對(duì)比教材變化，解讀物理學(xué)科對(duì)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

陳永梅

【摘要】本文以2019年出版的人教版高中物理教材（以下稱(chēng)“新教材”）變動(dòng)較大的必修三為研究對(duì)象，與2010年出版的人教版高中物理（以下稱(chēng)“舊教材”）選修3-1、選修3-2教材作比較，從教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)、知識(shí)編排、欄目設(shè)置等方面進(jìn)行對(duì)比，解讀物理學(xué)科對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

【關(guān)鍵詞】高中物理;教材對(duì)比;核心素養(yǎng)

自教育部2014年正式提出核心素養(yǎng)一詞后，為了培養(yǎng)出符合新時(shí)代要求的高素質(zhì)創(chuàng)新型人才，在新一輪的課程改革中將培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)作為主要目標(biāo).高中物理作為學(xué)生了解客觀世界，學(xué)習(xí)探索自然規(guī)律方法，培養(yǎng)科學(xué)思維，形成科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任[1]的重要窗口學(xué)科，自然成為核心素養(yǎng)培養(yǎng)的前沿陣地.

隨著2021年全國(guó)最后11個(gè)?。ǜ拭C、青海、寧夏、新疆、內(nèi)蒙、陜西、四川、江西、貴州、河南、西藏11?。┤嫱度胧褂眯陆滩?，標(biāo)志著以新版《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》為統(tǒng)領(lǐng)的新教材實(shí)施已經(jīng)落地生根.而與新課程標(biāo)準(zhǔn)、新教材相對(duì)應(yīng)的高考模式也由之前的“3+3”轉(zhuǎn)為“3+1+2”模式，在目前實(shí)行的“3+1（物理或歷史）+2”選考模式下，物理作為選考科目的領(lǐng)頭羊之一，在多個(gè)選考科目中自然呈現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì).

本文以新教材變動(dòng)較大的必修三為研究對(duì)象，舊教材選修3-1、選修3-2教材作比較，從教材的章節(jié)結(jié)構(gòu)、知識(shí)編排、欄目設(shè)置等方面進(jìn)行對(duì)比，理清新教材的變化及優(yōu)勢(shì)，明確新教材的編寫(xiě)理念，從而指導(dǎo)完善課堂教學(xué)，使高中物理學(xué)科對(duì)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)邁向更高水平.

從總體框架來(lái)看，新教材體系與舊教材相比發(fā)生了明顯變化，學(xué)生必修內(nèi)容由原來(lái)的必修一、必修二改為新教材的必修一、必修二、必修三，新教材必修三的內(nèi)容是在舊教材選修3-1、選修3-2基礎(chǔ)上做了刪減，整合，章節(jié)內(nèi)容也與舊教材有較大變化.具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.

1 新教材必修三與舊教材選修3-1、選修3-2章節(jié)知識(shí)比較

新教材必修三相對(duì)于舊教材選修3-1的章節(jié)目錄變化：將舊教材中“靜電場(chǎng)”一章分為兩章，共計(jì)都是9節(jié)，內(nèi)容基本相同.將舊教材中“恒定電流”一章重組分配為“電路及其應(yīng)用”和“電能能量守恒定律”兩章.去除“歐姆定律”和“簡(jiǎn)單的邏輯電路”兩節(jié)內(nèi)容，將“多用電表原理”改為“拓展學(xué)習(xí)”內(nèi)容，“電動(dòng)勢(shì)”一節(jié)并入“閉合電路歐姆定律”中，把“焦耳定律”改為“電路中的能量轉(zhuǎn)化”，把“實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)體電阻率的測(cè)量”單獨(dú)列為一節(jié)，增加“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié).

整合了舊教材選修3-1中“磁場(chǎng)”和選修3-2中“電磁感應(yīng)”和“交變電流”的部分內(nèi)容，組合成新的一章“電磁感應(yīng)與電磁波初步”，保留了舊教材“磁場(chǎng)”一章中的磁場(chǎng)、磁感線（第1節(jié)）、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量（第2節(jié)），把舊教材“電磁感應(yīng)”和“交變電流”中的基礎(chǔ)知識(shí)列為第3節(jié)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”；把“電磁振蕩和電磁波”和“能量量子化”的基礎(chǔ)知識(shí)列為第4節(jié)“電磁波的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用”及第5節(jié)“能量量子化”；把舊教材這三章中的其余知識(shí)（包括安培力，洛倫茲力、楞次定律，法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用等知識(shí)）均移至選擇性必修二.

對(duì)比舊教材，新教材必修三中新增加的內(nèi)容在原有力學(xué)模塊的基礎(chǔ)上增加了電學(xué)內(nèi)容，這一變化顯然是順應(yīng)新高考對(duì)全面發(fā)展高素質(zhì)人才的需求，既有對(duì)原有知識(shí)的傳承保留，又有新改革思路下的推陳創(chuàng)新.考慮到高中電磁學(xué)知識(shí)思維強(qiáng)度大、理解難度高和學(xué)生的認(rèn)知水平，教材把“磁場(chǎng)”“電磁感應(yīng)”部分進(jìn)行了分層處理，必修三中內(nèi)容大多是在初中電磁學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上的基本概念和定性知識(shí)，學(xué)生容易接受，知識(shí)銜接過(guò)渡自然，而難度較大的定量計(jì)算則轉(zhuǎn)移至選擇性必修二，既滿足了全部學(xué)生學(xué)業(yè)水平合格考試的要求，也兼顧了等級(jí)性考試（即高考選擇了物理）的新高考要求.

2 新舊教材設(shè)置的章節(jié)欄目變化對(duì)比

共同之處，新舊教材的“演示”“實(shí)驗(yàn)”欄目設(shè)置都盡可能地讓學(xué)生通過(guò)觀察日常生活及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生感受到生活中的物理，通過(guò)探究自然，結(jié)合物理知識(shí)，尋找物理規(guī)律，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)從生活結(jié)合物理、用物理發(fā)展社會(huì)的新課程理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題解決能力.“思考與討論”與“做一做”，目的都是發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力，為日后進(jìn)入社會(huì)打好基礎(chǔ).“科學(xué)漫步”與“STSE”兩個(gè)欄目中既有物理先輩探求自然宇宙奧秘的心路歷程、歷史故事，也有當(dāng)代物理與科技前沿相結(jié)合的最新成果介紹.學(xué)生既了解了物理學(xué)史，又緊跟時(shí)代脈搏，拓展了視野，也培養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

區(qū)別之處，新增加了“問(wèn)題”“科學(xué)方法”“拓展學(xué)習(xí)”“復(fù)習(xí)與提高”四個(gè)欄目，這也是新教材提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的又一新舉措.

“問(wèn)題”欄目編排在每一節(jié)的開(kāi)頭，主要是通過(guò)提出問(wèn)題，讓學(xué)生參與探究過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維能力，起拋磚引玉之功效.

例如 以“電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度”一節(jié)問(wèn)題引入：通過(guò)展示人體帶電的毛發(fā)直豎，而提出問(wèn)題，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？你會(huì)解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因嗎？將有趣的實(shí)驗(yàn)與物理知識(shí)相聯(lián)系，圖文結(jié)合，引起學(xué)生的興趣與思考；“電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用”一節(jié)問(wèn)題：廣播、電視、移動(dòng)通信等通信方式使古代人順風(fēng)耳、千里眼的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí).那么，電磁波是怎樣發(fā)現(xiàn)的？馬上引起學(xué)生聽(tīng)故事，學(xué)史實(shí)的欲望.

“科學(xué)方法”是對(duì)所學(xué)知識(shí)相關(guān)的科學(xué)思想和方法的歸納總結(jié).例如：“電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度”一節(jié)，在本節(jié)學(xué)過(guò)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式E=Fq后，教材在“科學(xué)方法”欄目中及時(shí)總結(jié)了“用物理量之比定義新物理量”，如ρ=mV，v=lt等，說(shuō)明比值定義包含比較的思想.不僅如此，新教材在每節(jié)新內(nèi)容右側(cè)（或左側(cè)）都有部分留白區(qū)域，或插圖演示，或注解說(shuō)明，或強(qiáng)調(diào)總結(jié)，都是要引起教師及學(xué)生的充分重視，形成觀念，為畫(huà)龍點(diǎn)睛之筆.如電荷守恒定律旁邊注解“追尋守恒量是物理學(xué)研究物質(zhì)世界的重要方法之一，電荷守恒定律是物理學(xué)中守恒思想的又一具體體現(xiàn)”；點(diǎn)電荷概念旁邊注解“點(diǎn)電荷類(lèi)似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，也是一種理想化模型”；電功率概念旁邊注解“電功率也是用物理量之比定義的物理量”；等勢(shì)面知識(shí)的理解中，既有等高面插圖類(lèi)比演示，還有方法提示 “反證法是科學(xué)研究中重要的邏輯方法”；電磁感應(yīng)中劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)旁邊注解“法拉第對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)以及對(duì)科學(xué)研究持之以恒、堅(jiān)韌不拔的態(tài)度，是他獲得巨大成就的重要原因之一”等[2].這些隨處可見(jiàn)的注解說(shuō)明讓學(xué)生多次體會(huì)物理學(xué)的建模思想、定義方法、類(lèi)比說(shuō)明、概念規(guī)律形成過(guò)程，科學(xué)家們的求知態(tài)度與責(zé)任等，從而為建立學(xué)生物理思維，提升物理學(xué)科素養(yǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

“拓展學(xué)習(xí)”主要是相關(guān)知識(shí)的進(jìn)一步延伸拓寬，目的是拓寬學(xué)生的求知面，增強(qiáng)他們的實(shí)驗(yàn)探索能力，可由師生選學(xué)選做.

例如 “電容器的電容”一節(jié)中拓展學(xué)習(xí)欄目“用傳感器觀察電容器的放電過(guò)程”，將與電源連接的電容器與傳感器及計(jì)算機(jī)相連接，就能清晰捕捉到電容器放電瞬間的電流變化，并繪制出圖象，準(zhǔn)確直觀；還有伏安特性曲線的說(shuō)明繪制等，這些實(shí)驗(yàn)大多使用傳感器和計(jì)算機(jī)等設(shè)備記錄數(shù)據(jù)及繪制圖象.學(xué)生有機(jī)會(huì)見(jiàn)識(shí)和運(yùn)用新興科技儀器，將物理學(xué)習(xí)與現(xiàn)代科學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展.

3 新舊教材的習(xí)題比較

例如 以“靜電場(chǎng)”知識(shí)為例，舊教材（共一章）設(shè)置在每節(jié)末問(wèn)題與練習(xí)共42道，新教材（共兩章）在節(jié)末設(shè)置練習(xí)與應(yīng)用47道，另有章末復(fù)習(xí)兩組題共21道，題量差別較大.從題型分布及難易程度比較，新舊教材在節(jié)末設(shè)置的練習(xí)題都用于鞏固本節(jié)所學(xué)的基本概念，規(guī)律和方法，而舊教材題量相對(duì)較少，存在部分同學(xué)“吃不飽”現(xiàn)象，學(xué)生的課后鞏固練習(xí)，多以教師布置及各種參考書(shū)為主.新教材的節(jié)末練習(xí)與應(yīng)用題，不僅可以滿足新授課的課后作業(yè)量，每章末又增加了復(fù)習(xí)與提高A組基礎(chǔ)鞏固題與B組能力提高題，習(xí)題的難度更有層次性，也符合不同能力學(xué)生的學(xué)習(xí)需求.內(nèi)容上則更加重視與生活場(chǎng)景及熱點(diǎn)科技相結(jié)合，使物理學(xué)科盡量脫離難懂晦澀，物理學(xué)習(xí)不再“聽(tīng)天書(shū)”.如，“電容器的電容”一節(jié)練習(xí)題4，通過(guò)介紹心臟除顫器的設(shè)備原理，模擬一次心臟除顫器的治療，使學(xué)生理解了電容器在學(xué)生在心臟除顫器中的功能，并展開(kāi)計(jì)算.再如，“電源與電流”節(jié)后練習(xí)題3，通過(guò)閱讀手機(jī)說(shuō)明書(shū)標(biāo)明的相關(guān)數(shù)據(jù)如電池容量4000mAh，待機(jī)時(shí)間22d，播放視頻時(shí)間是17h，估算該手機(jī)待機(jī)電流及播放視頻的電流大約是待機(jī)電流的幾倍等.這些習(xí)題設(shè)計(jì)均是新教材首次出現(xiàn)，此外，新教材還增加了圖象題和判斷題，習(xí)題類(lèi)型也隨教材更新優(yōu)化，更加豐富.學(xué)生在解題過(guò)程中形成正確物理觀念的同時(shí)，能夠?qū)⑽锢碇R(shí)應(yīng)用于日常，既增強(qiáng)了學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需求的能力.

值得一提的是新教材最后的課題研究與舊教材比較也進(jìn)行了更新變化.舊教材選修3-1課題研究是“霍爾效應(yīng)”，教材先介紹霍爾效應(yīng)的概念，要求研究者通過(guò)查閱相關(guān)資料及所能找到的霍爾元件，推導(dǎo)影響霍爾電壓的因素，分析一個(gè)應(yīng)用霍爾元件的實(shí)例.新教材課題研究樣例是“充電寶不同電量時(shí)的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻研究”，篇幅較長(zhǎng)，既有方法指導(dǎo)，還有問(wèn)題提出、原理介紹、器材操作、數(shù)據(jù)分析、改進(jìn)思路，現(xiàn)實(shí)意義等，相比舊教材，新教材的課題研究不僅內(nèi)容具體、步驟詳細(xì)、指導(dǎo)到位，而且選題新穎，緊跟潮流，充分體現(xiàn)了新課程下對(duì)學(xué)生的科技素養(yǎng)培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代特征.

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，新教材對(duì)內(nèi)容結(jié)構(gòu)及欄目的調(diào)整，既是新高考的需要，也兼顧了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，是新課程改革下立德樹(shù)人的育人功能的進(jìn)一步體現(xiàn).作為新課程改革執(zhí)行者，新教材的使用者，應(yīng)順應(yīng)改革形勢(shì)，認(rèn)真鉆研新教學(xué)大綱教材內(nèi)容，堅(jiān)持課堂教學(xué)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)、合作探究能力，通過(guò)概念強(qiáng)化、模型建構(gòu)、科學(xué)方法總結(jié)、理論聯(lián)系實(shí)際，使學(xué)生接受物理觀念規(guī)律、掌握應(yīng)用方法，逐步提高物理知識(shí)與技能，提升科學(xué)思維與創(chuàng)新能力，讓科學(xué)態(tài)度與責(zé)任伴其一生，讓核心素養(yǎng)的提高落到實(shí)處.

參考文獻(xiàn)：

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