王菊香

摘? ?要：學(xué)習(xí)情境是學(xué)習(xí)活動(dòng)的起點(diǎn)，是將學(xué)科知識(shí)、方法與學(xué)科核心素養(yǎng)連接起來的紐帶。相較于人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材，2019年人教版高中《物理》必修教材在諸多例題的編寫上介入了真實(shí)情境，情境素材多來自于學(xué)生熟悉的生活事例、體育項(xiàng)目及社會(huì)熱點(diǎn)，為物理學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂教學(xué)中的培育提供了直觀、具體的素材資源。

關(guān)鍵詞：教材例題;真實(shí)情境;學(xué)科核心素養(yǎng);培育

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）1-0019-4

例題是教材內(nèi)容中不可或缺的部分，是幫助學(xué)生理解學(xué)科知識(shí)、領(lǐng)會(huì)學(xué)科方法、發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》[1]（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）在必修1的“教學(xué)提示”中強(qiáng)調(diào)：本模塊注重在機(jī)械運(yùn)動(dòng)情境下培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念和模型建構(gòu)等物理學(xué)科核心素養(yǎng)。本文基于新課標(biāo)的修訂變化，以2019年人教版高中《物理》必修第一冊(cè)[2]（以下簡(jiǎn)稱新教材）中幾節(jié)內(nèi)容的例題為例，與人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材[3]（以下簡(jiǎn)稱原教材）對(duì)比，就其情境創(chuàng)設(shè)對(duì)培育學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的作用作一闡述，旨在啟發(fā)教師領(lǐng)會(huì)教材編寫意圖，使例題承載的功能得到充分發(fā)揮。

1? ? 勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系

與《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》[4]（以下簡(jiǎn)稱舊課標(biāo)）相比，新課標(biāo)對(duì)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的“內(nèi)容要求”，由“了解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，體會(huì)實(shí)驗(yàn)在發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律中的作用”修訂為“理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，能運(yùn)用其解決實(shí)際問題”，不僅提高了要求，而且強(qiáng)調(diào)了“能運(yùn)用其解決實(shí)際問題”。新教材在本節(jié)“速度與位移的關(guān)系”的例題編寫上較好地體現(xiàn)了此要求。原教材、新教材“速度與位移的關(guān)系”例題對(duì)比見表1。

動(dòng)車是近幾年我國(guó)快速發(fā)展起來的現(xiàn)代化交通工具，是人們出行時(shí)的首選，多數(shù)學(xué)生有乘坐體驗(yàn)。教材以動(dòng)車進(jìn)站為情境素材編寫例題，旨在把新課標(biāo)對(duì)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的“理解”及“運(yùn)用”要求，融入到一個(gè)真實(shí)情境的具體任務(wù)中。在教學(xué)中，教師若啟發(fā)學(xué)生身臨其“境”，展開聯(lián)想，先在大腦中構(gòu)建動(dòng)車“勻減速”進(jìn)站的圖景;再將動(dòng)車抽象為質(zhì)點(diǎn)，沿其前進(jìn)方向畫出進(jìn)站過程示意圖;然后從題中獲取關(guān)鍵物理量：動(dòng)車前進(jìn)3個(gè)里程碑始末的初速度v0、末速度vt及發(fā)生的位移s;找出適用的物理規(guī)律：v-v?=2as。即引導(dǎo)學(xué)生完成從“文字信息—物理情境—數(shù)學(xué)關(guān)系”的轉(zhuǎn)化及從“動(dòng)車—質(zhì)點(diǎn)”“動(dòng)車進(jìn)站—?jiǎng)驕p速直線運(yùn)動(dòng)”的“對(duì)象—物理模型”“過程—物理模型”的轉(zhuǎn)化，就能順利解決題設(shè)問題。最后，再給學(xué)生強(qiáng)調(diào)：“估算法”是一種科學(xué)的近似計(jì)算，它不追求數(shù)據(jù)的精確，而強(qiáng)調(diào)方法的“有理”，既是一種常用的解題方法，也是一種重要的思維方法。從而使新課程理念所倡導(dǎo)的“方法教育顯性化”得到落實(shí)。

該例題與學(xué)生生活、社會(huì)熱點(diǎn)密切聯(lián)系，發(fā)揮了情境在知識(shí)轉(zhuǎn)化為素養(yǎng)過程中的紐帶作用。該類例題能夠使學(xué)生感受物理學(xué)與生活、社會(huì)息息相關(guān)，提升學(xué)習(xí)物理的內(nèi)驅(qū)力，加深對(duì)“勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與位移的關(guān)系”的理解和“估算法”的領(lǐng)悟，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)觀念內(nèi)化和科學(xué)思維發(fā)展;又能夠使學(xué)生養(yǎng)成將生活中的所見所聞與物理知識(shí)建立關(guān)聯(lián)的習(xí)慣，形成把實(shí)踐情境與頭腦中相關(guān)的物理觀念建立聯(lián)系的意識(shí)，提升應(yīng)用所學(xué)的物理知識(shí)和方法解決現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際問題的能力，并在解決問題的過程中習(xí)得物理學(xué)科核心素養(yǎng)，落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2? ? 共點(diǎn)力的平衡

相較于舊課標(biāo)，新課標(biāo)對(duì)“共點(diǎn)力的平衡條件”的“內(nèi)容要求”，由“知道共點(diǎn)力的平衡條件，能用力的合成與分解分析日常生活中的問題”修訂為“能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題”。要求提高了，突出了能用其“分析生產(chǎn)生活中的問題”。原教材、新教材“共點(diǎn)力的平衡”例題對(duì)比見表2。

原教材例題求解中用到的“三角形結(jié)構(gòu)懸掛模型”，教材已經(jīng)為學(xué)生建構(gòu)好了，學(xué)生經(jīng)歷的只是在已有模型中應(yīng)用力的合成與分解進(jìn)行“求解”的過程，不利于建模能力和物理觀念的培養(yǎng)。新教材例題的內(nèi)容則是蘊(yùn)含意義的任務(wù)，即一個(gè)真實(shí)情境的問題解決——滑梯建造。

滑梯是絕大多數(shù)孩子童年生活中最愛玩的游戲之一。題目以“滑梯建造”創(chuàng)設(shè)真實(shí)任務(wù)情境，既能夠讓學(xué)生產(chǎn)生親切感，激發(fā)他們的探究興趣，又把將實(shí)物“滑梯”抽象為“斜面模型”（圖4）的機(jī)會(huì)留給了學(xué)生。體現(xiàn)了新課標(biāo)“能用共點(diǎn)力的平衡條件分析生產(chǎn)生活中的問題”這一要求和編者“通過真實(shí)情境中的問題解決促進(jìn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的達(dá)成”的編寫意圖。

該例題的學(xué)習(xí)過程，是學(xué)生經(jīng)歷“將實(shí)物對(duì)象抽象為物理模型、選擇相互作用的對(duì)象、分析相互作用的物理量、列出相互作用的關(guān)系方程”的過程。這是力學(xué)中分析物理問題最基本、最重要的思路，是對(duì)物理概念、物理規(guī)律的靈活應(yīng)用和提煉、升華，是運(yùn)動(dòng)與相互作用觀的重要內(nèi)容。在教學(xué)中，教師若能組織學(xué)生圍繞題中問題開展討論、交流，經(jīng)歷“將滑梯抽象為斜面模型、以小孩為研究對(duì)象、分析小孩受力情況、利用共點(diǎn)力平衡條件得出F■=0時(shí)小孩能勻速下滑的斜面高度即為所求滑梯高度、列出x軸及y軸方向的關(guān)系式進(jìn)行求解”的自主學(xué)習(xí)過程，就能有效加深學(xué)生對(duì)力學(xué)中分析問題的思路和方法的領(lǐng)悟及“共點(diǎn)力的平衡條件”的理解，從而內(nèi)化運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念，提高模型建構(gòu)能力，發(fā)展科學(xué)思維水平，使教材的編寫意圖得到有效落實(shí)。

該例題也啟發(fā)我們，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施中，要努力創(chuàng)設(shè)與學(xué)生生活緊密關(guān)聯(lián)的真實(shí)問題情境，使其成為將學(xué)科知識(shí)、技能與學(xué)科核心素養(yǎng)連接起來的紐帶;要引導(dǎo)學(xué)生變“解題”為“解決問題”，在“學(xué)以致用”中體會(huì)物理知識(shí)的意義，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)的內(nèi)在興趣，提高運(yùn)用物理學(xué)的觀念和思維模式解決現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際問題的能力;要通過“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，讓教學(xué)過程成為學(xué)生將知識(shí)“內(nèi)化于心，外化于行”的過程，發(fā)揮物理課程對(duì)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的獨(dú)特作用。

3? ? 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

相較于舊課標(biāo)，新課標(biāo)對(duì)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”的“內(nèi)容要求”，由“理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋生活中的有關(guān)問題”修訂為“理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題”。突出了對(duì)“物理觀念”的兩個(gè)要素“形成觀念、解決問題”的要求。原教材、新教材“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”例題對(duì)比見表3。

同樣是“已知受力確定運(yùn)動(dòng)情況”的題目，原教材例題中的研究對(duì)象是抽象、模糊的“物體”，題目?jī)?nèi)容中只有枯燥的文字和數(shù)字，無鮮活、生動(dòng)的情境。新教材例題中的研究對(duì)象是電視上常播放的體育比賽項(xiàng)目中直觀、具體的“冰壺”，題中問題則是結(jié)合冰壺比賽的真實(shí)情境來設(shè)計(jì)，從而使枯燥的物理知識(shí)因情境的介入而有了活力，更加易于學(xué)生接受、理解、吸收。

顯然，與原教材例題的“缺乏情境、設(shè)問簡(jiǎn)單”相比，新教材例題圖片中運(yùn)動(dòng)員專注的眼神、生動(dòng)的體態(tài)，畫面感和代入感十足，能夠?qū)W(xué)生的視覺造成沖擊，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。而基于冰壺比賽情境設(shè)計(jì)的兩個(gè)遞進(jìn)式問題，則能夠讓學(xué)生深入領(lǐng)會(huì)比賽中運(yùn)動(dòng)員通過用毛刷摩擦冰面“調(diào)節(jié)”冰壺的運(yùn)動(dòng)使其最終停在預(yù)期位置的本質(zhì)，從而加深對(duì)牛頓第二定律的理解及運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的感悟，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)與相互作用觀念的深化。體現(xiàn)了新課標(biāo)對(duì)“牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用”的“理解”和“應(yīng)用”要求，兼顧了“形成觀念、解決問題”，有助于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成和提升。

在該例題的問題設(shè)計(jì)上，若能再增加一個(gè)開放性的問題“冰壺比賽中為什么要三個(gè)人配合，一人朝著目標(biāo)以合適的速度投出冰壺，另外兩人在恰當(dāng)?shù)奈恢瞄_始用力快速摩擦冰面，調(diào)節(jié)冰壺的運(yùn)動(dòng)，使冰壺最終停在預(yù)定目標(biāo)位置？”讓學(xué)生思考、討論，對(duì)前兩問的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比、分析，還能有效培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和證據(jù)意識(shí);養(yǎng)成對(duì)所解題目的過程和結(jié)果進(jìn)行分析論證及解釋、交流的良好習(xí)慣，認(rèn)識(shí)團(tuán)隊(duì)合作的重要性，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維及科學(xué)探究素養(yǎng)的發(fā)展，提升質(zhì)疑創(chuàng)新能力，形成與他人合作的意識(shí)，使題目潛在的育人功能得到充分發(fā)揮。

4? ? 結(jié)? 語(yǔ)

新教材在例題編寫上注重體現(xiàn)時(shí)代特征和學(xué)生的生活體驗(yàn)，旨在引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心身邊的物理問題，關(guān)注科學(xué)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)的熱愛之情，提升社會(huì)責(zé)任感;注重“學(xué)以致用”，旨在讓學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)的物理概念、物理規(guī)律及思維模式分析解決真實(shí)世界中的現(xiàn)實(shí)問題，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)、推理論證、實(shí)踐創(chuàng)新等關(guān)鍵能力;注重真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)，旨在引導(dǎo)教師把生產(chǎn)生活、體育項(xiàng)目、現(xiàn)代科技、社會(huì)熱點(diǎn)中有實(shí)踐情境的教學(xué)內(nèi)容引進(jìn)物理課堂，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐的意識(shí)和運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。從而把物理學(xué)科教學(xué)真正升華為具有學(xué)科特色、體現(xiàn)學(xué)科本質(zhì)魅力的學(xué)科教育，發(fā)揮物理課程的育人功能。

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）