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从核心素养视角浅谈高中物理新教材的时代性

2020-01-07 14:02:10 物理教学探讨 2020年12期

田晓华

摘? ?要:文章从核心素养视角,分别从高中物理新教材中涉及的“问题”“实验”“演示”“思考与讨论”“做一做”“拓展学习”“STSE”“科学漫步”“练习与应用”等栏目浅谈新教材的时代性。

关键词:核心素养;新教材;时代性

中图分类号:G633.7 文献标识码:A ? ? 文章编号:1003-6148(2020)12-0020-4

1? ? 引? 言

核心素养意指学生发展应该具备的适应未来社会挑战的一些必备品格和关键能力。核心素养注重培养学生的高阶思维能力,如批判性思维和问题解决能力、沟通能力、合作能力、创新能力等。2016年发布的《中国学生发展核心素养总体框架》中,关于物理学科的核心素养具体表现在物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面。教材是课程的载体、教学的依据,教材作为课程实施过程中最直接的课程资源,其重要性不言而喻。2019年秋季开始使用的人教版高中物理教材(以下简称为新教材),在原教材的基础上新增了一些栏目设计(如“问题”),处处都体现了时代要求,让学生在精心创设的生动活泼的物理情境和问题驱动中发展核心素养,更加有利于创新型人才的培养。

2? ? 富有时代性的问题驱动

爱因斯坦曾说:“提出一个问题往往比解决一个问题更为重要,因为解决一个问题也许只是一个数学上或实验上的技巧问题。而提出新的问题、新的可能性,从新的角度看旧问题,却需要创造性的想象力,而且标志着科学的真正进步。”新教材在每节开始创设一个情境问题,以引发学生主动思考所要学习的内容,培养学生的问题意识及提出问题的能力。

教材第二章开篇就提到:“上海磁悬浮列车的行驶速度比汽车快得多,是不是它的加速度也会很大?”第二章第1节中提到C919大飞机:“如果 C919 飞机沿直线做匀速运动,它的v-t图像是一条平行于时间轴的直线。在上节课的实验中,小车在重物牵引下运动的 v-t 图像是一条倾斜的直线,它表示小车在做什么样的运动?”(如图1)。

第四章第5节:“为了尽量缩短停车时间,旅客按照站台上标注的车门位置候车。列车进站时总能准确地停靠在对应车门的位置。这是如何做到的呢?”(如图2)。

古人云:“学贵有疑,小疑则小进,大疑则大进。”“疑”是人类打开宇宙大门的金钥匙。可以看到,新教材编者将高铁、飞机、磁悬浮列车等学生熟悉的时代的产物与物理学科常识紧密结合,引导学生从身边的自然和生活现象开始,探索和认识物理常识和研究方法,并以此联系实际、观察社会,真正体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。

3? ? 极具潮流的物理演示与实验

旧教材的演示与实验大部分都用实验室的器材,只能在课堂上看教师演示或者观看实验视频,分组实验也仅限于在有限的课堂时间内完成,下课后学生基本是接触不到实验器材的,学生自己动手摸索的机会很少。新教材的修订全面挖掘实验的潜力,让学生感觉到随时随地都可以进行物理实验。随着时代的发展,智能手机、数码相机、电脑基本普及,学生也都熟悉,只要下载并安装一些物理学科相关的APP,就可以将移动电子产品变成一个个行动的实验室,学生可以不受时间和场地限制做实验,便捷度大大提升,学习的兴趣也随之增加。对于高中物理而言,一开始就牢牢吸引学生的注意力,就好像唤醒了一颗颗求知欲望的种子。

比如,新教材第四章让学生“用手机的加速度传感器测量电梯上升中由起动到停止的加速度。”再比如,让学生利用手机估算地铁的加速度:“某人想测量地铁启动过程中的加速度,他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔,细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中,细绳偏离了竖直方向,他用手机拍摄了当时情景的照片(如图3),拍摄方向跟地铁前进方向垂直。据这张照片估算此时地铁的加速度是多少?”

新教材最后的课题研究中还设计了“球形物体空气阻力大小与速率关系的研究”,让学生可以用数码相机拍摄气球运动的视频,得到分帧照片,根据相邻照片气球的位置间隔判断气球是否在做匀速运动,由分帧照片的周期和气球位置在刻度尺上的具体读数就可以计算气球的速率(如图4)。

在第四章“超重和失重”的教学中,教材采用了航天员太空授课的图片展示了失重环境下的水球,非常新颖,可以说奏响了时代强音,也激发了学生的爱国主义情怀,为物理学科的教育增添了中國底色(如图5)。

4? ? 积极鼓励学生做时代的“弄潮儿”

在教材的“做一做”栏目,有很多具体、详细的实验,引导学生利用智能手机、电脑完成一些实验。比如,第一章第3节,先容了“借助位移传感器与计算机测速度”;第二章第1节,让学生用计算机绘制v-t图像;第二章第4节,让学生用手机测自由落体加速度(如图6)。

信息技术的发展使得常识答案的获得已不再是难事,技能的具体内容总是在与时俱进。新教材的编写使学生所解决的物理问题不再高不可攀,鼓励学生多动手实验,让学生能够及时获得解决物理问题时的喜悦,进一步保持和激发学生对物理学习的兴趣。

5? ? 紧跟时代步伐,瞭望物理前沿

新教材的“STSE”“ 科学漫步”等栏目,先容了很多当今物理前沿科技,让学生在学习的过程中不仅了解过去,更加紧跟时代步伐,展望未来。

比如,教材第一章第4节讲到交通工具与社会发展,“人类自发明木轮车直到制成时速500 km/h的磁悬浮列车,以及超音速飞机,为了获得高速交通工具,奋斗了几千年”;第一章第2节提到了当今世界中国自主研发的全球卫星导航系统——北斗,“2012年我国的北斗系统开始为亚太地区提供定位、导航和授时服务,2020年该系统将实现在全球范围内提供服务”;第四章第3节,用动力学方法测质量,提到了我国航天员在太空授课中所演示的一系列实验(如图7)。

我国科技的发展历史悠久,为人类的发展作出了贡献,旧教材在这方面着墨不够,新教材的编写有意识地先容了我国很多前沿科技成果,如北斗、高铁、神舟飞船、FAST天眼、Higgs粒子观测及引力波观测等,还先容了杨振宁、李政道、丁肇中等中国科学家的事迹,使學生体会到科技的发展就在身边,也树立了学生的民族自豪感和学问自信,更加有利于激发学生的爱国主义情怀。

6? ? 学以致用,从物理走向生活

新教材的导入环境是从一个个平凡熟悉的生活情境中走向物理,在“练习与提高”栏目涉及的习题基本都是与当今社会生活息息相关的,编者的意图很明显,学以致用,用物理学科常识,用物理学科思维和物理研究方法说明生活中的现象,解决生活中的问题,让学生从物理再一次走向生活。

比如,第一章第1节的一道习题:“两个运动的物体:一个是被球拍击出的乒乓球,另一个是正在飞行的歼—20 隐形战斗机。请你为乒乓球和战斗机各创设两个问题,一个问题中可以把它(乒乓球或战斗机)看成质点;另一个问题中不能把它看成质点。”

第二章第2节,“……嫦娥三号登月探测器平稳落月,中国首次地外天体软着陆成功。当它靠近月球后,先悬停在月面上方一定高度,之后关闭发动机,以 1.6 m/s2 的加速度下落,经过 2.25 s 到达月面,此时探测器的速度是多少?”(如图8)

第二章“复习与提高”,题目中出现了ETC的相关物理实际问题(如图9)。

第三章“复习与提高”,涉及了空调外机的受力分析(如图10)。

此外,在例题的选择方面,也非常注重联系生活实际,选择了学生熟悉的诸如冰壶比赛、动车等,具有很强的时代特色(如图11、12)。

7? ? 结束语

高中物理教材的改革是与时代发展、社会对人才的需要相适应的。新教材的编写代表着现代教学改革的最前沿,显著的特点是以贴近时代的物理情境为背景提出问题,引导学生思考,帮助学生通过各种现代科技手段体验探究,建立物理模型,在学习物理学科常识的过程中培养学生的创新意识和创新思维能力,处处体现以学生发展为本,落实物理学科核心素养,促进学生适应时代发展。

参考文献:

[1]彭前程,黄恕伯.普通高中教科书物理必修[M].北京:人民教育出版社,2019.

[2]彭正梅,邓莉.迈向教育改革的核心:培养作为21世纪技能核心的批判性思维技能[J].教育发展研究,2017(24):57-63.

(栏目编辑? ? 刘? ?荣)

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