從核心素養(yǎng)視角對比人教版高中物理新舊教材的欄目設(shè)置

賀婷玉 孔紅艷

摘? ?要：文章從核心素養(yǎng)的視角對比研究了人教版高中物理新舊教材的欄目設(shè)置，研究表明，2019年版教材的欄目設(shè)置發(fā)生了很大變化，欄目種類更加豐富，欄目內(nèi)容更貼近生活，功能更加齊全，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);新舊教材;欄目設(shè)置

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）7-0023-5

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（下文簡稱新課標(biāo)）中指出高中物理課程的育人目標(biāo)是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，它包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[1]。教材是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體化，是教學(xué)活動的主要資源，課程標(biāo)準(zhǔn)的變化必然引起教材的變化，在新課標(biāo)的指導(dǎo)下，人教版高中物理新教材在2019年出版。

欄目是教材的重要組成部分，不同的欄目承擔(dān)著不同的教學(xué)功能，欄目的種類、數(shù)量、內(nèi)容直接影響著教材的質(zhì)量，關(guān)系著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。本文將從核心素養(yǎng)的視角，對比研究人教版高中物理新舊教材的欄目設(shè)置，挖掘2019年版教材欄目設(shè)置的創(chuàng)新與不足之處 ， 檢驗(yàn)教材在欄目設(shè)置上對核心素養(yǎng)的落實(shí)情況，對教材的改革和使用提出建議。

1? ? 教材和研究方法介紹

本文選取了2005年人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》必修1（下文簡稱舊教材）和2019年人民教育出版社出版的普通高中教科書《物理》必修第1冊（下文簡稱新教材），用文本分析、比較研究等方法，從核心素養(yǎng)的視角，分析對比新舊教材欄目設(shè)置的種類、數(shù)量、內(nèi)容等。

2? ? 新舊教材欄目設(shè)置比較

2.1? ? 新舊教材總體比較

新教材一共設(shè)置了11個欄目，共68篇內(nèi)容，舊教材有8個欄目，共72篇內(nèi)容。新教材刪除了舊教材中“說一說”這個欄目，增加了“問題”“科學(xué)方法”“拓展學(xué)習(xí)”“復(fù)習(xí)與提高”四個欄目（見表1）。由表1的統(tǒng)計比較可以看出，新教材的欄目數(shù)量更多，種類更豐富，給學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)方式、更全面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生的知識視野，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

2.2? ? 新舊教材“科學(xué)漫步”欄目比較

“科學(xué)漫步”欄目主要介紹物理學(xué)的重要史實(shí)或前沿進(jìn)展，目的是開闊學(xué)生視野。舊教材的“科學(xué)漫步”欄目有6篇內(nèi)容，新教材的“科學(xué)漫步”欄目有5篇內(nèi)容（見表2）。其中，“變化率”“流體的阻力”這兩篇內(nèi)容完全相同。新教材中的“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”和舊教材中的“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”相比，都講述的是導(dǎo)航技術(shù)，舊教材講的是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），新教材講的是更為先進(jìn)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）。新舊教材中都有“用動力學(xué)方法測質(zhì)量”，舊教材講的是1996年科學(xué)家做的實(shí)驗(yàn)，新教材講的是2013年我國宇航員在太空中做的實(shí)驗(yàn)。總體來講，新教材“科學(xué)漫步”欄目的內(nèi)容更體現(xiàn)時代性，通過展示與物理學(xué)知識相關(guān)的科技前沿，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任意識。

2.3? ? 新舊教材“STSE”和“STS”欄目比較

舊教材中“STS”欄目介紹的是科學(xué)·技術(shù)·社會之間的聯(lián)系，新教材中“STSE”欄目介紹了科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境相關(guān)的內(nèi)容（見表3）。通過對比發(fā)現(xiàn)，新舊教材中這兩篇內(nèi)容的篇名不一樣，但內(nèi)容幾乎完全一樣。培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境的態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的范疇，“交通工具與社會發(fā)展”涉及到了科學(xué)、技術(shù)、社會發(fā)展和環(huán)境的關(guān)系，但是“從伽利略的一生看科學(xué)與社會”并沒有涉及到保護(hù)環(huán)境維度的內(nèi)容?？傮w來說，新教材的“STSE”欄目環(huán)境保護(hù)意識體現(xiàn)得不夠充分，這是新教材編排不足的地方。

2.4? ? 新舊教材“演示”欄目比較

“演示”欄目的內(nèi)容是一些配合正文的演示活動，新舊教材有三個內(nèi)容相同的演示實(shí)驗(yàn)（見表4）。舊教材在“輕重不同的物體下落快慢的研究”這個演示中沒有演示圖像，新教材增加了兩幅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖。新教材在“靜摩擦力的大小隨拉力的變化”內(nèi)容里增加了一幅拉力的變化圖像，在這個實(shí)驗(yàn)中，隨著拉力的增加，摩擦力由靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮r有一個突變，就是最大靜摩擦力，這本身是一個比較抽象的過程，但是圖像能夠使這個過程更加直觀、形象，促進(jìn)學(xué)生理解這個變化過程。圖像是學(xué)生的形象思維過渡到抽象思維的橋梁，新教材更加注重圖像的利用。

2.5? ? 新舊教材“實(shí)驗(yàn)”欄目比較

新教材的“實(shí)驗(yàn)”欄目有6篇內(nèi)容，舊教材的“實(shí)驗(yàn)”欄目有3篇內(nèi)容（見表5）。新教材中“練習(xí)使用打點(diǎn)計時器”“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”這兩個實(shí)驗(yàn)是舊教材必修1第一章第四節(jié)正文部分的內(nèi)容。新教材“探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系”是新增內(nèi)容，舊教材中胡克定律的內(nèi)容是直接給出的，而新教材增加了這個探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生必須通過實(shí)驗(yàn)得到胡克定律的內(nèi)容。新教材中的其余三篇內(nèi)容舊教材中都有，但是新教材在描述實(shí)驗(yàn)過程中更注重對細(xì)節(jié)的把控。例如，“研究自由落體運(yùn)動的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，舊教材中講到“用手捏住紙帶”，這樣的表述很模糊，有的學(xué)生并不知道捏住紙帶的哪里，而新教材中講得更加具體——“用手捏住紙帶的上端”，雖然只有幾個字的差別，但對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有著關(guān)鍵的作用。再如，“用彈簧測力計探究作用力與反作用力”實(shí)驗(yàn)，舊教材中讓學(xué)生把合力和分力的示意圖連接成平行四邊形，再找出合力和分力的關(guān)系，而新教材中讓學(xué)生猜想合力和分力的關(guān)系，并找方法去驗(yàn)證，培養(yǎng)學(xué)生提出猜想、設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的能力。綜合比較，新教材的實(shí)驗(yàn)步驟更加規(guī)范，也更注重對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。

2.6? ? 新舊教材“做一做”欄目比較

“做一做”這個欄目是一些小型的動手操作類活動，目的是讓學(xué)生通過實(shí)際操作，對物理知識形成更深入的理解和認(rèn)識。舊教材中有10個“做一做”活動（見表6），但是有的活動可操作性不強(qiáng)。比如，“借助傳感器用計算機(jī)測速度”“用傳感器探測作用力與反作用力的關(guān)系”，傳感器在生活中并不常用，學(xué)生沒有條件自己動手操作，“安裝自行車的滾動軸承”需要拆掉自行車，難度過大。新教材中有3個“做一做”，其中“用計算機(jī)繪制v-t圖像”這個活動新舊教材中都有，計算機(jī)技能是中學(xué)生的必備技能，計算機(jī)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合也是現(xiàn)代物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展方向，這個活動學(xué)生有能力自行操作，也為學(xué)生未來的發(fā)展打下基礎(chǔ)。新教材中“用手機(jī)測自由落體加速度”這個活動和舊教材中“利用光電計時器研究自由下落的物體”這個活動原理一樣，區(qū)別是把計時工具從光電計時器換成了手機(jī)，手機(jī)更貼近生活，給學(xué)生動手操作創(chuàng)造了有利條件。新教材中“利用體重計觀察失重、超重”是新增內(nèi)容，“失重和超重”是一個抽象的物理概念，利用體重計和電梯，學(xué)生就可以在家做這個實(shí)驗(yàn)，通過觀察體重計示數(shù)的變化，分析出加速、減速過程中支持力的變化，加深對失重、超重的理解。綜上所述，新教材選的3個“做一做”的內(nèi)容，更貼近生活，可操作性強(qiáng)，既可以培養(yǎng)學(xué)生動手操作的能力，同時也可以加深學(xué)生對物理知識的理解。

2.7? ? 新舊教材“思考與討論”欄目比較

“思考與討論”欄目是為了引發(fā)學(xué)生思考與交流而設(shè)計的問題，這些問題的作用大致可以分為三種：第一種是概念理解類，這種問題通常設(shè)置在學(xué)習(xí)完某個核心概念之后，讓學(xué)生基于概念討論問題，以加深對剛學(xué)的概念的理解和認(rèn)識;第二種是知識應(yīng)用類，應(yīng)用剛學(xué)過的知識解決實(shí)際問題;第三種是引出新知識，設(shè)計一個問題讓學(xué)生討論以引出下一個要講的新知識。按照這三種作用對新舊教材“思考與討論”欄目進(jìn)行分類（如圖1），對比發(fā)現(xiàn)，舊教材中“思考與討論”欄目的作用更偏重于知識的應(yīng)用和引出新知識，而新教材“思考與討論”欄目的作用比較全面，而且特別注重學(xué)生對核心概念的討論和理解。

2.8? ? 新舊教材“習(xí)題”欄目比較

新舊教材中都設(shè)置了練習(xí)題，舊教材只有課后練習(xí)題，一共32道，新教材不僅設(shè)置了課后練習(xí)題，還設(shè)置了章末練習(xí)題，一共58道（如圖2）。在習(xí)題類型上，舊教材有四種類型，分別是“簡答題”“圖像題”“證明題”“計算題”，而新教材的習(xí)題類型多了兩種，分別是“判斷題”和“實(shí)驗(yàn)探究題”。相比之下，新教材的習(xí)題類型更加豐富，更注重實(shí)驗(yàn)探究過程。新教材的章末練習(xí)題分為A、B兩組，其中A組是基礎(chǔ)題，屬于共同要求;B組是提高題，相對較難，屬于選學(xué)內(nèi)容，綜合性更強(qiáng)。這樣的分組有利于分層教學(xué)，注重基礎(chǔ)性和選擇性，滿足了學(xué)生的差異化培養(yǎng)需求[2]。

2.9? ? 新教材“拓展與學(xué)習(xí)”欄目分析

“拓展與學(xué)習(xí)”欄目是新教材新增的欄目，舊教材中并未設(shè)置此欄目，主要內(nèi)容是一些知識的拓展和延伸，一共有5篇內(nèi)容。其中，“借助傳感器與計算機(jī)測速度”和“用力的傳感器探究作用力與反作用力”內(nèi)容都來自于舊教材的“做一做”。傳感器在生活中并不常用，學(xué)生不方便自己操作，所以在新教材中將其設(shè)置為拓展內(nèi)容?！皠蜃兯僦本€運(yùn)動位移公式的推導(dǎo)”內(nèi)容來自舊教材必修1第二章第三節(jié)的正文部分，新教材直接給出了勻變速直線運(yùn)動的位移公式，而將其推導(dǎo)放在課后的“拓展與學(xué)習(xí)”中，供有能力的學(xué)生學(xué)習(xí)?！皯T性參考系”內(nèi)容來自于舊教材的“科學(xué)漫步”欄目?！盎締挝坏亩x”是新增內(nèi)容，講述了國際上是如何定義米、秒、千克這些基本單位的。綜上所述，“拓展與學(xué)習(xí)”是新增欄目，但其內(nèi)容的80%都來自于舊教材。在舊教材中有一些不方便學(xué)生操作和理解的內(nèi)容，新教材將其歸類到“拓展與學(xué)習(xí)”欄目中，留給有條件、有能力、有興趣的學(xué)生去探究。這樣的分類更符合實(shí)際情況，體現(xiàn)了教材的選擇性，考慮了不同學(xué)校、不同層次學(xué)生的需求。

2.10? ? 新教材“科學(xué)方法”欄目分析

新教材“科學(xué)方法”欄目講的是物理學(xué)常用的重要科學(xué)思想和方法，舊教材中沒有這個欄目。開設(shè)這個欄目是很有必要的，它介紹物理學(xué)用到的研究問題時的思想和方法以及它們的適用范圍、主要步驟，有利于學(xué)生掌握學(xué)習(xí)物理的方法，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。但是，新教材必修第1冊的“科學(xué)方法”欄目中只有一篇內(nèi)容——“控制變量法”?？刂谱兞糠ㄊ侵袑W(xué)物理實(shí)驗(yàn)探究中最常用的方法，但是該方法在初中物理就已經(jīng)學(xué)過，而且該方法的使用沒有太大難度，放在高中課本上再次強(qiáng)調(diào)沒有太大的必要。

2.11? ? 新教材“問題”欄目分析

新教材在每一節(jié)的開始都設(shè)有“問題”，要求學(xué)生通過討論，對列出的物理現(xiàn)象或者問題進(jìn)行思考和分析，共有17個，這是舊教材沒有的。新教材設(shè)置的這些問題都與生活密切相關(guān)，又和本節(jié)課內(nèi)容有本質(zhì)聯(lián)系，還配有形象的插圖，能激起學(xué)生的興趣和求知欲，引發(fā)學(xué)生積極主動思考，起到引入新課的作用，貼近生活實(shí)際的問題也會激起學(xué)生預(yù)習(xí)或自學(xué)的欲望。

3? ? 基于核心素養(yǎng)分析新教材的欄目設(shè)置

3.1? ? 物理觀念角度

物理觀念是人腦對客觀物質(zhì)世界的認(rèn)識，物理觀念并不等同于物理知識，也不可能靠簡單的灌輸就能形成，是在大量的概念、規(guī)律、原理的基礎(chǔ)上，概括、提煉、理解、應(yīng)用實(shí)踐、升華而成的[3]。新教材最大的變化就是創(chuàng)設(shè)了“問題”欄目，“問題”欄目在每一節(jié)的開始都設(shè)置了一個問題情境，如在“牛頓第三定律”這節(jié)的開始問到“大人和小孩子扳手腕，很容易將小孩子的手壓在桌子上面，那么他們施加給對方的力相同嗎？”學(xué)生的慣性思維肯定是大人的力氣更大所以才贏的。這種來自于生活實(shí)際又與學(xué)生的日常經(jīng)驗(yàn)相矛盾的物理情境，能夠引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。學(xué)生通過探究獲得物理知識后，再用所學(xué)的物理知識解釋開頭的物理問題，促進(jìn)對物理知識的理解。在學(xué)完一個概念之后，“思考與討論”欄目又針對這個概念設(shè)置了供學(xué)生思考與討論交流的問題，以加深學(xué)生對核心概念的理解和認(rèn)識?！熬毩?xí)與應(yīng)用”欄目給學(xué)生提供了應(yīng)用物理知識的習(xí)題，鞏固所學(xué)的物理知識，并形成初步的物理觀念?！白鲆蛔觥睓谀恐性O(shè)置的是學(xué)生可以在家做的物理實(shí)驗(yàn)，學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的物理知識實(shí)際操作，將物理知識變成自己的認(rèn)識，達(dá)到物理知識向物理觀念的轉(zhuǎn)變。物理觀念的形成是認(rèn)識從低級到高級的過程，新教材有層次、有邏輯的欄目設(shè)置幫助學(xué)生對知識的理解一步一步升級，更利于物理觀念的形成。

3.2? ? 科學(xué)思維角度

科學(xué)思維是指研究客觀世界的基本思維和方法 ，它滲透在物理學(xué)習(xí)的每一個環(huán)節(jié)中，它包括能夠根據(jù)生活情境提煉出物理模型的能力，能對物理現(xiàn)象進(jìn)行分析綜合、推理論證的能力，能根據(jù)不同觀點(diǎn)提出質(zhì)疑、批判、創(chuàng)新的能力[4]。科學(xué)思維的培養(yǎng)可以通過三類欄目來呈現(xiàn)：一是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)具體的科學(xué)思維方法;二是方法點(diǎn)撥，在解決一些實(shí)際問題時，啟發(fā)學(xué)生突破學(xué)習(xí)方法;三是科學(xué)思維案例，主要介紹物理學(xué)發(fā)展史上的一些重要事件和生產(chǎn)生活中科學(xué)思維實(shí)際應(yīng)用案例[5]。新教材設(shè)置了11個欄目，每一個欄目都有著不同的功能，各個欄目又相互聯(lián)系，全方位、多角度促進(jìn)科學(xué)思維的形成。例如，“問題”欄目引起學(xué)生認(rèn)知沖突，促進(jìn)學(xué)生提問、質(zhì)疑的思維形成;“思考與討論”欄目讓學(xué)生思考與本節(jié)課相關(guān)的物理問題，并相互討論得出結(jié)論，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的思維能力;“科學(xué)方法”欄目系統(tǒng)地給學(xué)生介紹了具體的分析問題的思想和方法;“拓展學(xué)習(xí)”“科學(xué)漫步”欄目講述了物理學(xué)史、前沿科技，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng);“練習(xí)與應(yīng)用”“復(fù)習(xí)與提高”等習(xí)題欄目的設(shè)置有利于在解決問題的過程中應(yīng)用和鞏固科學(xué)思維。

3.3? ? 科學(xué)探究角度

科學(xué)探究是人們探索和了解自然、獲取科學(xué)知識的主要方法，科學(xué)探究主要包含提出問題、作出假設(shè)、制訂實(shí)驗(yàn)計劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)、處理分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價等方面，可以概括為問題、論證、解釋、交流等四大要素[6]。實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)科學(xué)探究能力的主要途徑，新教材“實(shí)驗(yàn)”欄目設(shè)置了更多的實(shí)驗(yàn)探究活動，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)探究的步驟，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力?！把菔尽睓谀吭黾恿藢?shí)驗(yàn)圖像，培養(yǎng)學(xué)生分析現(xiàn)象得出結(jié)論的能力?！傲?xí)題”欄目中也增加了實(shí)驗(yàn)探究題型，例如，讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論或讓學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)學(xué)生分析論證的能力和對實(shí)驗(yàn)的綜合評估能力?！白鲆蛔觥薄巴卣箤W(xué)習(xí)”等欄目提供了形式多樣的探究活動，學(xué)生可以運(yùn)用所學(xué)的知識和方法自主開展研究活動，培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，提高學(xué)生的探究能力。

3.4? ? 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任角度

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是指在認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)、理解科學(xué)·技術(shù)·社會·環(huán)境關(guān)系的基礎(chǔ)上，逐漸形成的探索事物本質(zhì)的欲望與動力，實(shí)事求是、持之以恒的科學(xué)態(tài)度，保護(hù)人與自然和諧發(fā)展的責(zé)任[7]。與物理學(xué)相關(guān)的科技前沿，可以讓學(xué)生理解物理、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關(guān)系，了解物理學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻(xiàn)[8]。新教材“科學(xué)漫步”欄目介紹了最新一代的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，先進(jìn)的科技打開學(xué)生視野，讓學(xué)生認(rèn)識到科技給社會帶來的改變，逐步形成探索自然的興趣和動力。欄目中還介紹了2013年我國科學(xué)家太空授課的內(nèi)容，用航天員偉大的形象感染學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任意識?！癝TSE”欄目介紹了“從伽利略的一生看科學(xué)與社會”，用伽利略曲折的探索歷程告訴學(xué)生尋求真理的道路是曲折的，需要有持之以恒的態(tài)度和精神。

4? ? 總結(jié)與啟示

從整體來看，新教材在欄目設(shè)置上沿用了舊教材中的部分經(jīng)典內(nèi)容，但也做出了很大的改變。新教材的欄目種類更多、功能更豐富、內(nèi)容更完善，各欄目和正文密切相關(guān)，相互配合，層層遞進(jìn)，切實(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。但新教材也并非完美無缺，在上文中提到過，新教材“STSE”欄目的內(nèi)容和舊教材“STS”欄目的內(nèi)容幾乎完全一致，沒有過多地強(qiáng)調(diào)保護(hù)環(huán)境的責(zé)任意識?！翱茖W(xué)方法”欄目所介紹的“控制變量法”也是初中生就要求掌握的內(nèi)容。一線教師在使用新教材的時候要認(rèn)真研究各個欄目的功能，深入分析各個欄目在培養(yǎng)核心素養(yǎng)中發(fā)揮的作用，有效利用新教材所提供的資源，同時也要根據(jù)實(shí)際情況對教學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整，這樣才能更高效地培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）

收稿日期：2020-05-19

基金項目：本文為 2019年陜西師范大學(xué)特色“金課”建設(shè)項目——熱學(xué)的研究成果。

作者簡介：賀婷玉（1992-），女，陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院碩士研究生，研究方向?yàn)閷W(xué)科教學(xué)（物理）。

通訊作者：孔紅艷（1974-），女，副教授，研究方向?yàn)檎n程教學(xué)論與理論物理。