学科育人视域下的高中物理教材研究与教学建议

【摘要】本文结合学科特点，对物理学科的育人价值进行分析与论述.在此基础上，以“直线运动”相关章节为例，将人教版、沪科技版、鲁科版教材进行对比，分析不同版本教材落实学科育人的设计思路和实现方案.最终从强化意识、积累素材、关注过程等方面提出具体的教学建议，以期能够更好地促进学科育人目标的实现.

【关键词】高中物理；直线运动；课堂教学

学生发展核心素养体系的提出，为立德树人教育根本任务的达成提供了指引.为建立核心素养与课程教学的内在联系，充分挖掘各学科课程教学的独特育人价值，各学科基于学科本质凝练了本学科的核心素养，鲜明地阐明了学科课程教学应实现从“知识传授”向“育人培能”的转变.

为了更充分地挖掘学科育人价值，提高教师学科育人能力，本文结合学科特点，对物理学科的育人价值进行讨论分析，并以高中物理教材中“直线运动”相关章节为例，对人民教育出版社（下称“人教版”）、上海科学技术出版社（下称“沪科技版”）、山东科学技术出版社（下称“鲁科版”）教材对比研究，分析教材在学科育人方面的设计思路与实施方案.最终，提出对优化中学物理教学的建议，以期为物理学科育人目标的实现提供参考.

1 物理学科育人的价值分析

1.1 建构物理观念，发挥认知价值

一代又一代物理学家通过努力与探索，为人类文明留下了无数闪耀着理性光辉的智慧财富.学生通过学习，由浅入深地理解与掌握物理基本概念和基本规律，逐步形成对客观世界的科学认识.物理观念的建构，有助于学生形成科学的世界观，对自然基本结构和运行规律形成科学的认知图景，用辩证唯物主义的视角理解世界.

1.2 培养科学思维，凸显发展价值

物理学家在不断探索自然的过程中，不仅完善了物理理论体系，还创造并实践了各种认识自然的方法和手段.对学生科学思维的培养，能够提高学生的逻辑思维能力、创新意识、实践能力、批判性思维能力，促进学生的全面发展，更好地理解和适应社会.

1.3 践行科学探究，培育能动价值

科学探究，是人类在认识自然的过程中，基于明确的目的，按照科学的方法，有意识地开展的活动.探究式学习，有助于引导学生提高自身认识、探索与理解自然本质与规律的能动性.学生在科学探究的过程中，对“人的认识来源于实践”“实践是检验真理的唯一标准”等哲学观点形成更直观的认识.

1.4 弘扬科学精神，落实德育价值

通过对物理的学习，能够深入对科学本质及其与技术、社会和环境关系的理解，形成探索自然的内在动力，培养严谨务实、崇尚真理、实事求是和团队合作的科学态度，辩证理解个体与国家、社会、环境的关系，增强遵守道德规范、保护环境和推动可持续发展的责任感.

1.5 陶冶审美情趣，拓展人文价值

物理学不仅是一门自然科学，作为人类文明发展的重要推进力量，它也积累了丰富的人文积淀，蕴含着深厚的人文价值和丰富的美学意蕴.在学科教学中，也要不断培养学生对自然美的感知能力，陶冶审美情趣，提升审美情感，以美启真，以美促善.

2 指向学科育人的教材研究

“直线运动”相关内容，对应教材必修第一册中的“第一章 运动的描述”和“第二章 匀变速直线运动（的研究）”.

2.1 章节框架对比分析

教材章节框架的编排，除了要考虑物理知识的逻辑关系与连贯性、认知层次与难度分配等内容，还要能够反映编写者的设计意图.

在“第一章 运动的描述”中，三版教材都从描述现象出发，引导学生经历物理模型、物理概念的建立过程，概念层层递进，对思维能力的要求逐级递增.其中，鲁科版在第一节介绍了“空间和时间”，帮助学生形成对时空观念的基本认知.沪科技版则将质点与物理模型单独成节，强调模型建构的科学思维.

“第二章 匀变速直线运动（的研究）”，人教版教材以实验探究为起点，通过学生实验得到匀变速直线运动的规律，强调科学探究的育人价值.而后，由理论到实践，具体研究自由落体运动的规律.鲁科版则更注重对学生科学思维的培养，由加速度的概念出发，通过理论推导得到运动规律，而后在物理实验、自由落体运动的分析中应用规律.沪科技版则遵循从特殊到一般的思路，先研究自由落体运动，再逐步推广到一般性的匀加速直线运动，让学生经历从具体到抽象、从感性到理性的认知发展的过程.伽利略对自由落体运动的研究，在人教版中位于“科学漫步”栏目，作为补充阅读；在沪科技版中独立成节，凸显物理学史的育人价值，并突出了科学探究对物理研究的重要意义.

2.2 实验教学对比分析

物理作为一门与实验密切相关的学科，如何在教学中纳入物理实验，处理实验与理论教学的关系，展现科学探究的育人功能，也是需要思考与研究的问题.

实验与理论教学的关系大致可分为实验与理论融合、先实验后理论、先理论后实验三种.三版教材在“直线运动”部分的编排就呈现了这三种不同的方案.沪科版教材使用的数字化信息系统（DIS）能够更方便快捷地完成实验，更直观地呈现数据规律与实验结果，因此将实验融入到每一个具体章节中，在介绍位移、速度、加速度等基本概念时，就对实验仪器、测量方法等进行了介绍，提倡在日常教学活动中，将实验作为呈现现象、探究规律、验证结论的基本手段，潜移默化地实现实验探究的育人价值.人教版教材采用了“先实验后理论”的策略，通过科学探究得到运动规律，强化了物理实验的探究功能.教师要对科学探究的意义有深层次的理解，着力引领学生关注科学探究的过程，以此发挥科学探究的育人价值.鲁科版采用的是“先理论后实验”的方案，以科学测量作为匀变速直线运动规律的应用，将物理规律作为基本原理开展实验，对实验的严谨程度有更高的要求，因而将“实验中的误差和有效数字”单独成节，有助于促使学生形成严谨的科学态度.

2.3 栏目内容对比分析

在学生问题意识与质疑创新精神的培养、理解科学技术与社会环境的关系、科学态度及道德规范等方面，三版教材均有所着墨，并通过STSE、科学漫步、学期活动等栏目板块，为学科德育提供素材.

教材均采用设问的形式，培养问题意识.人教版和鲁科版在每节的开端通过问题引入，引导学生带着问题开展学习；沪科技版用问题作为正文不同段落的标题，提高了问题与正文的贴合度.三版教材均对伽利略对自由落体运动的研究进行了介绍，尤其沪科技版更是单独成节，利用物理学史凸显质疑创新精神，人教版则通过伽利略的生平事迹，更为具体生动地论述了科学与社会发展的关系.

从具体的语言表述来看，“伽利略利用斜面做了上百次实验后发现：……”（沪科技版、人教版），彰显了科学研究持之以恒、严谨求真的态度；“以前一直是人才辈出的意大利，在伽利略之后，它的科学活动很快衰落下去，在很长的一段时间里，没有再产生过重要的科学家”（人教版），用令人扼腕叹息的表述阐释了教会对科学的干涉与对伽利略的迫害后对科学发展带来的深远影响，启发学生辩证思考科学与社会的关系.

2.4 图片文字对比分析

教材的图片与文字除了传递信息，还具有审美功能.

作为教材章节的先导，章首页对激发学生的学习兴趣与好奇心、提高学生的学习与探索的主动性等方面有重要作用.三版教材章首页均注重设计美学，采用大图片占比、强视觉冲击的方式，有效地增强了章首页的吸引力.三版教材章首页图文排版特点及相关度对比如表1.

人教版教材上文下图，将文字作为阅读重点，在第一章中直接给出了“机械运动”和“力学”的概念，在第二章介绍了“上海磁浮”这一国家科技成果，引导学生在具体情境中完成学习.沪科技版上图下文的布局，将图片作为阅读的重点，图片颜色鲜艳，布局美观，感官刺激强.图片下方用图注对图片进行介绍，提出具体的情境，同样引导学生在情境中完成学习.沪科技版与鲁科版在章首页明确了本章的学习目标，帮助学生和教师对本章的整体框架建立初步认识，为开展本章的教学做好准备.从章首页的功能来看，人教版更注重培养学生分析文本及逻辑推理的能力，沪科技版更注重章首页对学生的育人作用，关注科学技术对国家发展及人类生产生活的推进作用，以拓展学生的科技视野，培养学生科技素养的同时增强学生的民族自豪感，激励学生将个人的学习成果与国家繁荣、时代进步紧密联系在一起.

三版教材的正文插图，都采用了构图和谐、对比度强、饱和度高的图片引起视觉注意.沪科技版每节还安排了美观大气的节首图，提升了教材阅读时的审美体验.

文字表述方面，除客观严谨的理性论述，三版教材也不乏富有诗意与哲思的感性表达：“卧看满天云不动，不知云与我俱东”（人教版）、“科学家必须超过‘单纯的思索’，必须通过实验来‘聪明地提问’”（沪科技版）.人教版教材在每一章的第一节设置的名家名句，更是承载着科学家的奋斗经历和思考，传达出科学探索的价值观和理念，蕴含着丰富的人文精神.

3 立足学科育人的教学建议

3.1 树立育人观念，强化育人意识

教师需要树立正确的学科育人观念，将学科育人的教育理念融入到物理课程教学中.教师应不断提高自身认知水平，以更宽阔的胸襟和更广博的情怀理解物理学科与学科教学，充分发掘教学资源的育人价值，提高学科育人的自觉性与主动性.

3.2 利用教材资源，积累育人素材

加强对课程标准和教材的研读，用教材教而不仅拘泥于教好教材.教材凝聚着教材编写团队的智慧，对同一内容的教学，不同版本的教材也提供了不同的思路与方案.教材为学科育人提供了明确的指引和充分的材料.同时，教师也要留心积累，充实丰富育人素材，不断提高育人能力，而不是对非知识性内容一带而过，错失育人契机.

3.3 巧用育人方法，关注育人过程

学科育人，是有目标、有规划、有设计的教育行为，而非在课堂上空洞说教.教师要关注育人过程，重视对学生潜移默化的隐性教育，通过言传身教、文化氛围的营造以及日常行为的示范，无形中塑造学生的品格，实现育人效果.此外，教师也要抓住教育契机，敏锐捕捉，及时引导，激发学生的顿悟，帮助学生经历情感高峰体验，启发学生在学习过程中领会与感悟，将感性认识上升为理性认识，最终内化于心、外化于行.

4 结语

教师要通过加深对学科育人价值的理解，不断提高学科育人的意识与自觉；利用好教材资源，提升学科育人的能力；在日常教学活动中，将“潜移默化”与“抓住契机”相结合，形成持久而深刻的育人效果.

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