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出版者:上海科学技术出版社

作者:上海市中中小学课程教材改革委员会 编

出品人:

页数:72

译者:

出版时间:2007-1

价格:6.30 元

装帧:平装

isbn号码:9787532387496

丛书系列:

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《科学之光：中学物理探索与实践》 本书是一本面向中学物理教师和热衷于科学探索的学生们的综合性读物。我们相信，物理不仅仅是公式和定理的堆砌，更是理解我们所处世界运行规律的钥匙。因此，本书的编写宗旨在于激发对物理学的兴趣，培养严谨的科学思维，并提供实践层面的指导。 内容概述： 本书分为三个主要部分，力求从理论深度、教学实践和跨学科视野三个维度，全面展现中学物理的魅力。 第一部分：物理概念的深度解析与认知构建 本部分着重于对中学物理核心概念进行深入浅出的剖析，超越了课本上简单的定义和公式推导，旨在帮助读者建立起对物理现象的直观理解和逻辑联系。 力学基石： 从经典力学的牛顿三定律出发，深入探讨了惯性、加速度、作用力与反作用力等概念的本质。我们将以丰富的实例，如滑板运动、宇宙航行，来阐释动量守恒和能量守恒定律在解决复杂力学问题中的强大威力。例如，在分析跳远运动员起跳过程时，我们会不仅仅局限于分析运动员受到的支持力和重力，还会探讨其身体姿态的改变如何影响动量的传递和能量的转化，从而实现更远的跳跃。我们会探讨万有引力定律在天体运行中的体现，从行星绕日运动的轨道分析，到卫星的发射和运行轨道设计，都离不开这一基本定律。 热学温度： 深入理解内能、热量、温度之间的区别与联系。我们将探讨热传递的三种方式（传导、对流、辐射）在日常生活中的应用，例如如何设计高效的保温杯，或者解释不同材料的导热性差异。还会涉及热力学第一定律和第二定律的初步概念，例如在发动机工作原理中的能量转化效率问题，以及熵增原理在自然界中的普遍性。 电学世界的奥秘： 除了基本的电路分析，我们将重点讲解电荷、电场、电势等概念的物理意义。通过对导体和绝缘体的性质对比，深入理解欧姆定律的适用范围和局限性。我们将详细讲解磁场与电场的相互作用，如电磁感应现象在发电机和变压器工作原理中的应用。例如，在解析电动机原理时，我们会不仅仅关注导线在磁场中受力的问题，还会探讨电流方向、磁场方向和安培力方向之间的定性关系，以及洛伦兹力在解释带电粒子在磁场中运动时的作用。 光学与波动： 光的直线传播、反射和折射的规律将被详细解析，并与透镜成像、棱镜分光等光学现象相结合。我们将探索光的干涉和衍射现象，解释彩虹的形成、肥皂泡表面的色彩以及CD光盘表面的彩色图案。声波的传播特性、波的叠加原理以及共振现象也会被生动地呈现，例如解释乐器发声的原理，或者为什么桥梁在特定风力下容易发生共振。 近代物理的启蒙： 简要介绍原子结构、原子核以及放射性现象，为读者打开近代物理的大门。我们将讨论光电效应和光子的概念，以及玻尔模型对原子光谱的解释。虽然不深入探讨量子力学的复杂性，但会强调其在理解微观世界中的重要性，例如对半导体材料性质的解释，以及核能的利用。 第二部分：中学物理教学的实践与创新 本部分专注于为中学物理教师提供教学策略、方法和灵感，旨在提升教学效果，点燃学生的学习热情。 情境化教学设计： 强调如何将抽象的物理概念与学生熟悉的生活情境、社会现象相结合。例如，讲解惯性时，可以设计“安全带的重要性”的讨论；讲解浮力时，可以设计“大船为何能浮在水上”的探究活动。我们会提供一系列经过验证的教学案例，展示如何通过引入问题、设计实验、引导讨论等方式，引导学生主动构建知识。 实验教学的优化与创新： 实验是物理学习的灵魂。本部分将提供关于常见物理实验的改进建议，使其更安全、更直观、更易于操作。同时，我们将介绍一些低成本、易于获取材料的趣味实验，以及如何利用现代技术（如传感器、数据采集软件）提升实验数据的准确性和分析的深度。例如，在进行“测量平均速度”实验时，我们会建议使用光电门和计时器，而不是传统的秒表，以减少人为误差。 问题导向与探究式学习： 鼓励教师设计具有挑战性和开放性的问题，引导学生通过自主探究、合作讨论来解决问题。我们将分享如何设计有效的引导性问题，如何组织学生进行小组合作，以及如何评价学生的探究过程和成果。例如，在学习“力的分解”时，可以提出“如何更省力地搬动一个重物？”的问题，让学生自己去尝试和发现。 信息技术在物理教学中的应用： 探讨如何有效地利用多媒体、模拟软件、虚拟现实（VR）等技术辅助教学。我们将提供一些精选的教学资源和平台推荐，并分享教师在使用这些技术时可能遇到的问题及解决方案。例如，利用物理仿真软件可以直观地展示看不见的电场线分布，或者模拟危险的核反应过程。 学生学习困难的诊断与辅导： 分析中学物理教学中学生普遍存在的学习难点，如概念混淆、公式应用不当、思维定势等，并提供针对性的辅导策略和练习设计。我们会深入分析学生在学习力学、电学等章节时常见的误区，并提供相应的纠正方法。 第三部分：物理的魅力与跨学科的视角 本部分旨在拓展读者的视野，展示物理学在其他科学领域、技术发展以及人文社会中的重要作用和深远影响。 物理与工程技术： 探讨物理原理在现代工程技术中的具体应用，例如材料科学中的力学和热学性质、电子工程中的电磁学原理、航空航天中的力学和相对论知识。我们将展示物理学如何推动技术革新，改变人类的生活。 物理与生命科学： 介绍生物物理学的一些基本概念，例如细胞膜的电学特性、肌肉收缩的力学原理、人体成像技术（如X射线、核磁共振）的物理基础。 物理与环境保护： 探讨物理学如何服务于环境保护，例如可再生能源（太阳能、风能）的物理原理、污染监测和治理的物理方法。 物理学史上的里程碑： 回顾物理学发展历程中的重要科学发现和思想变革，例如牛顿力学体系的确立、麦克斯韦电磁理论的统一、爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的诞生。通过了解科学家的探索精神和思维方式，激励读者对科学保持好奇心和探索欲。 《科学之光：中学物理探索与实践》不提供现成的教学方案或答案，而是希望成为您在物理教学和学习旅程中的一位真诚的伙伴，与您一同点亮科学的智慧之光。

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这本书的装帧设计着实令人眼前一亮。封面采用了一种深邃的蓝色调，仿佛将浩瀚的宇宙浓缩其中，中间的镂空设计巧妙地透出一丝暖黄色的内页，这种冷暖色调的对比，既有科学的严谨感，又不失艺术的温度。纸张的质感也相当考究，拿在手里有种沉甸甸的踏实感，翻阅时几乎听不到纸张摩擦的噪音，这对于需要长时间阅读和参考的工具书来说，无疑是一个巨大的加分项。装订部分非常牢固，即便是经常翻阅也不会担心散页，书脊的烫金字体清晰有力，透露出一种经典和权威的气息。内页的排版更是体现了出版者的用心良苦，字体大小适中，行距疏密得当，大段的文字之间穿插着精美的示意图和表格，图文并茂的布局极大地减轻了长时间阅读的视觉疲劳。特别值得称赞的是，书中的插图和公式的排布都非常规范，线条干净利落，让人在处理复杂概念时能迅速抓住重点，整体来看，这不仅仅是一本知识的载体，更是一件精心制作的工艺品。

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我最近在整理高中物理教学资料时，偶然发现了这本资料集，它给我的感觉，与其说是一本“参考书”，不如说是一套“思维构建工具箱”。内容组织上，它完全抛弃了传统教材那种按部就班的叙事方式，而是采取了一种高度提炼和模块化的结构。例如，在处理“电磁感应”这一抽象概念时，它没有冗长地解释麦克斯韦方程组的推导过程，而是直接将核心现象——如法拉第定律、楞次定律——拆解成若干个最小可操作单元，并配上了大量基于现实情境设计的微小实验案例，这些案例的巧妙之处在于，它们大多只需要常见的实验室器材就能复现，极大地增强了教学的可操作性和学生的参与度。更妙的是，每章节的末尾都设置了一个“概念辨析与易错点剖析”的环节，这些分析直击教学中的痛点，比如如何区分“动生电动势”和“感生电动势”在实际问题中的应用差异，分析得鞭辟入里，远超一般教辅读物的深度。

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这本书的语言风格可以说是教科书级别中的一股清流，非常接地气，却又不失学术的严谨性。它的叙述中透露出一种与读者平等对话的姿态，没有居高临下的说教感。举例来说，在讲解牛顿运动定律的矢量叠加原理时，它没有直接抛出复杂的向量求和公式，而是先用了一个关于“船只过河”的经典场景，通过生动的图示和简洁的文字，描述了船速、水流速度与合速度的相互关系，让读者仿佛身临其境。只有在读者对物理图像有了清晰的直观理解之后，才自然地引出向量运算的规范方法。这种“先体验，后规范”的教学逻辑，对于初学者和那些对数学推导感到畏惧的群体尤其友好，它成功地将抽象的物理定律“人性化”了，让学习过程变得更具亲和力和探索欲。

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作为一名经验相对丰富的教师，我深知教学上的创新往往受限于现有资源的同质化。而这本书最令我感到惊喜的地方，在于它对“跨学科融合”的探索。它没有孤立地看待物理现象，而是将力学与信息技术（如利用编程模拟行星运动轨迹的参数调整）、将热学与环境科学（如分析城市热岛效应中的能量交换模型）巧妙地结合起来。比如，在介绍波动的双缝干涉实验时，它不仅提供了传统的光学分析，还引入了量子力学的概率云概念作为预习内容，并附带了一个关于“信息熵与物理学”的拓展阅读链接。这种编排方式极大地拓宽了知识的边界，使得教学内容不再是孤立的知识点堆砌，而是形成了一个相互关联、动态发展的知识网络。它鼓励教师思考如何将这些前沿或交叉的视角融入日常课堂，帮助学生建立起更加宏大和立体的物理观。

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我个人非常看重教材或参考资料中提供的“反思性材料”。这本书在这方面做得极为出色，它似乎预设了教师在备课或学生在解题过程中可能遇到的所有思维陷阱。在“常见模型应用与局限性分析”这一部分，它系统地梳理了理想化模型（如理想气体、点质量、完全光滑面）在现实世界中的适用边界。它不仅告诉你“如何使用”一个模型，更重要的是告诉你“何时停止使用”这个模型。例如，在处理万有引力定律的应用时，它详细分析了在非均匀引力场或高速运动情况下，需要引入相对论修正的必要性，并给出了相应的定性说明。这种对“已知”与“未知”、“精确”与“近似”之间界限的清晰划分，对于培养学生的批判性思维和科学探究精神至关重要，它教导的不是解题技巧，而是科学方法的精髓所在。

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