新粵教版《物理》必修二“圓周運動”編寫特點研究及教學建議

摘?要：教材是學生閱讀的文本，是教與學的載體.通過對新粵教版《物理》必修二 “圓周運動”的研究發現，新教材在遵照新課程標準內容要求的基礎上，增添了教學內容;通過多個實驗的分層設置，進一步突出了物理實驗地位，讓學生實驗從感性體驗走向自主創新;借助多個欄目融入時代生活氣息，更加注重物理知識在生產生活實踐中的應用.基于新教材，教師可借助拓展型活動和研究性學習，培養學生科學探究能力，促進學生實踐應用水平的提升.

關鍵詞：新粵教版《物理》必修二;圓周運動;編寫特點

文章編號：1008-4134（2020）01-0012?中圖分類號：G633.7?文獻標識碼：B

作者簡介：張娜（1990- ），女，廣東中山人，碩士，中學一級教師，研究方向：物理教材研究與實驗開發.

為了穩妥推進普通高中課程改革、高考綜合改革，全面進入“新課程方案、新課程標準、新教材、新高考”的“四新”模式，隨著新課程方案和標準、新高考方案的陸續修訂和發布，國內迅速掀起了研讀熱潮，唯獨新教材遲遲沒有“露面”.2019年6月30日，在廣東省高中物理課程教學改革及新課標、新教材研討會上，新粵教版普通高中教科書《物理》首次亮相，引起了物理教育工作者們極大的關注.

教材是學生閱讀的文本，是教與學的載體，為了更好地使用新粵教版物理教材，領悟新教材帶來的變化，分析和對比是必經之路.本文以普通高中教科書《物理（必修第二冊）》（以下簡稱新粵教版物理必修二）的“圓周運動”一章為例，通過研讀新舊粵教版教材及《普通高中物理課程標準（2017年版）》，逐步把握新教材的編寫特點和修訂部分的編寫意圖，以期更有效地開展教學工作.

1?“圓周運動”編寫特點

1.1?章——依照課標，增添教學內容

為了更好地落實物理課程的育人功能，提升學生的物理學科核心素養，教材作為直接的課程資源尤為重要.新粵教版物理必修二在2010版粵教版教材的基礎上，增添了“圓周運動”的教學內容，并在章節安排上做了相應調整.兩個版本的教材均將“圓周運動”安排在第二冊第二章，具體對比見表1.

不難發現，本章中的“勻變速直線運動”“離心現象及其應用”在新舊粵教版教材中并沒有太大變動，經歷物理概念的建構過程和運用物理知識解決實際問題的拓展過程對于促進學生物理觀念的形成是不可或缺的.

“向心力”和“生活中的圓周運動”在原來的基礎上進行了大刀闊斧的修訂.學生需要通過觀察和實驗建立勻速圓周運動模型，理解線速度、角速度、周期等用于描述勻速圓周運動的物理量，知道什么是向心力、向心加速度以及兩者之間的關系，通過對這些概念的學習，逐步深化學生關于加速度和力與運動關系的認識[3].新課標還要求學生“通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”，故“向心力與向心加速度”一節增添了學生實驗“探究影響向心力大小的因素”.要使學生的科學探究能力得到發展，就要在教材內容設置及教學過程中讓學生經歷發現問題、提出問題的過程，進而形成猜想與假設、設計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并做出解釋，并對科學探究的過程和結果進行交流、評估和反思.

“生活中的向心力”直接拓展為單獨的一節——“生活中的圓周運動”，并從“公路彎道、鐵路彎道、拱形橋與凹形路面”三種情境來詳細地“了解鐵路和高速公路拐彎處路面有一定傾斜程度的原因”，體現了物理與生活的密切聯系.學生運用物理知識解決實際問題能力的高低，往往取決于將情境與知識相聯系的水平，即能否把實際情境中所隱含的物理問題挖掘出來.

綜上，新粵教版物理必修二在“圓周運動”一章圍繞落實物理學科核心素養的要求選擇和組織內容，能夠有效地促進學生運動觀的形成，培養學生科學思維和科學探究能力，培養學生的科學態度與責任.

1.2?節——突出實驗，從體驗走向創新

新課標要求“鼓勵學生利用課余時間，以獨立或小組合作方式，設計問題探究的實驗方案，開展課外實驗研究.……要利用日常用品改進實驗或開發新實驗.……要重視數字實驗，創新實驗方式[4].”為了促進學生實驗能力的發展，新粵教版物理必修二在“向心力與向心加速度”一節中，針對“探究影響向心力大小的因素”設計了四種層次的實驗，以期關注全體學生的學習需求，引導學生從情境體驗走向自主創新，具體見表2.

首先，情境的創設對于培養學生物理學科核心素養具有關鍵作用.利用簡單易得的實驗器材（亦可更換為學生都有的、掛著繩子的飯卡），基于經驗性常識對所觀察到的現象和感受到的相互作用進行歸納和總結，發展學生科學思維.

其次，在定性研究的基礎上萌發科學問題，借助向心力演示儀進行定量“探究向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”，讓學生根據既定的實驗器材，從原理、信息收集、信息處理等方面構思探究方案，增強合作意識，培養科學態度和科學精神.

再次，利用日常用品和材料進行實驗設計與探究，使得現象更明顯直觀，也能夠讓學生擁有很多的動手實驗的機會，形成探究習慣.另外，學生課外進行的開放性探究，不僅能提高學生科學探究的能力，還能提升學生兩種不同的表達能力，“一是交流內容的組織，包括問題的提出、探究方案的設計、數據收集和整理、結論的得出及解釋、存在問題的反思等;二是表達的形式，包括文字、表格、圖像、公式、插圖等，根據內容選擇恰當的形式交流[4].”利用生活常見的器材對實驗方案進行改進，能夠進一步激發學生的創新思維意識.

最后，數字實驗的引入是信息技術日益普及、教育信息化發展的必然結果.借助傳感器、數據采集器、計算機軟件等，不僅大大提高了實驗測量的精度，也使得“角速度”“向心力” 的測量變得不再棘手.更重要的是，數字實驗系統能夠對絕大部分的傳統實驗進行改進，是培養學生創新能力的重要方法和手段.

從實驗與探究走向實踐與拓展，從情境與體驗走向設計與創新，由此可見新粵教版物理必修二“圓周運動”對培養學生科學探究能力與創新思維的重視.不同層次的實驗，為不同學生的發展提供了多種可能.

1.3?目——重視應用，從物理走向社會

新課標的基本理念之一是“注重課程的時代性，關注科技進步和社會發展的需求.”這就要求新教材在內容的選擇上應該與時俱進，“注重與生產生活、現代社會及科技發展的聯系，反映當代科學技術發展的重要成果和科學思想……培養學生的社會參與意識和社會責任感[4].”這些方面在新粵教版物理必修二“圓周運動”一章中均體現得非常明顯.

1.3.1?從正文內容上看

“生活中的圓周運動”從原來的小篇幅闡述直接拓展為一整節內容，借助清晰明了的插圖如圖1和圖2，展示了圓周運動與生活的密切聯系，也讓學生“了解了鐵路和高速公路拐彎處路面有一定傾斜程度的原因”，引導學生觀察生活.另外，圖2中火車車輪與鐵軌實物圖的補充也為沒有乘坐過火車的學生增添了感性認識.由此可見，物理與我們的日常出行息息相關.（以下圖1和圖2均為新粵教版物理必修二“圓周運動”中的插圖）

1.3.2?從活頁資料看

第一節中展示了高鐵列車齒輪傳動系統（如圖3），作為中國制造的“金名片”，齒輪傳動是這“世界速度”的關鍵所在，中國高鐵讓華夏兒女們無比自豪.這一榮耀的呈現，不僅反映了物理學對社會進步及科技發展的重要作用，還反映了物理技術應用于生產生活帶來的巨大變革.第三節中“2017年，亞洲田徑錦標賽上中國隊在男子4×100m決賽中勇奪金牌”，彎道跑技術為中國隊贏得了優勢（如圖4），這既能夠讓學生知道圓周運動在生活中的運用，還能夠增強學生的民族自信心和凝聚力，激發學生的愛國情懷.

從時代特色到人文關懷，從科技生產到日常出行，新粵教版物理必修二“圓周運動”中的方方面面都在向讀者展現物理與生產生活的巨大關聯.

2?“圓周運動”一章的教學建議

為了更好地利用現成的、既定的教材為開放的、動態的課堂教學服務，這就要求教師深度解讀教材內容，了解教材的編寫特點及意圖，并在此基礎上進行有效的教學設計，以培養學生的學科核心素養.

2.1?利用拓展型活動，讓科學探究“落地”

新粵教版在“探究影響向心力大小的因素”中設置了情境體驗、定量探究、自主設計、數字創新四個層次的實驗，不同層次的實驗為不同學生的發展提供了多種可能，同時也為教師的教學設計和實施提供了很大的空間.其中，情境體驗和定量探究是全體學生科學探究能力提升的必經之路，必須在課堂中即時進行;鑒于課時及數字化儀器的限制，自主設計可在周末以拓展型作業的形式進行，學生三兩人一組，利用生活中的物品探究影響向心力大小的因素，并以視頻的形式呈現實驗探究的各個環節，最后由同學進行自評及互評;而數字化實驗則可在社團課上組織真正有興趣的學生進行設計和探究.

2.2?利用研究性學習，讓實踐應用“生根”

學生各種能力的發展，都是與他們在學習中的相關行為聯系在一起的，要發展某種能力，就必須經歷相關過程[3].對于“調查公路拐彎處的傾斜情況或鐵路拐彎處兩條鐵軌的高度差異”及“收集資料，探討自行車拐彎時受到的向心力”等活動，研究性學習是不可多得的形式之一，學生三五人一組，利用寒暑假時間，針對問題進行深入的調查和資料的收集，并在開學后進行調查結果的匯報與展示，不同小組之間進行交流和互評.

新粵教版物理必修二“圓周運動”一章在遵照新課標內容要求的基礎上，增添了“通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”這一內容，并通過多個實驗的分層設置，進一步突出了物理實驗地位，讓學生實驗從感性體驗走向自主創新.另外，還借助多個欄目融入時代生活氣息，更加注重“圓周運動”這一物理知識在生產生活實踐中的應用，為培養學生物理學科核心素養奠定了基礎.

在實際的教學中，教師可借助拓展型活動和研究性學習，培養學生科學探究能力，促進學生實踐應用水平的提升.

參考文獻：

[1]廣東教育出版社，廣東基礎教育課程資源研究開發中心，物理教材編寫組.普通高中課程標準實驗教科書·物理（必修2）[M].廣州：廣東教育出版社，2010.

[2]廣東教育出版社，廣東基礎教育課程資源研究開發中心，物理教材編寫組.普通高中教科書·物理（必修第二冊）（推廣樣書）[M].廣州：廣東教育出版社，2018.

[3]廖伯琴.普通高中物理課程標準（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

（收稿日期：2019-10-08）