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[摘要] 对新旧教材的分析是领会《普通高中物理课程标准(2017年版)》的重要环节,也是使用新教材的重要一环。本文以2004年粤教版物理必修1与2019年粤教版物理必修1为例,从核心素养的视角分析教材在栏目设置中的同与异,把握其中的继承与创新。
[关键词] 核心素养;粤教版;教材对比;高中物理;栏目分析
《普通高中物理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课程标准”)在继承三维目标的基础上,对“能力与品格”进行了创新,提出发展学生的学科核心素养,并依此提出“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个方面。为更好地落实新课程标准,教材作为师生的直接课程资源必然要发挥重大作用。2019年版新教材相继落地,如粤教版、人教版、沪教版等,极大地推动了新课程标准的落实。而对新旧教材的分析是领会新课程标准的重要环节,也是使用新教材的重要一环。本文以2004年粤教版物理(以下简称“旧教材”)必修1与2019年粤教版物理(以下简称“新教材”)必修1为例,分析教材在栏目设置中的同与异,把握其中的继承与创新。
一、新旧教材在栏目上的比較
1.新旧教材在栏目上的总体比较
旧教材必修1共设置了9个栏目,分布于四章22节内容;新教材必修1则是8个栏目,分布于四章23节内容,相比旧教材删除了“我们的网站”这个栏目(如表1)。
“我们的网站”栏目在旧教材“前言”中给出相关网址,欲以多彩方式展示现代科技成果,引导师生关注科学技术与生活,从而开阔学生视野,提高学生的自主学习能力[1];但登录相关网站,发现资源建设不足,师生由于设备等原因,对此重视与利用的程度不够。这些均使得该栏目并不能很好地适应学情,达到预期的目标。而近年来,国家加强对网站的规范管理,因而新教材作出相应的删减也在情理之中了。接下来,笔者将对其他项目逐一分析其中的异同。
2.“观察与思考”栏目
“观察与思考”栏目,通过引导学生观察某些物理现象,进而描述、分析该物理现象。由表2可知,新教材设置了更多的“观察与思考”栏目内容,意在观察与体验中引发学生思考,从感性认识提升到理性认识,从生活走向物理,培养学生观察、描述以及分析问题的能力。同时,新教材相比旧教材,细节更加到位、考虑更加周全,如观察“牛顿管内物体下落运动情况”,突出小金属片、小羽毛“形状和质量不同”,牛顿管内分为有空气、抽去一些和全部抽出三种情况,旨在使实验更加充实及可信。
其次,新增加的实验具有贴近生活、关注历史、走进科技前沿等特点,加强了物理与生活的联系,如“弹簧与橡皮泥的形变情况”“静摩擦力的体验”等实验素材均在生活中容易获取且操作简单,如经典实验“伽利略针和单摆实验装置”,以及运用科技实现“用力传感器探究超重和失重现象”等。
3.“实验与探究”栏目
“实验与探究”栏目注重学生的动手能力,通过体验科学探究的过程,培养学生的实验操作能力和科学素养。如表3所示,在内容上新旧教材大致相同,但新教材在内容布置中具有以下优点:更加注重细节,如详述力的关系探究装置的各个部件、实验相关注意事项;注重以问题启发,如“互成角度的力的合成方法”实验,新教材在“实验与探究”中设置了实验前的四个问题供学生思考,而这些问题的设置,有助于学生更深刻地理解实验原理、目的;注重科学探究的流程,从实验目的的设立、实验设计方案的提出、实验过程、实验数据的记录和分析到最后得出实验结论,使学生在实验与探究中增强科学态度与责任感。
4.“讨论与交流”栏目
“讨论与交流”栏目,意在通过师生的交流讨论,发表对于物理问题的见解,在思维碰撞中闪现火花。[2]新旧教材在“讨论与交流”中均有所建树(如图1),以必修1第一章为例,旧教材共设置了10个,新教材则为9个,依次服务于“概念理解”“新知识引出”“知识应用”等环节,从而突破知识的重难点。
相比旧教材,新教材必修1采用了淡黄色背景突出栏目,丰富了教材的版面色彩,更加吸引学生;其次,新教材注重通过问题进行展开,以定量问题为主,学生在讨论中能得出答案,如打点计时器的使用,旧教材为“纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的”,而新教材则是“假设交流电源的频率是80 Hz,那么它将每隔多长时间打下一个点”。
5.“实践与拓展”栏目
“实践与拓展”栏目注重课题的实践性,以及学生创新能力的培养。新教材在继承旧教材的基础上进行了整合(如表4),如舍弃旧教材中模棱两可的“猜想加速度大小与哪些因素有关”、较难实现的“观察用弹簧测力计挂着的物体在自由下落中的最小示数”等,将“测量反应时间”放入“练习”栏目,以及由于“我们的网站”的内容缺失放弃“从摩擦力角度谈防抱死刹车系统ABS的好处”而更多地运用查找资料或可体验的方式来
展开。
6.“资料活页”栏目
“资料活页”栏目旨在扩展相关课外知识,让学生感悟科学家的科学智慧,了解科技前沿成就。新教材不仅在内容上有所更新,而且意在通过较多篇幅的“资料”充实教材外的知识,提高学生学习的兴趣,培养学生正确的科学态度与责任(如表5)。
7.“练习”“习题”栏目
“练习”和“习题”栏目旨在巩固学生对物理概念与规律的理解,以及运用所学知识解决实际问题。在“练习”栏目中,比起旧教材,新教材的重大变化在于取消了选择题,采用了论述题、判断题,并要求学生说明理由,考查更具有针对性和真实性。
在“习题”栏目方面,新教材突出点有两个:(1)习题数量减少。相比旧教材稳定在22道,新教材压缩至14道。(2)习题示意图增加。这意味着情境在新教材中的重要作用。一增一减,是对旧教材方面的改进,也是新教材意在突破的方面。
8.“本章小结”栏目 “本章小结”栏目包括“知识结构”与“回顾与评价”两方面。新旧教材的“知识结构”均采用思维导图形式展开,不同点在于新教材更多的是“抛砖引玉”,而不是直接给予,旨在激发学生自我反思、自我构建。
在“回顾与评价”栏目中,旧教材以“我”回顾本章内容,主观性较强,而新教材则偏重于对知识的理解,注重物理观念及科学思维的培养,客观性较强,使学生有依可循,关注物理在生活中的应用。
二、核心素养视角下对新旧教材栏目设置的分析
1.物理观念
物理观念的形成和发展往往在学生学习概念、规律后逐渐确立,因此在教材中教师需要关注学生已有的基础知识和经验,并在此基础上引导学生了解概念、规律的所以然,从而激发学生学习的兴趣以及对于生活的
关注。
高一新生尚处于初高中过渡期、适应期,作为学生学习的第一手材料——教材,理应作出更加适合的布置,以提高物理的亲和力,增强学生学习物理的兴趣。在栏目设置上,新教材在继承旧教材的基础上,采用了不同的颜色区分栏目,增强了栏目的辨认度和吸引力;其次,在“观察与思考”栏目中,更加注重体验、融入生活,引导学生在生活中发现物理,运用物理概念规律解释生活现象,如在讲解静摩擦力知识时,新教材引入以双手按压桌面的活动,既能很好地与生活相结合,又取材容易、操作简单,使学生在体验中感受物理的魅力;在“资料活页”栏目中,引入更多的史学资料和现代科技,增强学生对于概念规律的理解;在“习题”栏目中,更加注重情境设计,如在身高体重测量仪里融入受力分析与位移测量、石拱桥中计算石块侧面所受弹力、拔出热水瓶的瓶塞所需的力、缓冲火箭运动分析等。
2.科学思维
科学思维是物理学发展史上的重要瑰宝,蕴含在对问题的发现、提出、探索、验证与交流中,包含模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等因素,是基于事实基础上的进一步升华、凝练。
与旧教材比较,新教材为更好地培养学生的科学思维,一是重视情境的创设,注重情境下对问题的探索与解答,如在“练习”“习题”栏目中引入大量的配图;二是在“练习”栏目中取消选择题设置,采用判断题的形式,在问题中融入学生的易错点,增强学生对于物理概念与规律的理解,培养学生的交流合作能力;三是在“本章小结”栏目中注重学生的自我分析、梳理与总结。
3.科学探究
科学探究是指在现象中观察、思考,结合理论,对现象进行猜想假设,以实验方式进行重现与验证,从而对生活问题提出有效解释。因此,科学探究常与实验密不可分,而如何在实验中真探究、真思考,是物理实验发挥其科学探究功能的关键。旧教材的关注点集中在实验内容的开展,而忽视实验的前奏与后续,对此,新教材进行了反思与调整,以问题引领,在实验环节中注重实验細节与总结交流,避免学生的“按图索骥”。如在“力的合成”实验探究中,新教材在实验前提出了以下问题:
实验中,怎样保证分力F1,F2产生的效果与合力F产生的效果相同;如何测量合力F和分力F1,F2的方向?实验过程中需要记录哪些数据?采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点?
如此,在层层设问中,能够引导学生开展实验,使学生真实验、真探究,促进核心素养的形成。
4.科学态度与责任
科学态度与责任旨在认识科学本质,在科学、技术、社会、环境关系的探索中培养学生正确的科学态度与社会责任。
相比旧教材,新教材更加关注情境,旨在通过选取适宜的素材,再现学科理论产生的场景或是呈现现实中的问题情境,让学生在真实的背景下发挥核心价值的引领作用。[3]情境分为生活实践问题情境与学习探索问题情境,前者选取贴近生活的情境,拉近物理与生活的关系,培养学生解决实际问题的能力,增强集体荣誉感,如“资料活页”中的“从被动到主动的汽车制动”、“练习”中“交通警示牌”的必要性都取自真实的物理科学研究过程、学生的实际探索过程;又如“观察与思考”以及“实践与拓展”中的“伽利略针和单摆实验”、“资料活页”中的“伽利略对匀变速运动的研究”等,在了解科学发展史中体会科学的魅力,培养学生正确的科学态度。
从“普通高中课程标准实验教科书”到“普通高中教科书”,去“实验”的背后,是对新课程标准的落实,突出了物理学科的育人功能,注重以情境为载体、以问题为引领,培养学生的物理核心素养。因此,如何更好地用教材服务于课堂是教师的首要任务,并且围绕教材的结构、内容等分析或对比进而理解编写者的意图,因地制宜地进行教材的二次开发是教师学习、落实新课程标准的重要渠道。
[参考文献]
[1]广东基础教育课程资源研究开发中心物理教学编写组.物理必修1[M].广州:广东教育出版社,2017.
[2]熊建文.物理必修第一册[M].广州:广东教育出版社,2020.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.
[关键词] 核心素养;粤教版;教材对比;高中物理;栏目分析
《普通高中物理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课程标准”)在继承三维目标的基础上,对“能力与品格”进行了创新,提出发展学生的学科核心素养,并依此提出“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个方面。为更好地落实新课程标准,教材作为师生的直接课程资源必然要发挥重大作用。2019年版新教材相继落地,如粤教版、人教版、沪教版等,极大地推动了新课程标准的落实。而对新旧教材的分析是领会新课程标准的重要环节,也是使用新教材的重要一环。本文以2004年粤教版物理(以下简称“旧教材”)必修1与2019年粤教版物理(以下简称“新教材”)必修1为例,分析教材在栏目设置中的同与异,把握其中的继承与创新。
一、新旧教材在栏目上的比較
1.新旧教材在栏目上的总体比较
旧教材必修1共设置了9个栏目,分布于四章22节内容;新教材必修1则是8个栏目,分布于四章23节内容,相比旧教材删除了“我们的网站”这个栏目(如表1)。
“我们的网站”栏目在旧教材“前言”中给出相关网址,欲以多彩方式展示现代科技成果,引导师生关注科学技术与生活,从而开阔学生视野,提高学生的自主学习能力[1];但登录相关网站,发现资源建设不足,师生由于设备等原因,对此重视与利用的程度不够。这些均使得该栏目并不能很好地适应学情,达到预期的目标。而近年来,国家加强对网站的规范管理,因而新教材作出相应的删减也在情理之中了。接下来,笔者将对其他项目逐一分析其中的异同。
2.“观察与思考”栏目
“观察与思考”栏目,通过引导学生观察某些物理现象,进而描述、分析该物理现象。由表2可知,新教材设置了更多的“观察与思考”栏目内容,意在观察与体验中引发学生思考,从感性认识提升到理性认识,从生活走向物理,培养学生观察、描述以及分析问题的能力。同时,新教材相比旧教材,细节更加到位、考虑更加周全,如观察“牛顿管内物体下落运动情况”,突出小金属片、小羽毛“形状和质量不同”,牛顿管内分为有空气、抽去一些和全部抽出三种情况,旨在使实验更加充实及可信。
其次,新增加的实验具有贴近生活、关注历史、走进科技前沿等特点,加强了物理与生活的联系,如“弹簧与橡皮泥的形变情况”“静摩擦力的体验”等实验素材均在生活中容易获取且操作简单,如经典实验“伽利略针和单摆实验装置”,以及运用科技实现“用力传感器探究超重和失重现象”等。
3.“实验与探究”栏目
“实验与探究”栏目注重学生的动手能力,通过体验科学探究的过程,培养学生的实验操作能力和科学素养。如表3所示,在内容上新旧教材大致相同,但新教材在内容布置中具有以下优点:更加注重细节,如详述力的关系探究装置的各个部件、实验相关注意事项;注重以问题启发,如“互成角度的力的合成方法”实验,新教材在“实验与探究”中设置了实验前的四个问题供学生思考,而这些问题的设置,有助于学生更深刻地理解实验原理、目的;注重科学探究的流程,从实验目的的设立、实验设计方案的提出、实验过程、实验数据的记录和分析到最后得出实验结论,使学生在实验与探究中增强科学态度与责任感。
4.“讨论与交流”栏目
“讨论与交流”栏目,意在通过师生的交流讨论,发表对于物理问题的见解,在思维碰撞中闪现火花。[2]新旧教材在“讨论与交流”中均有所建树(如图1),以必修1第一章为例,旧教材共设置了10个,新教材则为9个,依次服务于“概念理解”“新知识引出”“知识应用”等环节,从而突破知识的重难点。
相比旧教材,新教材必修1采用了淡黄色背景突出栏目,丰富了教材的版面色彩,更加吸引学生;其次,新教材注重通过问题进行展开,以定量问题为主,学生在讨论中能得出答案,如打点计时器的使用,旧教材为“纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的”,而新教材则是“假设交流电源的频率是80 Hz,那么它将每隔多长时间打下一个点”。
5.“实践与拓展”栏目
“实践与拓展”栏目注重课题的实践性,以及学生创新能力的培养。新教材在继承旧教材的基础上进行了整合(如表4),如舍弃旧教材中模棱两可的“猜想加速度大小与哪些因素有关”、较难实现的“观察用弹簧测力计挂着的物体在自由下落中的最小示数”等,将“测量反应时间”放入“练习”栏目,以及由于“我们的网站”的内容缺失放弃“从摩擦力角度谈防抱死刹车系统ABS的好处”而更多地运用查找资料或可体验的方式来
展开。
6.“资料活页”栏目
“资料活页”栏目旨在扩展相关课外知识,让学生感悟科学家的科学智慧,了解科技前沿成就。新教材不仅在内容上有所更新,而且意在通过较多篇幅的“资料”充实教材外的知识,提高学生学习的兴趣,培养学生正确的科学态度与责任(如表5)。
7.“练习”“习题”栏目
“练习”和“习题”栏目旨在巩固学生对物理概念与规律的理解,以及运用所学知识解决实际问题。在“练习”栏目中,比起旧教材,新教材的重大变化在于取消了选择题,采用了论述题、判断题,并要求学生说明理由,考查更具有针对性和真实性。
在“习题”栏目方面,新教材突出点有两个:(1)习题数量减少。相比旧教材稳定在22道,新教材压缩至14道。(2)习题示意图增加。这意味着情境在新教材中的重要作用。一增一减,是对旧教材方面的改进,也是新教材意在突破的方面。
8.“本章小结”栏目 “本章小结”栏目包括“知识结构”与“回顾与评价”两方面。新旧教材的“知识结构”均采用思维导图形式展开,不同点在于新教材更多的是“抛砖引玉”,而不是直接给予,旨在激发学生自我反思、自我构建。
在“回顾与评价”栏目中,旧教材以“我”回顾本章内容,主观性较强,而新教材则偏重于对知识的理解,注重物理观念及科学思维的培养,客观性较强,使学生有依可循,关注物理在生活中的应用。
二、核心素养视角下对新旧教材栏目设置的分析
1.物理观念
物理观念的形成和发展往往在学生学习概念、规律后逐渐确立,因此在教材中教师需要关注学生已有的基础知识和经验,并在此基础上引导学生了解概念、规律的所以然,从而激发学生学习的兴趣以及对于生活的
关注。
高一新生尚处于初高中过渡期、适应期,作为学生学习的第一手材料——教材,理应作出更加适合的布置,以提高物理的亲和力,增强学生学习物理的兴趣。在栏目设置上,新教材在继承旧教材的基础上,采用了不同的颜色区分栏目,增强了栏目的辨认度和吸引力;其次,在“观察与思考”栏目中,更加注重体验、融入生活,引导学生在生活中发现物理,运用物理概念规律解释生活现象,如在讲解静摩擦力知识时,新教材引入以双手按压桌面的活动,既能很好地与生活相结合,又取材容易、操作简单,使学生在体验中感受物理的魅力;在“资料活页”栏目中,引入更多的史学资料和现代科技,增强学生对于概念规律的理解;在“习题”栏目中,更加注重情境设计,如在身高体重测量仪里融入受力分析与位移测量、石拱桥中计算石块侧面所受弹力、拔出热水瓶的瓶塞所需的力、缓冲火箭运动分析等。
2.科学思维
科学思维是物理学发展史上的重要瑰宝,蕴含在对问题的发现、提出、探索、验证与交流中,包含模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等因素,是基于事实基础上的进一步升华、凝练。
与旧教材比较,新教材为更好地培养学生的科学思维,一是重视情境的创设,注重情境下对问题的探索与解答,如在“练习”“习题”栏目中引入大量的配图;二是在“练习”栏目中取消选择题设置,采用判断题的形式,在问题中融入学生的易错点,增强学生对于物理概念与规律的理解,培养学生的交流合作能力;三是在“本章小结”栏目中注重学生的自我分析、梳理与总结。
3.科学探究
科学探究是指在现象中观察、思考,结合理论,对现象进行猜想假设,以实验方式进行重现与验证,从而对生活问题提出有效解释。因此,科学探究常与实验密不可分,而如何在实验中真探究、真思考,是物理实验发挥其科学探究功能的关键。旧教材的关注点集中在实验内容的开展,而忽视实验的前奏与后续,对此,新教材进行了反思与调整,以问题引领,在实验环节中注重实验細节与总结交流,避免学生的“按图索骥”。如在“力的合成”实验探究中,新教材在实验前提出了以下问题:
实验中,怎样保证分力F1,F2产生的效果与合力F产生的效果相同;如何测量合力F和分力F1,F2的方向?实验过程中需要记录哪些数据?采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点?
如此,在层层设问中,能够引导学生开展实验,使学生真实验、真探究,促进核心素养的形成。
4.科学态度与责任
科学态度与责任旨在认识科学本质,在科学、技术、社会、环境关系的探索中培养学生正确的科学态度与社会责任。
相比旧教材,新教材更加关注情境,旨在通过选取适宜的素材,再现学科理论产生的场景或是呈现现实中的问题情境,让学生在真实的背景下发挥核心价值的引领作用。[3]情境分为生活实践问题情境与学习探索问题情境,前者选取贴近生活的情境,拉近物理与生活的关系,培养学生解决实际问题的能力,增强集体荣誉感,如“资料活页”中的“从被动到主动的汽车制动”、“练习”中“交通警示牌”的必要性都取自真实的物理科学研究过程、学生的实际探索过程;又如“观察与思考”以及“实践与拓展”中的“伽利略针和单摆实验”、“资料活页”中的“伽利略对匀变速运动的研究”等,在了解科学发展史中体会科学的魅力,培养学生正确的科学态度。
从“普通高中课程标准实验教科书”到“普通高中教科书”,去“实验”的背后,是对新课程标准的落实,突出了物理学科的育人功能,注重以情境为载体、以问题为引领,培养学生的物理核心素养。因此,如何更好地用教材服务于课堂是教师的首要任务,并且围绕教材的结构、内容等分析或对比进而理解编写者的意图,因地制宜地进行教材的二次开发是教师学习、落实新课程标准的重要渠道。
[参考文献]
[1]广东基础教育课程资源研究开发中心物理教学编写组.物理必修1[M].广州:广东教育出版社,2017.
[2]熊建文.物理必修第一册[M].广州:广东教育出版社,2020.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.