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摘 要：教材是“课程标准”目标的具体体现，教学过程是体现课程理念、实现课程目标的一种创造过程。本文通过探讨不同版本教材中“牛顿第一定律”的编写思路和课程资源比较分析，基于核心素养导向的教学理念，提出在教学中关注核心素养，重视学习体验，追求学科价值，促进学生发展的教学设想。
关键词：教材比较；核心素养；学习体验；学科价值；教学设想
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0019-4
物理课程改革进入了一个崭新的发展时代，教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》[1]将核心素养置于深化课程改革、提升国民素养的关键地位，成为引领教育改革的核心理念。本文通过探讨不同版本教材中“牛顿第一定律”的编写思路和教材资源比较分析，基于核心素养导向的教学理念，对不同版本教材进行比较分析，合理控制教学内容和难度，切实减轻学生的课业负担，大力促进学生有选择、有个性的发展，体现物理学科的价值追求。
1 不同版本教材“牛顿第一定律”的编写思路比较分析
“牛顿第一定律”作为高中物理教学的重要内容，无论是从知识本身的理解、科学研究方法的渗透还是科学精神的体验，都应该重视这部分内容的教学。由于不同版本教材的编者对课标的多元理解、教材的编写方式和课程资源不尽相同，不同版本“牛顿第一定律”的编写思路的比较分析如表1所示。
1.1 课题引入比较分析
人教版从爱因斯坦的比喻入手，沪科版从俄罗斯宇航员太空生活的感受入手，旨在创设有意义的问题情境，激发学生的兴趣，易使学生感到亲切，引起前概念的认知冲突。鲁科版从跨越时空的对话引出话题，重视物理学史的教育功能；粤教版根据亚里士多德的观点提出问题，暴露前概念的错误，旨在从科学知识的逻辑出发，步步为营，引导学生思考运动和力的关系。
1.2 教材编写思路比较分析
4种不同版本教材的编写思路大体相似，按照“牛顿第一定律”的建立历程编写教材，具体探索的历程：提出问题（亚里士多德）—创立方法（伽利略）—完善观点（笛卡儿）—全面总结（牛顿）。但各版本教材的侧重点有所不同：人教版重视理想实验的魅力，重点介绍了物理学中的“福尔摩斯”——伽利略创造了有效的“侦查”方法，侧重科学方法的渗透；沪科版重视讨论与思考伽利略在理想实验中的推论和原因，侧重问题的发现和提出；鲁科版重视实验探究，侧重实验体验；粤教版侧重“牛顿第一定律”的意义建构和应用探索。
1.3 教材资源比较分析
4种版本教材资源包含图片资源、文字拓展资源和实验与拓展资源等3种形式。人教版教材的图片资源有现代人做伽利略实验的频闪照片和冰壶运动，文字拓展资源有惯性和非惯性参考系的科学漫步，质量概念进阶的补充说明；沪科版教材的图片资源有空间站里漂浮在空中的物品、伽利略的对接斜面实验和比较物体惯性的一些素材等图片，文字拓展资源有车上的小球（惯性系和非惯性系）、STS中的安全气囊和模拟实验、伽利略等名家名言；鲁科版教材的迷你实验室栏目，设置了3个实验资源：利用桌面观察书的运动、利用气垫导轨观察滑块的运动情况和竖直平面内比较两次拉断细绳实验，图片资源有乒乓球运动的图片，文字资源（信息窗）有太空中飞行的飞机；粤教版教材的图片资源有伽利略理想实验，实验与拓展资源有阅读“伽利略针和单摆实验”。
4种版本教材中，人教版和沪科版均有惯性系和非惯性系的文字拓展资源，重视优秀学生的发展要求。人教版中的质量概念进阶的文字说明，重视概念规律的进阶学习。沪科版教材中伽利略等名家名言，重视物理学史的客观评价。鲁科版教材的实验资源非常丰富，通过迷你实验室栏目，重视真实的实践情境和学生的直观体验，加深学生对规律的认识和理解。
2 基于核心素养导向的“牛顿第一定律”教学设想
2.1 以亚里士多德的观点为切入点，体验思维的分析过程
本节课以亚里士多德观点的讨论作为切入点，寻找学生思维过程中的原始问题，以错防错的思维设计思路，让学生充分体验思维分析过程，暴露前概念，体验运动和力关系的思维过程，如图1所示。
如图1可知：静止的物体不推就不动（过程①），只有推才能动（过程②），得出力是使物体运动的原因，与亚里士多德的观点一致；然而，运动的物体不推最后也会停下不动（过程③），可以得出运动需要力来维持的结论。被推动的物体若不再推它，物体还在运动（过程④），对亚里士多德的观点产生怀疑。
被推动的物体若不再推它还在运动，但速度在逐渐减小，最终停止不动，猜想可能的原因是受到阻力的作用，那么，如果物体没有阻力应该还会保持运动。只有将学生置于生态化的问题情境中，才能有效地破除前概念[2]。通过这样“欲擒故纵”的思维过程分析，初步建立科学概念。
2.2 以伽利略理想斜面实验为基本点，体验科学的实验方法
培养科学素养是科学教育的一个重要目标，对科学本质的理解是科学素养的核心部分[3]。基于科学本质理解的教学有助于学生理解科学内容。以伽利略理想斜面实验为基本点的教学，就是为了揭示亚里士多德研究方法的不足，突出伽利略“可靠事实 逻辑推理”的研究方法。因此，对伽利略的理想实验思想进行追根溯源，让学生充分体验科学的实验方法非常必要，有助于学生对科学本质的理解。
为了更清晰地展示伽利略的研究方法， 伽利略理想斜面实验方案设计如下：
①两个连接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
现象（事实）：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的相同高度。
学生思考：伽利略是依据什么认为小球下滑后会滚上另一个斜面？
②减小第二个斜面的角度，重复实验步骤①。
现象（事实）：如果没有摩擦，小球将滚到原来的高度。 学生思考：伽利略是依据什么认为小球可以滚到原来的高度？
③继续减小第二个斜面的倾角， 最后使它处于水平位置。
逻辑推理：小球追求到达原来的高度，将沿水平面永远运动下去。
学生思考：理想斜面中“理想”的含义是什么？理想斜面实验能否通过实践来检验？
以伽利略理想斜面实验为依托，设计合理的实验方案，学会像伽利略那样把事实现象与逻辑推理相结合的研究方法，从中体验科学的实验方法。
2.3 以物理学史为生长点，体验定律建立过程的继承与创新
在“牛顿第一定律”的教学中，按照定律的建立历程进行展示是教学的主线。首先，是客观全面地评价亚里士多德的观点，亚里士多德能发现问题并且提出观点，这点难能可贵，只可惜研究方法不够科学，导致亚里士多德的观点是错误的，说明科学研究方法的重要性；其次，对伽利略、笛卡儿、牛顿等物理学家的具体贡献进行客观评价，展示物理规律发展的继承与创新历程。伽利略对亚里士多德的观点提出质疑，并且创立了理想实验法，以可靠的事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律，这种科学的研究方法是伽利略研究成果的重要工具，对现代物理学的研究也会产生积极影响。笛卡尔补充完善伽利略的观点，牛顿在前人研究的基础上进行高度概括和提升，提出了“牛顿第一定律”。
批判与质疑是打开科学大门的钥匙，物理学史是一个不断地“破”与“立”的过程，正是后人对前人研究成果的不断修正，物理学才会不断进步。在本节课教学中，以物理学史为生长点，全面客观地评价，教师要善加引导，让学生体验“牛顿第一定律”建立过程的继承与创新[4]。
高中物理新课程强调知识的构建过程，注重物理学核心素养的培养。为了更好地满足学生的需求，我们有必要以核心素养为导向，重视学习体验，重视不同版本教材的编写意图和课程资源的比较分析，共享教学智慧，从中获得启发，不断追求物理学科的教学价值，提高教学的有效性。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7054/201404/xxgk_
167226.html
[2]陆星琳，邢红军，张婷玉.高中“牛顿第一定律”的高端备课[J].物理教师，2014，35（3）：12—14.
[3]教育部.普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2012.
[4]何赛君.牛顿第一定律教学的四点突破[J].物理通报，2011（6）：27—29.
关键词：教材比较；核心素养；学习体验；学科价值；教学设想
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）8-0019-4
物理课程改革进入了一个崭新的发展时代，教育部《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》[1]将核心素养置于深化课程改革、提升国民素养的关键地位，成为引领教育改革的核心理念。本文通过探讨不同版本教材中“牛顿第一定律”的编写思路和教材资源比较分析，基于核心素养导向的教学理念，对不同版本教材进行比较分析，合理控制教学内容和难度，切实减轻学生的课业负担，大力促进学生有选择、有个性的发展，体现物理学科的价值追求。
1 不同版本教材“牛顿第一定律”的编写思路比较分析
“牛顿第一定律”作为高中物理教学的重要内容，无论是从知识本身的理解、科学研究方法的渗透还是科学精神的体验，都应该重视这部分内容的教学。由于不同版本教材的编者对课标的多元理解、教材的编写方式和课程资源不尽相同，不同版本“牛顿第一定律”的编写思路的比较分析如表1所示。
1.1 课题引入比较分析
人教版从爱因斯坦的比喻入手，沪科版从俄罗斯宇航员太空生活的感受入手，旨在创设有意义的问题情境，激发学生的兴趣，易使学生感到亲切，引起前概念的认知冲突。鲁科版从跨越时空的对话引出话题，重视物理学史的教育功能；粤教版根据亚里士多德的观点提出问题，暴露前概念的错误，旨在从科学知识的逻辑出发，步步为营，引导学生思考运动和力的关系。
1.2 教材编写思路比较分析
4种不同版本教材的编写思路大体相似，按照“牛顿第一定律”的建立历程编写教材，具体探索的历程：提出问题（亚里士多德）—创立方法（伽利略）—完善观点（笛卡儿）—全面总结（牛顿）。但各版本教材的侧重点有所不同：人教版重视理想实验的魅力，重点介绍了物理学中的“福尔摩斯”——伽利略创造了有效的“侦查”方法，侧重科学方法的渗透；沪科版重视讨论与思考伽利略在理想实验中的推论和原因，侧重问题的发现和提出；鲁科版重视实验探究，侧重实验体验；粤教版侧重“牛顿第一定律”的意义建构和应用探索。
1.3 教材资源比较分析
4种版本教材资源包含图片资源、文字拓展资源和实验与拓展资源等3种形式。人教版教材的图片资源有现代人做伽利略实验的频闪照片和冰壶运动，文字拓展资源有惯性和非惯性参考系的科学漫步，质量概念进阶的补充说明；沪科版教材的图片资源有空间站里漂浮在空中的物品、伽利略的对接斜面实验和比较物体惯性的一些素材等图片，文字拓展资源有车上的小球（惯性系和非惯性系）、STS中的安全气囊和模拟实验、伽利略等名家名言；鲁科版教材的迷你实验室栏目，设置了3个实验资源：利用桌面观察书的运动、利用气垫导轨观察滑块的运动情况和竖直平面内比较两次拉断细绳实验，图片资源有乒乓球运动的图片，文字资源（信息窗）有太空中飞行的飞机；粤教版教材的图片资源有伽利略理想实验，实验与拓展资源有阅读“伽利略针和单摆实验”。
4种版本教材中，人教版和沪科版均有惯性系和非惯性系的文字拓展资源，重视优秀学生的发展要求。人教版中的质量概念进阶的文字说明，重视概念规律的进阶学习。沪科版教材中伽利略等名家名言，重视物理学史的客观评价。鲁科版教材的实验资源非常丰富，通过迷你实验室栏目，重视真实的实践情境和学生的直观体验，加深学生对规律的认识和理解。
2 基于核心素养导向的“牛顿第一定律”教学设想
2.1 以亚里士多德的观点为切入点，体验思维的分析过程
本节课以亚里士多德观点的讨论作为切入点，寻找学生思维过程中的原始问题，以错防错的思维设计思路，让学生充分体验思维分析过程，暴露前概念，体验运动和力关系的思维过程，如图1所示。
如图1可知：静止的物体不推就不动（过程①），只有推才能动（过程②），得出力是使物体运动的原因，与亚里士多德的观点一致；然而，运动的物体不推最后也会停下不动（过程③），可以得出运动需要力来维持的结论。被推动的物体若不再推它，物体还在运动（过程④），对亚里士多德的观点产生怀疑。
被推动的物体若不再推它还在运动，但速度在逐渐减小，最终停止不动，猜想可能的原因是受到阻力的作用，那么，如果物体没有阻力应该还会保持运动。只有将学生置于生态化的问题情境中，才能有效地破除前概念[2]。通过这样“欲擒故纵”的思维过程分析，初步建立科学概念。
2.2 以伽利略理想斜面实验为基本点，体验科学的实验方法
培养科学素养是科学教育的一个重要目标，对科学本质的理解是科学素养的核心部分[3]。基于科学本质理解的教学有助于学生理解科学内容。以伽利略理想斜面实验为基本点的教学，就是为了揭示亚里士多德研究方法的不足，突出伽利略“可靠事实 逻辑推理”的研究方法。因此，对伽利略的理想实验思想进行追根溯源，让学生充分体验科学的实验方法非常必要，有助于学生对科学本质的理解。
为了更清晰地展示伽利略的研究方法， 伽利略理想斜面实验方案设计如下：
①两个连接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
现象（事实）：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的相同高度。
学生思考：伽利略是依据什么认为小球下滑后会滚上另一个斜面？
②减小第二个斜面的角度，重复实验步骤①。
现象（事实）：如果没有摩擦，小球将滚到原来的高度。 学生思考：伽利略是依据什么认为小球可以滚到原来的高度？
③继续减小第二个斜面的倾角， 最后使它处于水平位置。
逻辑推理：小球追求到达原来的高度，将沿水平面永远运动下去。
学生思考：理想斜面中“理想”的含义是什么？理想斜面实验能否通过实践来检验？
以伽利略理想斜面实验为依托，设计合理的实验方案，学会像伽利略那样把事实现象与逻辑推理相结合的研究方法，从中体验科学的实验方法。
2.3 以物理学史为生长点，体验定律建立过程的继承与创新
在“牛顿第一定律”的教学中，按照定律的建立历程进行展示是教学的主线。首先，是客观全面地评价亚里士多德的观点，亚里士多德能发现问题并且提出观点，这点难能可贵，只可惜研究方法不够科学，导致亚里士多德的观点是错误的，说明科学研究方法的重要性；其次，对伽利略、笛卡儿、牛顿等物理学家的具体贡献进行客观评价，展示物理规律发展的继承与创新历程。伽利略对亚里士多德的观点提出质疑，并且创立了理想实验法，以可靠的事实为基础，突出主要因素，忽略次要因素，通过抽象思维深刻揭示自然规律，这种科学的研究方法是伽利略研究成果的重要工具，对现代物理学的研究也会产生积极影响。笛卡尔补充完善伽利略的观点，牛顿在前人研究的基础上进行高度概括和提升，提出了“牛顿第一定律”。
批判与质疑是打开科学大门的钥匙，物理学史是一个不断地“破”与“立”的过程，正是后人对前人研究成果的不断修正，物理学才会不断进步。在本节课教学中，以物理学史为生长点，全面客观地评价，教师要善加引导，让学生体验“牛顿第一定律”建立过程的继承与创新[4]。
高中物理新课程强调知识的构建过程，注重物理学核心素养的培养。为了更好地满足学生的需求，我们有必要以核心素养为导向，重视学习体验，重视不同版本教材的编写意图和课程资源的比较分析，共享教学智慧，从中获得启发，不断追求物理学科的教学价值，提高教学的有效性。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7054/201404/xxgk_
167226.html
[2]陆星琳，邢红军，张婷玉.高中“牛顿第一定律”的高端备课[J].物理教师，2014，35（3）：12—14.
[3]教育部.普通高中物理课程标准[S].北京：人民教育出版社，2012.
[4]何赛君.牛顿第一定律教学的四点突破[J].物理通报，2011（6）：27—29.