人教版高中物理新、舊教材實驗的對比研究

宣菁

摘 要：隨著全新高中物理課程標準的實施，人教版高中物理教材也作出一系列調(diào)整，相較于舊教材更貼近學生的發(fā)展實情，適應新高考需要。本文基于物理課程標準的內(nèi)容，樹立全新教育教學理念，綜合對比人教版高中物理新、舊教材實驗的差異性，期望能促進老師和學生更好地使用教材，踐行實驗教改理念，提升物理實驗教學的有效性。

關鍵詞：新課標;人教版;高中物理;教材改革;實驗

根據(jù)《普通高中物理課程標準（2017版）》的要求，高中物理課程教育的根本落腳點在于培養(yǎng)學生良好的核心素養(yǎng)，具體集中于物理觀念、科學思維、科學探究以及科學態(tài)度與責任四個層面。教材是實施課程標準的重要載體，也是開展教學活動的科學依據(jù)，教學目標的調(diào)整必然關聯(lián)教材內(nèi)容的變化。從2019年出版的人教版高中物理新教材編排特點來看，在“實驗”內(nèi)容上有了更多的變革與創(chuàng)新，總體來看更符合核心素養(yǎng)的教育要求。通過新、舊教材的實驗對比，對新教材的內(nèi)容與思想做到“心中有數(shù)”，才能真正用好教材，發(fā)揮教材特色，提高教學有效性。

一、新、舊教材“實驗欄目”的設計對比

從新、舊教材的“實驗欄目”設置來看，新教材有6篇實驗內(nèi)容，舊教材僅有3篇內(nèi)容，主要區(qū)別在于：第一，舊教材中原本正文的“練習使用打點計時器”和“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”兩項內(nèi)容移到新教材的“實驗”環(huán)節(jié);第二，新教材新增了“探究彈簧彈力與形變量的關系”的內(nèi)容，學生須通過實驗得出“胡克定律”。另外三篇實驗內(nèi)容在新、舊教材中基本一致，但是很明顯新教材更注重把握實驗過程的細節(jié)。以“研究自由落體運動的規(guī)律”為例，舊教材提到“用手捏住紙帶”，而新教材則改為“用手捏住紙帶的上端”，兩字之差卻讓操作過程更加明確、更加精準。教材中類似地方還有很多，看似只是一個小細節(jié)，卻很有可能關乎實驗的成敗。學生在自主操作實驗過程中，大膽地猜想、設計與驗證，根據(jù)新教材的調(diào)整，進一步規(guī)范了實驗流程與實驗步驟，有利于培養(yǎng)學生科學探究能力，落實核心素養(yǎng)目標^[1]。

二、新、舊教材“測量實驗”的設計對比

高中物理的第一個測量實驗就是“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”，新、舊教材均有這部分內(nèi)容，但是在具體操作和數(shù)據(jù)處理等方面略有差異。一方面，從“打點計時器”的相關知識編排來看，舊教材在學完“位移和速度”之后，統(tǒng)一介紹打點計時器，并引出有關速度測量的知識;但是在新教材中，學完“位移”的概念之后直接介紹打點計時器，并開展相關實驗;而在學完“速度”的概念之后，又進行“測量紙帶的平均速度和瞬時速度”，也就是原本在同一個章節(jié)的實驗分為兩個章節(jié)進行，直接將實驗與概念結合起來，更易于引導學生形成物理邏輯思維，樹立正確的物理觀念。除了內(nèi)容安排以外，新、舊教材中對于位移測量方法與數(shù)據(jù)記錄也有一些不同。舊教材為多次測量、分段測量，新教材則一次性測量，再具體計算每個計數(shù)點之間的距離，相對來說后者更能避免誤差，也能強化學生的創(chuàng)新能力與批判思維。

三、新、舊教材“探究實驗”的設計對比

開展探究實驗是近年來物理教學改革的核心點，旨在發(fā)揮學生主觀能動性，在參與實驗和探究操作中獲取知識，形成科學觀念。在新、舊教材中，“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗設計均為獨立章節(jié)，但新教材有一定的細節(jié)調(diào)整。例如，舊教材的核心點在于根據(jù)物理量確定基本實驗思路，再制定詳盡的實驗方案，提前預估實驗中可能遇到的問題，最后由學生動手按照步驟操作，整個過程循規(guī)蹈矩;雖然實驗效率較高，但是忽略了學生“自主發(fā)現(xiàn)問題與獨立解決問題”環(huán)節(jié)，不利于激活其創(chuàng)造能力。相對而言新教材的編排設計就更突出核心素養(yǎng)的教育需求，鼓勵學生自主思考、創(chuàng)新探究，結合已有的知識經(jīng)驗從整體剖析實驗過程，從選取實驗材料、操作實驗過程、解決實驗問題到處理實驗數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了自主性與創(chuàng)新性，也更符合探究實驗活動的初衷。只有讓學生在實驗過程中反復地發(fā)現(xiàn)問題、探究思考并解決問題，才能促進良好思維能力與核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

四、新、舊教材“新增實驗”的設計對比

物理學科本身具有明顯的內(nèi)在邏輯關系，無論是知識生成還是認知體驗，都有一定的規(guī)律性，新教材在編排實驗內(nèi)容時，也充分體現(xiàn)了這一學科特征，突出邏輯性與連貫性。以實驗“導體電阻率的測量”為例，舊教材主要介紹“導體的電阻”概念，而新教材就在講解概念的基礎上獨立設置一節(jié)實驗內(nèi)容即《導體電阻率的測量》，將理論知識與動手操作結合起來，鍛煉學生的物理思維^[2]。舊教材中對于測量導體電阻率，基本上只是要求學生通過實驗分析影響導線電阻的決定因素，進一步了解電阻定律，但是新教材則更體現(xiàn)新課標的要求，旨在指導學生通過開展探究實驗，剖析金屬導體的電阻與材料、長度以及橫截面積等各要素之間的定量關系。從過去定性判斷轉為定量探究，并新增“會測量金屬絲電阻率”的要求，使得所學知識更加連貫、更加系統(tǒng)，彌補了舊教材的缺陷。

通過本文對比可知，全新的人教版高中物理教材在實驗編排方面更科學、更實效、更具可操作性。高中物理教師要立足新高考的發(fā)展趨勢，結合物理新課標的客觀要求以及高中生的發(fā)展實情，剖析新教材、用好新教材，挖掘更多有價值的實驗教育資源，提高物理實驗教學有效性，順利完成物理教改任務，將核心素養(yǎng)教育落到實處。

參考文獻：

[1]賀婷玉，孔紅艷.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置[J].物理教學探討，2020，38（7）：23-27.

[2]胡嘉瑩，張軍朋.高中物理新舊教材力學實驗比較分析——以人教版教材為例[J].物理教學，2020，42（4）：32-35.