新人教版与新粤教版高中物理教材习题设计的比较研究

    周浩

    

    

    

    摘 ? 要：文章以“机械能守恒定律”内容为例，从栏目设计、学业质量水平覆盖、插图设计及任务设置等方面对新人教版和新粤教版高中物理教材的习题进行比较分析，总结出新人教版教材有分层次、重基础、“变易”突破概念难点、强调过程和证据的特点，新粤教版教材有问题驱动教学、注重指向和开放性及强调学以致用等特点。

    关键词：新教材;习题比较;核心素养

    中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ?文章编号：1003-6148（2020）6-0019-5

    自2018年教育部正式颁布《普通高中物理课程标准（2017年版）》[1]以来，为了进一步落实立德树人的根本任务，全面提升学生的物理学科核心素养，满足2017版课标提出的要求，每个高中物理教材编写组都对实验版教材进行了修订[2]。不同版本的教材凝聚着编者的独特思路与不同视角，本文对新人教版与新粤教版两个版本的教材进行对比研究，以加深对新教材的理解，从而在教学中更好地处理与使用教材。

    习题是教材的重要组成部分，过去通常认为教材的习题仅指课后练习，而课改实施后，新教材习题的布局、功能及情境创设等均发生了显著变化，因此，有学者认为“习题是指在课文前、课文中或课文后设置的要求学生回答、回忆、总结、深入思考等各种性质的问题。”[3]本文也采用这一定义，一方面可以避免狭隘地理解习题的功能，另一方面顺应教材编写者将课内外联通融合的思路，完整理解教材的问题体系。本文从习题的栏目设计、学业质量水平覆盖、插图设计、任务设置等几个方面进行比较分析，得出两版新教材的特点，供广大同行在教学使用时借鉴和参考。

    1 ? ?两版教材的介绍

    本文选取了人民教育出版社和广东教育出版社2019年出版的普通高中《物理》教科书，选择必修2“机械能守恒定律”的内容进行分析（以下简称新人教版、新粤教版），教材编排对比如表1所示。

    从编排看，两版教材的思路大致相同，均以较大篇幅建构核心概念，并沿袭老教材先构建理论体系，再实验验证的思路，符合学生的认知规律。不同的是，新粤教版加了一节《生产和生活中的机械能守恒》，更强调理论联系实际和学以致用。

    2 ? ?两版教材的习题比较

    2.1 ? ?栏目设计

    两版教材习题栏目对比如表2所示。

    课文中的习题栏目，新人教版只有“思考与讨论”栏目，与新粤教版“讨论与交流”栏目的形式、功能基本一致，意在引导学生深度思考和合作学习。新粤教版中的“观察与思考”栏目主要是对课堂中的简单小实验提出问题，学生必须要动手实践和细心观察，结合思考才能得出答案。另外一个栏目“实践与拓展”则要求学生设计并动手实验，或走访调查完成社会实践，问题具有较大的开放性，对应用知识和综合实践能力要求较高。

    章末的习题栏目，两版教材有较大区别。新人教版的章末“复习与提高”栏目分了A、B两组，A组习题的设问较多，且有层次，多角度，难度小，引导学生全面回顾、总结本章的基本概念、规律和方法;B组习题设问少，且梯度大，难度相对大，对综合能力要求更高。新粤教版的章末则有“回顾与评价”和“习题”两个栏目，“回顾与评价”栏目主要对本章所学内容进行系统整理，结合自身认知进行提炼、反思和评价;“习题”栏目则囊括了各种形式的题型，侧重复习和综合应用。

    2.2 ? ?学业质量水平覆盖

    高中物理课程的目标是促进学生学科核心素养的养成和发展，要达成这一目标，离不开习题的训练和巩固，因此，习题的设计需要考虑核心素养及其表现水平的覆盖，才能使学生的核心素养得到全面发展。学业质量标准主要包括学科核心素养及其表现水平两个维度，也是教材习题设计的参考依据。对两版教材习题进行统计，新人教版的习题总量为70道，新粤教版共有86道（为方便统计，每道大题有多少小问则记为多少道题），对每道题所覆盖的核心素养目标进行分析、统计，具体如图1、图2所示。

    图1是从核心素养的四个方面进行统计。不难发现，两版教材中考查物理觀念的习题均超过半数。在对科学思维的考查上，新人教版超过半数，新粤教版比重稍低，也超过40%，可见两版教材均非常重视培养学生的物理观念和科学思维。对科学探究的考查，新粤教版有12道题，新人教版有4道，反映新粤教版在如何培养学生探究能力上的探索更为积极。在科学态度与责任的考查上，两版教材均涉及极少，仍有待挖掘。

    图2是从学业质量水平的五个层级进行统计。对比两版教材，共同点是大部分习题层级在水平2，特别是新人教版的比例最重。从覆盖面来看，两版教材均至少覆盖了四个水平层级，新粤教版更是做到了全覆盖，而且习题数量不少。

    2.3 ? ?插图设计

    教材习题中的插图具有引发学生兴趣、解释抽象概念和过程等功能，因此，两版教材都很重视插图的设计。

    如图3，对两版教材插图进行统计发现，新人教版共有23幅插图，新粤教版共有37幅插图，习题配图的比例分别为32.8%和43.0%。插图类型丰富多样，按照插图的形态可分为绘制图、照片图、表格图、函数图及漫画等类型，其中绘制图因对特殊场景展示、原理解释、受力和过程示意等有无可比拟的优势，在两版教材插图中均占比最大，分别占比约73.9%和67.5%。

    如图4，按照插图的教学功能分为原理和模型示意图、生产生活相关图、肖像图、实验图、知识和数据图表五种[4]。其中，新人教版中原理和模型示意图占比最高，约为69.5%，新粤教版中比重最大的为生产生活相关图，占比约为43.2%。另外，新人教版中实验图只有1幅，而新粤教版中实验图多达7幅，也反映了新粤教版对实验探究的重视程度。

    2.4 ? ?任务设置

    相比旧教材中的习题单纯求计算结果，两版新教材的习题在任务设置上均有明显变化，尤其是设问的关键词丰富多样，意义深远。具体分析如表3所示。

    3 ? ?两版教材的习题特点对比

    3.1 ? ?新人教版教材习题的特点

    （1）习题栏目分工明确，层次梯度清晰

    新人教版的习题栏目只有三个，其中课文中的“思考与讨论”栏目定位是建构和完善知识体系，课后的“练习与应用”栏目是及时巩固和应用知识，章末的“复习与提高”栏目是复习强化和提升综合应用能力，三个栏目各有分工，且情境复杂程度、难度均逐步上升，循序渐进，具有层次感，符合学生认知接受的特点。

    （2）学业质量水平体现基础性和普及性

    “学业质量水平2是高中毕业生应达到的合格要求，是学业水平合格性考试的命题依据”[1]，根据新课标的要求，必修教材必须是面向全体学生，使学生夯实基础知识和技能，达到核心素养的基础目标。从图1和图2可以看到，新人教版的习题非常注重考查物理观念和科学思维，并且质量水平大部分集中在水平2，非常契合课标要求，彰显了必修教材的基础性和普及性，教材定位非常清晰。

    （3）以插图“变易”突破概念的难点

    由图4可知，新人教版的习题插图大部分为原理和模型示意图，这些配图对初学者理解和掌握较难的概念、及时纠正可能存在的模糊观念起到了很大的作用。例如，第78页“练习与应用”第1题所配的三幅插图，问题情境基本相同，唯独角度不一样，这使学生能聚焦角度这一因素，从而对功的表达式W=Flcosθ中的θ角有更准确的理解。而这种通过插图“变易”突出概念的关键特征的习题还有很多，对学生突破概念理解的难点有很好的帮助。

    （4）任务设置注重过程，强调证据意识和质疑精神

    传统的习题注重数据计算，唯结果论。而新人教版的许多习题在任务设置上变化明显，多次出现“说出理由”“为什么”“分别讨论”等关键词，说明习题更注重问题解决的过程，除了用公式、方程等数学语言，还要会用文字语言精确描述，说理的过程强调要有证据支持，对问题要从不同角度质疑和思考，这种变化能积极促进科学思维的形成。

    3.2 ? ?新粤教版教材习题的特点

    （1）注重问题驱动教学，促进学科核心素养的达成

    从表2可知，新粤教版的习题栏目多达6个，形式、功能丰富。每节的“讨论与交流”栏目平均有3个习题，以这些问题驱动教学过程，引导学生逐步建构概念，如第1节对“功”的定义式，课文并不是直接给出推导过程，而是在80页的“讨论与交流”栏目中让学生先完成习题“如图4-1-3所示，力F的方向与物体位移s的方向之间存在夹角α。参考力的分解示意图，结合功的定义，讨论如何求出力F做的功。”学生通过习题的指引，结合思考和讨论得出功的定义式，紧接着又给出两个“讨论与交流”的习题，要求学生列举生活中的实例和比较功的大小，從而进一步深入、完整地理解概念，而这一过程也无形中促进了物理观念的形成。与课后“练习”和章末“习题”注重思维能力训练不同，新粤教版特有的“观察与思考”“实践与拓展”及“回顾与评价”3个栏目摒弃了传统习题纸笔作答的局限，问题具备一定的开放性，要求学生动手实验、观察体验、调查实践才能得出结果，对培养学生“科学探究”“科学态度与责任”方面的核心素养具有重要价值。

    （2）强调学以致用，形成实践意识和实际解决问题的能力

    由图4可知，与新人教版不同，新粤教版中生产生活相关图的比重最大，这些插图取材广泛，经典鲜活，具有较好的教育价值。如摩擦缓冲器、风力发电机、深坑打夯机等插图展示了器件的结构原理，能极大地引发学生对工业机械的好奇心与兴趣;又如，水滑梯、闭门器、按压式圆珠笔、冰壶比赛等插图是学生常见甚至亲身体验过的场景，通过分析插图解决问题，体会物理就在身边，从而使学生重新审视生活，形成学以致用的意识。

    （3）任务设置具有指向性和开放性。

    如表3所示，新粤教版习题的任务设置出现了“分析论证”“设计方案”“建构物理模型”“谈谈责任”等传统习题中不曾出现过的关键词，注重具体的问题解决过程，且明确指向科学探究、科学思维及科学态度与责任核心素养，使学生能迅速找到解题路径、形成研究问题的科学方法。另一方面，任务具有一定的开放性，答案不是唯一、封闭的，这对促进学生高阶思维的发展具有重要作用。

    4 ? ?小 ? 结

    通过对两版新教材习题的对比，可以发现新人教版的习题设计比较注重基础，延续传统又有所变化，而新粤教版则紧扣新课标精神，在习题设计上进行了大刀阔斧的创新。在教学中若能利用上述特点，挖掘两版教材习题的优势，合理搭配使用，教学效果将会更好。

    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）[S].北京：人民教育出版社，2018.

    [2]廖伯琴.课程标准与教材修订（一）——基于2017版课标对高中物理教材修订的总体思考[J].物理教学探讨，2020，38（1）：1-4.

    [3]聂幼梨.历史课程与教学论[M].杭州：浙江教育出版社，2003：123.

    [4]杜爱慧.物理教材插图的分类与运用策略[J].教学与管理，2010（10）：73-75.

    （栏目编辑 ? ?刘 ? 荣）