新粵教版《物理》必修二“圓周運動”編寫特點研究及教學(xué)建議

摘?要：教材是學(xué)生閱讀的文本，是教與學(xué)的載體.通過對新粵教版《物理》必修二 “圓周運動”的研究發(fā)現(xiàn)，新教材在遵照新課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上，增添了教學(xué)內(nèi)容;通過多個實驗的分層設(shè)置，進一步突出了物理實驗地位，讓學(xué)生實驗從感性體驗走向自主創(chuàng)新;借助多個欄目融入時代生活氣息，更加注重物理知識在生產(chǎn)生活實踐中的應(yīng)用.基于新教材，教師可借助拓展型活動和研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，促進學(xué)生實踐應(yīng)用水平的提升.

關(guān)鍵詞：新粵教版《物理》必修二;圓周運動;編寫特點

文章編號：1008-4134（2020）01-0012?中圖分類號：G633.7?文獻標(biāo)識碼：B

作者簡介：張娜（1990- ），女，廣東中山人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：物理教材研究與實驗開發(fā).

為了穩(wěn)妥推進普通高中課程改革、高考綜合改革，全面進入“新課程方案、新課程標(biāo)準(zhǔn)、新教材、新高考”的“四新”模式，隨著新課程方案和標(biāo)準(zhǔn)、新高考方案的陸續(xù)修訂和發(fā)布，國內(nèi)迅速掀起了研讀熱潮，唯獨新教材遲遲沒有“露面”.2019年6月30日，在廣東省高中物理課程教學(xué)改革及新課標(biāo)、新教材研討會上，新粵教版普通高中教科書《物理》首次亮相，引起了物理教育工作者們極大的關(guān)注.

教材是學(xué)生閱讀的文本，是教與學(xué)的載體，為了更好地使用新粵教版物理教材，領(lǐng)悟新教材帶來的變化，分析和對比是必經(jīng)之路.本文以普通高中教科書《物理（必修第二冊）》（以下簡稱新粵教版物理必修二）的“圓周運動”一章為例，通過研讀新舊粵教版教材及《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，逐步把握新教材的編寫特點和修訂部分的編寫意圖，以期更有效地開展教學(xué)工作.

1?“圓周運動”編寫特點

1.1?章——依照課標(biāo)，增添教學(xué)內(nèi)容

為了更好地落實物理課程的育人功能，提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，教材作為直接的課程資源尤為重要.新粵教版物理必修二在2010版粵教版教材的基礎(chǔ)上，增添了“圓周運動”的教學(xué)內(nèi)容，并在章節(jié)安排上做了相應(yīng)調(diào)整.兩個版本的教材均將“圓周運動”安排在第二冊第二章，具體對比見表1.

不難發(fā)現(xiàn)，本章中的“勻變速直線運動”“離心現(xiàn)象及其應(yīng)用”在新舊粵教版教材中并沒有太大變動，經(jīng)歷物理概念的建構(gòu)過程和運用物理知識解決實際問題的拓展過程對于促進學(xué)生物理觀念的形成是不可或缺的.

“向心力”和“生活中的圓周運動”在原來的基礎(chǔ)上進行了大刀闊斧的修訂.學(xué)生需要通過觀察和實驗建立勻速圓周運動模型，理解線速度、角速度、周期等用于描述勻速圓周運動的物理量，知道什么是向心力、向心加速度以及兩者之間的關(guān)系，通過對這些概念的學(xué)習(xí)，逐步深化學(xué)生關(guān)于加速度和力與運動關(guān)系的認(rèn)識[3].新課標(biāo)還要求學(xué)生“通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”，故“向心力與向心加速度”一節(jié)增添了學(xué)生實驗“探究影響向心力大小的因素”.要使學(xué)生的科學(xué)探究能力得到發(fā)展，就要在教材內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)過程中讓學(xué)生經(jīng)歷發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的過程，進而形成猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，并對科學(xué)探究的過程和結(jié)果進行交流、評估和反思.

“生活中的向心力”直接拓展為單獨的一節(jié)——“生活中的圓周運動”，并從“公路彎道、鐵路彎道、拱形橋與凹形路面”三種情境來詳細(xì)地“了解鐵路和高速公路拐彎處路面有一定傾斜程度的原因”，體現(xiàn)了物理與生活的密切聯(lián)系.學(xué)生運用物理知識解決實際問題能力的高低，往往取決于將情境與知識相聯(lián)系的水平，即能否把實際情境中所隱含的物理問題挖掘出來.

綜上，新粵教版物理必修二在“圓周運動”一章圍繞落實物理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求選擇和組織內(nèi)容，能夠有效地促進學(xué)生運動觀的形成，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

1.2?節(jié)——突出實驗，從體驗走向創(chuàng)新

新課標(biāo)要求“鼓勵學(xué)生利用課余時間，以獨立或小組合作方式，設(shè)計問題探究的實驗方案，開展課外實驗研究.……要利用日常用品改進實驗或開發(fā)新實驗.……要重視數(shù)字實驗，創(chuàng)新實驗方式[4].”為了促進學(xué)生實驗?zāi)芰Φ陌l(fā)展，新粵教版物理必修二在“向心力與向心加速度”一節(jié)中，針對“探究影響向心力大小的因素”設(shè)計了四種層次的實驗，以期關(guān)注全體學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，引導(dǎo)學(xué)生從情境體驗走向自主創(chuàng)新，具體見表2.

首先，情境的創(chuàng)設(shè)對于培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)具有關(guān)鍵作用.利用簡單易得的實驗器材（亦可更換為學(xué)生都有的、掛著繩子的飯卡），基于經(jīng)驗性常識對所觀察到的現(xiàn)象和感受到的相互作用進行歸納和總結(jié)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維.

其次，在定性研究的基礎(chǔ)上萌發(fā)科學(xué)問題，借助向心力演示儀進行定量“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”，讓學(xué)生根據(jù)既定的實驗器材，從原理、信息收集、信息處理等方面構(gòu)思探究方案，增強合作意識，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.

再次，利用日常用品和材料進行實驗設(shè)計與探究，使得現(xiàn)象更明顯直觀，也能夠讓學(xué)生擁有很多的動手實驗的機會，形成探究習(xí)慣.另外，學(xué)生課外進行的開放性探究，不僅能提高學(xué)生科學(xué)探究的能力，還能提升學(xué)生兩種不同的表達能力，“一是交流內(nèi)容的組織，包括問題的提出、探究方案的設(shè)計、數(shù)據(jù)收集和整理、結(jié)論的得出及解釋、存在問題的反思等;二是表達的形式，包括文字、表格、圖像、公式、插圖等，根據(jù)內(nèi)容選擇恰當(dāng)?shù)男问浇涣鱗4].”利用生活常見的器材對實驗方案進行改進，能夠進一步激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識.

最后，數(shù)字實驗的引入是信息技術(shù)日益普及、教育信息化發(fā)展的必然結(jié)果.借助傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機軟件等，不僅大大提高了實驗測量的精度，也使得“角速度”“向心力” 的測量變得不再棘手.更重要的是，數(shù)字實驗系統(tǒng)能夠?qū)^大部分的傳統(tǒng)實驗進行改進，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要方法和手段.

從實驗與探究走向?qū)嵺`與拓展，從情境與體驗走向設(shè)計與創(chuàng)新，由此可見新粵教版物理必修二“圓周運動”對培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力與創(chuàng)新思維的重視.不同層次的實驗，為不同學(xué)生的發(fā)展提供了多種可能.

1.3?目——重視應(yīng)用，從物理走向社會

新課標(biāo)的基本理念之一是“注重課程的時代性，關(guān)注科技進步和社會發(fā)展的需求.”這就要求新教材在內(nèi)容的選擇上應(yīng)該與時俱進，“注重與生產(chǎn)生活、現(xiàn)代社會及科技發(fā)展的聯(lián)系，反映當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想……培養(yǎng)學(xué)生的社會參與意識和社會責(zé)任感[4].”這些方面在新粵教版物理必修二“圓周運動”一章中均體現(xiàn)得非常明顯.

1.3.1?從正文內(nèi)容上看

“生活中的圓周運動”從原來的小篇幅闡述直接拓展為一整節(jié)內(nèi)容，借助清晰明了的插圖如圖1和圖2，展示了圓周運動與生活的密切聯(lián)系，也讓學(xué)生“了解了鐵路和高速公路拐彎處路面有一定傾斜程度的原因”，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活.另外，圖2中火車車輪與鐵軌實物圖的補充也為沒有乘坐過火車的學(xué)生增添了感性認(rèn)識.由此可見，物理與我們的日常出行息息相關(guān).（以下圖1和圖2均為新粵教版物理必修二“圓周運動”中的插圖）

1.3.2?從活頁資料看

第一節(jié)中展示了高鐵列車齒輪傳動系統(tǒng)（如圖3），作為中國制造的“金名片”，齒輪傳動是這“世界速度”的關(guān)鍵所在，中國高鐵讓華夏兒女們無比自豪.這一榮耀的呈現(xiàn)，不僅反映了物理學(xué)對社會進步及科技發(fā)展的重要作用，還反映了物理技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)生活帶來的巨大變革.第三節(jié)中“2017年，亞洲田徑錦標(biāo)賽上中國隊在男子4×100m決賽中勇奪金牌”，彎道跑技術(shù)為中國隊贏得了優(yōu)勢（如圖4），這既能夠讓學(xué)生知道圓周運動在生活中的運用，還能夠增強學(xué)生的民族自信心和凝聚力，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷.

從時代特色到人文關(guān)懷，從科技生產(chǎn)到日常出行，新粵教版物理必修二“圓周運動”中的方方面面都在向讀者展現(xiàn)物理與生產(chǎn)生活的巨大關(guān)聯(lián).

2?“圓周運動”一章的教學(xué)建議

為了更好地利用現(xiàn)成的、既定的教材為開放的、動態(tài)的課堂教學(xué)服務(wù)，這就要求教師深度解讀教材內(nèi)容，了解教材的編寫特點及意圖，并在此基礎(chǔ)上進行有效的教學(xué)設(shè)計，以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng).

2.1?利用拓展型活動，讓科學(xué)探究“落地”

新粵教版在“探究影響向心力大小的因素”中設(shè)置了情境體驗、定量探究、自主設(shè)計、數(shù)字創(chuàng)新四個層次的實驗，不同層次的實驗為不同學(xué)生的發(fā)展提供了多種可能，同時也為教師的教學(xué)設(shè)計和實施提供了很大的空間.其中，情境體驗和定量探究是全體學(xué)生科學(xué)探究能力提升的必經(jīng)之路，必須在課堂中即時進行;鑒于課時及數(shù)字化儀器的限制，自主設(shè)計可在周末以拓展型作業(yè)的形式進行，學(xué)生三兩人一組，利用生活中的物品探究影響向心力大小的因素，并以視頻的形式呈現(xiàn)實驗探究的各個環(huán)節(jié)，最后由同學(xué)進行自評及互評;而數(shù)字化實驗則可在社團課上組織真正有興趣的學(xué)生進行設(shè)計和探究.

2.2?利用研究性學(xué)習(xí)，讓實踐應(yīng)用“生根”

學(xué)生各種能力的發(fā)展，都是與他們在學(xué)習(xí)中的相關(guān)行為聯(lián)系在一起的，要發(fā)展某種能力，就必須經(jīng)歷相關(guān)過程[3].對于“調(diào)查公路拐彎處的傾斜情況或鐵路拐彎處兩條鐵軌的高度差異”及“收集資料，探討自行車拐彎時受到的向心力”等活動，研究性學(xué)習(xí)是不可多得的形式之一，學(xué)生三五人一組，利用寒暑假時間，針對問題進行深入的調(diào)查和資料的收集，并在開學(xué)后進行調(diào)查結(jié)果的匯報與展示，不同小組之間進行交流和互評.

新粵教版物理必修二“圓周運動”一章在遵照新課標(biāo)內(nèi)容要求的基礎(chǔ)上，增添了“通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”這一內(nèi)容，并通過多個實驗的分層設(shè)置，進一步突出了物理實驗地位，讓學(xué)生實驗從感性體驗走向自主創(chuàng)新.另外，還借助多個欄目融入時代生活氣息，更加注重“圓周運動”這一物理知識在生產(chǎn)生活實踐中的應(yīng)用，為培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ).

在實際的教學(xué)中，教師可借助拓展型活動和研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，促進學(xué)生實踐應(yīng)用水平的提升.

參考文獻：

[1]廣東教育出版社，廣東基礎(chǔ)教育課程資源研究開發(fā)中心，物理教材編寫組.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·物理（必修2）[M].廣州：廣東教育出版社，2010.

[2]廣東教育出版社，廣東基礎(chǔ)教育課程資源研究開發(fā)中心，物理教材編寫組.普通高中教科書·物理（必修第二冊）（推廣樣書）[M].廣州：廣東教育出版社，2018.

[3]廖伯琴.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018.

[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

（收稿日期：2019-10-08）