彰显课程理念 落实核心素养①——沪科教版《普通高中教科书 物理》试读体会

(江苏省建湖高级中学，江苏 盐城 224700)

《普通高中物理课程标准(2017年版)》公布后，笔者试读了沪科教版《普通高中教科书 物理》，该教科书很好地体现了培养学生的物理学科核心素养的要求。

1 物理观念的呈现可读、可信

课程标准在教材编写建议中提出：要注意物理内容的分层与分类，关注不同学生的学习需求，为学生的个性化发展搭建平台。

教科书对必修第三册第一章静电场的内容编排结构如图1所示，其中设计了探究电荷间相互作用的活动，为第二章构建静电场的概念奠定基础，利用爱因斯坦的话语提示学习电场的方法，建立电场概念后介绍了场的物质性，在第五章学习磁场时，进一步从场的视角深化学生的物质观。

图1

在研究“物体运动”的内容设计上，通过叠图呈现运动员的动态，通过汽车位置与时钟对应图建立平均速度概念，通过实验探究建立瞬时速度概念，利用v-t图像巩固瞬时速度概念，运用DIS(数字化实验系统)让学生直观感受瞬时速度。在“相互作用”的内容设计上，大量使用了机械、体育、生活及实验室中照片佐证相互作用的观念；在“力的合成与分解、共点力平衡”的内容呈现上，多处以令国人振奋的各种桥梁为背景。

关于“‘功’的概念是怎样建立的”，从法国工程师卡诺的“作用矩”、到法国数学家“动力效应”、再到法国工程师彭赛列明确推荐“功”这个名词，让学生了解人类对功的概念的建构过程，加深对功的理解。教科书在“研究功和机械能”一章中设计了5节内容，精简了功能转化关系，减少了容易混淆的负迁移，而在其他章节中逐步渗透各种功能关系，有利于学生在初中学习的基础之上顺利实现功和能的学习进阶。在“能源与可持续发展”一章中，教科书通过物理史实的回溯，阐述不同形式能量的转化，结合能量转化的具体事例来理解能的转化和守恒定律。教科书通过丰富的图片，向学生展示能源利用导致环境的污染、能源的开发与环境保护，通过插图“把完好的地球交给孩子”，培养学生可持续发展的科学责任感。

教科书以大量的照片展示真实的物理情景，如物理学家的照片、礼花在空中爆炸、水波绕过小山和桥墩、贝壳和孔雀羽毛上的彩色、神舟飞船和长征火箭等，对学生产生强烈的视觉冲击，引导他们认识其原理，进而形成物理观念。

2 科学思维活动可思、可辨

课程标准建议教科书编写时要关注科学家在科学探究过程中所凝练、升华的科学思维方式和科学探究方法，让学生学习科学家的科学思维、研究方法及科学态度等。

模型建构是一个渐进的过程,教科书通过介绍“神舟”五号飞船尺寸、质量，说明飞船是有大小和体积的，但飞船在指挥部显示屏上呈现的仅仅是一个亮点，表明在研究飞船在空中位置、飞行的速度及轨道等问题时，都不需要考虑飞船本身的大小和形状，可以把飞船简化成一个有质量的点。在运动模型的建构过程中，教科书从常见的物体下落运动出发，通过感知、实验、探究等过程，逐步建构匀变速直线运动模型。在力的合成与分解中，对斜拉桥的受力情况层层深入，逐步建构对象模型。

在“伽利略对落体运动的研究”一节中，介绍了伽利略的探究之路，基于自然规律简洁、和谐的理念，他首先提出“速度与时间成正比”的猜想，但在实验验证中遇到了困难，求助于数学推理后找到解决问题的方案，教科书明确向学生提出问题：为什么s∝t2比v∝t更容易用实验验证呢？又如教科书中将刘徽的“割圆术”与微分思想进行比较，展示了科学思维方式。提及郑玄在《考工记》中的说法：“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺”，与胡克定律相比较，以培养学生的思辨能力。

如图2所示，在“电动势”一节内容的呈现中，以小朋友传球游戏类比非静电力对电荷的移动，贴近学生的生活，引导学生用类比法理解电动势的物理意义，设计比较新颖。在讲述“电流形成的微观机理”时，教科书呈现了两幅放大图片，一幅是描述自由电子无规则热运动，另一幅是自由电子在电场力作用下的定向移动，实际上是在自由电子的速率巨大的无规则热运动上附加的一个速率很小的定向移动，帮助学生认识抽象的物理过程，形成科学推理能力，理解电流形成的机理。

图2

在牛顿第二定律的教学设计中，先复习力的作用效果是改变物体运动状态的原因，并通过实例加以说明，接着提出新的问题：加速度的大小除了与力的大小方向有关外，还跟什么因素有关？通过改变乒乓球与网球的运动、推空车与重车的比较，得出加速度还与质量有关，在此基础上设计了运用控制变量法的探究实验。这种由现象→理论→实验→猜想→验证→结论的科学论证的思维流程，有利于学生养成良好的科学思维习惯。

该教科书为了培养学生的质疑创新能力，设计了多个栏目，如在探究加速度与力、质量的定量关系的实验中，根据实验装置提出3个问题，分别对研究对象、受力以及加速度的测量进行讨论。教科书对“案例分析“的处理采用了多种形式，多数案例给出了完整的分析和解答过程；少数案例只给出分析过程，留下空白，让学生根据分析完成解答；也有一些例题在解答结束后提出新的问题，新问题或与教科书的引入呼应，或对案例进行拓展追问，或对解题方法进行总结，将学生的思维引向更深、更广的境界。

3 科学探究的设计可探、可评

课程标准建议教科书编写时既要注重物理核心概念和规律等基本内容，还要注重物理学的探究过程、探究方法，为学生的终身发展打下基础。

教科书针对物理概念和规律的教学设计了大量的“实验探究”“论证分析”“学生必做实验”等活动。在“变压器”的内容呈现中，通过变压器原、副线圈电压与匝数关系的探究活动，从提出问题到设计实验，从收集证据到论证，最后得到实验结论，让学生经历完整的探究过程，操作性强。在“探究动量守恒定律”部分，利用趣味实验引入课题，先通过牛顿运动定律及运动学公式进行理论探究，得到动量守恒定律，接下来再进行实验验证，让学生经历科学论证过程，增强了学生的证据意识，提升了学生的科学论证能力。

教科书在科学探究上注重证据呈现与论证过程，在本质属性的发现与规律的获取过程中，教科书或用学生耳熟能详的事实引入，或用形象生动的图片展现，使学生感到不突兀。在重要的物理性质、规律的探究中，教科书既设计了实验探究活动，还设计了理论探究活动，如在“多普勒效应”一节中，先进行实验探究，再进行分析论证，从感性到理性的认识过程符合学生的认知规律。

在每册教科书的结尾部分安排了“总结与评价 课题研究成果报告会”，要求学生展示自己最满意的研究成果，其中“研究课题示例”为学生提供了一些课题让学生选择和探究，在为课题研究设计的评价表中，体现了多元评价的要求，包括自我评价、小组评价以及教师评价，要求从方案设计、证据收集、分析论证、研究成果和结论等方面进行评价，还要求学生记录在课题研究中的表现、对小组的贡献、遇到的困难、可改进的方面，总结、反思自己的研究过程。

4 科学态度与责任的培养落实到位

课程标准建议教科书编写时注意及时纳入物理学科的最新研究成果，关注物理学的技术应用带来的社会问题。

教科书文字表述亲切，举例贴近学科前沿与日常生活。在“电磁波”一节中，教科书利用“信息浏览”栏目，介绍电磁波给人们带来福祉的同时，又给人们带来电磁污染，并介绍了强电磁辐射会使人产生的一些症状，提出了避免或减小电磁辐射危害的主要方法。

在教科书中插入了大量的旁批，有的直接介绍物理知识，如“物理量的增量是指后一时刻的量值减去前一时刻的量值”，将物理中常用的非主要概念讲得清清楚楚。“用角速度来描述圆周运动，建立角速度、转速等概念，比单纯用线速度来描述圆周运动情况更具有实用价值”，引起学生思考描述圆周运动方案的多样性。“物理学家狄拉克形象地说：‘在地球上摘朵花，你就移动了最远的星球!’你能体会这句话的含义吗？”引发学生思考，道出了科学的本质。

教科书中运用了大量的史料图片介绍物理学的发展进程，穿插物理学史上经典事例、科学家小故事，促进学生正确认识科学本质，有助于学生形成良好的科学态度。

培养学生的科学态度与价值观，应基于平时的教学活动，教科书利用可读性强的“STSE”等栏目，反映物理学与科学、技术、社会、环境的紧密联系。如图片“大气被污染”“水被污染”“酸雨对森林的破坏”等，无不激发学生的责任意识；“空气的质量指标”结合上课当天的空气质量报告，更能激发学生的环保意识。在“飞出地球去”的内容呈现中，介绍我国航天事业的成就，增加了学生的民族自信和制度自信，同时激发了学生奋发读书、振兴中华的强烈意愿。

5 结语

教科书是教师施教和学生学习的文本材料，领会教科书编写意图，能使物理教学向着立德树人的目标进发，落实核心素养的培养目标。