在新舊教材序言課的對(duì)比中管窺物理學(xué)科育人

范永梅

（江蘇省南通第一中學(xué)，江蘇 南通 226000）

基礎(chǔ)教育課程承載著黨的教育方針和教育思想.隨著經(jīng)濟(jì)全球化和信息時(shí)代的到來，未來需要更多適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的綜合性、創(chuàng)新性人才.新一輪的課程改革將立德樹人，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展社會(huì)主義建設(shè)者和接班人作為課程教學(xué)的根本任務(wù).物理學(xué)作為推動(dòng)科學(xué)技術(shù)發(fā)展和人類社會(huì)文明進(jìn)步的重要學(xué)科，是人類精神智慧和科學(xué)精神、思維、方法的結(jié)晶，其發(fā)展的歷史文化背景、鮮明的實(shí)驗(yàn)特色、廣泛的生活聯(lián)系，無不蘊(yùn)含著豐富而獨(dú)特的學(xué)科育人價(jià)值.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（2017版）（以下簡(jiǎn)稱《新課標(biāo)》）.以物理學(xué)科核心素養(yǎng)凝練了物理課程獨(dú)特的育人價(jià)值，同時(shí)指出物理新教材從編寫原則、內(nèi)容選擇、內(nèi)容呈現(xiàn)、輔助資源等方面都要突出物理學(xué)科育人功能，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)，促進(jìn)人類科學(xué)事業(yè)的傳承與社會(huì)發(fā)展.

1 新舊教材序言課內(nèi)容比較

在《新課標(biāo)》的指引下，各種版本的高中新教材逐步推出，以期通過新教材的使用進(jìn)一步引領(lǐng)高中學(xué)生學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變和課堂教學(xué)方式的變革，實(shí)現(xiàn)課程育人價(jià)值.在各版本的新教材中，在第1章前均安排了前言、卷首語、序言等，我們姑且統(tǒng)稱為“序言”.高中教材的序言課，既是學(xué)生開啟高中物理學(xué)習(xí)的第一課，承擔(dān)著激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)高中物理的興趣、形成對(duì)高中物理的初步認(rèn)識(shí)的重要任務(wù).更為重要的是，序言課作為高中教材的統(tǒng)領(lǐng)和開篇，承擔(dān)著對(duì)物理課程內(nèi)容、課程思想、學(xué)習(xí)方法、發(fā)展前景等的總體概述，對(duì)教師的教和學(xué)生的學(xué)均起到極其重要的指導(dǎo)意義.教材序言課內(nèi)容變化往往蘊(yùn)含著課程育人理念、方式等的變化.表1是對(duì)人教版新舊教材序言課內(nèi)容的比較.

表1 人教版新舊教材序言課內(nèi)容比較

續(xù)表

2 新教材序言課對(duì)學(xué)科育人的啟示

從序言課可以管窺物理課程的獨(dú)特育人價(jià)值和追求.在表1的對(duì)比中不難發(fā)現(xiàn)，新教材進(jìn)一步落實(shí)新課標(biāo)理念，將學(xué)科核心素養(yǎng)的培育通過序言課加以引領(lǐng)，對(duì)于物理學(xué)科育人至少有以下4點(diǎn)啟示.

2.1 觀察現(xiàn)象，揭示本質(zhì)——學(xué)會(huì)以科學(xué)方法探究物理規(guī)律

新教材在序言中開宗明義：物理學(xué)通過定量實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嫹治?，不斷揭示出自然界的客觀規(guī)律和各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系.一代代物理學(xué)家在探究客觀世界的過程中發(fā)展了很多行之有效的的研究方法.在物理學(xué)習(xí)中，我們不但要掌握具體的知識(shí)，而且要學(xué)習(xí)和體會(huì)這些科學(xué)方法，并努力運(yùn)用它們解決各種實(shí)際問題.

《新課標(biāo)》也將“科學(xué)探究”作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容，包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素.在課程實(shí)施過程中，教師要有意識(shí)地讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，掌握科學(xué)家研究問題的一般方法，將物理知識(shí)和規(guī)律的建構(gòu)過程還給學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生面對(duì)未來復(fù)雜問題解決時(shí)實(shí)現(xiàn)方法的遷移.比如“摩擦力”這節(jié)的探究中，靜摩擦力大小及方向的探究是個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生容易依據(jù)已有生活經(jīng)驗(yàn)，先入為主地認(rèn)為靜摩擦力總是存在于靜止的物體上，總是阻力，大小與外力相等.如果教師直接告知關(guān)于摩擦力的大小、方向的正確結(jié)論，一方面學(xué)生半信半疑，另一方面更為重要的是，學(xué)生失去了自主探究，自主建構(gòu)的過程.通過設(shè)計(jì)水平面上利用傳感器拉動(dòng)重物，重物始終靜止（如圖1）、手握杯子在豎直面內(nèi)勻速上升、加速上升（如圖2）等實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與力平衡知識(shí)、牛頓第二定律等理性分析結(jié)合起來，不難得出：手握瓶子加速上升過程，靜摩擦力大于重力，且是動(dòng)力，且存在于運(yùn)動(dòng)的物體上；傳感器的示數(shù)在0到最大值之間變化，拉動(dòng)物體后示數(shù)是定值，且略小于最大值.最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力學(xué)生自主通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得.學(xué)生經(jīng)歷了提出物理問題——猜想與假設(shè)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與制定方案——獲取和處理信息——基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及學(xué)會(huì)對(duì)探究過程進(jìn)行交流、反思等.這些體驗(yàn)是知識(shí)本身無法給與學(xué)生的.

圖1 水平面上用力傳感器拉物體

圖2 手握杯子在豎直面內(nèi)勻速、加速上升

2.2 學(xué)以致知，客觀理性——學(xué)會(huì)以科學(xué)精神尊重客觀事實(shí)

物理學(xué)的發(fā)展與成就與它所蘊(yùn)含的科學(xué)精神密不可分.學(xué)以致用的探索精神，幫助我們完整深入地認(rèn)識(shí)自然；實(shí)事求是的客觀精神，幫助我們形成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；客觀理性的分析精神，幫助我們講求邏輯敬畏規(guī)律.科學(xué)精神不僅對(duì)科學(xué)研究很重要，而且在生產(chǎn)、生活各方面又有現(xiàn)實(shí)價(jià)值.碰到問題，客觀分析、理性判斷、嚴(yán)謹(jǐn)選擇，不盲從、不走極端，正是快節(jié)奏的現(xiàn)代生活需要的精神.

在物理學(xué)的發(fā)展過程中，從伽利略研究力與運(yùn)動(dòng)問題到發(fā)現(xiàn)牛頓力學(xué)不適用微觀和高速情況，一代代物理學(xué)家正是在尊重客觀事實(shí)中傳承著可貴的科學(xué)精神.在教學(xué)中，應(yīng)該讓學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)感受并繼承科學(xué)精神.比如在“實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”中，學(xué)生設(shè)計(jì)出多種實(shí)驗(yàn)方法來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，有重物自由下落，有在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上物體下滑，有利用擺球擺動(dòng)的等等，學(xué)生在得出實(shí)驗(yàn)真實(shí)數(shù)據(jù)后，仔細(xì)分析數(shù)據(jù)，大多數(shù)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)重力勢(shì)能的減少量大于動(dòng)能的增加量，當(dāng)然也有個(gè)別學(xué)生利用擺球向下擺動(dòng)，因?yàn)槁y(cè)小球半徑，得出重力勢(shì)能的減少量小于動(dòng)能的增加量，機(jī)械能還增加了，感覺很困惑.不管學(xué)生最后得到怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，教師都要引導(dǎo)學(xué)生尊重實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，不能就簡(jiǎn)單得出重力勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量的結(jié)論.要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)誤差或錯(cuò)誤的原因，只有以實(shí)事求是的態(tài)度對(duì)待研究，才能懂得尊重客觀，才能得到理性的結(jié)論.

2.3 揭示自然，造福人類——學(xué)會(huì)以知識(shí)應(yīng)用強(qiáng)化社會(huì)擔(dān)當(dāng)

盡管我們有很多學(xué)生會(huì)做物理題，物理考試成績(jī)也不錯(cuò)，但他們卻并不善于將物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活中去思考、去發(fā)現(xiàn)、去探究、去創(chuàng)造、去做事.他們的思維更多的局限于狹小的物理課本和考試天地里.深究原因，還是在日常教學(xué)中，教師更多思考的是“教什么”，極少去思考“為什么而教”“為什么這樣教”等意義層面的問題.正如有學(xué)者指出的那樣，“將教學(xué)僅僅視為達(dá)到既定教育目的的手段，從而人們關(guān)注教學(xué)的是其科學(xué)性或有效性，至于教學(xué)本身的目的或價(jià)值的合理性常常被忽視甚至被遺忘”.

正如新教材序言中提到的人們通過掌握核能，建造了核電站并發(fā)展了治療腫瘤的放療技術(shù)；通過對(duì)固體中電子運(yùn)動(dòng)的研究，導(dǎo)致了晶體管、集成電路和大容量電子存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)明等等.在日常教學(xué)中，教師要善于創(chuàng)設(shè)知識(shí)應(yīng)用的平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)應(yīng)用知識(shí)解釋自然，造福世界.比如在“靜電的防止與應(yīng)用”這一節(jié)的教學(xué)中，師生在探究了解靜電平衡、尖端放電、靜電屏蔽等的原理后，可以讓學(xué)生小組討論“靜電”在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用及危害（影響），提出他們的應(yīng)用想法.讓學(xué)生既感知靜電知識(shí)在高壓線屏蔽、靜電除塵、靜電噴漆、靜電復(fù)印等中的科學(xué)應(yīng)用，給人們生產(chǎn)生活帶來了極大便利，但同時(shí)通過觀察生活中穿衣、脫衣、運(yùn)動(dòng)，以及自然界雷擊，生產(chǎn)中切割、攪拌等過程中靜電帶來的危害（影響），學(xué)會(huì)敬畏科學(xué)，敬畏生命，強(qiáng)化社會(huì)擔(dān)當(dāng).

2.4 前景廣闊，充滿挑戰(zhàn)——學(xué)會(huì)以提出問題促進(jìn)改革創(chuàng)新

新人教版序言課指出：物理學(xué)如同一座大廈，已經(jīng)被建設(shè)的很壯觀了，但尚未完工，也許永遠(yuǎn)也不會(huì)完工，更壯觀的還在后面，還在等待著我們?nèi)ソㄔO(shè)和探索.學(xué)會(huì)從不同視角發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，不迷信權(quán)威，敢于批判質(zhì)疑，探索解決問題，勤于動(dòng)手，善于反思，具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力.這是新一輪課程方案提出的培養(yǎng)目標(biāo)之一，也是物理課程作為自然科學(xué)領(lǐng)域的一門基礎(chǔ)學(xué)科理應(yīng)擔(dān)負(fù)的教育責(zé)任.

在教學(xué)中鏈接學(xué)科發(fā)展、科技前沿的情境素材，讓學(xué)生在任務(wù)挑戰(zhàn)狀態(tài)下，產(chǎn)生新的問題，通過不斷遞進(jìn)的問題的解決，激發(fā)學(xué)生好奇心，開闊他們的視野，促進(jìn)他們創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng).“磁場(chǎng) 磁感線”一節(jié)的教學(xué)中，可以追尋人們對(duì)電磁的認(rèn)識(shí)足跡展開教學(xué)（如圖3）.

在歷史回望與未來的展望中，讓學(xué)生感知科學(xué)家們正是在對(duì)問題的追問中推動(dòng)了技術(shù)的創(chuàng)新.只有善于發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并積極探索問題解決的路徑，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度把握和應(yīng)用.

在基于核心素養(yǎng)培育的新一輪課程改革中，在面對(duì)新課標(biāo)、新教材、新高考的大背景中，一線的物理教師更應(yīng)聚焦物理課程本質(zhì)和課程思想方法，深刻理解和把握學(xué)科育人價(jià)值，自覺踐行課程育人理念，才能實(shí)現(xiàn)從“學(xué)科教學(xué)”到“學(xué)科教育”的轉(zhuǎn)變.