从教材例题编写变化谈物理学科核心素养的培育
王菊香
摘? ?要：学习情境是学习活动的起点，是将学科知识、方法与学科核心素养连接起来的纽带。相较于人教版普通高中课程标准实验教材，2019年人教版高中《物理》必修教材在诸多例题的编写上介入了真实情境，情境素材多来自于学生熟悉的生活事例、体育项目及社会热点，为物理学科核心素养在课堂教学中的培育提供了直观、具体的素材资源。
关键词：教材例题;真实情境;学科核心素养;培育
中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2021）1-0019-4
例题是教材内容中不可或缺的部分，是帮助学生理解学科知识、领会学科方法、发展学科核心素养的重要载体。《普通高中物理课程标准（2017年版）》[1]（以下简称新课标）在必修1的“教学提示”中强调：本模块注重在机械运动情境下培养学生的运动与相互作用观念和模型建构等物理学科核心素养。本文基于新课标的修订变化，以2019年人教版高中《物理》必修第一册[2]（以下简称新教材）中几节内容的例题为例，与人教版普通高中课程标准实验教材[3]（以下简称原教材）对比，就其情境创设对培育学生物理学科核心素养的作用作一阐述，旨在启发教师领会教材编写意图，使例题承载的功能得到充分发挥。
1? ? 匀变速直线运动位移与时间的关系
与《普通高中物理课程标准（实验）》[4]（以下简称旧课标）相比，新课标对“匀变速直线运动的规律”的“内容要求”，由“了解匀变速直线运动的规律，体会实验在发现自然规律中的作用”修订为“理解匀变速直线运动的规律，能运用其解决实际问题”，不仅提高了要求，而且强调了“能运用其解决实际问题”。新教材在本节“速度与位移的关系”的例题编写上较好地体现了此要求。原教材、新教材“速度与位移的关系”例题对比见表1。
动车是近几年我国快速发展起来的现代化交通工具，是人们出行时的首选，多数学生有乘坐体验。教材以动车进站为情境素材编写例题，旨在把新课标对“匀变速直线运动规律”的“理解”及“运用”要求，融入到一个真实情境的具体任务中。在教学中，教师若启发学生身临其“境”，展开联想，先在大脑中构建动车“匀减速”进站的图景;再将动车抽象为质点，沿其前进方向画出进站过程示意图;然后从题中获取关键物理量：动车前进3个里程碑始末的初速度v0、末速度vt及发生的位移s;找出适用的物理规律：v-v?=2as。即引导学生完成从“文字信息—物理情境—数学关系”的转化及从“动车—质点”“动车进站—匀减速直线运动”的“对象—物理模型”“过程—物理模型”的转化，就能顺利解决题设问题。最后，再给学生强调：“估算法”是一种科学的近似计算，它不追求数据的精确，而强调方法的“有理”，既是一种常用的解题方法，也是一种重要的思维方法。从而使新课程理念所倡导的“方法教育显性化”得到落实。
该例题与学生生活、社会热点密切联系，发挥了情境在知识转化为素养过程中的纽带作用。该类例题能够使学生感受物理学与生活、社会息息相关，提升学习物理的内驱力，加深对“匀变速直线运动速度与位移的关系”的理解和“估算法”的领悟，促进运动观念内化和科学思维发展;又能够使学生养成将生活中的所见所闻与物理知识建立关联的习惯，形成把实践情境与头脑中相关的物理观念建立联系的意识，提升应用所学的物理知识和方法解决现实生活中实际问题的能力，并在解决问题的过程中习得物理学科核心素养，落实新课程标准的要求。
2? ? 共点力的平衡
相较于旧课标，新课标对“共点力的平衡条件”的“内容要求”，由“知道共点力的平衡条件，能用力的合成与分解分析日常生活中的问题”修订为“能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题”。要求提高了，突出了能用其“分析生产生活中的问题”。原教材、新教材“共点力的平衡”例题对比见表2。
原教材例題求解中用到的“三角形结构悬挂模型”，教材已经为学生建构好了，学生经历的只是在已有模型中应用力的合成与分解进行“求解”的过程，不利于建模能力和物理观念的培养。新教材例题的内容则是蕴含意义的任务，即一个真实情境的问题解决——滑梯建造。
滑梯是绝大多数孩子童年生活中最爱玩的游戏之一。题目以“滑梯建造”创设真实任务情境，既能够让学生产生亲切感，激发他们的探究兴趣，又把将实物“滑梯”抽象为“斜面模型”（图4）的机会留给了学生。体现了新课标“能用共点力的平衡条件分析生产生活中的问题”这一要求和编者“通过真实情境中的问题解决促进物理学科核心素养的达成”的编写意图。
该例题的学习过程，是学生经历“将实物对象抽象为物理模型、选择相互作用的对象、分析相互作用的物理量、列出相互作用的关系方程”的过程。这是力学中分析物理问题最基本、最重要的思路，是对物理概念、物理规律的灵活应用和提炼、升华，是运动与相互作用观的重要内容。在教学中，教师若能组织学生围绕题中问题开展讨论、交流，经历“将滑梯抽象为斜面模型、以小孩为研究对象、分析小孩受力情况、利用共点力平衡条件得出F■=0时小孩能匀速下滑的斜面高度即为所求滑梯高度、列出x轴及y轴方向的关系式进行求解”的自主学习过程，就能有效加深学生对力学中分析问题的思路和方法的领悟及“共点力的平衡条件”的理解，从而内化运动与相互作用观念，提高模型建构能力，发展科学思维水平，使教材的编写意图得到有效落实。
该例题也启发我们，在教学设计和实施中，要努力创设与学生生活紧密关联的真实问题情境，使其成为将学科知识、技能与学科核心素养连接起来的纽带;要引导学生变“解题”为“解决问题”，在“学以致用”中体会物理知识的意义，增强对物理学的内在兴趣，提高运用物理学的观念和思维模式解决现实生活中实际问题的能力;要通过“任务驱动”促进深度学习的发生，让教学过程成为学生将知识“内化于心，外化于行”的过程，发挥物理课程对发展学生核心素养的独特作用。
3? ? 牛顿运动定律的应用
相较于旧课标，新课标对“牛顿运动定律的应用”的“内容要求”，由“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生活中的有关问题”修订为“理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题”。突出了对“物理观念”的两个要素“形成观念、解决问题”的要求。原教材、新教材“牛顿运动定律的应用”例题对比见表3。
同样是“已知受力确定运动情况”的题目，原教材例题中的研究对象是抽象、模糊的“物体”，题目内容中只有枯燥的文字和数字，无鲜活、生动的情境。新教材例题中的研究对象是电视上常播放的体育比赛项目中直观、具体的“冰壶”，题中问题则是结合冰壶比赛的真实情境来设计，从而使枯燥的物理知识因情境的介入而有了活力，更加易于学生接受、理解、吸收。
显然，与原教材例题的“缺乏情境、设问简单”相比，新教材例题图片中运动员专注的眼神、生动的体态，画面感和代入感十足，能够对学生的视觉造成冲击，激发学生的学习欲望。而基于冰壶比赛情境设计的两个递进式问题，則能够让学生深入领会比赛中运动员通过用毛刷摩擦冰面“调节”冰壶的运动使其最终停在预期位置的本质，从而加深对牛顿第二定律的理解及运动和力的关系“力是改变物体运动状态的原因”的感悟，促进运动与相互作用观念的深化。体现了新课标对“牛顿运动定律的应用”的“理解”和“应用”要求，兼顾了“形成观念、解决问题”，有助于学生物理学科核心素养的形成和提升。
在该例题的问题设计上，若能再增加一个开放性的问题“冰壶比赛中为什么要三个人配合，一人朝着目标以合适的速度投出冰壶，另外两人在恰当的位置开始用力快速摩擦冰面，调节冰壶的运动，使冰壶最终停在预定目标位置？”让学生思考、讨论，对前两问的计算数据进行对比、分析，还能有效培养学生的问题意识和证据意识;养成对所解题目的过程和结果进行分析论证及解释、交流的良好习惯，认识团队合作的重要性，从而促进学生科学思维及科学探究素养的发展，提升质疑创新能力，形成与他人合作的意识，使题目潜在的育人功能得到充分发挥。
4? ? 结? 语
新教材在例题编写上注重体现时代特征和学生的生活体验，旨在引导学生关心身边的物理问题，关注科学的发展和社会的进步，增强对物理学的热爱之情，提升社会责任感;注重“学以致用”，旨在让学生灵活运用所学的物理概念、物理规律及思维模式分析解决真实世界中的现实问题，培养学生的模型建构、推理论证、实践创新等关键能力;注重真实情境的创设，旨在引导教师把生产生活、体育项目、现代科技、社会热点中有实践情境的教学内容引进物理课堂，培养学生实践的意识和运用物理知识解决实际问题的能力。从而把物理学科教学真正升华为具有学科特色、体现学科本质魅力的学科教育，发挥物理课程的育人功能。
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]彭前程，黄恕伯.普通高中教科书物理必修第一册[M].北京：人民教育出版社，2019.
[3]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.普通高中课程标准实验教科书物理1必修[M].北京：人民教育出版社，2004.
[4]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（实验）[S].北京：人民教育出版社，2003.
[5]朱阳智，宋怀彬.基于核心素养的高中物理习题创设探究[J].物理教学探讨，2019，37（8）：16-18.
（栏目编辑? ? 刘? ?荣）
