高中物理“雙循環(huán)”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式的特征分析
——對(duì)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017版)的解讀

吳金艷 袁海泉

(蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215006)

2017版物理新課標(biāo)和前版一樣，內(nèi)容具有高度的系統(tǒng)性和一定的完整性.但是，前版的內(nèi)容安排是從力學(xué)開始按照力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理的順序逐個(gè)呈現(xiàn)，是一步到位式的單循環(huán)模式，而2017版的新課標(biāo)中，力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理中的主要內(nèi)容都至少出現(xiàn)兩次,即筆者所說的循環(huán)兩次，與前版內(nèi)容形成明顯對(duì)比.這樣的雙循環(huán)模式，對(duì)比前者有明顯的特點(diǎn)及優(yōu)勢.

1 國際趨勢

采用“雙循環(huán)”的內(nèi)容設(shè)計(jì)模式，是自中國大陸物理課程標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)以來的第一次.但目前國際上教育比較先進(jìn)的國家及地區(qū)，采用的物理課程內(nèi)容設(shè)置模式很多都是雙循環(huán)或多循環(huán).

英國A-LEVEL高中物理課程編排順序幾乎與我國相同[1]，即大致分為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理這幾大塊.英國A-LEVEL教材高中物理的學(xué)習(xí)具體包括《物理1》和《物理2》，這兩個(gè)模塊的知識(shí)由淺入深，且?guī)缀醵忌婕傲肆W(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和原子物理這幾大塊，是明顯的雙循環(huán)內(nèi)容結(jié)構(gòu).對(duì)于力學(xué)部分來說，不僅在物理課程中講到，數(shù)學(xué)學(xué)科中的必修子學(xué)科——《力學(xué)》中也涉及到了，故力學(xué)部分實(shí)際應(yīng)是三循環(huán)模式.在美國AP物理課程中《物理1》和《物理2》分別是力學(xué)和電磁學(xué),而AP《物理C》也是電磁學(xué)和力學(xué)，只不過內(nèi)容深度不一樣，由此可見其內(nèi)容設(shè)置上是雙循環(huán)模式[2].臺(tái)灣理科生需學(xué)習(xí)《基礎(chǔ)物理一》、《基礎(chǔ)物理二 B》和《選修物理》.《基礎(chǔ)物理一》把中學(xué)物理中幾乎所有知識(shí)進(jìn)行了講解，使學(xué)生對(duì)中學(xué)物理的知識(shí)結(jié)構(gòu)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，《基礎(chǔ)物理二 B》和《選修物理》則是在《基礎(chǔ)物理一》基礎(chǔ)上再次深入地、系統(tǒng)地講解各知識(shí)點(diǎn).由此可見，臺(tái)灣物理課程內(nèi)容設(shè)置也是雙循環(huán)模式[3].日本高中物理雖沒有按照傳統(tǒng)的順序編排，但對(duì)于理科生來說要學(xué)習(xí)的《理科綜合A》及《物理Ⅰ》是課程內(nèi)容上的第一次循環(huán)，而《物理Ⅱ》則在此基礎(chǔ)上再次拓展延伸，形成第二次循環(huán).

2 新課標(biāo)“雙循環(huán)”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式特征分析

通過分析，筆者認(rèn)為2017版新課標(biāo)中必修課程是第一次循環(huán)，選擇性必修課程是第二次循環(huán).兩次循環(huán)的具體物理知識(shí)內(nèi)容分析如表1所示.

高中階段的物理以力學(xué)和電磁學(xué)為重點(diǎn)，這兩部分的內(nèi)容比較多，難度較大.由表1知：新課標(biāo)在必修1和必修2中第一次涉及到力學(xué)，在選擇性必修1中再次安排了深層次的力學(xué)知識(shí)；必修3和選擇性必修2中都是關(guān)于電磁學(xué)的知識(shí)，前者為后者的展開作鋪墊，后者是前者基礎(chǔ)上的深入.故新課標(biāo)對(duì)力學(xué)和電磁學(xué)的安排明顯呈雙循環(huán)模式.而對(duì)于光學(xué)、熱學(xué)、原子及量子物理，在中學(xué)教學(xué)中這幾部分的內(nèi)容不多，難度不高，無需進(jìn)行二次循環(huán)，新課標(biāo)都把它們一次性安排在選擇性必修課程中.雖然這幾部分內(nèi)容都只是一次循環(huán)，但是在必修部分也會(huì)簡單涉及到.

如必修3中講了光是一種電磁波，光的能量不是連續(xù)的，既涉及光的知識(shí)也涉及量子物理的知識(shí)，讓學(xué)生初步了解微觀世界的量子化特征.

表1 兩次循環(huán)的具體物理知識(shí)內(nèi)容分析

分析知，兩次循環(huán)中的內(nèi)容：從簡單到復(fù)雜，如從經(jīng)典力學(xué)到原子及量子物理學(xué)；從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，如從靜力學(xué)到動(dòng)力學(xué)；從宏觀到微觀，如從力學(xué)、電磁學(xué)和光學(xué)到原子及量子物理學(xué).同時(shí)，對(duì)于同一類知識(shí)的具體內(nèi)容，新課標(biāo)也把理論性更強(qiáng)、思維要求更高的放在第二次循環(huán)中.如力學(xué)部分中，動(dòng)量、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波的表現(xiàn)形式在較高層次，里面所涉及的運(yùn)動(dòng)和能量是前面所涉及的力、運(yùn)動(dòng)、機(jī)械能知識(shí)的非線性的綜合運(yùn)用.學(xué)了動(dòng)量守恒問題之后，力、運(yùn)動(dòng)及機(jī)械能的問題都可以進(jìn)行綜合，且動(dòng)量的概念相對(duì)于力、機(jī)械運(yùn)動(dòng)和機(jī)械能等概念的建立也更困難.故力、機(jī)械運(yùn)動(dòng)及機(jī)械能被放在第一次循環(huán)，而動(dòng)量及動(dòng)量守恒、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波則放在第二次循環(huán).電磁學(xué)部分，靜電場、電路、電磁場是安培力、洛倫茲力、電磁振蕩等知識(shí)的基礎(chǔ)，新課標(biāo)把它們放在第一次循環(huán)中，而難度加深和要求提高了的安培力、洛倫茲力、電磁振蕩等綜合性知識(shí)則放在第二次循環(huán)，這兩次循環(huán)由淺到深，由宏觀到微觀.

3 “雙循環(huán)”內(nèi)容設(shè)置模式的優(yōu)勢

3.1 降低高中物理的起點(diǎn)要求

目前我國初高中物理知識(shí)之間存在較大臺(tái)階，而前版課標(biāo)里，需要一次性順次地講解完某一知識(shí)點(diǎn)所有的包括難度較大的內(nèi)容，對(duì)學(xué)生的起點(diǎn)要求較高，學(xué)生易覺吃力，這樣并沒有提高他們的物理基礎(chǔ)，反而降低了其對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣.有了“雙循環(huán)”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式后，在作為起點(diǎn)的第一次循環(huán)中，學(xué)生只需要接觸基礎(chǔ)的知識(shí)，形成基礎(chǔ)層次的概念性理解，在第二次循環(huán)中，學(xué)生再一次深入、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)各部分物理知識(shí).這樣既降低了物理學(xué)習(xí)的起點(diǎn)，使初高中物理知識(shí)有機(jī)銜接，也能引起學(xué)生的興趣，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下積極的心理及學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ).

3.2 契合認(rèn)知發(fā)展水平及規(guī)律

兩種課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式都體現(xiàn)了物理學(xué)知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性、 科學(xué)性和系統(tǒng)性，利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯性和系統(tǒng)性的思維.但“單循環(huán)”模式與學(xué)生的認(rèn)識(shí)發(fā)展水平及規(guī)律不符，以學(xué)生的能力水平還不能理解或是難以接受某些學(xué)科知識(shí).初中的物理知識(shí)比較形象直觀，而高中物理知識(shí)比較抽象，需要深入的抽象思維，單循環(huán)的、一步到位式的知識(shí)安排必定會(huì)給還未轉(zhuǎn)變思維方式的高一新生造成不可忽視的負(fù)面影響，打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生畏難心理失去學(xué)習(xí)的興趣和信心.形成了內(nèi)容上的第二次循環(huán)后，學(xué)生有了轉(zhuǎn)變思維的緩沖時(shí)間，等思維慢慢轉(zhuǎn)變后再學(xué)習(xí)抽象的知識(shí)內(nèi)容，學(xué)生學(xué)得輕松，教學(xué)效果也會(huì)提升.

3.3 有助于學(xué)生自我定位

高一的學(xué)習(xí)之后很多學(xué)生馬上要面臨著文理分科，如果高一的物理知識(shí)過于深入抽象，很容易給學(xué)生留下物理知識(shí)深?yuàn)W難學(xué)的印象，導(dǎo)致本來對(duì)物理比較感興趣的學(xué)生最后沒有繼續(xù)選擇物理.“雙循環(huán)”課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式的教學(xué)內(nèi)容安排，契合了學(xué)生的認(rèn)知水平，先讓學(xué)生形成對(duì)高中物理初步、整體的了解，再根據(jù)自己的興趣、思維特點(diǎn)和未來職業(yè)規(guī)劃選擇之后的學(xué)習(xí)內(nèi)容，給學(xué)生提供了自我定位、自主選擇的機(jī)會(huì).

3.4 利于物理核心素養(yǎng)的養(yǎng)成

物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的形成，科學(xué)探究能力的提高是一個(gè)循序漸進(jìn)且反復(fù)的過程，教材內(nèi)容的單循環(huán)不利于核心素養(yǎng)的養(yǎng)成.特別是力學(xué)及電磁學(xué)部分內(nèi)容抽象程度較高，而單循環(huán)的模式?jīng)]有給學(xué)生足夠時(shí)間逐步提高，大多數(shù)學(xué)生都沉浸在如何解題得高分之中，其科學(xué)素養(yǎng)并沒有得到真正提高.雙循環(huán)模式的教學(xué)內(nèi)容安排，統(tǒng)籌了高中物理內(nèi)容，改善了課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間、精力應(yīng)付考試并能逐步培養(yǎng)自身的物理核心素養(yǎng).

此外，由于雙循環(huán)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，國際上采用此模式的國家及地區(qū)也越來越多，新版課標(biāo)的出現(xiàn)有利于我國高中物理教育與國際接軌，緊跟國際趨勢.

4 教學(xué)建議

4.1 深入研究新課標(biāo) 指導(dǎo)物理教學(xué)實(shí)際

物理課程標(biāo)準(zhǔn)是物理課程實(shí)施和評(píng)價(jià)的依據(jù)，然而，為了幫助學(xué)生應(yīng)對(duì)考試，我國大陸一線物理教師關(guān)心的往往是教學(xué)要達(dá)到一定的深度和廣度，很少關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn).實(shí)際上，教師更應(yīng)該關(guān)注、研究課標(biāo)，以此來指導(dǎo)教學(xué).教師要理解新課標(biāo)的理念、內(nèi)容深度及雙循環(huán)內(nèi)容設(shè)置模式的科學(xué)依據(jù)等，對(duì)課標(biāo)的合理性與適切性進(jìn)行深度思考.只有在一定程度上理解了課標(biāo)后，才能在實(shí)際課堂中靈活運(yùn)用各種教學(xué)方式方法體現(xiàn)課標(biāo)的理念并實(shí)現(xiàn)課標(biāo)要求達(dá)到目標(biāo)，真正提高學(xué)生的物理科學(xué)素養(yǎng).

4.2 聯(lián)系教學(xué)實(shí)際 安排物理教學(xué)內(nèi)容

一方面，每個(gè)學(xué)校生源不同，學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)整體水平不同，學(xué)校間的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)內(nèi)容順序、教學(xué)內(nèi)容深度等也應(yīng)該不同.另一方面，每個(gè)學(xué)生思維方式、認(rèn)知水平不同，在教學(xué)過程中，特別在必修階段應(yīng)考慮到作為大眾群體的非理科生對(duì)教學(xué)內(nèi)容方面的適應(yīng)情況.因此，教學(xué)過程中，結(jié)合新課標(biāo)雙循環(huán)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式，教學(xué)內(nèi)容不宜突然間講解過深，要有充分鋪墊、過渡，同一知識(shí)點(diǎn)盡量用多種方式從不同方面講解，盡量考慮到非理科生的心理認(rèn)知水平及思維特點(diǎn).學(xué)校及教師要對(duì)教學(xué)內(nèi)容的廣度和深度作更細(xì)致的研究，用最合適的廣度和深度的知識(shí)內(nèi)容滿足不同群體學(xué)生的物理學(xué)習(xí)，適合大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)的需要和認(rèn)知水平.

4.3 結(jié)合認(rèn)知發(fā)展規(guī)律 創(chuàng)新物理教學(xué)方式

學(xué)生是教學(xué)活動(dòng)的主體，教學(xué)方式的選擇要結(jié)合學(xué)生的興趣和認(rèn)知發(fā)展規(guī)律.教師在實(shí)施教學(xué)活動(dòng)之前要了解和熟悉所教學(xué)生的平均認(rèn)知水平、認(rèn)知差異，以落實(shí)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)發(fā)展需要為目的選擇和創(chuàng)新教學(xué)方式.新課標(biāo)雙循環(huán)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式，利于教師結(jié)合處于不同認(rèn)知階段的學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，故教師不必拘泥于已有的教學(xué)方式，盡可能設(shè)計(jì)適合多種認(rèn)知層次學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)方式.

4.4 注重科學(xué)素養(yǎng)的全面性 改變物理教學(xué)觀念

目前我國普遍的教學(xué)觀仍是知識(shí)本位的教學(xué)觀，而其他教育先進(jìn)國家及地區(qū)大部分是培育式的教學(xué)觀.在知識(shí)本位的教學(xué)觀影響下培養(yǎng)出的學(xué)生大多缺乏創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考能力和問題解決能力.而培育式的教學(xué)觀則注重促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)未來社會(huì)的生存能力，學(xué)生普遍具有創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，獨(dú)立思考能力和問題解決能力也較高.雙循環(huán)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)模式一定程度上契合了培育式的教學(xué)觀念，為物理教學(xué)觀念的改變打下基礎(chǔ).