潘佳成 須萍

摘? ?要：隨著《普通高中物理課程標準（2017年版）》的頒布，物理學科核心素養(yǎng)為高中物理教學指明了方向，同時新版課程標準也提出了21個學生必做實驗。采用理論分析與案例研究的方法，從培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的角度出發(fā)，舉例分析人教版高中物理新、舊教材在實驗編排方面的不同，指出新版教材在實驗方法與教學上更加貼合教師和學生實際，尤其對于學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有重要作用，同時也為高中物理實驗教學提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：新課標;新教材;核心素養(yǎng);必做實驗

《普通高中物理課程標準（2017年版）》提出了物理學科核心素養(yǎng)，物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面 [1]。其中，實驗在培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)方面有著重要意義。因此，新課標鼓勵學校充分利用已有器材，盡可能讓學生自己動手多做實驗，提升學生的物理學科核心素養(yǎng)。

1? ? 研究對象

本文選取的研究對象是《普通高中物理課程標準（實驗）》（以下簡稱舊課標）、《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱新課標），人教版教科書《普通高中課程標準實驗教科書（物理）》（以下簡稱舊教材）、《普通高中教科書（物理）》（以下簡稱新教材），選取了新教材的物理必修第一冊至第三冊，舊教材的物理1、物理2和物理選修3-1。

新課標提出了21個學生必做實驗，其中必修部分12個，選修部分9個。下面將從必修部分的必做實驗入手，通過比較必做實驗在新、舊人教版教材中的編排方式，來說明新教材中的必做實驗在提高學生核心素養(yǎng)方面的重要作用。

2? ? 研究內(nèi)容

在舊課標中，高中物理的教學還是以知識教學為主。雖然在舊課標中對于探究實驗的各個環(huán)節(jié)都有三維目標的具體要求，但是在實際教學過程中往往很難以實驗的思路進行教學和學習，甚至一些實驗考試的習題更是披著實驗的外衣，實則還是進行相關(guān)概念的考查，使得實驗教學偏向于知識的鞏固與提高。實驗本身的重要性得不到體現(xiàn)，導致很多學校忽視實驗教學。

而在新教材中，這種情況得到了一定程度的改變。首先，在新課標中就明確了物理學科核心素養(yǎng)，主張從四個方面提高學生的綜合素質(zhì)，并且將舊版的“物理實驗專題”改為“學生必做實驗”，即要求學生在學習過程中穿插進行實驗的操作。

在新教材必修部分的必做實驗中，以探究實驗和測量實驗為主，各占了5個，還新加入了5個實驗。下面將從探究實驗、測量實驗和新編實驗入手，舉例對比分析新、舊教材中的實驗。

2.1? ? 探究實驗：以“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”為例

理論上分析探究活動是指學生獲取知識、運用科學的思想觀念、領(lǐng)悟科學家們研究自然界所用方法而進行的各種活動[2]，所以探究活動更多地和科學相聯(lián)系。

而就“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”這一部分內(nèi)容，在新、舊教材中的位置差異不大，都是以單獨一節(jié)的內(nèi)容呈現(xiàn)，但是在具體的內(nèi)容方面有著一些差異。從教材編排上看，新、舊教材的差異如表1所示。

從表1可以看出，從整體上分析，舊教材是從物理量本身出發(fā)，先確定各自的實驗思路以及后續(xù)數(shù)據(jù)處理的方法，在此基礎(chǔ)上探討整體的實驗方案。優(yōu)點是提前把實驗中可能出現(xiàn)的問題進行解決，使得后續(xù)的實驗更為順暢，課程的實施更為簡潔。但是，學生沒有自己發(fā)現(xiàn)困難，沒有自己提出問題，這對于培養(yǎng)學生的問題解決和質(zhì)疑創(chuàng)新能力都是不利的。

而新教材中有所不同，更加偏向于從整體規(guī)劃到部分分析的思路。新教材鼓勵學生在課程開始時先主動思考，自己先對實驗本身進行整體性分析，包括實驗儀器的選取到后面數(shù)據(jù)的處理，然后再給出具體的“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”測量思路，最后進行數(shù)據(jù)的處理與分析。

相比較而言，新教材更多地站在學生的角度思考問題，整體的設(shè)計思路也更加符合探究活動的真實過程。例如，將實驗思路的設(shè)計提前是很好的創(chuàng)新，使得每個學生在實驗前就對實驗有著自己的想法，并且在實驗過程中比較分析自己想法的優(yōu)點與不足，多個學生的思想碰撞也有助于學生自主探究意識和探究能力的培養(yǎng)，能夠更好地促進學生科學思維、科學探究能力的養(yǎng)成以及核心素養(yǎng)的提高。而數(shù)據(jù)的處理放到探究活動的最后則是很符合現(xiàn)代物理實驗的流程，對于數(shù)據(jù)的處理和誤差的分析也更為順暢。

2.2? ? 測量實驗：以“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”為例

“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”實驗在高中物理的開始部分，是高中生接觸到的第一個物理實驗，新、舊教材在這一部分的編排上還是有些差別，在數(shù)據(jù)處理上也有所不同。

首先，就實驗工具打點計時器的教學來說，舊教材是把打點計時器的介紹和速度的測量統(tǒng)一放在第一章的第四節(jié)，在位移和速度的章節(jié)之后。而新教材不再是以單獨的一節(jié)內(nèi)容呈現(xiàn)，而是在位移的概念之后便引入了打點計時器的教學和練習使用打點計時器的實驗，在速度的概念之后安排“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”實驗，將該實驗從單獨一節(jié)改為分開兩節(jié)的安排，將實驗與概念教學有機結(jié)合，幫助學生樹立正確的物理觀念和物理邏輯思維。

除此之外，新教材在位移的測量方法上也有所改變。在舊教材中，是采用多次測量的方法，每一段測量一次，記錄數(shù)據(jù)的表格如表2所示。

新教材中記錄數(shù)據(jù)的表格如表3所示，是采用一次測量的方法，然后依次算出各計數(shù)點之間的距離，大大減小了誤差。

在實際教學過程中可以將兩種測量方法進行比較，能夠培養(yǎng)學生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力與批判思維，讓學生掌握實驗方法選擇的原則，在實驗教學中貫徹盡可能減小誤差的思想，培養(yǎng)學生的物理思維，將知識教學與實驗教學進行整合。

2.3? ? 新編實驗：以“導體電阻率的測量”為例

物理知識之間都是有著內(nèi)在邏輯關(guān)系的，知識的形成、學生的認知也有規(guī)律，教學邏輯的有序化就是要整合這些關(guān)系和規(guī)律，使教學流程具有合情合理的連貫性和邏輯性[3]。

在“導體電阻率的測量”實驗中，新教材就充分考慮了知識之間的邏輯關(guān)系。在舊課標中，對這一部分內(nèi)容的要求是“通過實驗，探究決定導線電阻的因素，知道電阻定律。”[4]在新課標中，這部分的要求改為“通過實驗，探究并了解金屬導體的電阻與材料、長度和橫截面積的定量關(guān)系。會測量金屬絲的電阻率。”[1]相比較而言，新課標不僅對于影響電阻的因素從定性判斷提高到了定量研究，而且新加了金屬絲電阻率的測量要求。

從章節(jié)設(shè)置來看，在舊教材中，只有“導體的電阻”概念的學習，而新教材里則是在概念學習之后新加單獨的一節(jié)《實驗：導體電阻率的測量》。該部分內(nèi)容在對前一節(jié)電阻概念知識理解和鞏固的基礎(chǔ)上，通過學生自己動手培養(yǎng)他們的物理思維與能力。

從具體課程內(nèi)容上來看，新教材不僅對于電阻率測量的思路與方法進行了引導與分析，更重要的是在進行“金屬絲電阻率的測量”之前，先進行了“長度的測量及測量工具的選用”實驗。在該實驗中，對于游標卡尺和螺旋測微器的結(jié)構(gòu)、原理與使用方法進行了細致的講解，游標卡尺和螺旋測微器的使用在高中物理一直是重點和難點，也是高考的重要考點。而舊教材中，這一部分由于設(shè)置在附錄之中，有些教師和學生對于這一知識的重視程度不夠，往往是在考前再進行練習，對于游標卡尺和螺旋測微器的結(jié)構(gòu)與原理理解得不是很清楚，導致學生不會保留有效數(shù)字和進行準確的誤差分析。

新教材的這一改動，無疑是肯定了這一部分內(nèi)容的重要地位，使知識的學習過程更加連貫，彌補了之前教材的不足。

3? ? 關(guān)于實驗學習與教學的思考

新課標提出了物理學科核心素養(yǎng)和必做實驗的概念，提高了物理實驗在高中教學中的地位。對于學生來說，要通過物理實驗的學習與動手實踐，鞏固物理概念和規(guī)律，提高自身的物理學科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)正確的物理觀念、科學思維、科學探究能力、科學態(tài)度與責任。

新教材同時對教師也提出了更高的要求，教師要能夠在把握整體的高度上進行實驗教學，認識到實驗教學在整個教學過程中的重要性。在實驗教學過程中控制課堂節(jié)奏的同時，啟發(fā)學生思考，將實驗與概念教學相結(jié)合，不僅要提高學生的知識水平，也要提高學生的實驗能力，尤其要通過實驗培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)。

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][美]國家研究理事會. 羅星凱，等，譯.科學探究與國家科學教育標準[M].北京：科學普及出版社， 2004：28-30.

[3]張惠作.高中物理教學邏輯的設(shè)計策略[J].中學物理教學參考，2015，44（15）：2-5.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）