課程標準與教材修訂（八）

作者簡介： 謝德勝，正高級教師、特級教師，從事中學(xué)物理教學(xué)研究工作近三十年。在教學(xué)期刊上發(fā)表論文30余篇，主編和參編了40余本教學(xué)用書。

摘? ? 要：文章介紹了修訂版教材必修第三冊的內(nèi)容結(jié)構(gòu)、內(nèi)容呈現(xiàn)和內(nèi)容素材的編寫意圖與特點，并從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方式與教學(xué)評價三個方面對使用教材提出了建議。

關(guān)鍵詞：高中物理必修第三冊;教材編寫特點;教學(xué)實施建議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A

文章編號：1003-6148（2020）8-0001-4

按照《普通高中物理課程標準（2017年版）》修訂的高中物理必修第三冊（以下簡稱教材），以全面提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)為目標，其內(nèi)容結(jié)構(gòu)較修訂前的教材有很大變化。本文將解析教材編寫的意圖與特點，對教材使用與教學(xué)實施提出建議。

1? ? 教材編寫特點

教材由電磁學(xué)和能源相關(guān)內(nèi)容組成，包括靜電場、電路及其應(yīng)用、電磁場與電磁波初步、能源與可持續(xù)發(fā)展四個主題。教材編寫依據(jù)課程標準，內(nèi)容選擇與內(nèi)容呈現(xiàn)方式都凸顯物理學(xué)科核心素養(yǎng)，具有時代感，利于教與學(xué)。

1.1? ? 內(nèi)容結(jié)構(gòu)利于教與學(xué)

教材編寫關(guān)注不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，既注重基礎(chǔ)性又兼顧選擇性。必修第三冊是全體高中學(xué)生的必學(xué)內(nèi)容，針對全體學(xué)生，以物理學(xué)科的核心概念和規(guī)律為主要內(nèi)容，其深廣度嚴格控制在課程標準要求的范圍內(nèi)?？紤]到有不少學(xué)習(xí)必修的學(xué)生學(xué)有余力，還要繼續(xù)學(xué)習(xí)選修，教材對習(xí)題作了分層設(shè)計。對所有學(xué)生，教材安排了較多屬于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平1和水平2的高中畢業(yè)學(xué)業(yè)水平合格性考試要求層次的題目;對學(xué)有余力的學(xué)生，也設(shè)置了適量屬于學(xué)業(yè)質(zhì)量水平3和水平4的高中學(xué)業(yè)水平等級性考試要求層次的題目，使習(xí)題滿足不同層次學(xué)生的需要。

教材結(jié)構(gòu)兼顧知識的邏輯關(guān)系與學(xué)生的認知規(guī)律。靜電場、電路及其應(yīng)用這兩個主題是中學(xué)物理的核心內(nèi)容，是本冊教材的重點，涉及的內(nèi)容較多。為方便教學(xué)，教材把這兩個主題分為兩個單元四個章節(jié)。研究電場力的性質(zhì)為第一章，研究電場能的性質(zhì)為第二章，研究部分電路規(guī)律及應(yīng)用為第三章，研究全電路規(guī)律及應(yīng)用為第四章，其中的一、二章和三、四章分別作為一個單元。這樣由淺入深的安排，既體現(xiàn)了知識內(nèi)在的邏輯關(guān)系，又分散了難點。同時，避免了一章內(nèi)容過多需花費較長時間才能完成教學(xué)的問題。這樣的內(nèi)容結(jié)構(gòu)照顧了高中教學(xué)的特點，既利于教師教，也利于學(xué)生學(xué)。

1.2? ? 內(nèi)容呈現(xiàn)融合核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

教材以物質(zhì)、運動與相互作用、能量等相關(guān)的中學(xué)核心物理知識為基本內(nèi)容，采取創(chuàng)設(shè)情境、問題導(dǎo)學(xué)，以核心內(nèi)容為主干，并輔以多種專題欄目的方式呈現(xiàn)，反映了課程標準要求的物理概念、物理規(guī)律與探究實驗等內(nèi)容，融合了思維方法、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面要素，為培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)奠定了基礎(chǔ)。例如，第1章第2節(jié)的“庫侖定律”，教材創(chuàng)設(shè)了帶電氣球能使金屬筒滾動的情境（圖1），以氣球沒有接觸筒筒為什么會滾動的問題導(dǎo)入，以惑為誘，引導(dǎo)學(xué)生探究解決問題;初步解決問題后，進一步分析說明靜電力與帶電體的多種因素有關(guān)，建立點電荷模型，同時在“方法點撥”欄目中將其與質(zhì)點模型類比，讓學(xué)生體會構(gòu)建物理模型在科學(xué)研究中的作用，深化對理想化模型這種科學(xué)方法的認識;然后，利用“實驗與探究”欄目探究靜電力與距離、電荷量的定性關(guān)系（圖2），得出庫侖定律，讓學(xué)生知道庫侖定律的內(nèi)涵及其應(yīng)用，同時提高科學(xué)探究能力;接著，安排“例題與遷移”，借助實例讓學(xué)生知道利用兩個點電荷間的相互作用規(guī)律處理多個帶電體之間靜電力的思想方法，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維;最后，利用“科學(xué)書屋”介紹庫侖扭秤實驗，讓學(xué)生體會實驗中類比、對稱、微小放大等科學(xué)思想和方法，感受科學(xué)研究的一些共性和創(chuàng)新，形成創(chuàng)新的科學(xué)思維。

教材重視發(fā)揮實驗對培養(yǎng)學(xué)生探究能力和科學(xué)態(tài)度的作用。課程標準中在此部分安排了五個學(xué)生實驗。教材根據(jù)每個實驗的特點，留下一些實驗環(huán)節(jié)讓學(xué)生完成。如“科學(xué)測量：電源的電動勢和內(nèi)阻”，教材給出了實驗?zāi)康?、器材及原理，要求學(xué)生根據(jù)實驗原理，自己設(shè)計實驗步驟，進行實驗獲取數(shù)據(jù)，通過分析得出實驗結(jié)論并進行實驗誤差討論，寫出包括所設(shè)計內(nèi)容的實驗報告。教材這樣編寫，避免了實驗時學(xué)生按照既定內(nèi)容進行虛假“探究”的問題。旨在通過實驗，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、解釋交流等科學(xué)探究能力以及科學(xué)處理數(shù)據(jù)的態(tài)度。教材還結(jié)合教學(xué)需要，設(shè)計了“實驗與探究”“迷你實驗室”“DIS實驗”等欄目，讓學(xué)生通過這些實驗，深化對物理知識的理解，提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，養(yǎng)成實事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。

1.3? ? 內(nèi)容素材重視科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的養(yǎng)成

教材關(guān)注科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境間的關(guān)系，重視物理知識在現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體現(xiàn)了時代特點。讓學(xué)生認識物理知識的應(yīng)用可能產(chǎn)生有利和不利影響，以促進學(xué)生養(yǎng)成正確的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

如教材第1章第5節(jié)，緊扣社會的脈搏，從“霧霾治理是近年來人們關(guān)注的熱門話題。導(dǎo)致霧霾的原因很多，工業(yè)燃燒產(chǎn)生的煙霧是其形成的重要因素之一……”[1]的角度介紹靜電除塵;介紹現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑或汽車、家電外殼噴涂的靜電噴霧以及激光打印等靜電利用;從將靜電導(dǎo)入地下介紹具有可燃氣體等危險環(huán)境怎樣進行靜電防護。教材選擇這些內(nèi)容素材，旨在讓學(xué)生了解靜電在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，增強對科技普及的興趣和社會責(zé)任感。

又如第6章的“能源與可持續(xù)發(fā)展”，在介紹多種形式能的基礎(chǔ)上，介紹了太陽能、風(fēng)能、核能、氫能等可再生能源和新能源的開發(fā)，以及核能開發(fā)可能產(chǎn)生的不利影響;從能量轉(zhuǎn)化的方向性，分析節(jié)約能源、珍惜環(huán)境的必要性，提出要珍惜大自然，愛護地球家園。旨在讓學(xué)生通過這些內(nèi)容素材的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)節(jié)能及可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。

此外，教材還結(jié)合相關(guān)物理知識，介紹了電阻在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，身邊電熱的應(yīng)用與危害，家庭用電、安全用電與節(jié)約用電;介紹了磁的應(yīng)用研究及意義、電磁感應(yīng)的應(yīng)用、電磁污染及防護等內(nèi)容。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識的同時，感受到物理知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，促進科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的養(yǎng)成。

2? ? 教學(xué)實施建議

全面提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)是教材修訂的目標。要在使用教材時落實該目標，應(yīng)圍繞課程標準要求的物理學(xué)科核心素養(yǎng)目標進行教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施和教學(xué)評價。

2.1? ? 基于核心素養(yǎng)，設(shè)計目標內(nèi)容

教學(xué)設(shè)計應(yīng)基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)，依據(jù)課程標準的要求，以教材內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)情，確定需要達成的教學(xué)目標。如教材第1章第2節(jié)的“庫侖定律”，課程標準的要求是“知道點電荷模型。知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律，體會探究庫侖定律過程中的科學(xué)思想和方法?！盵2]針對一般情況下的高中學(xué)生，結(jié)合教材的導(dǎo)入和點電荷部分的內(nèi)容，可確定點電荷的教學(xué)目標為 “知道點電荷的概念。了解理想化模型，體會理想化方法在科學(xué)研究中的作用，能在熟悉情境中運用點電荷模型分析靜電問題。”結(jié)合教材兩個點電荷間的靜電力和例題部分的內(nèi)容，可確定庫侖定律的教學(xué)目標為“知道兩個點電荷間相互作用的規(guī)律和靜電力常量，了解庫侖定律的內(nèi)涵及其表達公式，能用庫侖定律分析解決問題。形成靜電力相互作用的觀念，提高科學(xué)思維能力。”結(jié)合教材“科學(xué)書屋”的內(nèi)容，可確定庫侖扭秤實驗的教學(xué)目標為 “能了解庫侖扭秤實驗并能提出相關(guān)問題。通過了解庫侖扭秤實驗，能體會科學(xué)研究中的一些共性與創(chuàng)新，體會探究庫侖定律過程中的科學(xué)思想和方法?！?/p>

確定教學(xué)內(nèi)容應(yīng)圍繞確定的物理學(xué)科核心素養(yǎng)目標，結(jié)合學(xué)情，對教材內(nèi)容進行整合和增減。要充分挖掘并利用好教材培養(yǎng)核心素養(yǎng)的素材。例如，對庫侖扭秤實驗的教學(xué)內(nèi)容，可以增加庫侖定律與萬有引力的比較，以發(fā)展學(xué)生類比的科學(xué)思維。還可以結(jié)合教師用書的課程資源，增加庫侖研究得出定律過程的內(nèi)容，讓學(xué)生感受庫侖的創(chuàng)新歷程，提高科學(xué)探究能力。

2.2? ? 改變教學(xué)方式，提升關(guān)鍵能力

“科學(xué)探究是人類探索和了解自然、獲得科學(xué)知識的主要方法，也是學(xué)習(xí)科學(xué)的一種主要方式。”[3]科學(xué)思維和科學(xué)探究是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵能力。要通過教學(xué)發(fā)展學(xué)生的這兩種能力，應(yīng)改變教師一講到底、學(xué)生被動接受的教學(xué)方式，加強探究式教學(xué)。

物理知識教學(xué)可采取問題導(dǎo)學(xué)、自主學(xué)習(xí)、互動交流等方式，讓學(xué)生自己通過探究學(xué)習(xí)解決問題，獲取結(jié)論。盡可能地創(chuàng)設(shè)體現(xiàn)物理概念、物理規(guī)律本質(zhì)特征的情境，讓學(xué)生觀察情境中的現(xiàn)象、過程，通過對現(xiàn)象、過程分析抽象得出其本質(zhì)特征，在此基礎(chǔ)上建構(gòu)物理概念或規(guī)律。重視學(xué)以致用，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題。使學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的過程，同時成為形成物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維和科學(xué)探究能力、養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的過程。如前面提到的第1章第2節(jié)的“庫侖定律”，教材就是按照這樣的思路編寫的。

物理實驗教學(xué)，應(yīng)充分發(fā)揮實驗在提高學(xué)生科學(xué)探究能力方面的重要作用。對學(xué)生實驗，應(yīng)根據(jù)教材的設(shè)計，盡可能讓學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗原理、實驗步驟、進行實驗并得出結(jié)論。還可以創(chuàng)設(shè)一些任務(wù)，讓學(xué)生獨立探究完成。例如，學(xué)生實驗“科學(xué)測量：電源的電動勢和內(nèi)阻”，在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可提出實驗器材把兩個電表、滑動變阻器改為一個電流表（或電壓表）、一個電阻箱，要求學(xué)生設(shè)計完成實驗。對演示實驗，應(yīng)特別重視讓學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象、分析得出結(jié)論。有的演示實驗可根據(jù)實際情況改為學(xué)生實驗，以增加學(xué)生對實驗的參與度。迷你小實驗有的可以作為演示實驗，有的也可以讓學(xué)生在課外做。

2.3? ? 加強過程評價，促進目標達成

教學(xué)過程評價對促使學(xué)生學(xué)習(xí)、改進教師教學(xué)、促進教學(xué)目標的達成有重要作用。利用習(xí)題進行教學(xué)診測評價是教學(xué)過程評價的重要方式。

教材設(shè)計了“例題與遷移”“節(jié)練習(xí)”“章末練習(xí)”和“單元自我檢測”。教學(xué)時，一節(jié)內(nèi)容教學(xué)后可以利用“節(jié)練習(xí)”對教學(xué)達標情況進行診測評價，復(fù)習(xí)鞏固，發(fā)展思維;一章教學(xué)結(jié)束后可以利用“章末練習(xí)”對一章教學(xué)達標情況進行診測評價，以提高學(xué)生綜合運用所學(xué)知識的能力和科學(xué)探究等多方面的能力;單元教學(xué)結(jié)束后則可以利用“單元自我檢測”讓學(xué)生進行自我評價。對一節(jié)內(nèi)容教學(xué)過程，可在每個段標內(nèi)容教學(xué)后，利用“例題與遷移”“物理聊吧”和“節(jié)練習(xí)”的部分習(xí)題進行診測評價。例如，第1章第4節(jié)“點電荷的電場 勻強電場”，點電荷的電場可以選擇“節(jié)練習(xí)”的習(xí)題進行診測評價;場強疊加原理、勻強電場則可以利用教材的“例題與遷移”進行診測評價。

教材的較多習(xí)題都有實際的問題情境，滲透了科學(xué)思維因素，不少習(xí)題需要通過分析推理才能解決問題。這些習(xí)題的設(shè)置，目的是引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際問題，把做題變?yōu)榻鉀Q問題，使學(xué)生通過做題鞏固所學(xué)知識，深化物理觀念，發(fā)展科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力。為充分發(fā)揮這些習(xí)題的作用，教學(xué)時應(yīng)讓學(xué)生自己分析題目情境，把情境轉(zhuǎn)化為物理現(xiàn)象和物理過程，把情境中需要解決的實際問題轉(zhuǎn)化為物理問題;聯(lián)想相關(guān)的物理知識建立題目未知與已知的聯(lián)系，通過分析推理使問題得到解決。使做題不僅能診測評價學(xué)生所學(xué)內(nèi)容的理解掌握情況，還能提升學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第三冊[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2019.

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

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

[4]廖伯琴，霍靜.課程標準與教材修訂（四）——如何發(fā)揮教材中習(xí)題的育人功能[J].物理教學(xué)探討，2020，38（4）：1-5.

[5]廖伯琴.課程標準與教材修訂（五）——如何體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念[J].物理教學(xué)探討，2020，38（5）：1-5.（欄目編輯? ? 廖伯琴）