核心素养下高中物理教材的创新使用

金千慈 马静梅

【摘要】《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》提出，为了更好落实物理课程的育人功能，提升学生的物理学科核心素养，高中物理教材作为直接的课程资源发挥重要作用.如何利用教材，提高物理课堂教学质量，是当下物理教师面临的主要问题.

【关键词】核心素养；高中物理；教学策略

随着新课程改革的推进，核心素养作为科学育人价值的集中体现，渗透在物理课堂教学中，教材作为连接学生与物理教学的桥梁，于2019年推出了新的版本，并逐步投入课堂教学中.新教材在原有内容的基础上推陈出新，在提升教材内容的深度与广度的同时，更加注重对学生情感和社会责任的培养.在物理教学过程中，物理教师应以教材内容为基础，结合学生、课堂实际，创造性地利用教材，力求创设真实物理情境，提升学生核心素养，落实物理学科育人的功能.

1 基于核心素养的课堂教学目标

传统课堂以理解知识为主，而忽视学生能力的培养，新课标则指出教学设计应围绕“物理观念”“科学思维”“科学探究”和“科学态度与责任”展开，学生不仅要理解概念本身，更应注重物理思维能力的培养，将理论知识应用于生活实际，做到“学以致用”物理学科核心素养四个方面紧密相连，在学生认识科学本质，发展科学思维，掌握科学方法并将其应用于科学实践的过程中，提高学生对知识理解程度以及物理对生活和社会发展之间的认识.

2 结合教材培育学科核心素养的策略

通过对教材的分析可以发现，新教材在内容选择和呈现上进行了调整，每一节按照“问题、概念、习题”的顺序展开，知识体系更加清晰，内容更加全面、新颖，对学生进行独立学习、知识建构、自主评价提供帮助.

2.1 结合教材案例，选取生活中的物理教具，创设物理学习情境

新教材在旧教材的基础上增设了“问题”栏目，在一节课的开始将生活中的案例转换成物理问题，通过创设问题情境引入新课教学，培养学生科学思维能力，这一栏目的设立不仅吸引了学生的学习兴趣，也为教师的教学导入提供了新的思路.

2.2 借助课后习题，通过问题解决的过程，提高学生科学素养

通过对新旧教材习题对比，可以发现新教材的习题数量增多，多数习题在题干处会介绍相关的物理情境以及科研成就.教师不能只关注学生习题解答的最终结果，也要使学生在解答问题的过程中，巩固物理概念以及科学方法，进而提高科学思维，了解生活中的物理知识，将所学知识应用于生产生活实践新教材的习题着重让学生掌握解决问题的方法，教材习题体现出综合性，通过设计综合性练习题巩固学生所学知识、检测学习效果、培养学生综合解决物理问题的能力.

2.3 利用教材插图与拓展栏目，适当结合信息技术，辅助教师课堂教学

大量研究表明，视觉、听觉辅助是提高学生注意力，帮助学生理解物理概念的有效方法.与教学目的、教学内容紧密相关的插图可以将抽象的物理知识直观地展现在学生面前，同时经过科学的研究可以发现，学生会对与生活实际相关联的事物投入更多关注，因此学生更感兴趣、引起共鸣.因此，无论是旧教材，还是新教材，插图都占了极大比重.在新教材中，还利用了传感器、数据采集器辅助实验，不仅提高了实验的精确性，促进了教育信息化发展，同时能更好地培养学生的创新能力和实验技能.

3 基于核心素养的物理教材使用案例

3.1 “问题”栏目教学案例

人教版物理必修二第六章第一节“圆周运动”中，篇首问题向学生展示了自行车的“小齿轮”，“大齿轮”和“后轮”的图片，并提出相关问题：大小两个齿轮边缘上的点，哪个运动更快？同一齿轮上到转轴距离不同的点，哪个运动更快？判断依据是什么？引导学生提出描述圆周运动的方法.举例如下：

教学案例

如图1所示，在课堂上展示真实的自行车，将自行车倒置，介绍每个部件的名称：A点为大齿轮上一点，B点为小齿轮上一点，对应教材所提出的问题：A，B两点谁的运动速度更快？组织学生转动自行车，并作出猜想.

学生猜想

通过观察链条的带动情况，发现A点与B点在链条带动下共同运动，推测两点速度大小相同.

进行验证

已知计算物体运动速度可用公式：v=ΔsΔt.

比较A点与B点速度关系，标记出在一定时间内两点转动的路程，组织学生运用软尺和秒表进行A，B点运动路程以及转动时间的测量，应用公式计算得出速度大小.

讲解

利用微元法，当Δt很小时，可以将所求速度视作该点的瞬时速度，描述物体做圆周运动过程中运动快慢的物理量定义为线速度.

设计意图

教材插图无法生动展示出圆周运动时各点情况，将生活中易于得到的教具应用于课堂教学中，可以锻炼学生的观察能力，通过探究实验加强对知识的理解，培养学生的科学探究能力.

3.2 “练习与应用”栏目教学案例

物理学引领着人类社会的发展与进步，促进了人类生活的变革.在必修二第六章第四节“生活中的圆周运动”一节中，教材详细介绍了圆周运动在生活中的应用，其中包含了对离心现象的理解与应用.学生通过名称大致可以猜出，在圆周运动中，离心即为远离运动平面的圆心，为了让学生能够更直观地感受离心运动，教材中举出了离心机、洗衣机等例子，在课后的习题中，列出了“飞椅”，如图2，以飞椅为例，学生可以结合题目描述与生活经验，在头脑中构建出物理图示.

问题设计

“飞椅”是游乐园中常见的娱乐设施，在运行中做了什么运动？如何进行受力特点分析？可以以此建构出什么物理模型？

学生猜想

“飞椅”做圆周运动，并在生活经验与教师的引导下绘制出示意图，如图3所示.

学生回答

飞椅在做圆周运动过程中会受到重力和拉力的作用，两个力的合力提供圆周运动的向心力.

教师讲解

离心运动是物体惯性的表现，这一现象的产生是由于物体所受合外力无法提供足够的向心力，以F合表示物体所受合外力，将这一概念书写为公式：F合

设计意图

进行教学设计时，对教材进行分析与研读，利用习题中所创设的教学情境，结合生活实践，便于学生理解物理知识，提高学生抽象概括能力，培养科学思维.

3.3 “插图”教学案例

人教版必修二第五章第三节“探究平抛运动的特点”一节为高中物理必做实验，在实验教学中占据重要位置，但是如今许多高中实验室所应用的平抛演示仪存在一定误差，甚至有些实验室不具备该仪器.此时，适当在课堂教学中应用教材和多媒体等辅助资源对教学效果大有裨益.

情境设计

利用教材中的插图，将其拆分为两种物理情境，以图4、图5两种情况呈现，观察两个小球的运动轨迹，如何建构物理模型、分析运动情况？

学生活动

模拟实验过程，得出结论：第一个小球做自由落体运动，第二个小球做平抛运动.

教师追问

在学习了运动的合成与分解后，当所研究的小球为曲线运动时，为了便于研究小球的运动情况，可以将小球的运动轨迹进行分解，从水平、竖直两个方向进行研究.但是，我们刚刚进行的实验存在什么问题？如何改进呢？

学生回答

小球运动的时间太短，不方便进行观察与记录数据.

教师提示

结合教材插图，研究者采用了频闪照相法，记录了小球下落的轨迹，如图6，其中每两个相近小球运动的时间相同，同学们可以通过该图近似地分析出小球下落过程中的运动情况.

教师追问

小球在同一高度处的A，B两点下落所用的时间是什么关系？如图7

视频演示

利用多媒体播放实验，学生通过视频动画与声音判断出两个小球落地是同时的.

设计意图

巧妙利用教材中提供的插图信息，将图片语言转换成学生可以直接利用到的简单仪器，帮助学生直观感受物理现象，以视听结合的方式培养学生的感知能力.

4 结语

综上所述，教材作为直接的课程资源，经过反复编写与修订，符合学生的认知发展规律，具有科学性、系统性与物理特色，灵活应用教材所提供的情境、习题，对于教师进行课堂教学设计大有帮助.教师要实现从“教教材”向“用教材教”的转变，仔细挖掘教材内容，结合教学经验，打造出更加新颖、高效的物理课堂，从而提升学生的核心素养.

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）［S］．北京：人民教育出版社，2020．

［2］ 人民教育出版社课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书物理必修2［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［3］ 李春来.指向深度学习的新教材二次开发和创新使用——以人教版高中物理教科书为例［J］.物理教学，2022，44（05）：6-8+19.