第29卷第3期物 理 教 师 Vol. 29No. 3
2008年(2008) PH YSICS TEACHER
不同版本高中物理教材“电阻定律”内容的比较分析
肖 洁
(广东广雅中学, 广东广雅 510160)
“电阻定律”是高中物理(选修3-1) 电路中的一节内
容, 国内不同版本教材编写者对该内容的处理不尽相同, 笔者对其比较分析, 旨在与同仁探讨处理教材的方法, 如果能引起教材编写者重新审视教材, 进一步思考如何编写一本更切合中学教学实际的教材, 那就是笔者的荣幸(注:本文分析所用教材是指“普通高中课程标准实验教科书《物理》(选修3-1) ”, 2004审通过, 分别由人民教育出版社、海科技教育出版社、, . 称为““、1 (1) . 教材均采用实验探究的方法让学生了解导线电阻与哪些因素有关系, 而且把探究的因素定向在导线的长度、导线的横截面积和材料这三个方面. 除人教版外的其他版本教材在实验时均采用“控制变量法”. 教材都体现探究的基本环节.
(2) 实验电路基本相同. 沪教版教材中没有提供实验电路图, 从教材提供的实验器材可以知道, 电阻的测量采用多用电表, 提供的器材有:多用电表、粗细不同的两根锰铜导线、粗细不
图1
同的两根镍铬导线、螺旋测微器、刻度
尺. 其他教材的实验电路大同小异, 分别如图1和图2所示. 图1(粤教版、鲁教版) 在A 、B 间换不同长度、横截面积和材料的金属丝, 图2(人教版) 在同一电路中串联a 、b 、c 、d 4根长度、横截面积、材料不同的电阻丝
.
定导线电阻的因素”做标题.
(2) .
, 探究电流、电压和
; ; 之前有:导体中的电场欧姆定律、串并联、焦耳定律, 在“电阻定、多用电表、测电源电动势、逻辑电路; 粤教版在电路的第一节就安排这个内容.
(3) 不同版本教材对实验探究过程的指引有详有略. 沪
教版要求学生“设计实验方案, 拟定实验步骤”, 列出了数据记录表; 人教版给出了两个探究方案, 一个是实验探究方案, 另一个是逻辑推理方案, 在实验探究方案中没有列出具体的实验步骤和数据记录表(可能在实验手册中, 笔者手头没有实验手册) , 但给出了实验方法; 粤教版给出的是一份完整的实验报告, 只需要学生按照具体的实验步骤操作, 就可以完成数据测量、记录和数据分析; 鲁教版指引学生一步一步操作, 包括数据采集、数据记录和数据处理.
(4) 不同版本教材对实验数据采集和处理的方法不尽
相同, 具体如表1.
表1
导线长导线横截数据处
度测量面积测量理方法
粤比例, 不测量, 不测量
用R -S , R
, 不测量, 不测量-L 比例
(比例
, 不)
版本电阻测量
3 综述
图2
(1) 人教版的标题“电阻定律”与中学教学最贴切. 粤教
(3) 教材均对学生实验探究活动进行具体指导, 学生按
照指引一般都能完成实验. 其中粤教版的指引最详细, 包括的基本环节有:提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和分析论证、评估和交流. 特别是数据的记录和处理, 都列出数据表供学生记录数据, 在教材的最后部分都对分析结论做了详细的表述, 也就是电阻定律, 对电阻率与温度的关系做进一步的介绍. 2 个性比较
(1) 不同版本教材对该部分内容所用标题不尽相同. 人教版标题为“电阻定律”, 沪教版以“探究电阻定律”为题, 鲁教版题为“探究影响导线电阻的因素”, 粤教版则用“探究决
版教材配套的教师教学用书对本节内容的教学目标做了详细的说明, 从知识与技能方面要达到理解电阻的大小跟哪些因素有关, 知道电阻定律, 了解材料的电阻率的概念及其物理意义、单位、与温度的关系. 从过程与方法层面要猜测导体的电阻跟哪些因素有关, 了解猜想与假设是一种常用的物理学研究方法, 经历探究决定导线电阻因素的过程, 认识科学探究的要素, 通过决定导线电阻因素的实验, 学习使
用变量控制法. 从情感态度与价值观方面, 经历猜想、实验探究等学习活动, 发展学生对科学的好奇心和求知欲, 通过探究性物理学习活动, 使学生体验探索自然规律的艰辛和喜悦. 但从教材呈现的内容看是无法完成真正意义上的实
—17—
Vol. 29No. 3物 理 教 师 第29卷第3期 (2008) 2008年PH YSICS TEACHER
验探究, 只能是体验探究活动, 既然如此, 那么作为本节内容的“题眼”的标题就不应该用“探究决定导线电阻的因素”, 是否改成“体验探究影响导线电阻的因素”为标题比较合适呢? 人教版在完整叙述长度测量、横截面积、电阻测量的方法后提供两个实验探究案例, 既有知识的全面掌握, 也有实验探究活动的体验, 比较好地把握了课程标准的落实, 切合中学教学的实际, 具有极强的可操作性, 其标题与其呈现的内容、实际教学过程保持高度统一性.
(2) 粤教版的实验探究指导能让学生很好地体验探究过程. 对于中学生来说, 不可能把前人研究过程重新再完成一遍, 如何体验先辈们所走过的探索之路才是关键, 粤教版在这点上做得比其他教材好, 它将实验探究的每一个环节, 包括操作的步骤都详细列出来, 让学生在系列的探究活动中领悟并掌握实验探究的要领, 神, .
(3) 个方面, , 但它要求学生设计实验和实验操作步骤, 这已经超越了其他教材. 作为实验探究来说, 猜想和假设、设计实验并完成实验是具有极大的开放度的, 一般教材尽管都谈到这点, 但猜想和假设的因素都在教材中列出来, 这其实不是真正意义上的探究, 事实证明还可能有更多的因素影响导体的电阻, 例如, 瑞典皇家科学院2007年10月9日宣布, 法国科学家阿尔贝・费尔和德国科学家彼得・格林贝格尔共同获得2007年诺贝尔物理学奖, 获奖的原因是先后独立发现了“巨磁电阻”效应. 所谓“巨磁电阻”效应, 是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象. 而我们给学生指出的是电阻率跟温度的关系, 是否还有其他的因素呢? 很难说. 如果把思维定向在某个方向上, 是难以培养出具有发散思维的学生的.
(4) 沪教版、人教版内容安排方便教学, 在“电阻定律”之前安排有基础知识作为铺垫, 使学生比较轻松地完成实验探究活动. 认知规律, 是教材编写遵循的基本原则. 粤教
(上接第16页) 略(相当于人站在离马路较远处) , 则对于警
版在这点上明显不足, 学生连电路实验的基本功都不具备的时候就开展实验探究活动, 实际操作起来非常困难, 笔者在处理该部分内容时, 先学习了电流、部分电路欧姆定律、电表及其应用等知识, 所以教学比较顺利, 效果也不错.
(5) 人教版的内容更适合学生自主学习. 人教版在该节分别介绍了导线的横截面积、导线的长度和导线电阻的测量, 在此基础上再提供电路图和实验的方法, 实验探究是以案例的形式提供, 可读性强, 读懂, 也能完成实验探究活动, 同时, 探究案例, . 笔者认为, 人、知识的完整性.
(, 但有积极. , 是由人民教育出版社编, 经过多年的修订, 其结构性、体系的完整性、知识的准确性等都得到大家的公认, 所有实验基本上为验证性实验, 它的一些缺憾正在随着教育理念的更新而被弥补. 多版本教材的出现正是教育改革的结果, 这也为我们中学物理教师提供了更大的选择空间. 从目前的教材看, 还没有完全走出旧教材的框架, 在教材中如何将理论知识和实践有机的结合值得研究. 另外, 教材应该是学生的最好读本, 除了内容系统详实外, 还应该有大量的案例提供给学生模仿、借鉴和学习, 有利于培养学生自主学习的能力, 有些教材在这方面还不尽人意. 虽然如此, 但并不是说现在的教材多么的不好, 我们惊喜地发现新教材所迈出的步伐, 无论是教材体系还是内容, 都体现了新课程标准的思想, 相信通过不断的改进, 适合我国中学实际的教材不久将会越来越多, 而且越来越好.
(7) 中学物理教师在教学过程中, 不仅要认真学习、研究课程标准和教材, 更重要的是重组教材内容, 使教学活动更好地落实新课程标准. 随着教育改革在全国各地不断推广和深入, 教材的多样性已经成为常态. 我们要跳出一纲一本的框框, 按照新课程标准的要求, 将不同版本的同一内容进行重组, 优化教学内容、教学过程, 提高教学效率.
(收稿日期:2007-10-18)
车匀速驶过的全过程, 如图1所示.
警车匀速靠近的过程, v s 逐渐减小到0, 则由(1) 式可知, 人感觉到的频率(波传播的频率) f 1=
v -vs
f 0, 即靠近
过程人感觉到的音调应是逐渐降低的; 警车离人最近时, 人感觉到的频率等于警笛发声频率; 警车匀速远离的过程, v s 由0逐渐增大, 则由(1) 式可知, 人感觉到的频率(波传播的频率) f 2=
v +v s
f 0, 即远离过程人感觉到的音调也应是逐
渐降低的. 也就是说, 这种情况下人的感觉是:频率一直逐渐变低, 声音大小先变大后变小. 实际上, 如果在路边的高楼上听救护车运动时的鸣笛声, 这一结论是非常明显的.
多普勒效应在中学物理中不是重点内容, 但笔者认为
它是值得重视的内容.
引入课题时用视频也好, 做实验也好, 但首先要解决的问题是:在听觉上如何区别声音响度的变化和声音频率的变化. 实际教学中要进行对比实验:位置不变改变频率(用低频信号发生器) , 让学生感受频率变化; 频率不变改变位置, 让学生感受声音响度的变化. 在学生能够区分声音响度的变化和声音频率的变化的基础上, 再让学生去感受多普勒效应. 多普勒效应现象的分析中要强调3个频率的区别, 学生在注意到3个频率以后, 课本教学内容的理解是简单
(2) 、(3) 的推导也是不难的. 多普勒效的, 对上述公式(1) 、
应的应用很广泛, 可让学生通过研究性学习去掌握, 也可由教师介绍, 但要注意电磁波的多普勒效应和声波的多普勒
(收稿日期:2007-10-11) 效应有所不同.
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第29卷第3期物 理 教 师 Vol. 29No. 3
2008年(2008) PH YSICS TEACHER
不同版本高中物理教材“电阻定律”内容的比较分析
肖 洁
(广东广雅中学, 广东广雅 510160)
“电阻定律”是高中物理(选修3-1) 电路中的一节内
容, 国内不同版本教材编写者对该内容的处理不尽相同, 笔者对其比较分析, 旨在与同仁探讨处理教材的方法, 如果能引起教材编写者重新审视教材, 进一步思考如何编写一本更切合中学教学实际的教材, 那就是笔者的荣幸(注:本文分析所用教材是指“普通高中课程标准实验教科书《物理》(选修3-1) ”, 2004审通过, 分别由人民教育出版社、海科技教育出版社、, . 称为““、1 (1) . 教材均采用实验探究的方法让学生了解导线电阻与哪些因素有关系, 而且把探究的因素定向在导线的长度、导线的横截面积和材料这三个方面. 除人教版外的其他版本教材在实验时均采用“控制变量法”. 教材都体现探究的基本环节.
(2) 实验电路基本相同. 沪教版教材中没有提供实验电路图, 从教材提供的实验器材可以知道, 电阻的测量采用多用电表, 提供的器材有:多用电表、粗细不同的两根锰铜导线、粗细不
图1
同的两根镍铬导线、螺旋测微器、刻度
尺. 其他教材的实验电路大同小异, 分别如图1和图2所示. 图1(粤教版、鲁教版) 在A 、B 间换不同长度、横截面积和材料的金属丝, 图2(人教版) 在同一电路中串联a 、b 、c 、d 4根长度、横截面积、材料不同的电阻丝
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定导线电阻的因素”做标题.
(2) .
, 探究电流、电压和
; ; 之前有:导体中的电场欧姆定律、串并联、焦耳定律, 在“电阻定、多用电表、测电源电动势、逻辑电路; 粤教版在电路的第一节就安排这个内容.
(3) 不同版本教材对实验探究过程的指引有详有略. 沪
教版要求学生“设计实验方案, 拟定实验步骤”, 列出了数据记录表; 人教版给出了两个探究方案, 一个是实验探究方案, 另一个是逻辑推理方案, 在实验探究方案中没有列出具体的实验步骤和数据记录表(可能在实验手册中, 笔者手头没有实验手册) , 但给出了实验方法; 粤教版给出的是一份完整的实验报告, 只需要学生按照具体的实验步骤操作, 就可以完成数据测量、记录和数据分析; 鲁教版指引学生一步一步操作, 包括数据采集、数据记录和数据处理.
(4) 不同版本教材对实验数据采集和处理的方法不尽
相同, 具体如表1.
表1
导线长导线横截数据处
度测量面积测量理方法
粤比例, 不测量, 不测量
用R -S , R
, 不测量, 不测量-L 比例
(比例
, 不)
版本电阻测量
3 综述
图2
(1) 人教版的标题“电阻定律”与中学教学最贴切. 粤教
(3) 教材均对学生实验探究活动进行具体指导, 学生按
照指引一般都能完成实验. 其中粤教版的指引最详细, 包括的基本环节有:提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验和分析论证、评估和交流. 特别是数据的记录和处理, 都列出数据表供学生记录数据, 在教材的最后部分都对分析结论做了详细的表述, 也就是电阻定律, 对电阻率与温度的关系做进一步的介绍. 2 个性比较
(1) 不同版本教材对该部分内容所用标题不尽相同. 人教版标题为“电阻定律”, 沪教版以“探究电阻定律”为题, 鲁教版题为“探究影响导线电阻的因素”, 粤教版则用“探究决
版教材配套的教师教学用书对本节内容的教学目标做了详细的说明, 从知识与技能方面要达到理解电阻的大小跟哪些因素有关, 知道电阻定律, 了解材料的电阻率的概念及其物理意义、单位、与温度的关系. 从过程与方法层面要猜测导体的电阻跟哪些因素有关, 了解猜想与假设是一种常用的物理学研究方法, 经历探究决定导线电阻因素的过程, 认识科学探究的要素, 通过决定导线电阻因素的实验, 学习使
用变量控制法. 从情感态度与价值观方面, 经历猜想、实验探究等学习活动, 发展学生对科学的好奇心和求知欲, 通过探究性物理学习活动, 使学生体验探索自然规律的艰辛和喜悦. 但从教材呈现的内容看是无法完成真正意义上的实
—17—
Vol. 29No. 3物 理 教 师 第29卷第3期 (2008) 2008年PH YSICS TEACHER
验探究, 只能是体验探究活动, 既然如此, 那么作为本节内容的“题眼”的标题就不应该用“探究决定导线电阻的因素”, 是否改成“体验探究影响导线电阻的因素”为标题比较合适呢? 人教版在完整叙述长度测量、横截面积、电阻测量的方法后提供两个实验探究案例, 既有知识的全面掌握, 也有实验探究活动的体验, 比较好地把握了课程标准的落实, 切合中学教学的实际, 具有极强的可操作性, 其标题与其呈现的内容、实际教学过程保持高度统一性.
(2) 粤教版的实验探究指导能让学生很好地体验探究过程. 对于中学生来说, 不可能把前人研究过程重新再完成一遍, 如何体验先辈们所走过的探索之路才是关键, 粤教版在这点上做得比其他教材好, 它将实验探究的每一个环节, 包括操作的步骤都详细列出来, 让学生在系列的探究活动中领悟并掌握实验探究的要领, 神, .
(3) 个方面, , 但它要求学生设计实验和实验操作步骤, 这已经超越了其他教材. 作为实验探究来说, 猜想和假设、设计实验并完成实验是具有极大的开放度的, 一般教材尽管都谈到这点, 但猜想和假设的因素都在教材中列出来, 这其实不是真正意义上的探究, 事实证明还可能有更多的因素影响导体的电阻, 例如, 瑞典皇家科学院2007年10月9日宣布, 法国科学家阿尔贝・费尔和德国科学家彼得・格林贝格尔共同获得2007年诺贝尔物理学奖, 获奖的原因是先后独立发现了“巨磁电阻”效应. 所谓“巨磁电阻”效应, 是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较之无外磁场作用时存在巨大变化的现象. 而我们给学生指出的是电阻率跟温度的关系, 是否还有其他的因素呢? 很难说. 如果把思维定向在某个方向上, 是难以培养出具有发散思维的学生的.
(4) 沪教版、人教版内容安排方便教学, 在“电阻定律”之前安排有基础知识作为铺垫, 使学生比较轻松地完成实验探究活动. 认知规律, 是教材编写遵循的基本原则. 粤教
(上接第16页) 略(相当于人站在离马路较远处) , 则对于警
版在这点上明显不足, 学生连电路实验的基本功都不具备的时候就开展实验探究活动, 实际操作起来非常困难, 笔者在处理该部分内容时, 先学习了电流、部分电路欧姆定律、电表及其应用等知识, 所以教学比较顺利, 效果也不错.
(5) 人教版的内容更适合学生自主学习. 人教版在该节分别介绍了导线的横截面积、导线的长度和导线电阻的测量, 在此基础上再提供电路图和实验的方法, 实验探究是以案例的形式提供, 可读性强, 读懂, 也能完成实验探究活动, 同时, 探究案例, . 笔者认为, 人、知识的完整性.
(, 但有积极. , 是由人民教育出版社编, 经过多年的修订, 其结构性、体系的完整性、知识的准确性等都得到大家的公认, 所有实验基本上为验证性实验, 它的一些缺憾正在随着教育理念的更新而被弥补. 多版本教材的出现正是教育改革的结果, 这也为我们中学物理教师提供了更大的选择空间. 从目前的教材看, 还没有完全走出旧教材的框架, 在教材中如何将理论知识和实践有机的结合值得研究. 另外, 教材应该是学生的最好读本, 除了内容系统详实外, 还应该有大量的案例提供给学生模仿、借鉴和学习, 有利于培养学生自主学习的能力, 有些教材在这方面还不尽人意. 虽然如此, 但并不是说现在的教材多么的不好, 我们惊喜地发现新教材所迈出的步伐, 无论是教材体系还是内容, 都体现了新课程标准的思想, 相信通过不断的改进, 适合我国中学实际的教材不久将会越来越多, 而且越来越好.
(7) 中学物理教师在教学过程中, 不仅要认真学习、研究课程标准和教材, 更重要的是重组教材内容, 使教学活动更好地落实新课程标准. 随着教育改革在全国各地不断推广和深入, 教材的多样性已经成为常态. 我们要跳出一纲一本的框框, 按照新课程标准的要求, 将不同版本的同一内容进行重组, 优化教学内容、教学过程, 提高教学效率.
(收稿日期:2007-10-18)
车匀速驶过的全过程, 如图1所示.
警车匀速靠近的过程, v s 逐渐减小到0, 则由(1) 式可知, 人感觉到的频率(波传播的频率) f 1=
v -vs
f 0, 即靠近
过程人感觉到的音调应是逐渐降低的; 警车离人最近时, 人感觉到的频率等于警笛发声频率; 警车匀速远离的过程, v s 由0逐渐增大, 则由(1) 式可知, 人感觉到的频率(波传播的频率) f 2=
v +v s
f 0, 即远离过程人感觉到的音调也应是逐
渐降低的. 也就是说, 这种情况下人的感觉是:频率一直逐渐变低, 声音大小先变大后变小. 实际上, 如果在路边的高楼上听救护车运动时的鸣笛声, 这一结论是非常明显的.
多普勒效应在中学物理中不是重点内容, 但笔者认为
它是值得重视的内容.
引入课题时用视频也好, 做实验也好, 但首先要解决的问题是:在听觉上如何区别声音响度的变化和声音频率的变化. 实际教学中要进行对比实验:位置不变改变频率(用低频信号发生器) , 让学生感受频率变化; 频率不变改变位置, 让学生感受声音响度的变化. 在学生能够区分声音响度的变化和声音频率的变化的基础上, 再让学生去感受多普勒效应. 多普勒效应现象的分析中要强调3个频率的区别, 学生在注意到3个频率以后, 课本教学内容的理解是简单
(2) 、(3) 的推导也是不难的. 多普勒效的, 对上述公式(1) 、
应的应用很广泛, 可让学生通过研究性学习去掌握, 也可由教师介绍, 但要注意电磁波的多普勒效应和声波的多普勒
(收稿日期:2007-10-11) 效应有所不同.
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