物理学是一门与自然、生活、技术、社会有着广泛联系的学科。我们有理由相信，坚持物理教学的三维培养目标，一定有助于物理课程重新焕发自己的魅力。
二、倡导自主学习，重视科学探究，实现教学方式的多样化
教学应该是师与生、生与生、师生与各种教学资源（包括教科书）之间互相交流的过程。学生应该直接接触多种教学资源，丰富和发展学习的内容，从而使学生真正成为学习的主人，进入自主学习的境界。为此，这套教科书安排了“思考与讨论”“实验”“演示”，以及“说一说”“做一做”等栏目，它们是实现学生自主学习的桥梁。每册书的后面都列有课外阅读的参考书目，教学参考书中也编选了比较丰富的多视角的辅助材料。正如费恩曼所说：“我们的责任是给未来的人们一双没有束缚的、自由的手”。
有鉴于此，物理教学应力戒枯燥呆板地罗列概念和公式，而应轻松活泼地展现科学思想发展的脉络，对学生产生强烈的吸引和激励。如此，学生们才可能真正地走向自主学习的大门。
为实现物理课程的三维目标，教学方式必须是多样化的。在学生自主学习的基础上，讨论式的教学就是可以采用的一种方式。例如，“伽利略对自由落体运动的研究”“万有引力与航天”等内容均可这样处理。
为了加强学生的探究活动，改变学生过多地被动式学习，提高学生自主获取知识的意识。《纲要》和《课程标准》十分重视教学中的科学探究活动。
科学课程中的科学探究，是让学生经过自己的探索获得知识与技能，体验其中的曲折与乐趣，体验科学思想和科学精神。与科学的结果相比，教学中的探究更重视的是科学过程，因为探究活动在教育中的主要作用在于播种一种行为，收获一种习惯。
科学探究与物理实验既有联系又有区别：从一个方面看，物理实验是某些科学探究的重要手段，但也有些探究不涉及实验；从另一方面看，科学研究中的许多物理实验，其目的是探索未知的规律，但也有些实验是为了验证已知的规律或用已知的规律进行某些测量。
因此，不能因为强调探究而忽视物理实验在物理课程中的独立地位。自然界是沉默不语的，它不会自动告诉人们掩藏在现象背后的本质、规律和内在联系。我们可以把实验看做人类与自然的“对话”，正是靠着这种对话，迫使自然做出回答，才能有所发现和收获。因此，一个学习科学的青少年，必须学习和掌握基本的实验规范和技能。同时，还应该认识到，实验是用理性分析来指导观察的方法，为了在实验的基础上建立物理定律，还需要逻辑推理，包括数学演算。一句话，实验和理性思维是不可分割的。
教学方式的多样化以及对其内在联系的探索与实践，是物理教学成功的重要因素。 三、“书本是科学的世界”和“世界是科学的书本”
物理教学应引导学生从身边熟悉的自然现象和生活现象中，探索和认识物理规律，并尽量把认识到的知识和研究方法与生活、生产中的应用联系起来，体会物理学在社会进步中的作用。这就是“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。
这一基本理念在教学实践中是有层次的。高中时，随着学生认知水平和能力的提高，应从更广阔的自然现象和生活现象入手，并力求取得普遍、准确、深刻的认识。在联系生产、生活中的科学应用方面，也应着眼于高新科技，跟上科技与社会的发展步伐。
从生活走向物理的一个重要含义是从常识走向科学。教科书第一章第3节“速度”中的“说一说”栏目，讲了一个人驾车超速的笑话。显然，主人公没有速度的科学概念，但她一定会有快慢的概念。可是，只有快慢而没有速度的概念，还会有物理学吗！
物理教学把常识之中的模糊之处提升到科学层次，与此同时，还要在这一过程中发展学生的科学思维能力。
对于科学家而言，一个科学问题就是他的一道“习题”。为了求解，他要调动已有的科学知识及科学方法。当他得到满意的解答时，他就创新了知识，而这种新知识的获得定会发展新的科学思想与方法。对于学习者而言，一道习题应该看做一个“科学问题”，像科学家那样去思考和探求，才能有所收获。
科学知识与科学思维互为刀和刃。没有刀，何来刃？没有刃的刀何用之有？
成功的教学不仅在于解决了学生们已有的问题，而且应该诱发出新的科学问题，哪怕是一些暂时不能解决的难题。例如，在自由落体运动教学之后，是否还可能诱发出一些，诸如“如此司空见惯的现象怎么会成为物理学研究的一个源头”“伽利略的成功对物理学有什么意义”“其他星球上的自由落体加速度可能是多少”“地球上的自由落体加速度有可能随白天和黑夜而异吗？如果真是这样，世界将会怎样”……这样，在学生们的面前，科学的大门开启了，探索真理的道路展现了，他们将会正确认识“书本是科学的世界”和“世界是科学的书本”的真正含义。
四、物理教学应该展现科学的人文价值
科学文化是求真求实，人文文化是求善求美。两者尽管形成的背景、关注的对象以及涵盖的内容有所不同，但在深层的价值取向上，则是沟通的、互补的。对此，有人把科学、人文社科、艺术比做三棱锥的三个面，认为“当人们站在它的不同侧面的底部时，他们之间相距很远，但当他们爬到塔的高处时，他们之间的距离就近多了”。
科学是人的活动，它的目的又是为了人。因此科学必有广阔而深刻的人文背景。比如说，哥白尼何以能够在1543年出版《天体运行论》，迫使地心说寿终正寝呢？首先，在那个时代，文艺复兴的艺术繁荣已经在意大利萌发并扩展到全欧洲；马丁?路德向教会的权威发起了正面的冲击；哥伦布已经完成了划时代的远航……这一系列事件及其形成的思想解放的潮流，使人们的头脑超越了基督教艺术、哥伦布的眼光超越了欧洲，同样也使哥白尼的眼光超越了地球本身，把它视为宇宙空间中一个与其他天体相似的物体……
21世纪需要有真才实学、有文化底蕴的综合性人才。如果物理课程能够在一定程度上把人文文化与科学文化融合，在掌握科学知识的同时，受到科学与人文两种文化的熏陶，有所领悟，兴致勃勃，乐在其中地学习，这不就是真正有实效的素质教育吗？
教科书只是众多教学资源中的一部分。从教科书演变成实际教学的过程，其中有教师再创造的广阔空间。这将是展现教师对物理学的理解及对教育的理解的多彩舞台，也是师生情感交流、智力交锋的轻松和谐的场所。通过这种富含智力与非智力因素的教学活动，使固化在书本中的内容在学生的心中和手中活起来……这是教师的光荣使命。 1．能量概念的引入
在以往的诸多教材中，一般是先定义功的概念及其表达式，然后说“一个物体能对外做功，就说它具有能”。接着举例说明，做功伴随着能量的变化，因而得出“功是能量变化的量度”。这种讲法给人的印象是：定义功是为了定义能，先有功的概念，才会有能的概念。
但是在物理学中，能量并不是由功定义的。能量的概念是在人类追寻“运动中的守恒量是什么”的过程中发展起来的。能量概念之所以重要，就是因为它是一个守恒量。守恒关系是自然中十分重要的关系，从中学开始加强学生对守恒关系的认识是有益的，因为它是极为重要的研究方向。根据这种认识，本书把守恒思想的提出放到了具体的概念之前，即从追寻守恒量出发引入能量概念，并把这种物理思想渗透在能量学习的全过程。
2．功能关系的讨论
功的概念起源于早期工业革命的需要。当时的工程师们需要一个比较蒸汽机效益的办法。在实践中大家逐渐同意用机器举起的物体的重量与高度之积来量度机器的输出，并称之为功。19世纪初，法国科学家科里奥利明确地把作用力和受力点沿力的方向的位移的乘积叫做“运动的功”。当功和能量这两个概念在具体的物理过程中“汇合”之时，人们才进了一大步，认识到“功的重要意义在于它可以决定能量的变化，因而为研究能量转化过程奠定了定量分析的基础”。这是今天的物理学总把“功”和“能”捆绑在一起的原因。 功和能量在哪些物理过程中“汇合”了呢？重力做功和重力势能的变化过程就是一个典型事例。本书就是从这里开始，讨论功和能的关系的。这既是一种教学思路，也是一种科学思维之路，因而对培养学生的逻辑思维能力和研究方法是有益的。
在重力做功与重力势能关系的讨论中，认真分析了WG与路径无关的问题。这是希望有助于学生形成严肃认真的科学态度。我们不是鼓励学生质疑吗？如果物体从A至B，不同路径下WG不同，EP还有意义吗？物理教学应培养“追根问底”的思维习惯，“自圆其说”应是最起码的要求。 3．探究弹性势能
科学探究在于通过学生自主的探索行为，变未知为已知。其中是否会有实验，不是本质特征。关于弹性势能表达式的探究，就不含实验。
这一探究活动意在检验以下两点：第一，既然已经知道功可能是能量变化的量度，而且重力势能的表达式确实是通过重力做功的分析得出的，那么能否想到弹性势能的表达式有可能通过弹力做功的分析而得出；
第二，是否从前面利用极限思想的实例中受到启发而产生认知的迁移。对的计算则无任何要求。
4．动能定理的探究
探究功与物体速度变化的关系，是企图通过实验，利用已经从个案中有所领悟的功能关系，探究另一种能量——动能的表达式。因为动能与速度相关是动能的基本特征，而这一点已在第一节中就明确了。 但是，这一实验探究最多只能得到Ek与物体的v成正比，并不能得出Ek的表达式，因此功与速度变化关系的测量只是达到目的的一个桥梁。
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实验并不可能解决一切问题，因此有必要将前述探究的思路转换成一个理论性研究课题，即质量为m的物体，在恒力F的作用下发生了一段位移l，并且速度由v1变为v2，试研究在这一过程中，力对物体的功与物体速度变化的关系。
从研究结果中可以看出：第一，式中的与v相关，因而与动能Ek相关，且与
v成正比也与上面的探究相一致；第二，始末两态的
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之差与力的功W相等，因而与前面个案研究相一
致，即功是它的变化的量度。至此，我们可以定义，并且得到W=Ek2-Ek1。
5．机械能守恒定律
本教材在得到机械能守恒关系时，没有涉及Ep和Ek的具体表达式，因而更具普遍意义。 验证机械能守恒定律的实验采用了不给步骤给思路，同时进行难点提示的写法。
在前面的实验中，测速度时都是用两点间的平均速度代表其中某点的瞬时速度，在第九节证明了“做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度，等于与它相邻的两点间的平均速度”。前面没有使用这种方法，目的是使学生更多地通过实验认识瞬时速度，同时也是为了避免盲目追求精确度的倾向。在过去的教学中，这个结论是以一个习题的形式出现的，这里做了正式的证明。这也是为了给学生加深这样的印象：无论做什么事情，采用一种新的方法，必须有可靠的根据，不能草率从事。 6．能量守恒定律与能源
本章第十节简述了发现能量守恒定律的历史，基本思想是：能量守恒定律的发现不是偶然的，它是人类对自然认识发展到一定阶段的产物；除了物理学外，别的学科对能量守恒定律的发现也有贡献。
本节还谈到了能量转化和能量转移的方向性。过去的中学物理课程不涉及这个问题，新课程更多地与社会实际相联系，因此对能源问题做了讨论，而研究能源，从物理学的角度看自然要谈宏观过程的方向性。在必修模块中这只是简单地提一提，如果学生继续学习物理，在选修1－2和选修3－3中还有深入一些的讨论。 课时分配建议
本章可以分成三个单元。
第一单元 第1节 追寻守恒量 1课时 第二单元 第2节 功 1课时 第3节 功率 1课时 第三单元 第4节 重力势能 1课时
第5节 探究弹性势能的表达式 1课时 第6节 探究功与物体速度变化的关系 2课时 第7节 动能和动能定理 1课时 第8节 机械能守恒定律 1课时 第9节 实验：验证机械能守恒定律 2课时 第10 节能量守恒定律与能源 1课时
1 追寻守恒量
能量概念的形成和发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相连的。能量守恒定律的发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化不是没有规律的，基本的规律就是守恒定律。也就是说:一切运动变化无论属于什么运动形式，反映什么样的物质特性，都要满足一定的守恒定律。这一节是从一个较高的角度，给学生一种观点，并希望学生在今后的学习中从这一高度去认识问题。
机械能守恒定律是在人们认识到动能和势能的具体形式，以及探索了它们之间能以一定的数量关系相互转化之后建立起来的。
“追寻守恒量”一节，主要是使学生了解守恒思想的重要性。在物理学的发展过程中，能量的概念几乎是与人类对能量守恒的认识同步发展起来的，能量的概念之所以重要，就是因为它是个守恒量。守恒关系是自然界中十分重要的一类关系。“机械能守恒”这个词学生并不陌生，但是让学生说出自己对它的认识又不是一件容易的事。在教学中可以让学生先自己阅读教材，提出一些问题，例如：什么叫守恒？教材中说：在牛顿之前，伽利略的斜面理想实验已经显现了能量及其守恒的思想，这个实验中什么是不变的？使学生观察，当小球沿A斜面从h高处由静止滚下时，小球的高度不断减少，而速度不断增大，这说明小球凭借其位置而具有的能量不断减少，而由于运动而具有的能量不断增大。当小球从斜面底沿另一个斜面B向上滚时，小球的位置不断升高，而速度不断减小，说明小球凭借位置而具有的能量不断增加，由于运动而具有的能量逐渐减少。如果斜面是光滑的，当小球到达B斜面的h高度时，速度为零，小球好像“记得”自己起始的高度。 教师除了演示斜面的实验以外，还可以演示滚摆实验和单摆实验，同时说明：在运动过程中物体的动能和势能是可以相互转化的，如果没有摩擦和介质阻力，物体好像“记得”自己初始的高度，即某一量是守恒的。
根据这一示例，请学生自己再举出生活中的事例，例如，游乐园中的海盗船，如果没有摩擦和空气阻力，船在摇摆时都能达到一定的高度。这说明，将实际生活中的问题理想化后，确实存在着某一物理量是不变的。 2 功
（1）功的概念的建立
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