呂燦婧 吳琴琴 李奇云 周義

摘 ? 要：從教材內(nèi)容、編排順序、欄目設(shè)置和習題選擇四個方面，對2004年版和2019年版人教版高中物理教材中的“重力”部分進行了對比分析?；谛屡f教材中“重力”部分的對比分析結(jié)果，以培養(yǎng)學生的物理學科核心素養(yǎng)為目的，進行了相關(guān)教學設(shè)計。

關(guān)鍵詞：高中物理；新舊教材；重力；核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2023）7-0019-4

《普通高中物理課程標準（２０１７年版）》明確指出，“高中物理課程應在義務教育的基礎(chǔ)上，進一步促進學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展?！保郏保?并提出物理學科素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”和“科學態(tài)度與責任”四個方面。課程標準規(guī)定了教材的編寫內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，是教材編寫的指導思想。而教材則是課程標準最主要的載體，它可以把課程標準中的內(nèi)容要求有效地傳達給學習者，從而使教學質(zhì)量得到提高。因此，教材編寫應與課程標準保持一致性。

２０１９年版人教版普通高中物理教科書（以下簡稱“新教材”）已經(jīng)使用近３年了，在使用新教材的過程中我們發(fā)現(xiàn)，與２００４年版人教版教科書（以下簡稱“舊教材”）相比，新教材有了很大的變化，它更注重學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)［２-３］。

本文對人教版新舊教材的“重力”內(nèi)容進行對比分析，并根據(jù)新舊教材對比結(jié)果進行教學設(shè)計，以促進學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

1 ? ?新舊教材內(nèi)容編寫的對比

1.1 ? ?教材內(nèi)容

新教材經(jīng)過精心編排，內(nèi)容更加豐富多彩，并且部分內(nèi)容有所刪減和增加（表1）。舊教材花了較大篇幅來回顧初中已學的“力的基本概念”，新教材對其進行了優(yōu)化，簡化成三個問題導入來回顧舊知?！八姆N基本相互作用”概念太大，與當下學生的認知發(fā)展規(guī)律不符，故新教材果斷將其刪除。另外，新教材為了更好地優(yōu)化教材內(nèi)容，將重力和彈力編排在同一節(jié)，既能使其自然過渡到彈力，又充實了教材內(nèi)容，同時增加了探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系的探究實驗。這一節(jié)教學內(nèi)容明顯增加，所以需要用２課時授課，本文主要對第１課時“重力”部分進行教材分析和教學探討。

1.2 ? ?編排順序

新教材在關(guān)于“重力”內(nèi)容的順序上作了調(diào)整（表2）。新教材的修訂從學情出發(fā)，始終將學生放在主體地位。在初中階段，就已經(jīng)進行了力的概念及其相關(guān)性質(zhì)的教學，新教材通過問題串聯(lián)的形式，引入此課題，溫故而知新。同時，學生在初中也已學過力的示意圖，力的圖示是力的示意圖的升級版，可以精確地表示力的三要素。舊教材將力的圖示放在力的基本概念后，將其放在知識回顧的環(huán)節(jié)，且以與水平方向成一定角度的拉力為例畫力的圖示，而新教材則是將其安排在重力的三要素后，并直接以重力為例畫出力的圖示，更符合物理知識邏輯結(jié)構(gòu)和學生的認知發(fā)展規(guī)律。

1.3 ? ?欄目設(shè)置

除明確標有“實驗”的章節(jié)，新教材在每節(jié)開頭均設(shè)置了“問題”欄目，以“問題”創(chuàng)設(shè)情境引入，這一節(jié)也不例外。這樣的設(shè)置可以引導學生對舊知識進行回顧，在幫助學生構(gòu)建知識，培養(yǎng)科學思維的同時，還可以檢測學生的認知情況，檢查學生對力的認識中是否存在錯誤的前概念。因此，相比于舊教材直接將初中關(guān)于力的基本知識簡單粘貼上來，新教材更富有啟發(fā)性和發(fā)展性，更有助于學生科學思維的培養(yǎng)。

關(guān)于懸掛法測重心實驗，兩版教材有不同的編寫。舊教材的“做一做”欄目，讓學生通過自主探究實驗確定薄板的重心，自證得出懸掛法的原理（圖1）。而新教材直接說明懸掛法的實驗原理，并沒有讓學生探究該實驗（圖2）。自主探究可以激發(fā)學生的學習興趣，讓他們更加主動地參與學習過程和探索問題的答案，學生可以更深刻地理解問題的本質(zhì)和原理，培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)造性思維。

1.4 ? ?習題選擇

在習題設(shè)置的改動方面，新教材保留了舊教材的課后習題，同時又設(shè)置了章末習題的“復習與提高”欄目，大大增加了學生的習題量，培養(yǎng)學生的解題能力。章末習題組是本章所有內(nèi)容的整合與提升，所以相比于舊教材，新教材兼顧學生基礎(chǔ)鞏固與思維創(chuàng)新，綜合性更高，體現(xiàn)了新教材對學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

新舊教材在關(guān)于“重力”這一內(nèi)容的課后習題設(shè)置并沒有太大的變動（表3）。從數(shù)量和類型來看，都設(shè)置了同樣的簡答題、作圖題和推導證明題，其中作圖題有些許改動。舊教材要求畫出不同運動狀態(tài)下的物體重力的圖示，側(cè)重面相對單一。新教材要求畫出重力、推力和拉力的圖示，以及指出受力物體和施力物體。同樣是考查力的圖示，舊教材的課后習題基礎(chǔ)性強，難度偏低，而新教材更注重學生的知識遷移，有利于培養(yǎng)學生的科學思維。

2 ? ?基于核心素養(yǎng)的教學設(shè)計

以《普通高中物理課程標準（2017年版）》為指引，筆者根據(jù)以上對新舊教材中“重力”部分的對比分析結(jié)果，進行了相關(guān)教學設(shè)計，以期全面發(fā)展學生的物理學科核心素養(yǎng)。

2.1 ? ?創(chuàng)設(shè)情境，回顧舊知

教師先利用多媒體展示一張“足球運動”的動圖：足球減速滾動最終停下來了。以足球為研究對象，提出一系列問題：

（1）是什么原因?qū)е伦闱蜻\動狀態(tài)的改變？

（2）什么是力？

（3）力的作用效果是什么？

（4）力的三要素是什么？

再展示一張“掉落的蘋果砸中牛頓”的圖片，同時提出一系列問題：

（1）蘋果為什么會落到牛頓的頭上？蘋果受到了什么力？

（2）如果掉落的是更大的蘋果，牛頓會怎樣？

（3）為什么掉落了多個蘋果，唯獨牛頓上方的那個蘋果能砸中他？

學生在教師的引導下，依次回答問題，逐步回顧初中已學的力的相關(guān)知識以及重力的定義、大小和方向。

【設(shè)計意圖】舊教材中對初中已學的物理知識進行了較多的重復。教材內(nèi)容選取應根據(jù)課程標準要求，明確學生當前學習的重難點，知道學生當前的學習水平，不要過多重復已學知識。若需要喚醒學生已學知識，可以采用提問的形式進行教學，所以這部分的設(shè)計采用了新教材的編寫。

創(chuàng)設(shè)情境進行教學，激發(fā)學生學習興趣；通過問題串的方式，層層遞進，構(gòu)建了一個系統(tǒng)的知識框架。這是對已有知識的回顧，可以增強學生的自信心和求知欲。將前兩章“物體運動的規(guī)律”和本章“相互作用——力”銜接起來，讓學生更好地形成物理觀念。

2.2 ? ?實驗探究，突破難點

難點一：重心的概念。

組織學生做個小游戲：用手指尖將質(zhì)量分布均勻的矩形薄板成功頂起來。學生通過做游戲，發(fā)現(xiàn)只有在薄板中心處提供支持力，才能將矩形薄板成功頂起來。利用多媒體輔助教學的功能，對該實驗原理進行解讀，得出重心的定義，滲透 等效代換的含義。并通過實例引導學生得出規(guī)律：對于質(zhì)量分布均勻、形狀規(guī)則的物體，重心在其幾何中心。

【設(shè)計意圖】 剛剛步入高中階段的學生，學習“重心”這樣抽象的概念難免會存在無法完全理解的現(xiàn)象。該小游戲簡單易操作，具有趣味性，意在激發(fā)學生學習的積極性。并結(jié)合多媒體展示圖片，使抽象概念具體化，學生能更好地理解重心的概念和等效代換的含義，促進學生物理觀念和科學思維的形成。

難點二：懸掛法測物體重心的原理。

讓學生試著確定不規(guī)則薄板的重心。學生聯(lián)系剛剛做的小游戲，用手指支撐法找到了不規(guī)則薄板的重心。在此基礎(chǔ)上，教師引導學生閱讀教材中“確認薄板的重心”內(nèi)容（第56頁），巡視指導學生用懸掛法確定形狀不規(guī)則薄板的重心，并請一位學生上講臺演示該實驗。同時，在學生操作的過程中指出實驗注意事項，引導學生理解懸掛法測物體重心的原理。

【設(shè)計意圖】 基于學習進階理論，從“支撐法”進階為“懸掛法”，促進學生對知識的有效建構(gòu)。通過讓學生親自體驗科學探究的過程，培養(yǎng)學生動手實驗的能力，在實驗探究過程中突破教學難點。教師進行巡視指導，不但可以掌握學生的學習能力和動手能力，及時得到反饋，還能增強師生情感。

難點三：質(zhì)量分布不均勻、形狀不規(guī)則的物體重心的確定。

多媒體播放“古代驅(qū)獸器原理模型”視頻。古時候，勞動人民的莊稼時常受到野獸的踩踏和啃食，為了保護地里的莊稼，人們就想了各種辦法來驅(qū)逐野獸。視頻中展示的是我國古代驅(qū)獸器原理模型，它會發(fā)出不間斷的敲擊聲來驅(qū)趕毀壞莊稼的動物，讓學生思考解釋它的工作原理。學生利用所學重心知識解釋原理，并在教師的引導下總結(jié)得出結(jié)論：質(zhì)量分布不均勻的物體，其重心會偏向質(zhì)量大的一方。同時，教師強調(diào)要學習古代勞動人民善于思考、勇于實踐的精神，在日常生活中也要學會利用所學物理知識來解答一些疑難問題。

【設(shè)計意圖】 通過觀看“古代驅(qū)獸器”視頻，落實對學生科學態(tài)度與責任的培養(yǎng)，讓學生感受古人的聰明才智和古代科技的輝煌燦爛，有助于學生樹立民族文化自信心和自豪感。

2.3 ? ?學習進階，能力提升

多媒體展示一張“空中飛人”的圖片，引導學生對其進行受力分析，畫出“力的示意圖”，并在此基礎(chǔ)上畫出“力的圖示”。教師補充力的圖示和力的示意圖的區(qū)別：表示不同、包含內(nèi)容不同以及標度不同。

【設(shè)計意圖】從力的三要素自然過渡到對物體受力分析，從力的示意圖過渡到力的圖示，都符合物理學科內(nèi)容的邏輯性，也順應學生的認知發(fā)展水平。

3 ? ?結(jié) ?語

教材是教學的重要依據(jù)之一，而不同版本教材的對比分析則可以幫助我們更好地理解和把握教材的核心內(nèi)容，為教學過程的設(shè)計提供有效的參考和指導。本文旨在探討通過對比分析新舊教材，結(jié)合新舊教材的優(yōu)點，設(shè)計出更加全面和有針對性的教學過程?！爸亓Α边@節(jié)課的教學內(nèi)容是學生初中所學知識的鞏固、提升與發(fā)展，教學過程的設(shè)計要在分析對比新舊教材內(nèi)容后結(jié)合雙方優(yōu)點的基礎(chǔ)上，重視初高中知識的銜接和物理學科知識體系的邏輯性。

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，２０18：４－５．

［２］人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心．普通高中課程標準實驗教科書物理必修１［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２００４：５１－５３．

［３］人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心．普通高中教科書物理必修第一冊［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２０１９：５5－59．

（欄目編輯 ? ?劉 ? 榮）