新舊人教版教材“思考與討論”欄目情境對比與教學啟示

收稿日期：2023-09-18

作者簡介：沈旭東（1991-），男，中學一級教師，主要從事高中物理課堂教學研究。

摘" "要：通過對比人教版2019年版教科書選擇性必修一和2014年版教科書相同內容下的“思考與討論”欄目的情境變化情況，總結欄目變化的四個特點，并以此為基礎分析“思考與討論”欄目的教學應用，探討教學經驗與啟示。

關鍵詞：思考與討論；欄目變動；情境教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A " " 文章編號：1003-6148（2024）3-0026-4

《普通高中物理課程標準（2017年版）》指出：高中物理課程通過創設學生積極參與、樂于探究、善于實驗、勤于思考的學習情境，培養和發展學生的自主學習能力［１］。為此，人教版2019年版教科書（以下簡稱“新教材”）對欄目進行改革，引入大量情境以適應教育發展的新要求。備受關注的必然是新增的“問題”欄目，而同樣依托情境開展的“思考與討論”欄目也值得關注和研究。

1" " 基于選擇性必修一“思考與討論”欄目的情境對比

在新教材中，“思考與討論”欄目是除每節必備的“問題”欄目和“練習與應用”欄目外數量最多的。相較于人教版2014年版教科書（以下簡稱“舊教材”），新教材中“思考與討論”欄目的情境選取、欄目定位、開展方式等皆發生了變化。

以新教材選擇性必修一為例，該本教科書由舊教材選修3-4和選修3-5中的“動量”和“波動光學”兩部分內容組合而成，是學生在過往學習中未曾接觸過的知識內容，以其中的“思考與討論”欄目作為研究對象具有代表性。通過對新教材每一章節中“思考與討論”欄目涉及的情境進行整理，追溯這些內容在舊教材中所處的欄目，得到表1所示結果。同時，為了更直觀地對比增刪情況，將舊教材同章節中的“思考與討論”欄目的情境和變動情況在表2中進行列舉。

2" " 選擇性必修一“思考與討論”欄目情境變動特點分析

從表1、表2的對比中可以總結出新教材“思考與討論”欄目情境變動的四個特點。

2.1" " 情境選取注重傳承與創新

教科書的編寫往往注重傳承與創新，對那些已經在教學實踐中被證明是有效的情境進行保留，而對不符合當下教育潮流的內容進行創新改進是必然的。首先是內容的傳承，主要分為兩類：保留原有“思考與討論”欄目的情境或從舊教材其他欄目中選取合適的內容作為“思考與討論”欄目中的情境。表1中的（3）（5）（10）（12）屬于前者，（1）（2）（4）（6）（7）（13）屬于后者。這類情境描述簡單，與授課主線緊密相關，同時具有一定的思維深度，將其保留或改編后放入“思考與討論”欄目，且其輔助教學的效果已經在舊教材的實踐過程中被證明，例如“（3）太空中人拋出物體后的動量改變量是多少”，該問題的情境啟發學生用新學習的知識解決問題，類比反沖現象和火箭的原理，形成更為深刻的認知。

2.2" " 欄目功能定位“思”與“論”

新教材的欄目劃分更加細化，它將舊教材“思考與討論”欄目所承擔的課堂引入功能分離，單獨成立“問題”欄目，提升欄目的針對性；將構建知識所必須經歷的、思維邏輯難度大的、答案結論缺少開放性的提問移到正文內容或“例題”中，降低欄目開展的門檻，提升課堂的有效性。因此，新教材“思考與討論”欄目更專注于對課堂重難點的“思”與“論”，發掘情境、直覺與知識背后的聯系與矛盾，讓學生在分析問題中不斷應用與反思新的知識點，形成解決問題的關鍵能力。

2.3" " 開展方式聚焦學生自主活動

新教材基于“思考與討論”欄目的定位，將情境置于每個知識點之后，方便以學生自主活動的形式開展“思”與“論”。這種以學生為主體開展教學的思想符合建構主義的理念，啟發學生更好地建立概念、探索方法、發現規律和形成批判性思維。同時，也能引導學生主動將“思”與“論”過程中產生的疑惑反饋出來以尋求團隊解決，提高了學生的溝通、交流與協作能力，形成自主學習和團隊學習的能力。

2.4" " 問題設計強調核心素養

從提問設計上來說，新教材“思考與討論”欄目的情境側重討論過程而非最終結論，講究以自主學習的方式提升學生的科學思維、科學探究和科學態度。設問時摒棄計算推導和習題練習式的問題，側重以有趣的情境和開放式提問營造積極熱烈的討論氛圍，提升學生的參與興趣。比如，針對生活類情境，通過構建模型、辨析、推論、質疑等形式，將問題與新知識建立聯系，形成系統性的知識脈絡，以培養學生解決問題的科學思維。針對實驗類的情境，通過提出假設、舉證質證、解釋交流、評估反思等形式，發現現象背后所涉及的本質，培養學生科學探究的能力。針對創新開放類情境，通過自主學習和團隊合作，讓學生養成求真務實的科學態度。

3" " “思考與討論”欄目的教學應用

“思考與討論”欄目的教學應用應根據情境的不同，采用不同的開展方式。對于實際情境，可以用感受或體驗的方法去接觸和領悟新概念和新知識。對于從課堂知識點延伸出來的推理論證類的情境，則采用建模和推論的方式，建立理論與實際情境之間的本質聯系，歸納總結規律，沉淀解決實際問題的思維方式。對于實驗探究類的情境，則是從實踐操作入手，理清實驗原理，通過制造假設與實驗結論之間的沖突，啟發學生反思實驗過程，舉證并解釋誤差產生的原因，以此提升探究能力。

3.1" " 以感受和體驗突出物理觀念

新教材對《動量守恒定律》一章的教學順序做了比較大的改動。將原先的探究實驗改為驗證實驗，放在理論內容的學習之后。這樣的編排使得“動量守恒定律”一節正文中得到的結論“碰撞過程中系統動量守恒”是基于純理論推導，若要實現教學邏輯閉環，需要當堂進行實驗驗證。因此，在正文內容之后，安排圖1的情境，通過演示小車彈開的過程，將抽象的推導轉化為一目了然的現象，讓初學者切身感受現實情境背后的物理本質，加深對“動量守恒觀”的理解。開展此類簡單情境的討論，讓學生暢所欲言以增加課堂參與度，夯實基礎知識，為后面更嚴謹地驗證動量守恒定律打下基礎。

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圖1" 兩輛小車總動量是否增加

3.2" " 以建模和推論沉淀思維方式

在“全反射”一節的教學中，通過玻璃磚演示全反射的現象，并引出全反射與臨界角的概念與定義之后，出現了圖2的情境。該問題旨在引導學生從一般折射入手，利用極限思想建立恰好發生全發射的光路圖，并利用折射定律推導和論證發生全反射時的數學模型。相比于直接給出全反射的公式給學生帶來的疑惑，利用對該情境的“思考與討論”可以更有效地幫助學生理解全反射的條件，從本質上思考全反射與折射、反射等光學現象的區別與聯系，逐漸掌握處理實際問題的方式與方法，對光學形成系統的思維認知。開展此類需要一定思維能力的討論，既能讓優秀的學生發揮所長，展示自己的優點，也可以帶動后進生參與，做到共同進步。

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圖2" 計算全反射的臨界角

3.3" " 以舉證和解釋提升探究能力

為了簡化問題，理論研究往往會忽略次要因素的影響，選取最理想的情況。但在實驗中，這些被忽略的細節往往會對實驗結果產生重大影響。對于單擺而言，擺長是一個重要的變量，但如何選擇擺線和擺球的材料，不同的線和球將帶來什么影響，如何固定擺線，這些問題在單擺的理論學習時都沒有進行討論與研究。于是，在“實驗：用單擺測量重力加速度”中，基于學生掌握單擺周期公式和實驗思路的前提下，利用圖3的情境對測量擺長的細節進行探討是非常重要的。學生可以嘗試不同的擺線和擺球的組合、不同的擺線固定方式來進行實驗，通過對比實驗測量與理論計算的吻合程度，找尋最佳組合。通過分析和還原實驗細節，尋找證據證明自己的結論，解釋為什么有些組合會產生較大誤差，總結單擺擺長選取的規律。通過在實驗中不斷嘗試，學生可以發現理論與實踐的聯系與區別，提升從發現問題到解決問題的能力，逐漸走上自主探究的道路。開展小組實驗探究，本身就是交流、討論和協作的過程，在此期間團隊成員制訂計劃，克服困難，合作達成目標，實現共同進步。

（下轉第32頁）

（上接第28頁）

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圖3" "測量擺長細節討論

3.4" " 以品味和浸潤涵養科學態度

從上面三個應用可以發現，物理教學除了提升人的素養能力，也時刻在浸潤著科學態度。認真對待眼前問題，誠信開展學術的探究，坦然面對實驗失敗，團隊協作目標統一，堅守初心不輕言放棄，這些都是“思考與討論”中所倡導的理念。新時代背景下，對培養學生的科學態度提出了更高的要求，要善于把“思考與討論”與愛國主義情懷、奉獻主義精神緊密結合，健全學生品格，提升道德修養。

4" " 總結與啟示

實踐證明，開展“思考與討論”可以有效提高課堂效率，但需要對整個過程進行規劃。首先，在備課環節中要理順教材的知識順序，結合學生素養水平合理編排教學順序，確定安排“思考與討論”的節點。同時，要充分相信學生的能力，盡量把課堂時間交給學生，多進行師生互動和生生互動，實現在“思中學”和“做中學”，并對討論可能出現的突發情況制訂預案，保證課堂的有序進行。另外，不要完全受限于教材，要與時俱進地補充新的情境和素材，針對教材中較為沉悶和抽象的內容，用合理的情境進行“思考與討論”，會起到事半功倍的效果。無論采用何種手段開展“思考與討論”，其根本目的是以情境和問題引導學生自發地思考現象背后的本質，提升學生的科學思維與探究能力，形成積極向上的科學態度，走上自我發展的道路。

參考文獻：

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

［２］沈旭東，鄭玲玲．人教版新舊教材“做一做”欄目實驗對比及教學啟示［Ｊ］．物理教學探討，２０２２，４０（４）：２０－２３，26．

［３］葛正洪．從核心素養視角談物理新教材“問題”欄目的設計［Ｊ］．物理教師，２０２０，４１（２）：１４－１６．

（欄目編輯" " 劉" "榮）