：
1、实验尽量安排为分组实验，若器材不足可用多媒体软件展示，最起码也要由教师做演示，让学生尽可能增加感性认识。
2、在第二课时里，对定律表达式的讲述应充分，强调各物理量的对应性。在叙述欧姆定律时一定要注意它包含的因果关系，点明定律中的“正比”和“反比”是有条件的。
3、关于利用定律计算的教学：务必把最基本的方法和变化交代清楚，加强解题规范性训练，切不可贪图进度和速度，这是迈进电学核心部分的关键，要让大多数学生在此有成就感而不是挫折感。
四、体会与交流：
1、探究部分的展开，尽量通过学生自己的讨论分析完成，有困难的可以通过看教材中人物的对话了解思路与做法
2、课文中对控制变量的内容充分关注，有助于学生的掌握，但表格的设计不符合三个量的逻辑顺序，考虑调整
3、例题中渗透了额定电压的概念，考虑适当交代
4、有必要简介欧姆发现定律的艰辛，引起学生重视，进行情感教育，有助于调动学生的学习热情，同时可以缓解理论学习的紧张气氛
5、在后面的讨论交流里，简介了电流表电压表的内阻问题，考虑根据学生实际情况，让学生了解两表在电路中可以近似处理以简化电路
第二节测量电阻
一、基本内容：
本节分两个教学板块：（1）探究伏安法测电阻；（2）伏安法的扩展。
本节的核心在于通过欧姆定律导出电阻的定义式，并据此进行电阻的测量，也就是伏安法。伏安法在中学物理电学内容中具有特殊的地位，它也是间接测量法的典型，因此教学中有必要把学生的自主探究学习落实到位。
二、教学重点、难点
重点：伏安法测电阻的探究过程
难点：了解其他测电阻的方法
三、教学建议
1、关于实验：由于有前面的几个相关实验的经验积累，学生会有不同程度的掌握，可以放手让学生去通过小组合作解决。
2、设计实验方案、掌握实验顺序是重点，根据电路图进行实物连接线，排除接线中的故障是难点所在，同时这也是让学生接触故障分析判断的好时机，可以在学生实验电路出故障时简单说明查找方法，并将相关现象与原因作为一项要求让学生了解
3、关于单表测电阻：根据学生实际情况可以放手让学生讨论解决，或教师启发学生关注已知电阻的作用，必要时点拨学生间接测量的思路
四、体会与交流：
1、实验的数据处理应用了两种方式：表格和图像，课文在实验探究的后面提到怎样根据图像判断电阻的大小，可以在实验时让每组学生测两个阻值不同的电阻，并将两组数据都画在同一坐标里，建立直观表象，以利于学生对这类问题的理解
2、在课后的家庭实验室里，教材提到小灯泡灯丝电阻变化问题，对此可以在给学生准备实验时，安排1、2组测量小灯泡的灯丝电阻，形成直观的素材，以利学生掌握
第三节等效电路
一、基本内容：
本节分为两个教学板块：
（1）实验探究：串联电路的等效电阻；
（2）理性探究：串联电路与并联电路的等效电阻。
二、教学重点、难点
重点：了解串、并联电路电阻的特点，理解等效电路
难点：并联电路的等效电阻的猜想和推导
三、教学建议
1、按两课时完成本节，在第一课时完成串联电路等效电阻的实验探究和理论推导，由于实验的难度较小，理论推导也用时不多，因此实验可以直指主题，节约的时间可以用来解决串联电路特点的归纳总结，结合例题解决串联电路的电压分配问题
2、第二课时里对于并联电路等效电阻的探究，教材仅限于理论推导和直观比喻，说服力似有不足，考虑准备器材进行验证，补上并联电路电流分配规律也是必要的
3、课文最后简介处理复杂电路的常用方法----等效电路，教材中列举的实例有很强的参考价值，可用于电路变化问题的分析，可以起到化繁为简的作用
四、体会与交流：
1、对于习题的处理，务必坚持循序渐进的原则，不要让学生产生畏难情绪，习题配备的梯度很重要；同时也要关注解题格式的规范化训练
2、到此与欧姆定律和电路结构有关的规律已经全部呈现，稍复杂一点的习题往往有多种方法解决，对此应增加考虑一题多解的训练，以使学生尽快理解掌握相关规律，提高综合解题能力
3、在本节的发展空间里，明确提到黑箱问题，对此可以考虑让学生接触一些不复杂的黑箱，并且可以以游戏的方式进行比赛，增加训练的趣味性，增强学生学习兴趣，提高综合分析能力。
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