從核心素養(yǎng)視角淺談高中物理新教材的時(shí)代性

田曉華

摘? ?要：文章從核心素養(yǎng)視角，分別從高中物理新教材中涉及的“問題”“實(shí)驗(yàn)”“演示”“思考與討論”“做一做”“拓展學(xué)習(xí)”“STSE”“科學(xué)漫步”“練習(xí)與應(yīng)用”等欄目淺談新教材的時(shí)代性。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);新教材;時(shí)代性

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2020）12-0020-4

1? ? 引? 言

核心素養(yǎng)意指學(xué)生發(fā)展應(yīng)該具備的適應(yīng)未來社會(huì)挑戰(zhàn)的一些必備品格和關(guān)鍵能力。核心素養(yǎng)注重培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力，如批判性思維和問題解決能力、溝通能力、合作能力、創(chuàng)新能力等。2016年發(fā)布的《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)總體框架》中，關(guān)于物理學(xué)科的核心素養(yǎng)具體表現(xiàn)在物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面。教材是課程的載體、教學(xué)的依據(jù)，教材作為課程實(shí)施過程中最直接的課程資源，其重要性不言而喻。2019年秋季開始使用的人教版高中物理教材（以下簡(jiǎn)稱為新教材），在原教材的基礎(chǔ)上新增了一些欄目設(shè)計(jì)（如“問題”），處處都體現(xiàn)了時(shí)代要求，讓學(xué)生在精心創(chuàng)設(shè)的生動(dòng)活潑的物理情境和問題驅(qū)動(dòng)中發(fā)展核心素養(yǎng)，更加有利于創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2? ? 富有時(shí)代性的問題驅(qū)動(dòng)

愛因斯坦曾說：“提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更為重要，因?yàn)榻鉀Q一個(gè)問題也許只是一個(gè)數(shù)學(xué)上或?qū)嶒?yàn)上的技巧問題。而提出新的問題、新的可能性，從新的角度看舊問題，卻需要?jiǎng)?chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步?！毙陆滩脑诿抗?jié)開始創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境問題，以引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)及提出問題的能力。

教材第二章開篇就提到：“上海磁懸浮列車的行駛速度比汽車快得多，是不是它的加速度也會(huì)很大？”第二章第1節(jié)中提到C919大飛機(jī)：“如果 C919 飛機(jī)沿直線做勻速運(yùn)動(dòng)，它的v-t圖像是一條平行于時(shí)間軸的直線。在上節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中，小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)的 v-t 圖像是一條傾斜的直線，它表示小車在做什么樣的運(yùn)動(dòng)？”（如圖1）。

第四章第5節(jié)：“為了盡量縮短停車時(shí)間，旅客按照站臺(tái)上標(biāo)注的車門位置候車。列車進(jìn)站時(shí)總能準(zhǔn)確地?？吭趯?duì)應(yīng)車門的位置。這是如何做到的呢？”（如圖2）。

古人云：“學(xué)貴有疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)?！薄耙伞笔侨祟惔蜷_宇宙大門的金鑰匙。可以看到，新教材編者將高鐵、飛機(jī)、磁懸浮列車等學(xué)生熟悉的時(shí)代的產(chǎn)物與物理學(xué)科知識(shí)緊密結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生從身邊的自然和生活現(xiàn)象開始，探索和認(rèn)識(shí)物理知識(shí)和研究方法，并以此聯(lián)系實(shí)際、觀察社會(huì)，真正體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

3? ? 極具潮流的物理演示與實(shí)驗(yàn)

舊教材的演示與實(shí)驗(yàn)大部分都用實(shí)驗(yàn)室的器材，只能在課堂上看教師演示或者觀看實(shí)驗(yàn)視頻，分組實(shí)驗(yàn)也僅限于在有限的課堂時(shí)間內(nèi)完成，下課后學(xué)生基本是接觸不到實(shí)驗(yàn)器材的，學(xué)生自己動(dòng)手摸索的機(jī)會(huì)很少。新教材的修訂全面挖掘?qū)嶒?yàn)的潛力，讓學(xué)生感覺到隨時(shí)隨地都可以進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)。隨著時(shí)代的發(fā)展，智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電腦基本普及，學(xué)生也都熟悉，只要下載并安裝一些物理學(xué)科相關(guān)的APP，就可以將移動(dòng)電子產(chǎn)品變成一個(gè)個(gè)行動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可以不受時(shí)間和場(chǎng)地限制做實(shí)驗(yàn)，便捷度大大提升，學(xué)習(xí)的興趣也隨之增加。對(duì)于高中物理而言，一開始就牢牢吸引學(xué)生的注意力，就好像喚醒了一顆顆求知欲望的種子。

比如，新教材第四章讓學(xué)生“用手機(jī)的加速度傳感器測(cè)量電梯上升中由起動(dòng)到停止的加速度?！痹俦热纾寣W(xué)生利用手機(jī)估算地鐵的加速度：“某人想測(cè)量地鐵啟動(dòng)過程中的加速度，他把一根細(xì)繩的下端綁著一支圓珠筆，細(xì)繩的上端用電工膠布臨時(shí)固定在地鐵的豎直扶手上。在地鐵起動(dòng)后的某段加速過程中，細(xì)繩偏離了豎直方向，他用手機(jī)拍攝了當(dāng)時(shí)情景的照片（如圖3），拍攝方向跟地鐵前進(jìn)方向垂直。據(jù)這張照片估算此時(shí)地鐵的加速度是多少？”

新教材最后的課題研究中還設(shè)計(jì)了“球形物體空氣阻力大小與速率關(guān)系的研究”，讓學(xué)生可以用數(shù)碼相機(jī)拍攝氣球運(yùn)動(dòng)的視頻，得到分幀照片，根據(jù)相鄰照片氣球的位置間隔判斷氣球是否在做勻速運(yùn)動(dòng)，由分幀照片的周期和氣球位置在刻度尺上的具體讀數(shù)就可以計(jì)算氣球的速率（如圖4）。

在第四章“超重和失重”的教學(xué)中，教材采用了航天員太空授課的圖片展示了失重環(huán)境下的水球，非常新穎，可以說奏響了時(shí)代強(qiáng)音，也激發(fā)了學(xué)生的愛國(guó)主義情懷，為物理學(xué)科的教育增添了中國(guó)底色（如圖5）。

4? ? 積極鼓勵(lì)學(xué)生做時(shí)代的“弄潮兒”

在教材的“做一做”欄目，有很多具體、詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生利用智能手機(jī)、電腦完成一些實(shí)驗(yàn)。比如，第一章第3節(jié)，介紹了“借助位移傳感器與計(jì)算機(jī)測(cè)速度”;第二章第1節(jié)，讓學(xué)生用計(jì)算機(jī)繪制v-t圖像;第二章第4節(jié)，讓學(xué)生用手機(jī)測(cè)自由落體加速度（如圖6）。

信息技術(shù)的發(fā)展使得知識(shí)答案的獲得已不再是難事，技能的具體內(nèi)容總是在與時(shí)俱進(jìn)。新教材的編寫使學(xué)生所解決的物理問題不再高不可攀，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生能夠及時(shí)獲得解決物理問題時(shí)的喜悅，進(jìn)一步保持和激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的興趣。

5? ? 緊跟時(shí)代步伐，瞭望物理前沿

新教材的“STSE”“ 科學(xué)漫步”等欄目，介紹了很多當(dāng)今物理前沿科技，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中不僅了解過去，更加緊跟時(shí)代步伐，展望未來。

比如，教材第一章第4節(jié)講到交通工具與社會(huì)發(fā)展，“人類自發(fā)明木輪車直到制成時(shí)速500 km/h的磁懸浮列車，以及超音速飛機(jī)，為了獲得高速交通工具，奮斗了幾千年”;第一章第2節(jié)提到了當(dāng)今世界中國(guó)自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗，“2012年我國(guó)的北斗系統(tǒng)開始為亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，2020年該系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)提供服務(wù)”;第四章第3節(jié)，用動(dòng)力學(xué)方法測(cè)質(zhì)量，提到了我國(guó)航天員在太空授課中所演示的一系列實(shí)驗(yàn)（如圖7）。

我國(guó)科技的發(fā)展歷史悠久，為人類的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，舊教材在這方面著墨不夠，新教材的編寫有意識(shí)地介紹了我國(guó)很多前沿科技成果，如北斗、高鐵、神舟飛船、FAST天眼、Higgs粒子觀測(cè)及引力波觀測(cè)等，還介紹了楊振寧、李政道、丁肇中等中國(guó)科學(xué)家的事跡，使學(xué)生體會(huì)到科技的發(fā)展就在身邊，也樹立了學(xué)生的民族自豪感和文化自信，更加有利于激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)主義情懷。

6? ? 學(xué)以致用，從物理走向生活

新教材的導(dǎo)入環(huán)境是從一個(gè)個(gè)平凡熟悉的生活情境中走向物理，在“練習(xí)與提高”欄目涉及的習(xí)題基本都是與當(dāng)今社會(huì)生活息息相關(guān)的，編者的意圖很明顯，學(xué)以致用，用物理學(xué)科知識(shí)，用物理學(xué)科思維和物理研究方法解釋生活中的現(xiàn)象，解決生活中的問題，讓學(xué)生從物理再一次走向生活。

比如，第一章第1節(jié)的一道習(xí)題：“兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體：一個(gè)是被球拍擊出的乒乓球，另一個(gè)是正在飛行的殲—20 隱形戰(zhàn)斗機(jī)。請(qǐng)你為乒乓球和戰(zhàn)斗機(jī)各創(chuàng)設(shè)兩個(gè)問題，一個(gè)問題中可以把它（乒乓球或戰(zhàn)斗機(jī)）看成質(zhì)點(diǎn);另一個(gè)問題中不能把它看成質(zhì)點(diǎn)?！?/p>

第二章第2節(jié)，“……嫦娥三號(hào)登月探測(cè)器平穩(wěn)落月，中國(guó)首次地外天體軟著陸成功。當(dāng)它靠近月球后，先懸停在月面上方一定高度，之后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，以 1.6 m/s2 的加速度下落，經(jīng)過 2.25 s 到達(dá)月面，此時(shí)探測(cè)器的速度是多少？”（如圖8）

第二章“復(fù)習(xí)與提高”，題目中出現(xiàn)了ETC的相關(guān)物理實(shí)際問題（如圖9）。

第三章“復(fù)習(xí)與提高”，涉及了空調(diào)外機(jī)的受力分析（如圖10）。

此外，在例題的選擇方面，也非常注重聯(lián)系生活實(shí)際，選擇了學(xué)生熟悉的諸如冰壺比賽、動(dòng)車等，具有很強(qiáng)的時(shí)代特色（如圖11、12）。

7? ? 結(jié)束語

高中物理教材的改革是與時(shí)代發(fā)展、社會(huì)對(duì)人才的需要相適應(yīng)的。新教材的編寫代表著現(xiàn)代教學(xué)改革的最前沿，顯著的特點(diǎn)是以貼近時(shí)代的物理情境為背景提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，幫助學(xué)生通過各種現(xiàn)代科技手段體驗(yàn)探究，建立物理模型，在學(xué)習(xí)物理學(xué)科知識(shí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維能力，處處體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本，落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭前程，黃恕伯.普通高中教科書物理必修[M].北京：人民教育出版社，2019.

[2]彭正梅，鄧?yán)?邁向教育改革的核心：培養(yǎng)作為21世紀(jì)技能核心的批判性思維技能[J].教育發(fā)展研究，2017（24）：57-63.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）