何哲 蘭玉梅

關(guān)鍵詞：新教材;教材分析;實踐分析;學(xué)科核心素養(yǎng)

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱新課標）指出，高中物理課程應(yīng)以立德樹人為目標培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個方面。教材是課程標準實施的重要載體與具體體現(xiàn)，也是教學(xué)活動設(shè)計的最基本依據(jù)。課程標準的變化直接體現(xiàn)在新教材之中。目前，多數(shù)研究基于對教材內(nèi)容及欄目的分析從而提出教材編寫建議。而教材最終要應(yīng)用到教學(xué)過程中。因此本文結(jié)合教師與學(xué)生的實際使用情況。分析新教材的變化。讓新教材的編寫意圖得以準確把握。

1教材和研究方法介紹

本文以人教版高中物理教材為例。選取了2004年版《普通高中課程標準實驗教科書物理必修1》（以下簡稱舊教材）和2019年版《普通高中教科書物理必修第一冊》（以下簡稱新教材），通過文本分析法、比較分析法與經(jīng)驗總結(jié)法。從師生不同的視角出發(fā)。分析學(xué)科核心素養(yǎng)在新教材使用過程中的具體落實情況。

2從“學(xué)”的角度看教材變化

2.1欄目變化

欄目作為教材內(nèi)容的重要呈現(xiàn)形式。是實現(xiàn)課程目標的重要載體。教材編寫的出發(fā)點也是從欄目中體現(xiàn)。整個教材是否能反映新的學(xué)科核心素養(yǎng)，是否能符合學(xué)生的認知規(guī)律，是否能充分利用教材資源優(yōu)勢。都和教材欄目的編排體系有關(guān)。新教材在編寫的時候?qū)滩臋谀窟M行了大幅調(diào)整。在欄目的設(shè)置上從原本的8個欄目擴展到了11個欄目。欄目的數(shù)量對比如表1所示。

欄目變化中最明顯的是每課的開頭都引入了“問題”這一環(huán)節(jié)。舊教材中的“說一說”欄目也是問題的形式。但主要是對擴展性內(nèi)容進行提問。進而引發(fā)思考。提問的一般不是基本教學(xué)內(nèi)容，屬于選學(xué)內(nèi)容。新教材的“問題”通過每節(jié)開始設(shè)計的情境問題。引發(fā)學(xué)生對所要學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容進行主動思考。培養(yǎng)他們的問題意識以及提出問題的能力。同時還配有形象的插圖。更加貼近生活中的實際問題。對學(xué)生物理觀念的形成有著較好的啟發(fā)作用。以新教材中“牛頓第三定律”一節(jié)為例。本節(jié)開頭的問題是“大人跟小孩掰手腕。很容易就把小孩的手壓在桌面上。那么，他們施加給對方的力。大小相等嗎？”使用此案例的過程中。學(xué)生大部分會認為是大人的力氣更大所以才贏的。當(dāng)學(xué)習(xí)完牛頓第三定律后再回頭看這個問題。學(xué)生的物理觀念將在這種強烈的認知沖突中鞏固。

除此之外。部分“問題”在細節(jié)設(shè)置上的更改也對應(yīng)了核心素養(yǎng)的要求。在“速度變化快慢的描述——加速度”一節(jié)中。新舊教材都針對的是汽車與火車運動情況的探討。在舊教材中，明確指引出了解決這一問題的方法?！罢l的‘速度’增加得比較快？它們的速度平均1s各增加多少？”這一提問的本質(zhì)是直接將思路引到控制變量法上.學(xué)生根據(jù)問題的引導(dǎo)可以解決這一實際問題。也能得到加速度的概念。但是在提出這一問題解決方法的能力上并沒有太大收獲。最后的收獲只是結(jié)論，對于科學(xué)思維的訓(xùn)練較弱。新教材中并沒有一條“明路”擺在學(xué)生面前。需要他們自己在頭腦中構(gòu)建控制變量法的思維去解決這一問題。在鍛煉自身思維的同時總結(jié)出物理觀念。收獲了過程也收獲了結(jié)論。并且在最后部分的提問中。新教材提出的問題是“你覺得用‘速度大’或‘速度變化大’能描述這種不同嗎？如果不能。應(yīng)該怎樣描述呢？”對比舊教材中相似的提問，可以看出新教材將這一問題上升成了一個開放式問題。教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生會先用“速度大”“速度變化大”去描述。但是小組探討后都能發(fā)現(xiàn)其不妥之處。進而提出“速度變化快”這一想法。從而得出需要一個新物理量去描述。整個過程都可以看出新教材的“問題”設(shè)置在循序漸進地幫助學(xué)生建構(gòu)科學(xué)探究的過程。

綜合以上分析可知。新教材更傾向于鍛煉學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題的矛盾從而一步步解決的綜合能力。

2.2習(xí)題變化

2.2.1習(xí)題層次化

習(xí)題作為重要的教學(xué)資源。它對教學(xué)的過程性、結(jié)果性評估起到重要的支撐作用。學(xué)生通過習(xí)題夯實基礎(chǔ)知識、發(fā)展核心素養(yǎng)、評估、反思學(xué)習(xí)、改善自身的學(xué)習(xí)方式，從而終身受益。新教材中一個最明顯的改動是每一章節(jié)后增加了A、B兩組“復(fù)習(xí)與提高”的題目。舊教材中的習(xí)題在實際教學(xué)中使用的較少。其本質(zhì)原因是題目的難度與高考題不匹配.因此教師更愿意選用輔導(dǎo)書上的題目對學(xué)生進行訓(xùn)練。這會導(dǎo)致學(xué)生對基礎(chǔ)知識與基本概念的理解不充分。再加上一味地對難題進行訓(xùn)練。帶來的實際問題就是會讓學(xué)生覺得物理知識生硬難懂。物理觀念的框架無法良好建構(gòu)。新教材為了解決這一矛盾，利用A組習(xí)題考查本章基礎(chǔ)知識。幫助學(xué)生完善知識結(jié)構(gòu)。再引入B組綜合性更強的提高題。滿足循序漸進的教學(xué)原則以及差異化培養(yǎng)的需求。根據(jù)實際的使用結(jié)果來看。這樣的習(xí)題設(shè)置更能適應(yīng)剛進入高中的學(xué)生。使其對物理的認識有一個由淺入深的過程，不至于因大量難題堆砌而喪失興趣與信心。

2.2.2習(xí)題革新化

2021年高考物理考試大綱中強調(diào)。物理習(xí)題應(yīng)著重考查考生的知識、能力和科學(xué)素養(yǎng)。注重理論聯(lián)系實際，注重物理與科學(xué)技術(shù)、社會和經(jīng)濟發(fā)展的聯(lián)系，注意物理知識在日常學(xué)習(xí)、生產(chǎn)勞動等方面的廣泛應(yīng)用。大力引導(dǎo)學(xué)生從“解題”向“解決問題”轉(zhuǎn)變。由圖1可知，新教材的各類型習(xí)題數(shù)量要顯著多于舊教材。綜合所有題目分析。新教材中的習(xí)題更重視學(xué)生“解決問題”這一能力的培養(yǎng)。如“時間位移”一節(jié)的課后習(xí)題3考查了學(xué)生對生活情境的概念辨析：“自由落體運動”一節(jié)的課后習(xí)題1考查了學(xué)生對生活情境的現(xiàn)象解釋能力：第二章“勻變速直線運動的研究”章末“復(fù)習(xí)與提高”B組第6題關(guān)于ETC的應(yīng)用。則考查了學(xué)生對生活情境中的規(guī)律應(yīng)用：在“速度變化快慢的描述——加速度”一節(jié)的課后習(xí)題2中要求學(xué)生判斷列舉出各種符合題目所說概念的生活模型。而在舊教材中則是直接詢問“加速度為零的運動是什么運動”。顯而易見，新教材的提問方式更有助于學(xué)生對抽象概念的理解。進而完成建構(gòu)知識、形成觀念、培養(yǎng)素養(yǎng)。

由圖1列出的各類題型來看。新教材中新增了“方案設(shè)計”這一題型。我們選取新教材59頁的第7題來對該題型進行具體分析。本題從生活情境出發(fā)。為了解決排污溝需要定時沖水的問題。需要應(yīng)用所學(xué)的重心知識設(shè)計一個自動沖水裝置。該類型的題目設(shè)置較為新穎。目前，多數(shù)習(xí)題都是針對給出的物理模型來設(shè)置計算問題。這并沒有逃出“解題”的本質(zhì)。學(xué)生面對這種類型的問題時，也只是在提取相關(guān)的數(shù)據(jù)進行計算，“解決問題”的能力沒有得到充分鍛煉。本題的巧妙之處在于學(xué)生需要理解這一生活問題。再通過所學(xué)的物理知識去指導(dǎo)生活實踐。自己補充完善這一物理模型。完成題目的整個環(huán)節(jié)中并不需要進行數(shù)學(xué)計算。真正將“解決問題”這一思想貫徹進題目中。整個題目關(guān)于核心素養(yǎng)的涵蓋也較為全面。應(yīng)用“重心”這一物理知識解決生活問題的過程中。通過與“力”相關(guān)知識的結(jié)合應(yīng)用。促進了學(xué)生在腦海中凝練物質(zhì)觀、運動觀、相互作用觀等物理觀念。在設(shè)計裝置的過程中，涵蓋了對學(xué)生理解能力、模型建構(gòu)能力、實驗探究能力以及創(chuàng)新能力的考查。從多角度、多層次滲透了科學(xué)思維以及科學(xué)探究的核心素養(yǎng)。另外，考慮到本題對于綜合能力的要求極高。根據(jù)習(xí)題應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)這一理念。題目給予了一定的引導(dǎo)。以求調(diào)動學(xué)生的積極性。發(fā)揮其潛能設(shè)計出創(chuàng)造性的可行方案。最后，“排污溝自動沖水裝置”這一情境創(chuàng)設(shè)將幫助學(xué)生認識到自動沖水裝置是“重心”這一知識的創(chuàng)造性應(yīng)用。也更加能讓學(xué)生體會到基礎(chǔ)性理論的研究帶來的創(chuàng)造性應(yīng)用促進了人類社會的進步。真正落實科學(xué)態(tài)度與責(zé)任素養(yǎng)與習(xí)題情境的融合。

在筆者的實際使用中還發(fā)現(xiàn)。學(xué)生對于此類開放性題目有較大的興趣。于是我們分組進行了展示與討論?？梢园l(fā)現(xiàn)學(xué)生設(shè)計的裝置有著許多獨特的思維和見解。雖然部分學(xué)生的設(shè)計并不合理。但是在整個探討的過程中對于學(xué)生準確闡述方案進行交流的能力、課堂的氣氛以及學(xué)生對物理的興趣都有著積極意義。值得深思的是，盡管此類型題目對幫助學(xué)生了解客觀世界、學(xué)習(xí)探索世界的方法、培養(yǎng)科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任、培養(yǎng)自己理性思考等都有積極的促進作用，但與學(xué)生的實際應(yīng)試有著一定程度的偏離。教材一試題一學(xué)科素養(yǎng)的相互配合應(yīng)成為今后探究的重點之一。

2.2.3習(xí)題生活化

無論是新教材還是舊教材。包含的插圖都是極為豐富的。但新教材更多選用的是生活中實際拍攝的圖片。以新教材“牛頓運動定律的應(yīng)用”一節(jié)的例題1為例（表2），“冰壺”比賽符合當(dāng)下時代的特征。引申到全文可發(fā)現(xiàn)。大部分的插圖都和我們的現(xiàn)代化生活息息相關(guān)。對部分偏遠地區(qū)的學(xué)生來說，他們生活中的所見所聞與現(xiàn)代化生活差距較大。物理的探究性活動與物理科學(xué)技術(shù)的發(fā)展聯(lián)系較弱。導(dǎo)致學(xué)生對物理現(xiàn)象的探究流于形式。對于學(xué)生和由之延展開的民眾科學(xué)素養(yǎng)的提升幫助有限。針對以上問題，實拍圖片的增加能更好地幫助學(xué)生開闊視野。讓他們獲得更為具體生動、更具時代參與感的科學(xué)體驗，從而達到將學(xué)生的物理觀念延伸成對科技社會生活的自覺認知的社會化目的。

對表2中的例題進行分析可以看出。新教材中使用的計算數(shù)據(jù)大多是生活中的真實數(shù)據(jù)。目前。大部分的物理例題中都會涉及到一個問題——探究問題過于理想化、形式化。數(shù)據(jù)都是根據(jù)理想化預(yù)先設(shè)置好的。計算痕跡過于明顯。將物理的學(xué)習(xí)淪為紙上談兵。這樣的計算也使得學(xué)生的探究熱情大打折扣，束縛了探究的本質(zhì)。雖然在高中階段習(xí)題還是著眼于問題和原理的知識取向。但基于真實數(shù)據(jù)的教育。是知識學(xué)習(xí)形態(tài)轉(zhuǎn)化為核心素養(yǎng)形態(tài)的重要窗口。而這也是我們的物理教育面向現(xiàn)代化科技社會的素養(yǎng)追求所在。新教材中重視到了這一點，不應(yīng)該僅僅是通過實驗題鍛煉學(xué)生對于真實數(shù)據(jù)的計算能力。在其他題型設(shè)置中也應(yīng)該體現(xiàn)出嚴謹?shù)目茖W(xué)性。改變以往的知識取向到能力取向上。貫徹完成以立德樹人為核心的“一核”“四層”“四翼”新高考評價體系。筆者非常認可新教材中關(guān)于數(shù)據(jù)真實性的改良。不過在上課實際使用例題的過程中，有部分數(shù)據(jù)計算過于復(fù)雜，學(xué)生計算的時間過久，從而影響到課堂質(zhì)量。新教材的這一設(shè)置出發(fā)點是為了增強學(xué)生的數(shù)據(jù)計算能力。但筆者認為，對于太復(fù)雜的數(shù)據(jù)計算在實際使用時可適當(dāng)進行優(yōu)化，在課后習(xí)題中再去強化計算能力。因此。筆者在使用的過程中會稍微在例題的真實數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對其進行部分修改。使其貼近生活的同時也能方便學(xué)生計算，從而保證課堂正常推進。

3從“教”的角度看教材變化

3.1章節(jié)變化

3.1.1章節(jié)內(nèi)容調(diào)整

新舊教材都由4個章節(jié)組成。內(nèi)容的主干大致相同。都是由運動學(xué)到靜力學(xué)最后到動力學(xué)遞進。對比舊教材，新教材的章節(jié)呈現(xiàn)更符合日常的教學(xué)。以前兩章為例，表3列出了新舊教材前兩章的目錄。從表中對各小節(jié)標題的陳列可以看出，新教材在章節(jié)上有所刪減，少了“坐標系”“勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系”等內(nèi)容。

對教材進行詳細剖析。我們發(fā)現(xiàn)這些缺失的部分都融入到了其他章節(jié)之中。新教材將“坐標系”這一內(nèi)容融入在“位置和位移”中?！白鴺讼怠眱?nèi)容的融入并不是將舊教材中的這一部分內(nèi)容直接生搬硬套進另一章節(jié)中。而是將“坐標系”作為研究問題的工具。幫助我們定性去闡述位置到位移的這一過程。新教材第二章將“勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系”并入到了“勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系”一節(jié)中。位移與速度作為一個推導(dǎo)公式，并不涉及新的概念或推理方法的講述。將之單獨放在一個章節(jié)中。增加了知識的冗雜性。且速度與位移這一關(guān)系式的提出是想讓我們在解決問題中能靈活選擇應(yīng)用。簡化解決問題的過程。若將其放在獨立的章節(jié)，學(xué)生往往會將運動公式分立看待，偏離最初的本意。綜合實際情況來看。在使用新教材的過程中明顯能體會到各部分內(nèi)容之間的邏輯線索有更清晰的凸顯。在高中物理教學(xué)的起始階段。這樣清晰且有層次與結(jié)構(gòu)的教材章節(jié)呈現(xiàn)可以更好地幫助教師向?qū)W生示范物理學(xué)習(xí)的基本方法以及解決問題的靈活思路。

3.1.2章節(jié)順序調(diào)整

除了內(nèi)容變化外。新教材在章節(jié)順序上也進行了部分調(diào)整。筆者在使用過程中印象較為深刻的是“牛頓第三定律”在教材中位置的改變。不同于舊教材中將“牛頓第一定律”“牛頓第二定律”“牛頓第三定律”依次放在第四章中。新教材單獨將“牛頓第三定律”放在第三章的“摩擦力”章節(jié)后。并且在“牛頓第三定律”這一節(jié)中的最后也專門設(shè)置了“物體受力的初步分析”。這樣的編排變化加深了對前面重力、彈力、摩擦力的理解，也為后面解答共點力平衡問題的受力分析奠定了必要的知識基礎(chǔ)。在舊教材的教學(xué)編排下，學(xué)生很難在后續(xù)的共點力平衡教學(xué)中分清楚研究對象的選取。區(qū)分不開“受力分析”與“施力分析”。對于“作用力和反作用力”與“平衡力”之間的關(guān)系混淆不清。節(jié)問邏輯的不適，導(dǎo)致在后面的“共點力平衡”章節(jié)學(xué)生無法根據(jù)相互作用的效果（加速度為零的平衡狀態(tài)）和運用相互作用的規(guī)律（合力為零）來建立正確的數(shù)學(xué)關(guān)系。在新教材編排下，教師可以更容易地規(guī)范學(xué)生解答靜力學(xué)和動力學(xué)問題的思路，進而促進相互作用觀的形成。

3.2頁面布局變化

新教材在頁面布局中作出了嶄新變化。在正文部分頁面兩邊留有空白。相比于舊教材讓頁面內(nèi)容滿屏出現(xiàn)的方式。新教材的排版在視覺上更具可讀性?？瞻滋幍氖褂梅椒ń滩闹幸矠槲覀冏隽耸痉丁Ｔ摽臻g主要是對正文內(nèi)容進行插圖補充或旁批說明。其中，旁批的內(nèi)容涉及廣泛，如問題引入、方法歸納、模型建立、科學(xué)精神解讀等。在“勻變速直線運動的速度與時間的關(guān)系”一節(jié)中。旁批利用U-t圖像加強學(xué)生對勻變速運動定義的理解。幫助學(xué)生建立起數(shù)學(xué)模型聯(lián)系物理的科學(xué)探究方法。在“自由落體運動”一節(jié)中，旁批簡略描述了伽利略探索的過程。并且指出批判精神對創(chuàng)新的必要性。培養(yǎng)了學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。在統(tǒng)籌本章知識的章首語后，會加入一些名言注釋。這部分小字的內(nèi)容能幫助學(xué)生關(guān)注知識背后的故事，做到科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的滲透。以上小模塊的引入高效利用了教材所提供的資源。同時也根據(jù)實際情況對教學(xué)進行適當(dāng)?shù)难a充。更高效地指引學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。筆者在課堂教學(xué)中也會使用頁面兩邊的空白部分讓學(xué)生記錄隨堂筆記和適當(dāng)補充。學(xué)生在預(yù)習(xí)過程中也可以記錄自身的疑惑與思考。對新知識的概念理解和后期的知識體系整理都有著促進作用，教師也能更好地利用教材指導(dǎo)學(xué)生進行有效預(yù)習(xí)與總結(jié)。

4小結(jié)與啟示

通過對新教材欄目、習(xí)題、章節(jié)內(nèi)容以及版面變化的剖析。再結(jié)合在實際教學(xué)中的使用情況。我們對于新教材關(guān)于新課標中物理學(xué)科核心素養(yǎng)的落實情況進行了較為全面的探討。從學(xué)與教的不同角度來看。新教材更注重利用實際生活情境對學(xué)生進行有引導(dǎo)性的科學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)。同時，在習(xí)題分組、章節(jié)變化和排版改良方面，我們也能深深地感受到新教材更渴望能合理地幫助教師將整個物理的學(xué)習(xí)過程融入到教材中來。而不去過度依賴其他的教參書。從使用角度來說，新教材也仍存在可改善的地方，如部分新穎性的習(xí)題與考試不匹配。部分例題的數(shù)據(jù)過于復(fù)雜導(dǎo)致計算不方便等問題。都是一線教師在使用時需要認真研究的。筆者建議在教材的最后可以增加對于整本書內(nèi)容的回顧與后續(xù)內(nèi)容的啟發(fā)指引，既增加了對于全冊教材內(nèi)容的復(fù)習(xí)與提高。也更促進知識的聯(lián)系與銜接和綜合物理觀念在學(xué)生腦海中的形成。