學科育人視域下的高中物理教材研究與教學建議

【摘要】本文結合學科特點，對物理學科的育人價值進行分析與論述.在此基礎上，以“直線運動”相關章節為例，將人教版、滬科技版、魯科版教材進行對比，分析不同版本教材落實學科育人的設計思路和實現方案.最終從強化意識、積累素材、關注過程等方面提出具體的教學建議，以期能夠更好地促進學科育人目標的實現.

【關鍵詞】高中物理；直線運動；課堂教學

學生發展核心素養體系的提出，為立德樹人教育根本任務的達成提供了指引.為建立核心素養與課程教學的內在聯系，充分挖掘各學科課程教學的獨特育人價值，各學科基于學科本質凝練了本學科的核心素養，鮮明地闡明了學科課程教學應實現從“知識傳授”向“育人培能”的轉變.

為了更充分地挖掘學科育人價值，提高教師學科育人能力，本文結合學科特點，對物理學科的育人價值進行討論分析，并以高中物理教材中“直線運動”相關章節為例，對人民教育出版社（下稱“人教版”）、上海科學技術出版社（下稱“滬科技版”）、山東科學技術出版社（下稱“魯科版”）教材對比研究，分析教材在學科育人方面的設計思路與實施方案.最終，提出對優化中學物理教學的建議，以期為物理學科育人目標的實現提供參考.

1 物理學科育人的價值分析

1.1 建構物理觀念，發揮認知價值

一代又一代物理學家通過努力與探索，為人類文明留下了無數閃耀著理性光輝的智慧財富.學生通過學習，由淺入深地理解與掌握物理基本概念和基本規律，逐步形成對客觀世界的科學認識.物理觀念的建構，有助于學生形成科學的世界觀，對自然基本結構和運行規律形成科學的認知圖景，用辯證唯物主義的視角理解世界.

1.2 培養科學思維，凸顯發展價值

物理學家在不斷探索自然的過程中，不僅完善了物理理論體系，還創造并實踐了各種認識自然的方法和手段.對學生科學思維的培養，能夠提高學生的邏輯思維能力、創新意識、實踐能力、批判性思維能力，促進學生的全面發展，更好地理解和適應社會.

1.3 踐行科學探究，培育能動價值

科學探究，是人類在認識自然的過程中，基于明確的目的，按照科學的方法，有意識地開展的活動.探究式學習，有助于引導學生提高自身認識、探索與理解自然本質與規律的能動性.學生在科學探究的過程中，對“人的認識來源于實踐”“實踐是檢驗真理的唯一標準”等哲學觀點形成更直觀的認識.

1.4 弘揚科學精神，落實德育價值

通過對物理的學習，能夠深入對科學本質及其與技術、社會和環境關系的理解，形成探索自然的內在動力，培養嚴謹務實、崇尚真理、實事求是和團隊合作的科學態度，辯證理解個體與國家、社會、環境的關系，增強遵守道德規范、保護環境和推動可持續發展的責任感.

1.5 陶冶審美情趣，拓展人文價值

物理學不僅是一門自然科學，作為人類文明發展的重要推進力量，它也積累了豐富的人文積淀，蘊含著深厚的人文價值和豐富的美學意蘊.在學科教學中，也要不斷培養學生對自然美的感知能力，陶冶審美情趣，提升審美情感，以美啟真，以美促善.

2 指向學科育人的教材研究

“直線運動”相關內容，對應教材必修第一冊中的“第一章 運動的描述”和“第二章 勻變速直線運動（的研究）”.

2.1 章節框架對比分析

教材章節框架的編排，除了要考慮物理知識的邏輯關系與連貫性、認知層次與難度分配等內容，還要能夠反映編寫者的設計意圖.

在“第一章 運動的描述”中，三版教材都從描述現象出發，引導學生經歷物理模型、物理概念的建立過程，概念層層遞進，對思維能力的要求逐級遞增.其中，魯科版在第一節介紹了“空間和時間”，幫助學生形成對時空觀念的基本認知.滬科技版則將質點與物理模型單獨成節，強調模型建構的科學思維.

“第二章 勻變速直線運動（的研究）”，人教版教材以實驗探究為起點，通過學生實驗得到勻變速直線運動的規律，強調科學探究的育人價值.而后，由理論到實踐，具體研究自由落體運動的規律.魯科版則更注重對學生科學思維的培養，由加速度的概念出發，通過理論推導得到運動規律，而后在物理實驗、自由落體運動的分析中應用規律.滬科技版則遵循從特殊到一般的思路，先研究自由落體運動，再逐步推廣到一般性的勻加速直線運動，讓學生經歷從具體到抽象、從感性到理性的認知發展的過程.伽利略對自由落體運動的研究，在人教版中位于“科學漫步”欄目，作為補充閱讀；在滬科技版中獨立成節，凸顯物理學史的育人價值，并突出了科學探究對物理研究的重要意義.

2.2 實驗教學對比分析

物理作為一門與實驗密切相關的學科，如何在教學中納入物理實驗，處理實驗與理論教學的關系，展現科學探究的育人功能，也是需要思考與研究的問題.

實驗與理論教學的關系大致可分為實驗與理論融合、先實驗后理論、先理論后實驗三種.三版教材在“直線運動”部分的編排就呈現了這三種不同的方案.滬科版教材使用的數字化信息系統（DIS）能夠更方便快捷地完成實驗，更直觀地呈現數據規律與實驗結果，因此將實驗融入到每一個具體章節中，在介紹位移、速度、加速度等基本概念時，就對實驗儀器、測量方法等進行了介紹，提倡在日常教學活動中，將實驗作為呈現現象、探究規律、驗證結論的基本手段，潛移默化地實現實驗探究的育人價值.人教版教材采用了“先實驗后理論”的策略，通過科學探究得到運動規律，強化了物理實驗的探究功能.教師要對科學探究的意義有深層次的理解，著力引領學生關注科學探究的過程，以此發揮科學探究的育人價值.魯科版采用的是“先理論后實驗”的方案，以科學測量作為勻變速直線運動規律的應用，將物理規律作為基本原理開展實驗，對實驗的嚴謹程度有更高的要求，因而將“實驗中的誤差和有效數字”單獨成節，有助于促使學生形成嚴謹的科學態度.

2.3 欄目內容對比分析

在學生問題意識與質疑創新精神的培養、理解科學技術與社會環境的關系、科學態度及道德規范等方面，三版教材均有所著墨，并通過STSE、科學漫步、學期活動等欄目板塊，為學科德育提供素材.

教材均采用設問的形式，培養問題意識.人教版和魯科版在每節的開端通過問題引入，引導學生帶著問題開展學習；滬科技版用問題作為正文不同段落的標題，提高了問題與正文的貼合度.三版教材均對伽利略對自由落體運動的研究進行了介紹，尤其滬科技版更是單獨成節，利用物理學史凸顯質疑創新精神，人教版則通過伽利略的生平事跡，更為具體生動地論述了科學與社會發展的關系.

從具體的語言表述來看，“伽利略利用斜面做了上百次實驗后發現：……”（滬科技版、人教版），彰顯了科學研究持之以恒、嚴謹求真的態度；“以前一直是人才輩出的意大利，在伽利略之后，它的科學活動很快衰落下去，在很長的一段時間里，沒有再產生過重要的科學家”（人教版），用令人扼腕嘆息的表述闡釋了教會對科學的干涉與對伽利略的迫害后對科學發展帶來的深遠影響，啟發學生辯證思考科學與社會的關系.

2.4 圖片文字對比分析

教材的圖片與文字除了傳遞信息，還具有審美功能.

作為教材章節的先導，章首頁對激發學生的學習興趣與好奇心、提高學生的學習與探索的主動性等方面有重要作用.三版教材章首頁均注重設計美學，采用大圖片占比、強視覺沖擊的方式，有效地增強了章首頁的吸引力.三版教材章首頁圖文排版特點及相關度對比如表1.

人教版教材上文下圖，將文字作為閱讀重點，在第一章中直接給出了“機械運動”和“力學”的概念，在第二章介紹了“上海磁浮”這一國家科技成果，引導學生在具體情境中完成學習.滬科技版上圖下文的布局，將圖片作為閱讀的重點，圖片顏色鮮艷，布局美觀，感官刺激強.圖片下方用圖注對圖片進行介紹，提出具體的情境，同樣引導學生在情境中完成學習.滬科技版與魯科版在章首頁明確了本章的學習目標，幫助學生和教師對本章的整體框架建立初步認識，為開展本章的教學做好準備.從章首頁的功能來看，人教版更注重培養學生分析文本及邏輯推理的能力，滬科技版更注重章首頁對學生的育人作用，關注科學技術對國家發展及人類生產生活的推進作用，以拓展學生的科技視野，培養學生科技素養的同時增強學生的民族自豪感，激勵學生將個人的學習成果與國家繁榮、時代進步緊密聯系在一起.

三版教材的正文插圖，都采用了構圖和諧、對比度強、飽和度高的圖片引起視覺注意.滬科技版每節還安排了美觀大氣的節首圖，提升了教材閱讀時的審美體驗.

文字表述方面，除客觀嚴謹的理性論述，三版教材也不乏富有詩意與哲思的感性表達：“臥看滿天云不動，不知云與我俱東”（人教版）、“科學家必須超過‘單純的思索’，必須通過實驗來‘聰明地提問’”（滬科技版）.人教版教材在每一章的第一節設置的名家名句，更是承載著科學家的奮斗經歷和思考，傳達出科學探索的價值觀和理念，蘊含著豐富的人文精神.

3 立足學科育人的教學建議

3.1 樹立育人觀念，強化育人意識

教師需要樹立正確的學科育人觀念，將學科育人的教育理念融入到物理課程教學中.教師應不斷提高自身認知水平，以更寬闊的胸襟和更廣博的情懷理解物理學科與學科教學，充分發掘教學資源的育人價值，提高學科育人的自覺性與主動性.

3.2 利用教材資源，積累育人素材

加強對課程標準和教材的研讀，用教材教而不僅拘泥于教好教材.教材凝聚著教材編寫團隊的智慧，對同一內容的教學，不同版本的教材也提供了不同的思路與方案.教材為學科育人提供了明確的指引和充分的材料.同時，教師也要留心積累，充實豐富育人素材，不斷提高育人能力，而不是對非知識性內容一帶而過，錯失育人契機.

3.3 巧用育人方法，關注育人過程

學科育人，是有目標、有規劃、有設計的教育行為，而非在課堂上空洞說教.教師要關注育人過程，重視對學生潛移默化的隱性教育，通過言傳身教、文化氛圍的營造以及日常行為的示范，無形中塑造學生的品格，實現育人效果.此外，教師也要抓住教育契機，敏銳捕捉，及時引導，激發學生的頓悟，幫助學生經歷情感高峰體驗，啟發學生在學習過程中領會與感悟，將感性認識上升為理性認識，最終內化于心、外化于行.

4 結語

教師要通過加深對學科育人價值的理解，不斷提高學科育人的意識與自覺；利用好教材資源，提升學科育人的能力；在日常教學活動中，將“潛移默化”與“抓住契機”相結合，形成持久而深刻的育人效果.

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