康學(xué)娥 王林

摘 ? 要：文章以人教版2004版和2017版高中物理教材中的必修2教學(xué)模塊為例，對(duì)兩版教材的結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較研究，以期幫助即將使用新版教材的一線教師熟悉教材的結(jié)構(gòu)特征及新舊兩版教材的結(jié)構(gòu)差異，從而提出有效的教學(xué)對(duì)策，加速物理核心素養(yǎng)落地。

關(guān)鍵詞：人教版物理教材;核心素養(yǎng);教材對(duì)比

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1003-6148（2020）2-0024-4

教材作為教育資源最基本的組成部分，是課程設(shè)計(jì)者和使用者之間重要的媒介，是課程內(nèi)容的集中體現(xiàn)，是培育人的宏偉藍(lán)圖。作為引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的工具，教材向?qū)W生展示知識(shí)內(nèi)容及知識(shí)獲得的過程、方法，更是培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的主要載體，是實(shí)現(xiàn)教材育人功能的重要途徑。

教育部相關(guān)文件指出，從2019年秋季學(xué)期起，全國各?。▍^(qū)、市）將分步實(shí)施高中新課程、使用新教材。以人教版高中物理教材為例，與2004版教材相比，2017版教材在結(jié)構(gòu)方面發(fā)生了較大的變動(dòng)。因此，全面認(rèn)識(shí)、分析新版教材結(jié)構(gòu)，了解新舊兩版教材間的傳承與區(qū)別，是一線物理教師刻不容緩的任務(wù)。

本文將選取人教版2004版、2017版高中物理教材中的必修2教學(xué)模塊，從兩版教材的組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)三方面進(jìn)行比較研究，幫助一線物理教師熟悉新版教材的特征，從而及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，提出有效的教學(xué)策略，提升學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。

1 ? ?兩版教材的組織結(jié)構(gòu)對(duì)比研究

1.1 ? ?兩版教材目錄的對(duì)比研究

兩版物理教材的必修2目錄如表1所示。

由表1可以看出，2004版教材采用“大章小節(jié)”的設(shè)計(jì)，而2017版教材則是“小章大節(jié)”。例如，對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”這一知識(shí)內(nèi)容的處理，在2004版教材中，這部分內(nèi)容全部放在了“第六章曲線運(yùn)動(dòng)”中，這樣的編排方式將具有相同物理特征的內(nèi)容納入到了同一章，使運(yùn)動(dòng)這部分知識(shí)的結(jié)構(gòu)體系更為完整。但也造成了整個(gè)知識(shí)體系過于龐雜，知識(shí)跨度較大，學(xué)生對(duì)新學(xué)知識(shí)、概念容易混淆的問題。而在2017版教材中，這部分內(nèi)容分別放在了“第五章拋體運(yùn)動(dòng)”和“第六章圓周運(yùn)動(dòng)”中，有效避免了知識(shí)繁雜引起的混亂，知識(shí)跨度減小，知識(shí)點(diǎn)依次推進(jìn)，教材難度減小，更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。

1.2 ? ?兩版教材欄目設(shè)置的對(duì)比研究

兩個(gè)版本的教材都設(shè)置了多姿多彩的功能性欄目，具體欄目設(shè)置如表2所示。

由表2可以看出，兩版教材的欄目設(shè)置大體上都分為“實(shí)驗(yàn)類”“拓展類”“科普類”“討論類”“習(xí)題類”，基本上都滿足了從各個(gè)層面對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)作用。但相比之下，2017版教材欄目設(shè)置更加豐富，與教材文本的聯(lián)系更為密切，科學(xué)思維滲透更加深入，育人功能更加突出。2017版教材欄目設(shè)置呈現(xiàn)出欄目多、體例新、跨度大的特點(diǎn)。

與2004版教材的“STS”相比，2017版教材“STSE”欄目的設(shè)置彌補(bǔ)了2004版教材對(duì)環(huán)境關(guān)注不足的缺點(diǎn)。例如，“航天事業(yè)改變著人類的學(xué)習(xí)”，就描述了隨著科技的不斷發(fā)展航天事業(yè)對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)起到的作用，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境間的關(guān)系;有助于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保觀念，以及推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感。

相較于2004版教材，2017版教材的“科學(xué)漫步”欄目所選材料更具有時(shí)代性，視野更加宏闊。所選材料大多是物理前言、未來科技、新技術(shù)、新應(yīng)用。比如，“宇宙航行”這節(jié)課后，“科學(xué)漫步”欄目選擇了“黑洞”這一物理前沿理論，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和勇攀科學(xué)高峰的勇氣。

而新設(shè)置的“問題”欄目，則用一系列以真實(shí)情境為背景的問題串引入新課。例如，“拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”是以“你是否曾為排球下網(wǎng)或者出界而感到惋惜？排球既能過網(wǎng)，又不出界，需要考慮哪些因素？如何估算球落地時(shí)的速度大??？”這一系列的問題串引出新課的。問題式引入往往可以引發(fā)學(xué)生對(duì)即將要學(xué)習(xí)內(nèi)容的主動(dòng)思考，有助于培養(yǎng)學(xué)生提出問題、解決問題的問題意識(shí)和能力。

“科學(xué)方法”欄目將物理學(xué)中常用的重要的科學(xué)思想、方法呈現(xiàn)出來。例如，“動(dòng)能和動(dòng)能定理”這節(jié)課后，以動(dòng)能定理的推導(dǎo)過程為例介紹了“演繹推理”的科學(xué)方法，有助于培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)能力和科學(xué)探究方法。

“拓展學(xué)習(xí)”欄目的內(nèi)容涉及比較廣泛，一部分拓展內(nèi)容與數(shù)學(xué)內(nèi)容聯(lián)系緊密，使學(xué)生經(jīng)歷分析、綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行推理、得出物理規(guī)律和公式的過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推理、論證的能力;另一部分則引導(dǎo)學(xué)生思考比教學(xué)內(nèi)容更為深刻的物理問題，加強(qiáng)與大學(xué)物理的聯(lián)系，使學(xué)生體會(huì)到物理理論思維的魅力。作為教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充，這個(gè)欄目的設(shè)置，從橫向來看加強(qiáng)了物理與其他學(xué)科的融合，從縱向來講則貫通了初中、高中、大學(xué)的物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，真正幫助學(xué)生建構(gòu)起了完整的物理知識(shí)體系。

1.3 ? ?兩版教材圖表編排的對(duì)比研究

圖表是直觀呈現(xiàn)物理現(xiàn)象、科學(xué)情境的重要形式，兩版教材均引用了大量的圖表，具體的教材圖表編排數(shù)量如表3所示。

由表3可以看出，兩版教材都選用了大量的示意圖。這些示意圖可以幫助學(xué)生分析物理過程，理解物理知識(shí)內(nèi)容。2004版教材卡通圖相對(duì)較多，形象、趣味性強(qiáng)。2017版教材則真實(shí)情景圖片較多，通過這一系列的實(shí)物圖片，創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的物理情境，能夠使學(xué)生感受到物理就在自己身邊，并體會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋物理現(xiàn)象的樂趣，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)現(xiàn)從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的新課程理念，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際問題解決能力。

1.4 ? ?兩版教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)比研究

兩版教材都設(shè)置了“實(shí)驗(yàn)”“演示實(shí)驗(yàn)”“做一做”三個(gè)與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的欄目。與2004版教材相比，2017版教材對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的選擇不拘一格，用學(xué)生觸手可及的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)了從生活走向物理的課程理念。且新版教材將越來越多的實(shí)驗(yàn)與傳感器等現(xiàn)代信息技術(shù)有效結(jié)合起來。

1.5 ? ?兩版教材習(xí)題編制的對(duì)比研究

習(xí)題對(duì)于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、反饋教學(xué)效果具有重要作用。兩版教材所選習(xí)題在數(shù)量、類型和特點(diǎn)方面略有差異，表4給出了具體結(jié)果。

2004版教材只是在節(jié)末設(shè)置習(xí)題，但沒有設(shè)置章末復(fù)習(xí)題。而2017版教材增設(shè)了章末復(fù)習(xí)題，并將其分為A、B兩組。其中，A 組習(xí)題較為基礎(chǔ)，是對(duì)基本概念和規(guī)律的記憶、理解，題目大多是一些結(jié)構(gòu)良好的一般題型;而B組習(xí)題是提高性題目，是對(duì)基本概念和規(guī)律的應(yīng)用與探究，題目大多為一些結(jié)構(gòu)不良的原始問題，答案常常是發(fā)散的、梯度性的習(xí)題設(shè)置，有助于學(xué)生的適度拓展和深入思考。兩版教材在習(xí)題設(shè)置時(shí)，都選擇有個(gè)人、生活、科技背景或以真實(shí)物理現(xiàn)象為依據(jù)的問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和問題解決能力。

由表4可知，2017版教材的習(xí)題量增加了，但這并不意味著我們又將深陷題海戰(zhàn)術(shù)。這些類型豐富的題目，為我們深度理解教材提供了豐富的思路。

2 ? ?兩版教材的學(xué)科結(jié)構(gòu)對(duì)比研究

對(duì)比兩版教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)可以看出，2004版教材是學(xué)科本位，更加注重物理學(xué)科體系邏輯，而2017版教材是學(xué)生本位，更加注重學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。

2.1 ? ?知識(shí)的呈現(xiàn)順序不同

跟2004版教材相比，2017版教材必修2模塊的知識(shí)呈現(xiàn)順序發(fā)生了較大的變化，尤其是對(duì)教學(xué)單元進(jìn)行了較大的調(diào)整。2004版教材的教學(xué)單元是按“機(jī)械能及其守恒定律—曲線運(yùn)動(dòng)—萬有引力與航天”的順序推進(jìn)的，而2017版教材則按照“拋體運(yùn)動(dòng)—圓周運(yùn)動(dòng)—萬有引力與宇宙航行—機(jī)械能守恒定律”的順序呈現(xiàn)。2017版教材以“拋體運(yùn)動(dòng)”作為整個(gè)模塊的開篇，上承直線運(yùn)動(dòng)，下啟曲線運(yùn)動(dòng)，加強(qiáng)了對(duì)直線運(yùn)動(dòng)與曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)性整合，避免了2004版教材直接講解功能關(guān)系、割裂運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。

2.2 ? ?部分物理概念的定義方式不同

因?yàn)樵趯?duì)圓周運(yùn)動(dòng)的研究中，兩版教材對(duì)向心力與向心加速度的呈現(xiàn)順序不同，所以這兩個(gè)物理量的定義發(fā)生了變化。2004版教材中向心加速度的定義是“任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心”，這是利用了直線運(yùn)動(dòng)中定義加速度的方法，先運(yùn)用極限思想分析了圓周運(yùn)動(dòng)速度的變化量，然后利用圓周運(yùn)動(dòng)速度的變化量來定義向心加速度，再根據(jù)牛頓第二定律定義向心力。而2017版教材中，向心加速度的定義是“根據(jù)牛頓第二定律，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它受到的合力方向相同，因此物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度總指向圓心?！边@種定義則是通過對(duì)大量生活實(shí)例的觀察和研究，先定義了向心力，再根據(jù)牛頓第二定律，用向心力來定義向心加速度。

2.3 ? ?個(gè)別知識(shí)點(diǎn)的取舍和要求不同

比如，對(duì)彈性勢(shì)能這一知識(shí)點(diǎn)的處理，兩版教材的取舍差異較大。2004版教材將這節(jié)課作為重點(diǎn)內(nèi)容，用了整整一節(jié)的內(nèi)容來展示探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過程、方法與結(jié)論。而2017版教材則將其放在了重力勢(shì)能這一節(jié)，刪去了原本的探究過程，只用了極小的篇幅定性地描述了彈性勢(shì)能的定義及其與形變的大小的關(guān)系。這樣的呈現(xiàn)方式，是將其視為與重力勢(shì)能處于同一水平層次的勢(shì)能的特例，從而完善了勢(shì)能的知識(shí)體系，降低了這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求。

3 ? ?兩版教材的認(rèn)知結(jié)構(gòu)對(duì)比研究

在認(rèn)知發(fā)展層面，2017版教材沿襲了2004版教材的編排思想，都著重考慮了學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律。因此，兩版教材在認(rèn)知發(fā)展層面都具有以下特征。

3.1 ? ?重視相關(guān)知識(shí)聯(lián)結(jié)，關(guān)注學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)

兩版教材在編寫時(shí)都非常重視通過科學(xué)的方法和思維，幫助學(xué)生建立新舊知識(shí)間的聯(lián)系，以及新舊經(jīng)驗(yàn)間的聯(lián)結(jié)。比如，在學(xué)習(xí)必修2拋體運(yùn)動(dòng)之前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了必修1模塊，學(xué)生對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和研究運(yùn)動(dòng)的方法、過程都比較熟悉，兩版教材均以此為支架來建構(gòu)曲線運(yùn)動(dòng)的核心概念，從而大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

3.2 ? ?注重概念建構(gòu)背景，強(qiáng)調(diào)知識(shí)生成過程

兩版教材都比較注重對(duì)概念建構(gòu)背景和過程的描述，關(guān)注學(xué)生模型建構(gòu)、科學(xué)推理能力的養(yǎng)成，強(qiáng)調(diào)探究過程中的科學(xué)方法。比如，兩版教材在建構(gòu)線速度這個(gè)概念時(shí)，都是通過摩天輪、自行車的齒輪等豐富、真實(shí)的物理情境的創(chuàng)設(shè)，從而拋出“自行車大小齒輪邊緣上的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快一些？同一齒輪上到轉(zhuǎn)軸的距離不同的點(diǎn)，哪個(gè)運(yùn)動(dòng)得更快一些？判斷運(yùn)動(dòng)快慢的依據(jù)有哪些？”等一系列的問題串，進(jìn)而引出對(duì)線速度的討論，又運(yùn)用極限思維，最終完成了線速度概念的建構(gòu)。

3.3 ? ?重視物理美感教育，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

兩版教材都通過選擇具有時(shí)代氣息的資料圖片、富有文化底蘊(yùn)的科學(xué)史實(shí)、富有啟發(fā)意義的趣味實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的物理審美，培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。比如，兩版教材在章節(jié)引入上都會(huì)選用與文本資料相關(guān)的科學(xué)家語錄，并且會(huì)介紹該科學(xué)家。這樣的引入方式對(duì)學(xué)生了解科學(xué)本質(zhì)、促使學(xué)生投身科學(xué)具有重要意義。

4 ? ?關(guān)于用好新教材的幾點(diǎn)建議

與2004版教材相比，2017版教材通過對(duì)教材結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使之更加兼顧學(xué)科邏輯規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，從而幫助學(xué)生建構(gòu)物理核心素養(yǎng)，突出教材的育人功能。因此，作為一線物理教師，就必須要了解新教材，用好新教材。

要用好新教材，筆者認(rèn)為教師在仔細(xì)鉆研教學(xué)大綱和教材內(nèi)容的前提下，還要注意以下幾個(gè)方面。

（1）轉(zhuǎn)變教育理念，培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)

2017版教材最突出的特征是育人功能。因此，對(duì)于新教材的使用，教師應(yīng)當(dāng)改變先前應(yīng)試教育的思想，聚焦物理學(xué)科素養(yǎng)，提升教材的育人價(jià)值，使科學(xué)本質(zhì)、態(tài)度與責(zé)任的教學(xué)落到實(shí)處。不僅用教材上好課，更要用它育好人。

（2）轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂中以教師為中心的課堂教學(xué)模式，利用好教材，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生間的相互合作，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

（3）突出學(xué)科特點(diǎn)，加強(qiáng)科學(xué)思維培養(yǎng)

2017版教材在編排上更加注重知識(shí)概念建構(gòu)的背景與過程，因此課堂教學(xué)要把關(guān)注點(diǎn)落實(shí)在對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)上。

（4）改進(jìn)教學(xué)方法，重視探究過程方法

2017版教材中科學(xué)探究的提法發(fā)生了變化，以前的探究是狹義的，是實(shí)驗(yàn)探究中的過程與方法。現(xiàn)在的探究是廣義的，是探究者通過自身主動(dòng)參與，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，體現(xiàn)在整個(gè)的學(xué)習(xí)過程中。因此，教師要用啟發(fā)式、探究式的方式教授概念和規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

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）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]王較過.中學(xué)物理教材研究與教學(xué)設(shè)計(jì)[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，2014.

[3]陳琦，劉儒德.教育心理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2005.

[4]趙若琳.對(duì)高中教材欄目中STSE內(nèi)容呈現(xiàn)的研究——以“人教版、粵教版和滬科版（必修1）教材為例”[J].物理教師，2019，40（10）：13-17.

（欄目編輯 ? ?劉 ? 榮）