陳 林 桑芝芳

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215000)

2017年底教育部頒布了《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》.新課程標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)“教師應(yīng)鼓勵(lì)并引導(dǎo)學(xué)生基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)解決生活中的問(wèn)題”“應(yīng)用物理知識(shí)解決具體問(wèn)題應(yīng)結(jié)合具體的實(shí)際情境”等[1].新人教版高中物理教材中較好地體現(xiàn)了這些要求，本文基于新課程標(biāo)準(zhǔn)談人教版高中物理新教材中理論聯(lián)系實(shí)際的具體體現(xiàn).

1 引入問(wèn)題 聯(lián)系實(shí)際

要想真正地啟發(fā)學(xué)生的思考,就要想辦法引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際有用的問(wèn)題.而問(wèn)題是否聯(lián)系實(shí)際，能否引發(fā)學(xué)生的思考則是學(xué)習(xí)能否有意義進(jìn)行的關(guān)鍵所在.筆者研究新教材時(shí)，發(fā)現(xiàn)新教材中較原教材增加了一個(gè)“問(wèn)題”欄目，即在每節(jié)內(nèi)容開(kāi)始前創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境問(wèn)題，以引發(fā)學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)內(nèi)容的思考[2].這些問(wèn)題都是學(xué)生在生活實(shí)際中可能遇到的、可以引起他們興趣的、可以引發(fā)他們主動(dòng)思考的問(wèn)題.

例如，必修第一冊(cè)第一章前4節(jié)的“問(wèn)題”分別是“如何準(zhǔn)確描述玩耍的孩童、行駛的汽車(chē)、翱翔的雄鷹的運(yùn)動(dòng)”“如何準(zhǔn)確描述行駛在長(zhǎng)安街上汽車(chē)的位置”“如何描述在操場(chǎng)上比賽跑步得快慢”(如圖1所示)、“如何比較汽車(chē)與火車(chē)加速得快慢”等問(wèn)題.這些問(wèn)題都與學(xué)生的實(shí)際生活緊密相關(guān),學(xué)生會(huì)感到比較熟悉、親切,愿意進(jìn)行探討.

圖1 運(yùn)動(dòng)員在比賽中奔跑

再如，必修第一冊(cè)第四章第5節(jié)的“問(wèn)題”是“列車(chē)進(jìn)站時(shí)如何做到準(zhǔn)確地?？吭趯?duì)應(yīng)車(chē)門(mén)的位置”(如圖2所示).

圖2 列車(chē)進(jìn)站

這個(gè)問(wèn)題在生活中經(jīng)常遇到，不僅是列車(chē)，對(duì)于地鐵、公交汽車(chē)學(xué)生們也常有類(lèi)似的問(wèn)題.這些問(wèn)題可以極大地引起他們的興趣，引發(fā)他們主動(dòng)聯(lián)系所學(xué)過(guò)的牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行分析、解決，做到學(xué)以致用，培養(yǎng)他們用理論解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

2 分析的實(shí)例聯(lián)系實(shí)際

教材在分析具體問(wèn)題、學(xué)習(xí)相關(guān)概念和規(guī)律時(shí),舉了很多學(xué)生常見(jiàn)的實(shí)例[3].例如,在學(xué)習(xí)必修第一冊(cè)“力的合成和分解”時(shí),教材安排了學(xué)生提水和吊燈的兩個(gè)實(shí)例如圖3和4所示.在學(xué)習(xí)必修第二冊(cè)“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”內(nèi)容時(shí),教材特意以例題的方式分析了顧客在商場(chǎng)中的步行樓梯和自動(dòng)扶梯上運(yùn)動(dòng)，誰(shuí)先到達(dá)樓上的問(wèn)題.在學(xué)習(xí)“圓周運(yùn)動(dòng)”中線速度與角速度的關(guān)系時(shí),教材分析了學(xué)生日常生活中常見(jiàn)到的自行車(chē)齒輪的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，說(shuō)明齒輪與鏈條的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，如圖5所示.這些實(shí)例的分析可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)他們對(duì)科學(xué)的親切感、培養(yǎng)他們將已有知識(shí)遷移到實(shí)際問(wèn)題中的能力.

圖3 木桶所受拉力示意圖

圖4 吊燈所受拉力示意圖

圖5 自行車(chē)的齒輪與鏈條

3 概念與規(guī)律的應(yīng)用聯(lián)系實(shí)際

概念、規(guī)律的習(xí)得要分析實(shí)際的問(wèn)題,同樣,概念、規(guī)律的應(yīng)用也應(yīng)該是研究實(shí)際的問(wèn)題,而且應(yīng)該是學(xué)生熟悉的,或者是聽(tīng)過(guò)、見(jiàn)過(guò)的實(shí)際問(wèn)題,這樣學(xué)生才會(huì)覺(jué)得所學(xué)的內(nèi)容有意義、有親近感.例如,在必修第一冊(cè)第一章第3節(jié)應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律研究實(shí)際問(wèn)題時(shí),教材特意安排了分析航空母艦上艦載機(jī)起降的問(wèn)題(如圖6所示).雖然學(xué)生在生活中幾乎不可能見(jiàn)到真正的航空母艦和艦載機(jī)，但是大多數(shù)學(xué)生都會(huì)在電視上、網(wǎng)絡(luò)上、報(bào)紙雜志上見(jiàn)過(guò)這個(gè)場(chǎng)景.因此，這個(gè)問(wèn)題是有意義的.

圖6 航空母艦上艦載機(jī)起降

再如，必修第一冊(cè)第四章第6節(jié)應(yīng)用超重和失重的相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題時(shí),教材安排了電梯加速上升時(shí)，如何計(jì)算人對(duì)電梯的壓力的問(wèn)題，如圖7所示.這些概念、規(guī)律在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用,有利于學(xué)生進(jìn)一步理解相關(guān)的物理觀念,也有利于解決問(wèn)題能力的提高.

圖7 電梯加速上升

4 習(xí)題的設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際

由于高中物理所涉及的研究對(duì)象比較簡(jiǎn)單,多是只可以看成質(zhì)點(diǎn)的物體，物體的運(yùn)動(dòng)不涉及轉(zhuǎn)動(dòng)等[4].這就導(dǎo)致學(xué)生所見(jiàn)到和研究的問(wèn)題多半是物塊、小球等.這類(lèi)經(jīng)過(guò)抽象的問(wèn)題過(guò)多,就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生自己建模、解決實(shí)際問(wèn)題的能力低下.為克服這類(lèi)問(wèn)題,教材在習(xí)題部分，盡可能多地選擇了那些中學(xué)可研究的實(shí)際問(wèn)題[5].例如,必修第一冊(cè)第二章第2節(jié)習(xí)題安排了“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器平穩(wěn)落月過(guò)程中到達(dá)月面的速度問(wèn)題，如圖8所示.第三章“復(fù)習(xí)與提高”B組習(xí)題中安排了空調(diào)架受力問(wèn)題，并且增加了“改變斜梁長(zhǎng)度，但O的位置不變，橫梁仍水平，此時(shí)橫梁和斜梁對(duì)O點(diǎn)的作用力大小將如何變化？”的問(wèn)題，如圖9所示.第四章“復(fù)習(xí)與提高”B組習(xí)題中安排了用手機(jī)拍攝系有細(xì)繩的圓珠筆的照片來(lái)測(cè)地鐵加速度等問(wèn)題，如圖10所示.在整個(gè)必修系列3冊(cè)書(shū)中的練習(xí)題中，有50%以上是聯(lián)系實(shí)際的.

圖8 “嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器平穩(wěn)落月

圖9 空調(diào)架

圖10 加速運(yùn)動(dòng)的地鐵中懸掛的圓珠筆

5 STSE欄目的設(shè)計(jì)聯(lián)系實(shí)際

強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者(STS)相互聯(lián)系的觀點(diǎn)一直是物理科學(xué)教育的一個(gè)重點(diǎn).例如，在原教材必修一第一章第3節(jié)的STS欄目中，安排的是“速度與現(xiàn)代社會(huì)”的介紹，展示了隨著社會(huì)的發(fā)展人們使用的交通工具的變化，促進(jìn)學(xué)生更好地理解速度這一概念與社會(huì)的聯(lián)系.

新課程標(biāo)準(zhǔn)在“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”素養(yǎng)中包含科學(xué)態(tài)度、科學(xué)本質(zhì)、社會(huì)責(zé)任和STSE等要素，要求學(xué)生“通過(guò)物理學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)社會(huì)環(huán)境之間的聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，提升其社會(huì)責(zé)任感.” 新教材中，在原STS欄目的基礎(chǔ)上設(shè)置了STSE欄目，增加了“環(huán)境”這一維度，引發(fā)廣大師生對(duì)當(dāng)下地球環(huán)境惡化、能源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境造成的影響的思考，有利于“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”這一核心素養(yǎng)的培養(yǎng).

例如，在物理必修第三冊(cè)第十一章第1節(jié)的STSE“電動(dòng)汽車(chē)中的電池”,其鋰離子電池原理示意圖如圖11所示.既提到了當(dāng)下的環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)題，又聯(lián)系實(shí)際生活中逐漸普及的電動(dòng)汽車(chē)，在加深學(xué)生對(duì)電源與電流的理解的同時(shí)，又促進(jìn)學(xué)生用聯(lián)系生活、社會(huì)、環(huán)境的觀點(diǎn)看待物理問(wèn)題.

圖11 電動(dòng)汽車(chē)中的電池原理解釋

6 結(jié)束語(yǔ)

新教材從各個(gè)方面進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際，提出的“問(wèn)題”、設(shè)計(jì)的習(xí)題、分析的實(shí)例等都具有很強(qiáng)的導(dǎo)向作用.因此,在平時(shí)教學(xué)中要注意基于新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注新教材中的實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生能正確地從實(shí)際問(wèn)題中抽象出物理模型的能力，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.并且讓學(xué)生在高中物理的學(xué)習(xí)中不再感到物理“空洞”“無(wú)用”，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展.