高中物理教材人教版|新编高中物理教材说明

        1997年秋季在山西、江西和天津开始进行的高中课改试验，现已试验一轮。2000年试验范围进一步扩大到10个省市。为了使大家对高中物理试验教材有所了解，下面将我们在教材编写时的一些考虑向中学物理教育界的同仁做一介绍，希望得到大家的批评指正。

一、整体说明

       （一）结构安排

　　合理的教材结构，有利于学生学习、掌握所学知识、培养能力。为了探索更合理的教材结构，物理室在1993年编写了一套试验教材，这套教材在结构上的主要变化是：一、将几何光学放在高一的开始，试图解决初高中台阶过大的问题；二、将机械波、电磁波、光波等波动的内容放在一起，组成一篇，以加强学生对波动知识的整体认识。

　　从试验的结果来看，对这种结构的变化，持赞成意见和反对意见的都有，后者更多，而且比例较大。经过对试验情况的分析，我们认为，以往高中教材结构上的安排有它内在的规律性，反馈的意见至少说明像前面所说的结构调整，在现阶段是不可行的。因此这次教材编写，在没有成熟经验的情况下，基本上仍保持了原来教材大的框架结构。

　　以往，“力”放在开始学习，学生学习受力分析较为困难。为了降低过高的台阶，教材特意作了处理，减缓了坡度。在第一章只讲常见的重力、弹力和摩擦力。在学生了解了三种力的简单规律、接触了一点简单的受力分析、熟悉了一些方法之后，学习第二章运动学。学生对矢量的分析和运算的能力以及分析问题的能力有了一定的进步之后，开始学习第三章牛顿运动定律。第四章安排较为难一些的有关静力学中的受力分析。这样就将学生刚上高一就遇到的拦路虎“受力分析”，分散在力学的各个部分，降低高一开始时的难度，搭好初中上高中的“桥”。

       (二) 两类课程的兼顾问题

　　按照国家教委的意见，学习两类不同课程的学生在高一使用同样的教材，高二后再分开。这样，高一教材的编写就要同时考虑两类学生的需要，处理好两类课程的兼顾问题。教材无论在知识的要求还是在能力的要求上都要有所区别，有所不同。为了体现这种弹性，我们在教材中通过增设栏目、小字补充等手段，将教学内容分为必学和选学。必学内容是对全体学生的基本要求, 也是全体学生经过努力可以达到的要求．选学内容不作考查, 由教师根据实际情况自行选择．例如，在讲到环绕速度时，用小字介绍了黑洞的问题；增加了阅读材料的数量；每章后配有A、B两组练习题，A组为必学，B组为选学；每册书后列有若干个专题，专题为选学。

       (三) 加强能力培养

　　庄子曾说过“吾生也有涯，而知也无涯，以有涯随无涯，殆已。”即感叹有限人生对无限知识的无奈。诚然，人类在有限的一生内不可能将各门各类的知识都学会。但是人类仍在使知识不断地扩大、更新和发展。这是因为人类不应该只是机械地记忆知识的载体，而应该是创造、加工知识的工厂。而这正是21世纪所需要的开拓型人才的特点，我们的教育就应为培养这种类型的人才服务。培养这种懂方法、会学习、有创见的人才，各门课都有义务，物理课在这种能力的培养更有其独特的优势。

　　在教材编写中，我们在讲清概念的同时，注意能力和方法的训练与培养，注意叙述要有启发性，给学生留有较多的独立思考余地，培养学生独立思考的能力和习惯；在学生通过运用学过的基础知识，经过思考可以得出结论、答案的地方设一些“为什么”“你想过吗”“思考与讨论”等栏目；在物理学方法和思想（包括思想教育）比较突出的地方，有意识地或总结或点拨（如理想化的方法、理想实验的方法、建立模型的思想、实事求是的观点等）；通过章后小结，逐步引导学生自己整理、归纳学过的知识；通过对诸如“研究弹簧的伸长与拉力的关系” “研究材料的保温性能” “刹车时车轮被抱死的利与弊”等一些问题的探索，培养学生探究问题的能力。

       (四)联系实际 提高兴趣

　　理论联系实际，是真正学好物理、培养学生能力最有效的途径。只有善于把学到的物理知识应用到实际中去，才能真正把物理知识学好。理论联系实际不仅可以使学生深刻地理解物理规律，同时也是引起学生兴趣，使他们喜欢物理最有效的途径之一。教材编写中充分注意了这一点。例如，在讲到阻力问题时，介绍了小轿车、气垫船等；在各章前专设一页，印有与本章内容相关的图片，如我国最新设计制造的“飞豹”式战斗机、运动员赛跑、南浦大桥等；在讲到振动时介绍了心电图仪、地振仪、微波炉等；在讲到反冲运动的内容时介绍了我国的长征系列运载火箭以及“神舟”号载人飞船。另外还有与阻力问题相联系的磁悬浮列车，与红外辐射相联系的红外遥感技术，与原子辐射相联系的激光等。

       (五)灵活渗透，扩展知识面

　　物理知识浩如烟海，如果让学生都按部就班地学习，不仅时间上不允许，也没有必要。有些知识可以采取逐步渗透，即逐步提高的办法来学习。如力的正交分解法，在解决力学问题时应用很广泛, 用起来也很方便，但课本没有单独设节讲述正交分解法,而在第三章应用牛顿运动定律解决问题时采取渗透的方法来介绍，让学生在应用中逐步习得。又如，熟悉“同一直线上的矢量运算”对处理矢量的运算很重要，本书也没有采取单独设节，而是在解决具体问题时，告诉学生需要先取一个正方向，以确定矢量的正负，然后进行运算．经过几次熟悉之后，在适当的时候，由教师点拨再加以提高．为此，书中设有一个专题，讲述“同一直线上的矢量运算”，教师可根据实际情况，在适当的时候给学生讲述，或者让程度较好的学生自己钻研．

　　另处，像重力和弹力做功与路径无关、黑洞、黑体辐射、行星、恒星、星系和宇宙等内容，教材都是采用渗透的方法来讲述的．

　　本书的绪言改变了过去用长篇文字叙述的写法，用8个彩页以插图的形式对物理学的概貌、物理学的重要性作了说明，以激起学生学习物理的志趣；同时，也采取灵活渗透的方式，使学生知道一些知识，扩展眼界．绪言中涉及的知识面很广，不可能按部就班地去向学生讲解，这是灵活渗透学习的一个实例．

       (六) 加强实验教学

　　物理学是一门以实验为基础的科学，离开了实验可以说谈不上物理学。虽然学过物理的人几乎无一例外地知晓实验的重要性，但是由于受应试教育及其他一些因素的影响，应该说我国中学物理的实验教学始终是一个薄弱环节。为了加强实验，新大纲在这方面尽其所能地做了努力。新大纲中必修课的必做学生实验共12个（其中4个是新的），实验个数与现行必修课的必做实验个数相同。必修和限选课的必做学生实验共23个，其中有一个是在专题中安排的制作性实验。这23个实验中有7个是新的，现行必修加选修一共17个学生实验，这在课时减少的情况下，实际上增加了学生实验所占的比例。

　　物理实验的重要意义不仅仅在于它在学习物理中的重要作用，更主要的是它是学生认识、学习和研究物理问题的一种非常有效的方法。因此在教材编写中，除按照新教学大纲的要求扎扎实实、合理有效地安排所规定的学生实验外，还增加了“练习使用打点计时器”和“验证牛顿第二定律(选做)”两个实验；在正文中增加了许多随堂实验；设了“做一做”栏目, 介绍简单易做的小实验，鼓励学生多动手。

       （七）安排好练习和习题

　　安排好节后的练习和章后的习题，是编好教材的重要一环．这次教材在习题的编排上着重从以下几方面做了改进．

　　教材中的练习题更注意了题目的针对性．每设一题必明确目的, 或辨析概念、澄清认识, 或巩固知识、加深理解, 或训练方法、提高能力．基本题覆盖全面, 突出重点, 力求每道题都发挥它应有的作用．练习题的数量较现行教材略有增加．一般来说, 节后的练习为3～6个，章后A 类题为8～10个．

　　教材更加注意了练习题的编排层次，以利于循序渐进，因材施教，分类指导．节后的练习题多为理解和巩固知识、辨析概念而设, 一般较简单, 多为基本题, 少有综合题．目的是让学生扎扎实实把基本知识学好, 希望每做一题必有收获．

　　章后的习题分 A、B 两组，题目是对全章知识的深化和综合, 还有与前面所学知识的综合．A 组为必做题, 是对全体学生的要求；B 组为选做题，供学有余力的学生选做．希望教师根据实际情况加以掌握．

　　题目的内容更注意了联系实际，注意贴近学生生活, 注意联系生产实际和现代科学技术，注意有现代气息．联系实际可以提高学生分析问题和解决问题的能力，可以培养学生将所学知识应用于实际中去的意识．联系实际是我国物理教学的一个好的传统，新编教材努力继承和发扬这个传统．

二、第一册编写说明

    第一章　力 通过对几种简单的力的介绍，了解力的初步知识和研究力学的一些基本方法。这一章的编写注意了打好基础、铺好台阶。

　　为了分散难点，受力分析没有单独列节, 而是分散在各章中。这一章只分析简单的受力问题，主要结合力的性质来分析。第三、第四章再结合物体的运动状态来进行力的分析。

　　摩擦力特别是静摩擦力的分析, 是教学的难点．讲述摩擦力时，对相对运动的方向或相对运动趋势的方向, 一开始只限于物体相对于静止物体(相对地面)的情形，而不分析太复杂的问题。

　　力的合成和分解，不要求用公式计算合力的大小和方向，不要求用力的分解来解静力学的问题．静力学的问题放在第四章，用平衡条件来解决．力的正交分解在第三章采取渗透的办法来学习．教材设有专题“大力和小力”，供程度较好的学生钻研。

　　第二章　直线运动 教材对“时间”、“时刻”、“参考系”、“位置”、“位移”等概念作了较详细的分析，以便打好基础。瞬时速度和加速度的概念既是本章的重点，也是学生不易理解的难点。课本在开始讲述瞬时速度时，只给出最浅显的说法，即瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度，继而以小字(选学)用极限的思想说明了怎样理解瞬时速度, 供学习程度较好的学生课外钻研．对加速度概念，在第二章只要求学生理解匀变速直线运动的加速度．为了澄清概念, 在节后用花边框的形式将加速度与速度加以对比，以求学生确切地理解概念．到第二册讲到曲线运动和向心加速度时, 对加速度的认识还要加以扩展。

　　学习物理要注意研究方法的重要性，教材课文及阅读材料着意介绍了一些典型的方法，如伽利略理想实验法、伽利略对自由落体运动的思辩和研究等，希望学生能通过学习、思考，领会并培养一些重要的科学方法。

　　学生实验涉及打点计时器的使用问题。对于打点计时器，书中介绍了两种，一个是电磁打点计时器，另一个是电火花打点计时器。主要考虑是，后者是新型仪器，误差较小，可做的实验也多些。但两种仪器测量时间的原理基本是一样的，都是利用周期性的打点来记录时间。两种仪器均可做书上的实验，是否使用新仪器，各学校克根据实际情况而定。

　　第三章　牛顿运动定律 这一章是高中力学的重点章。第一节意在引起对运动原因的思考；第二节分析得出力是产生加速度的原因，为下一节做好准备；第三节得出加速度和力及质量的定量关系。后面是应用及定律的适用范围。这一章的编写特别注意了对牛顿定律的得出和理解的分析，不涉及过于复杂的情形，以便学生把主要精力放在概念、规律的理解上。

　　第四章　物体的平衡 主要考虑是将受力分析的难点后移，有前三章的知识准备之后，学习力及力矩的平衡会比在力学开始的第一章就学习难度小些。

　　第五章　曲线运动 曲线运动较直线运动复杂，教材主要以平抛运动和圆周运动为例研究物体做曲线运动的条件和规律，研究曲线运动的基本方法是运动的合成和分解。教材在编写时力图尽可能多地联系生活实际，如铁饼、汽车、导弹、受磁铁吸引钢珠等物体的运动。在这些生活经验和课堂实验的基础上，得出物体做曲线运动的条件。运动的合成和分解，增加了演示实验，以说明合运动与分运动的关系。

　　平抛运动是学生较为常见的运动，对于它的特点及研究它的方法应注意让学生领会和掌握。学过研究平抛运动的方法之后，教材特意让学生自己运用运动的分解的方法，研究前面学过的自由落体运动和大纲中不要求的斜抛运动，主要是希望学生把知识学活，能够举一反三。

　　关于平抛运动的学生实验，为了使学生对实验的过程了解得更多些，以便他们更深入地理解平抛运动的实质，教材将实验的做法做了调整。

　　匀速圆周运动是曲线运动的一种特例，这是学生第一次接触周期性运动，教学中除应注意让学生理解圆周运动的线速度、角速度、加速度等概念外，还应注意让学生理解，描述周期性运动的方法，为以后学习振动、波动等内容打好基础。

　　向心力及向心加速度概念的理解及公式的得出，教材主要是通过分析实际物体的运动，得出向心力与一些因素的关系，然后给出确切的公式。实际探索的活动，对学生的学习很有好处。同时，教材用小字给出了用数学的方法，推导得出向心加速度公式。有了向心加速度的公式，向心力的公式就不难得出了。考虑到这两种讲法各有利弊，教师可根据学生的情况有所选择。

　　为了加强理论和实际的联系，教材在后面安排了利用平抛知识研究排球运动的专题。此专题将实际问题抽象为物理问题。尽管抽象出的问题有些过于理想化，但是还是有一定意义的。将实际问题抽象为理论问题进行研究，本身就是一个能力的训练。

　　第六章　万有引力定律 万有引力定律是物理学中非常重要的定律，与实际生活及新科技有着密切的联系。这部分知识的学习，不仅要使学生理解和运用定律解决一些问题，还应注意使学生了解、体会前人得出定律的过程。

　　为了使学生对万有引力定律得出的来龙去脉有个比较清楚的认识，教材在开始介绍了开普勒定律，同时也为下一节打下基础。教材着意对万有引力定律的得出作了较详细的分析，教学中应引导学生分析定律得出的推理过程，特别是牛顿对地面上物体所受的引力和天上的物体受到的引力是同一性质的力的分析。

　　为了培养学生的自学能力和独立思考能力，对于这部分内容，书后安排了一个有关通信方面的专题。这个专题最好能在学生充分准备的情况下，集体讨论、分析。

　　第七章　动量 这一章教材通过分析生活和生产中大量的实际问题（如鸡蛋落地、冲床的冲压、码头敷设橡皮胎······）引入动量概念，推导动量定理和动量守恒定律。动量守恒定律和下面一章的能量守恒定律，较牛顿定律更高级的定律，是自然界普遍适用的规律。教学中应注意让学生体会动量守恒定律的意义，以及用动量守恒定律处理问题的优越性。

　　教材在这部分内容中，注意联系当今的科技前沿，特别是我国在这方面的情况，如长征系列火箭、神舟号宇宙飞船的介绍，以激发学生的爱国情感。

　　第八章　机械能 功和能的概念是物理学中非常重要的概念，功能问题也是学生在日常生活中经常会遇到的问题，这些概念、定律是学生以后要用到的。

　　为了使学生对所学知识领会得更深入一些，教材有意识地在一些地方对一些问题做了扩展，主要是想让学生在运用定律、规律时，知其所以然，不乱套公式。如讲功的计算时，介绍了计算变力作用下做功的思路；讲动能定理时，指出无论外力是否为恒力，无论物体是否做直线运动，动能定理都成立；讲重力势能时，介绍重力做功与路径无关，直线情况下推导出的关系式对曲线同样适用；讲机械能守恒定律时，指出在只有重力做功的情形下，物体做任何运动，定律都是成立的。

　　第九章　机械振动 机械振动在实际中有很多的应用，同时这部分内容也是理解其他振动及波动的基础，所以教材有意识地将所学知识与生活实际相联系（如心电图、地震仪、钟表、秋千等），使学生通过学习，对现代社会中的科学技术有所理解，同时也培养学生的应用意识。

　　利用图象研究振动问题，是比较直观、有效的方法。为了使学生对振动的图象有比较正确的理解，教材用频闪照相的方法将振动各时刻的位置记录下来，然后描点、作图。教学中让学生领会这种意图即可，不必对记录手段本身要求太高。

　　相位是学习振动、波动等非常重要的概念，如果没有相位的知识，很难真正理解以后将学到的三相交变电流、波的干涉等内容。但是相位的内容也是中学生感到困难的内容，所以大纲将此定为选学，教学中应根据学生的实验情况，灵活处理。

　　材对相位的处理比较浅显，使学生能够能理解相位的物理意义、在一些问题中能考虑到相位的问题即可，而没有用参考圆等方法来更多地讲解、分析相位的问题，以免给教学造成过重的负担。