普通高中物理新教材的特点

普通高中物理新教材的特点

陈渊

(巢湖学院06物理函授本科，安徽巢湖，238000)

[摘要] 从结构、内容、理念等方面对高中物理新旧教材进行研究、比较后发现：新教材的形式新，增强了趣味性和灵活性;教材结构有较大改进，对教学内容进行了调整;新教材重视基础和思路，更注重“研究性学习”，力图将科学探究引入中学物理教学。

[关键词] 新教材教材结构教学内容科学探究

A Comparison of Newand Old Course - books of Physics

in China’s Hi gh Schools

ChenYuan

(Department of Physics，Chaohu college; Chaohu，Anhui; 238000) [Abstract] A comparative study has been carried out between new - version and old - version course -books of Physics in high schools in terms of their structure，content and design notions. Findings show that teaching materials in the new version have been properly arranged to cater to students’in2terests and teaching flexibility，structure of new course - book components has been improved a lot and some amendments have been given to its content，and more importantly，the new version attaches much importance to shaping students a mind of“learning in research”.

[Key Words]new - version course – book structure content scientific research

当前，基础教育课程改革正在深入发展，国家教育部颁布了高中物理课程标准，拉开了高中物理课程改革的序幕。新标准明确提出物理课程的目的是提高全体学生的科学素养;在课程结构上注重共同基础，体现选择性;在课程内容方面体现时代性、基础性和选择性，设计了模块课程供学生选择。这是课程改革的一项重要举措。然而，要真正深入教学改革，用好新教材，首先必须研究新教材在旧教材的基础上“新”在何处，只有这样才能更好地运用新教材。

1形式新，增强了趣味性和灵活性

1.1形式变化大

版式采用16 开本，并在每页的一侧留有一列空间放置插图，旁批留给学生利用。这在视觉和心理上给出了较为宽阔的空间，很受师生欢迎。为了突出重点，用不同的字体区分不同的内容:正文、选学部分、实验、例题和习题等，并在演示实验、重要的公式和定律下，铺设彩色衬底，力求形式活泼、醒目而又不“喧宾夺主”。在每章前面，编者精心选择了一句科学家(或名人)名言，力求与内容

有关，希望先哲们的深刻思想，能够对学生有所熏陶和启迪，这也是对学生进行思想教育和科学素质教育的一种尝试。

1.2增强了趣味性

兴趣是最好的老师，而好奇心是产生兴趣的前提。新教材把培养学生兴趣和保护好奇心放在举足轻重的位置，力求避免出现大多数学生随年级的升高和知识的增多，而好奇心反而被“扼杀”的反常现象。例如，在“反冲运动、火箭”部分安排了“航天技术的发展和宇宙航行”内容供学生阅读，这在我国航天事业蒸蒸日上的今天深受学生欢迎。又如，在《分子热运动能量守恒》一章收集了阅读材料“纳米技术”。在《电磁场和电磁波》一章增加了“移动电话”的阅读材料。科学技术的进步，使人类社会进入空前繁荣与发展的时期，与人类生活密切相关的衣、食、住、行等诸多方面，无一不与物理知识有关。新教材将引导学生从科学的视角去认识物理在社会生活中的作用，了解物理与人类生活的关系。

1.3富有灵活性

灵活性主要表现在对教学内容的总体要求上:新教材分为必修模块和选修模块。这使教师能更好地根据具体教学实际进行因材施教。在全体学生掌握必学内容的基础上，鼓励少数优秀学生学好选修内容。高中教育仍属于基础教育，应注重全体学生的共同基础;同时应针对学生的兴趣，发展潜能，注意今后的职业需求，设计供学生选择的物理课程模块，以满足不同学生的学习需求，促进学生自主地、富有个性地学习。灵活性还表现在教学方法的灵活上: 新教材积极倡导启发式和讨论式教学，强调用科学探究指导教学。教师只有创造性地开展工作，采取灵活多变的教学方法，才能保证“讨论”、“研究性学习”、动手“做一做”等教学过程有效地进行。

2教材结构有改进

教材不是学术论文、学术专著，它的结构不能等同于学科的知识结构，而必须考虑学生的认知特点，符合学生的年龄特点和认识规律，做到科学知识结构与认知结构的完美统一。新教材在教学内容未作大变动的前提下，依据高中学生学习物理的一般规律，对教材的编排顺序、结构安排做以下调整:

2.1章节有变动

较明显的是在“力”、“直线运动”、“牛顿运动定律”之后新加了“物体的平衡”一章，介绍了各种平衡，这是前三章知识的深入，也是一个小结。如在经典物理的重点“牛顿运动定律”一章中新增了“超重和失重”、“惯性系和非惯性系”、“牛顿运动定律的适用范围”，扩展了知识面，贴近实际生活。又如，机械波是高一学生学习的另一难点，主要是因为前面讲述的都是单个质点的运动，而波动要求学生理解并想像多个质点同时又不同步运动的情况，以及这种运动在空间的传播，这对高中一年级学生是有相当难度的。新教材把机械波由第一册移到第二册，将波动形式集中讲解。这样，既把在高中一年级学习时学生感到困难的内容移至学生能力有所提高的高中二年级，难度相对降低;又把几种形式相同而实质不同的波动———机械波包括声波、电磁波、光波放在一起讲，便于类比，有利于加深理解。

2.2减小章节，分散难点

多年来，高中一年级的物理学部分是学生学习的一大难关。虽然教学中教师想方设法化解难点，但初、高中的“台阶”仍是高一物理教学的问题之一。力学

的第一章，集中了力的概念、力的合成和分解、牛顿三定律、物体受力分析等较为抽象和需要综合运用知识的诸多内容。加之，许多学校对高中教师采取“大循环”的教学安排，教师刚刚辅导完三年级的总复习，又接着教一年级，难免会忽略学生的年龄特征和知识基础，有意无意地对学生要求过高，这就更增加了学生学习的困难。继而在牛顿定律的应用中又做了不少较难的题目，使学生一上高中就遇上“当头一棒”。新教材中这个问题解决得较好。部分采取了分散难点，减小台阶的做法，把章划小。在力学的起始章“力”中不讲牛顿三定律和物体的受力分析，只讲力的概念、种类、合成分解，突出力的矢量性。在运动学之后将牛顿三个定律在一章内讲述，使学生对它有个初步的、全面的认识，并只处理最基本的问题。在接下来的“牛顿运动定律的应用”一章中让学生在比较简单的情境中结合运动学知识运用牛顿三定律。最后，在“超重和失重”一章中，要求受力分析，处理动力学中较综合的问题，分析较难的超重、失重和连接体问题。与旧教材相比，这样更符合学生的认识规律，分散了难度。如何调整教学结构和体系，这是需要深入探讨的一个大课题。既要考虑学科体系，又要研究学生的认知规律，体现“以人为本”的精神，注意循序渐进、分散难点。这两方面结合得好，可以使学生更加有效地学习。

3教学内容有调整

教学内容受教学目标的指挥。高中物理课程旨在进一步提高学生的科学素养，从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面培养学生，为学生终身发展，应对现代社会和未来发展的挑战奠定基础。新标准要求在课程内容上体现时代性、基础性、选择性。高中物理教学内容要随着时代的发展而有所更新。更新，必须处理好经典物理知识与近代物理知识之间的关系。高中物理课主要讲述经典物理知识。经典物理反映了宏观、低速条件下的发展规律，具有广泛的实际应用。但加强近代物理的内容，使学生了解近代物理，体现内容的时代性，已迫在眉睫。大量增加近代物理的内容，这是新教材内容上的一“新”，具体表现在:

3.1调整知识点

我们知道，能量的观点、守恒定律、波的知识等在近代物理中具有重要意义。例如，在“机械波”一章不仅讲述一维波，而且讲了二维波和三维波，增加了波的反射和折射、多普勒效应(选学)。这样，在一定程度上强化了对波这种运动形式的讲授。

3.2渗透观点

即渗透一些近代物理中的观点。例如，在讲解分子物理部分时，渗透统计的观点;讲解光的本性时，渗透光的波粒二象性的观点。并在比较照片上的曝光时间长短不同时，说明光波强度与光子到达的概率关系等。

3.3寻求联系

注意讲解或介绍能够把经典物理和近代物理联系起来的知识点，在介绍近代物理知识时注意到这种“接口”。例如，在介绍狭义相对论时讲了利略相对性原理，说明相对任何惯性系力学规律都具有相同的形式，进而介绍狭义相对论的基本原理。介绍量子力学初步概念时，介绍物质波，进而介绍概率密度的概念。目的不仅是让学生知道一点近代物理常识，而且能粗略体会到近代物理是怎样从经典物理发展起来的，知道在看似平凡的问题中如何蕴含着新的、革命性的变革。

3.4介绍物理学的广泛应用

物理知识有广泛的应用，新教材注意了与基础知识密切联系的实际知识。高中物理既要讲述实际问题中的物理原理，介绍物理学的广泛应用，还要介绍与物理知识有密切联系的现代科学技术，让学生“从生活走向物理，从物理走向社会”。这在新教材中有所反映，如约有20 多个阅读材料介绍了物理学的应用。应用是学习、认识过程不可缺少的一个环节。联系实际应进一步深化，使它成为掌握知识和提高能力的有效途径。

4重视基础，注重理解

要使学生真正理解，必须理顺思路。经验告诉我们，对同样的问题，教材或教学的思路顺畅、轻快，学习时感到轻松、容易，有利于学生举一反三，提高能力，教学必事半功倍。要提高教学效率，必须重视基础，在思路顺畅上下工夫。新教材从以下几个方面注意了这些问题:

4.1抓住知识体系中最基本、最关键的问题讲清楚

基础知识讲清了，其他问题就迎刃而解了，可以收到事半功倍的功效。除了我们一贯强调的基本概念、基本规律之外，还有一些看似明白，而实际不清楚的“小”地方，这是学习过程中的“误区”。例如，近几年高考中学生屡犯的错误———眼睛看物体，或透镜成实像虚像”的问题，关键是要真正理解“光线”这一个物理模型，以及明确认识到只有“光线”进入眼睛，才能看到发光物体。这是一个基本又不难理解的问题。再如，在电路的分析和运算中，理解“电势差”的概念是很重要的，新教材更注意讲清这类关键性的问题。

4.2课文或例题分析中，着重分析物理过程和物理情景，理清问题的“来龙去脉”

例如，动量守恒问题的分析，教材中增加了实验，丰富学生的感性认识。课文中举“台球的碰撞”的实例，贴近实际生活，课后还增加了“思考与讨论”，这些都是对基础知识的强化。类似的例子还有许多，如:“水流星”受力的分析，对布朗运动为什么能说明液体分子在不停运动的分析，对理想气体内能的分析，对电势和电势差的讲法，对电路中电势差的分析，对电功率的讲法等等，都比旧教材有所加强。

4.3对于那些可深化知识又可接受的“高观点”一语道破

这样不仅不会增加学习难度，反而会提高学习效率和质量。如“力的独立作用原理”和“运动的独立性原理”，在新教材中已明确给出。许多老师认为，这样有利于学生深入理解知识，又不增加学习的困难。比如，把运动独立性原理弄清楚了，平抛问题就不必死记公式，还可以运用运动的独立性原理灵活处理。4.4对不易讲清问题，不强求讲清楚

比如对电动势的物理本质，新教材就没有介绍它是电源中非静电力做功与电荷之比，也没有给出公式，比旧教材的要求有所降低。因为照原来的讲，学生未必真正理解其实质，又造成思路不畅。能讲清的地方尽可能讲清楚，不能讲清则不必硬性提高，因为那样做费力大，而收效甚微。

4.5注意叙述中的铺垫、伏笔和前后呼应

把前后知识密切联系起来，有利于学生逐步地形成知识结构。如:关于静摩擦力是否是阻碍物体运动的问题，在一开始“力”一章中很难让学生初学就把“静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反”这一论断弄清楚，在后面讲到“连接体”时加以深化。摩擦力是个难点，难点要分散。在讲到“功”时，设“思考

与讨论”，让学生考虑滑动摩擦力做正功和负功的问题，也是进一步呼应。新教材力图让学生自己经过独立思考，形成知识结构。如:小结中提出压力和拉力“要根据什么规律来确定它”的问题。如果学生真正把这个问题弄清楚了，并能举一反三，旁及静摩擦力压力、拉力以及静摩擦力实际上都是约束反作用力时，那就把力的分析、牛顿三定律、物体的平衡条件联系起来了，知识和能力都会大大的提高。提高能力又循序渐进，使学生逐步达到融会贯通，这是新教材的目标之一。

5用科学探究思想指导物理教学

在比较时不难发现，新教材突破性地设置了14 个研究课题，如“菜刀上的力学”、“研制水火箭”、“描绘小灯泡的伏安特性曲线”等。物理课程标准“过程与方法”的说明中首次指出:“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。”可见，新教材强调用科学探究思想指导高中物理教学。

5.1如何理解科学探究

目前，物理教育界对于科学探究有不同的理解和认识。许多人认为，只有把学生放开，让他们自己发现问题，自己动手实验，才是探究的学习方式。这种观点是对科学探究的狭义理解，只看到了科学探究的自主性和操作性层面，而忽略了科学探究的本质含义。科学探究原指科学家们研究自然界的科学规律时，所进行的科学研究活动。进入20 世纪80 年代后，世界上许多国家都将科学探究引入学生的学习过程之中，把学生置于动态、开放、生动、多元的学习环境之中，使其在自主学习、自主探索中获得一种新的学习体验。因此，科学探究是学生在物理课堂和现实生活的情景中，通过发现问题、调查研究、动手操作、表达与交流等探究性活动，获得知识、技能、方法的学习方式和学习过程。从物理学的发展历程来看，伽利略开创了实验研究的先河，他对自由落体的研究堪称科学探究的典范。牛顿经过对天体运动的长期思考，最终发现了万有引力，将地球与天体的运动规律统一起来，又何尝不是科学探究里程中的丰碑? 电磁感应定律是法拉第实验探究的结果，麦克斯韦方程组则是理论思维的结晶。物理学革命的标志———量子论和相对论的创立，哪一个不是科学探究的辉煌成就? 因此，我们可以从多个层面来理解科学探究:

第一，观念层面。科学是人类对自然界的永无止境的探究过程。科学的知识体系在探究过程中不断得以修正。因此，对学生而言，学习物理的过程是一个不断转变对自然界原有认识的过程，这一过程需要学生自发的去探究、更新。

第二，方法层面。科学探究没有固定的模式，但有一些可辨别的要素，如提出问题，建立假设，提出理论或模型，搜集资料，评估与交流等。新标准根据这些要素提出了发展科学探究能力的要求。

第三，操作层面。任何探究过程都需要某些思维和操作技能，如控制变量、使用仪器、记录和处理数据等。除第三个层面必须动手实验之外，前两个层面都可以以多种方式渗透在教学过程中，而这在以往的教学中常常被忽略。

5.2科学探究与传统教学

在传统的教学过程中，老师讲，学生听，学生对知识的理解和认识主要通过老师的灌输。由于教育培养目标的调整，必然导致了人才培养模式的变化。传统的物理教学方法曾在历史上发挥过积极的作用，培养了不少优秀的人才，但是，

这种传统的方式过分侧重于知识的传授，缺乏对学生学习兴趣、探究能力以及科学态度方面的培养，致使学生对物理望而生畏，丧失信心和热情。因此，教育界积极地进行教学方法的改革，希望通过探究性学习使现在的学生成为未来具有国际竞争力的公民。

当然，也有人担心强调科学探究会影响学生知识的掌握。其实，用科学探究指导物理教学不是忽略知识的学习，而是注重了学生的自主性、社会性、情景性，强调知识自下而上的建构。建构式的物理教育更加强调的是研究问题，而不是仅仅了解问题的答案;是批判性思维，而不仅仅是记忆;是在情景中理解，而不仅仅是获得信息;是促进学生合作学习、互动和分享思想和信息，而不是无益的竞争。可见，科学探究与知识的建构是在同一过程中发生的。

通过科学探究建构知识与传统教学中的传授知识的本质区别在于:传授是自上而下的，知识的来源是教师和教材，接受者是学生，并且是被动地接受。而建构则是自下而上的，学生的头脑本来就不是一张白纸，他们对于物理现象和问题已存在着大量的特殊认识，在科学探究过程中经过冲突和挑战，这些认识逐步转变，科学的观念和思维方式得以建立。

科学探究也不同于启发式教学。本质区别在于启发式仍然将教师放在主体地位，学生要靠教师来启发，因此往往造成“启而不发”的局面。而在科学探究中学生首先要明确研究的问题，自己收集和分析信息，做出假设或预测。然后，在老师的指导下共同讨论以及把自己的结论和科学知识进行比较，从而获得新的观念和新的思维方式，主动地构建、修正或放弃自己原有的知识。这个过程涉及到深层次思维结构的重组，可以提高学生质疑、推理的能力，增强他们对自己学习的控制和责任感，从而更加有效地学习。

5.3用科学探究指导物理教学

科学探究式教学在西方国家已有较长历史和深入研究，在英国开设科学课程非常强调科学探究。课程设置原则中多数与科学探究有关。例如:1) 教师与学生应该互相交流，提出问题，教师应该向学生提出学习要求，并注重解决问题方法的传授;2) 学生对科学概念的认识和理解，应通过多种途径逐步发展;3)进行观察、提出假设、设计探索方案都应围绕某内容进行，学生的探索取决于他们正在学习的内容; 4) 学生应逐步发展处理信息的能力，相互交流对学生学习起着重要的作用。再如，在韩国的科学教育标准中，初中学科的内容就分为两部分:一是知识，二是探究活动。探究式教学作为一种现代物理教学模式，应作为我们教学发展的方向，但由于社会环境、文化背景和学校条件等因素的影响，改革不可能一步到位。

在我国，教师可以根据学校和学生的实际情况，将科学探究作为物理教学的指导思想，从以下三方面入手，逐步改变传统的教学模式，向探究教学的方向发展。

首先，教师要创造一种探究学习的课堂氛围，使学生逐步体验和认识到，学习物理就是在教师的引导和帮助下不断探索周围的物质世界，不断发展自己的认识和探究能力，形成科学的思维方式和行为习惯的过程。

第二，教师要从科学发展的角度认真研究教学内容，分析科学家提出和解决问题的研究方法，在充分了解学生原有知识和思维方式的基础上，针对学生的实际将大问题分解成小问题。

第三，给学生提供研究方法和思维方式来探究问题的答案，使学生尝试自己解决或通过合作解决这些问题。在这一系列过程中，引导学生主动寻求和建立知

识之间的联系，自主建构对物理世界的认识。只有这样，物理课程标准提出的三维目标才能在学生身上真正实现。

总之，新教材强调用科学探究指导物理教学，与国际教育接轨。因此，我们必须转变观念，用科学的眼光来认识物理教材的变化，从培养学生的科学素养的高度来理解物理课程的改革，肩负起提高学生科学素养，促进学生全面发展的重任。

参考文献

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