新“滬科教版”高中《物理》的“六現(xiàn)”特色

龔劍秋

(重慶市第一中學校，重慶 400030)

上?？萍冀逃霭嫔?019年出版的普通高中物理(滬科教版)教材(以下簡稱“新‘滬科教版’高中《物理》”)，是根據《普通高中物理課程標準(2017年版)》的要求編寫.初讀教材，讓人感覺耳目一新：版面新、內容新、表述新.較之與原上海科技教育出版社2007年版教科書，有許多鮮明特色.新教材以開放的形式，立足于立德樹人，突出科學探究，并通過生活情景、物理情景、問題串、問題鏈、模塊群等直觀形式呈現(xiàn)教材內容，全面促進學生核心素養(yǎng)的形成，并為學生的個性化發(fā)展創(chuàng)造了條件，充分展示了以立德樹人為目標的“六現(xiàn)”特色.下面主要以《必修1》《必修2》《必修3》為例，就這六個特色進行逐一分析.

1 實現(xiàn)一項目標：立德樹人，提升“核心”

新“滬科教版”高中《物理》以“立德樹人”為根本目標，全面落實學生在物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任等方面物理核心素養(yǎng)的發(fā)展.教材注重體現(xiàn)物理學科的本質，使學生掌握物理學的基礎知識與技能；注重科學探究過程，讓學生受到科學方法、科學態(tài)度和科學精神的培養(yǎng)；注重物理與生活經驗的聯(lián)系，體現(xiàn)了從生活走向物理，從物理走向社會的理念，使物理貼近學生生活；注重科學家們的科學精神、科學情懷、人文精神挖掘，通過強化科學態(tài)度和責任，從另一個視角體現(xiàn)科學素養(yǎng)的培養(yǎng).

新“滬科教版”高中《物理》充分注意了物理概念、物理規(guī)律梯度性、整體性.注重必修和選擇性必修的各自特色.必修教材通過基礎物理知識的學習，力求以開放的形式，通過親歷探究和體驗，幫助學生了解自己的愛好和興趣，讓學生喜歡物理，為學生后續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件.選擇性必修教材強化個性化發(fā)展，通過物理知識進一步拓展學習，較為完整、系統(tǒng)的實驗探究和理性思維與數(shù)學方法的應用，培養(yǎng)學生志趣和將科學服務于大眾的意識，為學生自主發(fā)展和今后的職業(yè)需求、志向選擇提供更多路徑，以實現(xiàn)“立德樹人”的總目標.

教材注重主動探究，主動實踐的構建物理認知模型，并且圍繞模型共同的研究對象、核心概念和教育功能，通過問題串、問題鏈和模塊群，精心設計了學習探究的情景，并通過有一定內在聯(lián)系的問題串、問題鏈展示出來.例如，《必修2》功和機械能一章，“實驗探究”恒力做功與物體動能變化關系，通過提出問題，要求學生自己制訂計劃與設計實驗，自己實驗并收集數(shù)據，自己分析論證，自己評估，最后和同學交流得出結論，在模塊“多學一點”中讓學生進一步了解過程量和狀態(tài)量，在“STSE”介紹了公路上限制車速的原因.這樣的學習，起到了循序漸進、舉一反三的效果，強化了科學思維的培養(yǎng)、提升核心素養(yǎng)的途徑.

2 凸現(xiàn)一個手段：科學探究，動手實驗

科學探究是提升學生物理核心素養(yǎng)重要途徑，是增強學生科學觀念和科學思維的一個重要手段.新“滬科教版”高中《物理》非常重視科學探究和物理方法的研究，安排了大量“實驗探究”活動和“學生必做實驗”，以《必修1》《必修2》《必修3》為例，共有25個“探究實驗”，12個“學生必做實驗”.通過學生親自動手并思考，自己提出問題、自己猜想，相互合作，設計出探究方案，自己得出結論.學生通過重復前人的探索過程，達到了培養(yǎng)理性思維能力與實際動手能力，提高了物理核心素養(yǎng).

首先，新“滬科教版” 高中《物理》，通過“課題研究”“實驗探究”“課外活動”和“課題研究報告會”等形式，突出物理實驗探究的過程，主要是物理思維過程和數(shù)學方法的運用過程.如在《必修1》關于加速度與外力、質量關系的探究中，教材要求經歷完整的探索過程，從思考討論的猜想到設計實驗并討論，再到實驗數(shù)據的收集、分析論證，最后到家庭作業(yè)與活動中的思考.全程學生親自參加，這比簡單給出公式F=ma，再做幾道習題效果好很多.

教材也重視讓學生參與和物理學相關的應用的開放設計，從而加強學生的生活實踐能力.例如，《必修1》第3章講完合力、分力和平衡后，“課外活動”模塊要求學生做關于橋的調研和橋模型制作.這是一次綜合活動，用上了所有知識，這樣的活動，要求不高，卻匠心獨具，對培養(yǎng)核心素養(yǎng)別具一格.

新“滬科教版”高中《物理》在突出實驗探究的同時，也很注重物理實驗、物理模型、數(shù)學方法的應用，以此來培養(yǎng)學生的物理思維.例如，在講牛頓第一定律時，把接觸面視為光滑平面，就是利用了理想化方法，講人造衛(wèi)星時在“旁批”區(qū)引入牛頓“大炮實驗”原圖，就隱藏了“理想實驗原理”；在講受力分析時，“旁批”處介紹了隔離法和整體法；在超重和失重一節(jié)“多學一點”利用“等效變換法”引入等效重力加速度.此外，教材還引入了“合理外推法”“分割與逼近法”“控制變量法”“物理模型法”等以豐富學生的物理思維.

3 呈現(xiàn)一種方法：問題串、模塊群，梯級拓展

新“滬科教版”高中《物理》，特色鮮明，耳目一新.這得益于本書呈現(xiàn)的一種敘述方式：“問題串”“問題鏈”“模塊群”，物理概念較為抽象，學物理難眾所周知，新教材很好地解決了這個難題.不論是物理思維訓練、物理模型的建立還是物理探究的過程，教材大量運用“問題串”、“問題鏈”、“模塊群”來闡釋問題.教材依靠“問題串”、“模塊群”創(chuàng)設真實的物理情景和模型，提出環(huán)環(huán)相扣的連貫性問題，依次遞進，分段拓展，把較難理解物理問題化繁為簡，化大為小，化難為易.

例如，《必修2》在“圓周運動”一章“章首語”，利用過山車掠過弧頂?shù)箳於坏粝聛硪l(fā)出“問題串”：“我們怎樣描述和研究圓周運動？”“使物體做圓周運動的力有什么特點？”“圓周運動遵循哪些規(guī)律？”，然后引導學生通過實驗探究和分析論證來學習這部分核心內容；在“萬有引力與航天”一章的“章首語”，通過介紹毛主席的詩詞引發(fā)出“問題串”：“天體運動遵循什么規(guī)律？”“天體為什么要這樣運動？”“天體和地面物體運動有沒有內在聯(lián)系？”“人類邀游太空需要什么條件？”“人類怎樣一步一步認識宇宙？”，問題分解開了，就簡單了.

針對不同的學習需求，新“滬科教版”高中《物理》教材設計了不同種類的模塊，有“章首語”“學生必做實驗”“實驗探究”“案例分析”“思考與討論”“多學一點”、“分析論證”“STSE”“信息瀏覽”“課題研究”“課外活動”以及“旁批”“家庭作業(yè)與活動”“課題研究成果報告會”等十幾個模塊.以《必修1》《必修2》《必修3》為例，“旁批”出現(xiàn)頻率最高，高達100個左右，“信息瀏覽”約25個，“STSE”11個，“多學一點”18個.分散的模塊把較難理解的物理分片、分塊處理，解剖麻雀，化繁為簡、化難為易.如，《必修1》“摩擦力”一節(jié)，“實驗探究”介紹了探究滑動摩擦力的大小實驗，“旁批”介紹了用控制變量法設計實驗方案，“思考與討論”進行了動摩擦因素和摩擦力、壓力關系的討論，“信息瀏覽”介紹了達芬奇對摩擦力的研究.看得出來，幾個模塊共同完成了對摩擦力的學習，解剖麻雀清晰了然.

4 體現(xiàn)一種精神：科學精神，人文精神

科學精神、人文精神詮釋了學生的科學態(tài)度和科學世界觀，是物理核心素養(yǎng)的具體展現(xiàn).新“滬科教版”高中《物理》用大量的實例，通過“章首語”“旁批”“STSE”“信息瀏覽”等形式展示了重要的科學技術以及最前沿的科學知識，展示了科學家探索過程的艱辛和堅持真理、勇于探索的精神情懷，把科學、社會、人文、環(huán)境渾然一體的緊密聯(lián)系起來.激發(fā)了學生學習興趣，又拓展了學生視野.使學生意識到，物理學不僅僅是公式和圖表，還有一種情懷，一種人性、一種責任.

例如，《必修1》開篇“旁批”就引用了3個科學家語錄：尼爾斯·斯坦森說“我們所見固然美麗，我們所知愈加神奇，而我們所未知未見的更是美不勝收”，愛因斯坦說“我從事科學研究完全是出于一種想要探索大自然奧秘的欲望”，威廉·詹姆斯說“今天我們必須根據今天我們認識的真理來生活，還得準備明天稱它為謬誤”，激起了學生強烈的求知欲；《必修2》從托勒密到開普勒一節(jié)，讓學生看到了從托勒密到哥白尼再到第谷、開普勒、伽利略、牛頓等許多代科學家延續(xù)1000多年堅持真理、勇于探索、無私奉獻的精神和情懷；教材還采用“旁批”插入大量史料圖片介紹物理學家生平以及名言警句，以激勵學生.如丁肇中說：“不做實驗，任何預測都沒有意義.理論再好，沒有實驗，預測就沒有任何意義”；牛頓說：“如果我比別人看的遠一些，那是因為我站在巨人的肩膀上”；《必修3》電荷相互作用一章，“旁批”插入圖片，介紹了密立根、富蘭克林、庫侖的生平及貢獻和這些科學家的科學精神.

《必修1》第1章開篇“章首語”，文學家、藝術家用形象詩句“凌云戲月游銀漢，轉瞬翔天過太空”描述飛船航天時的雄姿；《必修2》萬有引力與航天的“章首語”，開篇就給出毛主席氣勢磅礴的詩詞“坐地日行八萬里，巡天遙看以千河”，接著又引入“嫦娥奔月”的神話，讓人對宇宙充滿遐想和好奇，充滿濃郁人文氣息，吊足學生胃口；《必修3》“旁批”引用了古代《詩經》和《伐崇令》引導學生關注環(huán)境，也是人文精神的體現(xiàn).

5 展現(xiàn)一種氛圍：自由開放，突出個性

物理核心素養(yǎng)的重要表征，就是發(fā)揮學生的主觀能動性，讓學生自主的、自覺的、探索性的學習.新“滬科教版”高中《物理》為學生的自主學習提供了較大的自由度和開放的空間.教材營造了一個自由、寬松、和諧的學習氛圍，讓學生的思想敞開翅膀，自由徜徉，充分體現(xiàn)個人價值和自主意識.

首先，學習內容具有開放性，為學生提供更多發(fā)展空間.新教材利用“旁批”“信息瀏覽”“STSE”等模塊，大量引入物理學史及近現(xiàn)代物理知識.例如，《必修1》“摩擦力”一節(jié)，在兩個“信息瀏覽”欄目分別介紹了15世紀達芬奇生平和他對靜摩擦力的研究過程，以及19世紀各類機車是如何借助靜摩擦力前行的，增加了對科學歷史的了解，拓寬了知識面.《必修2》“信息瀏覽”海王星的發(fā)現(xiàn)，講述了青年科學家亞當斯和勒維烈，利用精準計算結果，發(fā)現(xiàn)海王星，從而精彩印證了哥白尼的太陽系學說.這些開放性實例，讓學生認識了科學發(fā)展的艱辛和美麗.教材還在“信息瀏覽”欄目還介紹了太空微重力實驗、信用卡、無線充電、輻射危害與防治等現(xiàn)代知識，讓學生了解當代科技的最前沿.

其次，學習探究的形式也具有開放性，教材提供了“學生必做實驗”“課題研究”“實驗探究”“課外活動”等多種探究形式，有的探究實驗是要求以學生為主體，學生自己思考、自己設計實驗、自己推導論證、自己得出結論.例如，《必修1》提出開放性問題：“假如有一天你能到火星上去旅行，你會感到你的體重發(fā)生什么變化？在火星上走路和在地球上走路有什么不同？”《必修1》“課外活動”欄目要求學生就動摩擦因數(shù)和防滑鞋關系寫一篇科學報告，給學生提供了開放的空間；《必修3》要求學生查資料寫一篇關于航天方面的科學報告；《必修2》對于“學生必做實驗：探究影響向心力大小的因素”，只介紹實驗儀器和要求，要求學生必須自己設計實驗方案，自己收集數(shù)據，自己分析論證，自己得出結論；《必修3》“學生必做實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”“學生必做實驗：測金屬絲的電阻率”兩個實驗，也要求學生自己設計實驗、收集證據、分析論證、并通過問題串思考得出結論.

6 再現(xiàn)一類情景：生活情景，物理情景

新“滬科教版”高中《物理》注重情景創(chuàng)設，通過物理情景、生活情景展示，讓學生從生活走向物理，從物理走向社會.教材以豐富多彩的實例，為學生展示了色彩斑斕的物理世界，展示物理學和前沿科技的互動關系，激發(fā)學生學習物理的興趣和熱情，進而提升學生的科學思維和養(yǎng)成良好的科學態(tài)度和責任.

例如，在“STSE”“信息瀏覽”“閱讀資料”板塊，通過介紹“風洞”“趙州橋、法國加爾橋”“避雷針”“無線手機充電”“安全帶和安全氣囊”“輪船、飛機的動力原理”“靜電植絨”“超導現(xiàn)象”等物理、生活情景，讓學生了解物理和前沿科技的緊密聯(lián)系；通過“新能源”“空氣質量指標”“電磁輻射的危害與防護”“20世紀6大污染事故”“警惕居室中的物理污染”“環(huán)境保護標志”等生活情景介紹，讓學生了解了“科學、技術、社會、環(huán)保”的統(tǒng)一關系，了解環(huán)境保護的重要意義以及物理在其中起到的重要作用.而《必修3》在能源利用和環(huán)境污染一節(jié)的“旁批”，直接道出了真諦：“當今世界最關心的5大問題是：能源、糧食、環(huán)境、人口和資源”，讓學生明白了學習物理過程中身上承擔科學責任.

有的生活情景很普通，很常見，卻蘊藏我們不曾在意的物理知識.《必修1》“運動快慢的描述”一節(jié)，“多學一點”講述的交警和超速駕駛員的對話，這是一個普通的生活情景，卻包含了速度、路程和時間等物理概念，讓人在忍俊不禁中強化了物理觀念和物理思維；《必修2》“公交車上的對話”，公交車轉彎半徑的大小和水潑出的關系，司機和中學生爭論的情景，其實質就是離心現(xiàn)象；“萬有引力是怎樣發(fā)現(xiàn)的”一節(jié)，講述了一個流傳很廣的美麗傳說：牛頓看見蘋果落地而發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，非常不起眼的一個生活情景，隱藏著的物理情景卻被牛頓捕捉到了，每個學生讀到這里，都會心馳神往牛頓躺在蘋果樹下的情景，都會被牛頓的科學態(tài)度和責任折服.

新“滬科教版”高中《物理》教材，以立德樹人，提升核心素養(yǎng)為目標，充分考慮了學生的認知規(guī)律，編寫的內容和形勢獨到新穎，用淺顯易懂的語言，真實的情景去激發(fā)學生，較過去物理教材，把穩(wěn)時代脈搏，克服說教形式，充分顯示出時代氣息，給人清新感覺.