不同版本教材課后習題的對比分析與教學建議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》明確指出，通過習題教學，使學生在科學思維、探究能力、實踐意識、科學態度等方面得到有效提升。教材習題作為展示課程目標、檢驗學生學習效果的有效工具，其重要性不言而喻[1]。因此，本文以“自由落體運動\"為例，采用內容分析法和對比分析法深度剖析人教版、粵教版、教科版、魯科版、滬科版五版高中物理教材課后習題的編寫特點與設計意圖，基于此提出教材習題的教學建議，以期為廣大教師使用教材習題提供文章編號：1003-6148（2025）7-0022-4參考，有效促進學生物理學科核心素養的發展。

1 不同版本教材“自由落體運動”課后習題的對比分析

由于不同版本教材編者對課程標準的理解與把握有所差異，因此在課后習題的設計上也呈現出多樣化的特點。通過對比五版教材在課后習題上的開放程度、情境素材來源、問題設置等方面的編制特色，有利于教師更有效地把握課后習題的編寫理念，從而落實核心素養的培養。各版教材課后習題的比較如表1所示。

表1各版教材課后習題比較

1.1 內容設置

（1）從習題開放性的維度分析

從表1可以看出，各版教材的題量基本持平，其中教科版以選擇題和代數運算題為主，題型相對單一，題目開放性程度較低，其他版本教材除了重視基礎的代數計算題型外，還增設了開放性程度較高的拓展習題。例如，人教版、魯科版創設了“制作人的反應時間測量尺”的實踐設計題，粵教版要求學生通過漫畫分析測洞深度的方法及其優缺點，滬科版要求學生設計“估測教學大樓4樓陽臺離地面的高度\"的實驗方案。這些開放性習題有利于提高學生的問題解決能力，進一步培養學生的科學探究能力和創新思維能力。

（2）從跨學科知識滲透的維度分析

五版教材習題內容大多圍繞物理學科領域，但也有少部分習題融入了跨學科的知識元素。例如，魯科版在習題中考查學生對高空墜物的態度及防范建議，促進了學科間的相互滲透與融合，強調學生對多學科知識的綜合應用，著重提升學生的跨學科素質，強化其分析并解決實際問題的能力。

1.2 情境設置

（1）從情境素材來源的維度分析

情境創設，即以生產生活中真實客觀的物理過程或現象為背景，從而引出相關物理知識和問題[2。分析教材可以發現，五版教材主要以社會生活情境為背景素材，這與新課標強調將物理知識與實際生活緊密聯系，倡導學生在真實情境中深入互動體驗的理念相契合。值得一提的是，魯科版的情境素材最為豐富，例如，以“伽利略理想斜面實驗\"這一物理學史為背景設置相關問題，又如，設計了1道涉及物理實驗的題目，背景為“探究斜面下滑的運動規律”。相比之下，教科版創設情境的習題占比最少，習題更側重于培養學生對物理知識的綜合應用能力。

（2）從情境素材呈現方式的維度分析

在情境呈現方式上，人教版、粵教版和魯科版均有效地利用了寫實圖、卡通圖、實驗圖表等圖像為學生提供更為直觀、真實的情境信息，幫助學生更快捷地解決實際問題，反映了以學生為主體的教育理念[3]。其中，粵教版和魯科版均出現以純圖片展示對話情境的習題，要求學生從圖片中捕捉關鍵信息，體現了物理學與實際生活緊密的聯系。此外，魯科版還善于利用實驗圖表來進一步培養學生在數據處理與邏輯推理方面的能力。相比之下，教科版和滬科版的習題則側重于以純文本的形式進行展示。

1.3 問題設置

人教版、粵教版、魯科版在設置習題問題時更注重引導學生通過搜集和展示證據來對問題作出合理解釋，問題多以“解釋現象”“指出優點與不足”“為什么”“請作出說明\"等關鍵詞呈現，從而有效發展學生的證據意識。具體分析如表2所示。

表2人教版、粵教版、魯科版課后習題問題設置比較

2 課后習題的使用建議

基于上述分析，針對性提出有效運用課后習題的教學建議，旨在為教師進行習題教學提供啟示與借鑒。

2.1 增強習題的開放性，拓寬思維探索空間

開放性物理習題往往沒有固定的答案或解題思路，要求學生能綜合運用所學知識，經過細致的邏輯分析，從不同角度思考問題，并有效地組織語言進行表達，最終提出創造性見解，可以有效促進學生的質疑創新、邏輯推理等科學思維能力的提升。基于此，教師可以根據實際教學情況靈活地將教材習題改編成開放性習題，從而拓寬學生的思維探索空間。

案例1：（粵教版課后習題4）在蘇州園林中某同學據此借助高速照相機設計了一個探究實驗：雨滴自檐邊由靜止滴下…則此時第2滴雨滴下落的速度為多少？

上述題目考查自由落體運動規律的簡單應用，但其開放性程度較低，可通過增加題目將其改編成開放性探究題。例如，設計一個實驗，利用高速照相機測得雨滴自由落體運動的加速度。要求說明實驗原理，列出所需器材，寫出需測量的物理量。

2.2 融合跨學科元素，促進素質全面發展

魯科版在部分習題中體現了跨學科元素，該類跨學科題目不僅意味著多學科知識的交融，更反映了物理學與其他學科在思維模式和方法論上的深度融合。該類習題要求學生在運用多學科知識綜合分析、解決問題的過程中，鍛煉自身的跨學科思維和創新意識。在教學實踐中，教師可以嘗試將跨學科元素巧妙地融入課后習題中，例如，可以在問題背景中增加相關跨學科知識。同時，也可以設計與跨學科知識直接相關的應用題，使學生在解決問題的同時深刻體驗到物理在生產生活中應用的廣泛性與實用性[4]

案例2：（滬科版課后習題3）在月球上空196m 的高處讓一套質量為 60kg 的儀器自由下落，它落到月球表面的時間是多少？

上述題目可通過適當改編重組成融合了跨學科元素的題目：月球作為地球的唯一自然衛星，其獨特的環境條件為科學探索提供了寶貴的機會。與地球不同，月球沒有大氣層，這意味著在其表面進行的自由落體運動不會受到空氣阻力的影響。本次實驗將利用這一特點，在月球上空196m 的高處釋放一套質量為 60kg 的儀器，讓其自由下落。

求：（1）它落到月球表面的時間是多少？（2）結合月球沒有大氣層，這套儀器在下落過程中無空氣阻力，請從物理學的角度解釋這一特點對儀器下落過程的影響。同時，查閱相關資料，討論這次月球上的自由落體實驗對于未來月球探索可能的意義和價值。

2.3 注重創設物理情境，增強實踐應用能力

各版教材在習題設計上展示出了較高的情境化特點，多以社會生活、物理學史、物理實驗為習題背景，并通過文字與圖片相結合的方式呈現，旨在引導學生在真實情境中提取和處理相關物理信息，在解決問題中培養學生的綜合分析和思維能力。基于此，教師在習題教學中應通過多樣化的教學手段創設習題情境，從而激發學生的學習興趣，引導學生深人思考生產生活中的物理現象，提高學生的邏輯思維能力和實踐應用能力[5]

案例3：（人教版課后習題1）把一張紙片和一塊橡皮同時釋放下落怎樣解釋這個現象？

教師在進行該習題教學時，首先，可以通過現場演示讓學生形成感性認識；其次，可以利用動畫軟件模擬紙片和紙團的下落過程，突出空氣阻力的影響，使抽象概念具象化；隨后，教師演示牛頓管實驗，并通過改變抽氣程度進一步為學生展示空氣阻力對物體下落快慢的影響，從而引導學生學習合理外推的思想，并深化對自由落體運動的理解；最后，可以播放降落傘如何通過優化自身形狀結構，從而減小空氣阻力實現降落傘的快速、穩定下落的視頻，讓學生深入感受物理知識與生產生活的密切聯系。

2.4 巧設探究性問題，強化證據意識發展

研究發現，多版教材在編制習題時靈活的提問方式體現了以學生為中心的教學理念，旨在營造一個師生共同剖析、探討并解決問題的良好教學氛圍。因此，教師在習題教學中，應當在清晰把握學生的認知發展階段和知識掌握情況的前提下，設計一系列目標明確、邏輯嚴密的探究性問題，從而強化學生證據意識和質疑創新等能力的發展。

案例4：（魯科版課后習題1）伽利略他為什么要采用這樣的研究方法？“斜面實驗\"得到的結論是什么？由此又是如何得到落體運動的規律的呢？

在進行該習題教學時，教師可以對教材中的問題進行拓展補充，使該習題成為一系列目標明確的問題串，從而促使學生深度思考并培養證據意識。例如，該習題可以改編設計成如下層層推進的問題串6：伽利略為什么要研究自由落體運動？為何要選擇“斜面實驗”作為研究方法？在“斜面實驗”中，需要對哪些物理量進行測量與記錄？怎樣進行測量？通過“斜面實驗”，伽利略得出哪些初步結論？伽利略是如何從“斜面實驗”的結果推導出自由落體運動的規律的？他使用了哪些數學和物理原理？伽利略的“斜面實驗\"對物理學的發展有何重要意義？

3結語

習題作為教材中不可或缺的一環，除了對知識點的檢驗，更重要的是展現物理學科的獨特屬性，凸顯教育對于個體發展和社會進步的重要性。因此，教師需在厘清教材編寫初衷的前提下，對比并借鑒五版教材中習題設置的優點，以優化習題教學，促進學生物理學科核心素養的發展。

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2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]楊孝波，張靜.核心素養視角下高中物理新舊教材習題的比較研究——以“運動和力的關系”章節為例[J].物理教師，2019，40（11）：13-16.

[3]鄭柔純，李德安.高中物理教材實驗欄目的對比分析與使用建議——以人教版和粵教版教材選擇性必修二為例[J].物理教學探討，2023，41（10）：24-27.

[4]謝麗，付晴，李祎.4種版本初中物理教材跨學科內容的比較研究——以“電功和電功率”為例[J].物理教師，2023，44（10）：38-41.

[5]張潤生，肖洋，李德安，等.PISA視域下高中物理新舊教材習題的比較研究——以粵教版《物理》必修2為例[J]物理教師，2022，43（6）：2-5，9.

[6]翟爽，侯恕.優化問題設計培養物理學科核心素養[J].物理教學，2022，44（4）：6-8.

（欄目編輯 劉榮）