(第7期)//物理篇(一)
【编者按】自2022年秋季学期起,陕西省普通高中高一年级全面实施新课程新教材,新城区教育局高度重视,区教育局主要领导亲自部署安排,提前谋划。分管领导多次召开新高考专题会议,要求各高中学校,把握新时期教育改革发展趋势,深入研究新高考,理解新高考改革精神,抓住改革的关键点,做好新高考改革的准备工作。
根据区教育局总体安排,新城区教师进修学校组织全体教研员集中学习高中新课标、研读高考新方案和新教材,抓住教材这个关键点,对新教材进行深入解读,力图通过对新教材的深入剖析,把握新课程、新教材的新精神、新要求,领会新课程、新教材的核心要义,掌握新教材的新特点、新教法,助力新城教师深入研究新教材、研究新高考,为新旧教材使用的平稳过渡以及围绕核心素养开展的教学与评价打下坚实的基础,促进教学内容与教学方法改革的有机融合,提升教学效率,为新城教育质量跃上新台阶贡献绵薄之力。
高中物理人教版教材新、旧必修一对比分析
一、高中物理新(2017版,2020修订)、旧课程标准(2003实验版)对比
《高中物理课程标准(2017版,2020修订)》版的核心是立德树人,基于学科核心素养促进学生发展。
高中物理课程标准从三维目标走向学科核心素养。
二、高中物理人教(2019)版教材与(2004)版教材必修一对比分析
人教版高中物理教材将必修教材由必修一、二,变为必修一、必修二、必修三3册,不再有共同必修这一说法,必修模块为合格性考试内容。必修课程以力学、电磁学的核心知识为重要内容载体,原选修3-1、3-2、3-3的部分内容整合为必修三,渗透了部分热学、光学和近代物理的内容。
知识内容的组织基本按照物理学科知识的内在逻辑结构展开,和2003版课标的必修1、必修2、选修3-1的内容基本对应,突出了物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任,为学生物理学科核心素养的发展奠定基础。
1.人教版(2019)版教材必修一章节的变化
新教材(2019版)必修一
第一章 运动的描述
1 质点 参考系
2 时间 位移
3 位置变化快慢的描述——速度
4 速度变化快慢的描述——加速度
实验版教材(2004)(必修一)
第一章 运动的描述
1 质点 参考系和坐标系
2 时间和位移
3 运动快慢的描述——速度
4 实验:用打点计时器测速度
5 速度变化快慢的描述——加速度
新教材第一章精简整合为4节内容,突出本章主题“运动的描述”。把旧版教材第一节中的“坐标系”整合到第二节内容中,坐标系是描述运动的数学方法,是表示位移的数学工具,坐标系的学习应和具体的位置、位移的数学表示紧密结合,所以将原来坐标系的内容下放到了第二节;第三节把“运动快慢的描述——速度”标题改为“位置变化快慢的描述——速度”,与第四节标题相呼应,突出速度概念的建立和物理意义,加强变化率和极限思想的理解;删去旧版教材“第四节实验:用打点计时器测速度”一节内容,把该节内容分散到第二、三节中,在第二节中突出打点计时器的使用训练,在第三节中侧重测纸带的平均速度和瞬时速度,分散了实验学习的难点。
新教材(2019版)必修一
第二章 匀变速直线运动的研究
1 实验探究小车速度随时间变化的规律
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
4 自由落体运动
实验版教材(2004版)必修一
第二章 匀变速直线运动的研究
1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
2 匀变速直线运动的速度与时间的关系
3 匀变速直线运动的位移与时间的关系
4 匀变速直线运动的速度与位移的关系
5 自由落体运动
6 伽利略对自由落体运动的研究
新教材第二章由原来的六节内容整合为四节,突出了物理知识体系的内在逻辑关系,强调课题“匀变速直线运动的研究”,加强应用数学变量的定量关系以及应用图像描述运动的科学思维能力的培养。删去了“匀变速直线运动的速度与位移的关系”这节内容,这一节仅仅是从公式的变形提供解题的方便,并不能有效引领学生建立物理量间的因果关系。新教材把旧教材中的第5、6节合并为一节内容,把自由落体运动的生活情境、科学家研究的思想方法、实验探究等整合,突出物理学科科学思维及科学探究等核心素养,也更符合教学中学生的认知习惯。
新教材(2019版)必修一
第三章 相互作用——力
1 重力与弹力
2 摩擦力
3 牛顿第三定律
4 力的合成和分解
5 共点力的平衡
实验版教材(2004版)必修一
第三章 相互作用
1 重力 基本相互作用
2 弹力
3 摩擦力
4 力的合成
5 力的分解
新修订必修一教材的第三章的变化较大。首先,章标题变为“相互作用——力”增加了一个“力”字,这是突出本章的核心概念,也是与第四章相呼应。其二,教材对“牛顿第三定律”的顺序做了调整,由原来必修一第四章《力与运动》调整到第三章《相互作用》的第3节。这一调整有以下好处:将牛顿第三定律的内容放在第三章,与第三章的标题《相互作用》更契合;有利于学生理解力的概念,有利于学生更好地进行受力分析。其三,把“力的合成”与“力的分解”两节内容合并为一节,在力的合成与分解的概念表述上加了两个关键字词“假设”,其在表达方式上突出科学思维。而“共点力的平衡”独立成为一节内容,突出共点力概念及共点力平衡的模型。删去了“四种基本相互作用”,意味着教材突出物理核心概念和关键能力的形成。从新教材内容的编排看,突出概念形成的内在联系,突出科学思维和物理思想方法的研究方式。
新教材(2019版)必修一
第四章 运动和力的关系
1 牛顿第一定律
2 实验:探究加速度与力、质量的关系
3 牛顿第二定律
4 力学单位制
5 牛顿运动定律的应用
6 超重和失重
实验版教材(2004版)必修一
第四章 牛顿运动定律
1 牛顿第一定律
2 实验:探究加速度与力、质量的关系
3 牛顿第二定律
4 力学单位制
5 牛顿第三定律
6 用牛顿运动定律解决问题(一)
7 用牛顿运动定律解决问题(二)
第四章标题发生变化,使得必修一的章内容从标题上有呈现出内在关系,突出课标要求“机械运动和物理模型”及“相互作用与运动定律”主题。旧教材“牛顿第三定律”移至新教材第三章,旧教材第6、7节“用牛顿运动定律解决问题”整合为“牛顿运动定律的应用”,并把“超重和失重”单列一节。新教材整体变化体现了从定性到定量的研究方式,突出物理观念的形成,强调实验验证与理论分析的研究是物理的思想方法。
2.新教材以问题导入新课
新教材突出体现新课标 “高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境,培养和发展学生的自主学习能力”的要求,引导学生探究式学习,采取设置悬疑激发学生学习兴趣的策略, 以生活、科技情境和图片创设问题情境导入新课。如图所示是新教材必修一第一章第一节“质点和参考系”的导入语和插图。问题导入具有创设情境,引发思考;设置问题,启发思维;统领内容,引领方向的作用。教材如此的编写突出了物理学科核心素养的落实,倡导真实情境、问题引领、合作探究、解决问题的教学模式。
3.增加了新素材
课程标准要求物理课程 “努力呈现经济、政治、文化、科技、社会、生态等发展的新成就、新成果,充实丰富培养学生社会责任感、创新精神、实践能力相关内容”,“高中物理课程在内容上注重与生产生活、现代社会及科技发展的联系,反映当代科学技术发展的重要成果和科学思想”,并在新修订的必修一教材大量引入了我国最近几年科技前沿的最新成果,涉及高铁、大飞机、航母等。这些都是国人引以为豪的科技成果,可以促进学生及时了解科技前沿的资讯,加强物理与生产生活的联系,激发学生学习物理的兴趣,增强学生学好物理报效祖国的动力,潜移默化中培养学生的民族自豪感,实现爱国主义教育的无痕渗透。这些素材多以图片或者图片+文字的形式呈现,有利于学生更好地理解、掌握物理知识,提升学习效果,获得积极的学习体验。新课程标准要求编写教材 “注意及时纳入物理学科的研究成果,关注物理学的技术应用带来的社会问题等。注意介绍一些科学技术研究的最新进展,开阔学生视野,激发其学习兴趣”。因而教材内容所选素材要与时俱进,内容适时更新,教材在使用中会不断修订。
4.概念表述变化
新修订的必修一教材对个别概念的表述做了修改,使得概念表述更规范、更科学。例如,弹力概念的表述,修订前人教版必修1教材中表述为“发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力”。新修订的必修一教材中表述变为“发生形变的物体,要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力”。修订后弹力概念的表述中删除了“由于”二字,将“弹性形变”更改为“形变”。这样有两个好处,其一断句更科学、更规范,有利于学生阅读,其二将弹力产生的范围变成“形变”更准确。修订前人教版教材关于弹力的产生限定为“弹性形变”,这其实是不准确的,只要有要恢复原状的形变都会产生弹力,要恢复原状的形变未必是能够恢复原状,即未必是弹性形变。教学中,通过对比教材修订前后对概念表述的区别,可以训练学生抓关键词和获取信息的能力。教会学生精准记忆概念,准确把握概念中的关键词对学生理解概念、运用概念会有较大的促进作用。
把原教材中的“图象”改写为新教材中的“图像”。
5.内容及其教学要求的变化
新教材增加位置——时间图像内容,在此基础上强调知识进阶,从位置随时间的变化认识上升到位移随时间变化的图像,更为深刻的强调科学思维和物理方法的渗透。
17版新课标把03版中的“用力的合成与分解分析日常生活中的问题”改为“用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题“,把原来“理解力的合成与分解”的要求改为“了解力的合成与分解”,降低了教学要求。因而,人教版新版教材在必修一对章节内容做了删减和整合,突出运动与相互作用关系的物理核心内容,强调物理观念和科学思维的形成,改变了03版教材用力的分解解决问题这一仅属于运算手段的内容。
6.规范实验器材的使用
2004人教版必修1教材中的“实验:探究小车速度随时间变化的规律”和“实验:探究加速度与力、质量的关系”这两个实验及课后相关习题经常利用砝码来提供小车运动的动力或者将砝码加在小车上配重改变小车质量。砝码的使用在初中有非常严格的要求,将其用来提供拉力或配重存在较高的碰撞风险,不符合仪器使用规范。修订后的教材在上述两个实验及相关的课后练习中,已经将砝码改成槽码。这一变化避免了初高中对仪器使用要求不一致而造成学生的认知困惑。教学中,可以将教材修订前后所使用的仪器告知学生,让学生明白权威的教材编者也会百密一疏,在学习中要敢于提出质疑,敢于向权威挑战,从而培养学生的批判意识与批判思维。
7.增加了章末小结示例
新修订的必修一教材在第一章章末增加了“章小结示例”(以下简称示例)。示例先介绍了学习过程中适时总结的重要性及总结的方法,然后给出某同学学习第一章后的总结示例——从概念梳理、研究方法、实验工具、态度责任等方面总结归纳,最后提出要求“以后每学习完一章,请用自己擅长的方法对这一章进行小结,写出自己的学习心得”。可见,本示例从重要知识、物理方法、物理实验、物理学科核心素养等方面对本章进行了全面、系统的总结,为学生的章末小结提供了优秀的样本,给学生提供了重要的学法指导。从另一个方面看,章末小结与初中教材相传承,有机的使初、高中物理在学法上一脉相承。
章小结具有学法指导,教学建议;深化认识,提升素养;播种行为,收获习惯的作用与功效。
8.增加了章末习题,供不同层次学生需求
新修订的必修一教材在每一章后面都增加了章末习题——“复习与提高”,将习题分成A、B两组,A组习题相对容易,B组习题对学生要求略高,且习题类型丰富,有判断题、辨析题、分析简答题、计算题、实验题、作图题等。以第一章《运动的描述》为例,A组共有7道习题,其中第1题、第3题为判断题,第2题、第7题为分析简答题,第4题为辨析题,第5题、第6题为计算题;B组有5道习题,其中第1题为分析简答题,第2题、第5题为作图题,第3题为计算题,第4题为实验题。可见,章末习题类型多样化,且都是主观题(必修一四章的“复习与提高”都没有选择题),这对学生思维能力和表达能力的提高有很好的帮助。此外,这些习题都紧扣本章核心知识,比如A组中的第1题紧扣质点,第2题紧扣参考系,第3题紧扣时间与时刻,第5题紧扣平均速度,第6题、第7题紧扣加速度;B组中的第1题、第2题紧扣位移-时间图像,第3题紧扣速度-时间图像和加速度,第4题紧扣瞬时速度测量和加速度,第5题紧扣速度-时间图像。可以看出本章“复习与提高”的习题非常典型,对本章核心知识和方法(图像法、极限法)做到了全覆盖。
9. 新教材突出科学方法,增加了“科学方法”指导
新教材以正文和旁批的形式,给出物理学中常用和重要的科学思想、方法,有助于对学生自主学习和阅读中形成科学思想,促进科学思维和科学方法的掌握。例如,在加速度定义中,通过旁批的形式指导学生认识“比值定义法”。
10. 把旧教材中“STS”丰富扩展到“STSE”
新教材结合教学内容主要介绍和探讨“科学•技术•社会•环境(STSE)”间相互关联的一些问题,供学生选学和阅读,相比旧教材“科学•技术•社会(STSE)”增加环境意识的熏陶,突出科学态度与价值观目标的达成。
11.新教材注意和初中教材的有效衔接
新教材中,速度概念的建立考虑到初、高中内涵的不同,“问题”由初中学的“速度”情境引入,将速度概念向初中延伸,在问题引领下将运动快慢与方向统一于一个物理量中。教材考虑了学情,便于教学的展开,并且在旁批加上了初中与高中的速度含义不同。
执笔者简介:李文生,中学物理高级教师,西安市新城区教师进修学校物理教研员,主要从事中学物理教学研究和教学指导工作。
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