(江蘇省建湖高級中學(xué)，江蘇 鹽城 224700)

《普通高中物理課程標(biāo)準(2017年版)》公布后，筆者試讀了滬科教版《普通高中教科書 物理》，該教科書很好地體現(xiàn)了培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。

1 物理觀念的呈現(xiàn)可讀、可信

課程標(biāo)準在教材編寫建議中提出：要注意物理內(nèi)容的分層與分類，關(guān)注不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為學(xué)生的個性化發(fā)展搭建平臺。

教科書對必修第三冊第一章靜電場的內(nèi)容編排結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中設(shè)計了探究電荷間相互作用的活動，為第二章構(gòu)建靜電場的概念奠定基礎(chǔ)，利用愛因斯坦的話語提示學(xué)習(xí)電場的方法，建立電場概念后介紹了場的物質(zhì)性，在第五章學(xué)習(xí)磁場時，進一步從場的視角深化學(xué)生的物質(zhì)觀。

圖1

在研究“物體運動”的內(nèi)容設(shè)計上，通過疊圖呈現(xiàn)運動員的動態(tài)，通過汽車位置與時鐘對應(yīng)圖建立平均速度概念，通過實驗探究建立瞬時速度概念，利用v-t圖像鞏固瞬時速度概念，運用DIS(數(shù)字化實驗系統(tǒng))讓學(xué)生直觀感受瞬時速度。在“相互作用”的內(nèi)容設(shè)計上，大量使用了機械、體育、生活及實驗室中照片佐證相互作用的觀念；在“力的合成與分解、共點力平衡”的內(nèi)容呈現(xiàn)上，多處以令國人振奮的各種橋梁為背景。

關(guān)于“‘功’的概念是怎樣建立的”，從法國工程師卡諾的“作用矩”、到法國數(shù)學(xué)家“動力效應(yīng)”、再到法國工程師彭賽列明確推薦“功”這個名詞，讓學(xué)生了解人類對功的概念的建構(gòu)過程，加深對功的理解。教科書在“研究功和機械能”一章中設(shè)計了5節(jié)內(nèi)容，精簡了功能轉(zhuǎn)化關(guān)系，減少了容易混淆的負遷移，而在其他章節(jié)中逐步滲透各種功能關(guān)系，有利于學(xué)生在初中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上順利實現(xiàn)功和能的學(xué)習(xí)進階。在“能源與可持續(xù)發(fā)展”一章中，教科書通過物理史實的回溯，闡述不同形式能量的轉(zhuǎn)化，結(jié)合能量轉(zhuǎn)化的具體事例來理解能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。教科書通過豐富的圖片，向?qū)W生展示能源利用導(dǎo)致環(huán)境的污染、能源的開發(fā)與環(huán)境保護，通過插圖“把完好的地球交給孩子”，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)責(zé)任感。

教科書以大量的照片展示真實的物理情景，如物理學(xué)家的照片、禮花在空中爆炸、水波繞過小山和橋墩、貝殼和孔雀羽毛上的彩色、神舟飛船和長征火箭等，對學(xué)生產(chǎn)生強烈的視覺沖擊，引導(dǎo)他們認識其原理，進而形成物理觀念。

2 科學(xué)思維活動可思、可辨

課程標(biāo)準建議教科書編寫時要關(guān)注科學(xué)家在科學(xué)探究過程中所凝練、升華的科學(xué)思維方式和科學(xué)探究方法，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)思維、研究方法及科學(xué)態(tài)度等。

模型建構(gòu)是一個漸進的過程,教科書通過介紹“神舟”五號飛船尺寸、質(zhì)量，說明飛船是有大小和體積的，但飛船在指揮部顯示屏上呈現(xiàn)的僅僅是一個亮點，表明在研究飛船在空中位置、飛行的速度及軌道等問題時，都不需要考慮飛船本身的大小和形狀，可以把飛船簡化成一個有質(zhì)量的點。在運動模型的建構(gòu)過程中，教科書從常見的物體下落運動出發(fā)，通過感知、實驗、探究等過程，逐步建構(gòu)勻變速直線運動模型。在力的合成與分解中，對斜拉橋的受力情況層層深入，逐步建構(gòu)對象模型。

在“伽利略對落體運動的研究”一節(jié)中，介紹了伽利略的探究之路，基于自然規(guī)律簡潔、和諧的理念，他首先提出“速度與時間成正比”的猜想，但在實驗驗證中遇到了困難，求助于數(shù)學(xué)推理后找到解決問題的方案，教科書明確向?qū)W生提出問題：為什么s∝t2比v∝t更容易用實驗驗證呢？又如教科書中將劉徽的“割圓術(shù)”與微分思想進行比較，展示了科學(xué)思維方式。提及鄭玄在《考工記》中的說法：“假令弓力勝三石，引之中三尺，弛其弦，以繩緩擐之，每加物一石，則張一尺”，與胡克定律相比較，以培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力。

如圖2所示，在“電動勢”一節(jié)內(nèi)容的呈現(xiàn)中，以小朋友傳球游戲類比非靜電力對電荷的移動，貼近學(xué)生的生活，引導(dǎo)學(xué)生用類比法理解電動勢的物理意義，設(shè)計比較新穎。在講述“電流形成的微觀機理”時，教科書呈現(xiàn)了兩幅放大圖片，一幅是描述自由電子無規(guī)則熱運動，另一幅是自由電子在電場力作用下的定向移動，實際上是在自由電子的速率巨大的無規(guī)則熱運動上附加的一個速率很小的定向移動，幫助學(xué)生認識抽象的物理過程，形成科學(xué)推理能力，理解電流形成的機理。

圖2

在牛頓第二定律的教學(xué)設(shè)計中，先復(fù)習(xí)力的作用效果是改變物體運動狀態(tài)的原因，并通過實例加以說明，接著提出新的問題：加速度的大小除了與力的大小方向有關(guān)外，還跟什么因素有關(guān)？通過改變乒乓球與網(wǎng)球的運動、推空車與重車的比較，得出加速度還與質(zhì)量有關(guān)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了運用控制變量法的探究實驗。這種由現(xiàn)象→理論→實驗→猜想→驗證→結(jié)論的科學(xué)論證的思維流程，有利于學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)思維習(xí)慣。

該教科書為了培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑創(chuàng)新能力，設(shè)計了多個欄目，如在探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系的實驗中，根據(jù)實驗裝置提出3個問題，分別對研究對象、受力以及加速度的測量進行討論。教科書對“案例分析“的處理采用了多種形式，多數(shù)案例給出了完整的分析和解答過程；少數(shù)案例只給出分析過程，留下空白，讓學(xué)生根據(jù)分析完成解答；也有一些例題在解答結(jié)束后提出新的問題，新問題或與教科書的引入呼應(yīng)，或?qū)Π咐M行拓展追問，或?qū)忸}方法進行總結(jié)，將學(xué)生的思維引向更深、更廣的境界。

3 科學(xué)探究的設(shè)計可探、可評

課程標(biāo)準建議教科書編寫時既要注重物理核心概念和規(guī)律等基本內(nèi)容，還要注重物理學(xué)的探究過程、探究方法，為學(xué)生的終身發(fā)展打下基礎(chǔ)。

教科書針對物理概念和規(guī)律的教學(xué)設(shè)計了大量的“實驗探究”“論證分析”“學(xué)生必做實驗”等活動。在“變壓器”的內(nèi)容呈現(xiàn)中，通過變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的探究活動，從提出問題到設(shè)計實驗，從收集證據(jù)到論證，最后得到實驗結(jié)論，讓學(xué)生經(jīng)歷完整的探究過程，操作性強。在“探究動量守恒定律”部分，利用趣味實驗引入課題，先通過牛頓運動定律及運動學(xué)公式進行理論探究，得到動量守恒定律，接下來再進行實驗驗證，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)論證過程，增強了學(xué)生的證據(jù)意識，提升了學(xué)生的科學(xué)論證能力。

教科書在科學(xué)探究上注重證據(jù)呈現(xiàn)與論證過程，在本質(zhì)屬性的發(fā)現(xiàn)與規(guī)律的獲取過程中，教科書或用學(xué)生耳熟能詳?shù)氖聦嵰?，或用形象生動的圖片展現(xiàn)，使學(xué)生感到不突兀。在重要的物理性質(zhì)、規(guī)律的探究中，教科書既設(shè)計了實驗探究活動，還設(shè)計了理論探究活動，如在“多普勒效應(yīng)”一節(jié)中，先進行實驗探究，再進行分析論證，從感性到理性的認識過程符合學(xué)生的認知規(guī)律。

在每冊教科書的結(jié)尾部分安排了“總結(jié)與評價 課題研究成果報告會”，要求學(xué)生展示自己最滿意的研究成果，其中“研究課題示例”為學(xué)生提供了一些課題讓學(xué)生選擇和探究，在為課題研究設(shè)計的評價表中，體現(xiàn)了多元評價的要求，包括自我評價、小組評價以及教師評價，要求從方案設(shè)計、證據(jù)收集、分析論證、研究成果和結(jié)論等方面進行評價，還要求學(xué)生記錄在課題研究中的表現(xiàn)、對小組的貢獻、遇到的困難、可改進的方面，總結(jié)、反思自己的研究過程。

4 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)落實到位

課程標(biāo)準建議教科書編寫時注意及時納入物理學(xué)科的最新研究成果，關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來的社會問題。

教科書文字表述親切，舉例貼近學(xué)科前沿與日常生活。在“電磁波”一節(jié)中，教科書利用“信息瀏覽”欄目，介紹電磁波給人們帶來福祉的同時，又給人們帶來電磁污染，并介紹了強電磁輻射會使人產(chǎn)生的一些癥狀，提出了避免或減小電磁輻射危害的主要方法。

在教科書中插入了大量的旁批，有的直接介紹物理知識，如“物理量的增量是指后一時刻的量值減去前一時刻的量值”，將物理中常用的非主要概念講得清清楚楚。“用角速度來描述圓周運動，建立角速度、轉(zhuǎn)速等概念，比單純用線速度來描述圓周運動情況更具有實用價值”，引起學(xué)生思考描述圓周運動方案的多樣性?！拔锢韺W(xué)家狄拉克形象地說：‘在地球上摘朵花，你就移動了最遠的星球!’你能體會這句話的含義嗎？”引發(fā)學(xué)生思考，道出了科學(xué)的本質(zhì)。

教科書中運用了大量的史料圖片介紹物理學(xué)的發(fā)展進程，穿插物理學(xué)史上經(jīng)典事例、科學(xué)家小故事，促進學(xué)生正確認識科學(xué)本質(zhì)，有助于學(xué)生形成良好的科學(xué)態(tài)度。

培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與價值觀，應(yīng)基于平時的教學(xué)活動，教科書利用可讀性強的“STSE”等欄目，反映物理學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的緊密聯(lián)系。如圖片“大氣被污染”“水被污染”“酸雨對森林的破壞”等，無不激發(fā)學(xué)生的責(zé)任意識；“空氣的質(zhì)量指標(biāo)”結(jié)合上課當(dāng)天的空氣質(zhì)量報告，更能激發(fā)學(xué)生的環(huán)保意識。在“飛出地球去”的內(nèi)容呈現(xiàn)中，介紹我國航天事業(yè)的成就，增加了學(xué)生的民族自信和制度自信，同時激發(fā)了學(xué)生奮發(fā)讀書、振興中華的強烈意愿。

5 結(jié)語

教科書是教師施教和學(xué)生學(xué)習(xí)的文本材料，領(lǐng)會教科書編寫意圖，能使物理教學(xué)向著立德樹人的目標(biāo)進發(fā)，落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。