對高中物理新教材“曲線運動”教學內(nèi)容的商榷

周峰

摘 要 新課程倡導教師“用教材”而不是簡單的“教教材”。教師要占有豐富的課程資源，創(chuàng)造性地用教材，要在使用教材的過程中融入自己的科學精神和智慧，要對教材知識進行重組、整合、拓展，選取更好的內(nèi)容對教材深加工。本文以新教材曲線運動的處理為例，供讀者參考。

關鍵詞 曲線運動 位移 速度 合成與分解

筆者在實施新教材（人民教育出版社、課程教材研究所、物理課程教材研究開發(fā)中心編著，普通高中課程標準實驗教科書必修物理2，2010年4月第3版）第五章第一節(jié)曲線運動的教學過程中，感覺內(nèi)容安排有欠妥之處，通過對新、老教材內(nèi)容編排進行深入的比較，結(jié)合多年的教學體會，對教學內(nèi)容進行了適當?shù)闹亟M、整合、拓展，收到了較好的效果，現(xiàn)簡介如下，僅供參考。

一、新、老教材體系的對比

新教材安排了一節(jié)內(nèi)容，延用直線運動的研究方法：首先介紹曲線運動的位移，由于位移矢量的方向不斷變化，為了運算方便，需要建立平面直角坐標系，用位移在坐標軸方向的分矢量來代表它。然后介紹曲線運動的速度，在觀察和實驗基礎上，結(jié)合理論分析確定速度的方向，認識曲線運動的性質(zhì)，由于速度的方向不斷變化，可以用它相互垂直的兩個方向的分速度來表示。接著分析蠟塊運動的實例，通過有層次的分步實驗，在對實驗現(xiàn)象觀察的基礎上，再從理論上分析了蠟塊的位置、速度和運動軌跡，讓學生體會描述物體在平面中二維運動的方法。最后介紹物體做曲線運動的條件，在觀察和實驗的基礎上，從理論上分析得出結(jié)論。

老教材從曲線運動與直線運動顯著區(qū)別——速度的方向在變化入手，安排了兩節(jié)內(nèi)容。第一節(jié)曲線運動：首先介紹曲線運動的速度，在觀察和實驗基礎上，結(jié)合理論分析確定速度的方向，認識曲線運動的性質(zhì)；然后介紹物體做曲線運動的條件，在觀察和實驗的基礎上，從理論上分析得出曲線運動的條件。第二節(jié)運動的合成與分解：分析蠟塊運動的實例，通過有層次的分步實驗，在對實驗現(xiàn)象觀察的基礎上，再從理論上分析了蠟塊的位置、運動軌跡、位移和速度，讓學生體會描述物體在平面中二維運動的方法，并明確提出了分運動和合運動、運動的合成與分解的概念。

二、新教材編排的欠妥之處

1.偏離了內(nèi)容安排由淺入深的初衷

教材在介紹曲線運動的位移和速度時，就涉及了合位移與分位移、合速度與分速度、運動的合成與分解方法，而且所舉實例均為平拋運動，并通過例題強化了速度的分解方法。解決質(zhì)點在平面中的二維運動的方法對學生來說是新東西，不很容易，學習中一個原則是分散難點，而新教材的編排使學生學習的難度大大提升，偏離了內(nèi)容安排由淺入深的初衷，與第二節(jié)平拋運動的研究也有重復、沖突之嫌。內(nèi)容安排的層次、梯度、容量，也不利于學生自主學習。

2.沒有明確合運動與分運動、運動的合成與分解相關概念

教材在運動描述的實例中分析蠟塊的運動時，滲透了質(zhì)點在平面內(nèi)運動問題的一般處理方法，沒有提到合運動與分運動及其運動的合成與分解的相關內(nèi)容，只是在介紹曲線運動的位移和速度時，引用了分矢量、分速度的說法。其實，在課程標準中對運動的合成與分解提出了明確的要求，要求通過對具體問題的分析和討論，知道合運動與分運動的關系，會用運動的合成與分解的方法分析實際問題。

3.注重實驗研究，忽視了學生的生活經(jīng)驗

教材擬通過蠟塊運動的研究，讓學生知道合運動與分運動及其相互關系，知道解決質(zhì)點在平面中的二維運動的方法。在對蠟塊實驗的觀察與分析前，如果能聯(lián)系小船渡河這一生活實例引入，可以進一步激發(fā)學生的學習興趣，同時，充分利用學生已有的生活經(jīng)驗，也會使問題的解決更加輕松。

4.在運動描述的實例分析中淡化了對位移的討論

位移和速度是描述運動的兩個重要的物理量，而教材在蠟塊運動的描述中，位移基本被位置代替了，只是以“請你思考”的方式露面。一方面，位移可以準確描述物體的空間位置變化情況；另一方面，結(jié)合位移的討論來研究蠟塊的運動，也可以進一步拓寬學生的思維。

三、對教材內(nèi)容的處理建議

1.教學從曲線運動與直線運動顯著區(qū)別入手

（1）列舉生活中曲線運動的實例，如做圓周運動的鐵屑，雨滴從旋轉(zhuǎn)的雨傘邊緣飛出和鏈球飛出瞬間的運動情況，引出研究曲線運動速度方向的課題，并引導學生猜測速度的方向。

（2）通過實驗進行探究驗證，如鋼球離開軌道實驗，得出速度方向的判斷方法，還可以鼓勵學生自主設計一些實驗進行體驗。

（3）結(jié)合數(shù)學知識，運用極限思想，從理論上探究曲線運動物體瞬時速度的方向。

（4）抓住速度的矢量性特點，結(jié)合加速度的概念，分析曲線運動物體的運動性質(zhì)。

2.探究物體做曲線運動的條件

在觀察和實驗的基礎上，從理論上分析得出曲線運動的條件，把握條件的本質(zhì)，并讓學生列舉分析生活中的一些曲線運動。

3.通過解決問題鏈，總結(jié)合運動與分運動的關系

（1）聯(lián)系生活中的實例——小船渡河，提出問題：小船渡河時，如果始終保持船頭指向與河岸垂直①如果河水不流動，小船如何運動？②如果關閉小船的發(fā)動機，小船將如何運動？③實際情況（河水流動）小船是怎樣渡河的？結(jié)合以上問題的解決，介紹分運動和合運動的概念。

（2）實驗演示——蠟塊的運動，分步實驗，區(qū)分合運動與分運動的基礎上，提出問題：①合運動與分運動之間有怎樣的關系？②蠟塊做什么樣的運動？它的運動軌跡是直線還是曲線？它的運動是勻速還是變速？引導學生分析得出合運動與分運動等效性、獨立性、等時性的關系。在教師的啟發(fā)引導下，學生聯(lián)系直線運動物體的的研究方法，通過建立平面直角坐標系來確定蠟塊的位置，明確運動的合成與分解的方法，進而得出蠟塊的運動軌跡、位移、速度等特征，從不同角度說明蠟塊的運動性質(zhì)。

（3）解決生活中的實際問題，進一步提升分析綜合能力。通過對小船渡河相關問題的分析，加深對合運動與分運動及其關系，運動的合成與分解的方法的理解和掌握，提高分析和解決問題的能力，也體現(xiàn)了運動的合成與分解在生產(chǎn)、生活和科技中的重要意義。

（4）提出新問題，為拋體運動學習打好伏筆。讓玻璃管水平向右做勻加速直線運動，觀察紅蠟塊的運動，提出問題：①分析蠟塊做曲線運動的原因；②蠟塊做什么樣的運動？如何確定蠟塊在某一時刻的位置、速度和某一段時間內(nèi)的位移？

教學內(nèi)容的安排還是以兩節(jié)為宜，第一節(jié)曲線運動，第二節(jié)運動的合成與分解，這樣既能突出重點，又有利于學生自主學習。

四、對平拋運動教學的建議

新教材第二節(jié)知識點“平拋運動的位移”討論了物體在任一時刻的位置、運動軌跡，“回避”了位移的討論。而對于日常生活中“從斜面到斜面”的問題進行處理時，就必須要清楚位移的情況，明確區(qū)分位移方向和速度方向。在平拋運動中，加入位移的討論，一方面可以將位移（過程量）和速度（狀態(tài)量）進行分析比較，明確兩者方向的關系；另一方面可以對運動的描述更加完整。

以上體會，如有偏頗，望不吝賜教！

參考文獻

[1] 普通高中課程標準實驗教科書.物理必修（2）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2] 中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003.

【責任編輯 孫曉雯】