基于新课程标准谈高中物理新教材中理论联系实际的具体体现

陈 林 桑芝芳

(苏州大学物理科学与技术学院 江苏 苏州 215000)

2017年底教育部颁布了《普通高中物理课程标准(2017年版)》.新课程标准中强调“教师应鼓励并引导学生基于物理学科核心素养解决生活中的问题”“应用物理知识解决具体问题应结合具体的实际情境”等[1].新人教版高中物理教材中较好地体现了这些要求，本文基于新课程标准谈人教版高中物理新教材中理论联系实际的具体体现.

1 引入问题 联系实际

要想真正地启发学生的思考,就要想办法引领学生发现实际有用的问题.而问题是否联系实际，能否引发学生的思考则是学习能否有意义进行的关键所在.笔者研究新教材时，发现新教材中较原教材增加了一个“问题”栏目，即在每节内容开始前创设一个情境问题，以引发学生对将要学习内容的思考[2].这些问题都是学生在生活实际中可能遇到的、可以引起他们兴趣的、可以引发他们主动思考的问题.

例如，必修第一册第一章前4节的“问题”分别是“如何准确描述玩耍的孩童、行驶的汽车、翱翔的雄鹰的运动”“如何准确描述行驶在长安街上汽车的位置”“如何描述在操场上比赛跑步得快慢”(如图1所示)、“如何比较汽车与火车加速得快慢”等问题.这些问题都与学生的实际生活紧密相关,学生会感到比较熟悉、亲切,愿意进行探讨.

图1 运动员在比赛中奔跑

再如，必修第一册第四章第5节的“问题”是“列车进站时如何做到准确地停靠在对应车门的位置”(如图2所示).

图2 列车进站

这个问题在生活中经常遇到，不仅是列车，对于地铁、公交汽车学生们也常有类似的问题.这些问题可以极大地引起他们的兴趣，引发他们主动联系所学过的牛顿运动定律进行分析、解决，做到学以致用，培养他们用理论解决实际问题的能力.

2 分析的实例联系实际

教材在分析具体问题、学习相关概念和规律时,举了很多学生常见的实例[3].例如,在学习必修第一册“力的合成和分解”时,教材安排了学生提水和吊灯的两个实例如图3和4所示.在学习必修第二册“运动的合成与分解”内容时,教材特意以例题的方式分析了顾客在商场中的步行楼梯和自动扶梯上运动，谁先到达楼上的问题.在学习“圆周运动”中线速度与角速度的关系时,教材分析了学生日常生活中常见到的自行车齿轮的运动问题，说明齿轮与链条的运动关系，如图5所示.这些实例的分析可以激发学生的学习兴趣、增强他们对科学的亲切感、培养他们将已有知识迁移到实际问题中的能力.

图3 木桶所受拉力示意图

图4 吊灯所受拉力示意图

图5 自行车的齿轮与链条

3 概念与规律的应用联系实际

概念、规律的习得要分析实际的问题,同样,概念、规律的应用也应该是研究实际的问题,而且应该是学生熟悉的,或者是听过、见过的实际问题,这样学生才会觉得所学的内容有意义、有亲近感.例如,在必修第一册第一章第3节应用运动学规律研究实际问题时,教材特意安排了分析航空母舰上舰载机起降的问题(如图6所示).虽然学生在生活中几乎不可能见到真正的航空母舰和舰载机，但是大多数学生都会在电视上、网络上、报纸杂志上见过这个场景.因此，这个问题是有意义的.

图6 航空母舰上舰载机起降

再如，必修第一册第四章第6节应用超重和失重的相关知识解决实际问题时,教材安排了电梯加速上升时，如何计算人对电梯的压力的问题，如图7所示.这些概念、规律在实际问题中的应用,有利于学生进一步理解相关的物理观念,也有利于解决问题能力的提高.

图7 电梯加速上升

4 习题的设计联系实际

由于高中物理所涉及的研究对象比较简单,多是只可以看成质点的物体，物体的运动不涉及转动等[4].这就导致学生所见到和研究的问题多半是物块、小球等.这类经过抽象的问题过多,就会导致学生自己建模、解决实际问题的能力低下.为克服这类问题,教材在习题部分，尽可能多地选择了那些中学可研究的实际问题[5].例如,必修第一册第二章第2节习题安排了“嫦娥三号”登月探测器平稳落月过程中到达月面的速度问题，如图8所示.第三章“复习与提高”B组习题中安排了空调架受力问题，并且增加了“改变斜梁长度，但O的位置不变，横梁仍水平，此时横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化？”的问题，如图9所示.第四章“复习与提高”B组习题中安排了用手机拍摄系有细绳的圆珠笔的照片来测地铁加速度等问题，如图10所示.在整个必修系列3册书中的练习题中，有50%以上是联系实际的.

图8 “嫦娥三号”登月探测器平稳落月

图9 空调架

图10 加速运动的地铁中悬挂的圆珠笔

5 STSE栏目的设计联系实际

强调科学、技术和社会三者(STS)相互联系的观点一直是物理科学教育的一个重点.例如，在原教材必修一第一章第3节的STS栏目中，安排的是“速度与现代社会”的介绍，展示了随着社会的发展人们使用的交通工具的变化，促进学生更好地理解速度这一概念与社会的联系.

新课程标准在“科学态度与责任”素养中包含科学态度、科学本质、社会责任和STSE等要素，要求学生“通过物理学习认识科学的本质，认识科学技术社会环境之间的联系，增强学生环境保护和可持续发展的意识，提升其社会责任感.” 新教材中，在原STS栏目的基础上设置了STSE栏目，增加了“环境”这一维度，引发广大师生对当下地球环境恶化、能源开发对环境造成的影响的思考，有利于“科学态度与责任”这一核心素养的培养.

例如，在物理必修第三册第十一章第1节的STSE“电动汽车中的电池”,其锂离子电池原理示意图如图11所示.既提到了当下的环境问题、能源问题，又联系实际生活中逐渐普及的电动汽车，在加深学生对电源与电流的理解的同时，又促进学生用联系生活、社会、环境的观点看待物理问题.

图11 电动汽车中的电池原理解释

6 结束语

新教材从各个方面进行理论联系实际，提出的“问题”、设计的习题、分析的实例等都具有很强的导向作用.因此,在平时教学中要注意基于新课程标准关注新教材中的实际问题，培养学生能正确地从实际问题中抽象出物理模型的能力，灵活运用所学知识解决实际问题的能力.并且让学生在高中物理的学习中不再感到物理“空洞”“无用”，促进学生核心素养的发展.