研读高中物理教材的思考

董玉红，胡均宇，武淑清

摘   要：物理教材是系统反映物理学科内容的教学用书，也是课程标准的具体化读物。青年教师想要提升教学技能首先就要认真研读教材，研读教材要读出教材文本背后的思想方法，体会教材编排的体例，然后在教材的引导下找到师生能够碰撞出思想火花的切入点，只有这样才能真正读好教材、用好教材。

关键词：高中物理;教材研读;思想方法

中图分类号：G633.7    文献标识码：A    文章编号：1009-010X（2022）17-0055-03

一、教材是什么

物理教材是课程标准的具体化，是根据学科知识、教育目的、学生的认知特点研制和编写的文本。对教师而言，教材是教师对学科内容进行思考、分析的依据。即教师要在理解教材的基础上，分析学生在面对教材内容时可能会遇见的困难，然后根据需要合理整合教材，科学使用教材，如此可使教学内容源于教材又高于教材。对学生而言，教材是其认知的核心文本，学生应对教材内容从逻辑到形式进行深入思考，并不断提出问题，然后通过探索、解释与交流揭开思维上的谜团。

二、读出教材文本背后的思想方法

物理概念和规律是物理学习的基础，也是教材内容的重要组成部分，只有深入理解教材中的物理概念和规律，才能形成科学的思维方法，而科学的思维方法又是教材文本背后的核心。就概念的形成而言，其所涉及到的科学思维方法在教材中均有所体现。物理概念的定义法有多种类型：一种是科学抽象与概括，力的概念就是通过这种方法总结出来的;除此之外教材还多次用已有物理量之比来定义新物理量，即比值定义法，速度、加速度、电场强度、磁感应强度等很多物理量都是由此法来定义的。极限思想在教材中也有所体现，曲线运动速度的方向就是通过对位移取极限确定的，瞬时速度是通过对时间取极限确定的;等效思维方法在教材中也有所体现，包括力的等效、运动的等效以及场的等效，例如力的合成与分解和运动的合成与分解都应用到了等效思想;理想模型包括实物理想模型和过程理想模型，质点、点电荷等为实物理想模型，而自由落体运动、平抛运动等为过程理想模型;类比思维方法具有联想、启发、假设、模拟等功能，教材在介绍静电力做功的特点时应用了类比的方法;控制变量法是研究多变量物理规律的基本方法，教材对其进行了重点分析;守恒思想在教材中也多次出现，比如动量守恒、能量守恒以及电荷量守恒等。

具体到各章节的内容，教材体现出循序渐进的逻辑关系，并在其中渗透了相关物理学的思想方法。在同一节内容中往往会涉及到多种思想方法，比如高中物理必修三第十二章第二节“闭合电路欧姆定律”，其中电动势概念的确定应用了比值定义法，即用非静电力做功与移动电荷量的比值来定义电动势。闭合电路欧姆定律的理论推导过程是能量守恒思想的具体应用，同时利用实验方法验证电动势等于电源内部电势降落与外部电势降落之和同样应用了守恒的思想。理想化电源应用了构建理想化模型的方法。在“思考与讨论”中研究断路与短路运用了极限思想。在“拓展学习”中研究路端电压与外电阻的变化关系应用了科学抽象与概括的方法。我们看到该节涉及到多种思维方法的综合應用，因此在教学过程中教师应注意多让学生体验与感悟，如此可提高学生的学习质量。

三、读教材是与编者的灵魂沟通

（一）认真体会教材的编排体例

我们在研读教材时发现，高中物理教材第一章第一节是“质点 参考系”，第二节是“时间 位移”。为什么这样安排呢？这两节的位置可以互换吗？答案一定是不能，因为这是按照学生的认知规律设置的。即教材首先利用理想模型法定义了质点这个概念，告诉我们高中阶段物理学习的研究对象一般为质点，而被研究的物体是运动还是静止都是相对于参考系而言的，然后在参考系中建立坐标系，以界定物体的位置，有了物体的位置就可以得到物体位置的变化——位移。而时间是物质存在的另一种形式，是物理观念的重要表述方式即物理过程。所以这个教材编排顺序不能改变。

物理观念的形成不是一蹴而就的，而是需要在物理概念和规律的学习过程中逐步巩固和拓展的。比如牛顿第三定律的内容在新教材中被前置的问题，旧教材是在学习了牛顿第二定律以后学习牛顿第三定律的，而新教材却将牛顿第三定律前置到摩擦力之后学习，这是因为此时学生虽已认识到力是物体对物体的作用，且研究了重力、弹力、摩擦力，但这些力与相互关联的力大小关系如何？矢量性如何？旧教材都没有明确说明。而将牛顿第三定律前置学习可以解决以上问题，同时还可以加深学生对力相互性的理解，即物体间的相互作用不能离开施力和受力物体独立存在，只有一个物体不会有力的作用，由此可强化学生对 “力”概念的理解。

（二）提出问题，内涵深刻

编者在教材的每一节都会提出承上启下、便于学生思考的问题，这有利于学生科学思维的养成和学习内容的拓展。例如在学习“闭合电路欧姆定律”之前教材提出了“用两节相同的干电池给一个小灯泡和多个相同的并联小灯泡供电”的问题，然后引导学生思考哪个电路上的小灯泡更亮一些？原因是什么？学生根据之前所学的知识进行分析会得出一样亮的结论，但实验结果却是并联的小灯泡更亮一些，这就造成了学生思维上的矛盾冲突，由此可促使学生深入思考。小灯泡完全相同但亮度却不同，这说明小灯泡两端的电压不同，那么是什么原因造成小灯泡两端的电压不同呢？由此引导学生带着问题进入本节核心内容的学习。经过学习学生最后可应用闭合电路欧姆定律解释小灯泡亮度不同的原因，首尾呼应，即以一个实验问题贯穿整节内容。此实验电路简单，易于理解和操作，现象明显，便于观察和分析，可以很顺畅地将学生的思维聚焦到电源和电路问题上。教材中给定的问题虽然都很小，但仔细思考这些问题却会发现其都有特定的深层含义，可以使学生的学习更加生动具体。

四、寻找并选择教与学的最佳切入点

教师的教与学生的学是密不可分的，而教材则是教与学之间的一根红线，能使教师和学生建立思维共鸣，进而将教与学紧密联系起来。例如“电势能和电势”一节，其从学生熟悉的恒定静电力做功入手，分析带电粒子在静电力的作用下沿直线运动的做功情况。若进一步提出问题：“带电粒子沿曲线运动时，恒定静电力怎样做功呢？”师生就会出现思想火花的碰撞，进而可引发学生深入思考。教材引导学生应用微分的思想，化曲为直，然后再通过积分的方式得出恒定静电力的做功情况，由此可发现恒定静电力做功与路径无关。随后教材中的深层拓展提示：“这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的，但是可以证明对非匀强电场也适用。”此提示告诉我们可以再次应用微分和积分的思想方法，得到静电力变化且粒子运动轨迹为曲线时静电力的做功情况，并得出结论——静电力做功与路径无关，只与电荷在电场中的始、末位置有关。随后将其类比重力做功的特点，并由重力势能推证电势能存在，由重力势能的变化与重力做功的关系推证电势能的变化与静电力做功的关系，如此可以更好地帮助学生理解静电力做功及电势能。认真研读教材去发现教师与学生思维的交汇点，进而找到教学过程的最佳切入点，如此可使教与学都达到事半功倍的效果。

认真研读教材总能发现教材的精妙之处，使我们的教学研究能力和认知水平得到明显提升。这是我们在研读教材过程中的点滴体会，希望能够抛砖引玉，给各位同仁一些帮助和提示。