人教版高中物理选修(3系列电学部分)介绍及使用注意，本文主要内容关键词为：电学论文,人教版论文,高中物理论文,系列论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教材特点
1.提供选择性和增加弹性
新课程人教版高中物理选修(3系列电学部分)在内容和体系方面，与旧教材大致相同， 不同点在于：它不仅应考虑到全体学生的共同发展，而且还根据学生不同的学习兴趣和 发展潜能，为学生提供选择的空间。对于某些探究活动，教材设计了不同的探究方案供 教学中参考和选择。如教科书对“测定电池的电动势和内阻”这个实验的编写，体现了 统一、基本的实验要求和灵活、多样的实验方法相结合的指导思想。
实验原理是基本要求，该实验不管用哪种实验方法和器材，都是根据闭合电路欧姆定 律，测出除电动势、内阻以外的物理量，利用图像或计算，求出电动势和内阻；数据处 理的方法也是基本要求，进行图像分析时，图像中的什么量表示电动势?什么量表示电 阻?数据处理时怎样减小偶然误差?这些问题都是基本的，因为它们不仅跟本实验有关， 而且对其他实验的完成也有影响。
2.注重能量的观点
本书的基本思想是：通过做功研究能量。前面的重力势能、弹性势能、动能，后面的 内能，亦都如此。
关于电势能内容的教学，旧教材的顺序是“电势差→电势→电势能”。实际上，只有 能量与做功有直接的关系，而且电势能最直接、最接近感性体验，因此，本书的思路是 “电势能→电势→电势差”。与重力做功类似，首先证明“静电力做功与电荷经过的路 径无关”，这样学生对于电势能就会在“保守力做功”的层面上有比较深刻的理解，在 此基础上再介绍电势和电势差。
再如，旧教材通过类比得出闭合电路的欧姆定律，而本书从能量的角度得出这个规律 。本书中E = U[,外] + U[,内]不是讨论的出发点，而是讨论的结论。
课程标准要求“理解闭合电路欧姆定律”。本书用理论分析的方法推导出闭合电路欧 姆定律，以利于学生对该定律的理解。其推导的核心过程是分析闭合电路以下三个地方 的能量转化：
外电路：E[,外] = I[2]Rt ①
内电路：E[,内] = I[2]rt ②
化学反应层：W = Elt
③
要理解①、②两式，除了需要知道前面已经学过的焦耳定律之外，必须对内电路和外 电路有清晰的认识。因此，教科书在用图2.7-1呈现一个闭合电路的同时，还用图2.7-2 形象画出了闭合电路各处的电势高低情况，阐述了闭合电路中沿电流方向的电势变化， 在这个基础上，指出哪个地方是电源的正极、哪个地方是负极，哪里是外电路、哪里是 内电路。
要理解③式，必须从能量转化的角度认识电动势。为此，本书在第2节“电动势”中， 对此做了充分的铺垫，非静电力做功引起的能量转化以及用非静电力做功来定义电动势 ，在“电动势”这一节中都得到了解决。这样，在讨论以上三个计算式时，事先铺垫的 线索都在起作用，此时则是“水到渠成”。
在这之后，通过“路端电压与负载的关系”的分析，理解闭合电路欧姆定律的线索还 在延伸。“断路”和“短路”的讨论，把闭合电路欧姆定律的应用推向两种极端的情况 ，如果把图2.7-2“闭合电路的电势”绘制成断路和短路的情况，相信对闭合电路欧姆 定律会有更形象的认识。
3.建立静电现象与恒定电流之间的内在联系
传统教学中，恒定电流这章是以一个独立的系统对直流电路的规律展开讨论的，几乎 和静电场没有关联。学生只知道在研究静电现象时，导体内部的场强是等于零的，整个 导体是一个等势体；而研究直流电路时，导体内部的场强可以不等于零，而导体通电时 并不是一个等势体，因为用欧姆定律可以计算出导体两端存在着电压。学生甚至于觉得 ，在静电场和恒定电流这两章中，导体似乎有不同的性质。
“导体中的电场和电流”这节内容中，专门设立了“导线中的电场”，阐述导线内恒 定电场的形成过程。在恒定电场形成过程的分析中，所用的知识是第一章所学的知识， 所用的分析方法(图2.1-4)，是学生在第一章中用来分析静电场中导体的基本方法。这 一过程，既可以认为是新概念的建立，也可以看成是旧知识的应用。由于恒定电场的概 念是在静电场的基础上建立的，因此学生不难理解教科书中所说的：“在静电场中所讲 的电势、电势差及其与电场强度的关系等，在恒定电场中同样适用。”也不难理解，为 什么恒定电流中自由电子的定向运动总是沿着导线的方向。它把恒定电流跟静电现象的 内在规律联系起来了。
4.注意揭示电磁感应现象的物理本质
物理学追求认识自然界最普遍、最基本的规律，学生学习物理学能养成追根问底、悟 物穷理的思维习惯，有利于提高思维的深刻性。教材注意逐步展开电磁感应现象的发现 和研究过程，使学生对电磁感应现象的认识逐步由现象深入其物理本质。
首先，从归纳实验现象说明：电磁感应现象的特征是闭合电路中出现了感应电流，条 件是穿过闭合电路的磁通量发生变化。在这过程中应注意的是，电磁感应现象是在变化 、运动过程中出现的效应，引起感应电流的各种变化，运动的形式多种多样，但都可归 结为“穿过闭合电路的磁通量变化”。与静电感应不同，电磁感应现象不是一种静态效 应。
其次，根据闭合电路欧姆定律，闭合电路中的电流是由电动势产生的。因此，感应电 流是由闭合电路中的感应电动势产生的，感应电流的大小除与感应电动势大小有关外， 还与闭合电路的电阻有关。穿过闭合电路的磁通量变化首先产生感应电动势，然后才是 感应电流。从感应电流到感应电动势表明对电磁感应现象的认识更深入了一步，我们对 电磁感应现象的表述可从“只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应 电流产生”，进一步表述为“只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，闭合回路中就产生 感应电动势”。
感应电动势的大小和方向是法拉第电磁感应定律的内容，为便于学生接受，教材先叙 述的法拉第电磁感应定律只说明了感应电动势的大小与磁通量变化率间的关系。楞次定 律是电磁感应定律的一部分，教材放在法拉第电磁感应定律之后，用来说明感应电动势 的方向，感应电流的方向就是感应电动势的方向。
最后，教材单列一节“感生电动势和动生电动势”，说明产生感应电动势的非静电力 的本质，使学生对电磁感应现象的认识上升到一个新的高度。在上一个模块中，学生学 习了电动势的本质是非静电力移动电荷做功，学生自然会追问“感应电动势的本质是什 么”。考虑到随时间变化的磁场产生涡旋电场是电磁感应现象规律的核心内容，也是麦 克斯韦电磁场理论的基本方程的内容，鲜明地显示出磁场与电场的联系，教材介绍感生 电动势的本质是涡旋电场力。教材对感生电动势的介绍是粗浅的、形象的，只要求学生 对此有初步的认识。教材对动生电动势的本质用洛伦兹力做了具体的分析、说明，在学 习了洛伦兹力以后，导线切割磁感线运动产生动生电动势的机理也是不难理解的。
5.增加了“传感器”的教学内容
课程标准将“传感器”列为单独的一章，是选择了一个典型的内容，集中体现科学、 技术与社会的密切关系。选择这个典型主要有三方面的考虑：一是传感器已经广泛应用 到现代的生产和生活的诸多方面，成为进行测量和控制的不可缺少的元器件；二是这种 现代技术产品是基于许多物理原理设计的，通过传感器可以很好地把它们联系起来，使 学生对于科学与技术的关系有更全面和深入的体会；三是传感器的应用在促进现代社会 的发展中起了重要的作用。
二、编写考虑和教学注意点
1.突出体现科学、技术与社会的密切关系
长期以来，物理教学中非常重视基础理论知识，研究许多理想的物理模型，这是完全 必要的。但是，学生的技术知识、甚至于技术常识却十分贫乏。即使教材安排了数目有 限的物理实验和有关高新技术发展的阅读材料，教学中未必得到落实。而本章中有关技 术的内容十分丰富，但是在教学要求上不同于技术课程。侧重于物理原理在传感技术中 的应用，让学生通过观察和亲自实现运用传感器解决生活和生产中的某些需求的过程， 体会到应用技术的重要性，了解和学习一些比较简单的技术知识。
教学中，要在让学生列举出传感器的各种应用的事例的同时，启发他们思考传感器的 应用对社会发展所起到重要作用。涉及的内容应当是多方面的，如经济、文化、人际关 系、社会结构等，注意展现科学的人文价值。讨论中，要鼓励他们发表不同的意见和设 想，既要肯定正面的作用，又要关注如何防止负面的影响。例如，手机上增加了摄像功 能，既能将美好的景象迅速传向远方，又可能侵犯个人隐私。
2.突出理论联系实际的思想，培养分析具体事物的能力
课本中一般的章节都是以物理知识为主线，举出几个应用的例子也处于附属的地位。 而本章则是以传感器这种产品为主线，让学生综合运用已经学过的或将要学到的物理知 识来认识它们的工作原理，经历这种学习过程，进行理论联系实际的思想教育。
学生一般要做大量的习题，形成了相对较强的解决理论问题的能力。但是遇到了具体 的实用问题和一些简单的有技术含量的产品，却常常不知如何去分析和理解。虽然可以 看到一些产品说明书，但是对其中往往有很多技术参数却缺少对原理性的解释，难以适 合本章教学的需要。因此，课本中设计了大量的原理图、产品的照片和简化结构图、电 路图等，配以简明的文字来阐述其物理原理和技术性能，具有较强的可读性。教师可以 运用演示、讲解、学生的阅读、讨论和动手实验等多种教学手段，培养学生认识和分析 实际问题的能力。
3.学习制作电子电路的技能
学生对于组装和调试普通的实验电路已经相当熟悉了。在此基础上，需要开始接触一 下电子电路，因为电子电路也就在他们的身边。
课本中安排的学习内容是：了解常用的电子元器件的功能，认识最基本的电子电路图 ，使用一些基本工具和测量仪器，组装最简单的电子电路来实现最简单的测量和控制功 能。
考虑到数字电路的应用越来越广泛，集成电路块的价格已经非常低廉，并且与模拟电 路相比，数字电路需要的元件少，又可以避免调节器件的工作点，所以设计的制作实验 都使用数字电路。
本章不要求对理论知识的深入理解。教学时要注意创造物质条件和教学环境，让学生 主动参与，多观察、多动手、多思考。学生在开始时可能不适应这种学习内容，教师要 引导他们先从一两个事例突破，领会到基本的研究方法，形成自信心，然后就可以放手 学习其余的内容。