新“沪科教版”高中《物理》的“六现”特色

龚剑秋

(重庆市第一中学校，重庆 400030)

上海科技教育出版社2019年出版的普通高中物理(沪科教版)教材(以下简称“新‘沪科教版’高中《物理》”)，是根据《普通高中物理课程标准(2017年版)》的要求编写.初读教材，让人感觉耳目一新：版面新、内容新、表述新.较之与原上海科技教育出版社2007年版教科书，有许多鲜明特色.新教材以开放的形式，立足于立德树人，突出科学探究，并通过生活情景、物理情景、问题串、问题链、模块群等直观形式呈现教材内容，全面促进学生核心素养的形成，并为学生的个性化发展创造了条件，充分展示了以立德树人为目标的“六现”特色.下面主要以《必修1》《必修2》《必修3》为例，就这六个特色进行逐一分析.

1 实现一项目标：立德树人，提升“核心”

新“沪科教版”高中《物理》以“立德树人”为根本目标，全面落实学生在物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面物理核心素养的发展.教材注重体现物理学科的本质，使学生掌握物理学的基础知识与技能；注重科学探究过程，让学生受到科学方法、科学态度和科学精神的培养；注重物理与生活经验的联系，体现了从生活走向物理，从物理走向社会的理念，使物理贴近学生生活；注重科学家们的科学精神、科学情怀、人文精神挖掘，通过强化科学态度和责任，从另一个视角体现科学素养的培养.

新“沪科教版”高中《物理》充分注意了物理概念、物理规律梯度性、整体性.注重必修和选择性必修的各自特色.必修教材通过基础物理知识的学习，力求以开放的形式，通过亲历探究和体验，帮助学生了解自己的爱好和兴趣，让学生喜欢物理，为学生后续发展创造条件.选择性必修教材强化个性化发展，通过物理知识进一步拓展学习，较为完整、系统的实验探究和理性思维与数学方法的应用，培养学生志趣和将科学服务于大众的意识，为学生自主发展和今后的职业需求、志向选择提供更多路径，以实现“立德树人”的总目标.

教材注重主动探究，主动实践的构建物理认知模型，并且围绕模型共同的研究对象、核心概念和教育功能，通过问题串、问题链和模块群，精心设计了学习探究的情景，并通过有一定内在联系的问题串、问题链展示出来.例如，《必修2》功和机械能一章，“实验探究”恒力做功与物体动能变化关系，通过提出问题，要求学生自己制订计划与设计实验，自己实验并收集数据，自己分析论证，自己评估，最后和同学交流得出结论，在模块“多学一点”中让学生进一步了解过程量和状态量，在“STSE”介绍了公路上限制车速的原因.这样的学习，起到了循序渐进、举一反三的效果，强化了科学思维的培养、提升核心素养的途径.

2 凸现一个手段：科学探究，动手实验

科学探究是提升学生物理核心素养重要途径，是增强学生科学观念和科学思维的一个重要手段.新“沪科教版”高中《物理》非常重视科学探究和物理方法的研究，安排了大量“实验探究”活动和“学生必做实验”，以《必修1》《必修2》《必修3》为例，共有25个“探究实验”，12个“学生必做实验”.通过学生亲自动手并思考，自己提出问题、自己猜想，相互合作，设计出探究方案，自己得出结论.学生通过重复前人的探索过程，达到了培养理性思维能力与实际动手能力，提高了物理核心素养.

首先，新“沪科教版” 高中《物理》，通过“课题研究”“实验探究”“课外活动”和“课题研究报告会”等形式，突出物理实验探究的过程，主要是物理思维过程和数学方法的运用过程.如在《必修1》关于加速度与外力、质量关系的探究中，教材要求经历完整的探索过程，从思考讨论的猜想到设计实验并讨论，再到实验数据的收集、分析论证，最后到家庭作业与活动中的思考.全程学生亲自参加，这比简单给出公式F=ma，再做几道习题效果好很多.

教材也重视让学生参与和物理学相关的应用的开放设计，从而加强学生的生活实践能力.例如，《必修1》第3章讲完合力、分力和平衡后，“课外活动”模块要求学生做关于桥的调研和桥模型制作.这是一次综合活动，用上了所有知识，这样的活动，要求不高，却匠心独具，对培养核心素养别具一格.

新“沪科教版”高中《物理》在突出实验探究的同时，也很注重物理实验、物理模型、数学方法的应用，以此来培养学生的物理思维.例如，在讲牛顿第一定律时，把接触面视为光滑平面，就是利用了理想化方法，讲人造卫星时在“旁批”区引入牛顿“大炮实验”原图，就隐藏了“理想实验原理”；在讲受力分析时，“旁批”处介绍了隔离法和整体法；在超重和失重一节“多学一点”利用“等效变换法”引入等效重力加速度.此外，教材还引入了“合理外推法”“分割与逼近法”“控制变量法”“物理模型法”等以丰富学生的物理思维.

3 呈现一种方法：问题串、模块群，梯级拓展

新“沪科教版”高中《物理》，特色鲜明，耳目一新.这得益于本书呈现的一种叙述方式：“问题串”“问题链”“模块群”，物理概念较为抽象，学物理难众所周知，新教材很好地解决了这个难题.不论是物理思维训练、物理模型的建立还是物理探究的过程，教材大量运用“问题串”、“问题链”、“模块群”来阐释问题.教材依靠“问题串”、“模块群”创设真实的物理情景和模型，提出环环相扣的连贯性问题，依次递进，分段拓展，把较难理解物理问题化繁为简，化大为小，化难为易.

例如，《必修2》在“圆周运动”一章“章首语”，利用过山车掠过弧顶倒挂而不掉下来引发出“问题串”：“我们怎样描述和研究圆周运动？”“使物体做圆周运动的力有什么特点？”“圆周运动遵循哪些规律？”，然后引导学生通过实验探究和分析论证来学习这部分核心内容；在“万有引力与航天”一章的“章首语”，通过介绍毛主席的诗词引发出“问题串”：“天体运动遵循什么规律？”“天体为什么要这样运动？”“天体和地面物体运动有没有内在联系？”“人类邀游太空需要什么条件？”“人类怎样一步一步认识宇宙？”，问题分解开了，就简单了.

针对不同的学习需求，新“沪科教版”高中《物理》教材设计了不同种类的模块，有“章首语”“学生必做实验”“实验探究”“案例分析”“思考与讨论”“多学一点”、“分析论证”“STSE”“信息浏览”“课题研究”“课外活动”以及“旁批”“家庭作业与活动”“课题研究成果报告会”等十几个模块.以《必修1》《必修2》《必修3》为例，“旁批”出现频率最高，高达100个左右，“信息浏览”约25个，“STSE”11个，“多学一点”18个.分散的模块把较难理解的物理分片、分块处理，解剖麻雀，化繁为简、化难为易.如，《必修1》“摩擦力”一节，“实验探究”介绍了探究滑动摩擦力的大小实验，“旁批”介绍了用控制变量法设计实验方案，“思考与讨论”进行了动摩擦因素和摩擦力、压力关系的讨论，“信息浏览”介绍了达芬奇对摩擦力的研究.看得出来，几个模块共同完成了对摩擦力的学习，解剖麻雀清晰了然.

4 体现一种精神：科学精神，人文精神

科学精神、人文精神诠释了学生的科学态度和科学世界观，是物理核心素养的具体展现.新“沪科教版”高中《物理》用大量的实例，通过“章首语”“旁批”“STSE”“信息浏览”等形式展示了重要的科学技术以及最前沿的科学知识，展示了科学家探索过程的艰辛和坚持真理、勇于探索的精神情怀，把科学、社会、人文、环境浑然一体的紧密联系起来.激发了学生学习兴趣，又拓展了学生视野.使学生意识到，物理学不仅仅是公式和图表，还有一种情怀，一种人性、一种责任.

例如，《必修1》开篇“旁批”就引用了3个科学家语录：尼尔斯·斯坦森说“我们所见固然美丽，我们所知愈加神奇，而我们所未知未见的更是美不胜收”，爱因斯坦说“我从事科学研究完全是出于一种想要探索大自然奥秘的欲望”，威廉·詹姆斯说“今天我们必须根据今天我们认识的真理来生活，还得准备明天称它为谬误”，激起了学生强烈的求知欲；《必修2》从托勒密到开普勒一节，让学生看到了从托勒密到哥白尼再到第谷、开普勒、伽利略、牛顿等许多代科学家延续1000多年坚持真理、勇于探索、无私奉献的精神和情怀；教材还采用“旁批”插入大量史料图片介绍物理学家生平以及名言警句，以激励学生.如丁肇中说：“不做实验，任何预测都没有意义.理论再好，没有实验，预测就没有任何意义”；牛顿说：“如果我比别人看的远一些，那是因为我站在巨人的肩膀上”；《必修3》电荷相互作用一章，“旁批”插入图片，介绍了密立根、富兰克林、库仑的生平及贡献和这些科学家的科学精神.

《必修1》第1章开篇“章首语”，文学家、艺术家用形象诗句“凌云戏月游银汉，转瞬翔天过太空”描述飞船航天时的雄姿；《必修2》万有引力与航天的“章首语”，开篇就给出毛主席气势磅礴的诗词“坐地日行八万里，巡天遥看以千河”，接着又引入“嫦娥奔月”的神话，让人对宇宙充满遐想和好奇，充满浓郁人文气息，吊足学生胃口；《必修3》“旁批”引用了古代《诗经》和《伐崇令》引导学生关注环境，也是人文精神的体现.

5 展现一种氛围：自由开放，突出个性

物理核心素养的重要表征，就是发挥学生的主观能动性，让学生自主的、自觉的、探索性的学习.新“沪科教版”高中《物理》为学生的自主学习提供了较大的自由度和开放的空间.教材营造了一个自由、宽松、和谐的学习氛围，让学生的思想敞开翅膀，自由徜徉，充分体现个人价值和自主意识.

首先，学习内容具有开放性，为学生提供更多发展空间.新教材利用“旁批”“信息浏览”“STSE”等模块，大量引入物理学史及近现代物理知识.例如，《必修1》“摩擦力”一节，在两个“信息浏览”栏目分别介绍了15世纪达芬奇生平和他对静摩擦力的研究过程，以及19世纪各类机车是如何借助静摩擦力前行的，增加了对科学历史的了解，拓宽了知识面.《必修2》“信息浏览”海王星的发现，讲述了青年科学家亚当斯和勒维烈，利用精准计算结果，发现海王星，从而精彩印证了哥白尼的太阳系学说.这些开放性实例，让学生认识了科学发展的艰辛和美丽.教材还在“信息浏览”栏目还介绍了太空微重力实验、信用卡、无线充电、辐射危害与防治等现代知识，让学生了解当代科技的最前沿.

其次，学习探究的形式也具有开放性，教材提供了“学生必做实验”“课题研究”“实验探究”“课外活动”等多种探究形式，有的探究实验是要求以学生为主体，学生自己思考、自己设计实验、自己推导论证、自己得出结论.例如，《必修1》提出开放性问题：“假如有一天你能到火星上去旅行，你会感到你的体重发生什么变化？在火星上走路和在地球上走路有什么不同？”《必修1》“课外活动”栏目要求学生就动摩擦因数和防滑鞋关系写一篇科学报告，给学生提供了开放的空间；《必修3》要求学生查资料写一篇关于航天方面的科学报告；《必修2》对于“学生必做实验：探究影响向心力大小的因素”，只介绍实验仪器和要求，要求学生必须自己设计实验方案，自己收集数据，自己分析论证，自己得出结论；《必修3》“学生必做实验：观察电容器的充、放电现象”“学生必做实验：测金属丝的电阻率”两个实验，也要求学生自己设计实验、收集证据、分析论证、并通过问题串思考得出结论.

6 再现一类情景：生活情景，物理情景

新“沪科教版”高中《物理》注重情景创设，通过物理情景、生活情景展示，让学生从生活走向物理，从物理走向社会.教材以丰富多彩的实例，为学生展示了色彩斑斓的物理世界，展示物理学和前沿科技的互动关系，激发学生学习物理的兴趣和热情，进而提升学生的科学思维和养成良好的科学态度和责任.

例如，在“STSE”“信息浏览”“阅读资料”板块，通过介绍“风洞”“赵州桥、法国加尔桥”“避雷针”“无线手机充电”“安全带和安全气囊”“轮船、飞机的动力原理”“静电植绒”“超导现象”等物理、生活情景，让学生了解物理和前沿科技的紧密联系；通过“新能源”“空气质量指标”“电磁辐射的危害与防护”“20世纪6大污染事故”“警惕居室中的物理污染”“环境保护标志”等生活情景介绍，让学生了解了“科学、技术、社会、环保”的统一关系，了解环境保护的重要意义以及物理在其中起到的重要作用.而《必修3》在能源利用和环境污染一节的“旁批”，直接道出了真谛：“当今世界最关心的5大问题是：能源、粮食、环境、人口和资源”，让学生明白了学习物理过程中身上承担科学责任.

有的生活情景很普通，很常见，却蕴藏我们不曾在意的物理知识.《必修1》“运动快慢的描述”一节，“多学一点”讲述的交警和超速驾驶员的对话，这是一个普通的生活情景，却包含了速度、路程和时间等物理概念，让人在忍俊不禁中强化了物理观念和物理思维；《必修2》“公交车上的对话”，公交车转弯半径的大小和水泼出的关系，司机和中学生争论的情景，其实质就是离心现象；“万有引力是怎样发现的”一节，讲述了一个流传很广的美丽传说：牛顿看见苹果落地而发现万有引力定律，非常不起眼的一个生活情景，隐藏着的物理情景却被牛顿捕捉到了，每个学生读到这里，都会心驰神往牛顿躺在苹果树下的情景，都会被牛顿的科学态度和责任折服.

新“沪科教版”高中《物理》教材，以立德树人，提升核心素养为目标，充分考虑了学生的认知规律，编写的内容和形势独到新颖，用浅显易懂的语言，真实的情景去激发学生，较过去物理教材，把稳时代脉搏，克服说教形式，充分显示出时代气息，给人清新感觉.