不同版本教材課后習(xí)題的對比分析與教學(xué)建議

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出，通過習(xí)題教學(xué)，使學(xué)生在科學(xué)思維、探究能力、實踐意識、科學(xué)態(tài)度等方面得到有效提升。教材習(xí)題作為展示課程目標(biāo)、檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)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(yùn)動\"為例，采用內(nèi)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(xí)題的編寫特點與設(shè)計意圖，基于此提出教材習(xí)題的教學(xué)建議，以期為廣大教師使用教材習(xí)題提供文章編號：1003-6148（2025）7-0022-4參考，有效促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

1 不同版本教材“自由落體運(yùn)動”課后習(xí)題的對比分析

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

表1各版教材課后習(xí)題比較

1.1 內(nèi)容設(shè)置

（1）從習(xí)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(shù)運(yùn)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(chǔ)的代數(shù)計算題型外，還增設(shè)了開放性程度較高的拓展習(xí)題。例如，人教版、魯科版創(chuàng)設(shè)了“制作人的反應(yīng)時間測量尺”的實踐設(shè)計題，粵教版要求學(xué)生通過漫畫分析測洞深度的方法及其優(yōu)缺點，滬科版要求學(xué)生設(shè)計“估測教學(xué)大樓4樓陽臺離地面的高度\"的實驗方案。這些開放性習(xí)題有利于提高學(xué)生的問題解決能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維能力。

（2）從跨學(xué)科知識滲透的維度分析

五版教材習(xí)題內(nèi)容大多圍繞物理學(xué)科領(lǐng)域，但也有少部分習(xí)題融入了跨學(xué)科的知識元素。例如，魯科版在習(xí)題中考查學(xué)生對高空墜物的態(tài)度及防范建議，促進(jìn)了學(xué)科間的相互滲透與融合，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用，著重提升學(xué)生的跨學(xué)科素質(zhì)，強(qiáng)化其分析并解決實際問題的能力。

1.2 情境設(shè)置

（1）從情境素材來源的維度分析

情境創(chuàng)設(shè)，即以生產(chǎn)生活中真實客觀的物理過程或現(xiàn)象為背景，從而引出相關(guān)物理知識和問題[2。分析教材可以發(fā)現(xiàn)，五版教材主要以社會生活情境為背景素材，這與新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)將物理知識與實際生活緊密聯(lián)系，倡導(dǎo)學(xué)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(xué)史為背景設(shè)置相關(guān)問題，又如，設(shè)計了1道涉及物理實驗的題目，背景為“探究斜面下滑的運(yùn)動規(guī)律”。相比之下，教科版創(chuàng)設(shè)情境的習(xí)題占比最少，習(xí)題更側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生對物理知識的綜合應(yīng)用能力。

（2）從情境素材呈現(xiàn)方式的維度分析

在情境呈現(xiàn)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(xué)生提供更為直觀、真實的情境信息，幫助學(xué)生更快捷地解決實際問題，反映了以學(xué)生為主體的教育理念[3]。其中，粵教版和魯科版均出現(xiàn)以純圖片展示對話情境的習(xí)題，要求學(xué)生從圖片中捕捉關(guān)鍵信息，體現(xiàn)了物理學(xué)與實際生活緊密的聯(lián)系。此外，魯科版還善于利用實驗圖表來進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生在數(shù)據(jù)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(xí)題則側(cè)重于以純文本的形式進(jìn)行展示。

1.3 問題設(shè)置

人教版、粵教版、魯科版在設(shè)置習(xí)題問題時更注重引導(dǎo)學(xué)生通過搜集和展示證據(jù)來對問題作出合理解釋，問題多以“解釋現(xiàn)象”“指出優(yōu)點與不足”“為什么”“請作出說明\"等關(guān)鍵詞呈現(xiàn)，從而有效發(fā)展學(xué)生的證據(jù)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(xí)題問題設(shè)置比較

2 課后習(xí)題的使用建議

基于上述分析，針對性提出有效運(yùn)用課后習(xí)題的教學(xué)建議，旨在為教師進(jìn)行習(xí)題教學(xué)提供啟示與借鑒。

2.1 增強(qiáng)習(xí)題的開放性，拓寬思維探索空間

開放性物理習(xí)題往往沒有固定的答案或解題思路，要求學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識，經(jīng)過細(xì)致的邏輯分析，從不同角度思考問題，并有效地組織語言進(jìn)行表達(dá)，最終提出創(chuàng)造性見解，可以有效促進(jìn)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新、邏輯推理等科學(xué)思維能力的提升。基于此，教師可以根據(jù)實際教學(xué)情況靈活地將教材習(xí)題改編成開放性習(xí)題，從而拓寬學(xué)生的思維探索空間。

案例1：（粵教版課后習(xí)題4）在蘇州園林中某同學(xué)據(jù)此借助高速照相機(jī)設(shè)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(yùn)動規(guī)律的簡單應(yīng)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(shè)計一個實驗，利用高速照相機(jī)測得雨滴自由落體運(yùn)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(xué)科元素，促進(jìn)素質(zhì)全面發(fā)展

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

案例2：（滬科版課后習(xí)題3）在月球上空196m 的高處讓一套質(zhì)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(dāng)改編重組成融合了跨學(xué)科元素的題目：月球作為地球的唯一自然衛(wèi)星，其獨(dú)特的環(huán)境條件為科學(xué)探索提供了寶貴的機(jī)會。與地球不同，月球沒有大氣層，這意味著在其表面進(jìn)行的自由落體運(yùn)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(zhì)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(jié)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(xué)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(guān)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(chuàng)設(shè)物理情境，增強(qiáng)實踐應(yīng)用能力

各版教材在習(xí)題設(shè)計上展示出了較高的情境化特點，多以社會生活、物理學(xué)史、物理實驗為習(xí)題背景，并通過文字與圖片相結(jié)合的方式呈現(xiàn)，旨在引導(dǎo)學(xué)生在真實情境中提取和處理相關(guān)物理信息，在解決問題中培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析和思維能力。基于此，教師在習(xí)題教學(xué)中應(yīng)通過多樣化的教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)習(xí)題情境，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深人思考生產(chǎn)生活中的物理現(xiàn)象，提高學(xué)生的邏輯思維能力和實踐應(yīng)用能力[5]

案例3：（人教版課后習(xí)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(xiàn)象？

教師在進(jìn)行該習(xí)題教學(xué)時，首先，可以通過現(xiàn)場演示讓學(xué)生形成感性認(rèn)識；其次，可以利用動畫軟件模擬紙片和紙團(tuán)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(jìn)一步為學(xué)生展示空氣阻力對物體下落快慢的影響，從而引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)合理外推的思想，并深化對自由落體運(yùn)動的理解；最后，可以播放降落傘如何通過優(yōu)化自身形狀結(jié)構(gòu)，從而減小空氣阻力實現(xiàn)降落傘的快速、穩(wěn)定下落的視頻，讓學(xué)生深入感受物理知識與生產(chǎn)生活的密切聯(lián)系。

2.4 巧設(shè)探究性問題，強(qiáng)化證據(jù)意識發(fā)展

研究發(fā)現(xiàn)，多版教材在編制習(xí)題時靈活的提問方式體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)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(xué)氛圍。因此，教師在習(xí)題教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)在清晰把握學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展階段和知識掌握情況的前提下，設(shè)計一系列目標(biāo)明確、邏輯嚴(yán)密的探究性問題，從而強(qiáng)化學(xué)生證據(jù)意識和質(zhì)疑創(chuàng)新等能力的發(fā)展。

案例4：（魯科版課后習(xí)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(jié)論是什么？由此又是如何得到落體運(yùn)動的規(guī)律的呢？

在進(jìn)行該習(xí)題教學(xué)時，教師可以對教材中的問題進(jìn)行拓展補(bǔ)充，使該習(xí)題成為一系列目標(biāo)明確的問題串，從而促使學(xué)生深度思考并培養(yǎng)證據(jù)意識。例如，該習(xí)題可以改編設(shè)計成如下層層推進(jìn)的問題串6：伽利略為什么要研究自由落體運(yùn)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(jìn)行測量與記錄？怎樣進(jìn)行測量？通過“斜面實驗”，伽利略得出哪些初步結(jié)論？伽利略是如何從“斜面實驗”的結(jié)果推導(dǎo)出自由落體運(yùn)動的規(guī)律的？他使用了哪些數(shù)學(xué)和物理原理？伽利略的“斜面實驗\"對物理學(xué)的發(fā)展有何重要意義？

3結(jié)語

習(xí)題作為教材中不可或缺的一環(huán)，除了對知識點的檢驗，更重要的是展現(xiàn)物理學(xué)科的獨(dú)特屬性，凸顯教育對于個體發(fā)展和社會進(jìn)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(xí)題設(shè)置的優(yōu)點，以優(yōu)化習(xí)題教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（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(yǎng)視角下高中物理新舊教材習(xí)題的比較研究——以“運(yùn)動和力的關(guān)系”章節(jié)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(xué)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(xué)科內(nèi)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(xí)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(yōu)化問題設(shè)計培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)[J].物理教學(xué)，2022，44（4）：6-8.

（欄目編輯 劉榮）