物理学科教学指导意见（2018年版）
目录
一、教学总体安排建议 ................................................2 二、教学内容要求 ....................................................3
（一）必修 ......................................................3 （二）选择性必修 ...............................................15 三、教学与评价建议 .................................................28
（一）教学建议 .................................................28 （二）评价建议 .................................................34 附录：课例 .........................................................38
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一、教学总体安排建议
为更好地实现课程、教学与高考综合改革的衔接，稳步推进高中课程改革的深化，统筹高中三年的物理教学，建议2018年入学的高一年级以表1中教学内容安排实施教学。
表1 高中三年物理教学总体安排
年级 学期 课程名称 主题 旧教材对周课适用学生 全体学生 2 应的模块 时 高一 上 必修1 机械运动与物理模型，相互作用与运动定律 下 必修2 机械能及其守恒定律，能源与可持续发展，必修2 曲线运动与万有引力定律，牛顿力学的局限性 高二 上 下 必修3 选择性必修1 高三 上 选择性必修2 下 选择性必修3 静电场，电路及其应用，磁场 电磁感应，交变电流，传感器， 分子动理论，热力学定律 选修3-1 选修3-2 选修3-3部分内容 4 2 4 选学物理的学生 必修1 2 机械振动与机械波，电磁振荡与电磁波， 选修3-4 光及其应用，相对论初步 碰撞与动量守恒定律，原子与原子核，波粒二象性 选修3-5 4 注：
“旧教材”是指与《普通高中物理课程标准（实验）》配套的教材。在与《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称“2017年版课标”）配套的教材出版之前，以旧教材为教学资源，落实2017年版课标理念与课程内容要求，实施教学。2017年入学的高一年级仍然按照2017年颁布的教学指导意见进行教学。
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二、教学内容要求
（一）必修
1. 必修1
1.1 机械运动与物理模型
【内容要求】
1.1.1 了解近代实验科学产生的背景，认识实验对物理学发展的推动作用。 例1 了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法。 1.1.2 经历质点模型的建构过程，了解质点的含义。知道将物体抽象为质点的条件，能将特定实际情境中的物体抽象成质点。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。
例2 通过质点模型、太阳系行星模型等实例，体会物理模型在物理学研究中的意义。 1.1.3 理解位移、速度和加速度。通过实验，探究匀变速直线运动的特点，能用公式、图像等方法描述匀变速直线运动，理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题，体会科学思维中的抽象方法和物理问题研究中的极限方法。
例3 结合瞬时速度概念的建构，体会研究物理问题的极限方法。 例4 结合加速度概念的建构，体会物理学中的抽象思维。
例5 用打点计时器、频闪照相或其他实验工具研究匀变速直线运动的规律。 1.1.4 通过实验，认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
例6 查阅资料，了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。 例7 查阅资料，了解伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。 活动建议
（1）观察质量相同、大小和形状不同的物体在空气中下落的现象，了解空气阻力对落体运动的影响。
（2）查阅资料，了解并讨论伽利略关于物体运动的实验研究对科学发展和人类进步的重大意义。
【教学提示】
本主题通过对描述机械运动的物理量和各种直线运动等知识的学习和应用，重在培养学生的运动观念、模型建构等物理学科核心素养。
教学中应联系生产生活中与机械运动相关的实际问题，从多个角度创设情境，提出问题，引导学生讨论，让学生通过建构质点模型的过程体会建构物理模型的必要性，了解建
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构物理模型的思维方式，了解物理学研究中物理模型的特点。让学生经历建构速度、加速度等重要物理概念的过程，了解测量这些物理量的方法，进而学习科学定量地描述生活中物体运动的方法，并体会科学思维中的抽象方法和物理研究问题中的极限思想；通过研究匀变速直线运动的特点，会分析和处理实验数据，在处理数据的过程中让学生体会公式的简洁、抽象、准确，以及用图像描述和分析物理过程的方法。通过研究自由落体运动规律的过程，引导学生从物理学发展的角度，大致了解近代实验科学产生的背景，认识物理实验和科学推理在发现自然规律中的作用。
可通过位移与时间之比定义速度（位移的变化率），以及速度变化与时间之比定义加速度（速度的变化率）认识比值定义法，认识“变化率”这一跨学科概念。知道自由落体加速度就是重力加速度。
【评价提示】
能用位移、速度、加速度等物理量描述物体的直线运动，能用匀变速直线运动的规律解释或解决生活中的具体问题。
了解建立质点模型的抽象方法和质点模型的适用条件，能在特定情境下采用建构物理模型的思想和方法将物体抽象为质点。能采用极限方法和抽象思维的方法解释说明瞬时速度和加速度概念的建构过程，了解平均速度和瞬时速度的区别与联系。能采用简单直接的证据表达对物体是否做匀变速直线运动的观点。
会做“测量做直线运动物体的瞬时速度”的实验，正确使用打点计时器及其他器材进行“探究匀变速直线运动的特点”的实验，能正确获取实验数据，能利用v-t图像描述物体的运动或分析v-t图像判断物体的运动。能采用研究匀变速直线运动的方法，依据提供的器材设计不同的方案，研究自由落体运动的规律。
能运用直线运动的规律描述与解释生活中相关的自然现象、解决实际问题。 能用“变化率”的概念解释生活中各种相似的问题，能利用单位制的知识，定性判断物理量间的关系是否正确。 1.2相互作用与运动定律
【内容要求】
1.2.1 认识重力、弹力与摩擦力。通过实验，了解胡克定律。知道滑动摩擦和静摩擦现象，能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
例1 调查生产生活中所用弹簧的形状及使用目的。 例2 制作一个简易弹簧测力计，用胡克定律解释其原理。
1.2.2 通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题。
1.2.3 通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。通过实验，认识超重和失重现象。
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1.2.4 知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。 活动建议
（1）调查生产生活中利用或尽量避免摩擦的实例。
（2）通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场参与有关游乐活动等，体验失重与超重。
（3）根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置。 【教学提示】
本主题通过对几种常见力的认识，以及对牛顿运动定律的学习理解和实践应用，重在培养学生的运动与相互作用观念、科学思维、科学探究等物理学科核心素养。
教学中应联系生产生活实际认识生活中常见的重力、弹力与摩擦力的现象，了解各种力的产生条件，以及认识力的矢量性。并通过实验帮助学生了解胡克定律。通过生活中的实例帮助学生理解力的合成与分解的方法，并用来分析日常生活中的问题，体会物理与生产、生活的联系。通过引导学生对伽利略理想实验的分析，体会依据逻辑推理把实际实验理想化的思想。让学生通过实验测量加速度、力、质量，分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系图像，根据图像理解加速度与力、质量的关系，从而促进学生对牛顿第二定律的理解；并在实验中引导学生运用控制变量等研究方法设计实验方案，学习分析和处理实验数据的方法，体会探究过程中所用的学科方法，提高科学探究能力。通过运用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题，促进学生的运动与相互作用观念的形成。通过单位制的学习认识到物理规律也给出了物理量和单位之间的关系，认识到物理量包含数量和单位两部分信息。
教学中可通过牛顿运动定律的学习，使学生深化对惯性及质量概念的认识和理解；通过对力的合成与分解的认识进一步理解速度、加速度的矢量性，加强对矢量的深入认识。并可以引导学生结合现代教育技术手段设计不同的探究方案探究加速度与力、质量的关系，以提升学生解决实际问题的能力。
【评价提示】
能对物体的受力和运动情况进行分析，得出结论。能从运动与相互作用的视角对共点力的平衡、超重和失重现象等一些生产生活中的有关简单问题进行分析。
能解释说明伽利略理想实验的理想化过程，并能用来对一些错误认识进行反驳推理。 知道“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验的方法，能用弹力F和伸长（或缩短）的长度x的实验数据及F-x图像得出实验结论。能解释说明“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验方法，能用力的图示求合力。能采用控制变量的思想方法设计“探究加速度与
1物体受力、物体质量的关系”的实验方案，能利用图像处理数据，并能将a-m图转化成a-m1图进行数据分析获得结论，并能对a-图像、a-F图像中图线不过原点的情况进行正确的
m分析，能正确表达科学探究的过程。
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能说出牛顿运动定律的大致发展过程；能通过对牛顿运动定律的学习，了解科学的发现和发展过程，以及物理学史中对自然现象的描述与解释，同时了解科学家自身的创造性思维品质和敢于质疑的精神。
2. 必修2
2.1机械能及其守恒定律
【内容要求】
2.1.1 理解功和功率。了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。 例1 分析物体移动的方向与所受力的方向不在一条直线上时，该力所做的功。 例2 分析汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系。 2.1.2 理解动能和动能定理。能用动能定理解释生产生活中的现象。 例3 根据牛顿第二定律推导出动能定理。
2.1.3 理解重力势能，知道重力势能的变化与重力做功的关系。定性了解弹性势能。 2.1.4 通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。
活动建议
通过查阅资料、访问有关部门，收集汽车刹车距离与车速关系的数据，用动能定理进行解释。
【教学提示】
本主题通过实验及理论推导等方法，帮助学生理解重力势能与重力做功的关系、动能定理和机械能守恒定律，重在培养从机械能转化和守恒的视角分析物理问题的意识，形成初步的能量观念。
教学中应通过演示实验，巩固学生的能量守恒观。通过判断生活实例中的力是否做功，帮助学生认识到功是力在空间的积累效果。通过分析同一物体在零势能面上、下方的势能大小，帮助学生理解标量的正负的含义。通过引导学生分析动能、重力势能、机械能变化分别与哪个力做功有关，深化学生对功能关系的认识。创设匀变速直线运动情景，引导学生根据牛顿第二定律推导动能定理，并进一步分析变力作用情况下仍然可以通过无限分割、小量求和的方法得出动能定理。引导学生使用刻度尺直接测量两点间距离或用两点坐标差表示两点间距离的方法获得数据，用v2-h图像处理数据得出机械能守恒的结论。通过应用动能定理和机械能守恒解决物理问题的过程，引导学生学会从能量角度分析问题的方法，体会守恒观念对研究物理规律的重要性。
教学中通过弹性势能、重力势能概念的建立及其表达式中物理量的分析，帮助学生形成两个认识：一是势能是由物体间相对位置及相互作用（力）决定的，二是相互作用（力）做功与路径无关是引入势能的前提。
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【评价提示】
会分析和解释常见机械运动中动能、势能、机械能的变化，并从功能关系角度做出解释。
能结合匀变速直线运动过程，用牛顿运动定律推导动能定理；能用动能定理或者机械能守恒定律解释自然现象或者解决实际问题。
会做“验证自由落体运动过程中机械能守恒”的实验。会利用打点计时器和纸带获得实验数据，能将所选择的物理过程与纸带上的点建立对应关系，并正确记录物体下落高度，计算物体经过某位置的速度。能正确计算下落过程中减少的重力势能和增加的动能，能对两者不相等做出合理解释，并得出实验结论。能撰写简单的验证机械能守恒的实验报告。
能自觉运用能量守恒的观念来识别生活中相关信息的真实性，并说出相关的依据。 能用能量观念、运动和相互作用的观念分析实际动力机械的工作过程。 2.2能源与可持续发展
【内容要求】
2.2.1 了解利用水能、风能、太阳能和核能的方式。
2.2.2 知道不同形式的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，能量转化是有方向性的。
2.2.3 了解可再生能源和不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。
例1 讨论家庭生活中一天所用的能量哪些来自可再生能源，哪些来自不可再生能源。 2.2.4 认识环境污染的危害，了解科学·技术·社会·环境协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为。
例2 讨论在生活中可采取哪些方式节能。
例3 收集资料，调查当地大气污染、水污染、声污染等的主要污染源，了解预防方法。
例4 收集资料，从能源的角度讨论为什么要对垃圾进行分类。 活动建议
（1）查询一个火力发电厂的发电量和单位发电量煤耗，计算该厂的发电效率，估算煤厂每日发电的用煤量。
（2）设计利用太阳能取暖的方案，讨论环境对太阳能利用的影响。
（3）调查家庭中与热有关的器具的使用情况，讨论如何使用才能节约能源。 【教学提示】
本主题通过对能源与可持续发展的学习，让学生知道能量有不同的形式，不同的能量可互相转化，在转化过程中能量总量保持不变，培养学生的能量观念。
教学中应联系生产生活实际认识不同形式的能量，了解利用水能、风能、太阳能和核能的方式，了解不同形式的能量可以相互转化，并且在转化过程中总量不变。通过引导学
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生对生活中可再生能源与不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响。通过对生产生活中实际能量转化现象的分析，知道能量的转化是有方向的。通过对学生生活环境中的大气污染、水污染和声污染的调查，认识环境污染的危害，了解科学·技术·社会·环境协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为，培养学生的能量观念和可持续发展的观念。
在教学中通过参观科技馆、博物馆等场所，查询学生生活环境的变化，培养学生的节约能源的习惯，促进学生可持续发展理念的形成。
【评价提示】
能说出几种常见的不同形式的能量。认识不同形式的能量可以相互转化，在转化过程能量总量不变。在机械能与内能转化的实例中了解能量转化是有方向的。
能对生产生活中的能量转化过程进行分析，能用证据说明能源过度开发和利用对环境的影响。能从可持续发展的角度分析垃圾分类对保护环境的意义。
能从生产生活实际中收集证据，通过交流与分享，从能源与可持续发展的角度对环境污染提出自己的观点。
了解科学•技术•社会•环境协调发展的重要性，具有节约能源的意识，在生活学习中养成节约能源的习惯。具有环境保护的意识，积极参与社会活动，宣传可持续发展的观念，促进人与自然协调发展。 2.3曲线运动与万有引力定律
【内容要求】
2.3.1 通过实验，了解曲线运动，知道物体做曲线运动的条件。 例1 观察生活中的曲线运动，如投篮时篮球的运动轨迹。
2.3.2 通过实验，探究并认识平抛运动的规律。会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。能分析生产生活中的抛体运动。
2.3.3 会用线速度、角速度、周期描述匀速圆周运动。知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向。通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。
例2 了解铁路和高速公路拐弯处路面有一定倾斜度的原因。
2.3.4 通过史实，了解万有引力定律的发现过程。知道万有引力定律。认识发现万有引力定律的重要意义。认识科学定律对人类探索未知世界的作用。
例3 通过发现海王星等事实，说明科学定律的作用。
例4 以万有引力定律为例，了解统一性观念在科学认识中的重要意义。 2.3.5 会计算人造地球卫星的环绕速度。知道第二宇宙速度和第三宇宙速度。 例5 了解牛顿力学对航天技术发展的重大贡献。
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活动建议
（1）通过查阅资料，比较炮弹的实际弹道与理想抛物线的差异，尝试作出解释。 （2）搜集资料，探讨自行车拐弯时受到的向心力。
（3）观看有关人造地球卫星、神舟飞船、航天飞机、空间站的录像片，与同学交流观后感。
（4）收集我国和世界航天事业发展历史和背景的资料，写出调查报告。 【教学提示】
本主题通过研究平抛运动、匀速圆周运动、天体运动的特点和规律，以及从动力学角度解释曲线运动，促进学生运动与相互作用观念和能量观念的发展。
教学中通过演示实验、播放录像等方法，展示物体在曲线运动中突然不受力后的运动，引导学生观察、分析运动方向的变化，得出判定曲线运动速度方向的方法及做曲线运动的条件。通过演示实验、动画模拟等方法，结合生活实例展示合运动和分运动效果的一致性，促进学生理解运动是可以合成和分解的。引导学生经历根据平抛运动特点，用先分解后合成的方法研究平抛运动规律的过程，体会物理学中化繁为简的思想，深化对位移、速度、加速度概念矢量性的认识，掌握研究类平抛等复杂运动的一般方法，并能从能量角度分析曲线运动。引导学生在理论指导下寻找平抛运动的水平方向和竖直方向数据特点并形成结论。引导学生用牛顿第二定律分析圆周运动的向心力，促进学生对力与运动关系的认识。创设物理情景、结合史实引导学生“经历”牛顿发现万有引力定律的思维过程，帮助学生感受假设推理、分析论证的重要性。
对于有余力的学生，教师应引导学生在分析圆周运动中速度变化量的基础上，应用极限思想推导匀速圆周运动向心力公式。
【评价提示】
会用运动与相互作用观念、能量观念分析曲线运动问题、简单的天体运动问题。 能认识平抛运动、匀速圆周运动的物理模型特征。能根据力和速度方向关系判断质点运动轨迹为直线还是曲线，并说明判断的依据。能把复杂的匀变速曲线运动分解为简单的直线运动，解释现象和解决实际问题。能从能量角度分析平抛运动、圆周运动等曲线运动的特点，并进行定量计算。能用牛顿运动定律定性解释天体沿椭圆轨道运动时速度的变化。能对关于曲线运动、引力的一些错误认识提出质疑。
会做“探究平抛运动的特点”等实验。能正确记录抛出点的位置，说出不同实验方案中，记录物体在不同时刻位置的方法，并进行简单的误差分析。能从记录的平抛运动轨迹中正确获取数据，进行平抛运动规律分析，正确表述结果，并对规律做出理论解释。
能认识到物体做圆周运动同样遵循牛顿第二定律，认识到物理中的矢量运算与数学中向量运算的一致性。 2.4 牛顿力学的局限性 【内容要求】
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2.4.1 知道牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的。 例1 了解微观和高速世界中的奇妙现象。 活动建议
阅读有关弱引力和强引力的资料，在同学中举办小型讨论会。 【教学提示】
本主题引导学生认识牛顿力学的局限性，体会人类对自然界的探索是不断深入的，进而丰富对科学本质的理解。
教学中可以从经典的相对运动关系引发时间空间关系的思考，再通过对行星公转轨道的变化等介绍，激发学生对牛顿力学经典时空观的质疑。另外，可通过对量子力学及宇宙的起源与演化的学习与讨论，进一步体会科学发展中的扬弃思想和认识自然过程中追求真理、不断深入研究的科学精神。
对于学有余力的学生，可组织“从低速到高速、微观到宏观、弱引力到强引力”相关【评价提示】
初步了解牛顿力学的局限性，能举出牛顿力学不适用的实例。
能初步针对具体的问题判断是否可以用牛顿力学的观点来研究。能对自然现象和科学实验结论中出现与牛顿力学的矛盾提出质疑，并分析其可能存在的问题。
能认识到物理学实事求是、创新发展的本质，进一步提升探索自然规律的兴趣和自觉性，不断追求科学真理。
的讨论，促进学生认识到真理的相对性，人类对自然的探索永无止境。
3. 必修3
3.1静电场 【内容要求】
3.1.1 通过实验，了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。 例1 通过多种方式使物体带电，观察静电现象。 例2 演示并分析静电感应现象。
3.1.2 知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
例3 与质点模型类比，体会在什么情境下可将带电体抽象为点电荷。 例4 体会库仑扭秤实验设计的巧妙之处。
3.1.3 知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。
例5 用电场线描绘两个等量异种点电荷周围的电场。 3.1.4 了解生产生活中关于静电的利用与防护。
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例6 分析讨论静电在激光打印、静电喷雾和静电除尘等技术中的应用。知道在有可燃气体、粉尘的环境中如何防止静电事故。
3.1.5 知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。
3.1.6 观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。
例7 查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯电路中的作用。 活动建议
（1）通过观察、查阅资料等方式，了解避雷针的结构和基本原理，撰写一篇研究报告。
（2）收集资料，综述静电的危害，了解预防的方法。
（3）通过观察、查阅资料等方式，了解并分析电容器应用的实例，撰写研究报告。 【教学提示】
本主题通过对电荷及其守恒定律、库仑定律、电场和电场强度、电势能和电势、电容器和电容以及静电知识等内容的学习和应用，重在培养学生的物质观念、运动与相互作用观念、能量观念、建构物理模型和科学论证等物理学科核心素养。
教学中应引导学生从力的角度认识电场，了解电场的物质性，建立点电荷、电场线等物理模型，体会物理模型在研究具体问题中的作用。引导学生了解电场强度、电势等物理量的含义并体会其应用物理量之比定义新物理量的方法。引导学生了解库仑定律建立的探究过程，体会库仑扭秤实验设计的思想与方法。引导学生从能的角度认识电场，重视电场问题与重力场问题的类比分析。引导学生关注静电现象的利用与防护，举例说明电容器在技术上的应用。
引导学生通过观察实验现象了解使物体带电有多种方式，了解电容器充、放电过程，知道电荷之间相互作用的规律。
引导学生通过电势能与重力势能、弹性势能的对比，理解引入势能概念的条件，在抽象概括的基础上理解“势”的概念。
引导学生迁移应用牛顿运动定律、功能关系等力学知识分析带电粒子在电场中的运动。 【评价提示】
知道电场的物质性，能用电场强度、电势描述电场的性质，会用库仑定律分析点电荷之间的相互作用，能用电场力做功分析电势能的变化。会解决简单的实际问题。
能用点电荷模型研究电荷间的相互作用，能用电场线模型分析电场中的简单问题，能用物理量之比定义电场强度和电势，了解用物理量比值定义新的物理量的方法。在分析带电粒子在电场中运动相关问题时能使用证据说明自己的观点。
能用所学知识分析静电现象和电容器充、放电现象。能分析带电粒子在电场中的运动情况。
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了解静电现象、电容器等在技术上的应用，了解静电防护措施。初步认识科学·技术·社会·环境的关系。 3.2电路及其应用 【内容要求】
3.2.1 观察并能识别常见的电路元器件，了解它们在电路中的作用。会使用多用电表。 3.2.2 通过实验，探究并了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系。会测量金属丝的电阻率。
例1 知道滑动变阻器的工作原理。 例2 通过I–U图像了解材料的电阻特性。 3.2.3 了解串、并联电路电阻的特点。
3.2.4 理解闭合电路欧姆定律。会测量电源的电动势和内阻。
例3 通过探究电源两端电压与电流的关系，体会图像法在研究物理问题中的作用。 3.2.5 理解电功、电功率及焦耳定律，能用焦耳定律解释生产生活中的电热现象。 3.2.6 能分析和解决家庭电路中的简单问题，能将安全用电和节约用电的知识应用于生活实际。
例4 根据某家庭的电器设施，估算该家庭电路中所需导线的规格。 活动建议
（1）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I-U特性曲线，对比它们导电性能的特点。
（2）收集新型电热器的资料，了解其发热原理。
（3）观察家庭用电器的工作状况，检查是否存在安全隐患，知道安全用电的基本方法。
（4）调查近年来家庭用电的情况，讨论节约用电如何从自己做起，养成节约用电的习惯。
【教学提示】
本主题通过对闭合电路欧姆定律、电阻定律、电功、电功率、焦耳定律以及电路特点等电学相关知识的学习和应用，重在培养学生的能量观念，培养学生获取和处理信息，设计简单的电学实验、通过实验获取证据、基于证据分析论证的能力。认识到人类在保护环境和促进可持续发展方面的责任。
在探究金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系实验中领会控制变量的思想，在闭合电路欧姆定律等知识的学习中，努力创设激发学生探究欲望的问题情境，培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。通过测电源电动势和内阻等实验的误差分析，帮助学生了解实验中存在误差的原因及减小实验误差的方法。通过学习电功和电功率等内容，培养学生解决实际问题的能力。引导学生了解家用电器的使用，生活中注意安全用电，具有节约用电的意识。
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引导学生从电场力做功和能量转化的角度研究电路，从能量角度理解电源的作用，培养学生分析问题和解决问题的能力。
【评价提示】
理解欧姆定律，能结合电路特点，应用闭合电路欧姆定律等分析电路各部分之间电学量的关系。能用电场力做功和焦耳定律等分析电路中的能量转化问题。能应用闭合电路欧姆定律解释现象或者解决实际问题。
能完成“探究金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系”的实验，了解决定导体电阻的相关因素。会测量电源的电动势和内阻。
会使用基本的电学测量仪器，能在教师指导下制订实验方案，能选用实验器材进行实验，获取实验数据。会用图像处理实验数据，能分析实验中存在的误差，并能提出减小误差的方法，能撰写实验报告。
在实践中能做到安全用电和节约用电，具有可持续发展和环境保护意识。 3.3磁场
【内容要求】
3.3.1 能列举磁现象在生产生活中的应用。了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。关注与磁相关的现代技术发展。
3.3.2 通过实验，认识磁场。了解磁感应强度，会用磁感线描述磁场。体会物理模型在探索自然规律中的作用。知道磁通量。
例1 判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向，用磁感线描绘通电直导线和通电线圈周围的磁场。
3.3.3 通过实验，认识安培力。能判断安培力的方向，会计算安培力的大小。了解安培力在生产生活中的应用。
例2 利用电流天平等简易装置测量安培力。 例3 了解磁电式电表的结构和工作原理。
3.3.4 通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。 3.3.5 能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。了解带电粒子在匀强磁场中的偏转及其应用。
例4 观察阴极射线在磁场中的偏转。 例5 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。 活动建议
（1）查阅资料，了解我国古代对磁现象的认识和应用及其对人类文明的影响。 （2）用电磁继电器设计一个自动控制电路，说明其工作原理。 （3）观察洛伦兹力演示仪的结构，定性讨论电子束偏转的原理。 【教学提示】
本主题通过对磁场相关知识的学习，让学生了解磁场的物质性，重在培养学生的物质
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观念。引导学生认识安培力和洛伦兹力，了解安培力和洛伦兹力在生产生活中的应用，培养学生的运动与相互作用观念。引导学生学会建立磁感线模型，体会物理模型在研究实际问题中的重要作用，进一步理解物理量的比值定义法。
教学中应联系生产生活实际进一步认识磁场，引导学生领会发现电流磁效应现象的意义。通过实验探究安培力和洛伦兹力的大小和方向的规律，通过实验研究带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，观察磁电式电表的内部结构，了解磁电式电表的工作原理。观察阴极射线在磁场中的偏转现象，了解带电粒子在磁场中发生偏转的原因。观察洛伦兹力演示仪的结构，定性讨论电子束偏转的原理。了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。通过安培力和洛伦兹力的学习进一步认识场的概念。培养学生的物质观念、运动与相互作用观念。教学中要重视探究过程中引导学生对实验现象进行分析与归纳，概括实验结果的本质特征，提升学生对实验结果进行定性和定量分析的能力。
通过建构微观电流模型分析安培力与洛伦兹力的关系，分析安培力做功与能量转化的关系，分析洛伦兹力在能量转化过程中所起的作用，深入理解洛伦兹力不做功的含义。
【评价提示】
能用磁感应强度描述磁场。能用磁感线描绘磁场，能用磁感线模型分析磁场中的简单问题。能通过实验探究影响安培力和洛伦兹力大小的因素，能利用公式计算安培力和洛伦兹力的大小，能应用左手定则判断安培力和洛伦兹力的方向。能建构带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的模型，会利用运动与相互作用观念和能量观念分析洛伦兹力只改变粒子速度的方向而不改变其大小。会分析洛伦兹力不做功的原因。
能对带电粒子在匀强磁场中的圆周运动进行定性和定量分析，会计算粒子运动的轨道半径和运动周期。
能对重力、电场力、磁场力进行分析和比较，掌握三种力的大小和方向的特点，能区分三种力在做功方面的异同。能从运动与相互作用和能量的角度处理带电体在复合场中的运动问题。
了解安培力和洛伦兹力在生产生活中的应用。体会科学技术对社会发展的意义。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第14页
（二）选择性必修
1. 选择性必修1
1.1电磁感应
【内容要求】
1.1.1通过实验，了解电磁感应现象，了解产生感应电流的条件。知道电磁感应现象的应用及其对现代社会的影响。
例1 收集资料，了解手机无线充电的原理。
1.1.2 探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。 例2 用能量的观点解释楞次定律。
1.1.3 通过实验，理解法拉第电磁感应定律。
1.1.4 通过实验，了解自感现象和涡流现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。
例3 了解电磁炉的结构和原理。 活动建议
（1）查阅资料，了解电磁感应现象的发现过程。
（2）查阅资料，撰写报告分析奥斯特电流磁效应和法拉第电磁感应定律对第二次工业革命的贡献，体会科学技术对社会发展的意义。
【教学提示】
本主题通过对电磁感应现象中感应电流方向和大小规律等知识的学习，培养学生能量观念、运动与相互作用观念、科学探究等方面物理学科核心素养。
联系生产生活中与电磁感应相关的实际问题，创设真实的问题情景，探究感应电流产生的条件。引导学生探究影响感应电流方向的因素，理解楞次定律。通过实验引导学生观察电磁感应现象并探究影响感应电流大小的因素，理解法拉第电磁感应定律。引导学生从能量转化与守恒的角度分析电磁感应现象，培养学生的能量观念。引导学生从定性和定量的角度分析电磁感应现象，提升学生的论证能力。
通过对速度、加速度、感应电动势等概念的归纳，进一步认识“变化率”这一跨学科概念。
对学有余力的学生，通过对动生电动势和感生电动势的分析，比较两种不同电动势产生的机理，从能量转化与守恒的角度理解电磁感应现象。引导学生关注与磁、电磁感应、电磁波相关的现代技术的发展与应用，关注科学·技术·社会·环境的关系。
【评价提示】
能应用楞次定律或右手定则判断感应电流的方向，知道电磁感应现象产生的条件及其在生产生活中的实际应用。能用能量的观点解释楞次定律。能用法拉第电磁感应定律从定
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第15页
量或半定量的角度分析感应电动势的大小，能从能量角度解释电磁感应现象。能举例说明自感现象和涡流现象在生产生活中的应用。
能分析电磁感应现象，提出关于感应电流大小或方向的可探究的物理问题，能通过交流讨论设计制订实验探究方案，探究影响感应电流大小和方向的因素，获取感应电流大小和方向的相关证据，能对科学探究过程与结果进行交流反思。能体会科学推理和科学论证在探究电磁感应规律中的价值。 1.2交变电流
【内容要求】
1.2.1 通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。 例1 用示波器或其他设备观察交变电流的波形，并测算其峰值和有效值。 1.2.2 通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。
例2 观察常见的变压器，了解其作用。 例3 探究远距离输电中导致电能损耗的因素。
1.2.3 了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用。
活动建议
查阅资料，与同学讨论动车组进站过程中是如何进行能量转化的。 【教学提示】
本主题通过对交变电流、变压器等知识的学习，培养学生能量观念、科学探究等方面的物理学科核心素养。
教学中通过实验认识交变电流，通过实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，通过实验演示，引导学生探讨远距离输电时导致电能损耗的因素。结合具体实例，引导学生分析并了解发电机和电动机工作过程中的能量转化情况。
引导学生根据实验现象及对变压器的理解，对变压器电压与匝数的关系进行科学猜想，并独立设计实验方案和实验操作步骤，让学生经历科学探究的过程，获得成功的体验。通过拆卸和组装变压器，促进学生加深对变压器的理解。从能量角度对变压器进行分析，帮助学生认识到变压器是理想化模型。
通过交变电流有效值的学习，帮助学生理解有效值是为了描述交变电流的热效应而引入的物理量，理解等效思想。
【评价提示】
能用表征交变电流的物理量描述正弦交流电。能计算理想变压器的电压、电流，知道输入功率与输出功率的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。了解发电机和电动机工作过程中的能量转化。
能对生活中与变压器有关的现象进行科学解释。能对电容和电感在交流、直流电路中
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第16页
引起的现象进行猜想并作出科学解释。
了解理想化模型在物理学研究中的应用。 1.3传感器
【内容要求】
1.3.1 知道非电学量转换成电学量的技术意义。
1.3.2 通过实验，了解常见传感器的工作原理。会利用传感器制作简单的自动控制装置。
例1 通过热敏电阻实验，了解温度传感器的工作原理。 1.3.3 列举传感器在生产生活中的应用。 例2 了解光敏传感器及其在生产生活中的应用。 活动建议
（1）调查生产生活中传感器的应用，分析某一种传感器的工作原理。 （2）调查手机中的各种传感器，了解它们的应用。 【教学提示】
本主题通过对传感器的学习与应用，重在培养学生的物质观念、科学推理和社会责任等物理学科核心素养。
教学中通过列举实例、体验等方法帮助学生了解传感器在生产生活中的应用，体会将非电学量转换成电学量的技术意义。引导学生通过自学、查阅资料，并设计实验，了解常见传感器的工作原理，并引导学生能利用传感器设计并制作简单的自动控制装置。 引导学生调查家中的电器应用了哪些传感器，并通过说明书或网络了解其工作原理。 【评价提示】
能通过自主学习和查阅资料，说出常见传感器的工作原理。
知道热敏电阻、光敏电阻等元件的特性。能结合学过的物理知识对传感器的工作原理作出解释。
能设计实验，验证常见传感器的工作原理。能利用传感器设计并制作简单的自动控制装置。
能通过传感器在生产生活中的广泛应用，认识到科技对人类生活和社会发展的影响。 通过自学、查阅资料，了解、学习传感器的相关知识，并能与同学分享和交流学习成果。
1.4分子动理论 【内容要求】
1.4.1 通过实验，估测油酸分子的大小。了解分子动理论的基本观点及相关的实验证据。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第17页
1.4.2 通过实验，了解扩散现象。观察并能解释布朗运动。了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像的物理意义。
例1 利用显微镜观察布朗运动。
1.4.3 能用分子动理论和统计观点解释气体压强。 活动建议
通过调查，了解生活中表现统计规律的实例。 【教学提示】
本主题通过分子动理论的学习和应用，重在培养学生的物质观念、运动与相互作用观念、能量观念和物理模型建构等物理学科核心素养。
教学中应引导学生结合实验或生活实例，理解分子动理论的基本观点。通过实验估测油酸分子的大小，并体会和掌握测量微观量的思想和方法。通过实验观察布朗运动，并作出解释。知道分子运动速率分布的统计规律，理解分子运动速率分布图像的物理意义。能运用分子动理论和统计观点对气体压强进行解释，并建立气体的理想化模型——理想气体。引导学生从宏观和微观两个角度解释什么是理想气体，帮助学生建立微观运动和宏观物理量的联系。 【评价提示】
能说出分子动理论的基本观点。
能说出建构理想气体模型的必要性，知道理想气体模型的特征。能建立理想气体的微观图景，并分析和研究气体压强与微观运动的关系。
能通过实验，估测油酸分子的大小。知道测量微观物理量的思想和方法，能通过科学、合理的操作获得实验数据、在实验中有效减小误差，并能处理数据计算出油酸分子的直径。
知道统计规律的理论和方法在现代科学中得到了普遍的应用。 1.5热力学定律
【内容要求】
1.5.1知道热力学第一定律。通过有关史实，了解热力学第一定律和能量守恒定律的发现过程，体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义。
1.5.2理解能量守恒定律，能用能量守恒的观点解释自然现象。体会能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。
1.5.3通过自然界中宏观过程的方向性，了解热力学第二定律。 活动建议
（1）基于对热力学定律的认识，结合可持续发展的观念，讨论人类合理开发利用能源的问题。
（2）讨论为什么“第一类永动机”和“第二类永动机”不可能实现。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第18页
【教学提示】
本主题通过热力学定律的学习，进一步培养学生的能量观念。引导学生根据大量实验事实总结出关于热现象的宏观理论，即热力学第一定律和热力学第二定律。要利用热力学定律来分析讨论为什么“第一类永动机”和“第二类永动机”不可能实现。要让学生明确热力学第一定律是能量守恒定律在热现象范围内的具体体现，进一步体会能量守恒思想，进一步认识自然规律的多样性和统一性。与此同时，通过本主题的学习，提高学生保护环境并推动可持续发展的责任感。
可引导学生讨论如何做才能更加合理地利用能源。并通过查阅资料，了解熵在物理学领域之外的广泛应用，如和社会的关系等。
【评价提示】
知道做功和热传递在改变系统内能上的相同点和区别。
能通过热力学第一定律分析物理过程中的内能变化、吸放热以及做功情况。能用热力学第一定律解释自然界能量的转化、转移问题，知道第一类永动机不可能实现。
理解能量守恒定律，知道能量守恒定律是自然界普遍遵从的基本规律。
能通过自然界中热传导的方向性等实例，初步了解热力学第二定律，并能用热力学第二定律解释第二类永动机不能制造成功的原因。能运用热力学第二定律解释自然界中能量转化、转移以及方向性问题。
2. 选择性必修2
2.1 机械振动与机械波
【内容要求】
2.1.1 通过实验，认识简谐运动的特征。能用公式和图像描述简谐运动。
2.1.2 通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。会用单摆测量重力加速度的大小。
2.1.3 通过实验，认识受迫振动的特点。了解产生共振的条件及其应用。 例1 调查生产生活中受迫振动的应用实例。 例2 调查生产生活中利用和防止共振的实例。
2.1.4 通过观察，认识波的特征。能区别横波和纵波。能用图像描述横波。理解波速、波长和频率的关系。
2.1.5 知道波的反射和折射现象。通过实验，了解波的干涉与衍射现象。 例3 用波动演示器显示波的叠加。
例4 观察音叉双臂振动激发的水波干涉现象。
2.1.6 通过实验，认识多普勒效应。能解释多普勒效应产生的原因。能列举多普勒效应的应用实例。
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活动建议
（1）学生们手拉手站成一排，依次下蹲、起立，模拟机械波。 （2）查阅资料，了解多普勒效应的实际应用。 （3）查阅资料，举办关于引力波的讨论会。 【教学提示】
本主题通过机械振动与机械波知识的学习，深化对运动与相互作用观念、能量观念的理解，发展科学探究能力，进一步认识到物理学与生产生活实际的密切联系。
通过创设学生感兴趣的问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的机械振动现象，建构简谐运动、单摆等模型，学会用守恒定律解决问题的方法。在研究单摆运动等实验过程中，进一步领会守恒思想，提高建模能力。引导学生从相互作用和能量的角度认识机械振动和机械波。通过波的干涉、衍射现象与多普勒效应，了解波动的特征，为深入学习和研究电磁波、光的波动性奠定基础。
通过实验，研究影响单摆周期的因素、波的干涉和衍射等现象，增强学生的证据意识，提升科学论证能力。通过查阅资料，了解受迫振动、多普勒效应等应用实例，拓展学生视野。
【评价提示】
能用恰当的物理量描述简谐运动和机械波，能用图像描述简谐运动和机械波。能说明机械波的特点，并能解释生产生活中的有关现象。
能根据现实生活中的振动或摆动的特点，建构简谐运动、单摆等物理模型。能运用这些模型分析问题，通过推理得到结论，并对相关现象作出解释。
会做“用单摆测量重力加速度的大小”等实验。能恰当选用基本的实验器材进行实验，会设计实验方案，能对实验器材进行规范操作，获得实验数据。
能解释生活与科技中的振动和波动现象，逐步形成独立思考、敢于质疑和善于反思的创新精神。
2.2 电磁振荡与电磁波 【内容要求】
2.2.1 初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。通过实验，了解电磁波，知道电磁场的物质性。
例1 结合牛顿万有引力定律和麦克斯韦电磁场理论，体会物理学发展过程中对统一性的追求。
2.2.2 通过实验，了解电磁振荡。 2.2.3 知道电磁波的发射、传播和接收。
例2 演示赫兹实验，体会理论预言在科学发展中的作用，以及实验证据对新理论的支撑作用。
2.2.4 知道光是一种电磁波。知道光的能量是不连续的。初步了解微观世界的量子化
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第20页
特征。
2.2.5 认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。通过实例，了解电磁波的应用及其带来的影响。
例3 知道手机和卫星通信等都是电磁波的应用。 活动建议
（1）查阅资料，了解微波炉的加热原理，总结使用微波炉的注意事项。
（2）查阅资料，了解移动通信技术发展情况，并了解蓝牙、Wi-Fi等无线通信设备的原理、使用的电磁波频段和常用频率。
（3）列举家用电器和生活用品中与红外线、紫外线有关的应用实例。 （4）调查电磁波在现代社会中应用的实例。 【教学提示】
本主题通过对电磁振荡与电磁波的学习与应用，重在培养学生的物质观念和能量观念等物理学科核心素养。
教学中可要求学生通过自学、查找资料，了解电磁场和电磁波的基本知识，引导学生从电磁感应现象和电与磁的“对称”思想出发，感受物理学的和谐之美和对称之美。知道光是一种电磁波、光的能量是不连续的，初步了解微观世界的量子化特征。
通过实验，引导学生观察、了解电磁振荡过程。学生通过自学、查找资料，了解电磁波的发射、传播和接收过程，知道电磁波和机械波的共性和区别。通过实例引导学生认识电磁波谱，知道光是电磁波，知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。
通过自学、查阅资料，了解、学习电磁振荡与电磁波的相关知识，并能与同学分享和交流学习成果。
【评价提示】
能说出麦克斯韦电磁场理论的基本思想，能描述电磁振荡的过程，会利用场的性质解释有关电磁波的现象，能简单描述电磁波的发射、传播和接收过程，能说出电磁波各个波段的名称、特征和典型应用。知道光是电磁波，知道光的能量是不连续的。
会用示波器观察振荡电路中的振荡电流，能分析振荡电流变化过程中电场能和磁场能的相互转化的规律，并分析电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流的方向的变化过程。
能根据电磁理论的发展过程及其对人类社会影响的历史，了解科技对人类生活和社会发展的影响，体会基础科学的重大发现在工业革命和社会发展中的作用。 2.3 光及其应用 【内容要求】
2.3.1 通过实验，理解光的折射定律。会测量材料的折射率。
2.3.2 知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。
例1 演示光沿水柱（或弯曲的玻璃柱）的传播。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第21页
例2 观察光缆的结构，分析光的全反射在光纤中是如何产生的。
2.3.3 观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用。知道光是横波，会用双缝干涉实验测量光的波长。
例3 演示双缝干涉和单缝衍射现象，观察双缝干涉和单缝衍射图样，并以此说明光具有波的性质。
例4 利用生活中的器材设计实验，观察光的薄膜干涉现象，讨论薄膜干涉的原因。 2.3.4 通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。 活动建议
（1）通过调查研究，收集光的偏振现象应用的实例。 （2）观看3D电影，查阅资料，了解3D电影的原理。 【教学提示】
通过学习折射、全反射、光的干涉、衍射、偏振等现象及其基本规律，拓展对物理世界的认识和理解。
教学中应重视引导学生通过实验，探究光的传播规律和波动性特征，增强学生的证据意识，提升科学论证能力。建议通过演示实验和学生实验，让学生观察折射和全反射、光的色散等现象，探究折射、全反射、色散等物理现象发生的条件和规律，理解折射率的含义，并应用折射和全反射等知识分析生产、生活中的实例，例如光导纤维、彩虹形成等。引导学生通过光的干涉、衍射、偏振等现象来论证光具有波动性且是横波，并能解释生活、生产中光的干涉、衍射现象和应用。引导学生通过双缝干涉测波长的实验进一步探究光的干涉规律。通过实验，让学生了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
对于学有余力的学生，可自主进行课外的光学实验探究或光学应用方面的课外研究，拓展视野。
【评价提示】
能辨析实际问题中呈现的光的折射、全反射、干涉、衍射、偏振等现象。理解折射率的含义及其与全反射临界角、光的波长及光在介质中的传播速度等物理量的关系，了解光的波动性及光波与机械波的联系和区别。
能根据光的干涉、衍射等现象说明光具有波动性，并进一步根据光的偏振现象说明光是横波。能说明干涉条纹间距与波长之间的关系。
在测量玻璃折射率、双缝干涉测波长等实验中，能独立完成选用仪器、设计方案、规范操作、获得数据、分析数据、分析误差、获得结论等实验环节，能用科学语言撰写实验报告。能应用实验室和生活中的仪器进行简单的光学实验探究。
能应用折射、全反射等基本知识分析光线经棱镜等光学仪器的光路；能类比机械波干
涉现象的成因分析光的干涉条纹规律。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第22页
2.4 相对论初步 【内容要求】
2.4.1 初步了解相对论时空观。
例1 初步了解长度收缩效应和时间延缓效应。 例2 初步了解时空弯曲。
2.4.2 关注宇宙起源和演化的研究进展。 例3 查阅资料，初步了解典型的恒星演化过程。 活动建议
（1）阅读有关相对论的科普书刊，在同学中举办小型讨论会。 （2）观看有关宇宙起源的科教电视主题片，了解宇宙的演化。 【教学提示】
本主题通过对相对论的初步介绍，体会人类对自然界的探索是不断深入的，进而丰富对科学本质的理解。
教学中可以从经典的相对运动关系引发电磁理论中对光速的参考系思考，再通过对迈克尔逊—莫雷干涉实验及其结果的介绍，进而介绍爱因斯坦的相对论假设以及时间延缓、长度收缩效应和时空弯曲理论。再通过对量子力学及宇宙的起源与演化的学习与讨论，进一步体会科学发展中的扬弃思想和认识自然过程中追求真理、不断深入研究的科学精神。
引导学有余力的学生，对牛顿力学和相对论、量子力学等在研究物理现象时的结论进【评价提示】
能说出爱因斯坦狭义相对论的两个假设，能举出自然现象和科学实验中出现的相对论效应的实例。
能说出时间延缓、长度收缩效应等推论。
了解迈克尔逊—莫雷干涉实验的结论证明了爱因斯坦光速不变的假设，了解相对论效应。认识到科学实验对科学理论研究的重要意义。
能尝试用更加科学严谨的时空观来分析、思考自然界的现象，认识到物理学实事求是、创新发展的本质，进一步提升探索自然规律的兴趣和自觉性，不断追求科学真理。
对于学有余力的学生，能进一步了解相对论、量子力学、宇宙演化的研究过程和基本理论，并对自然现象和规律进行简单的分析和解释。
行初步对比分析，进一步理解这些理论的关系。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第23页
3. 选择性必修3
3.1碰撞与动量守恒定律
【内容要求】
3.1.1 理解冲量和动量。通过理论推导和实验，理解动量定理和动量守恒定律，能用其解释生产生活中的有关现象。知道动量守恒定律的普适性。
例1 知道火箭的发射利用了反冲现象。
例2 收集资料，了解中子的发现过程，讨论动量守恒定律在其中的作用。 3.1.2 通过实验，了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。定量分析一维碰撞问题并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
3.1.3 体会用守恒定律分析物理问题的方法，体会自然界的和谐与统一。 例3 查阅资料，了解太空物体的碰撞和微观粒子的碰撞等相关信息。 活动建议
（1）制作“水火箭”。
（2）观察台球碰撞前后的运动情况，尝试用动量知识定性解释。 【教学提示】
本主题在学生初步形成的运动与相互作用观念和能量观念的基础上，引导学生通过研究碰撞现象，拓展对物理世界的认识和理解。
通过探究碰撞过程中的守恒量，进一步发展学生运动与相互作用观念和能量观念，使其了解物理规律具有适用范围和条件。通过实验探究和理论推导，让学生经历科学论证过程，理解动量定理的物理实质与牛顿第二定律的一致性。通过创设学生感兴趣的问题情境，引导学生运用已有的概念和规律分析常见的碰撞，建构弹性碰撞等模型，学会用守恒定律解决问题。在研究碰撞现象等实验过程中，进一步领会守恒思想，提高建模能力。
通过制作“水火箭”、查阅“微观粒子的碰撞”等相关信息资料，拓展学生的视野，从动量守恒定律的普适性来认识自然界的统一性。
【评价提示】
能理解动量定理和动量守恒定律的内涵，并能说出动量守恒的条件。能用动量和机械能的知识分析和解释机械运动现象，解决一维碰撞问题。并能解释生产生活中的有关现象。
能根据现实生活中的碰撞现象，建构弹性碰撞和非弹性碰撞等物理模型。能运用这些模型分析问题，通过推理得到结论，对相关现象作出解释。会用系统的思想和守恒的思想分析物理问题。能恰当使用证据说明自己的观点，质疑他人的观点。
会做“验证动量守恒定律”等实验。会设计实验方案，能对实验器材进行规范操作，获得实验数据，总结弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。会利用动量守恒定律预测弹性碰撞会发生的现象，并能设计实验来进行验证。
能认识到物理规律的内在一致性和适用范围，认识到物理研究是建立在观察和实验基
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第24页
础上的一项创造性工作，在研究中必须坚持实事求是的态度。
能从动量守恒定律的普适性来认识自然界的统一性。 3.2原子与原子核
【内容要求】
3.2.1了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
3.2.2了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
3.2.3了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
3.2.4认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
3.2.5了解人类对物质结构的探索历程。
例 了解直线加速器、同步加速器、粒子探测器在核物理、粒子物理研究中的作用。 活动建议
查找资料，了解华人科学家在粒子物理领域中的杰出贡献。
【教学提示】
本主题通过原子和原子核的学习，进一步培养学生的物质观和相互作用观。通过物理史实重温前人的探究活动来提高自己的探究能力，了解人类认识微观世界的方法和途径，体会科学发展的过程。通过科学认识发展的历程，体会科学继承与创新的关系，着力培养创新观念的养成。
引导学生认识人类是怎样一步一步深入认识原子和原子核结构的，通过对实验事实的分析，提出模型或假说，在新的实验基础上再提出新的学说，推动人类对原子和原子核结构的认识。知道阴极射线是由电子组成的，体会电子的发现过程中蕴含的科学方法。领会卢瑟福提出原子核式结构的实验和思维过程。能用玻尔模型解释氢原子模型，了解能级、跃迁、能量量子化等概念。能从三种射线在磁场中的运动轨迹认识三种射线的特征，了解核结构模型的建立。能从衰变快慢的规律了解半衰期及衰变规律，体会统计概率思想的重要性。引导学生分析在原子核狭小的空间里带正电的质子能在一起而不散开的原因，了解核力的特点和四种基本相互作用。通过能量的观点分析核反应中的质量亏损，能用质能方程进行计算。了解裂变和聚变。
通过学习人类对原子和原子核结构的认识过程，感悟和体会科学家在研究过程中所采用的科学研究方法，体会科学探究过程中“猜想”的重要性，着力培养学生的创新能力。
通过核能的利用，思考科学技术与社会进步的关系，培养正确的科学态度。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第25页
【评价提示】
理解汤姆孙发现电子的实验原理。理解卢瑟福根据α粒子散射实验提出物理问题、形成猜想和假设的过程，了解科学探究中的方法，了解物理方法在科学研究中的重要作用，认识卢瑟福的核式结构模型的局限性。
理解玻尔为解释氢原子光谱提出的原子模型，分析氢原子模型中原子发光的机理，定量计算氢原子能级跃迁过程的能量变化。
通过三种射线在磁场中运动的不同，分析出三种射线的电性及比荷。认识α衰变、β衰变过程中电荷数和质量数守恒的规律，了解半衰期是大量统计的结果，能用半衰期分析原子核衰变的质量。
认识质子和中子是原子核的组成部分。通过原子核的稳定性了解核力的特点，了解四种相互作用。
理解质能方程，能用质能方程计算核反应所释放的核能。 3.3波粒二象性 【内容要求】
3.3.1通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光的波粒二象性。
3.3.2知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
例1了解电子衍射实验。
例2 通过史实，了解量子概念的建构对人类认识自然的影响。 活动建议
阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。 【教学提示】
本主题根据科学发展的历史脉络学习人类认识微观粒子的波粒二象性，进一步丰富学生的物质观念。
通过对光的波粒二象性的认识过程，引导学生能从前人的研究工作中体会科学探究的过程，感受科学家进行探究的科学方法与科学精神。
引导学生理解能量量子化的观点，体会量子论的建立深化了人类对于物质世界的认识。引导学生沿着光电效应规律的研究过程体会科学探究的过程，知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。通过实验分析，了解光的波粒二象性的内容，感受微观粒子运动的复杂性。通过实物粒子具有波动性，领会对称性的研究方法。引导学生阅读教材，体会德布罗意以类比的方法提出实物粒子也具有波动性的思想。通过分析实验，体会微观粒子波粒二象性模型的建立过程。
普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第26页
可引导学生查阅资料，初步认识经典物理与近代物理的区别。 【评价提示】
知道黑体和黑体辐射模型，能说出普朗克在研究黑体辐射时提出的能量子假说。 理解光电效应实验电路的工作原理，能用光子说解释光电效应现象。能用光电效应方程解释存在遏止电压、截止频率的原因。
通过光电效应等现象认识光的粒子性。能说明在具体的光学现象中波动性和粒子性的体现。知道光子的能量、动量关系式。
从光的波粒二象性类比认识实物粒子的波粒二象性。通过电子衍射说明实物粒子具有波动性。
通过史实，了解量子概念的建构对人类认识自然的影响。从类比和对称性思考的科学思想方法出发，了解人类对微观粒子波粒二象性的认识过程。
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三、教学与评价建议
物理教师应以普通高中物理课程标准的基本理念、课程目标、学业质量和物理学科核心素养的要求，结合教学和评价的实际情况，创造性开展教学与评价工作，将物理学科核心素养的培养贯穿于物理教学和评价的全过程。
教学与评价是密不可分的，是发展学生物理学科核心素养全过程的不同方面，两者形成合力共同作用于学生发展。物理教学是促进学生物理学科核心素养发展的基本途径，评价具有为教学提供诊断反馈信息并促进教学的功能；另一方面，评价对教学具有导向作用，可以有效引导教师的教学和学生的学习，促进学生全面而有个性的发展。
（一）教学建议
在教学活动过程中，以立德树人根本任务为驱动，基于物理学科核心素养发展要求整合物理教学内容，转变教学方式，改变课堂教学结构，真正落实以学生为中心，促进学生的认知能力、创新能力、合作能力等关键能力的发展。不仅要关注学生短期内的学业成就表现，还应关注学生的可持续发展，为学生适应未来社会发展的需求和个体的终身发展奠定基础。
1. 基于物理学科核心素养确定教学目标
要达成发展学生物理学科核心素养的课程目标，首先应针对教学内容和学生情况，将“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等物理学科核心素养分解成具体的教学目标。
学生的物理观念是在物理概念、物理规律等内容的学习、运用及内化体验的基础上，逐步建构和发展起来的。因而制定物理概念、规律的教学目标时，要分析它们在物质观念、运动与相互作用观念及能量观念等物理观念发展过程中的地位和作用，并落实在具体的教学目标中。例如学习“电势能”这一概念时，应考虑到教学内容对功能关系、势能概念、能量转化和守恒定律等能量观念建构和发展的作用，教学目标中应体现出类比重力做功和重力势能变化的关系建立电势能的概念，研究势能的普遍含义，促进学生对功能关系的进一步理解。
教师制定教学目标时，不仅要让学生掌握物理概念和规律的内容，还要分析教学内容中蕴含的科学思维方法，并要求学生逐步掌握物理知识学习过程中应用的科学思维方法。例如对质点、匀强电场等物理模型进行教学时，教师在教学目标中应突出对学生模型建构
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过程的思维方法的要求。再如“自由落体”教学目标中，应将理解和掌握伽利略运用逻辑推理的方法，反驳亚里士多德关于落体运动的观点的推理论证过程设为教学目标之一。
科学探究是重要的科学研究方法，应始终渗透在物理教学目标中。科学探究的教学目标中既可以包括对学生探究意识的要求，也应该包括具体的探究方法、能力的要求。例如“速度的测量”实验中就可以将设计速度测量方案作为教学目标之一，培养学生的探究意识。研究“平抛运动的规律”，则可将如何基于实验数据，得到平抛运动规律作为教学目标，提高学生基于证据、运用逻辑推理对问题作出合理解释的能力。探究能力目标的设定要具体可行，考虑到学生的学习能力而设计成循序渐进、逐步提高的目标。
教学目标中应落实科学态度与责任的培养。可结合具体的教学内容，将对科学本质的理解，不畏权威、实事求是、精益求精的科学精神，爱护环境、节约能源的社会责任，交流探讨、互助共赢的合作精神等内容逐步渗透在教学目标中，提高学生的科学素养，将科学的认知、思维和行动方式内化成学生的价值观念和品格。
教学目标的设定，应以核心素养的培养为根本目标，以学生的知识、能力等基础作为认知起点，在学生的物理认知过程中遵从学生的认知规律，从促进学生全面发展的视角来合理设置。教学目标要有可操作性，能落实，能评价，体现发展性。
2. 基于物理学科核心素养确定教学内容
教学内容是落实物理学科核心素养目标的基本素材和重要载体，教学内容的选择和确定直接影响教学目标的有效落实，教学内容的选择应当与教学目标保持一致。
物理观念的形成基础是概念和规律的学习。学生要通过物理概念、规律等内容的学习及运用才能逐步形成和发展物质观念、运动与相互作用观念和能量观念等物理观念。例如为了发展学生的运动与相互作用观念，就要首先让学生经历位移、速度、加速度、动量、动能等重要概念的建构过程以及匀变速直线运动、抛体运动、匀速圆周运动等重要规律的形成过程，促进学生对“机械运动”核心概念的形成和理解；然后再引导学生经历各种常见力的概念的建构过程和牛顿运动定律的形成过程的学习，促进学生对“运动和力”核心概念的形成和理解。在此过程中，通过知识的不断内化和深化，促进学生的运动与相互作用观念不断发展。
为落实发展学生科学思维的教学目标，教学内容要体现出概念和规律的形成过程，如可以通过质点、点电荷、匀强电场、匀变速直线运动等物理概念或物理过程的教学，让学生体会建构模型的思维方法、理解模型的适用条件，并应用模型来解释实际物理现象或者解决实际问题。
教学内容的选择要贴近学生生活、联系社会实际。加强物理教学内容和学生的生活实际的联系，有利于激发学生的学习热情，强化学生的实践意识，提高学生分析问题和解决问题的能力；加强物理与技术、社会的联系，有助于开阔学生视野，形成正确的价值观，增强社会责任感。教师应该精选相关的事例，把它们组织在自己的教学内容中。例如，机
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场有关于“严禁携带额定能量超过160 W·h的充电宝搭乘飞机”的规定，为什么该规定要以W·h为单位? 160 W·h的能量值到底有多大呢？能不能认识到这么大能量的威力呢？作为教学内容可以让学生通过对这些问题的思考，拓展他们对物理知识在实践中应用的认识，也加深他们对公共传媒中有关信息的科学性认识。其次，在各模块的内容标准中都有一些具体内容与生活实际相联系的要求，例如用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题，能用动能定理解释生产生活中的现象，能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题，能用焦耳定律解释生产生活中的热现象等。教学中应结合内容标准的要求，尽可能广泛地结合学生的生活实际，体现科学技术社会环境之间的联系，把家庭中的物理、旅途中的物理、运动中的物理等学生熟知的事例融合在教学内容中。
教学内容的选择要关注物理实验。物理实验不仅包含基本的实验操作，也包含着从提出问题、设计实验，到收集、处理、分析数据，形成实验结论和进行表达交流等一系列的过程。它一方面是解决物理问题的重要手段，是物理学习与研究的重要工具；另一方面，也是物理学习的重要内容，物理实验中蕴含着科学研究的思想方法与科学本质。教师在教学中，不仅应从课程目标的角度来考虑如何使学生达到物理实验的基本要求，而且应从教学内容的角度来设计物理实验教学。随着科学技术的进步，实验技能的具体要求和内容也在不断地变化，实验教学内容的选择也应体现出技术的进步，从而增进实验的时代感和学生对科学的亲近感。
基于物理学科核心素养安排教学内容，设计合理的学习梯度，考虑前、后学习的衔接与拓展，引导学生循序渐进地开展学习。例如，在高中阶段矢量概念的学习可以分三个阶段。第一阶段，通过用有向线段表示位移矢量的活动，帮助学生形象感知矢量与标量的运算差异。第二阶段，通过力的合成实验活动帮助学生认识力矢量求和的运算法则。第三阶段，利用矢量图计算速度变化量，帮助学生认识一般矢量变化量的运算方法。通过三个阶段的教学活动，帮助学生深化对矢量概念的理解，经历从形象到抽象，从具体到一般的过程。
3. 基于物理学科核心素养选择教学方式
高中物理教学应综合应用多种教学方式，引导学生在对概念、规律的深层理解中发展物理学科核心素养。教学方式的转变也是丰富教学内容、达成教学目标的重要途径，例如，通过合作学习的方式，在合作中促进学生合作能力发展，引导学生在合作中学会理解别人的观点，学会尊重别人，发展学生的民主意识，这本身就是物理教学目标的重要组成部分。
综合应用自主、合作等多种学习方式。倡导学生学习方式的转变，比如采取自主探索和合作交流等不同的学习形式。发挥学生的主体作用，通过整合学习方式促进教与学的改革，调动学生的积极性，培养学生的自主学习能力，引导学生学会学习。学生的自主学习应该在教师的主导作用下有序进行，教师首先要为学生制定学习计划和学习目标；其次要尽可能为学生精选学习资源；还要提供诊断工具，让学生和教师找出自主学习中出现的问
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题和漏洞，这也是后续教学的重点。合作学习是在班级授课中采取的一种教学方式，通过营造宽松、和谐、民主的学习环境，帮助学生在相互交流和讨论中真正理解和掌握知识，同时培养学生的团队意识。
教学方式的选择应关注强化学习体验。在某种程度上，没有体验就没有学习。设置形式多样的活动并采取灵活多样的教学方式，引导学生逐步丰富对自然界和学习过程的体验。在课堂教学中，学生活动是学生获得学习体验的重要途径，活动的设计应突出学生的主体地位，充分发挥科学探究的功能，在探究中加深对科学本质的理解。教学中，教师采用多种教学方式，启发学生自己发现问题、提出问题，努力促使学生成为研究者，并体会合作学习的重要性，逐渐形成正确的科学态度，体验物理学习的乐趣。
物理教学应围绕学生的“学”选择合适的教学方式，设计教学活动。基于核心素养的教学活动应围绕学生的“学”展开，设计教学活动应考虑学生的认知起点，包括知识基础、能力水平、学习需求、学习兴趣、思维特点等内容。为学生亲身经历探究活动创造条件，在活动中引导学生自主获取、构建知识，通过创造高效的学习环境发展学生的学习能力。比如学习超重、失重时，可以利用体重秤来引导学生进行自主探究式的学习。先让学生猜想在下蹲过程中体重秤示数如何变化；然后亲身体验，并观察实验现象；接着建立物理模型，尝试用物理规律解释现象；最后交流讨论。通过这一系列的学生活动环节，可以让学生获得在实际情境中解决物理问题的经验，形成把情境与知识相关联的意识和能力。
教学中应在精准诊断的基础上确定合适的教学方式。学生的课前学习笔记、课前学习检测题、课前学习作业、与答疑交流等都是对学生开展教学前的有效学习诊断途径。以实际诊断结果为依据，结合教学经验，再根据学生的学习习惯、思维特点、学习方式等因素设计达成教学目标的学习路径，确定教学内容及课堂教学活动。课堂教学活动中也要重视学习诊断，通过学生的眼神、表情、语言等表现诊断学生的学习状态、思维参与深度，及时调整教学方法和策略。
4. 加强实验教学，促进学生探究能力发展
在物理教学中实验不仅能够提供丰富的感性材料，帮助学生理解物理概念、规律，而且有助于培养学生科学思维能力，促进学生探究能力的发展。通过实验教学激发学生的学习兴趣和求知欲，培养学生提出问题的能力，引导学生进行猜想，掌握设计实验的方法，并通过学生对实验过程进行有效反思促进其科学探究能力的提升。特别应该加强实验前、后的猜想、设计、解释、分析等思维过程的设计，加强在实验教学中发展科学思维能力的培养规划。
在实验教学中应创设有利于学生发现和提出问题的真实情境。问题情境的创设是整个探究式教学活动的源头，问题情境是否恰当将决定活动的方向，在一定程度上它也决定了学生探究的积极性。物理课堂中教师要让问题成为学生探究过程的纽带，设计出真实而具有创意的有效问题情境，引导学生主动参与，以问题为中心，激活学生思维。探究教学要
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求教师在创设问题情境的基础上，鼓励学生质疑，主动发现与提出问题，并引导学生进行探究。
注重培养学生自主设计实验的能力。演示实验要关注实验前后的思维过程。将一些演示实验进行改进，让学生自主探索，经过分析、讨论，弄清楚物理现象反映的规律。
物理实验教学应注意培养学生反思与评价的能力。探究实验中的反思与评价主要是对探究过程和结果的合理性、科学性进行评价。学生通过与他人讨论，对实验探究过程进行反思，发现自己与他人的长处以及存在的不足。对探究结果进行评价主要表现为主动分析与思考实验结果是否圆满地解决了所提出的探究问题、探究结果中各要素之间的关系是否符合逻辑等等。教师应该启发学生从实验原理的选择、实验方案的设计、实验的条件控制等方面思考实验存在的问题和改进的方法，并重新进行探究，直到获得满意的结果。
在实验教学中，教师应充分理解学生，尊重学生，注意营造和谐、安全的实验探究氛围。
5. 整合利用各种教学资源，促进科学态度与责任的发展
教师应该树立正确的教学资源观，充分利用北京科研院所数量多、科技创新人才丰富、国际国内文化交流频繁等优势，在时间和空间两个维度扩展、整合物理教学的有效资源。可以通过课堂教学的情境创设、联系实际问题的解决，科技馆、博物馆、科研院所等与物理有关场所的实地参观考察，外请专家的讲座、报告等多种灵活多样的形式，加强课内与课外，校内与校外的教学资源整合。
教师应该鼓励学生从现实的生产生活、科学研究等真实物理情境中，提出可探究的物理问题，并解决实际问题或者解释实际现象，增强学生理论联系实际的能力，增强学生的实践意识和创新能力，为学生发展物理学科核心素养提供环境。特别是鼓励并引导学生解决生活中遇到的实际问题，从不同物理学视角分析解释物理现象、解决实际问题，并在解决真实的实际问题情境中体会物理学的价值，发展学生的物理学科核心素养。在与物理学有关的真实社会情境中，引导学生关注社会，逐渐形成遵守道德规范，保护环境并推动社会可持续发展的责任感。例如，学生在了解交通中保持车距、限高、限速、限重等相关知识基础上，为身边的人如何注意交通安全提供参考意见，甚至可以为交通管理部门提供一些解决方案。
互联网、大数据等信息技术越来越多地应用于我们的生产生活，也正在并继续深刻影响学科教学。教师应充分利用信息技术的便捷性在创设物理问题情境、解决物理问题等方面的优势，提高物理教学效率，发展学生的信息素养，并且鼓励学生应用信息技术获取信息、处理数据。
教师应引导学生关注大众传媒的报道、公共场所的公告等与物理学有关的信息，拓展物理学知识在实践中的应用，增强对媒体信息的真伪辨别能力，引导学生独立思考，增强批判性思维能力，形成科学态度和正确的价值观念。例如，学生通过媒体了解到电磁辐射
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对人的影响、核电的利用与危害、垃圾焚烧对环境的污染等方面的信息，教师应注意引导学生应用所学的知识对信息的可靠程度进行分析，并做出理性判断，形成正确的科学态度，而不是人云亦云的盲从。
在教学中教师应增加开放性、实践性强的作业，激发学生学习兴趣，学以致用。 鼓励在市、区、校不同层面加强教学资源的共建、共享。通过不同层面的合作研究，整合、开发优质的物理教学资源，为教师教学和学生学习提供便利。
6. 联系实际，在问题解决中促进物理学科核心素养的达成
在生产和生活中有很多物理问题，教师在课堂教学中要努力发掘并引入这些实际问题，在问题解决中落实物理学科核心素养。
在教学设计与实施过程中创设联系实际的问题情境。通过基于真实情景下学科和跨学科问题解决能力的发展，培养学生的物理学科核心素养。例如，在“加速度”概念的教学中，可以通过多媒体视频呈现摩托车、小汽车、飞机在同一起跑线上加速的情景。启动阶段，摩托车启动快，后来汽车、飞机依次赶上。然后把启动过程再慢速播放一遍。通过创设情景，引导学生从生活现象中观察、发现速度变化是有快慢的，需要引入一个新的物理量描述速度变化的快慢。然后再让学生观察两辆汽车的刹车过程，使学生认识到减速过程也存在速度变化的快慢的问题。学生对所观察的现象重新加工，在大量真实情境中抽象事物的本质特征，概括其共同属性，完成从朴素观念向物理概念的转变。
要引导学生把物理课程中形成的物理观念和科学思维方法用于分析和解决生产生活中的实际问题，在解决问题中进一步提高科学探究能力，增强实践意识，培养科学态度。教师要善于创设生活中的物理情境，让学生融入其中。例如，“引体向上”是学生体育锻炼的项目之一，在教学中播放学生做引体向上的视频，让学生估测做“引体向上”的过程中克服重力做功的平均功率。在问题解决的过程中学生需要思考研究对象、研究过程、依据的概念和规律、需要哪些数据、如何获得这些数据、得出结论。人体质量和上升的高度等隐含条件来源于生活常识，要引导学生注意观察与积累。
要引导学生学会将实际问题通过建立物理模型的方式转化为物理问题进行研究，提高学生建构物理模型的意识和能力。物理模型是形象与抽象的统一体，建立物理模型的过程就是抓住主要因素，忽略次要因素，化复杂为简单，实现由现象到本质的转变。例如，讨论卫星绕地球运行过程中的运行速度与周期时，需要将卫星视为质点，将卫星的运行视为匀速圆周运动。
要引导学生关注社会与生活，了解科学·技术·社会·环境的关系。关注报刊、网络、电视、广播、公告等大众传媒信息，其中很多信息都跟物理知识有关。关注这些信息，有助于培养学生的物理意识，增加学习物理的兴趣，增强社会责任感。例如，用带电粒子在磁场中受洛伦兹力知识解释极光现象等。通过发现问题、分析与讨论问题，拓展物理知识在实践中的应用，加深对相关信息的科学性认识。
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（二）评价建议
评价是日常教学活动的重要组成部分，物理学习评价应围绕物理学科核心素养的具体要求，创设真实而有价值的问题情境，采用多样的评价方式，客观全面地了解学生物理学科核心素养发展状况。评价应结合学生的实际学习情况，加强评价的诊断功能，指向促进学生物理学科核心素养的发展。
1. 注意评价主体多元化和评价方式多样化
在评价主体上，突出评价对象的主体地位，强调参与和互动、自评与他评相结合，实现评价主体的多元化。要发挥学校、教师、学生和家长等不同角色在评价中的作用，从不同视角进行评价。在学习过程中，学生不仅要自我评价，还可以对同学的学习状况，教师的教学情况进行客观评价。在教学中，教师一方面要对学生的物理学习情况精准诊断，开具学业发展处方，明确优点，找出不足，给学生指明努力的方向，另一方面教师还要强化教学反思，不断发展和改进教学行为。家长也应该参与到对学校教师的教学和学生的学习评价中来，对教师的教学和学生的学习活动作出客观公正的评价，从而促进教师的教学和学生的学习活动的发展和不断改进。评价过程中要关注个体差异，充分尊重个体差异，实现个体化评价，突出评价的发展和激励功能。注意评价主体多元化，可以避免评价主体的单一性和片面性，避免单一主体的认知偏见，从而有效地提高评价的公信力和可信度。通过不同角色、不同视角的评价，使评价成为进一步促进学生学习和发展的重要手段，使评价成为教师改进教学和发展的重要手段，激发个性潜能，激励师生不断发展进步。
在评价方法上，强调定性与定量相结合，注重质性评价，实现评价方法的多样化。要将单项评价与整体评价、定量评价与定性评价、终结性评价与形成性评价有机结合，及时准确地反馈评价结果，保证评价结果与改进策略的一致性。在教学中，注意日常学习评价应与学生的学习融为一体，成为日常教学的一部分。教师在教学设计过程中应同时考虑安排丰富多样的评价任务，选择适当的评价方式，确保评价全面、真实、有效，起到检查效果、诊断问题、明确方向、促进发展的目的。日常学习评价通常有四种方式：课堂问答、书面评语、自我评价和同伴评价、阶段性测验。教学中还要积极探索表现性评价的方式和方法，通过小实验、小制作、小论文等真实的表现来评价学生的表达能力、思维能力、创造能力和实践能力，通过解决实际问题评价学生的物理学科核心素养水平。通过学生真实的实验设计、实验操作等任务，评价学生是否运用了适当的探究技能与方法，评价学生是否形成了适当的观念框架以及对物理现象是否形成了一种理论性的、基于物理知识的解释。
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2. 基于物理学科核心素养确定评价目标和内容
教师要根据必修和选修模块阶段性、层次性的特点以及学生个体差异等，设计有效的评价任务。教师要理解核心素养的内涵，领会真实物理情境在评价学生学科核心素养方面的作用。评价任务设计要符合学生的认知特点，着力提高学生分析综合及创造性解决实际问题的能力。
制定评价目标的依据是核心素养和学业质量标准的要求。评价目标的描述，要明确、具体、可测，体现一定的概括性。要说明学生在什么样的问题情境中，运用哪些物理知识与思想方法，其行为应达到什么样的水平。
评价目标的制定要促进学生对物理概念的深层理解，促进学生物理核心素养的发展，而不是单纯的知识记忆与解题套路模仿。制定评价目标时要充分考虑到学生学习的实际情况，关注学生在不同阶段的思维水平与学习进阶，从整体上设计完善评价框架，使学生在完成评价任务的过程中能充分发挥自己的学习能力，能充分展示自己的才能，能充分激发自己的学习兴趣。
设计评价内容的依据是评价目标和课程内容要求。评价内容的设计要以物理基本概念和规律为依托，指向核心素养，创设有利于学生讨论、探究的真实问题情境，评价学生在真实学习环境中核心素养的表现水平，以提高评价的真实性和准确性。
评价内容不仅要依据课程标准全面检查学生所学的基础知识和基本技能，更重要的是要深入检测学生是否通过基础知识和基本技能的学习形成正确的物理观念。如，能否理解所学的物理概念和规律及其相互关系，能否正确描述和解释自然现象，能否综合应用所学的物理知识解决实际问题。
评价内容要深入检测学生是否掌握了科学的思维方法。教学的重要任务是学生学会思维，学会学习。在设计评价内容时，就要关注学生的思维水平，提倡为学生提供真实的情境，鼓励学生在完成真实任务的过程中，像科学家一样思考，创造性地运用自己所学的物理知识。如，能否将实际问题中的对象和过程转换成物理模型；能否对综合性物理问题进行分析和推理，获得结论并作出解释；能否恰当使用证据证明物理结论；能否对已有结论提出有依据的质疑，采用不同方式分析解决物理问题。
评价内容要深入检测学生提出科学问题、获取证据、作出解释、表达交流等能力的发展水平。如，能否分析相关事实或结论，提出并准确表述可探究的物理问题，作出有依据的假设；能否制订科学探究方案，选用合适的器材获得数据；能否分析数据，发现其中规律，形成合理的结论，用已有物理知识进行解释；能否撰写完整的实验报告，对科学探究过程与结果进行交流和反思。
评价内容要深入检测学生在认识科学本质、形成科学态度和社会责任感方面的发展水平。如，能否认识到物理研究是一种对自然现象进行抽象和理想化的创造性的工作；是否有学习和研究物理的内在动机，坚持实事求是，在交流中既能坚持观点又能修正错
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误；能否依据普遍接受的道德规范认识和评价物理研究与应用，具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
3. 基于高中学业质量水平设计、开发有针对性的评价工具
高中物理学业质量根据问题情境的复杂程度、知识和技能的结构化程度、思维方式或价值观念的综合程度等划分为不同水平。教学中应从物理学科核心素养的四个方面，基于高中学业质量水平描述指标，运用多样化的评价方法设计、开发有针对性的评价工具，关注学生在不同复杂程度情境中运用重要概念、思维、方法和观念等解决问题的不同表现，促进学生全面而富有个性的发展，促进教师反思和改进教学，实现评价的诊断、激励和发展的功能。
评价工具是多种多样的，可以是测试卷、作业、小制作、调查报告等。
教师要了解不同评价工具的特点和功能，明确评价目标，选择合适的评价方法，客观、公正地评价学生的学业质量水平和发展状况。教学中可以通过学生课堂表现、作业评价、测验、作品评价等方面开展促进教师反思和学生发展的教学评价。
评价工具的设计和开发应关注学生的个体差异，帮助学生发现学习中的个性化问题，激励学生学习，促进学生的个性发展。在教学过程中，设置复杂程度不同的情境，引导学生观察、思考、交流，促进学生在各自水平上发展，从学业质量水平具体表现层面评价学生的课堂表现。测验是对学生某一阶段学业质量水平的评价，测验能确定学生当前学科核心素养及其表现水平，能有效地指导学生以后的学习，为教师改进和调整教学提供依据。测验主要包含口试、纸笔测验和现场操作等方式。其中，纸笔测验是较为常用的一种形式，使用纸笔测验时应关注试题的情境性、探究性和开放性，以促进学生在物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任方面的发展。试题应关注情境的真实性，引导学生在真实情境中进行模型建构，提出物理问题，运用物理概念、规律解决实际问题，在问题解决中发展学生核心素养。作品评价是一种体现学生综合应用知识和技能解决实际问题能力的综合性评价，作品评价主要包括调查报告、小论文、研究性学习成果、小发明、小制作等。作品评价通过学生、同伴、教师等共同参与，增强学生的自信心和成就感，学生在评价中学会欣赏并学习他人，反思自己作品的不足，进一步提出改进方案。
加强为了教学的诊断性评价工具的开发和使用。诊断性评价工具可以帮助教师和学生了解学生自身的物理学习状况，找出存在的问题，明确发展方向。这是提升物理教学有效性的重要手段，是引导教学从完全凭借经验走向兼顾实证与经验的基本途径，也是真正尊重学生的认知基础与学习兴趣，落实以学生为中心的可操作路径。
诊断性评价不仅仅应该发现物理学习中存在的各类问题或者困难，还应该进一步分析解释问题或者困难产生的原因，追根溯源，为有针对性的矫正提供依据。
诊断性评价的方式是灵活多样的，可以是课堂学习观察、交流访谈、口语报告、测验等等。应根据实际情况和教学需要开发不同评价目标、针对不同认知水平的评价工具。例
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如，课堂问答是在教学过程中发生的、融教师教学与学生学习为一体的有效诊断性评价，可以及时了解学生的课堂学习效果，及时发现问题并及时矫正。
诊断性评价要通过综合考查学生对概念与规律的理解和应用水平，全面诊断物理学科核心素养各方面的发展状况，为物理教学提供可靠依据。不仅要体现综合性和应用性，还应该加强对知识深层理解的诊断性评价。
诊断性测试应有较高的信度和效度，真实反映学生的物理学科核心素养发展的水平。开发诊断性测试要制定科学、可操作的评价指标，可借鉴、使用各种诊断性物理学习评价框架，例如，SOLO学习结果分类理论、基于学习进阶的科学概念理解层级框架、物理学科能力评价框架等。诊断性测试题目应尽量结合具体的任务情境，考查学生获取信息、提取知识、整合信息的能力，而不应简单考查学生对知识的记忆水平。
选择、使用诊断性测试应根据课程标准的具体要求，结合学生的学习情况，而不能盲目拼凑试卷，以机械训练替代诊断性测试，这样不仅达不到通过测试诊断学生学习情况的效果，还会增加学生负担，消磨学生的物理学习兴趣。
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附录：课例
课例1：《自由落体运动》教学设计
一、教学内容和学情分析 1．课标要求
通过实验认识自由落体运动规律。结合物理学史的相关内容，认识物理实验与科学推理在物理学研究中的作用。
活动建议：通过实验，探究质量相同、大小和形状不同的物体在空气中下落的情况，了解空气阻力对落体运动的影响。
说明：伽利略对自由落体运动的研究等物理学史内容，计划安排在下一学时，本节课没有涉及。
2．学生已有的知识结构和能力水平
在学习本课前，学生已经掌握了加速度概念、匀变速直线运动规律，学习过研究运动的实验工具（打点计时器）的使用及数据处理方法。初步掌握了研究物理问题的基本思路和描述物体运动规律的基本方法。
二、教学目标
1．通过模型建构和实验探究研究自由落体运动，发展学生的运动观念。
2．经历自由落体运动的理想模型的建构过程。知道将落体运动抽象为自由落体运动的条件，能将特定实际情境中的落体运动抽象成自由落体运动。体会建构物理模型的思维方式，认识物理模型在探索自然规律中的作用。
3．通过设计实验探究自由落体的运动性质（匀加速直线运动）、测定自由落体加速度的大小，培养学生的科学探究能力。
4．播放美国宇航员在月球做落体实验的视频，引导学生关注中国航天，激发学生的爱国热情。通过制作反应尺，让学生体验利用所学知识解决生活中的实际问题。
三、教学重、难点分析及策略
1．教学重点
通过实验研究自由落体的运动性质及测定自由落体加速度是本课的重点。这样设计的目的是注重学生的学习体验，在获得知识的过程中同时提升探究能力，培养科学态度。
教师通过设问提出科学问题（如果能引导学生自己提出关于自由落体运动的猜想和假设对培养学生的探究能力更有意义。）通过问题激发学生的探究欲望，培养实证态度和科学精神。然后教师给出所能提供的器材清单，让学生在现有条件下设计实验方案。这样做的目的是学会从原理、器材等方面来构思探究计划，培养设计实验的能力。
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学生提出不同的实验方案后，通过交流与评价，分析方案的可行性。对于提出“研究自由落体速度变化规律”方案的，引导学生做出下落物体的v-t图像，看看是否是一条过原点的直线；对于提出“研究自由落体位移变化规律”方案的，引导学生做出下落物体的x-t图像，然后根据图像的形状进行猜想，做出x-t2图像，看看是否是一条过原点的直线。学生还不熟悉用图像法处理实验数据，教师要充分发挥主导作用。利用Excel表格记录数据，利用其图表功能来处理数据，可以提高学生的信息处理能力。
2．教学难点
建构自由落体运动理想模型，是本课的难点。建构模型是一种重要的科学思维方式，高中物理把“机械运动和物理模型”作为第一个主题，其重要性不言而喻。学生抽象出自由落体运动这个理想模型之所以是本节课的难点，是因为学生对物理模型在物理学研究中的重要意义和建构模型的方法还不熟悉，教学中要设计多方面的活动来突破难点。
首先让学生动手实验，把同一张纸折叠成不同的形状，从同一地点释放，彩色的纸片在空中飞舞，让学生感受到日常生活中的落体运动的复杂性，体会建立理想模型的必要性。接着渗透物理研究的基本思想：把复杂问题简单化。学生在物理思想方法的指引下，分析影响落体运动的主要因素和次要因素，研究排除次要因素（空气阻力）后的落体运动：真空管中的落体运动和月球表面的落体运动（视频），这样就建立了自由落体运动理想模型。
自由落体的模型建立后，教学中还要培养学生把实际问题转化成物理模型的能力。为此，设计一个学生实验：把刚才的纸片揉成团与一个铁球从同一高度同时释放。学生发现两者几乎同时落地，由此学生想到当空气阻力和重力（次要因素和主要因素）相比可以忽略时，实际的落体运动就可以抽象成理想模型。
四、整体设计思路
自由落体运动作为匀变速直线运动的特例其运动规律对学生来说并不难掌握，但两千多年来人类对它一直存在错误认识，直到三百年前伽利略通过开创性的科学研究方法拨开迷雾，使人类真正认清了落体运动规律。因此本节课的设计思路是让学生体验科学研究方法，包括建立理想模型、实验探究、科学测量等，认识自由落体运动的本质及其规律，让学生经历科学探究的过程，尝试运用科学思维方法研究物理问题，从而培养学生的探究能力和创新精神。
本节课的教学流程主要包括如何抽象出自由落体运动这个理想模型、通过实验探究自由落体运动的性质、以及测定自由落体加速度等几个方面。这样设计体现了人们认识一种运动的的进阶过程：首先界定这种运动，建立理想化模型；其次研究其运动性质；最后做定量研究。在每一阶段充分挖掘其物理内涵和研究方法，培养学生的探究能力。
学生通过科学测量，得出自由落体加速度a的值，当全班同学用不同的实验方案得到的a值非常接近9.8m/s2，与初中学过的重力与质量的关系式G=mg中的g值相同，这会极大地激发学生的好奇心，探索的欲望极易被点燃，教学中要特别珍惜这样的机会，引发学生联想，大胆猜测：自由落体加速度和G=mg中的g值相同，请推断其可能原因。这样学
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生就会把自由落体运动的加速度和它受到的力（重力）联系起来，为学生进一步学习牛顿运动定律留下了知识的衔接口。更为重要的是激励学生基于事实和逻辑进行大胆猜想，对学生的创新精神培养有不可估量的作用。爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程，把握探究过程中一些蛛丝马迹的线索就可能取得突破性的成果，这是创造性思维的一种重要表现。
演示不同物体下落的情况，抽象出自由落体理想模型 设计实验探究自由落体运动的性质（加速度是否变化） 通过实验测定自由落体运动的加速度大小 从自由落体加速度值和G=mg中g值相等，分析其原因，并进一步提出猜想
五、教学过程设计
教学环节 环 节 一、 建立自由落体运动的理想模型 教师活动 引入：同学们好,请看！我手中有一片纸处于静止状态，也就是说处于平衡状态，把它释放，请注意观察它的下落情况。 设问：是什么原因让这片纸由静止开始下落的呢？ 设问：同样由于重力使物体做下落运动，是什么因素导致物体下落运动如此复杂多变？ 讲授：同一纸片下落情况就如此复杂，如果研究具体的实际的纸片下落运动我们会无从下手。不要忘了物理研究的基本学生活动 实验：同一片纸，用不同的方式下落：平着释放、竖着释放、折叠后释放等等。 观察实验 常见的下落运动是非常复杂的；是空气阻力导致运动的复杂多样。 聆听、体会物理思想方法 教学 资源 纸片 设计意图 从学生熟悉的日常生活现象入手，同时这也是学习进阶的起点。 让学生感受实际问题的复杂性，体会为什么要建立理想模型。 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第40页
思想：把复杂问题简单化。 设问：如何使落体运动变得简单、便于研究？用你手中的纸做一做。 讲授：为了化繁为简，我们可以保留主要因素、忽略次要因素，把实际问题理想化。我们研究物体只受重力时的下落情况。 演示：毛钱管实验 用一只已经抽掉空气的牛顿管，同时释放羽毛和金属片，观察两者下落情况；打开开关，放入空气，做对比实验。 播放视频：月球上的落体运动 讲授：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，叫做自由落体运动。（板书课题、定义） 演示：把刚才的纸片揉成团和一个铁球从同一高度同时释放。 总结：在物理学中，为了把复杂问题简单化，我们经常要建立理想化的“物理模型”，突出问题的主要因素，忽略次要因素。空气阻力可以忽略的落体运动就是一种理想化的过程模型，我们把它叫做自由落体运动。 实验：把纸揉成团下落以减小空气阻力的影响。 聆听、体会建立理想模型的思路。 观察并得出结论：物体下落的快慢与它们的轻重无关。 思考归纳： 自由落体运动的条件： 初速度为零； 只受重力 观察体会：实际情景如何转化成物理模型。 归纳：在有空气的空间，如果空气阻力的影响比较小，可以忽略，物体的下落也可以近似看作自由落体运动。 感悟物理思想方法。 毛钱管气泵 月球上自由落体运动视频 教学 资源 打点计时器、纸带、交流电 渗透物理思想方法。 建模时要分清主要因素和次要因素。 建立理想化模型的方法：忽略次要因素，突出主要因素。 大卫·斯科特乘阿波罗15号登月完成自由落体实验，现在中国正在进行嫦娥工程，在座同学可能有幸到月球上不用真空管看到羽毛和一元的人民币硬币同时落地。（家国情怀教育） 培养学生把实际问题转化成物理模型的能力。 培养学生建立物理模型的能力，提高科学素养。 教学环节 环 节 二、 实验探究自由教师活动 设问：现在我们知道自由落体运动是加速直线运动，而且初速度为零。它是匀加速直线运动吗？ 设问：自由落体运动是否为匀加速运动，换句话说，下落过程中它的加速度是否发生变化，我们不能无根据地猜想yes学生活动 猜测、思考 学生思考、讨论，设计实验方案 可能的方案： 设计意图 学会提出问题、大胆猜想 培养实证态度和科学精神 培养设计实验的能力 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第41页
落体运动的加速度保持不变 还是no，这个问题需要我们用实验去探究。用下面器材探究自由落体是否是匀加速运动，请设计实验方案。 器材：打点计时器、纸带、交流电源、重锤、刻度尺、坐标纸、 电脑（Excel软件） 完善学生的实验方案 播放视频，规范实验操作。 指导分组实验、组织学生交流分享实验成果 总结：通过大家的实验可以得出，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。 方案一：如果物体做匀变速直线运动，相同时间内的位移是一个等差数列。即： x2-x1=x3-x2=x4-x3=… 方案二：如果物体做初速度为零匀加速直线运动，满足v=at。做出下落物体的v-t图像，看看是否是一条过原点的直线。 方案三：如果物体做初速度为零匀加速直线运动，1满足x=at2。做出下落物体2的x-t2图像，看看是否是一条过原点的直线。 学生分三组，根据三种方案，各自设计实验步骤、记录表格、进行实验、处理数据、得出结论、交流分享。 源、重锤、刻度尺、坐标纸、 电脑（Excel软件） 通过实验测量数据，利用表格记录数据，利用图像来处理数据，可以提高学生的动手能力和科学素养。 利用位移与时间的关系来探究加速度是否变化，画出的图象是抛物线，需要“化曲为直”，培养学生处理数据的能力。 通过提前录制好的视频规范学生的实验操作。 学生经历完整的科学探究过程。 教学环节 环 节 三、 实验测定自由落体加速度 教师活动 设问：现在我们知道自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，那么它的加速度是多大呢，如何测定？ 指导分组实验、组织学生交流分享实验成果 学生活动 学生思考、讨论，设计实验方案 方案一：如果物体做匀变速直线运动，相同时间内的位移是一个等差数列。即： ΔxΔx=aT2，则a=2 T方案二：如果物体做初速度为零匀加速直线运动，满足v=at。物体的v-t图像的斜率就是自由落体加速度。 方案三：如果物体做初教学 资源 计算器 电脑 设计意图 在环节二实验的基础上，进一步处理数据或处理图像就就可以求得加速度a，使学生的认识更上一个台阶。 物理常量的测量是物理学的重要内容，学生通过测量自由落体加速度，可以培养学生的科学探究能力和科学精神。 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第42页
总结：大家各自测出了咱们这里自由落体的加速度，数据相差不多，说明同一地点自由落体加速度是一个定值。但各组数据不完全相同，可能和实验误差有关，也可能和测量技术有关。 环 节 四、 猜测 、推 断与 归纳 设问：北京地区自由落体加速度的值大约为a=9.8m/s2，与重力公式G=mg中g的值大小完全相同。 请你推测：物体的加速度与所受合力、质量之间可能满足的关系。 请列举实例定性说明你的猜想的合理性。 教材中表格列出了几个不同地点的重力加速度的值。大家仔细观察表格中的数据，你们发现什么规律呢？ 从赤道向北，随着纬度的增加，重力加速度越来越大；同一纬度上空，随着海拔高度的增加，重力加速度越来越小。这是什么原因呢？大家可以通过网络或其他方式查找资料，探究原因。 速度为零匀加速直线运动，1满足x=at2。下落物体的x-t22图像斜率的2倍就是加速度。 学生分三组，根据三种方案，处理数据、得出结论、交流分享 猜测、推断 学生列举生活中的实例说明自己的观点 观察表格，总结规律 本环节记录数据和描绘图像都通过Excel软件来完成，这样做，一方面可以提高课堂效率；同时也让学生体会信息技术与物理研究的深度融合。 把自由落体运动和重力联系起来，通过g值分析其中的原因，为物理观念“运动和相互作用”形成做好铺垫。 培养学生从数据中发现规律的能力；为后面万有引力定律做铺垫。 培养学生的探究精神和获取信息的能力。
课后作业设计：
1．通过网络或其他渠道查找资料探究自由落体加速度的大小随高度、纬度而变化的原因。 设计意图：
①学会获取和处理信息。
②逐步形成探索自然的内在动力。 2．测定反应时间
（1）请一位同学用两个手指捏住直尺的顶端，你用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺，记下这时手指在直尺上的位置。当看到那位同学放开直尺时，你立即捏住直尺。测出直尺降落的高度，根据自由落体运动的知识，算出你做出反应所用的时间。
（2）把直尺做成一把反应时间测量尺，把反应时间标注在尺上，要求标出0、0.1s、0.15s、0.2s、0.25s、0.3s六个读数。各组互相校对反应尺，测测反应时间。 设计意图：
①利用直尺测定反应时间，体现物理学科的“做中学”的特点，培养学生解决实际问题的能力。 ②练习（1）需要两个同学相互配合，共同完成，从中培养团结协作精神。 ③通过制作反应尺，学生需要把长度刻度转化为时间刻度，让学生体会“转化测量”的物理思想方法，提升学科核心素养。
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课例2：《电动势》教学设计
一、教学内容和学情分析 1. 课标要求
（1）知道电源的作用和什么是非静电力
（2）了解电池内部能量的转化过程和生活中的电池 （3）掌握电动势的概念及表达式
从整合教学的角度看，《电动势》一节既可以与前面所学的电势差相联系，又可以与路端电压以及即将要学习的闭合电路欧姆定律相关联。
从核心素养的角度分析，本节课的教学素材和内容全面涵盖了核心素养的四个方面。首先在“物理观念”方面，非静电力把不同电源对电荷的“作用”用“力”来概括，是一种典型的“相互作用观”，同时通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能，这既表现出了物理知识体系的完备性又体现了“能量观”。第二，《电动势》作为一节概念教学课蕴含了丰富的“科学思维”，从模型建构的角度看，要理解电源内部复杂的工作方式非常困难，不同的电源生电机制的差异非常大，超出了高中生的认知。但建构出能反应电源共性的模型，既能帮助学生理解电源的工作机制，又能渗透建模对解决复杂问题的便利性，有利于促进学生科学思维的建立。另外，在电动势与电势差以及路端电压的对比中，可以很好地锻炼学生的科学推理与分析能力。第三，用科学探究的模式研究“电动势”的定义和决定因素，按照问题、证据、解释、交流的流程充分探讨电动势的物理意义及其决定因素。最后，本课从提高当前电动汽车续航能力的角度让学生认识到科学与技术对社会发展和造福人类的贡献，激发学生研发新技术提升国家和企业创新能力的主人公意识和社会责任感。
2. 学生已有的知识结构和能力水平
从学生认识发展的层级分析，进阶起点是学生已有的事实经验和已有的知识结构，包括：电源可以给电路提供电能的事例，抽水机为水路提供持续水源的事例。知道功和能的转化关系，静电场中粒子受力与运动的关系，会利用静电场知识分析电路问题，知道电势差与电场力做功的关系。学生的思维特点：高中学生思维正处在从直观形象型向逻辑抽象型过渡，思维常常与感性经验直接联系，对于抽象概念的理解仍需要具体形象情境的支持。
《电动势》这节课学生认识发展的几个进阶点：
（1）从宏观的能量转化和微观的电荷运动两个角度理解电源的作用。学生更容易从微观提供电荷的角度来理解电源的作用，而对电源实现能量转化的理解多数只停留在认知表面。教学中现场演示不同电源的供电和进行不同能量转化的过程，加深学生对电源将其他形式的能转化为电能的形象化理解。学生在思维上达到这一进阶点的过程，就是从能量观的角度不断深化理解电源作用的过程。
（2）认识非静电力的概念。非静电力是一个十分抽象的概念，要想建立起清晰的物理图象就需要学生经历建模的过程，进阶点（1）已为这一过程铺垫了基础。在得出电源实现能量的转化之后，很自然的问题就是思考电源通过什么形式实现的能量转化，这就开
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启了学生自主建模的思维。这一思维进阶经历了建模和科学推理的过程。
（3）认识电动势的概念。思维走上第2进阶之后，接下来要探讨的问题是如何衡量不同非静电力做功的本领。这就是下一个进阶点：电动势的概念。学生在形成电动势概念的过程中，需要再次整合和深入理解比值定义的思想。
（4）电动势的影响因素。在迈上第3进阶之后，就应该带领学生攻克下一高点：电动势的决定因素。这需要学生结合实物，运用分类和比较的科学方法进行定性的探究和逻辑分析。在科学探究过程中，培养了学生用科学方法论分析问题、解决问题的能力。
（5）学生思维的第5个进阶点是进行知识点之间的关联和整合。要求学生能从做功和能量转化的角度来区分电动势与电势差、路端电压。这个问题是在促进学生将电场与电路，做功与能量，生电与放电，电动势与电压等知识整合关联，同时也在帮助学生建立全电路的概念。
（6）最后是应用能力的提升，这一进阶要求学生能分析生活中旧电池的供电不足的现象本质，体会到同一电源向外提供的电压和电能不同，认识到内阻的存在。这个进阶点所对应的教学过程是在运用知识解决实际问题，对学生要求更高，同时也可以为即将学习的闭合电路欧姆定律埋下伏笔。
3. 课前学习诊断结果
（1）非静电力的模型建立错误，具体体现在课前学习诊断第3题：微观上，电源中的正电荷是如何从负极移动到正极的？（一种等效的说法）请尝试从经典物理的视角建立一种模型解释电源内部作用机制。有个别同学没有弄清电源内部的作用力形式，认为电源内部正电荷是在两极间形成的电势差作用下移动的。
（2）不理解电动势的物理意义，具体体现在第4题：以下哪种可以作为衡量电源非静电力做功本领的标准，做功越多做功的本领越大？容量越大（总电荷量），做功本领越大？搬运的电荷越多，做功本领越大？如果你觉得上述标准都不合适，请自行定义一个你觉得合适的标准。多数同学对此问不会从比值定义式的方法进行分析，只靠感觉和经验衡量非静电力做功本领。不少学生认为非静电力做功本领应该用单位时间内电源做功的多少描述，这混淆了电动势与功率的概念。
（3）不理解电动势与哪些因素有关，具体体现在第5题：给下图中电池做功的本领排序。
绝大多数学生认为体积最大的一号干电池生电能力比七号干电池大，这混淆了容量与电动势的概念。
（4）多数同学对电动势与电势差的区别还仅仅停留在定义式上，没有从能量转化的
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角度去理解，缺乏物理观念的提升。
（5）学生不能区分电动势与路端电压，没有内阻的概念。针对第7题：生活中很多放在玩具上不能用的电池还可以用在钟表或者收音机上。请思考这是为什么？几乎全部同学都认为是电动势降低了，没有人提出内阻和容量的概念。
二、教学目标
1. 要求学生能从物理观念的角度，知道电源在宏观和微观上的作用。
2. 要求学生从运动观和能量观出发，建立做功的物理模型，理解电源内部非静电力的概念，促进学生科学思维的发展。
3. 深化理解比值定义法，知道电动势的定义式，理解电动势的物理意义。通过科学探究知道电动势的影响因素。
4. 从能量观区分电动势和电势差，初步建立全电路的概念。
5. 结合实际情境，区分电动势和路端电压的区别，知道电源存在内阻。
6. 围绕新能源汽车的续航问题展开讨论，树立学生科技服务社会造福人类的意识。 三、教学重、难点分析及策略 1．教学重点
（1）非静电力的概念。由于这是物理学中等效出的一种相互作用，更加大了学生对非静电力理解的难度。教材明确给出非静电力的概念，希望通过能量转化的途径理解电源和非静电力。
教学中采取创设情境和类比思想相结合的策略，帮助学生通过建立物理模型理解自然客观规律。用PPT动画模拟电荷在电路中的运动，解决学生课前对电荷受力的错误认识，辅助学生建立非静电力的概念；采用水泵抽水与电源相类比，让学生在生活情境中逐渐建立起非静电力的物理图像，明白它在电源能量转化中的作用。
（2）电动势的概念。这是描述电源的重要参数，是本节课的核心概念。
教学中采取问题引导和整合教学的策略，协助学生科学思维的发展。通过合理的问题设计搭建出符合中学生认知规律的学习进阶层级，通过对比值定义的整合教学，帮助学生理解电动势的定义，同时与之前所学习的加速度、电场强度等关联起来，优化知识结构。加深对电动势概念的理解，深化比值定义的科学方法论。通过问题辨析，加深对电动势的概念和意义的理解，利用生活情境，引出内阻的概念，与后续即将学习的闭合电路欧姆定律相整合。
2．教学难点
（1）电动势的定义、意义和影响因素。通过学前诊断发现学生不能理解电动势为何如此定义，不理解为何用电动势表征电源非静电力的做功本领。一些同学把电动势与电源容量混淆，认为体积大的电源非静电力做功能力强。一些同学把电动势与功率混淆，认为单位时间做功多的电源非静电力做功能力强。
采取科学探究和小组交流相结合的策略，促进学生在实际情境中锻炼发展科学研究能力。运用分类比较的方法，研究电动势的影响因素；通过小组交流讨论的方式，促进交互
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性学习，培养学生科学探究能力。
（2）辨析电动势与路端电压，区分电动势与电势差。
采取类比和实物演示结合的策略，利用可视化的教学情境促进学生物理图像的建立。用抽水机的提水高度类比电动势，用水路类比电路，加深学生对电动势与路端电压的理解。
四、整体设计思路
电动势是非常抽象的概念，对学生而言有点看不见摸不着的感觉，对教学提出了很大的挑战。因此这节课依托学生熟悉的认知展开教学，可以是生活中常见的事物，可以是之前学过的内容和知识关联，可以是类比等方法，尽可能贴近学生的认知基础。同时在教学过程中引导学生通过建立模型分析问题解决问题，学会使用比值定义法并将其与之前所学的概念关联，学会采用对比和比较的科学分析方法对实际问题进行深入分析，从而将物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任渗透到每一个教学环节，提升学生的核心素养和关键能力。
本节课的研究流程依次是，首先从能量的角度研究电源的作用，随后建立模型描述电源实现能量转化的微观机制从而提出非静电力的概念，随后探究如何描述不同非静电力的做功本领，学会用比值定义法定义电动势这一物理概念，通过实物演示和类比将电动势这一抽象概念可视化，再对电动势与容量和功率进行 辨析，从而加深学生对电动势的理解。随后通过科学探究来研究电动势的影响因素，最后研究如何测量电动势，建立电动势与路端电压不同的初步认识，引出内阻的概念并为后续的闭合电路欧姆定律提供接口。最后讨论如何提升电动车的续航能力，培养学生的科学态度与责任。
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探究电源在能量方面的作用，建立电源内部做功的模型，引出非静电力的概念 描述非静电力做功本领，定义电动势，深化比值定义法辨析电动势物理意义 探究电动势的决定因素，对比电动势与路端电压，引出内阻和闭合电路欧姆定律 畅想提高电动车续航能力的办法，树立正确的科学态度和社会责任 五、教学流程
教学环节 教师活动 学生活动 观察不同的电源，联想教学 资源 PPT图片 日常生活中遇到的电源 图1 实物和PPT图片 图2 动手实验 学生分别用光照射太阳能电池、用火烧温差电池点亮了二极管，也观察到了与水果电池和压电电池相连的电压表有示数。 实验器材 设计意图 从学生熟悉的电源入手，同时这也是学习进阶的起点。 认识到电源有不同的形式 学生在操作中锻炼了动手能力和解决问题的能力，同时也会主动思考电源在点亮二极管过程中所起的作用。从而得出电源是把其他形式的能转化为电能的装置。 设问：在得出电源的作用之后，随之而来的问题就是能 量转化的微观机制是什么，电源通过什么途径实现了 这种能量的转化？ 环 节 二、 建立设问：微观角度看，电荷在思考能量转化的形式，将能量与做功关联起来。 小组讨论 PPT 学案 深入渗透能量观点。 通过建模，简化电引入：教师先通过PPT展示几种生活中常见的电源， 如图1，请学生简要说明电源的作用。 环 节 一、 物理 观念 的形 成， 接着教师介绍一些不常见电源的电源，如图2，太阳能电可以产生压电电动势的的作池、压电陶瓷、可以产生温差电用。 动势的温差陶瓷片、水果电池等。 实验：请学生用不同的电源点亮二极管小灯泡。 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第48页
微观机制模型学习非静电源内部受到了什么力？又是如何完成的能量转化？请同学们自行讨论。 要求学生们明确力的方向和做功的特点，区分这种力与静电力。 听讲观察和思考 PPT动画演示 源工作机制，培养学生科学思维。 通过交流讨论和教师讲解帮助学生建立起非静电力的模型，理解电源生电的微观机制。 通过类比将非静电力这一抽象概念形象化，加深对非静电力概念及其外延的理解。 在学生对此微观机制电力 讲解：有了模糊认识之后，教师再利用动画演示回路中电源是如何工作的，如何在搬运电荷过程中实现了能量转化，进而引出非静电力。 类比：随后，教师抛出抽水 讨论、思考、交流，搭图3 机模型，用水路类比电路，建非静电力与现实类比引导学生自行建立起电源的桥梁。 于抽水机、电路与水路、非静电力与非重力之间的关联。 设问：不同的电源非静电力的形式各有不同，其做功本领也不同，那应该如何来描述电源非静电力做功的本领呢？ 辨析：（1）非静电力做功越多其做功的本领越大？（2）搬运的电荷越多，做功本领越大？ 设问：那应该如何定义呢？引导学生用比值定义式将电动势，定义为 非 环 节 三、 科学探究与科学思维，学习电动势的定义、物理意义思考描述一个新的物理量应该如何定义 小组讨论 辨析和思考，同时学会用比值定义法描述新的物理量 PPT 学案 PPT 学案 从方法论的角度培养学生的科学思维。 通过交流讨论和整合加深比值定义方法论的思想。深入理解如何定义一个新的物理量的方法，和定义之后所能表示的物理意义。 深度思考 思考，运用比值定义法， 关联其他用比值定义的 。物理量。理解电动势的曾经学过的哪些物理量也是采用同样的方式定义的。物理意义。 电动势是否可以定义为 呢 非 引发思考 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第49页
及决定因素 随后引导学生进入深度思维辨析。上述公式仅仅是电动势的定义式，不是决定因素，那电动势的决定因素是什么？ 探究：请学生分组研究讨论，比较图4中不同干电池的异同，然后问学生哪一个电池非静电力做功本领大？再询问为什么都标着1.5V，这个电压是什么物理意义？为什么有的电池标着3V、3.7V等？ 辨析：容量和电动势的概念。明确电动势的大小反映了非静电力做功本领，不同电源的电动势只取决于其内部的材质和结构。 类比：教师演示水泵抽水的实验，用不同水位高度类比电动势，不同水泵提升水位不同类比不同电源的电动势不同。演示实验：用水泵与一个长直玻璃管（直径约10mm）相连，先将另一回路用夹子夹紧，打开水泵后，水面会被提升到一个稳定的高度，不同的水泵提升水面高度不同，从而对应了不同电源非静电力做功本领不同。 设问：能否用做功快慢来表示非静电力做功能力？先提问学生电源中非静电力做功本领与电源是否接入电路是否有关。随后引导学生从比值定义的形式进行理论分析。 设问：电动势应该如何测量，能否用电压表直接测量出电源电动势？ 引出路端电压 小组交流讨论 图4 实验仪器，教师操作 科学探究电动势的影响因素，学会比较异同，挖掘本质因素。培养学生科学探究的能力。 深化学生的逻辑思维能力，深化对电动势的理解。 类比思想和实物模拟能够将抽象的概念形象化，帮助学生深入理解电动势的物理意义以及其决定因素。 理解体积和电动势的关系，区分容量和生电能力的不同。 观察、类比、深入理解 图5 学生思考，定量计算 𝑊非𝑊非𝑞 ⋅ ⋅𝐼 𝑡𝑞𝑡 培养学生用逻辑思维战胜感性经验，用公式直接表述来反驳做功快慢表示非静电力做功能力的错误认识。 从上式中可以看出非静电力做功的快慢正比于电流，如果电源不接用电器，电流为零，做功快慢等于零，说明电源没有生电的能力，这与实际是矛盾的. 讨论和思考 PPT 环 节 提出问题，培养学生解决问题的能力。 普通高中物理学科教学指导意见（2018年版）第50页
四、 整合教学，区分电动演示实验：将图5中演示回路夹子放开后，水面高度出现明显降低。夹子打开前的水位高度类比电动势，夹子位开后的水面高度类比路端电压。 听讲观察和思考。明晰回路接通后的路段电压和电动势的不同。 通过建模，简化电源工作机制，培养学生科学思维。 初学者不能很快想清楚内阻，但教师可以通过这些问题引出内阻概念和闭合电路欧姆定律。为后续课程留下接口。 实际情境培养学生学以致用的能力。 渗透科技造福人类的意识，围绕核心科技是第一生产力，借助中美贸易战的背景树立同学们研发新技术的责任感和使命感。 设问：为什么电动势和路端 势与电压不同？提供实际情境：讨论、思考、交流 一节旧电池无法让玩具正路端常工作了但是仍可以让闹主要是因为这电压 钟正常工作，节旧电池的哪个参量发生了变化？ 环 节 设问：电动车的电池非常重要，如何才能提高电车续航能力呢？ 交流讨论 听讲，感染 PPT 五、 介绍美造出突破性锂空气联系社会、树立科学态度与责任 电池，有望和汽油车续航能力相媲美。
六、教学评价与反思
本节课对于电动势的概念讨论的非常深入和清晰，围绕着学生的认知层级逐步搭设进阶，每个进阶中都穿插了物理学科核心素养和关键能力的培养，适合学生的思维发展满足新课标的育人要求。课堂上通过将电动势与电势差、路端电压以及功率进行辨析，在帮助学生深入理解电动势概念的同时，更能帮助学生对这些概念进行系统化的关联，使学生头脑中零散的知识更加系统。课堂上通过整合教学，把电动势与之前所学的比值法以及随后即将学习的闭合电路欧姆定律整合起来，能更好地帮助学生完善知识体系，逐级提高学生的认知程度。
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