物理学的发展是人类文化的重要组成部分;物理学的技术应用推动了人类社会的发展,同时也引起了资源、环境等问题。在本模块中,学生在学习物理学的内容及其技术应用的同时,将会更多地体会到物理学的发展对人类文化、人类社会的影响,更深入地认识科学、技术与社会的关系。
本模块涉及电磁现象和规律、电磁技术与社会发展、家用电器与日常生活等内容。学生将经历从观察、认识形式多样的电磁现象到构建统一的电磁理论的探究过程,了解这些知识产生的历史背景,以及由此引发的人类思维、生产方式、生活方式的变革,认识科学技术和社会发展的互动关系,体验科学家不畏艰辛、勇于探索和创新的精神。
本模块划分为以下三个二级主题:
·电磁现象与规律
·电磁技术与社会发展
·家用电器与日常生活
(一)电磁现象与规律
1.用物质的微观模型和电荷守恒定律分析静电现象。认识点电荷间的相互作用规律。
要达到“用物质的微观模型和电荷守恒定律分析静电现象”这一标准,学生应该知道物质的微观模型、电荷守恒定律,了解形式多样的静电现象,并能运用物质的微观模型和电荷守恒定律分析静电现象。
“认识点电荷间的相互作用规律”要求知道点电荷、元电荷等物理概念;了解库仑定律,会利用库仑定律进行简单的计算。在教学中,可通过举办讨论会、撰写小论文等形式的活动,让学生通过万有引力定律与库仑定律的对比,进一步认识自然规律的多样性和统一性。
2.通过实验认识电场和磁场,会用电场线、电场强度描述电场。会用磁感线、磁感应强度描述磁场。知道磁通量。
过程性要求是针对学生的学习行为,同时也是针对学校的教学行为提出的。电场和磁场都是比较抽象的物理概念,学校应当为学生通过实验学习,认识电场和磁场创造条件。通过学习,学生应该了解电场强度、磁感应强度和磁通量这些物理概念,会运用电场线、磁感线描述电场和磁场。例如:用电场线描绘两个等量异种点电荷周围的电场,用磁感线描绘通电直导线周围的磁场等。
3.了解奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要作用。知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素。
本条目应从本模块希望“学生在学习物理学的内容及其技术应用的同时,将会更多地体会到物理学的发展对人类文化、人类社会的影响”出发来理解。课程的设计要注意使学生既了解奥斯特实验,了解安培力,知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素等,又能通过学习,认识奥斯特、安培等科学家的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要作用。使学生在情感、态度和价值观方面受到教育。
4.通过实验认识洛仑兹力。知道影响洛仑兹力方向的因素。了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用。
实验是学习物理科学的一种有效方法。本条目希望通过实验,观察磁场使运动电荷的运动方向改变的现象,认识洛仑兹力。教学中可采用演示阴极射线在磁场中的偏转现象,通过分析、讨论让学生逐步构建洛仑兹力的概念;定性了解洛仑兹力的方向同磁场的方向、电荷的种类以及电荷的运动方向的关系;会利用左手定则判定洛仑兹力的方向。现代技术中有许多洛仑兹力的运用事例,因此,除了实验观察,讨论、分析外,还应该联系生活,关注科技发展,让学生了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用,如了解显像管的工作原理,回旋加速器的工作原理等。
5.收集资料,了解电磁感应定律的发现过程,知道电磁感应定律,列举电磁感应现象在生活和生产中的应用。体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。
本条目是有关电磁感应内容的标准,涉及知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观三方面,既有对物理知识与技能的终结性目标要求,又有对学生学习的过程性目标要求,还有对学生在情感、态度和价值观方面的目标要求。
学生可以通过收集法拉第的生平事迹的资料,了解电磁感应定律的发现过程,体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。通过实验认识电磁感应现象,了解法拉第电磁感应定律。了解电磁感应现象在生活和生产中的应用,如发电机、动圈式话筒、磁带式录音机、电磁式传感器等。
6.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,体会其在物理学发展中的意义。初步了解场是物质存在的形式之一。
本标准对电磁场理论的要求并不高,仅要求“初步了解”麦克斯韦电磁场理论的“基本思想”,如变化的电场将产生磁场,变化的磁场将产生电场。但希望学生透过麦克斯韦电磁场理论的建立,认识科学理论在科学发展中所起到的重要作用。了解电磁波的发现对人们认识物质形式所产生的促进作用。(www.xing528.com)
(二)电磁技术与社会发展
1.收集有关电磁领域重大技术发明的资料,从历史的角度认识这些技术发明对人们生活方式、社会发展所起的重要作用。
本条目涉及电磁学与技术、社会以及其他学科的联系,要求学生“收集有关电磁领域重大技术发明的资料,从历史的角度认识这些技术发明对人们生活方式、社会发展所起的重要作用”,因此,课程的设计和实施应为学生积极、主动地学习创造条件,培养学生乐于探究、勇于实验、勤于思考的精神,使其逐步形成科学态度与科学精神。
2.了解发电机、电动机的发明对能源利用方式、工业发展所起的作用。
本条目要求学生从人类利用能源方式,人类社会工业化的发展历程认识科学对社会发展所起的重要作用。例如,学生可拟通过对比热机和电动机的工作原理,讨论从热机到电动机的技术变革对工业发展所起的作用,体会科学、技术与社会的关系。
3.了解常见传感器及其应用,体会传感器的应用给人们带来的方便。
本条目既涉及传感器的知识,又涉及传感器与生活的联系。要求学生知道常见传感器的基本原理,并能从学习中体会传感器的应用给人们带来的方便。因此,课程的设计与实施应充分利用学生身边的课程资源,使学生能真实地体会到科技的发展对提高人类生活质量方面所起的重要作用。
4.列举电磁波在生活和生产中广泛应用的事例。了解电磁波的技术应用对人们生活方式的影响,结合日常生活中的具体实例发表见解。
本条目不仅要求学生知道电磁波在生活和生产中广泛应用的事例,而且要求学生能从科学、技术的发展对人类生活方式的影响的角度,认识电磁波的技术应用与人类社会发展、生活方式变革的关系,并能结合日常生活事例发表见解。因此,课程的设计与实施应充分考虑如何激发学生学习的热情和责任感,为学生之间的交流创造条件,使学生能在一个宽松的教学环境中对有关科学、技术与社会的问题发表自己的见解。
5.举例说明科学技术的应用对人类现代生活带来的正面和负面影响。对科学、技术及社会协调发展的重要性发表自己的观点。
本条目要求学生基于具体的事例,从科学技术的应用对人类现代生活带来的正面和负面影响的角度,认识科学、技术与社会的协调发展的重要意义。在教学中,应广泛运用多种方式组织教学活动,如通过收集资料,举办以“科学、技术与社会”为主题的研讨会、讲座或展览等。
(三)家用电器与日常生活
1.初步了解常见家用电器的基本工作原理,能根据说明书正确使用常见家用电器。
本条目主要涉及家用电器中的电与磁问题,要求学生初步了解常见家用电器的基本工作原理,能根据说明书正确使用常见家用电器。教学中,应将重点放在培养学生的能力上。可以通过查阅资料、解剖、观察、动手操作等形式,使学生初步了解其基本工作原理,并能根据说明书正确使用常见家用电器。
2.知道常见家用电器技术参数的含义,能根据需要合理选用家用电器。讨论在家庭中节约用电的多种途径。
本条目既有终结性要求,又含过程性要求。可通过讲解、查阅资料、参观、讨论等形式组织教学。如参观商场,收集不同品牌、型号洗衣机资料,讨论怎样选购洗衣机,使学生了解在家庭中节约用电的途径,知道常见家用电器技术参数的含义,能根据需要合理选用家用电器。
3.识别电阻器、电容器和电感器,初步了解它们在电路中的作用。具有判断家用电器故障原因的意识。
本条目从生活实际出发,要求学生能识别电阻器、电容器和电感器,初步了解电阻器、电容器和电感器在电路中的作用,具有判断家用电器故障原因的意识。因此,在课程的设计与实施时,应特别强调与学生的生活实际相结合,可以通过讲解、查阅资料、解剖简单电器、分析常用电器故障等多种形式组织教学活动。
4.了解家庭电路和安全用电知识,有安全用电的意识。
本条目要求学生了解家庭电路和安全用电知识,有安全用电的意识。值得注意的是,安全用电意识的培养在本模块中特别重要。教学的每个环节、特别在实验时必须加强有关安全用电知识和技能的教育,使学生逐步养成安全用电的意识。
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