透視高中物理新教材中習(xí)題的變化
——以“拋體運(yùn)動”為例

(青島大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院,山東 青島 266071)

1 引言

《普通高中物理程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》用“核心素養(yǎng)的四個(gè)方面”替換了“三維教學(xué)目標(biāo)”。根據(jù)此課程標(biāo)準(zhǔn)編制的教材(簡稱“新教材”)落實(shí)了這一新的教學(xué)理念，使“核心素養(yǎng)”理念得到了充分體現(xiàn)。全面分析新教材的變化,深刻理解編者設(shè)計(jì)意圖,有利于在教學(xué)過程中落實(shí)“核心素養(yǎng)”之培養(yǎng)目標(biāo)。

2 從教學(xué)實(shí)踐層面解讀物理學(xué)科核心素養(yǎng)

2.1 物理觀念

學(xué)生物理觀念的形成是一個(gè)從物理概念和規(guī)律出發(fā),認(rèn)識逐漸升華的過程。物理觀念導(dǎo)向下的教學(xué)關(guān)注學(xué)生對概念、規(guī)律的理解,幫助學(xué)生在真實(shí)情境中認(rèn)識物理概念和規(guī)律的意義、地位和作用,并在此基礎(chǔ)上形成更高層級的觀念性認(rèn)知。

2.2 科學(xué)思維

科學(xué)思維是從物理學(xué)視角對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式。[1]常見的物理思維活動有歸納與演繹、分析與綜合、分類與比較、批判與創(chuàng)新等多種形式。[2]中學(xué)生處在物理學(xué)習(xí)的初級階段,獲得知識的主要方式是基于經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)建立概念,揭示規(guī)律,歸納思維是這一學(xué)習(xí)時(shí)段的基本方式。而演繹、分析、綜合、分類、批判與創(chuàng)新等需要基于一定理論基礎(chǔ)的較高級的思維形式，它是要在中學(xué)階段重點(diǎn)發(fā)展和培養(yǎng)的。

從物理教學(xué)的角度看,科學(xué)思維是學(xué)生物理認(rèn)知的基本途徑和方式,思維能力的強(qiáng)弱直接影響著認(rèn)知的結(jié)果。學(xué)生學(xué)習(xí)的過程就是思維活動、鍛煉和發(fā)展的過程,也是教學(xué)實(shí)施中思維能力培養(yǎng)的過程。

從學(xué)生能力發(fā)展的角度看,物理學(xué)習(xí)的過程是從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),到概念、規(guī)律,再到物理觀念的形成過程,隨著學(xué)習(xí)的不斷深入,學(xué)生的思維水平不斷地發(fā)展與提升。

2.3 科學(xué)探究

科學(xué)探究的主要目的是為了解決真實(shí)情境中的問題,獲得關(guān)于客觀事物本質(zhì)及其發(fā)展規(guī)律的認(rèn)知。[2]從教學(xué)維度來看,科學(xué)探究是運(yùn)用一定的手段和器材,為揭示隱匿在現(xiàn)象背后的規(guī)律而開展的有計(jì)劃、有目的的認(rèn)知活動，學(xué)生在活動中通過身心體驗(yàn)獲取信息、分析信息、運(yùn)用信息進(jìn)行意義建構(gòu)。

2.4 科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

在教學(xué)中需培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)意志,發(fā)散學(xué)生的思維，注重知識與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生理解科學(xué)本質(zhì)，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。

3 核心素養(yǎng)視角下新教材教學(xué)目標(biāo)解讀

以人教版高中物理必修二第五章“拋體運(yùn)動模塊”為例，從核心素養(yǎng)視角對其教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行解讀。

物理觀念:對平拋運(yùn)動事實(shí)進(jìn)行提煉、升華，形成平面直角坐標(biāo)系中二維運(yùn)動合成的觀念性知識及相關(guān)概念和規(guī)律。

科學(xué)思維:運(yùn)用直線運(yùn)動的物理規(guī)律、坐標(biāo)系數(shù)學(xué)知識，綜合分析歸納平拋運(yùn)動的數(shù)學(xué)關(guān)系及物理特點(diǎn);在解決實(shí)際問題的過程中培育學(xué)生的抽象、歸納、演繹、分析、綜合等思維能力。

科學(xué)探究:對平拋運(yùn)動進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,通過問題思考、猜想與實(shí)驗(yàn)論證,建構(gòu)平拋運(yùn)動的概念，發(fā)現(xiàn)平拋運(yùn)動的規(guī)律。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任:引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識科學(xué)本質(zhì),提倡以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的猜想,猜想應(yīng)與實(shí)驗(yàn)和生活實(shí)際相聯(lián)系。

4 核心素養(yǎng)視角下的新教材節(jié)末習(xí)題變化分析

4.1 內(nèi)容設(shè)置層面的變化

在內(nèi)容上,新舊教材的章節(jié)組成略有不同(表1),本研究的樣本為人教社2005年出版的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理必修2》(下文簡稱舊教材)和人教社2019年出版的《普通高中教科書 物理必修第二冊》(下文簡稱新教材)。

新教材將“運(yùn)動的合成與分解”單獨(dú)設(shè)置為一節(jié),放在平拋運(yùn)動知識點(diǎn)的前面,介紹將復(fù)雜運(yùn)動進(jìn)行合成與分解的思想和方法,并總結(jié)了拋體運(yùn)動的規(guī)律,有助于幫學(xué)生提煉、升華出平面直角坐標(biāo)系中二維運(yùn)動合成的觀念性知識,使拋體運(yùn)動的概念成型,從而將整章內(nèi)容融為一體(表1)。

表1

4.2 節(jié)末新增習(xí)題

新教材將“運(yùn)動的合成與分解”單列為一節(jié),在節(jié)末設(shè)置了5道習(xí)題,與舊教材相比,新增了4道習(xí)題。新教材的這一變動旨在幫助學(xué)生從物理學(xué)視角形成對力與運(yùn)動的基本認(rèn)識,促進(jìn)學(xué)生提煉出二維運(yùn)動合成的觀念性知識，表2呈現(xiàn)了新教材中“運(yùn)動的合成與分解”一節(jié)的習(xí)題設(shè)置特點(diǎn)。

從內(nèi)容的安排與習(xí)題的設(shè)置中，可以明顯地看出新教材對“運(yùn)動的合成與分解”的重視程度,引導(dǎo)學(xué)生把復(fù)雜的運(yùn)動等效為簡單運(yùn)動的合成,將運(yùn)動過程化繁為簡,通過習(xí)題進(jìn)一步讓學(xué)生理解力與運(yùn)動的關(guān)系。綜合起來看,習(xí)題的選擇遵循了科學(xué)性原則、系統(tǒng)性原則、典型性原則以及針對性原則。具體地來看,習(xí)題所要呈現(xiàn)的各種物理現(xiàn)象和過程都是符合自然規(guī)律、生活實(shí)際和物理理論。習(xí)題考查的內(nèi)容也較為全面,兼顧學(xué)生物理知識、技能、思維和情意等方面的全面發(fā)展,既有鞏固知識、培養(yǎng)技能的習(xí)題,又有發(fā)展學(xué)生物理思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的習(xí)題。

表2

表3展示了對“曲線運(yùn)動”“實(shí)驗(yàn):探究平拋運(yùn)動的特點(diǎn)”“拋體運(yùn)動的規(guī)律”這3節(jié)的節(jié)末新增習(xí)題的剖析。

節(jié)末新增習(xí)題重在培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),核心素養(yǎng)的內(nèi)容構(gòu)成既相互關(guān)聯(lián)又相互依存,層層遞進(jìn),呈逐步升華的樣態(tài)。[3]新教材在習(xí)題中對物理學(xué)科核心素養(yǎng)的挖掘可以用流程圖來展現(xiàn)(圖1)。新教材的習(xí)題設(shè)置旨在帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷從日常生活中的經(jīng)驗(yàn)到猜想再發(fā)展到實(shí)驗(yàn)探究過程,經(jīng)歷建立物理模型的抽象概括過程,培養(yǎng)學(xué)生的分析綜合、推理論證等科學(xué)思維能力,從而建構(gòu)起物理概念,揭示出物理規(guī)律,認(rèn)識到科學(xué)的本質(zhì),逐漸培養(yǎng)他們的嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是和持之以恒的科學(xué)態(tài)度。

表3

圖1

5 基于核心素養(yǎng)分析習(xí)題變化

習(xí)題變化由多種因素引起,從核心素養(yǎng)視角分析如下：

(1) 習(xí)題要適應(yīng)教材內(nèi)容。在“拋體運(yùn)動”這一模塊中,由于“運(yùn)動的合成與分解”是新教材單獨(dú)分出來的一節(jié),習(xí)題的變動比較大,新增了3個(gè)習(xí)題,指向性很強(qiáng),旨在讓學(xué)生掌握運(yùn)動的合成與分解的方法,將復(fù)雜運(yùn)動化繁為簡,通過習(xí)題進(jìn)一步讓學(xué)生理解力與運(yùn)動的關(guān)系。

(2) 教材內(nèi)容要適應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)。課程標(biāo)準(zhǔn)對于物理學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行了凝練總結(jié),并緊緊地圍繞著核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo),精選、重組課程內(nèi)容。新教材習(xí)題的設(shè)置反映了以上變化,既注重發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維,又鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究,進(jìn)而把抽象的物理概念、規(guī)律內(nèi)化建構(gòu)成學(xué)生的物理觀念。習(xí)題與學(xué)科核心素養(yǎng)是緊密聯(lián)系的,核心素養(yǎng)的理念指導(dǎo)習(xí)題的改進(jìn),反過來,習(xí)題又進(jìn)一步幫助學(xué)生提高核心素養(yǎng)。

6 結(jié)語

合理的物理習(xí)題配置有助于增強(qiáng)和加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解、促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)方法的運(yùn)用和掌握,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維?；谖锢韺W(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求,新教材在舊教材的基礎(chǔ)上改正了習(xí)題重“結(jié)果”輕“過程”、對習(xí)題中的“提升素養(yǎng)”與“知識的應(yīng)用”的目標(biāo)定位不足等問題,新教材從內(nèi)容設(shè)置的變動到節(jié)末習(xí)題的改進(jìn),無不體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的重要地位。