作者簡介：楊燕鳴，貴州省安順一中物理教師，正高級教師，特級教師，貴州省首批名師工作室主持人，兼職西南大學碩士研究生指導教師。主持教育部重點課題一項，主持或參加省級課題多項，其中兩項成果獲省級一等獎。出版專著《信息化物理教學模式》，參編著作5部，發(fā)表論文多篇。

摘 ? 要：為充分發(fā)揮教材的育人功能，在課堂教學中有效落實“促進學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展”的課程目標[1]，文章在分析魯科版高中物理必修第一冊教材如何突顯物理學科核心素養(yǎng)的基礎上，從目標與評價、情境與活動、實驗與探究、問題解決促素養(yǎng)提升四個角度提出教學建議。

關鍵詞：高中物理必修第一冊教材;教材修訂;核心素養(yǎng);教學建議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2020）6-0001-4

普通高中物理新教材即將投入使用。如何用好教材以培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)？本文通過分析魯科版高中物理必修第一冊教材（以下簡稱教材），為教師在教學中如何用好教材提出一些建議。

1 ? ?教材分析

教材以經(jīng)典力學中的直線運動、力以及力和運動的關系為知識載體，著力促進學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展。

1.1 ? ?教材的知識結(jié)構(gòu)

教材就知識結(jié)構(gòu)（如圖1）而言，其核心是力和運動的關系——牛頓運動定律，它是低速宏觀領域制約著機械運動的自然法則。根據(jù)該法則，我們既可由力去解釋、控制物體的運動，也可由物體的運動去研究力。正如牛頓本人在《自然哲學之數(shù)學原理》前言中所說的：“……哲學的全部責任似乎在于——從運動的現(xiàn)象去研究自然界中的力，然后從這些力去說明其他現(xiàn)象”[2]。為讓學生循序漸進地理解該核心內(nèi)容，教材以較為簡單的直線運動為背景，先介紹描述運動的物理量，再用這些物理量描述勻變速直線運動，得出其運動的規(guī)律;然后介紹物體間的相互作用——力，再將其應用到共點力的平衡以加深對相互作用的認識;在此基礎上再研究力和運動的關系，介紹牛頓運動定律及其應用。

1.2 ? ?教材著力突顯物理學科核心素養(yǎng)

知識是學科核心素養(yǎng)的載體。理解教材在知識載體的基礎上，如何著力突顯核心素養(yǎng)，是用好教材的關鍵。我們可從核心素養(yǎng)的四個方面加以分析。

教材通過“從生活走向物理，從物理走向社會”[3]，讓學生逐步形成運動與相互作用觀念。如平均速度和瞬時速度的概念，教材從生活中熟悉的運動情境入手建立這兩個概念（圖2）[4]，再應用概念在節(jié)練習中分析龜兔賽跑的快慢問題、在章末練習中解決公路測速問題（圖3）[5]等，逐步形成與速度有關的運動觀念。

概念、規(guī)律的建構(gòu)和應用過程，都蘊含著科學思維。教材不僅注重在這些過程中突顯科學思維，還通過“本章學業(yè)要求”“素養(yǎng)提升”“方法點撥”等欄目進行提煉。分析概念、規(guī)律建構(gòu)中所蘊含的科學思維方法，有助于教學中把握科學思維的培養(yǎng)。教材中建構(gòu)的物理模型有質(zhì)點、輕彈簧、輕繩、光滑物體等對象模型，還有勻變速直線運動、自由落體運動等過程模型?？茖W推理有更廣泛的含義[6]，瞬時速度概念、位移-時間關系的建立，蘊藏著極限思維的方法;加速度概念的建立，蘊藏著抽象思維的方法;力的合成與分解，蘊藏著等效替代的思維方法;伽利略對落體運動的研究、伽利略的理想實驗、共點力的平衡條件、牛頓第二運動定律的建立等也蘊藏著科學推理方法。勻變速直線運動、力與平衡、動力學等問題解決，都蘊含模型建構(gòu)、科學推理、科學論證、質(zhì)疑創(chuàng)新的科學思維。

物理實驗中蘊含著科學探究的核心要素。教材中設計的不同類別的物理實驗，目的是幫助學生建構(gòu)物理概念和規(guī)律，培養(yǎng)科學探究能力。四個學生必做實驗比較全面地落實了科學探究的核心要素：問題、證據(jù)、解釋、交流?！皩嶒炋骄俊薄懊阅銓嶒炇摇薄癉IS 實驗”等，側(cè)重物理實驗某方面的作用，如引發(fā)學生認知沖突，幫助學生建構(gòu)物理概念和規(guī)律、驗證物理規(guī)律、應用技術等。

科學態(tài)度與責任是學生進一步發(fā)展和適應社會生活的必備品格。教材通過物理學史、我國科技成就、生產(chǎn)生活實際等內(nèi)容的穿插，潛移默化地培養(yǎng)學生的科學態(tài)度與責任。

2 ? ?教學建議

2.1 ? ?明確課堂教學目標及評價任務

課堂教學首先要明確教學目標，為檢驗目標的達成往往還需設計評價任務。教師依據(jù)課程標準和教材提示，深入分析教學內(nèi)容中所蘊含的學科核心素養(yǎng)并將目標要求具體化，是有效落實物理課程目標的關鍵，也是教師教學的基本技能。教材中的“物理聊吧”“遷移”“習題”等，可作為相應的評價任務。

例如，對教材第1章第4節(jié)加速度的教學目標，課程標準中的內(nèi)容標準是：“1.1.3 理解位移、速度和加速度?！w會科學思維中的抽象方法和物理問題研究中的極限方法?！薄袄? 結(jié)合加速度概念的建構(gòu)，體會物理學中的抽象思維?！?[7]

如何理解加速度？又如何體會抽象思維？這需要對加速度的概念進行深入分析：①自然界中變速運動存在著速度變化快慢的差異，為描述速度變化快慢引入加速度;②加速度分平均加速度和瞬時加速度。平均加速度定義為a=，取Δt→0的極限，得瞬時加速度定義a=，加速度是矢量，其方向與速度變化方向相同;③在直線運動中，由一條直線的矢量運算方法計算Δv=vt-v0，進而確定加速度的大小和方向，由加速度方向與初速度方向的關系可判斷物體是加速運動還是減速運動;④在勻速圓周運動中，可通過矢量運算法則計算Δv=vt-v0，得出an=，方向指向圓心;⑤從動力學的角度看，a=，加速度方向由合力方向決定，加速度是聯(lián)系力和運動的橋梁。可見，加速度是運動學和動力學中的重要概念，理解該概念是逐步深入的。本節(jié)僅通過直線運動初步建立加速度的概念，對加速度的理解需初步達到①②③層次。

抽象思維的特征是以科學概念為思維對象的，具有抽象性和概括性。建構(gòu)加速度的概念，首先，從自然界的變速運動中概括出速度變化存在快慢差異的共同屬性;然后，抽象出速度的變化與所經(jīng)歷時間的比能夠描述速度變化快慢的本質(zhì)特征;最后，得出加速度的定義。這里的思維對象——“速度變化”“速度變化與所經(jīng)歷時間的比”都是以概念為對象思維的，即是抽象思維。因此，加速度概念的建構(gòu)不能讓學生只記住結(jié)論，更重要的是體會抽象思維過程以逐步提高學生的抽象思維水平。

在此基礎上，結(jié)合教材的“本章學業(yè)要求”，可將本節(jié)的教學目標具體細化為：（1）能了解加速度是描述物體速度變化快慢的物理量;能理解加速度的定義，知道加速度的國際單位制單位，體會加速度建構(gòu)中的抽象思維。（2）能知道加速度是矢量，加速度的方向與物體速度變化的方向相同;能知道在直線運動中，物體做加速運動時加速度方向和速度方向相同，物體做減速運動時加速度方向和速度方向相反。（3）能將加速度的概念與生活中的相關現(xiàn)象聯(lián)系起來，能用加速度的定義式解答有關問題，體會物理學是對自然現(xiàn)象的描述，能解決人們生產(chǎn)生活中的一些問題，具有探索的興趣。值得注意的是，一節(jié)課的教學目標不必面面俱到地體現(xiàn)核心素養(yǎng)的所有要求，且核心素養(yǎng)目標的設置應以知識為載體，而不是空泛地設置。

根據(jù)教學目標可設計相應的評價任務。對加速度定義的理解可用教材“物理聊吧”中的真實情境問題進行評價;運用加速度定義解決問題可用教材中的“遷移”進行評價;還可用教師用書中的課堂練習或知識點檢測的問題：“有同學認為：物體在運動過程中，若加速度增大，則其運動的速度就一定增大。這種看法正確嗎？請說明理由。”[8]評價對加速度的矢量性的理解。將評價與學生的學習融為一體、及時診斷，才能促進教學目標的達成。

2.2 ? ?重視情境創(chuàng)設，精心設計教學活動

教學中創(chuàng)設與生活關聯(lián)、以任務為導向的真實情境，對培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)具有關鍵作用。物理概念、規(guī)律的建立以及知識的應用都需要創(chuàng)設情境，而圍繞情境進行教學，還需要合理設計教學活動方式，在活動中形成和發(fā)展學科核心素養(yǎng)。

教材的每章節(jié)內(nèi)容都是以情境-問題的方式展開的，教學中要利用好教材中創(chuàng)設的問題情境，并設計好教學活動。例如，對加速度概念的教學，就可用教材創(chuàng)設的問題情境（圖4）[9]。教學活動方式可采用討論交流，引導學生主動概括、抽象出速度變化快慢的本質(zhì)特征，體會抽象思維。對加速度概念的幾個評價任務也可在學生獨立思考的基礎上，通過討論交流活動中產(chǎn)生的認知沖突生成教學。教學活動可根據(jù)教學內(nèi)容和學生實際，采用自主、合作、探究等多種方式展開。

2.3 ? ?重視物理實驗，培養(yǎng)科學探究能力

教材中設計了大量的物理實驗，教學中要用好這些實驗，通過學生動手做實驗的過程培養(yǎng)學生的科學探究能力和科學態(tài)度。例如，教材第4章第1節(jié)“科學探究：力的合成”，就設計了探究性實驗，通過探究活動幫助學生理解力的平行四邊形法則，培養(yǎng)學生的科學探究能力。該實驗的關鍵之一是通過力的圖示探究合力與分力的關系。學生在畫出兩個分力F1、 F2及合力F 的圖示后，并不容易找到它們之間的關系。教材在“數(shù)據(jù)分析”中給出：“試一試，將 F1、 F2、 F 的箭頭端用虛線連起來，能否找出規(guī)律并進行論證？”引導學生提出平行四邊形的猜想，并進一步提出論證的方法。將科學探究中提出問題的能力、猜想與假設能力以及利用圖像進行分析論證的能力落到了實處。

2.4 ? ?在問題解決中促進學科核心素養(yǎng)的達成

教材重視例題、習題的創(chuàng)新設計，讓學生學會用物理知識和方法解決生產(chǎn)生活中的各種實際問題，促進物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。解決實際問題通常需經(jīng)歷兩個主要環(huán)節(jié)：一是聯(lián)系相應的物理知識，將實際情境轉(zhuǎn)換為相應的物理情境，建構(gòu)物理模型;二是針對物理情境、物理模型應用相應的物理規(guī)律求解。教學中既要重視第二個環(huán)節(jié)，更要重視第一個環(huán)節(jié)。對第二個環(huán)節(jié)，解決問題的方法通常是由物理規(guī)律本身決定的，教材一般在例題中進行“策略提煉”。而第一個環(huán)節(jié)往往是解決實際問題的關鍵，需要讓學生獲得在實際情境中解決物理問題的大量經(jīng)驗，形成把情境與知識相關聯(lián)的意識，促進學生物理學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

例如，在學習牛頓第二定律后，教材把豎直上拋作為問題解決的實例。例題以氣球上系一重物在上升過程中繩子突然斷開為背景，求解重物的運動情況。對該問題的求解，首先需要將實際情境聯(lián)系牛頓運動定律，以事物的發(fā)展過程為線索判斷重物的運動過程;再將研究的對象和過程轉(zhuǎn)換為物理模型;然后再應用規(guī)律求解。若將重物（質(zhì)點）的運動過程轉(zhuǎn)換為上升段和下降段的勻變速直線運動的模型，需分階段求解;若將重物運動的整個過程轉(zhuǎn)換為勻變速直線運動模型，則可整段求解。

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]趙凱華，羅蔚茵.新概念物理教程力學（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004：57.

[3]廖伯琴.課程標準與教材修訂（五）——如何體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念[J].物理教學探討，2020，38（5）：1-4.

[4]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：25.

[5]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：27-33.

[6]廖伯琴.普通高中物理課程標準（2017版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018：56.

[7]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，2018：8-9.

[8]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊（教師用書）[M].濟南：山東科學技術出版社，2019.

[9]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：28.

（欄目編輯 ? ?廖伯琴）