对高中物理新教材“曲线运动”教学内容的商榷

周峰

摘 要 新课程倡导教师“用教材”而不是简单的“教教材”。教师要占有丰富的课程资源，创造性地用教材，要在使用教材的过程中融入自己的科学精神和智慧，要对教材知识进行重组、整合、拓展，选取更好的内容对教材深加工。本文以新教材曲线运动的处理为例，供读者参考。

关键词 曲线运动 位移 速度 合成与分解

笔者在实施新教材（人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心编著，普通高中课程标准实验教科书必修物理2，2010年4月第3版）第五章第一节曲线运动的教学过程中，感觉内容安排有欠妥之处，通过对新、老教材内容编排进行深入的比较，结合多年的教学体会，对教学内容进行了适当的重组、整合、拓展，收到了较好的效果，现简介如下，仅供参考。

一、新、老教材体系的对比

新教材安排了一节内容，延用直线运动的研究方法：首先介绍曲线运动的位移，由于位移矢量的方向不断变化，为了运算方便，需要建立平面直角坐标系，用位移在坐标轴方向的分矢量来代表它。然后介绍曲线运动的速度，在观察和实验基础上，结合理论分析确定速度的方向，认识曲线运动的性质，由于速度的方向不断变化，可以用它相互垂直的两个方向的分速度来表示。接着分析蜡块运动的实例，通过有层次的分步实验，在对实验现象观察的基础上，再从理论上分析了蜡块的位置、速度和运动轨迹，让学生体会描述物体在平面中二维运动的方法。最后介绍物体做曲线运动的条件，在观察和实验的基础上，从理论上分析得出结论。

老教材从曲线运动与直线运动显著区别——速度的方向在变化入手，安排了两节内容。第一节曲线运动：首先介绍曲线运动的速度，在观察和实验基础上，结合理论分析确定速度的方向，认识曲线运动的性质；然后介绍物体做曲线运动的条件，在观察和实验的基础上，从理论上分析得出曲线运动的条件。第二节运动的合成与分解：分析蜡块运动的实例，通过有层次的分步实验，在对实验现象观察的基础上，再从理论上分析了蜡块的位置、运动轨迹、位移和速度，让学生体会描述物体在平面中二维运动的方法，并明确提出了分运动和合运动、运动的合成与分解的概念。

二、新教材编排的欠妥之处

1.偏离了内容安排由浅入深的初衷

教材在介绍曲线运动的位移和速度时，就涉及了合位移与分位移、合速度与分速度、运动的合成与分解方法，而且所举实例均为平抛运动，并通过例题强化了速度的分解方法。解决质点在平面中的二维运动的方法对学生来说是新东西，不很容易，学习中一个原则是分散难点，而新教材的编排使学生学习的难度大大提升，偏离了内容安排由浅入深的初衷，与第二节平抛运动的研究也有重复、冲突之嫌。内容安排的层次、梯度、容量，也不利于学生自主学习。

2.没有明确合运动与分运动、运动的合成与分解相关概念

教材在运动描述的实例中分析蜡块的运动时，渗透了质点在平面内运动问题的一般处理方法，没有提到合运动与分运动及其运动的合成与分解的相关内容，只是在介绍曲线运动的位移和速度时，引用了分矢量、分速度的说法。其实，在课程标准中对运动的合成与分解提出了明确的要求，要求通过对具体问题的分析和讨论，知道合运动与分运动的关系，会用运动的合成与分解的方法分析实际问题。

3.注重实验研究，忽视了学生的生活经验

教材拟通过蜡块运动的研究，让学生知道合运动与分运动及其相互关系，知道解决质点在平面中的二维运动的方法。在对蜡块实验的观察与分析前，如果能联系小船渡河这一生活实例引入，可以进一步激发学生的学习兴趣，同时，充分利用学生已有的生活经验，也会使问题的解决更加轻松。

4.在运动描述的实例分析中淡化了对位移的讨论

位移和速度是描述运动的两个重要的物理量，而教材在蜡块运动的描述中，位移基本被位置代替了，只是以“请你思考”的方式露面。一方面，位移可以准确描述物体的空间位置变化情况；另一方面，结合位移的讨论来研究蜡块的运动，也可以进一步拓宽学生的思维。

三、对教材内容的处理建议

1.教学从曲线运动与直线运动显著区别入手

（1）列举生活中曲线运动的实例，如做圆周运动的铁屑，雨滴从旋转的雨伞边缘飞出和链球飞出瞬间的运动情况，引出研究曲线运动速度方向的课题，并引导学生猜测速度的方向。

（2）通过实验进行探究验证，如钢球离开轨道实验，得出速度方向的判断方法，还可以鼓励学生自主设计一些实验进行体验。

（3）结合数学知识，运用极限思想，从理论上探究曲线运动物体瞬时速度的方向。

（4）抓住速度的矢量性特点，结合加速度的概念，分析曲线运动物体的运动性质。

2.探究物体做曲线运动的条件

在观察和实验的基础上，从理论上分析得出曲线运动的条件，把握条件的本质，并让学生列举分析生活中的一些曲线运动。

3.通过解决问题链，总结合运动与分运动的关系

（1）联系生活中的实例——小船渡河，提出问题：小船渡河时，如果始终保持船头指向与河岸垂直①如果河水不流动，小船如何运动？②如果关闭小船的发动机，小船将如何运动？③实际情况（河水流动）小船是怎样渡河的？结合以上问题的解决，介绍分运动和合运动的概念。

（2）实验演示——蜡块的运动，分步实验，区分合运动与分运动的基础上，提出问题：①合运动与分运动之间有怎样的关系？②蜡块做什么样的运动？它的运动轨迹是直线还是曲线？它的运动是匀速还是变速？引导学生分析得出合运动与分运动等效性、独立性、等时性的关系。在教师的启发引导下，学生联系直线运动物体的的研究方法，通过建立平面直角坐标系来确定蜡块的位置，明确运动的合成与分解的方法，进而得出蜡块的运动轨迹、位移、速度等特征，从不同角度说明蜡块的运动性质。

（3）解决生活中的实际问题，进一步提升分析综合能力。通过对小船渡河相关问题的分析，加深对合运动与分运动及其关系，运动的合成与分解的方法的理解和掌握，提高分析和解决问题的能力，也体现了运动的合成与分解在生产、生活和科技中的重要意义。

（4）提出新问题，为抛体运动学习打好伏笔。让玻璃管水平向右做匀加速直线运动，观察红蜡块的运动，提出问题：①分析蜡块做曲线运动的原因；②蜡块做什么样的运动？如何确定蜡块在某一时刻的位置、速度和某一段时间内的位移？

教学内容的安排还是以两节为宜，第一节曲线运动，第二节运动的合成与分解，这样既能突出重点，又有利于学生自主学习。

四、对平抛运动教学的建议

新教材第二节知识点“平抛运动的位移”讨论了物体在任一时刻的位置、运动轨迹，“回避”了位移的讨论。而对于日常生活中“从斜面到斜面”的问题进行处理时，就必须要清楚位移的情况，明确区分位移方向和速度方向。在平抛运动中，加入位移的讨论，一方面可以将位移（过程量）和速度（状态量）进行分析比较，明确两者方向的关系；另一方面可以对运动的描述更加完整。

以上体会，如有偏颇，望不吝赐教！

参考文献

[1] 普通高中课程标准实验教科书.物理必修（2）[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003.

【责任编辑 孙晓雯】