核心素养视角下人教版高中物理教材序言的分析与启示

祝辰昊

【摘要】本文从物理学科核心素养的视角分析人民教育出版社于2019年出版的《普通高中教科书物理必修第一册》中序言的内容和特点，并得出对教学的启示.

【关键词】人教版；高中物理；教材序言

序言是学生高中物理学习生涯中最先接触到的部分，会对今后的物理学习产生重要影响.本文分析了人民教育出版社于2019年出版的《普通高中教科书物理必修第一册》中序言的内容和特点，旨在为我国高中物理教学提供参考和建议.

1 新人教版高中物理教材“序言”内容分析

序言的题目为“物理学：研究物质及其运动规律的科学”，用8页的篇幅简明扼要地介绍了物理学的概述、物理学的研究特征、物理学背后所蕴含的科学哲学、物理学的实际应用以及物理学的前景.

1.1 洞察天地，万物之理——物理学概述

这一部分阐述了物理学的沿革与其关键作用.在古希腊，亚里士多德和阿基米德初步研究了物理的基本规律，例如杠杆和浮力的原理.到了16-17世纪，伽利略与牛顿等在早期研究的基础上，发展了力学的系统理论，并结合实验观察与物理计算的方法.牛顿在1687年发布的《自然哲学的数学原理》为现代物理学的起点.四百年的演变中，物理已转化为一门学科，对现代科技和人类进步产生深远影响.物理学依赖实验与理论，并需要数学、技术、洞察与创意作为其基石.当前，物理的核心理念、研究技巧被广泛应用于多个领域，驱动科技的前沿和人类社会的繁荣.

从物理观念的角度来看，这一部分详述了物理学的根源及其历程.早在古希腊，人们便开始研究物理的现象与定律，标志着物理学的起始.随着时光流转，伽利略、牛顿等科学家基于前辈的研究，形成了完整的力学体系，并开创了将实验观测与物理计算相融合的研究方法.这些探索与理念为当代物理学提供了稳固的根基.

从科学思维的角度来看，这一部分强调了物理学是一门崇尚理性，遵循逻辑推理的理论科学.由于物质世界非常复杂，物理学需要使用先进的科学装置、数学工具和大型计算技术，以及深刻的洞察力和丰富的想象力，来研究物质的存在形式、基本性质以及运动和转化规律.物理学家需要使用逻辑推理和系统化的思维方法来分析和理解物理现象，同时保持开放的思维态度，以便发现新的规律和现象.

从科学研究的角度来看，这一部分强调了物理学是一门实验科学.物理学家通过实验和观察来验证理论，以此不断推进物理学的发展.由于物理学需要面对的问题非常复杂，需要进行各种不同的实验来研究物质的性质和运动规律.因此，物理学家需要具备一定的实验技能和经验，以便设计和执行各种复杂的实验.

从科学态度与责任的角度来看，这一部分强调了物理学对人类社会文明进步的贡献.物理学不仅是一门学问，还是一种责任和使命.通过推动科学技术的创新和革命，物理学为人类社会带来了巨大的发展和进步.

1.2 观察现象，揭示本质——物理学研究的特点

这一部分介绍了物理学如何通过实验和逻辑分析揭示自然规律和现象的内在联系，强调了这些成果对人类认识物质世界的贡献和理性思维的重要性，列举了几个物理学发展的典型例子，包括地球运动规律、物体运动规律以及电磁感应定律等，并指出这些规律有些与直觉相符，有些则需要通过严密的实验和思考才能理解.最后提醒大家学习物理学不仅要掌握具体知识，还要学习科学方法，以便在解决实际问题时能够灵活运用.

从物理观念的角度来看，這一部分强调了物理学通过“定量的实验和严谨的逻辑分析”揭示自然界规律，这体现了物理学对于定量观察和逻辑推理的重视.通过哥白尼、第谷和开普勒的研究，文中体现了地心说到日心说的转变，展示了物理观念的不断演进和更新.

从科学思维方面来看，这一部分强调了精确的实验和严密的逻辑分析是揭示客观规律和现象内在联系的关键.同时，文章也指出客观规律是否与直觉一致不能一概而论，需要通过具体情况进行认真的研究.物理学家通过精确的实验和逻辑分析，得以认识到隐藏在表象之下的本质规律.这种科学思维的发展，不仅推动了物理学的进步，也为人类认识世界提供了强有力的工具.

从科学探究方面来看，这一部分介绍了物理学家如何通过细致的实验和逻辑思维来揭示自然规律及其背后的联系.文中提到了几位著名的科学家和他们的发现，例如哥白尼通过观察得知地球及其他行星围绕太阳旋转的事实；法拉第则揭示了电磁感应的法则.这些建议彰显了科学研究的价值，也证明了实验和逻辑思维对于解读自然界的深层规律的关键作用.

从科学态度与责任方面来看，这一部分强调了学习物理学不仅要掌握具体知识，更要学习科学方法并努力运用它们解决实际问题.物理学家们的精神和探究方式，也告诉大家在探究自然规律时，需要保持开放的心态和负责任的态度.

1.3 学以致知，客观理性——物理学背后的科学精神

这一部分介绍了物理学的发展和成就与科学精神的紧密联系.科学精神由探索精神、客观精神和理性分析精神组成[1]，这些精神在物理学中发挥着极为重要的作用.物理学的探索精神推动人们深入探究自然规律，实事求是的客观精神要求猜想和论断必须经得起实验检验和逻辑推敲，而理性分析的精神则强调数学计算和逻辑分析.此外，这些科学精神还在社会生产和日常生活中具有极大的价值，能够提高效率，减少失误，并在面对问题时做到面向现实，认真分析，根据实际情况作出判断和选择.

从物理观念方面来看，人类对自然界的好奇心是科学发展最重要的动力之一[2].在物理学中，学以致知的探索精神推动人们深入探索自然规律，不断挖掘更深刻的物理观念，以求更加完整深入的认识.

从科学思维方面来看，物理学强调真实和客观的追求.它致力于探求事物的真相，以事实为依据来判断正确与否.所有的猜测和观点都必须经过实验验证和逻辑分析.这样的思考方式不仅在物理学上至关重要，还在社会实践和日常生活中具有深远的价值.

从科学探究方面来看，物理学强调理性分析的精神.物理学强调数学计算和逻辑分析，环环相扣，有原因才有结果.这种科学探究方法的应用使物理学成为一门严密而精确的科学.

从科学态度与责任方面来看，秉承实事求是和讲求逻辑的精神不仅会使大家在工作和生活中更加严谨认真，提高效率、减少失误，同时还能使大家在面对问题时做到面向现实、认真分析、根据实际作出判断与选择，不盲从、不走极端.

1.4 揭示自然，造福人类——物理学的应用

这一部分阐释了物理学在工业、农业以及信息技术等多个方向上的进展对社会的促进影响，催生了数次的工业变革，深刻改变了人们的生活与生产习惯.此外，技术的持续升级为物理研究注入了更为先进的手段，激发了大家对物理议题的进一步探讨，从而加速了物理学的持续进步.

从物理观念的角度来看，物理学作为一门基础科学，通过对自然现象的观察和实验，总结出一些普遍适用的规律和定律.这些规律和定律在工业、农业和信息技术等领域的应用，不仅推动了社会的进步，也为物理学的发展提供了更加丰富和深刻的实践基础.

从科学思维的角度来看，物理学研究的对象不仅包括宏观物体，也包括微观粒子，这要求物理学家具备抽象思维和系统思维的能力，能够从整体和局部两个角度对问题进行分析和解决.这种思维方式也在工程技术的发展中得到了广泛应用，促进了人类的科技进步.

从科学探究的角度来看，物理学的发展离不开实验的支持和验证，实验数据不仅为物理学的理论提供了实证，也为应用技术的研究提供了依据.例如，20世纪初对电磁学的深入研究，直接导致了电子和电气的发展.

从科学态度与责任的角度来看，物理学家的研究不仅要追求理论的创新和突破，还需要对社会和环境负责任，遵守科学道德和伦理规范.例如，在核能利用的研究和应用中，必须严格遵守安全标准和法律法规，确保人类和环境的安全.

1.5 前景广阔，充满挑战——物理学的未来

这一部分探讨了经典物理学的发展、20世纪物理学的重大发现、当前物理学面临的困难和未解决的问题.引用了德布罗意的话，强调即使大家知识丰富，也不能认为已掌握自然界的全部.这部分还指出高中物理学习的重要性，积累的科学知识和理性科学精神将终身受益.

从物理观念方面来看，这部分强调了物理学的基础地位，物理学是自然科学的基础.在19世纪下半叶，以力学、电磁学、热学为代表的经典物理已经能解释日常生活中几乎所有的现象.然而，20世纪以来的物理学发现表明，大家对自然界的认识仍然很有限，仍需要不断地探索和发现.

从科学思维方面来看，这部分强调了很多重要的物理学发现都是科学家年轻的时候发现的，年轻的科学家精力充沛，求知欲强.这启示着大家在学习物理时需要培养自己的思维能力，多思考、敢于创新，才能在未来的研究中有所发现.

从科学探究方面来看，这部分提到了当前仍然存在许多困扰物理学的难题，例如，夸克为什么不能单独存在？这需要大家在未来的研究中持续不断地进行探究.

從科学态度与责任的角度来看，这部分提到了高中物理学习对个人终身受益的重要性.它鼓励学生在学习中养成实事求是、讲求逻辑的理性科学精神.

2 对教学的启示

高中物理教材在绪论中对物理学的发展进行了深入的阐述，教师在教学中应帮助学生理解物理学的起源和发展，让学生认识到物理学的重要性.此外，教师还需要引导学生掌握物理学的核心概念和基本原理，帮助学生建立科学的物理观念.物理学是一门理论性强、逻辑性强的学科，要求学生具备严密的逻辑思维能力.教师在教学中应注重培养学生的逻辑思维和理性分析能力，通过实例和案例分析让学生学会应用物理学知识解决实际问题.

物理学是一门实验科学，实验和探究是物理学研究的重要手段.教师在教学中应加强实验教学，培养学生的实验技能和科学探究能力，让学生在实践中掌握物理学的基本方法和技巧.物理学家对社会和人类文明进步做出了重要贡献，这要求物理学家具备强烈的社会责任感.教师在教学中应注重培养学生的科学态度和责任感，让学生认识到作为物理学习者的社会责任，培养学生的使命感和责任感.

参考文献：

[1]范永梅.在新旧教材序言课的对比中管窥物理学科育人[J].物理教师，2021，42（12）：14-17.

[2]孙昌璞.物理学：研究物质及其运动规律的科学[J].中小学教材教学，2019（12）：13-15.

[3]常金燕，陈志华，林秀敏，等.核心素养视域下高中物理新旧教材分析--以人教版“超重和失重”为例[J].中学理科园地，2021，17（06）：9-11.

[4]李大亮，韩运侠.物理学科核心素养视域下的高中物理教材分析[J].当代教研论丛，2020（04）：17-18.

[5]印晓明.“科学实践”视角下的学科核心素养培育——以人教版普通高中物理教材编排变化为例[J].基础教育课程，2020（23）：35-39.

[6]陈怡，张一驰，陆建隆.核心素养视角下新人教版高中物理教材中课后习题的特点与启示——以“抛体运动”“圆周运动”两章为例[J].中学物理，2021，39（17）：9-12.