人教版高中生物教学案

人教版高中生物教学案（精选6篇）

篇1：人教版高中生物教学案

第四节 电势能、电势（2课时）

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

教学过程：

1．静电力做功的特点

结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。

（1）q沿直线从A到B（2）q沿折线从A到M、再从M到B（3）q沿任意曲线线A到B

结果都一样即：W=qELAM =qELABcos

【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。

与重力做功类比，引出： 2．电势能

（1）电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。

（2）静电力做功与电势能变化的关系：

静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：WABEPAEPB

注意：

①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加

②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。

③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任 一点具有的电势能都为负。

在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。

④．求电荷在电场中某点具有的电势能

电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低

将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。

⑥电势能零点的规定

若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。

关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零）

所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为：

EPAWABqELAB

3．电势---表征电场性质的重要物理量度

通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P20图1。4--3（1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。（2）公式：Epq（与试探电荷无关）

（3）单位：伏特（V）

（4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）

用心

爱心

专心

（5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零）4．等势面

⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面 ⑵．等势面的性质：

①．在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。③．等势面越密，电场强度越大 ④．等势面不相交，不相切

⑶．等势面的用途：由等势面描绘电场线。

⑷．几种电场的电场线及等势面 注意：①等量同种电荷连线和中线上

连线上：中点电势最小

中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。②等量异种电荷连线上和中线上

连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。中线上：各点电势相等且都等于零。

第五节、电势差（1课时）

重点：理解掌握电势差的概念、定义式。

难点：根据电势差的定义式进行有关计算。

通过对重力场中的高度、高度差和电场中的电势、电势的差值进行类比，并结合P18图1、4-1分析得出：

1、电势差

（1）定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。用UAB表示。

（2）公式：UABAB 或

UBABA ① 所以有：UAB=-UBA ②

注意：电势差也是标量，可正，可负。

2、静电力做功与电势差的关系

电荷Q在电场中从A移动到B时，静电力做的功WAB等于电荷在A、B两点的电势能之差。推导：WABEPAEPBqAqBqABqUAB

所以有：

WABqUAB 或 UABWAB③ q

即：电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与试探电荷Q的比值。注意：电场中A、B两点间的电势差跟移动电荷的路径无关，只与AB位置有关

第六节、电势差与电场强度的关系（1课时）重点：匀强电场中电势差与电场强度的关系

难点：电势差与电场强度的关系在实际问题中应用。

匀强电场中电势差与电场强度的关系：UABEd

即：匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乖积 ◎ 引导学生思考讨论P26问题

电势差与电场强度的关系也可以写做：EUAB d用心

爱心

专心

它的意义为：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势差与两点沿电场线方向的距离的比值。

◎ 引导学生思考讨论P27问题 注意：

（1）上式的适用条件：匀强电场；

（2）d为匀强电场中两点沿电场线方向的距离（等势面间的距离）。（3）电场强度与电势无直接关系

①．电场强度为零的地方电势不一定为零，电势为不为零取决于电势零点。如：处于静电平衡的导体内部场强为零，电势相等，是一个等势体，若不选它为电势零点，导体上电势就不为零。若选它为电势零点，则导体电势就为零。（结合说一说）

②．电势为零的地方电场强度不一定为零。如：点电荷产生的电场中某点定为电势零点，但该点电场强度不为零，无穷远处场强和电势都可认为是零。

③．电场强度相等的地方电势不一定相等，如在匀强电场中场强相等，但各点电势不等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相等。

④．电势相等的地方电场强度不一定相等。如在等量的异种电荷的电场中，两电荷连线的中垂面是一个等势面，但场强不相等。而处于静电平衡的导体内部场强为零，处处相等，电势也相

第七节、电容器与电容（1课时）重点：掌握电容器的概念、定义式及平行板电容器的电容。

难点：电容器的电容的计算与应用

（1）构造：任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看成一个电容器。（2）电容器的充电、放电

操作：把电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，两个极板上就分别带上了等量的异种电荷。这个过程叫做充电。

现象：从灵敏电流计可以观察到短暂的充电电流。充电后,切断与电源的联系,两个极板间有电场存在,充电过程中由电源获得的电能贮存在电场中,称为电场能.操作:把充电后的电容器的两个极板接通,两极板上的电荷互相中和,电容器就不带电了,这个过程叫放电.提问:电容器在充、放电的过程中的能量转化关系是什么?待学生讨论后总结如下: 【板书】充电——带电量Q增加,板间电压U增加,板间场强E增加, 电能转化为电场能 放电——带电量Q减少,板间电压U减少,板间场强E减少,电场能转化为电能

2、电容

与水容器类比后得出。说明：对于给定电容器，相当于给定柱形水比于横截面积）不变。这是量度式，不是关系式。在C一定情况下，比于U。

容器，C（类Q=CU，Q正（1）定义：电容器所带的电量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，叫做电容器的电容。Q（2）公式：C

U

用心

爱心

专心

（3）单位：法拉（F）还有微法（F）和皮法（pF）

1F=10-6F=10-12pF（4）电容的物理意义:电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，是由电容器本身的性质（由导体大小、形状、相对位置及电介质）决定的,与电容器是不是带电无关.3、平行板电容器的电容

说明:静电计是在验电器的基础上制成的,用来测量电势差.把它的金属球与一个导体相连,把它的金属外壳与另一个导体相连,从指针的偏转角度可以量出两个导体之间的电势差U.①． 保持Q和d不变，S越小,静电计的偏转角度越大, U越大,电容C越小； ②． 保持Q和S不变，d越大，偏转角度越小，C越小.③． 保持Q、d、S都不变,在两极板间插入电介质板,静电计的偏转角度并且减小,电势差U越小电容C增大.（2）结论:平行板电容器的电容C与介电常数ε成正比,跟正对面积S成正比,跟极板间的距离d成反比.平行板电容器的决定式：真空 CSS

介质 Cr 4kd4kd 第八节、带电粒子在电场中的运动（2课时）重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律

难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。

教学过程：

（一）复习力学及本章前面相关知识

要点：动能定理、平抛运动规律、牛顿定律、场强等。

（二）新课教学

1．带电粒子在电场中的运动情况（平衡、加速和减速）

⑴．若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持匀速直线运动状态。

例 ：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?

⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒或减速直线运动。(变速直线运动)◎打入正电荷（右图），将做匀加速设电荷所带的电量为q，板间场强为E 电势差为U，板距为d, 电荷到达另一极板v,则

电场力所做的功为：WqUqEL 粒子到达另一极板的动能为：Ek1 2mv22由动能定理有：qU1（或qEL1 对恒力）2mv2mv2静止状态或

子将做加速直线运动。的速度为 ※若初速为v0，则上列各式又应怎么样？让学生讨论并列出。

◎若打入的是负电荷（初速为v0），将做匀减速直线运动，其运动情况可能如何，请学生讨论，并得出结论。

2．带电粒子在电场中的偏转（不计重力，且初速度v0⊥E，则带电粒子将在电场中做类平抛运动）

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复习：物体在只受重力的作用下，被水平抛出，在水平方向上不受力，将做匀速直线运动，在竖直方向上只受重力，做初速度为零的自由落体运动。物体的实际运动为这两种运动的合运动。详细分析讲解例题2。

解：粒子v0在电场中做类平抛运动

沿电场方向匀速运动所以有：Lv0t

①

2电子射出电场时，在垂直于电场方向偏移的距离为： y

1② at2粒子在垂直于电场方向的加速度：aFeEeU

③ mmmd1eUL由①②③得：y2mdv0

④ 2代入数据得：y0.36m 即电子射出时沿垂直于板面方向偏离0.36m 电子射出电场时沿电场方向的速度不变仍为v0，而垂直于电速度：

场方向的eUL

⑤ mdv0veUL故电子离开电场时的偏转角为：tan ⑥ 2v0mdv0代入数据得：=6.8°

vat【讨论】：若这里的粒子不是电子，而是一般的带电粒子，则需考虑重力，上列各式又需怎样列？指导学生列出。

3．示波管的原理

（1）示波器：用来观察电信号随时间变化的电子仪器。其核心部分是示波管

（2）示波管的构造：由电子枪、偏转电极和荧光屏组成（如图）。

（3）原理：利用了电子的惯性小、荧光物质的荧光特性和人的视觉暂留等，灵敏、直观地显示出电信号随间变化的图线。

（三）小结：

1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索

带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律．研究时，主要可以按以下两条线索展开．

（1）力和运动的关系——牛顿第二定律

根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况．

（2）功和能的关系——动能定理

根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或从全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化，经历的位移等．这条线索同样也适用于不均匀的电场．

2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧（1）类比与等效

电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比．（2）整体法(全过程法)电荷间的相互作用是成对出现的，把电荷系统的整体作为研究对象，就可以不必考虑其间的相互作用．

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篇2：人教版高中生物教学案

能量量子化__光的粒子性 1．能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。

黑体辐射电磁波的强度只与黑体的温度有关。

2．能量子：不可再分的最小能量值ε，ε＝hν。

3．照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象，叫光电效应。

爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。

4．光电效应现象和康普顿效应均说明了光具有粒子性。

一、黑体与黑体辐射 1．热辐射 我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关。

2．黑体 指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

3．一般材料物体的辐射规律 辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。

4．黑体辐射的实验规律 1 图17-1-1 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，如图17-1-1所示。

(1)随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；(2)随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

二、能量子 1．定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。

2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。

h＝6.626×10J·s(一般取h＝6.63×10－34－34 J·s)。

3．能量的量子化：在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。

三、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。

2．光电子：光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应的实验规律：(1)存在着饱和光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。

这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。

(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。

当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应。

(3)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬间发生的，从光照射到产生光电流的时间不超过109 s。

－4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值。

不同金属的逸出功不同。

四、爱因斯坦的光子说与光电效应方程 1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子被称为光子。

2．爱因斯坦的光电效应方程：(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν—W0。

(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金 2 属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek。

五、康普顿效应和光子的动量 1．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

2．康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。

3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面。

4．光子的动量： h(1)表达式：p＝λ。

(2)说明：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小。

因此，有些光子散射后波长变大。

1．自主思考——判一判(1)黑体一定是黑色的。

(×)(2)热辐射只能产生于高温物体。

(×)(3)能产生光电效应的光必定是可见光。

(×)(4)经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。

(√)(5)微观粒子的能量只能是能量子的整数倍。

(√)(6)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。

(√)2．合作探究——议一议(1)不同频率的光照射到同一金属表面发生光电效应时，光电子的最大初动能是否相同？ 提示：由于同一金属的逸出功相同，而不同频率的光的光子能量不同，由光电效应方程可知，发生光电效应时，逸出的光电子的最大初动能是不同的。

(2)太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？ 提示：在地球上存在着大气，太阳光经微粒散射后传向各个方向，而在太空中的真空环境下光不再散射只向前传播。

对黑体和黑体辐射的理解 1．黑体实际上是不存在的，只是一种理想情况，但如果做一个闭合的空腔，在空腔表面开一个小孔，小孔就可以模拟一个黑体，如图17-1-2所示。

这是因为从外面射来的电磁波，经小孔射入空腔，要在腔壁上经过多次反射，在多次反射过程中，外面射来的电磁波几乎全部被腔壁吸收，最终不能从空腔射出。

图17-1-2 2．黑体不一定是黑的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看作黑体的物体由于有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔。

一些发光的物体(如太阳、白炽灯灯丝)也被当做黑体来处理。

3．黑体同其他物体一样也在辐射电磁波，黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射强度只与温度有关。

4．一般物体和黑体的热辐射、反射、吸收的特点 热辐射不一定需要高温，任何温度都能发生热辐射，只是温度低时辐射弱，温度高时辐射强。

在一定温度下，不同物体所辐射的光谱的成分有显著不同。

一般 物体 黑体 1．(多选)下列叙述正确的是()A．一切物体都在辐射电磁波 B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关 C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关 D．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波 解析：选ACD 根据热辐射定义知A对；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体辐热辐射特点 辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类、表面状况有关 辐射电磁波的强弱按波长的分布只与黑体的温度有关 吸收、反射的特点 既吸收又反射，其能力与材料的种类及入射波的波长等因素有关 完全吸收各种入射电磁波，不反射 4 射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料种类和表面状况有关，而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，B错、C对；根据黑体定义知D对。

2．(多选)黑体辐射的实验规律如图17-1-3所示，由图可知()图17-1-3 A．随温度升高，各种波长的辐射强度都增加 B．随温度降低，各种波长的辐射强度都增加 C．随温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 D．随温度降低，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 解析：选ACD 由题图可知，随温度升高，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，当温度降低时，上述变化都将反过来，故A、C、D正确，B错误。

光电效应中的五组概念 1．光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果。

2．光电子的初动能与光电子的最大初动能(1)光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能。

(2)只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。

光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。

3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即一个光子的能量，其值为ε＝hν(ν为光子的频率)，可见光子的能量由光的频率决定。

入射光的强度指单位时间内照射到单位面积上的总能量，等于光子能量hν与入射光子数n的乘积，即光强等于nhν。

4．光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。

5．光的强度与饱和光电流 饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的。

对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。

[典例](多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应。

下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 [思路点拨](1)入射光的频率必须大于金属的极限频率才能发生光电效应。

(2)当发生光电效应时，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大。

[解析] 增大入射光的强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，光电流增大，A项正确。

减小入射光的强度，只是光电流减小，光电效应现象是否消失与光的频率有关，而与光的强度无关，B项错误。

改用频率小于ν的光照射，但只要光的频率大于极限频率ν01仍然可以发生光电效应，C项错误。

由爱因斯坦光电效应方程hν－W逸＝mv2得：光频率2ν增大，而W逸不变，故光电子的最大初动能变大，D项正确。

[答案] AD 对光电效应问题的三点提醒(1)能否发生光电效应与入射光的频率有关。

(2)饱和光电流的大小与入射光的强度有关。

(3)光电子的最大初动能与入射光的频率及金属逸出功有关。

1．(多选)光电效应实验的装置如图17-1-4所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下面说法中正确的是()图17-1-4 A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用绿色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．使验电器指针发生偏转的是正电荷 解析：选AD 将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电。

进一步研究表明锌板带正电，这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D选项正确。

绿光不一定能使锌板发生光电效应。

2．某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，h为普朗克常量，则激光器每秒发射的光量子数为()λPA.hc cPλC.hhPB.λc D．λPhc hcPtλP解析：选A 每个光量子的能量ε＝hν＝λ，每秒钟发射的总能量为P，则n＝ε＝hc。

3．用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。

在这两个过程中，对下列四个量，一定相同的是________，可能相同的是________，一定不相同的是________。

A．光子的能量 C．光电子动能 B．金属的逸出功 D．光电子最大初动能 解析：光子的能量由光频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同；逸出功只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同；由Ek＝hν－W0，照射光子能量hν相同，逸出功W0不同，则电子最大初动能不同；由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间。

所以，在两个不同光电效应的光电子中，有时初动能是可能相等的。

答案：A C BD 光电效应方程及其应用 1．光电效应方程Ek＝hν－W0的四点理解(1)式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值。

(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程。

①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。

②如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知：Ek＝hν－W0。

(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件。

若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek＝hν－W0>0，亦即hν>W0，W0W0ν>h＝νc，而νc＝h恰好是光电效应的截止频率。

图17-1-5(4)Ek-ν曲线。

如图17-1-5所示是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线。

这里，横轴上的截距是截止频率或极限频率；纵轴上的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量。

2．光电效应规律中的两条线索、两个关系(1)两条线索：(2)两个关系： 光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

[典例] 如图17-1-6所示，一光电管的阴极用极限波长λ0＝500 nm的钠制成，用波长λ＝300 nm的紫外线照射阴极，光电管阳极A和阴极K之间的电势差U＝2.1 V，饱和光电流的值I＝0.56 μA。

图17-1-6(1)求每秒内由K极发射的光电子数；(2)求光电子到达A极时的最大动能；(3)如果电势差U不变，而照射光的强度增加到原值的三倍，此时光电子到达A极时最大动能是多大？(普朗克常量h＝6.63×10[思路点拨] hc(1)光电管阴极的逸出功W与极限波长λ0的关系为W＝。

λ0(2)每秒内由K极发射的电子全部参与导电时对应饱和光电流。

(3)光电子的最大初动能大小与入射光的强度大小无关。

[解析](1)每秒内由K极发射的光电子数 6I0.56×10－n＝e＝个＝3.5×1012个。

191.6×10－－34 J·s)(2)由光电效应方程可知 11ccEk0＝hν－W0＝hλ－h＝hcλ－λ0 λ0在A、K间加电压U时，光电子到达阳极时的动能 11Ek＝Ek0＋eU＝hcλ－λ＋eU 0代入数值，得Ek＝6.012×10－19 J。

(3)根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，如果电势差U不变，则光电子到达A极的最大动能不变，Ek＝6.012×10－19 J。

[答案](1)3.5×1012个(2)6.012×10(3)6.012×10 －19－19 J J 9 1．用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化而变化的Ek-ν图像，如图所示。

已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将两者的图像分别用实线与虚线画在同一个Ek-ν图上，则下图中正确的是()解析：选A 根据光电效应方程Ek＝hν－W可知，Ek-ν图像的斜率为普朗克常量h，因此题图中两线应平行，故C、D错；图线与横轴的交点表示恰能发生光电效应(光电子动能为零)时的入射光频率，即截止频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的入射光的频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的截止频率较高，所以A对，B错。

2．研究光电效应的电路如图17-1-7所示。

用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。

下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像中，正确的是()图17-1-7 解析：选C 频率相同的光照射同一金属时，发射出的光电子的最大初动能相同，所以遏止电压相同；饱和电流与光的强度有关，光的强度越大，饱和电流越大，故选项C正确。

3.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图17-1-8所示。

若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________。

图17-1-8 hνW0hW0解析：根据光电效应方程Ekm＝hν－W0及Ekm＝eUc得Uc＝e－e，故e＝k，b＝－e，得h＝ek，W0＝－eb。

答案：ek －eb 光子说对康普顿效应的解释 [典例] 康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量。

如图17-1-9给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向________运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”)。

图17-1-9 [思路点拨] 根据碰撞过程中动量、能量均守恒以及动量是矢量分析此题。

[解析] 因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由E＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长。

[答案] 1 变长 对康普顿效应的三点认识(1)光电效应应用于电子吸收光子的问题；而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题。

(2)假定X射线光子与电子发生弹性碰撞。

光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。

(3)康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性。

1．科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子。

假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中()A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，动量守恒，且λλ′ 解析：选C 光子与电子碰撞过程中，能量守恒，动量也守恒，因光子撞击电子的过程hc中光子将一部分能量传递给电子，光子的能量减少，由E＝λ可知，光子的波长增大，即λ′>λ，故C正确。

2．一个沿着一定方向运动的光子和一个原来静止的自由电子相互碰撞，碰撞之后电子向某一方向运动，而光子沿着另一方向散射出去。

则这个散射光子跟原来入射时相比()A．散射光子的能量减少 B．光子的能量增加，频率也增大 C．速度减小 D．波长减小 解析：选A 由于光子既具有能量，也具有动量，因此碰撞过程中遵循能量守恒定律。

1．对黑体辐射电磁波的波长分布的影响因素是()A．温度 C．表面状况 B．材料 D．以上都正确 解析：选A 影响黑体辐射电磁波的波长分布的因素是温度，故选项A正确。

2．(多选)以下宏观概念中，哪些是“量子化”的()A．物体的带电荷量 C．物体的动量 B．物体的质量 D．学生的个数 解析：选AD 所谓“量子化”应该是不连续的，而是一份一份的，故选A、D。

3．(多选)N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV。

现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么图中没有光电子到达金属网的是()12 解析：选AC C、D加反向电压，只要入射光子的能量hν≥W0＋eU，就有光电子到达金属网，将各数值代入上式可知D中光电子能到达金属网；A、B加正向电压，只要入射光子能量大于逸出功，就有光电子到达金属网，可知B中光电子能到达金属网。

综上所述，A、C符合题意。

4．人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。

普朗克常量为6.63×10则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是()A．2.3×10C．7.0×10－18－10－34 J·s，光速为3.0×108 m/s，W W B．3.8×10－19 W W D．1.2×10－18解析：选A 因每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，所以察觉到绿光所接收的最小功率P6.63×10－34×3×108Ec＝t，式中E＝6ε，又ε＝hν＝hλ，可解得P＝6× W＝2.3×10－18 W。

9530×10－h5.光子有能量，也有动量，动量p＝λ，它也遵守有关动量的规律。

如图1所示，真空中，有“∞”形装置可绕通过横杆中点的竖直轴OO′在水平面内灵活地转动，其中左边是圆形黑纸片(吸收光子)，右边是和左边大小、质量相同的圆形白纸片(反射光子)。

当用平行白光垂直照射这两个圆面时，关于装置开始时的转动情况(俯视)，下列说法中正确的是()图1 A．顺时针方向转动 C．都有可能 B．逆时针方向转动 D．不会转动 解析：选B 根据动量定理Ft＝mvt－mv0，由光子的动量变化可知黑纸片和光子之间的作用力小于白纸片和光子之间的作用力，所以装置开始时逆时针方向转动，B选项正确。

6．(多选)光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有()A．入射光的频率必须大于被照金属的截止频率才能产生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 C．入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s － 13 D．当入射光频率大于截止频率时，光电流强度与入射光强度成正比 解析：选ABC 此题应从光电效应规律与经典波动理论的矛盾着手去解答。

按照经典的光的波动理论，光的能量随光的强度的增大而增大，与光的频率无关，金属中的电子必须吸收足够能量后，才能从中逸出，电子有一个能量积蓄的时间，光的强度越大，单位时间内辐射到金属表面的光子数目越多，被电子吸收的光子数目自然也多，这样产生的光电子数目也多。

但是，光子不一定全部形成光电流，故应选A、B、C。

7.实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图2所示。

下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是()图2 金属 截止频率ν0/1014 Hz 逸出功W/eV A．如用金属钨做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 B．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大 C．如用金属钠做实验得到的Ekm-ν图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，－Ek2)，则Ek2

8.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图3所示。

则可判断出()钨 10.95 4.54 钙 7.73 3.20 钠 5.53 2.29 图3 14 A．甲光的频率大于乙光的频率 B．乙光的波长大于丙光的波长 C．乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率 D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 解析：选B 当光电管两端加上反向遏止电压且光电流恰好为零时，有Ek－0＝eUc，对同一光电管(逸出功W0相同)使用不同频率的光照射，有Ek＝hν－W0，两式联立得，hν－W0＝eUc，丙光的反向遏止电压最大，则丙光的频率最大，甲光、乙光频率相同，A、Cc错误；又由λ＝ν可知λ丙<λ乙，B正确；由Ek＝hν－W0可知丙光对应的最大初动能最大，D错误。

9.如图4所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零。

合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零。

求： 图4(1)此时光电子的最大初动能的大小；(2)该阴极材料的逸出功。

解析：(1)由题意可知，遏止电压为0.60 V，由动能定理得光电子的最大初动能Ek＝eU＝0.6 eV。

(2)由光电效应方程Ek＝hν－W0得该阴极材料的逸出功 W0＝hν－Ek＝2.5 eV－0.6 eV＝1.9 eV。

篇3：人教版高中生物教学案

一、两版教材的共同特征

1.注重对学生科学素养及探究能力的培养

新课改教学的出发点是一切为了学生的发展,尤其注重教学与现实生活的联系,倡导学生主动探究、进行合作性学习,并培养其解决问题的能力,进而提高学生的科学素养,并为其终身学习奠定基础。两版生物教材均在内容设计上融入了这一理念,不仅注重培养生物学基本知识与技能,更加涵盖了与学生紧密相关的生活环境、生态环境与社会环境的内容,始终将培养学生的基本生物学素养,树立正确的情感、态度与价值观融入整个生物学的教学过程,两版教材在内容的编排上又尽可能地体现当今社会生态教育所倡导的人与社会、自然和谐相处,可持续健康发展的理念。此外,为了培养学生的探究能力,两版教材均设计了大量的探究性实验:人教版教材编排的“问题讨论、实验、思考与讨论”等板块;苏教版教材编排的“边做边学、课题研究、积极思维及课外探究”等板块。教材中的实验内容遍及各个章节,且两版教材在编排部分实验活动时,均没有直接给出相关结论,而是让学生通过对实验的观察、动手操作、数据分析、结果讨论等得出相应的结论。环环相扣的实验教学设计帮助学生巩固、升华所学的新知识,在构建学生知识系统结构的同时,引导学生探究合作,提升学生实际操作与解决问题的知识应用能力。

2.图文结合、色彩鲜明,激发学生学习兴趣

两版教材在板块设计上,以图文结合的形式进行编排,教材中涉及大量的摄影图和绘画图,具体形式有:显微镜下多样的细胞图、生态系统结构图、人物图、示意图、对比图、概念图、遗传图等。通过图示对生物体的结构形态特征、生殖和发育变化、生活场景以及自然界的生态环境等相关概念的关系进行生动的描述,摒弃单调的文字叙述,使学生在感官上具有更深层次的体会,教材图文并茂、色彩鲜明的展示,有益于抽象复杂的知识具体直观化,并激发学生兴趣,使学生主动建构生物知识体系。笔者统计图示使用情况后发现,两版教材仅在“细胞的分子组成”知识模块中,为帮助学生对知识点的理解与掌握就使用了大量的插图,人教版与苏教版教材在此模块中均使用了17 张图示,图示类型分别为:摄影图、结构图与示意图等,部分图示中还不只采用了一种图示类型。如:人教版教材在“蛋白质的功能”知识点编排中使用了多幅插图,这些插图均包含在“图2-7 蛋白质的主要功能示例图示”中,其中插入了羽毛、肌肉、头发、蜘蛛丝等摄影图,辅以胃蛋白结晶的结构图、血红蛋白示意图等,其目的在于阐释蛋白质在细胞中所具有的多种功能,让学生通过生活中已有知识经验的迁移,同化新概念,形成完整的知识结构。

二、两版教材的差异之处

教材是课程内容的主体之一,教材的文本研究是教材研究的重要组成部分。通常是从教材的课程容量、内容难度、编写体例、设计风格、呈现风格以及课程的综合性进行研究。[4]本文选取课程容量、内容难度以及编写体例三个维度,对两版教材进行对比分析。

1.课程容量

课程容量是教材对比分析的重要指标,是指教材所设计的知识总量,常常通过课程内容的多少来体现,即一节课教师备课时设计的教学内容。当然课程的容量不是越大就越好,需要同时考虑学生掌握知识的程度,学生在课堂中思考、讨论、总结与收获知识等行为,总体来说课程容量就是教师和学生的交互过程,是促进教学相长的一系列内容安排。因此,笔者就人教版和苏教版教材的课程内容分布进行比较分析。

课时安排,即完成本章节教学所用的总课时数,通过表1 可看出人教版教材在细胞的分子组成模块中所需课时数为8,而苏教版教材则需6 个课时。两版教材章节的排列与课程内容的设计顺序上有所不同,人教版教材将整章内容分为五个小节。苏教版教材将整章分两个小节,其中内容安排具有差异的地方为:首先,苏教版教材第一节“细胞中的元素和无机化合物”将人教版教材第五节“细胞中的无机物(细胞中的水和无机盐)”安排在此小节中;其次,苏教版教材第二节“细胞中的生物大分子”将“生物大分子的基本骨架”独立安排在第二节的第一板块中,人教版教材则将此放在了第四节“细胞的糖类与脂质”板块中;再次,“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验”放在第一节,苏教版教材将其分散安排在了相应的各个生物大分子板块中。

经对比后发现其他内容设计无明显差异,两版教材均依照课程标准所规定的内容进行编写,但所用课时数目有明显差距。首先,苏教版教材在第一节中的内容设计远大于人教版教材中的内容,但所用课时仅为人教版教材的1/3;其次,在蛋白质与核酸内容的课时安排上也少于人教版教材,还并未将实验内容的板块计算在内,还要考虑到学生参与课堂、思考问题、探讨交流的环节。由此可见,苏教版教材的课程容量大于人教版教材的课程容量。

2.内容难度

教材的内容难度,即课程内容的难易程度,将两版教材的内容难度进行量化,采用可靠的数据与课程标准做以比较,为教师使用教材提供有效参考。影响教材内容难易程度的因素主要有课程的时间、课程的广度、课程的深度。其中课程的时间可用课时的多少来量化;课程的广度是课程内容所涉及的广泛程度,采用知识点进行量化;课程深度反映课程之间的设计顺序、编排和组织的逻辑深度以及潜在的思维深度,可以根据教材中知识的要求程度来量化。课程内容难度分析,采用课程难度模型来量化,公式为:

其中,N代表课程难度,S代表课程深度,G代表课程广度,T代表课程时间,S/T代表可比深度,G/T代表可比广度 α,代表加权平均数(代表可比深度与可比广度的侧重各占一半),课程内容难度实际就是可比深度与可比广度的加权平均值。[4]

课程时间可用课时进行量化,课程标准中规定“细胞的分子组成”模块所用课时数为7,因此T3=7,人教版教材在此模块所需课时数为8,苏教版教材为6 课时,则T1=8,T2=6。课程广度可以用知识点量化,“人教版教材知识点共计24 个,苏教版教材知识点共计22 个”[1],故G1=24 G2=22 因课程标准中没有明确给出知识点数量,则在此取平均值G3=23。课程深度可以根据教材中知识的掌握程度进行量化,课程标准中规定的目标要求分别为:了解水平、理解水平、应用水平、模仿水平等[5],对此进行赋值:1,2,3,4…根据课程标准要求的目标水平,此模块相对应的课程深度值分别为:蛋白质的结构和功能2;核酸的结构和功能1;糖类的种类和作用2;脂质的种类和作用1;生物大分子以碳链为骨架2;水和无机盐的作用1。 计算课标的深度系数S3=(2+1+2+1+2+1)÷6=1.5,同理可计算出人教版教材的课程深度系数S1=1.5,苏教版教材的课程深度系数S2=1.333。课程标准的可比广度值(G/T)为3,可比深度值(S/T)为0.188,带入公式,得出课程标准的难度系数N3=1.75;同理,人教版教材的难度系数N1=1.594;苏教版教材的难度系数N2=1.945。从课程难度计算结果可看出人教版教材课程内容难度系数为三者中最小值,低于课程标准,与课程标准较为接近,差值为0.156;苏教版教材课程内容难度系数为最大值,高于课程标准,与课程标准相差较大,差值为0.195。

3.编写体例

编写体例是指教材的结构方式,具有不同编写思想、编写理念的编者常常形成风格各异的教材编写体例[6],下面以两版教材中“细胞的分子组成”模块为例进行比较。

(1)人教版生物教材编写体例

人教版教材编写体例由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”四个板块构成。每一章节首先通过“问题探讨”引入教学主题,引导学生思考讨论,激发学生好奇心进而培养学生的思维能力,如:第一节通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素含量,引出细胞中的元素和化合物的知识。

正文部分包括主栏和旁栏。主栏重在阐述本节主要知识点,涉及知识点的构建、思考与讨论、资料分析、调查、实验、技能训练等环节,各环节紧密相扣、环环深入,知识点逐渐延伸、拓展、印证进而通过调查、实验、技能使得知识点不断巩固、内化,此栏目既有知识点的理论讲解又有实践技能的强化,栏目各环节的设计与新课程所倡导的课程理念相吻合。为了进一步拓宽学生的知识面、强化学习目标、实现学生发散思维的培养,正文部分还设计了旁栏,旁栏内有:本节焦点、知识链接、相关信息、旁栏思考题等。课外阅读部分包括:科学史话、科学前沿、科学家的故事等,目的在于向学生传递科学的思想以及科学方法,培养学生的生物学素养。课后巩固包括:练习和自我检测,目的为巩固、掌握基本知识点,并为后续内容的学习奠定基础。

(2)苏教版生物教材编写体例

苏教版教材从编写体例来看,有别于传统生物教材的知识传授体系,将教材横向分为“自主学习”和“自我发展”两大板块,从整体上统一了知识、能力、情感的三维目标。[1]教材以“自主学习”的活动为主,包括:积极思维、边做边学、课题研究、放眼社会、回眸历史、评价指南六个小版块;辅以“自我发展”等知识拓展栏目,包含有历史长河、知识海洋、继续探究、走近职业、拓展视野五个小版块。教材首先由相关知识引入,介绍与章节内容有关的小资料或最新科学发现、成果等,让学生产生兴趣,主动建构目标知识。

正文主栏包括:积极思维、边做边学、课题研究、继续探究等。积极思维:让学生在思维过程中发展认知技能,建立科学态度;边做边学:主要让学生在做中学,通过传统实验的制作、观察等实践活动获取新知识,培养学生动手能力,掌握科学方法;课题研究:让学生亲身体验科学探究过程,尝试提出问题与假设、设计与实验、交流与合作、结论与反思等;继续探究:在探究活动中实现科学方法的教育。正文旁栏包括:学习目标、关键词,目的在于明确学习重点及目标。课外阅读部分包括:知识海洋、放眼社会、拓展视野、走进职业等,旨在开拓学生的视野,提高学生的生物学素养。课后巩固包括:评价指南或综合评价指南,在于达成课程目标的基本要求,如:每一小节结束后都设计了评价指南,其中包括与基础知识有关的单项选择题以及技能增进题,章节结束后的综合评价指南板块类似于章节小测验,可检测整个章节的学习成果。

三、教学建议

1.合理安排课程容量,促进教学相长

新课改中提倡教师与学生教学相长的理念,因此课程的容量,不仅仅要考虑教师一节课所讲授的知识点,更要考虑学生的接受情况。通过比较得出,苏教版教材的课程容量大于人教版教材。因此就要求教师首先在备课时,预先设计好整节课的容量,课程容量不宜过多,会致使学生无法全面接受,也不宜过少,将造成学生上课思想不集中,从教学任务与学生实际情况出发而考虑,以期达到有效教学的目的;其次要注重教学方式的选择,当前所倡导的新媒体教学与传统教学相结合下的多媒体教学、翻转课堂与慕课等教学方式,都应注意给予学生更多的自主学习、思考交流、小组讨论或问题探究的时间,让学生充分掌握所学知识;最后教师应注意的是因材施教,在设计课程容量时,需注意到内容的难易程度对学生的影响,充分发挥师生的交互作用。

2.课程难度参照课程标准,应减去“繁、难、偏、旧”的内容

通过计算两版教材的课程难度系数并与课程标准进行比较,人教版教材课程难度系数为三者最低值:1.594,苏教版教材课程难度系数为最高值:1.945,课程标准的难度系数则处于中间值:1.75,两版教材与课程标准的差值分别为0.156,0.195,即人教版教材课程难度系数与课程标准差值小于苏教版教材与课程标准差值。由此可得出人教版教材难度低于课程标准,苏教版教材难度高于课程标准。根据新课改的理念要求减去“繁、难、偏、旧”的课程内容,但并不是为了片面提高某些内容的难度,最终要保证教材中保留的是最基本、最有价值的内容。教材的编写应以课程标准为主,课程难度不宜高于课程标准,尽可能与课程标准保持一致,促使教师与学生在使用教材的过程中达到更好的效果。

3.准确把握教材编写体例,掌握科学的学习方法

苏教版教材凸显学生自主学习的教育方法体系,在内容设计方面侧重学生“自主学习”方式,给予学生更多主动参与的机会与自我思考的空间,学生在自主学习的过程中,培养生物学素养,发展探究思维,并将专业知识的发展与职业选择的知识渗透其中,有利于学生的终生发展。另外,教材中部分知识点虽作为拓展内容,但在考试中仍有所涉及,如:知识海洋与拓展视野中就包含了此类知识,这就要求学生有更强的自主学习、思考、总结的能力,对于知识点的补充不依赖于教师的讲授。

人教版教材为传统的知识传授体系,编写体例分为多个板块,由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”组成,正文又包含了“主栏”与“旁栏”,很多版块在形式上是与正文主栏的内容区分开来的,需要教师在教授过程中面面俱到,这间接的加大了教师课堂的教学任务,如旁栏板块的知识链接、相关信息、旁栏思考题等。总的来说,人教版教材是将技能的要求融入到了栏目活动中,且更加偏向于教师教授性的教学,即学生以间接经验获得知识。因此建议教师在教学过程中,应从栏目活动中挖掘出科学方法、优化教学方式,学生则需要具备较强的自主学习能力,转换被动接受型的学习方式,才能获取更全面的知识并掌握科学的学习方法。

参考文献

[1]周阳.新课标下五套普通高中生物教材知识体系的比较研究[D].南京:南京师范大学,2007.

[2]朱正威,赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物[M].北京:人民教育出版社,2004.

[3]汪忠.普通高中课程标准实验教科书生物[M].南京:江苏教育出版社,2005.

[4]孔凡哲,张洽.教科书研究方法与治理保障研究[M].辽宁:华北师范大学出版社,2007.

[5]教育部.生物课程标准[M].北京:人民教育出版社,2003.

篇4：人教版高中生物教学案

关键词 新课程改革 高中生物教材 教材比较

“生物学教科书是依据生物课程标准规定编写，学生使用最多且在师生教学活动中必不可少的一种教材，它既体现了中学培养目标，又体现了生物学科的教学目的和要求。”我国现行的高中生物教材版本主要有人教版、苏教版、北师大版、中图版、浙科版、河北版等，其中人教版教材在全国使用地区较为广泛，具有普适性，苏教版教材则是在我国教育发达地区使用率较高的版本，选择以上两版教材进行比较分析，易于发现两版教材存在的差异之处。本文选取高中生物必修一分子与细胞专题“细胞的分子组成”模块进行比较分析，此模块是高中生物学习的开篇，是学习其他生物学知识的基础，因而，从两版教材学生科学素养培养、探究能力引导、教材课程容量、内容难度、编写体例等维度的异同进行分析较具代表性，以便教育者更好地了解两版教材的独特之处，继而能更精准地领悟新教材观的理念实质“用教材教，而不是教教材”，结合教学的实际情况，促进高中生物教学工作的有效展开。

一、两版教材的共同特征

1.注重对学生科学素养及探究能力的培养

新课改教学的出发点是一切为了学生的发展，尤其注重教学与现实生活的联系，倡导学生主动探究、进行合作性学习，并培养其解决问题的能力，进而提高学生的科学素养，并为其终身学习奠定基础。两版生物教材均在内容设计上融入了这一理念，不仅注重培养生物学基本知识与技能，更加涵盖了与学生紧密相关的生活环境、生态环境与社会环境的内容，始终将培养学生的基本生物学素养，树立正确的情感、态度与价值观融入整个生物学的教学过程，两版教材在内容的编排上又尽可能地体现当今社会生态教育所倡导的人与社会、自然和谐相处，可持续健康发展的理念。此外，为了培养学生的探究能力，两版教材均设计了大量的探究性实验：人教版教材编排的“问题讨论、实验、思考与讨论”等板块；苏教版教材编排的“边做边学、课题研究、积极思维及课外探究”等板块。教材中的实验内容遍及各个章节，且两版教材在编排部分实验活动时，均没有直接给出相关结论，而是让学生通过对实验的观察、动手操作、数据分析、结果讨论等得出相应的结论。环环相扣的实验教学设计帮助学生巩固、升华所学的新知识，在构建学生知识系统结构的同时，引导学生探究合作，提升学生实际操作与解决问题的知识应用能力。

2.图文结合、色彩鲜明，激发学生学习兴趣

两版教材在板块设计上，以图文结合的形式进行编排，教材中涉及大量的摄影图和绘画图，具体形式有：显微镜下多样的细胞图、生态系统结构图、人物图、示意图、对比图、概念图、遗传图等。通过图示对生物体的结构形态特征、生殖和发育变化、生活场景以及自然界的生态环境等相关概念的关系进行生动的描述，摒弃单调的文字叙述，使学生在感官上具有更深层次的体会，教材图文并茂、色彩鲜明的展示，有益于抽象复杂的知识具体直观化，并激发学生兴趣，使学生主动建构生物知识体系。笔者统计图示使用情况后发现，两版教材仅在 “细胞的分子组成”知识模块中，为帮助学生对知识点的理解与掌握就使用了大量的插图，人教版与苏教版教材在此模块中均使用了17张图示，图示类型分别为：摄影图、结构图与示意图等，部分图示中还不只采用了一种图示类型。如：人教版教材在“蛋白质的功能”知识点编排中使用了多幅插图，这些插图均包含在“图2-7蛋白质的主要功能示例图示”中，其中插入了羽毛、肌肉、头发、蜘蛛丝等摄影图，辅以胃蛋白结晶的结构图、血红蛋白示意图等，其目的在于阐释蛋白质在细胞中所具有的多种功能，让学生通过生活中已有知识经验的迁移，同化新概念，形成完整的知识结构。

二、两版教材的差异之处

教材是课程内容的主体之一，教材的文本研究是教材研究的重要组成部分。通常是从教材的课程容量、内容难度、编写体例、设计风格、呈现风格以及课程的综合性进行研究。[4]本文选取课程容量、内容难度以及编写体例三个维度，对两版教材进行对比分析。

1.课程容量

课程容量是教材对比分析的重要指标，是指教材所设计的知识总量，常常通过课程内容的多少来体现，即一节课教师备课时设计的教学内容。当然课程的容量不是越大就越好，需要同时考虑学生掌握知识的程度，学生在课堂中思考、讨论、总结与收获知识等行为，总体来说课程容量就是教师和学生的交互过程，是促进教学相长的一系列内容安排。因此，笔者就人教版和苏教版教材的课程内容分布进行比较分析。

课时安排，即完成本章节教学所用的总课时数，通过表1可看出人教版教材在细胞的分子组成模块中所需课时数为8，而苏教版教材则需6个课时。两版教材章节的排列与课程内容的设计顺序上有所不同，人教版教材将整章内容分为五个小节。苏教版教材将整章分两个小节，其中内容安排具有差异的地方为：首先，苏教版教材第一节“细胞中的元素和无机化合物”将人教版教材第五节“细胞中的无机物（细胞中的水和无机盐）”安排在此小节中；其次，苏教版教材第二节“细胞中的生物大分子”将“生物大分子的基本骨架”独立安排在第二节的第一板块中，人教版教材则将此放在了第四节“细胞的糖类与脂质”板块中；再次，“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验”放在第一节，苏教版教材将其分散安排在了相应的各个生物大分子板块中。

经对比后发现其他内容设计无明显差异，两版教材均依照课程标准所规定的内容进行编写，但所用课时数目有明显差距。首先，苏教版教材在第一节中的内容设计远大于人教版教材中的内容，但所用课时仅为人教版教材的1/3；其次，在蛋白质与核酸内容的课时安排上也少于人教版教材，还并未将实验内容的板块计算在内，还要考虑到学生参与课堂、思考问题、探讨交流的环节。由此可见，苏教版教材的课程容量大于人教版教材的课程容量。

2.内容难度

教材的内容难度，即课程内容的难易程度，将两版教材的内容难度进行量化，采用可靠的数据与课程标准做以比较，为教师使用教材提供有效参考。影响教材内容难易程度的因素主要有课程的时间、课程的广度、课程的深度。其中课程的时间可用课时的多少来量化；课程的广度是课程内容所涉及的广泛程度，采用知识点进行量化；课程深度反映课程之间的设计顺序、编排和组织的逻辑深度以及潜在的思维深度，可以根据教材中知识的要求程度来量化。课程内容难度分析，采用课程难度模型来量化，公式为：

N=（？琢·S/T）+（1-？琢）G/T

其中，N代表课程难度，S代表课程深度，G代表课程广度，T代表课程时间，S/T代表可比深度，G/T代表可比广度？琢，代表加权平均数（代表可比深度与可比广度的侧重各占一半），课程内容难度实际就是可比深度与可比广度的加权平均值。[4]

课程时间可用课时进行量化，课程标准中规定“细胞的分子组成”模块所用课时数为7，因此T3=7，人教版教材在此模块所需课时数为8，苏教版教材为6课时，则T1=8， T2=6。课程广度可以用知识点量化，“人教版教材知识点共计24个，苏教版教材知识点共计22个”[1]，故G1=24 G2=22因课程标准中没有明确给出知识点数量，则在此取平均值G3=23。课程深度可以根据教材中知识的掌握程度进行量化，课程标准中规定的目标要求分别为：了解水平、理解水平、应用水平、模仿水平等[5]，对此进行赋值：1，2，3，4…根据课程标准要求的目标水平，此模块相对应的课程深度值分别为：蛋白质的结构和功能2；核酸的结构和功能1；糖类的种类和作用2；脂质的种类和作用1；生物大分子以碳链为骨架2；水和无机盐的作用1。计算课标的深度系数S3=（2+1+2+1+2+1）÷6=1.5，同理可计算出人教版教材的课程深度系数S1=1.5，苏教版教材的课程深度系数S2=1.333。课程标准的可比广度值（G/T）为3，可比深度值（S/T）为0.188，带入公式，得出课程标准的难度系数N3=1.75；同理，人教版教材的难度系数N1=1.594；苏教版教材的难度系数N2=1.945。从课程难度计算结果可看出人教版教材课程内容难度系数为三者中最小值，低于课程标准，与课程标准较为接近，差值为0.156；苏教版教材课程内容难度系数为最大值，高于课程标准，与课程标准相差较大，差值为0.195。

3.编写体例

编写体例是指教材的结构方式，具有不同编写思想、编写理念的编者常常形成风格各异的教材编写体例[6]，下面以两版教材中“细胞的分子组成”模块为例进行比较。

（1）人教版生物教材编写体例

人教版教材编写体例由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”四个板块构成。每一章节首先通过“问题探讨”引入教学主题，引导学生思考讨论，激发学生好奇心进而培养学生的思维能力，如：第一节通过比较组成地壳和组成细胞的部分元素含量，引出细胞中的元素和化合物的知识。

正文部分包括主栏和旁栏。主栏重在阐述本节主要知识点，涉及知识点的构建、思考与讨论、资料分析、调查、实验、技能训练等环节，各环节紧密相扣、环环深入，知识点逐渐延伸、拓展、印证进而通过调查、实验、技能使得知识点不断巩固、内化，此栏目既有知识点的理论讲解又有实践技能的强化，栏目各环节的设计与新课程所倡导的课程理念相吻合。为了进一步拓宽学生的知识面、强化学习目标、实现学生发散思维的培养，正文部分还设计了旁栏，旁栏内有：本节焦点、知识链接、相关信息、旁栏思考题等。课外阅读部分包括：科学史话、科学前沿、科学家的故事等，目的在于向学生传递科学的思想以及科学方法，培养学生的生物学素养。课后巩固包括：练习和自我检测，目的为巩固、掌握基本知识点，并为后续内容的学习奠定基础。

（2）苏教版生物教材编写体例

苏教版教材从编写体例来看，有别于传统生物教材的知识传授体系，将教材横向分为“自主学习”和“自我发展”两大板块，从整体上统一了知识、能力、情感的三维目标。[1] 教材以“自主学习”的活动为主，包括：积极思维、边做边学、课题研究、放眼社会、回眸历史、评价指南六个小版块；辅以“自我发展”等知识拓展栏目，包含有历史长河、知识海洋、继续探究、走近职业、拓展视野五个小版块。教材首先由相关知识引入，介绍与章节内容有关的小资料或最新科学发现、成果等，让学生产生兴趣，主动建构目标知识。

正文主栏包括：积极思维、边做边学、课题研究、继续探究等。积极思维：让学生在思维过程中发展认知技能，建立科学态度；边做边学：主要让学生在做中学，通过传统实验的制作、观察等实践活动获取新知识，培养学生动手能力，掌握科学方法；课题研究：让学生亲身体验科学探究过程，尝试提出问题与假设、设计与实验、交流与合作、结论与反思等；继续探究：在探究活动中实现科学方法的教育。正文旁栏包括：学习目标、关键词，目的在于明确学习重点及目标。课外阅读部分包括：知识海洋、放眼社会、拓展视野、走进职业等，旨在开拓学生的视野，提高学生的生物学素养。课后巩固包括：评价指南或综合评价指南，在于达成课程目标的基本要求，如：每一小节结束后都设计了评价指南，其中包括与基础知识有关的单项选择题以及技能增进题，章节结束后的综合评价指南板块类似于章节小测验，可检测整个章节的学习成果。

三、教学建议

1.合理安排课程容量，促进教学相长

新课改中提倡教师与学生教学相长的理念，因此课程的容量，不仅仅要考虑教师一节课所讲授的知识点，更要考虑学生的接受情况。通过比较得出，苏教版教材的课程容量大于人教版教材。因此就要求教师首先在备课时，预先设计好整节课的容量，课程容量不宜过多，会致使学生无法全面接受，也不宜过少，将造成学生上课思想不集中，从教学任务与学生实际情况出发而考虑，以期达到有效教学的目的；其次要注重教学方式的选择，当前所倡导的新媒体教学与传统教学相结合下的多媒体教学、翻转课堂与慕课等教学方式，都应注意给予学生更多的自主学习、思考交流、小组讨论或问题探究的时间，让学生充分掌握所学知识；最后教师应注意的是因材施教，在设计课程容量时，需注意到内容的难易程度对学生的影响，充分发挥师生的交互作用。

2.课程难度参照课程标准，应减去“繁、难、偏、旧”的内容

通过计算两版教材的课程难度系数并与课程标准进行比较，人教版教材课程难度系数为三者最低值：1.594，苏教版教材课程难度系数为最高值：1.945，课程标准的难度系数则处于中间值：1.75，两版教材与课程标准的差值分别为0.156，0.195，即人教版教材课程难度系数与课程标准差值小于苏教版教材与课程标准差值。由此可得出人教版教材难度低于课程标准，苏教版教材难度高于课程标准。根据新课改的理念要求减去“繁、难、偏、旧”的课程内容，但并不是为了片面提高某些内容的难度，最终要保证教材中保留的是最基本、最有价值的内容。教材的编写应以课程标准为主，课程难度不宜高于课程标准，尽可能与课程标准保持一致，促使教师与学生在使用教材的过程中达到更好的效果。

3.准确把握教材编写体例，掌握科学的学习方法

苏教版教材凸显学生自主学习的教育方法体系，在内容设计方面侧重学生“自主学习”方式，给予学生更多主动参与的机会与自我思考的空间，学生在自主学习的过程中，培养生物学素养，发展探究思维，并将专业知识的发展与职业选择的知识渗透其中，有利于学生的终生发展。另外，教材中部分知识点虽作为拓展内容，但在考试中仍有所涉及，如：知识海洋与拓展视野中就包含了此类知识，这就要求学生有更强的自主学习、思考、总结的能力，对于知识点的补充不依赖于教师的讲授。

人教版教材为传统的知识传授体系，编写体例分为多个板块，由“问题探讨”“正文”“课外阅读”“课后巩固”组成，正文又包含了“主栏”与“旁栏”，很多版块在形式上是与正文主栏的内容区分开来的，需要教师在教授过程中面面俱到，这间接的加大了教师课堂的教学任务，如旁栏板块的知识链接、相关信息、旁栏思考题等。总的来说，人教版教材是将技能的要求融入到了栏目活动中，且更加偏向于教师教授性的教学，即学生以间接经验获得知识。因此建议教师在教学过程中，应从栏目活动中挖掘出科学方法、优化教学方式，学生则需要具备较强的自主学习能力，转换被动接受型的学习方式，才能获取更全面的知识并掌握科学的学习方法。

参考文献

[1] 周阳.新课标下五套普通高中生物教材知识体系的比较研究[D].南京：南京师范大学，2007.

[2] 朱正威，赵占良.普通高中课程标准实验教科书生物[M].北京：人民教育出版社，2004.

[3] 汪忠.普通高中课程标准实验教科书生物[M].南京：江苏教育出版社，2005.

[4] 孔凡哲，张洽.教科书研究方法与治理保障研究[M].辽宁：华北师范大学出版社，2007.

[5] 教育部.生物课程标准[M].北京：人民教育出版社，2003.

[6] 王学丽.关于改革我国“文选型”语文教科书编写体例的思考——以中学语文教科书为例[D].烟台：鲁东大学，2014.

篇5：人教版高中生物教学案

第一节 最简单的有机化合物----甲烷

【自主研究例题】

1． C 2.B

【小高考链接】

【例1】 D．

【例2】C．

【例3】 C

【自主检测】

1．C 2． C．3．B

第三节 生活中两种常见的有机物

【自主检测】1.A 2.B 3.B 4.A 5.D 6.D 7.C 8.C 9.CD 10.CD 11.AB 12.C 13.A 14.D 15.D 16.C

17.⑴CU(OH)2 + 2CH3COOH(CH3COO)2CU + 2H2O

⑵Na2CO3+2CH3COOH2CH3COONa + H2O + CO2 CU ⑶2CH3CH2OH + O22CH3CHO + 2H2O Δ

⑷CH3COOH + HOCH3CH3COOCH3 + H2O Δ 18.①羧基、碳碳双键、羟基

②用饱和碳酸钠溶液，冒气泡。浓H2SO19.⑴ CH3COOH + HOCH2CH3CH3COOCH2CH3 + H2O Δ ⑵在一支试管中加入3ml乙醇，然后边振荡试管边慢慢加入2ml浓硫酸和2ml乙酸。⑶催化剂、吸水剂。

⑷吸收乙醇，除去乙酸便于问酯的气味，降低乙酸乙酯的溶解度便于酯分层析出。⑸倒吸。⑹分液

篇6：人教版高中生物教学案

一、选择题 1．以x为自变量的四个函数中，是指数函数的为()xxA．y＝(e－1)B．y＝(1－e)x12＋C．y＝3

D．y＝x

x2．函数y＝2－8的定义域为()A．(－∞，3)B．(－∞，3] C．(3，＋∞)D．[3，＋∞)x3．函数y＝a＋1(a>0且a≠1)的图象必经过点()A．(0，1)B．(1，0)C．(2，1)D．(0，2)x4．函数y＝16－4的值域是()A．[0，＋∞)

B．[0，4] C．[0，4)

D．(0，4)x5．函数y＝a，y＝x＋a在同一坐标系中的图象可能是()

二、填空题 x6．已知集合A＝{x|1≤2<16}，B＝{x|0≤x<3，x∈N}，则A∩B＝________． 1

f（x＋2），x<0，．7已知函数f(x)满足f(x)＝则f(－7.5)的值为x2，x≥0，________． x8．函数y＝a(－2≤x≤3)的最大值为2，则a＝________．

三、解答题 4x52x1＋－9．求不等式a>a(a>0，且a≠1)中x的取值范围． 1x10．若0≤x≤2，求函数y＝4x－－3·2＋5的最大值和最小值． 2

B级 能力提升 21x－1．若f(x)＝－x＋2ax与g(x)＝(a＋1)在区间[1，2]上都是减函数，则a的取值范围是()11，10，A.B. 22．[0C，1]

D．(0，1] x2．已知f(x)＝a＋b的图象如图所示，则f(3)＝________． 3．已知f(x)是定义在[－1，1]上的奇函数，当x∈[－1，0]时，1a函数的解析式为f(x)＝－(a∈R)．

xx42(1)试求a的值；(2)写出f(x)在[0，1]上的解析式；(3)求f(x)在[0，1]上的最大值． 3

参考答案 第二章 基本初等函数（Ⅰ）2.1 指数函数2.1.2 指数函数及其性质 第1课时

指数函数的图象及其性质 A级 基础巩固

一、选择题 1．以x为自变量的四个函数中，是指数函数的为()xxA．y＝(e－1)B．y＝(1－e)x12＋C．y＝3

D．y＝x

解析：由指数函数的定义可知选A.答案：A x2．函数y＝2－8的定义域为()A．(－∞，3)B．(－∞，3] C．(3，＋∞)D．[3，＋∞)－8≥0，所以2，解得x≥3，所以函数yxx3解析：由题意得2≥＝2－8的定义域为[3，＋∞)． x答案：D x3．函数y＝a＋1(a>0且a≠1)的图象必经过点()A．(0，1)B．(1，0)C．(2，1)D．(0，2)的图象一定经过点(0，1)，将y＝a的图象向上xx解析：因为y＝a平移1个单位得到函数y＝a＋1的图象，所以，函数y＝a＋1的图xx象经过点(0，2)． 答案：D

x4．函数y＝16－4的值域是()4

A．[0，＋∞)B．[0，4] C．[0，4)D．(0，4)x解析：由题意知0≤16－4<16，所以0≤16－4x<4.16－4的值域为[0，4)． 所以函数y＝x答案：C x5．函数y＝a，y＝x＋a在同一坐标系中的图象可能是()解析：函数y＝x＋a单调递增． 由题意知a>0且a≠1.当01时，y＝a单调递增，直线y＝x＋a在y轴上的截距大于x1.故选D.答案：D

二、填空题 x6．已知集合A＝{x|1≤2<16}，B＝{x|0≤x<3，x∈N}，则A∩B＝________． 5

x解析：由1≤2<16得0≤x<4，即A＝{x|0≤x<4}，又B＝{x|0≤x<3，x∈N}，所以A∩B＝{0，1，2}． 答案：{0，1，2} f（x＋2），x<0，．已知函数7f(x)满足f(x)＝则f(－7.5)的值为x2，x≥0，________． 解析：由题意，得f(－7.5)＝f(－5.5)＝f(－3.5)＝f(－1.5)＝f(0.5)＝2＝2.0.5 答案：2 x8．函数y＝a(－2≤x≤3)的最大值为2，则a＝________． 在[－2，3]上是减函数，x解析：当0

2所以y＝a＝2，得a＝； 2－max2当a>1时，y＝a在[－2，3]上是增函数，x 233所以y＝a＝2，解得a＝或3 2.综上知a＝2.max2答案：或2 2