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初中物理新课程标准内容标准解读
科学探究解读
《标准》指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。” [1]
《标准》的以上陈述，阐明了科学探究在义务教育阶段物理课程中的重要意义和原则要求。
科学探究过程包括以下要素：
1. 提出问题
2. 猜想与假设
3. 制定计划与设计实验
4. 进行实验与收集证据
5. 分析与论证
6. 评估
7. 交流与合作
下面将依次解读关于这些要素的科学探究能力目标。
科学探究能力目标
一、提出问题
1.能从日常生活、自然现象或实验现象的观察中发现与物理学有关的问题。
请见以下实例：
例1．某学生在河边玩耍，看见两女士在河边散步，一位穿高跟鞋，另一位穿平跟鞋，尽管她们体重看起来相同，但她们留在河边湿地上的脚印深浅有明显的差异。高跟鞋后跟的印痕窄而深，平跟鞋的则宽而浅。该学生感到这可能有一定的道理。
例2．某学生在观看许多鸟类标本时，发现啄木鸟的嘴巴和鸽子等鸟不同，啄木鸟的嘴尖细而坚硬。该学生意识到这里有物理的原因。
例3．一位没有学过电磁感应知识的学生猜想：既然电能生磁，通电导线能使它旁边的小磁针偏转，那么磁也许可以生电，放在磁体旁的闭合线圈中也许就会有电流通过。他用实验验证时却没有观测到磁体旁的线圈中有电流。但细心的这位学生偶然发现，当把磁体取走或放入的瞬间，与线圈相连的电流表的指针发生了摆动。他想，这里一定存在着某种物理规律。
以上分别从日常生活、自然现象、实验观察三种情况各列举了一个发现问题的实例。这三个实例所反映的不仅是学生在发现问题时所处的环境状态不同，而且其心理状态也不同：例3是偶然被捕捉的发现，像奥斯特发现电流周围存在磁场就属于这种情况，它需要敏锐的洞察力；例2是经过仔细对比的后的发现，它需要进行深入的观察；例3是对平时熟视无睹现象的发现，这些现象天天都呈现在我们眼前，从平常中发现问题，实质上是一种批判性思维的体现。以上发现问题的各种方式都是形成和发展学生发现问题的能力所必须的。
本要求所述“发现与物理学有关的问题”，包括发现的相关物理现象之间的联系（例1）、发现某物理现象区别于其它物理现象的特点（例2）、发现在其它场合下和以往事件中没有出现过的物理现象（例3）等等。应该说明的是，学生此时发现的是某种现象，仅是一种问题意识，还没有形成具体的、能清晰、明确地用语言或文字表述的问题。
2.能书面或口头表述这些问题。
本要求指的是学生把自己的发现，通过思考，演变为一个具体、明确的物理问题，这是发现问题、提出问题的另一个环节。实施这一环节最简单的办法就是把观察到的现象采用“问题化”的方式进行陈述。例如，上述例1的问题可表述为“为什么高跟鞋鞋跟对湿地的压痕会比平跟鞋深？”， 例2可表述为“为什么啄木鸟的嘴需要特别尖硬？”
以上这种把所观察到的现象直接问题化的表述方式只是一种较低层次的方式，这是因为：第一，它把现象转化为问题时，在行为上比较简单，只要把现象的描述加一个问号便可以了。第二，它没有把对上述现象的认识转化为一个科学问题，因而缺乏明确的探究方向，给形成探究假设和制定研究方案带来了一定的困难。
要把发现的现象演变为一个科学问题，需要对现象作进一步的思维加工。例如以上例1中，高跟鞋和平跟鞋对地面作用的不同特点是力的作用面积不同，从而造成地面的破坏效果不同；例2中的啄木鸟啄虫时，利用了嘴尖，即作用面积小的特点，达到啄破树体表面的目的。这样，例1和例2都可以演化为“力对物体的破坏作用和受力面积有什么关系？”这一科学问题，进而还可以发展为“力对物体的破坏作用和什么因素有关？”这一探究问题，通过探究后便有可能形成压强的概念。同样，把学生在例3中的发现演化为一个可探究的物理问题，可以表述为“在什么情况下磁能生电？”
学生提出问题的能力的发展应该是逐步的，在学生获得新的发现之后，首先应该使学生能够把自己的发现用问题的方式表述出来，在这个基础上，教师可以根据学生的认知情况适当地加以指导，帮助学生形成一个与物理学有关的科学问题，并用口头或书面表述出来。学生经过一定案例的积累，并随着他们物理知识的丰富，逐步地提高自己提出探究问题的能力。
3.认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
发现问题和提出问题对科学探究具有重要意义。如果没有发现问题、不能提出问题，科学探究便无从谈起，因此，发现问题和提出问题是进行科学探究的前提。同时，科学探究过程是围绕着所探究的问题展开的，正是由于有了明确、具体的探究问题，才能使探究过程具有明确的方向，使探究能沿着合理的假设一步一步走下去，可以说，问题是各个探究环节的核心。另外，发现问题和提出问题的过程是极具创造性的过程，要想从平常的、已经习惯的事件中发现不平常的因素，这是很不容易的事，它比在现成的问题下寻求解决问题的方法更需要创造性思维，科学探究的最终目标之一就是发展学生的创造力，发现问题和提出问题对实现这一目标起着重要的作用。
学生不可能一开始便能获得对发现问题、提出问题的意义的全面认识，上述认识也不可能只通过教师对学生全面讲授就能完全建立的，必须使学生经历发现问题和提出问题的过程，并对所提出的问题作进一步的探究实践，通过学生自己的体验，逐渐认识发现问题和提出问题对科学探究的意义。
二、猜想与假设
1.尝试根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想。
例如在密茂的树林中，太阳光透过树叶中空隙照在地面上的许多光斑，大量都呈圆形，其明亮深浅不一，位置交错重叠。为什么这许多光斑都是圆的呢？为了探究这些圆形光斑的成因，就要先提出猜想，然后依照猜想来制定探究计划。
猜想不是胡猜乱想，猜想是应用现有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释的过程。尽管所提出的猜想不一定是最终的科学结论，但对问题成因的猜想仍需要有一定的依据，这依据就是上述要求中所述的两点：一是已有的经验和知识，二是科学事实，即要求中所说的“问题”。
上例中造成树荫下太阳圆形光斑的原因是什么？猜想之一是因为树叶是圆的，所以影子是圆的，因为树叶在空中交错重叠，所以地下的圆斑交错重叠。猜想之二是因为太阳是圆的，地面的光斑也都是圆的，圆形的光斑是圆形的太阳形成的。究竟哪种猜想更合理，需要根据已有的知识、经验对照圆形光斑事实进行思考。猜想之一认为圆的树叶会形成圆的影子，这固然是生活中的经验，但根据已有知识，影子是光线没有照射到的地方，而光斑是光线照射到的地方，树荫下的圆圈是光斑而不是影子，因此，已有的知识不支持第一个猜想。同时，地面上所有的圆形光斑都是一个很标准的圆，只有太阳的形状和它吻合，事实和经验支持第二种猜想。至于为什么地面的光斑明亮不一、交错重叠，那将是在这种猜想的指引下进一步探究的问题。
2.对探究的方向和可能出现的实验结果进行推测与假设。
在探究“电磁铁磁性的强弱与什么因素有关”问题时，老师问学生：如果改变通过电磁铁的电流或者改变电磁铁的匝数，它的磁性强弱会改变吗？下面有这样一段教学过程。
“学生相互议论：假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A，电磁铁的磁性会怎样？是否可以这样推测：导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的，每股电流都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。
如果电磁铁的电流不变，线圈由100匝增加到200匝，它的磁性又会怎样？是否可以这样推测：200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的，每组线圈都产生一个磁场，两个相同磁场合在一起，电磁铁的磁性增强了。
通过以上推测可以想到：电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强。” [2]
这就是对“电磁铁磁性强弱与什么因素有关”进行探究的可能实验结果进行的推测和假设。和猜想一样，推测和假设的根据是探究者自己的经验、知识以及所探究问题的科学事实。推测和假设的结论必须是可检验的，检验的结果有两种可能：一是支持假设，即证实；二是否定假设，即证伪。一个无法检验的陈述是没有探究价值的，因而也就不是一个科学假设。
3.认识猜想与假设在科学探究中的重要性。
猜想与假设在科学探究中的重要作用首先在于它是科学结论的先导，如果猜想与假设一旦能得到实验结果的支持，它就可能发展成为科学结论。因此，猜想与假设能帮助探究者明确探究的内容和方向，指导探究的沿预定目标展开，避免探究的盲目性。
因为猜想与假设对解决问题的方案作了一定的预见性思考，因此，它为收集信息、分析和解释信息提供了一个大致的框架。例如在“树荫下圆形光斑的成因”探究问题中，其猜想是“圆形的光斑是由于圆形的太阳形成的，和树林中透光的树叶空隙的形状无关”，按照这个猜想可以得到一个概括性陈述，就是“光源发出的光通过一个屏障上的小孔后在光屏上得到的光斑，其形状与光源形状相同，与小孔形状无关”。按照这个陈述，就能设计一个验证方案：取不同形状的光源，有长条形的（日光灯）、球形的（磨沙灯泡）等。在不透光屏障上钻不同形状的小孔，有圆的、方的、三角形的等。观察不同光源的光通过不同小孔后的光斑形状，便能验证猜想是否正确。因此可以说，猜想与假设为制定探究计划、设计实验方案奠定了必要的基础。在以上实验中，如果在同一屏障上钻上多个相互靠近的大小不同的小孔，模拟树林中杂乱无章的透光空隙，还能看到树荫下那种明亮不同、交错重叠的光斑。如果进一步改变孔的大小、增大光屏到透光孔之间距离的调节范围，还可以发现和认识许多在猜想上未曾预料到的现象。
要使学生获得对猜想与假设的正确认识，应该让学生在经历猜想与假设的过程，并据此制定探究计划或设计实验，完成探究活动，使学生体会猜想与假设是科学结论的先导，体验猜想与假设在整个探究活动中所起的引导性作用。
三、制定计划与设计实验
1.明确探究目的和已知条件，经历制定计划与设计实验的过程。
在制定探究计划或设计探究实验之前，必须明确探究的目的和已知条件。探究的目的来自于探究的问题，探究计划的具体任务或实验方案的具体要求来自于根据探究问题所提出的猜想或假设。当猜想或假设一经提出，便能据此明确目的，辨明条件。
制定计划与设计实验是科学探究过程中重要的环节，但多数情况下，为了使科学探究能进行下去，教科书都需要介绍探究的方法，因此在课堂教学中，这个环节学生较少有锻炼的机会，这样，让学生经历制定计划与设计实验的过程就显得特别必要。
制定计划与设计实验，就是从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化。一般做法是先分析该探究要解决哪几个问题，每个问题有哪几种解决问题的方法，根据现有的条件和探究的要求，各应该选择哪种方法为好，然后根据这些被选中方法确定需要什么实验器材，按这些方法的逻辑关系构思出操作步骤。例如设计“影响电磁铁的磁性强弱的因素”实验方案时，通过推理得出电磁铁的线圈匝数越多，通过的电流越大，电磁铁的磁性将越强的假设之后，通过逻辑思维，很容易分析出实验需解决的问题有三个：怎样测量磁性强弱，怎样改变和测量电流，怎样改变线圈匝数。这时就可以发动学生来讨论解决这些问题的方法，如：
“1. 怎样测量电磁铁磁性的强弱？
学生A：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。
学生B：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。
学生C：看它对某一铁块的吸引力（用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧计的读数）有多大。
2. 怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流？
学生D：用滑动变阻器改变线圈中的电流，用电流表测量电流的大小。
学生E：用增减电池来改变线圈中的电流，用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。
3. 怎样改变电磁铁线圈的匝数？
学生F：使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。
学生G：临时制作电磁铁线圈，边实验、边绕制。” [3]
兼顾考虑实验是否精确、器材是否普及、操作是否简便等因素，发动学生对这些因素进行具体分析，根据不同的学习条件，可采用C、D、F，或者用A、D、G以及其它方法组成探究方案。
2.尝试选择科学探究的方法及所需要的器材。
总的来说，科学探究可以使用观察、实验、资料查询、调查访问等方法。观察是获取自然存在的有关信息的方法，实验是通过人为的办法制造某一情境和条件从中获取信息的方法，资料查询和调查访问是收集别人在有关问题上曾经获得的信息的方法。不同的探究课题，所需要的信息特点不同，其信息来源当然也不同，因而需要选择不同的方法。应该说明的是，使用这些方法的目的是为了获得科学探究所必须的证据，对这些证据的解释以及科学探究结论的形成则应该由探究者根据证据通过逻辑思维来完成。
义务教育物理课程标准中科学探究的问题，比较多的是用观察和实验的方法。其中尤以实验探究方法居多，因此存在着一个如何选择实验器材的问题。
选择实验器材所涉及的面很广，如实验的原理、实验器材的性能和操作要求，实验的基本知识等，都会对实验器材的选择起作用。在选择实验器材时，考虑的因素也是多方面的，例如怎样实现探究的步骤，怎样保证器材的安全，怎样减小实验的误差，怎样方便实验的操作等等。对初中学生来说，不能一开始就要求过高，但应该让学生在制定探究计划时领悟选择器材的思路，尝试自己来选择探究所需要的器材。例如，可以让学生在制定探究计划时思考需要哪些器材，把所需器材的种类先确定下来，然后再从实验器材的安全性、减小误差、方便操作等方面来考虑器材的规格等问题，形成从各个因素选择实验器材的意识，逐步地提高学生选择实验器材的能力。
在选择实验器材时，应提倡学生选用日常生活中常见的器具来进行实验，这有利于使他们产生对实验探究的亲近感以及发展他们在实验器材选择方面所表现的创造能力。
3.尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的初步意识。
要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，首先应使学生认识到，具体的科学问题常常都是由多个因素共同造成的结果。例如一段导线和一段电炉丝，从本质上都是一个电阻。电炉丝要做成螺旋状，是为了增加电炉丝的长度；导线中的铜丝要做成多股，是为了在保持柔软的情况下增加铜丝的横截面积；电炉丝不用铜而用合金做成，是从材料选择方面增大电炉丝的电阻值。由于导线和电炉丝对电阻值的要求不同，它们在长度、横截面积、材料等因素上的体现也各不同，这些因素共同对它们的电阻值起作用。
要让学生尝试考虑影响问题的主要因素，还应使学生认识到，在一定的条件下有时是某个因素在对问题起主要作用。同样是研究输电导线的电阻，当我们观察到离电源越远的地方所连接的灯泡越暗时，这是导线的长度在起主要作用；当用户的用电量增加使得必须换用更粗的电缆时，这是导线的横截面积在起主要作用；当考虑为什么要用铜或铝而不用价廉的铁丝做导线时，这是导线的材料在起主要作用。究竟是哪一个因素在起主要作用，这是和研究问题的条件有关的。学生在获得这种认识之后，可以让他们尝试对探究问题的因素进行分析，判断在给定条件下，影响问题的主要因素是什么。
之所以要使学生认识当某个因素在对问题起主要作用时是有一定条件的，就是为了使学生能进一步体会，所谓这个条件，就是除主要因素以外的其它因素对问题的影响应该小到可以忽略的程度。实际上，这就是在帮助学生建立控制变量的初步意识。具体用以上实例来说就是：当研究导线电阻与长度、横截面积、材料三者中的某一个量的关系时，应保持另外两个量相同。
除此之外，使学生在科学探究中体会变量的概念，这也是建立控制变量的初步意识的一个方面。以探究导线电阻和长度的关系（横截面积、材料相同）为例，应使学生意识到，一个长度值对应着一个电阻值，长度的变化引起电阻值的变化，因而一系列的长度值对应着一系列的电阻值，它们的关系是一种动态关系，尽管不要求学生从数学的角度建立它们的函数式或图像，但是物理量之间的相互制约的意识对学生制定探究计划是很必要的。
4.认识制定计划与设计实验在科学探究中的作用。
科学探究需要通过具体的操作来获取证据和验证假设，制定探究计划、设计实验方案，将把探究的猜想与假设落实到具体的操作方案上来。
制定探究计划将使探究者明确收集信息的途径和方式、确定收集信息的范围和要求、了解探究所需的器材和设备以及建立分析数据的方法和思路。探究计划使探究步骤更加有序、探究过程更加科学，如果没有探究计划，没有实验方案，科学探究的操作也就失去了根据。探究计划不当或者实验方案不妥，将直接影响着探究结果的可靠性和科学性。
在学生制定探究计划之后，可以引导学生分析自己的计划，同学之间相互交流探究计划，寻找计划中的不当之处，并预料它在探究中所产生的不良后果，从而提高对制定计划与设计实验在科学探究中的作用的认识。
四、进行实验与收集证据
1.能通过观察和实验收集数据。
通过观察收集数据时，首先要有明确的观察目标，知道是在哪一个研究对象上收集信息；同时要明确收集信息的内容，知道是记录某一现象的细微特征还是记录两个现象之间的相互联系，或者是两者兼而有之；还要明确收集信息的时间，知道是在哪一个时刻或哪一段时间内记录有关信息。做到在预定的时间观察预定的目标，收集预先所关注的信息。
除了收集预定关注的信息外，探究者还应善于捕捉意外的信息，历史上的许多发现，如伽伐尼电、“布朗运动”、伦琴射线等，都是由于科学家的敏锐目光捕捉住了意外信息而得到的。
通过实验收集数据时，除了应该具备以上通过观察收集数据的基本要求之外，还必须具有初步的实验操作技能，会使用简单的实验仪器和测量工具，能测量一些基本的物理量。
2.能通过公共信息资源收集资料。
初中物理探究活动的公共信息资源主要来源于图书馆、阅览室、科技馆、博物馆、展览馆、广播、电视和互联网等。
学生应具备从图书馆、阅览室所收藏的图书和报刊中收集有关资料的初步能力，会从图书索引中查找自己需要的书目，能从自己需要收集资料的内容来选择应查找的刊物和报纸。学生应具有阅读书籍目录的意识，经历从书籍的目录和报刊的栏目中来判断自己所需资料可能位置的过程，尝试用摘抄和复印的方法来复制所收集的资料。
学生在参观科技馆、博物馆和某些专门主题的展览会时，应具有收集资料的意识。当带着收集资料的目的去参观这些场馆时，应想到携带适合自己条件的记录资料的工具，如笔记本、照相机、录音机、录像机等，在允许的情况下采用恰当的方式及时地记录所需的资料。
学生应尝试从互联网上收集资料，学习查找与资料内容相关的网站和文件的方法和利用下载来收集资料的方法。有条件的，还可以经历从电子图书馆和电子出版物（如《中国大百科全书》）中查找资料的过程。
3.尝试评估有关信息的科学性。
由于信息提供者的科学素养以及信息传播过程中的失误，信息的科学性问题是客观存在的。学生应该具有评估信息科学性的意识和初步能力。
应从信息所反映的科学概念上来评估信息的科学性。某电视传媒为了强调节能意识，其主持人手拿理发店的电吹风机说：“……所节约的电能，足可以供给××个这样的电吹风机同时工作。” 此提供的信息混淆了功和功率的含义，在概念上出了科学性问题，因而不是科学的信息。
还应从日常生活、技术中常见物理量的数量级来发现信息中的科学性问题。例如对常见用电器的功率和工作电流、各种声音的频率范围、常见日用品的重力、汽车行驶的速度和飞机飞行的速度等物理量的大小应该有一个大致的估计，如果出现汽车的功率是几瓦、日光灯的电流是几十安培，应该判断出这可能在数字或单位的表述上出了问题。
4.会阅读简单仪器的说明书，能按书面说明操作。
会阅读说明书，是指能从使用的角度看懂说明书所表述的仪器的工作条件、操作要求和注意事项。例如以下某J2413型电磁继电器的产品说明书：
J2413型电磁继电器的产品说明书（节选）
用途：略
原理：略
技术数据：
工作电压 直流8V 工作电流 60mA±10％
吸合电流 ≤48mA 释放电流 ≥10mA
被控制电压 交流220V 被控制电流 ≥1A
……
使用方法：
将8V直流电源接演示继电器面板右侧两个接线柱，将被控制电路接于面板左侧三个接线柱，即可模拟高灵敏度继电器在电器、电子电路中起的自控、遥控作用。
注意事项：略
说明书所标明的“工作电压为直流8V”，“被控制电压为交流220V，被控制电流≥1A”，都是指电磁继电器的工作条件。它要求继电器线圈正常工作时的电压为直流8V，电压太低或太高都不利于继电器的正常工作。说明书要求被控制的工用电器额定电压为220V，被控制的用电器额定电流为1A。应看懂说明书上所标的“被控制电流≥1A”的含义，它是指产品的这项性能已经达到并超过了1A的水平，不能误认为可以把该继电器用来控制超过1A电流的用电器。
在理解仪器工作条件和操作要求的前提下，应该按照说明书的要求正确地操作仪器。
还应该使学生认识到，尽管说明书上有一些看不懂的内容，这些内容一般涉及的是产品在生产、技术方面的问题，但它并不妨碍我们正确地使用仪器。
5.会使用简单的实验仪器，能正确记录实验数据。
初中物理课所用的天平、弹簧测力计、量筒、温度计、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源等都是简单的实验仪器，要正确地使用这些仪器，就要了解仪器的使用要求和操作要领。例如，用温度计测量容器中的水温时应该把温度计的探头全部浸没在水中并不要和容器壁接触，用弹簧测力计测力时应避免挂钩和测力计外壳接触以防止发生摩擦，使用电流表和电压表时要注意电表的量程、接线柱的极性以及电表与被测电阻的串并联接线方式等。
要正确记录实验数据，除了需要正确地动手操作实验仪器之外，还要正确地观察仪器读数，例如用量筒测量液体的体积时，不仅应该把盛有被测液体的量筒放在水平桌面上，同时眼睛还应该和液面在同一水平面上来观察量筒的刻度。
要正确记录实验数据，应辨明仪器的测量范围和最小分度值，正确读取仪器所显示的读数。
要正确记录实验数据，还要事先设计并绘制好用于记录数据的表格，把实验数据简单、明了地填在表格中。
6.具有安全操作的意识。
实验的安全主要体现为实验仪器的安全和实验者的人身安全。
在考虑实验仪器的安全时，应该具有关注实验仪器量度范围的意识：天平所测量物体的质量不能超过天平的称量；不能把温度计用来测量有可能超出其量度范围的温度；不能对弹簧用力尝试超过它的弹性限度；不能使电学元件通过的电流值超过其标称的额定值。
应该对实验结果的安全性具有预先考虑的意识。当用滑动变阻器控制电路中的电流时，开关闭合前，应审视变阻器的接线和滑动头的起始位置是否会造成变阻器的短路。当对电路的接线没有十分把握的情况下，闭合开关前，会用瞬时碰接的方法来探测电路在接通时的安全性。
当使用易破、易碎的器材做实验时应具有谨慎操作的意识。例如在使用长的玻璃管和薄的玻璃器皿时应该采取合理的防范措施。另外，还应该对220V交流电源的使用始终保持用电安全的意识。
7.认识进行实验与收集数据对科学探究的重要性。
科学事实是检验科学结论的唯一标准，证据是进行科学分析的根据，如果不进行实验，不收集科学数据，实验探究便无法进行下去，所探究问题的结论也就不可能形成。
在进行实验与数收集数据时，如果由于实验环境的影响、实验条件的改变或者由于实验者的疏忽，造成所收集数据的失真或部分失真，将会对探究结果产生严重影响，甚至有可能得出与真正的科学结果完全相反的结论而致使探究者对这错误结论反倒信以为真。收集数据对科学探究的重要性是不言而喻的。
教师应引导学生对进行实验与收集数据时的偶然失误作出认真的分析，从具体的事例中看到它的严重后果，使学生加深对进行实验与收集收集在科学探究中的重要性的认识。
五、分析与论证
1.能初步描述实验数据或有关信息。
学生应认识到，实验数据并不等于实验结论，实验数据是客观事实的反映，实验结论是在数据的基础上进行科学分析的结果。因此实验数据的描述应该客观、真实，不要带着对实验结果的预期来影响对实验数据的描述。
实验数据的描述应该准确。对物理现象的描述，其描述标准前后要统一，并尽可能地用定量或半定量的方法描述出物理现象的特征。例如，用配兑的彩色鸡尾酒在静止搁置时其彩色分界面的逐渐模糊来探究不同温度下分子热运动的特点时，对分界面模糊情况演变的描述就应该用同一标准来指出其模糊区域的大致尺度。
实验数据的描述可以采用文字表述的方法，也可以采用数学表示的方法，《标准》明确要求学生“能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征” [4] ，通过在有关坐标系中描点来描述实验数据，可以形象地表现出信息的特征，但对初中学生来说应该由易到难、逐步地来形成这种能力。
2.能对收集的信息进行简单的比较。
对收集信息的简单比较，是指判断所比较的信息是相同还是不同，如果不同，其不同点是什么。
例如观察连通器各个部位的水面，比较它们的高度，发现总是相同的。
又如用温度计测量水壶中水的温度，比较在始终加热的情况下水沸腾前后的温度变化情况，发现沸腾前水温在不断升高，而沸腾后水温保持不变。
还如用电压表测量并联电路各支路电压，比较它们的大小关系，发现总是相等的；用电流表测量其电流关系，发现它们是不等的，进一步的比较还发现，干路电流总等于各支路电流之和。
再如比较放在通电螺线管周围的各个小磁针静止时的指向，发现它们是不同的，进一步比较相邻磁针的指向关系，发现它们是有联系的。
尽管以上所比较的量是不同的，如高度、温度、电流、电压、磁针指向等，但它们共同的特点是由于通过比较而获得了发现。如果对所获得的发现再作进一步的分析、归纳和概括，就有可能得出科学的结论。因此，对信息进行比较是进一步分析、解释信息的基础。
3.能进行简单的因果推理。
要使学生能进行因果推理，首先应该使学生认识到，作为原因和结果的两个事件是具有必然联系的：一个事件A的发生，将会造成另一个事件B的发生；另一事件B的发生，将意味着事件A在起着作用。这样，A就是原因，B就是结果。发展学生的因果推理能力是物理教学中重要的任务，对初中学生而言，应使他们能进行简单的因果分析。
简单的因果推理能力的培养，有的可以从两个关联事件发生的时间先后分析入手，时间在先的是原因，时间在后的是结果，从而使学生体会到这是由于发生了某种原因A而产生了某种结果B。例如，耳朵听到声音和声源发生振动，这是两个有必然联系的事件，从时间顺序上看，是由于声源的振动，带动周围的空气依次向外振动，终使耳朵鼓膜发生振动感觉声音，因此从因果关系来说，是由于声源的振动而产了声音。
还可以让学生从控制物理条件所发生现象的感受中培养简单的因果推理能力。例如把某一弦乐器的琴弦拉紧一些，弦振动的频率就高，把琴弦放松一些，弦振动频率就低，让学生从感觉上认识琴弦的张力是改变琴弦振动频率的原因，从而体会物理条件和物理现象之间某些存在的因果关系。
还应该使学生认识到，原因和结果是相对的。从琴弦振动使耳朵听到声音这个过程来说，琴弦振动频率的变化使耳朵感到音调的变化，因此，琴弦的频率变化是引起音调变化的原因。但从影响琴弦振动频率的因素来考虑，琴弦振动频率的变化是琴弦张力等因素变化的结果。
4.经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。
在经历了对数据的准确记录、对数据的比较和对可能的因果关系进行分析之后，离科学探究的结果仅有一步之遥，这一步就是归纳科学规律。
要归纳科学规律，就要寻找数据之间相互关系的特征。在初中物理，这种特征通常表现为相等、之和、之差、乘积、比值等数学关系。因此在归纳时，就要通过对数据的比较，发现这些这些特征并归纳出结论。一些简单关系的规律，如“连通器中的液面总是相平的”、“并联电路的干路电流等于各支路电流之和”等结论，只要通过对实验数据的简单比较就可以归纳出来，而 “杠杆的平衡条件” 、“同一电阻的电流和电压的关系”等，需要把有关数据的乘积或者比值拿来进行比较，才能发现和归纳出它们的规律。启发学生自己发现这些数据之间规律的过程，是一个发展学生创造性思维的过程。
要归纳科学规律，还要关注物理条件改变与物理现象变化之间的联系。例如，探究光的反射规律，在改变入射光线的方向时学生应具有关注反射光线变化的意识；探究音调与频率的关系，改变频率时学生应具有关注音调的变化的意识；探究弹簧形变与受力的关系，改变拉力时学生应具有关注弹簧长度的变化的意识。关注条件变化对现象的影响，同时比较两者数据的数学关系，就可能归纳出所探究的科学规律。
5.尝试对探究结果进行描述和解释。
学生应尝试用自己的语言对探究结果进行描述，描述时，应力求客观、准确地反映探究的结论。
例如通过实验探究了各种情况下通电螺线管的N极位置和电流方向的关系之后，提出以下描述：“如果蚂蚁沿着电流的方向绕螺线管爬行，N极就在蚂蚁的左边”，或者说：“猴子用右手把一个大螺线管挽在腋下，如果电流沿着猴子右臂所指的方向，N极就在猴子的前方，” 让学生体会怎样通过描述来反映物理规律，并鼓励学生尝试用自己的语言来描述通电螺线管的电流方向跟N极方向的关系。最后还可以让学生对自己描述语言的概括性和科学性进行评价，发展他们运用科学、简洁、准确的语言来表述探究结果的能力。
学生还应尝试对探究结果进行解释。解释实验结果，也是描述物理规律的一种方式。例如在探究对晶体加热时其温度变化的特点，发现晶体在熔化的过程中虽然没有停止加热，但温度不变。该现象表明，晶体在熔化的过程中需要吸热。这既是对结果的解释，也是对规律的描述。
6.认识分析论证在科学探究中是必不可少的。
应该认识到，实验数据并不等于探究的结论，实验数据是对实验事实的客观记录，探究的结论是在数据的基础上通过分析论证所得出的具有普遍意义的规律。例如对部分电路欧姆定律的探究，当实验测出了在各种不同电压下通过电阻的电流值时，即使实验操作正确，得出的数据可靠，但探究仅停留在此阶段，面对诸多的电流值和电压值，不对这些数据进行比较、分析、归纳，将什么结论也不能形成，探究等于半途而废，因此，分析论证在科学探究中是必不可少的。
在学生经历了分析论证形成探究结论后，引导学生把分析论证前后的科学探究进程进行对比，将能加深学生对分析论证在科学探究中所起作用的正确认识。
六、评估
1.有评估探究过程和探究结果的意识。
有评估探究过程的意识，是指对探究的行为和所收集信息的科学性、可靠性有进行评估的愿望，这种愿望，通常表现为对如下一些问题的思考：
·在探究过程中，按要求应该保持不变的物理量是否在操作中真正做到了保持不变？
·从公共信息资源所获得的信息，是否会对它的可靠性程度进行思考？例如对如下不同说法：“据说……”， “据××先生的实验结果……”， “根据××先生在××条件下实验得出的××数据……”等，是否会考虑这些说法的差别？
·对实验所记录的数据，是否会观察其数量级的大小，看看它和该物理量通常的大小认识是否吻合？
·当发现个别实验数据异常的时候，是深信它是真实的还是对它测量的可靠性产生怀疑？
以上这些问题都反映了评估探究过程的意识。
有评估探究结果的意识，通常表现为思考探究结果是否会和探究者原有的知识相矛盾？探究结果是否会和日常的经验、现象相冲突？探究结果中各因素之间的关系是否符合逻辑？是否能自圆其说？等等。
强化对探究过程和探究结果所进行评估的意识，对发展学生的批判性思维具有积极的意义。
2.能注意假设与探究结果间的差异。
探究假设是对探究结果的预期，探究结果是对探究假设的验证（这里所指的探究结果是指实验结果，并非是对探究结论的陈述）。若结果与假设吻合，则假设被证实；若结果与假设冲突，则假设被推翻；若结果与假设基本吻合，但存在着差异，从原则上说，该差异必然是受到另一种规律支配的结果。关注这种差异，实际上就是在关注引起这种差异的规律，这是发现问题和提出问题的前奏，是创造性思维的表现。
科学史上，由于理论预期和实践测定之间存在着差异，并围绕着这个差异进一步探究而导致新的发现的事例是不胜枚举的。18世纪，太阳系的第7个行星天王星被发现后，在探究其运行轨道时，发现它的实际轨道总是跟用万有引力计算出来的有一定差异，研究者根据这个差异，推测天王星外面还有一个未发现的行星在对天王星起作用，通过进一步的理论和实践研究，终于发现了太阳系的第8个行星——海王星。无独有偶，因理论和实践之间的差异，又导致发现了太阳系中的第9个行星——冥王星。
3.能注意探究过程中未解决的矛盾，发现新的问题。
例如，在学习了磁场对电流的作用规律以后，摆在学生面前需探究的问题是如何应用这个规律来实现电能转化为机械能的实际应用，即探究电动机的原理。首先探究的是如何使线圈通电后转起来。
教师指导学生把一段粗漆包线绕成一个小矩形线圈，线圈的左右两端各伸出一段，用小刀刮去两端漆包线的漆皮，一端全部刮掉，另一端只刮上半周或下半周。用钳子把曲别针弄弯，做两个支架，把线圈两端放在支架上，线圈下面放一永磁体，支架分别与电池的两极相连（如右图）。用手轻转小线圈，它就会不停地转下去。这一探究过程的实验设计是教师提供的，学生在这一环节中的主要任务是对实验现象进行解释，以及对这个“电动机”的工作进行评估。
学生在仔细观察后，发觉线圈每转一圈，电路被接通一次，获得一次使线圈沿相同方向转动的动力。这是线圈之所以能维持转动的原因，但这同时又是线圈对电源的利用率不高和线圈转动不平稳的原因。这是探究过程中需要解决的矛盾，是新发现的问题，如果能解决这个矛盾，“电动机”的实用价值将会得到巨大的提升。这一矛盾的揭示，标志着对电动机换向器研究的开始。
从上例中我们看到，通过对探究的评估，注意探究过程中未解决的矛盾，将可能导致更有意义的新一轮探究过程的展开。
4.尝试改进探究方案。
5.有从评估中吸取经验教训的意识。
有从评估中吸取经验教训的意识，是指通过对探究过程和结果进行评估后，对所发现的优点有进一步发扬的愿望，对所发现的缺陷有设法克服的要求。如果把这种愿望和要求转化为具体的行动，就是尝试改进探究方案。因此，在评估环节中，《标准》所提出的“有评估探究过程和探究结果的意识”、“有从评估中吸取经验教训的意识”、“尝试改进探究方案”等对学生的基本要求，构成了一种有机的、递进的关系。可把它们之间的关系用以下方框图表示：
6.认识评估对科学探究的意义。
评估能优化探究的方案。通过对科学探究过程个结果的评估，从中扬其所长，克其所短，不仅使本探究课题的方案直接得到了改进，而且在评估和改进方案的过程中，增长了知识，提高了相关技能，为将后对类似课题探究方案的优化奠定了较好的基础。
评估有可能引出新的发现。在关注探究结果和探究假设的差异的过程中，在关注探究过程未解决矛盾的过程中，将会涉及探究方案中没有考虑的问题，这将可能引发出新的探究问题和获得新的发现。
评估有利于学生养成严谨的科学态度。评估是对探究行为和获取信息的可靠性、科学性从严密的角度重新审视的过程，它需要学生从更全面角度来思考和认识问题，这将促进学生用严谨的态度来进行科学探究。
评估是对探究反思的过程，评估有利于发展学生的批判性思维。
要使学生获得对评估的正确认识，应该让学生经历评估的过程，例如让学生通过小组交流或全班交流的方式，讨论科学探究中所存在的问题、获得的发现和改进建议，使学生从这些具体的评估活动中获得体验、并在教师必要的点评下，形成对评估的正确认识。
七、交流与合作
1.能写出简单的探究报告。
简单的探究报告，其内容应该包括探究的问题、探究的过程和探究的结论。
不要强求学生用刻板的格式来写探究报告，也不要强求学生把科学探究的各个要素必须全部贯穿在每一个科学探究报告中。
应该让学生在理解科学探究的情况下写出自己的探究报告，自己表述探究的问题和探究的过程，自己设计和描绘有关的图表，自己总结所探究的结论。不要让学生不动脑筋地在事先全部印制好的《探究报告册》中完成他们填写“探究报告”的任务。
2.有准确表述自己观点的意识。
首先应要求学生具有准确表述的意识。交流的目的是为了使自己表述的内容能被交流的对象所理解，因此，对交流内容具有准确表述的意识，表现为怎样实现这一目的所进行的各种思考，例如应该如何站在听众的立场上来构思、组织和表述自己科学探究的过程和结论。
重要的是要求学生具有表述自己观点的意识。科学探究不同于接受式教学方式，它是对并不确定的预期结果所进行的探索，在这过程中所获取的信息并不是千篇一律的，因而对信息的处理、分析和解释也会有所不同，这就要求学生明确表述自己的观点。学生表述自己观点的意识，具体表现为当自己的观点与别人不同时，或者自己的想法别人暂时还没有想到时所具有的表述自己观点的愿望。要使学生能形成这种意识，就要尊重学生表述自己观点的愿望，并在科学探究的交流中实现这种愿望。
3.在合作中注意既坚持原则又尊重他人。
4.能思考别人的意见，改进自己的探究方案。
合作精神应贯穿在科学探究的各个环节中。
在合作中注意坚持原则，具体表现为坚持实事求是的精神，坚持严谨的科学态度，坚持用实践来检验理论的观点，坚持依靠证据结合逻辑分析进行科学探究的方法等。
在合作中注意尊重他人，表现为认真思考别人的观点，分析别人观点与自己观点不同的地方，一旦发现自己的想法有错误时，要勇于承认、放弃或修改自己的错误的地方。尊重他人，还表现为认真体会别人意见中的道理，一旦当发现别人意见中的合理因素，应尽量吸收到自己的探究方案中来，完善和改进自己的探究方案。
5.有团队精神。
科学探究中的团队精神表现为在探究过程中既有分工、又有合作。在集体制定探究计划之后，可以分工收集信息。在收集信息时还可以根据观察、记录、整理等需要作进一步的分工合作。科学探究中的团队精神还表现为群策群力，调动各人的积极性，使每个人都发挥自己的聪明才智。在发挥团队精神方面，物理学习中的科学探究过程与科研机构的探究有不同的地方，物理学习中科学探究的分工，不能只考虑每个人的能力特长，造成不同的人始终在发挥自己特长的方面承担探究的分工，而在其它非特长方面却得不到锻炼。学习中的探究活动，在不同的探究课题中各人应该轮番扮演不同的角色，这样才有利于探究能力的全面发展。
6.认识科学探究中必须有合作精神。
科学探究中的诸环节，如制定计划、操作实验，收集信息、处理数据等，许多都需要发挥探究小组的整体力量，小组成员只有具备合作精神，才能使这些环节顺利完成或得到优化。而收集信息、技术咨询等工作，还涉及到探究小组与外界的联系，这种合作精神还需要延伸到更大的范围。任何成功的科学探究，都离不开合作精神。
物理学习中的科学探究活动，通常是以小组的方式进行的。从学习的角度来说，每位成员在学习上的的想法都为整个小组所共享，个人的知识构建是集体智慧的结晶，也是合作精神的体现。
科学探究实例
《标准》指出：“科学探究的问题可以是学生提出的，也可以是老师提出的，可以是《标准》所要求的科学内容，也可以是与《标准》科学内容有关的交叉学科的内容。科学探究的形式有课堂内的探究性活动和课堂外的家庭实验、社会调查及其他学习活动。” [5]
针对科学探究具有多种多样的形式，具有多个要素，《标准》指出：“在学生的科学探究中，其探究过程可以涉及所有的要素，也可以只涉及部分要素。科学探究渗透在教材和教学过程的不同部分。” [6]
《标准》科学探究实例中的例1 [7] 是课堂外的探究案例，其探究过程涉及所有的要素，例2 [8] 是课堂内的探究案例，除提出问题外，也涉及其它所有要素。
在初中物理课堂教学中，学生通过多个探究案例的学习，掌握科学探究的知识和提高科学探究的能力。由于物理课中的大多数探究活动都是按照教材的顺序，而且只涉及部分要素，因此在设计科学探究活动时必须注意了以下问题：
第一，科学探究活动的循序渐进。
学生科学探究的能力的发展不是只要记住有关探究的知识就能解决的。必须在探究实践中不断积累才行。为此，学生需要先经历一些简单的探究活动，随着能力的逐步提高，慢慢加大探究的难度，使探究活动的水平循序渐进。在物理课中，科学探究的难度是和探究的内容是有一定关系的，有些物理知识的探究会难一些，而另外有些则容易。然而，在课堂教学中，科学探究的内容是由教材内容决定的，教材内容则是由教材的线索决定的。这就很可能造成较难的探究活动出现在教材前面的章节，而后面的章节反而有一些容易的探究。
解决该问题的方法，除了在编写教材时考虑到科学探究循序渐进的要求而进行合理设计之外，执教的教师也可以在教学实践时给予调整。因为学生对科学探究难度的感觉不仅与探究内容这一个因素有关，同时还和探究过程中学生的自主程度有关。探究过程学生自主解决的环节越多，教师的指导越少、或指导得越原则，也会导致探究难度的增大。因此，教师必须注意分析教材中各个科学探究活动对学生的能力要求，把握好对学生探究的指导尺度，调节学生循序渐进的节奏。
第二，实现全面的科学探究能力目标。
由于物理课堂教学中的科学探究活动多数都是只涉及部分要素的，因此很可能有些要素在很多探究活动中经常涉及，而另一些却涉及很少，造成学生在科学探究方面的能力发展不够平衡。例如发现问题和提出问题。课堂教学中探究的问题是由教材内容决定的，到什么进度应该探究什么问题，都是由教材或者教师提出来的，学生在这方面很少有锻炼的机会。因此，教师除了在课堂上设计一些情境让学生发现和提出问题之外，还可以引导学生在课外自己的生活中发现和提出有意义的物理问题。除发现问题和提出问题之外，制定计划也是薄弱环节。
因此，分析和统计学生在课堂教学中关于科学探究的各种能力要求的情况，了解学生在科学探究中的薄弱环节，对学生实现全面的科学探究能力目标进行合理规划，并提出行之有效的办法，这是义务教育物理课中需要关注的问题。
第四章 “物质”解读
《标准》指出“各种物体、微粒和场，都是以不同形式存在着的物质。‘物质’所涉及的科学内容，多数与日常生活和自然现象密切相关，与新材料的发展前沿相联系。学习这些内容不仅能让学生在3—6年级科学课程的基础上进一步认识物质世界，而且有利于学生树立正确的科学观。
这部分内容大致分为三类。第一类是对于身边物质的初步认识，学习时应注意联系学生的生活；第二类是对于物质结构和物体尺度的初步认识，这部分内容由于尺度太小或太大，人类缺少直接经验，因此应注意科学方法的运用；第三类是和当前蓬勃发展的材料科学相联系的，学习中应该注意体会科学·技术·社会(STS)的关系。” [9]
以上内容强调了学习“物质”主题的意义、有关的学习内容以及学习方法等。该主题含有四个二级主题：
1. 物质的形态和变化
2. 物质的属性
3. 物质的结构与物体的尺度
4. 新材料及其应用
下面将依次解读这四个二级主题。
第一节 物质的形态和变化
在该二级主题下有六个三级主题。下面将分别介绍这些三级主题对应的要求和标准研制者的一些思考。
一．能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征。能从生活和社会应用的角度，对物质进行分类
此三级主题的第一条标准是“能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征”。即要求学生能口头描述物质的物理特征，或者能写出物质的物理特征，或者能用图表表示出物质的物理特征。这些都是属于“了解”层次的要求，只是描述的方式不同而已，要求学生至少能用其中一种方式描述。
那么，“物质的物理特征”应含那些内容呢？这里没有做出硬性要求，教师或教材编写者可根据具体情况选定。在该标准下面有一样例“调查自然界、日常生活中的一些物质，列表归纳这些物质的相同点。根据不同物质在物理性质（形态、弹性、颜色）和用途上的差异进行分类” [10] ，该样例对采用了列表法，并对物质的物理性质有了一定的说明（形态、弹性、颜色），以便老师明确具体要求。由于这种说明出现在样例中，仅是举例而已，不是硬性要求。因此，关于物理特征还可以含有其它内容，如：味道、气味、硬度、熔点、沸点、比热等等。但由于样例的提示，因此物理特征最好至少含有形态、弹性、颜色。
此三级主题的第二条标准为“能从生活和社会应用的角度，对物质进行分类”。该标准强调了知识的应用，强调知识与生产生活的联系，渗入了科学 技术 社会的观念，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。因此，要求学生对物质进行分类时，一定要从生活和社会应用的角度出发。例如，“哪些物质可用来做刻度尺？它们各有哪些优点 ”“日常生活中弹性较大的物质有哪些？它们分别被用于哪些地方？作用是否相同？”等等皆是从应用角度出发的。另外，该标准属于“理解”层次。
二．有评估某些物质对人和环境的积极和消极影响的意识。尝试与同学交流对当地环境资源利用的意见。
该标准渗入了科学 技术 社会的观念，体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。该标准要求学生在生活中能有意识地关注日常用品，如塑料、化肥、清洁剂、灭蚊片和农药等，对人和环境的影响，并且能与同学交流讨论，表达自己对当地环境资源利用的意见。
该标准定位在体验性目标的“领悟”层次，不容易进行终结性评价。不过，通过学生的实践活动、交流讨论、小论文等可以对学生进行过程性评价。有关的实践活动除了标准中的样例外，还可以有以下活动建议。
例：调查地膜的回收情况，以及残留在土壤中的地膜对农作物生长的影响情况，并以手抄报的形式向同学们展示自己的调查结果。
例：与同学或家人讨论清洁剂、灭蚊片对人和环境的影响。
例：与同学或家人讨论化肥、农药对人和环境的影响。
例：学校下半年要争创“花园式学校”，请你根据学校的实际情况，提出合理的规划或改进意见。
三．能区别固、液和气三种物态。能描述固、液、气三种物态的基本特征。
要求学生能区别物质的三种状态，即固态、液态和气态。例如能“列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质” [11] 。并且要求学生还能描述物质这三种状态的基本特征。例如“观察周围的物质，根据形态和体积的稳定性和流动性，说明固体、液体、气体的不同特征” [12] ，如固体有一定的形状和体积，不能压缩，不能流动；液体有一定的体积，但没有一定的形状，不能压缩，能够流动；气体没有一定的形状，也没有一定的体积，可以压缩，可以流动等。
该标准与自然现象和日常生活紧密相连，学生只有通过对自然界和日常生活的观察才能认识物质的这三种状态。该标准的第一个要求属于“理解”层次，而第二个要求这属于“了解”水平。
四．能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理。会测量温度。尝试对环境温度发表自己的见解。
该标准中的第一个要求是要学生能说出生活环境中常见温度值。这是关于基本常识方面的要求，属于“了解”层次。如能说出冰、人体、沸腾、通电灯丝、太阳表面等的温度。
第二个要求是了解液体温度计的工作原理。如，知道常见温度计是根据汞、煤油或酒精等液体的热胀冷缩原理制成的等等。如果教材编写者希望开阔学生眼界，也可以适当介绍其它类型的温度计工作原理，但其扩展的内容不应作为考试要求。
第三点是要求学生会测量温度。这是关于基本技能方面的要求，属于独立操作水平。学生必须会正确操作，能判断那些是错误的操作。如，不能将温度计放在火焰上测其温度，不能让温度计紧贴容器壁等等。该要求有一定的灵活度，学生至少会用一种温度计测温度，有兴趣或潜力的学生还可采用其它方法测量温度。
第四点是要求学生有关注环境温度的意识，并要求学生尝试对环境温度的变化发表自己的见解。该标准有利于培养学生关注科学技术对人类生存环境的影响的意识，以便其树立正确的科学观。该标准可以通过一些实践活动以及相关的一些小论文、小报告等进行评价。那么什么样的问题才属于环境温度问题呢？该标准下面的样例对此作了进一步的说明，如“尝试对温室效应、热岛效应等发表自己的见解” [13] 至于是对温室效应发表见解，还是对热岛效应发表见解，都不作具体要求。因此该标准也有一定的灵活性。
五．通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点或沸点联系起来。
该标准的第一点是要求学生通过实验来探究物态的变化过程。这里强调的用实验探究的方法学习物态变化过程，而且还应知道相应的物态变化过程。例如用实验探究的方法探究冰的熔化过程、或水的汽化过程、或碘的升华过程等等，不仅要用实验探究，而且还应知道相应的物态变化过程。
该标准的第二点是要求学生用物质的熔点和沸点的知识解释生活和自然界中的一些现象。首先学生应该知道一些物质的熔点和沸点，并且还尝试根据这些熔点和沸点解释一些现象。例如，解释为什么室温下冰棍会熔化，而钢铁却不熔化？为什么铁锅可以熔化铝，而铝锅却不能熔化铁？为什么自然界食盐、钻石等以固体的形式存在，而氢、氧等则以气态存在？该标准旨在培养学生将所学知识与生产生活相结合的应用能力。
六．能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。有节约用水的意识。
该标准的第一点是要求学生用水的固、液、气三态的变化解释自然界的水循环现象。对此，学生必须首先知道水的三态变化过程，然后进一步据此对自然界的水循环作出解释。例如，解释自然界的云、雨、雪、水、气的循环过程，或探究冰、霜、露的形成原因等。
该标准的第二点要求学生具有节约用水的意识。要达到该标准，学生应首先知道水资源的危机，水污染对人类造成的危害，由此，产生节约用水的意识。该标准融进了科学 技术 社会的观念，属于体验性目标的“领悟”层次，不容易进行终结性评价。因此，对该标准应强调用过程性评价方法，通过学生的实践活动、交流讨论、小论文等对学生进行评价。下面是有关的一些活动建议：
调查当地水资源的利用状况，并对当地水资源的利用提出自己的见解；
调查本地农田灌溉（或污水处理）地主要方式，了解先进地灌溉技术； [14]
调查生活中有哪些浪费水的不良行为？并以板报的方式写出调查报告；
同家人一起探究如何节约家庭用水？并将你的方案与其他同学交流；
调查你周围有哪些污染源，写出调查报告向有关部门反映；
第二节 物质的属性
一. 能描述物质的一些属性。尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来。
该标准第一点要求学生描述物质的一些属性，那么到底要求学生会描述物质的那些属性呢？这里有一定的灵活性。从该标准下面的样例可得到一些启示，这些属性可以是“弹性、硬度”“磁性”“导电性”等 [15] ，当然也可以涉及物质的其它属性。该标准属于了解水平。
该标准的第二点要求学生在描述物质的某种特性时，还尝试将这种属性与日常生活中物质的用途联系起来。如“通过实验，探究几种金属和塑料的弹性、硬度。说明生活中是怎样应用物质的这些属性的”，“调查磁性材料在生活中的用途”，“通过观察、查阅资料，比较导体、半导体、绝缘体的不同” [16] ，考察家中的哪些物品用到了物质的导热性质等等。该标准旨在培养学生理论联系实际的能力。
二．初步认识质量的概念。会测量固体和液体的质量。
该标准第一点是要求学生对质量的概念有一个初步的认识，例如让学生懂得质量是反映物体所含物质的多少，物体的质量不随着形状，状态及所处的空间位置的变化而变化。可以让学生对质量单位的大小有感性的认识，培养其估测的能力，如能“分别说出质量为几千克、几克的一些物品” [17] 。
该标准第二点是要求学生能用测量质量的常用工具去测量固体和液体的质量。这里的测量工具可以是“托盘天平”、“物理天平”或其他可以称量质量的工具。该点是关于基本技能方面的要求，属于独立操作水平，即学生必须学会正确操作与读数，能判断哪些是错误的操作。该要求还有一定的灵活度，可以让有兴趣或有潜力的学生学习用不同的测量工具巧妙测量轻质物体质量的方法，如测量一张邮票的质量。
三.通过实验理解密度的概念。尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中的一些与密度有关的物理现象。
该标准第一点是要求学生通过实验来建立密度的概念。首先强调用实验的方法，例如实验探究如何识别是铁块还是铝块，通过测量若干个体积不同的铁块和铝块的质量和体积，发现同种物质质量与体积的比值相同，从而建立密度的概念。理解密度概念，指的是让学生通过对实验感性材料的分析，体会到同种物质的质量和体积的比值是恒定的，这一比值（密度）反映了物质的一种特性。
该标准第二点是要求学生用密度的概念解决一些简单的问题，如“用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的” [18] ，通过测量铅球的质量和体积，求出铅球的密度，再与纯铅的密度比较后进行判断。
该标准第三点是要求学生将所学的密度知识与生产、生活中实际问题紧密联系。如，请学生解释为什么农民用盐水选种，冰为什么能浮在水中，人在死海为什么能悠闲读书等等？
四．了解物质的属性对科技进步的影响。
该标准要求学生了解物质属性对科学技术的影响。例如，人类通过对物质弹性、硬度、延展性等的研究生产出了具有不同特点的材料，用于生产生活实践等。这样不仅激发学生的学习兴趣，扩展学习视野，而且有效地培养学生收集信息的能力。该标准不容易进行终结性评价，可以采用过程性评价的方法，通过学生的实践活动、交流讨论等对学生进行评价。
第三节 物质的结构与物体的尺度
一．知道物质是由分子和原子组成的。
该标准要求学生能说出分子是组成物质的最小微粒，分子是由原子构成的。原子是由原子核和带负电的电子组成。这些内容建议用多种形式来描述原子、分子模型，如“用图形、文字和语言描述原子、分子模型” [19] 。
二．了解原子核式模型。了解人类探索微观世界的历程，并认识这种探索将不断深入。
该标准第一点是要求学生能够说出原子核式模型。可以通过“观看介绍物质世界的音像资料” [20] ，或通过图片、文字等了解原子核式结构。有条件的学校可以通过多媒体技术向学生展示神奇的微观世界，这有助于帮助学生提高学习兴趣。
该标准第二点是要求学生了解人类探索微观世界的历程，如19世纪70年代汤姆生通过阴极射线管实验发现了电子，20世纪初卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，科学家们还相继发现了原子核内的质子和中子，到了20世纪中叶又提出质子和中子都是由更小的夸克粒子组成等等。通过各种形式向学生展示丰富多彩的微观世界，使其感受探索的乐趣，领悟人类对微观世界的认识是永无止境的。
三．大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索不断深入。
该标准是要求学生大致了解人类探索太阳系及宇宙的历史。例如，中国古人很早就依靠肉眼观察太空，以此认识宇宙；哥白尼通过观测与分析向影响人们长达千年之久的“地心说”提出了挑战；牛顿在前人研究的基础上，提出了万有引力定律，为人类进一步探索宇宙奠定了坚实的理论基础等等。随着科学技术的发展，人造卫星发射成功，载人飞船进入太空。人类认识宇宙的希望和梦想将逐步实现，并且人类对宇宙的探索也将不断深入。该标准旨在开阔学生眼界，增加学生学习兴趣，体现学科融合的理念。
四．对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。
该标准是要求学生初步了解物质世界主要物体的大致尺度。例如“设计图表。根据物体尺度的大小，按电子——原子核——原子——分子——生物体——地球——太阳系——银河系的顺序排列” [21] 。
第四节 新材料及其应用
一．初步了解半导体的一些特点。了解半导体材料的发展对社会的影响。
该标准的第一点是要求学生对半导体的某些特点有初步了解。如半导体的导电性，二极管、三极管等半导体器件所具有的一些独特功能等等。对有兴趣的学生还可让其了解光电二极管、发光二极管等器件的功能。
该标准的第二点是要求学生了解半导体材料的发展对社会的影响。如，人类利用半导体材料研制了太阳电池，由此人类在开发新能源的进程中又迈了一大步。再如已广泛应用于商业、邮政、交通等领域的条形扫描仪主要应用了发光二极管、光敏二极管等器件的工作原理。而目前对社会产生巨大影响的电脑，也与半导体器件器件密不可分。
二．初步了解超导的一些特点。了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响。
该标准第一点要求学生初步了解超导的一些特点。如超导材料的零电阻特性以及磁悬浮特点等。
该标准第二点要求学生了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响。如人们利用超导零电阻的特点用很细的电线进行远距离的大功率输电，并且可以大大减少电能的。再如，人们利用超导的磁悬浮现象研制“无摩擦”的磁悬浮列车，这将大幅度地提高列车速度，增大安全性能。超导材料利用还可使电脑中微型集成电路的能量耗损大幅度减少，明显提高电脑工作效率。
三．初步了解纳米材料的应用和发展前景。
该标准要求学生初步了解纳米材料的应用和发展前景。如，纳米材料为人们制造更小的机械提供了物质基础，可以提高材料的强度和硬度等。人们正在将纳米技术应用于信息、生物工程、医学、光学、材料科学等领域。
四．有保护环境和合理利用资源的意识。
该标准要求从自己做起，具有保护环境和合理利用资源的意识。学生可以通过实际活动，了解新材料在生产过程和应用过程中，是否给环境造成了污染，能主动尝试提出治理污染的设想等。例如“参观生产某种材料（如建材、塑料等）的工厂，了解这些材料的生产过程和应用情况，调查生产这些材料可能造成的环境污染，提出治理这些污染的设想。” [22]
第五章 “运动和相互作用”解读
物质处于永恒的运动中，不同的物质和不同的运动形式又发生着相互作用。了解物质的运动和相互作用的规律，是认识物理现象所必需的。这部分内容具有很强的规律性，对它的学习有利于发展学生的科学探究能力和解决问题的能力，有利于培养学生的科学态度和科学精神。
在这部分内容的学习中，应该让学生经历对知识探究和领悟的过程，发展获取信息，处理信息和解决实际问题的能力。
本主题分为四个二极主题：
1.多种多样的运动形式
2.机械运动和力
3.声和光
4.电和磁
第一节 多种多样的运动形式
在这个二级主题下有四个三级主题。下面分别介绍这些三级主题对应的要求和标准研制者的一些思考。
（1）能用实例解释机械运动及其相对性。
学生对于什么是机械运动的认识不会有问题。对于机械运动的相对性，能够用生活中的实例解释就可以了。
例 小讨论：他到底是不是在运动？
老师带同学春游，在车上，一位同学下位子到处走。老师讲：你不要乱动，免得摔倒。这位同学就坐好不动了。他真的不动了吗？如果不动了，他为什么能从学校到达目的地？
（2）能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动。初步认识宏观热现象和分子热运动的联系。
从可以直接感知的现象推测不可直接感知的事物，这是物理学中常用的方法。这里不仅要求学生能够初步认识分子的热运动，还要初步接触这种方法。
《标准》中例1的目的除了使学生认识分子的热运动外，还有对学生的表达与交流能力的要求。
例 挖开多年堆煤的地面，会看到地面下一定深度的土层带有黑色——这表明煤的分子在不停地运动，扩散到地面的土层中了。
（3）能用实验证实电磁相互作用。能举例说明电磁波在日常生活中的应用。
这条标准包含两点要求。前面一点是要通过实验验证“电生磁”和“磁生电”。这个实验不要局限在具体的电与磁的关系上，而要通过电与磁的关系认识到不同形式的运动之间的联系，《标准》中给出例2就是这个意思。
这条标准的后面一点是要说出电磁波的应用。这部分内容的学习应该注意两个方面，一是学习电磁波的知识，二是感受科学技术与经济社会发展的关系。
（4）能举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道世界处于不停的运动中。
应该注意，这里所说的运动不只包括物理学中所说的机械运动、电磁运动等，还包括其他领域中，如化学生物学中的运动。《标准》给出了例3，就是这个目的。
为了增加学生对于机械运动的相对性的感性认识，《标准》给出了观看录像的活动建议。第二个活动建议则是鼓励学生通过可以直接感知的事例推测不能直接感知的事物。还可以举行其他的活动。
第二节 机械运动和力
在这个二级主题下有八个三级主题。下面分别介绍这些三级主题对应的要求和标准研制者的一些思考。
（1）能根据日常经验或自然现象粗略估测时间。会使用适当的工具测量时间。能通过日常经验或物品粗略估测长度。会选用适当的工具测量长度。
时间和长度的测量是物理学和技术中最基本的测量，学生应该学会。测量时要求学生会选用工具。这里说的选用工具，对于长度测量来说，指的是合适的量程和最小分度，如米尺、皮尺等，不要求使用游标卡尺、千分尺；对于时间测量来说，包括常用的钟表、体育运动用和实验室用的停表等。
时间和长度的估测很重要，过去常被忽略，这里对估测提出了明确的要求。给出例1就是这个目的。例2的作用是希望教师和学生重视用学过的知识解决日常生活中的问题，同时也要让学生体会，实际的测量很多都是估测。第1个活动建议也是这个目的。
还可以进行下面一些教学活动。
例 估测教室的长、宽、高，估测窗户上一块玻璃的长和宽。
例 测量课桌和课椅的高度，计算它们的高度差。你坐在椅子上舒服吗？能对课桌和椅子的高度调节提出什么建议吗？
（2）能用速度描述物体的运动。能用速度公式进行简单计算。
知道速度是描述物体运动快慢的物理量，会在路程、时间、速度三个物理量中，由两个求出第三个，就符合这条标准的要求了。不要让学生在追击等问题上浪费时间，也不要把速度问题与其他问题综合起来进行复杂的计算。
还可以进行下面一些教学活动。
例 你上学乘车吗？能否用手表间接测出你乘车经过的路程？需要怎样做？
（3）能通过常见事例或实验，了解重力、弹力和摩擦力。认识力的作用效果。能用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。了解物体运动状态变化的原因。
对重力、弹力、摩擦力的要求都是最低的“了解”水平。对力的作用效果，要求学生认识到力可以使物体的形状改变，使静止的物体运动、运动的物体停止运动、运动速度的大小或方向发生改变。例3、例4都是这个目的。
对于力的图示，要求会看、会画示意图，也就是知道箭头的方向是力的方向、箭头或箭尾是力的作用点、同一张图上箭头越长表示力越大。作图时不要求箭头的长度与力的大小严格成比例。
“会测量力的大小”指的是会使用弹簧测力计。
对于二力平衡条件的要求只是“知道”的层次。
例 请善于滑旱冰的同学分析，滑旱冰要减速时应该怎样做？旱冰鞋上的刹车机构是怎样改变摩擦力，而使物体受到阻力，速度减小的？
（4）通过实验探究，理解物体的惯性。能表述牛顿第一定律。
“物体都有保持原来的静止状态或者匀速直线运动状态的性质”，这一点要通过学生自己的探究来认识。这种探究包括做简单的实验，也包括对日常生活事例的分析，例如《标准》中的例5。
对于牛顿第一定律，要求学生能够用自己的话说清楚，这也是为了培养表达和交流的能力。
例 汽车的后窗上常贴有“请保持车距”的字样。把这种提醒的好处分析给汽车司机听，看他们的观点是否与你的一致。
例 你乘坐过飞机吗？飞机起飞降落或在空中遇到气流颠簸时，乘务员会反复提醒乘客“请您系好安全带”，这是为什么？
（5）通过实验探究，学会使用简单机械改变力的大小和方向。
学生要在探究中学会使用杠杆、滑轮或其他简单机械中的任何一种，来改变力的大小和方向。按照《标准》的要求，最低要求是定性地学习一种简单机械。但是，学生通过探究知道了杠杆的平衡条件或定滑轮、动滑轮的规律，并能用来省力或使工作方便，也属于“学会”的范畴之内，《标准》是允许的。
（6）通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。了解测量大气压强的方法。
压强的概念，必须通过学生自己的实验探究来学习。
“能用压强公式进行简单计算”，指的是如果知道压力、受力面积、压强这三个量中的两个，能够通过概念的理解或公式的变形计算出第三个，不要求与其他公式综合进行计算。
“知道增大和减小压强的方法” 这项要求，既是为了使学生深入学习压强的概念，更是为了使学生能把知识应用于日常生活。给出例6的目的就在于此。
（7）通过实验探究，认识浮力。知道物体浮沉的条件。经历探究浮力大小的过程。知道阿基米德原理。
学生对浮力的学习，要通过探究进行，要经历探究浮力大小的过程。对于物体浮沉条件和阿基米德原理，《标准》的要求是知道的层次，不要求进行复杂的、综合性的浮力计算。
浮力问题与日常生活联系非常密切，《标准》中的例7是为了引起这方面的注意。
例 小实验：使鸡蛋浮起来。
（8）通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。
关于流体的压强与流速的关系，只需知道“流速大越的位置压强越小”就可以了，因为这里的要求是最低的，即“初步了解”。
关于流体的压强与流速的关系，要重在用来解释实际问题，《标准》给出例8就是这个目的。
例 制作喷雾器。
例 小漏斗的口向下，细头含在嘴里，在漏斗口正下方托个乒乓球，向下用力吹气，马上松手。乒乓球不但没有落地，反而上升到漏斗口了，吹的劲越大，球越不会掉下去。
列车时刻表对于合理安排旅行常重要，学生应该学会使用，第3个活动建议就是学读《旅客列车时刻表》。第4个活动建议涉及电冰箱的允许的倾斜面程度，也是一个与测量有关的实际问题。
第三节 声和光
在这个二级主题下有五个三级主题。下面分别介绍这些三级主题对应的要求和标准研制者的一些思考。
（1）通过实验探究，初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。
这条集中了有关声的教学要求。例1是关于声的产生的实验，例2是关于声的传播的实验，例3、例4是声的知识的应用。
关于声的传播是振动的传播，可以做下面的实验。
例 把肥皂膜拿到正在放音的音箱前面，观察肥皂膜的变化。
关于乐音，可以在示波器上观察不同乐器所发声的波形及噪音的波形。
（2）通过实验，探究光在同种均匀介质中的传播特点。探究并了解光的反射和折射的规律。
“光在同种均匀介质中沿直线传播”这一特点，要求学生通过自己探究的途径得出。关于这一规律，只有过程性要求。
关于“探究并了解光的反射的折射的规律”，有两点需要说明。第一，反射和折射的规律都是既有过程性的要求“探究”，又有终结性的要求“了解”；第二，对于光的反射，《标准》并没有要求“反射定律”而是讲“反射的规律”，因此学生可以学习完整的反射定律，也可以学习反射定律的一部分，例如只强调“反射角等于入射角”。
例5、例6是两个探究光的反射和折射规律的例子。
（3）通过实验，探究平面镜成像时像与物的关系。认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用。
关于平面镜成像的学习过程，《标准》做出了强制性的要求，即要通过学生自己的实验探究来学习。对于平面镜成像的规律，《标准》没有终结性要求即允许学生的探究不完整、有缺陷。这样没有终结性要求的规律，不应成为考查的内容。
例 观察汽车的后视镜、手电筒内的反光镜，比较它们与平面镜的异同，并分析它们在工作时各自的用处，写出分析报告。
对于凹透镜，只要求认识它的发散作用；对于凸透镜，除了会聚作用外，还要学习它的成像规律。关于凸透镜的成像规律，也是既有过程性要求，又有终结性要求，即学生要通过自己的实验探究学习这个规律，同时也要知道这个规律，并了解这个规律在实际中的应用。例7、例8是凸透镜成像的两个例子，安排这两个例子的目的是要表明，凸透镜教学中应该强调实际应用。
凸透镜成像的规律属于“知道”的水平，要求并不高。教学中提出像的虚实以及“二倍焦距”的关系，当然是可以的，但是如果学生只定性地知道像的大小、正倒，也就达到了标准的要求。
（4）通过观察和实验，知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。
白光是由色光组成的，关于这点，《标准》既给出了终结性要求，又给出了达到这一要求的途径：观察实验。关于色光混合与颜料混合的不同规律，《标准》只有过程性要求，即要进行比较（例9），不要求学生最后能记住具体的规律。
例 请喜欢绘画的同学讲一讲调色问题。
（5）知道波长、频率和波速的关系。了解波在信息传播中的作用。
波长、频率和波速的关系属于知道的水平，可以进行最简单的计算。
例 某调频立体声广播电台的频率是97.4 MHz，它的波长是多少？
波在信息传播中具有重要作用，通过“了解波在信息传播中的作用”，要使学生体会科学技术与社会的关系。
例 介绍红外望远镜和红外摄像机，它们能在夜幕下发现隐蔽的敌人；介绍卫星遥感技术，利用卫星可以在很短时间内把地球表面扫描一遍。
三个活动建议都是联系实际或强调科学技术与社会的关系的，要创造条件让学参加。
第四节 电和磁
在这个二级主题下有五个三级主题。下面分别介绍这些三级主题对应的要求和标准研制者的一些思考。
（1）通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向。
通电螺线管外部的磁场大致相当于一个条形磁铁的磁场，学生主要是探究电流方向与北极方向的关系，不必探究磁感线分部的细节和螺线管内部磁场的情况。
这条标准没有终结性要求，也就是说，不必要求学生理解或知道右手螺旋定则。
（2）通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系。
这条标准既有过程性要求，又有终结性要求。对于终结性要求，要让学生知道通电导线在磁场中受力这一事实，还要知道电流的方向或磁场的方向改变时力的方向也会改变，不要求学生理解或知道左手定则，也就是说，不要求判断力的方向。
例1和例2都是知识应用的例子。例2还体现了这样一种思想：技术发明与科学发现对于推动经济和社会的发展是同等重要的。
例 调查你家的家用电器，看看哪些用到了电动机。
例 你家中有坏了的电动玩具吗？折开看一看，研究它的内部构造。
（3）通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
这条标准只有纯过程性要求，它要求学生必须进行探究，但对产生感应电流的条件，即磁通量的变化或“切割磁感线”，不做要求。
例3是进行“科学 技术 社会”教育的一个例子。
（4）知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。
这条标准只有终结性要求。电磁波的速度是很重要的物理常数，应该记住。
例5可以结合“声和光”的第（5）条标准学习。
例 把晶体管收音机放在桌边，在干电池的两端各连一条导线放在收音机旁。手中平放一把锉，把与负极相连的导线与锉把接触，与正极相连的导线在锉上滑动。收音机中能听到什么？
（5）了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
联系实际和进行“科学 技术 社会”教育的一条标准。教学中应该着眼于扩大学生的知识面，例6至例9是几个示范。
第1个活动建议可以启发学生的创造性思维，同时学习电与磁的相互关系。
电磁继电器在标准中没有单独写成一条，但它在生活中应用很广。它隐含在电与磁的知识中，第3个活动建议把它显示出来了，教学中最好不要忽略。
电磁波对现代社会生活的意义深远，第4个活动建议目的在于引导关注这方面的发展。
第六章 “能量”解读
《标准》指出：“ 能量的转化和守恒定律是自然科学的核心内容之一，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。它广泛渗透在各门学科中，并和各种产业及日常生活息息相关。这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际、形成可持续发展的意识以及进一步学习其它科学技术，都是十分重要的。”
这部分内容的特点是：第一，具有较强的综合性。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定遵守能量守恒定律。它不仅广泛渗透在各门学科中，与其它学科紧密相联系，而且贯串于声现象、热现象、光现象、力现象、电磁现象等物理过程中。这说明自然界中的各种现象都不是孤立的，而是互相有联系的。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。第二，具有较强的社会性。人类对各种能源，如煤、石油、等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能的守恒定律是人们认识自然的重要工具。能源关系到人们的衣食住行，关系到国家的兴旺发达。能源的开发和利用，给人类就成为关系人类生存和发展的一个重大社会问题。
《标准》把能量纳入课程内容的一级主题，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的基本课程理念，体现了“关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立正确的科学观，有振兴中华、将科学服务于人类的使命感与责任感。”的课程目标。
“能量”含有六个二级主题：
1、能量、能量的转化和转移 。 4、电磁能。
2、机械能。 5、能量守恒。
3、内能。 6、能源与可持续发展。
下面将依次解读这六个二级主题。
第一节 能量、能量的转化和转移
在该主题下有四个三级主题，下面将分别说明对这些三级主题的要求和标准研制者的一些思考。
一．通过实例了解能量及其存在的不同形式。能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。
《标准》要求对能量、能量的存在形式、能量与人们日常生活的关系有一个初步的了解。标准规定了具体的可评价的要求，即能列举一些生活和社会问题中与能有关的实际事例，用自己的语言表述。能“简单描述”各种形式的能量和我们生活的关系。
标准没有具体规定介绍哪些形式的能量，也没有规定介绍哪些事例，但强调要与学生的生活紧密联系，使学生通过生动的实际事例初步感知和了解能量，而不是着眼于对能量及其存在的各种形式下定义。介绍的能量形式不限于物理的，也可以是化学、生物、自然地理等各学科的，体现出学科间的渗透。
例如，在我们的周围存在着光能、声能、热能、机械能、化学能、生物能、核能、太阳能等等。人类是在能的世界中生活的，太阳的光能使我们看到东西；阳光是植物和动物的能量来源；食物的化学能在我们体内变成了机械能，给予我们维持生命和从事活动的能量。
二． 通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
该主题要求通过实例，来认识能量的转移和转化，定位在“认识”水平上。标准包括了两项要求，一是能从一些常见的有关实例中说出能量可以从一个物体转移到另一个物体；二是能通过一些实际实例说出不同形式的能量可以相互转化。能量的转移和转化往往是同时发生的，应通过实际实例将两者有机地联系起来，不要机械地分隔开来。
这里所指的实例既包括常见的生活和社会现象，也可以是一些生动有趣的小实验，例如，水轮机带动发电机发电，钢勺放在热水里，通电后电风扇转动，通电后的电烙铁，核能发电等，通过实例或实验观察，分析能的转移或转化。可以通过学生在交流、讨论中的表现；列举的事例和对实验现象的观察和分析的科学性等方面，对学生的学进行评价。
这一主题的活动建议是讨论“太阳能在地球上是怎样转化成其它形式能量的。”这项活动具有典型性，把各种自然和社会的现象通过能量有机地联系起来，要通过不同的表现形式如作图、表格等多种形式让学生展示自己的分析成果，鼓励想象和创造。也可以选择当地的某些典型事例来分析。
三.结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
《标准》的第一点要求是“认识功的概念”，定位在“认识”水平上。第二点要求是“知道做功的过程就是能量转化或转移的过程”，定位在“了解”水平上。第二点要求是对第一点要求的解释。这里要求结合实例，从能量转移和转化的过程来认识功的概念。具体表现是能从常见的现象中体会物理学中功的含义。
由于功的概念是比较抽象的，学生要认识功，必须经历一个较长的过程，因此，关于功与能的关系要渗透到8~9年级物理教学的各个部分去。而在初中阶段更多的是通过实例去让学生领悟，不是着眼于功的定义上。
列举的实例和实验应是学生生活中常见的事例和现象，如风吹帆船航行、打“保龄球” 打台球、电灯发光、电铃发声、电车行驶、流动的水推动水轮机转动、燃烧的气体使火箭起飞等，要让学生通过分析各种事例中的能量转移和转化，都是通过做功的过程来实现的。
标准列举的例子是对第二项要求的说明。
四.结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。
《标准》的第一点要求是“结合实例理解功率的概念”，属于“理解”水平，是知识技能目标中的最高水平。这是因为功率的概念广泛应用于人们的日常生活和科技之中，例如，各种家用电器和仪器、机器的铭牌上都要标注功率。
第二点要求是“了解功率在实际中的应用”，属于“了解”水平。
对此主题的评价是能理解功率这一物理量的物理意义、定义、公式、单位等。并能进行一些简单计算。能通过一些日常生活中常见的实例，了解功率在实际中的应用，如了解一些常用的家用电器的额定功率值，在选择电器时，把功率作为一项指标考虑进去。
活动建议(2)是“调查常见机械和电器的铭牌，比较它们的功率。”这里既有技能的要求，同时也渗透了ＳＴＳ观念。
第二节 机械能
该主题下有三个三级主题，在研制标注时的基本思路和要求如下：
一.能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。
《标准》对这两点在知识和技能方面都属于“理解”水平。这里包括理解动能、势能和机械能的概念；动能和势能的转化、机械能和其它形式能的转化。都是要求用实例来说明的，这既是从初中学生的年龄特征和认知水平出发的，同时也体现了“从生活走向物理”的理念。
对学生的评价应包括能否根据一些实际事例和生动有趣的实验现象，如荡秋千、蹦蹦床、撑竿跳高、跳板跳水、滚摆实验等，区别动能和势能，解释其相互转化，以及机械能和其它学生能的转化。还可以通过利用动能和势能相互转化的原理设计一个小装置或小玩具，要学生说明设想和构思等方式进行评价。
二.知道机械功的概念和功率的概念。能用生活中的实例解释机械功的含义。
标准的第一点要求是“知道机械功和功率的概念”，定位在“了解”水平上。具体表现是知道做机械功的二个要素，知道机械功的物理意义、公式及单位。知道机械功率的物理意义、定义式、单位。能计算机械功和功率。
第二点要求是“能用生活中的实例解释机械功的含义”， 定位在“理解”水平上。体现出从生活走向物理，强调用生活中的实例来解释机械功的含义而不是在概念上兜圈子，应注意尽可能贴近生活，学生易学易懂易理解。
对学生的评价应从能否通过实例、作图等多种方式来描述机械功和功率，还可以通过学生自己设计的实验，如：怎样测每个同学上楼时的功率？怎样测定每个同学举重时的最大功率？等，让学生在实验过程中体验功和功率，并观察他们在实验过程中的表现，作出如实的纪录。
三．理解机械效率。
《标准》对这一点的要求定位在“理解”水平上。这是因为机械效率与我们的生活息息相关，效率的概念已广泛应用于生活、社会和科技问题中，有必要让学生去探究、理解，要通过对做功的分析，理解有用功和额外功，认识机械效率的物理意义，知道实际的机械效率不可能是100%; 知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械，提高效率的意识，从而发展将科学服务于人类的责任感。
标准还要求通过测定某种简单机械的机械效率，加深对效率的理解。让学生通过自己的探究，去理解有用功、额外功和总功，找出提高机械效率的方法。
对学生的评价既要有知识和技能的评价，也应有对体验性目标达成的评价，如对效率与社会和生活的关系的认识和态度，在学习和生活中有没有提高效率的意识等。
四.了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。
《标准》的第一点要求是“了解机械使用的历史发展过程”，属于“了解”水平。体现了课程基本理念中“注意学科渗透，关心科技发展。了解科学·技术·社会（STS），逐步树立科学的世界观“的思想。
第二点要求是“认识机械的使用对社会发展的作用”，目的在于通过机械的使用对社会发展的作用的了解，使学生关心科学技术的新进展和新思想，逐步树立科学的世界观的意识。有将科学服务于人类的使命感与责任感。
标准主要是关注学生在情感、态度与价值观方面的发展，而不是具体的知识和技能，可以通过一些机械使用和发展的典型实例，让学生体验科学、技术和社会的关系，没有必要介绍全面完整的机械发展历史，这也给教科书的编写者和教师留有较大的余地。对学生的评价也应侧重于在学习过程中对科学、技术和社会的理解，以及由此而激发的学习物理的兴趣和动力方面。
本主题的活动建议是“通过阅读了解人类利用机械的历史，写一篇小论文。”还可以发给学生资料让学生自己阅读后在组内交流；也可让学生在课外通过上网查找有关信息，在课内交流。例如让学生讨论机械的使用对社会发展的作用。给生活带来的好处。发展学生爱科学爱祖国的情感和有创新的意识。
第三节 内能
本主题含有六个三级主题，研制这些主题的意图如下：
一.通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点，并能用其解释某些热现象。
标准的“通过观察实验”是强调了要让学生经历观察实验的过程，来“初步了解分子动理论的基本观点”，限于初中学生的认知水平，对分子动理论的基本观点，只要“初步了解”，属于比“了解”要求更低的水平上。“并能用其解释某些热现象”，属于“理解”水平，是分子动理论的应用，也是评价学生了解分子动理论的标准。由此可见，标准既包括了对过程的要求，也体现了对知识和技能的要求和评价的要求。
标准没有说明通过哪些观察实验，也没有说明要用分子动理论解释哪些热现象，这就给教材的编写者和教师留有较大的空间，可以根据教材的使用范围和学生的实际

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