沪科教版高中物理课程标准教科书

1沪科教版高中物理课程标准教科书《物理1》的编写思路和特点王溢然（苏州中学215006）沪科教版高中物理教科书必修1的内容，包含课程标准的两个二级主题、九个三级主题，其物理知识内容相当于传统教材的力，直线运动，物体的平衡，牛顿运动定律等几章。由于《课程标准》以主题形式呈现，不再像传统教学大纲有具体的分章，因此编写单位可以有更灵活的安排，可以形成特色纷呈的不同版本的教材。仅从这个意义上说，这次“课改”改变了建国几十年来由一家出版社，一套教材统管10多亿人口大国基础教育局面的状况，对我国基础教育的教材建设起了积极的推动作用。由上海科技教育出版社出版的的这套实验教材(下称沪科教版，主编束炳如，何润伟)，在全面贯彻落实《课程标准》的要求下，根据编写组确定的总的编写思想，各分册针对具体内容又有不同的体现方式。下面，就必修1的编写思想和有关问题谈几个方面。一、改变传统教材“知识本位”的状况，全面落实三个维度的课程目标传统教材的显性目标，可以概括为“知识本位”四个字，教材内容完全围绕着向学生传授知识展开。近年来，虽然已在能力发展上受到重视，但其内核仍是为了便于向学生传授知识，较少考虑到学生参与的过程和情感态度价值观的培养。这样单一的目标显然不能适应当今时代发展的需要。本教材较好地体现了三维目标，强调让学生亲身经历科学探究活动与建构知识的过程，学习并体验物理学的研究方法。其中，强调科学探究是新课程的一个核心思想。《课程标准》指出:“通过初中课程的学习，学生对科学探究的过程有了一定的体验，并具有了初步的科学探2究能力。高中阶段的物理课，应该在这个基础上更加关注学生在科学探究过程中的学习质量，进一步加深对科学探究的理解，提高科学探究的能力。”也就是说，要把科学探究跟知识技能一样作为教学内容。那么，什么是科学探究呢?美国著名物理学家密立根说过:“科学靠两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条走在前面。但只有使用两条腿才能前进。”在中学物理教学中的科学探究，尽管要求上不能跟物理学家的探究同日而语，但基本的方式还是一脉相承的，同样有着理论探究和实验探究两种途径。针对必修1的具体内容，我们在落实《课程标准》要求上采用了三种不同的形式。（1）展示过程对于某些物理史上的重要史实或学生无法自己探究的内容，采用充分展示的方式，在展示中突出探究过程。例如，本教材曾作为样章送审的关于自由落体运动的研究。传统教材在很长一段时间里，对它的历史地位、蕴含的物理思想及方法不被重视，近年来也只是作为阅读材料点缀在正文后面，给学生的感觉似乎可有可无。本教材通过充分展示伽利略的探究过程及其思想方法，使学生从历史的真实中得到更多的体验和激励。并在伽利略精神的启发下，引导学生用现代的教学手段作了“超越伽利略”的探究活动。（2）引导参与科学探究不是盲目的活动，学生参与也不是放任自流，相反，科学探究对新教材的编写提出了更高的要求。为了有利于学生的主动学习，许多探究活动都结合学生的前概念作了引导，有些让学生作了部分参与，有些让学生通过自学和讨论，自己铺设一条“跑道”，便于进一步的参与。例如，对滑动摩擦力规律的探求。在学生初中的知识基础上，引导学生先解决这样一些问题：滑动摩擦力跟压力与表面材料都有关，实验中如何探究？怎样测算压力和改变压力；怎样测量滑动中的摩擦力等。当学生弄清楚这些问题后，自己完全可以设计出实验方案完成探究活动了。（3）自主探究对于一些重要的知识，尤其是《课程标准》明确要求探究的地方，本教材让学生经历了比较完整的探究过程，而且许多地方都作了强化。3例如，关于加速度与外力、质量关系的探究。教材正文中要求让学生经历完整的探究过程；“家庭作业与活动”中要求学生结合匀变速直线运动的规律，通过用打点计时器直接测出加速度继续探究；全章结束时，作为“课题研究”，要求学生运用DIS系统再作探究。编者的意图显然并不是要求学生死记F=ma的公式或多做几道习题，而在不同时间里给学生以机会，通过多种渠道、亲身经历探究过程，自主地参与获取知识的过程。在整个必修模块，教材设计了各种学生探究活动。教材把探究过程从课内延伸到课外；从普通要求扩展到提高要求；从常用器材发展到运用现代化的教学手段，时间上延续较长，使学生从不同方面得到真正的有效的锻炼。本教材在过程和方法上展示充分，呈现的形式多种多样，是传统教材无法相比的。二、着力帮助学生学好基础知识任何一本教材都必须保证学生学到相关的基本知识。《课程标准》的宗旨也是希望让学生学得更为有效，能更好地为日后的继续学习打下比较坚实的基础。为此，教材在帮助学生学好中学物理基础知识方面作了多方面的努力。1.尽量借助于学生熟悉的生活和生产实例引入新知识我们知道，物理学中有许多概念，它们可以看成是物理学大厦的基石，对学好物理学有着十分重要的意义。由于这些概念都已脱胎于具体事物，具有高度的抽象和概括，并且都有着严格的定义，学生初学时往往感到艰涩，难以理解。为了有利于学生的学习，教材中用了“还原”概念本来面目的方法，先尽量从学生比较熟悉的具体的事物导入。例如:位移的概念利用飞机的航线标志引入，加速度的概念从汽车起动性能引入，------，在学生对这些概念有了定性认识的基础上，再引出概念的定义。这样，学生就比较容易接受。2.加强对概念的讨论，辩析教学实践告诉我们，学生对新的物理概念的理解决不可能一蹴而就的，开始时往往仅停留在浅层次的字面意义上，而且常常会与相近的概念混淆，通常都要经过对不同实际问题的多次磨练，才会形成比较深刻的印象。所以，教材中在引4入新的概念后，紧接着都围绕新概念提出一些问题，让学生进行讨论与辨析，尽可能给学生一点磨练的机会。当然，我们也并不指望(实际也不可能)依靠这样的一次讨论就能使学生牢固地确立了新的概念，希望这样做能够起着一种指导学生学习的作用。3.增加应用性的例题解题是学生理论联系实际，学习对知识的应用的初级阶段。学好物理也离不开解题练习，学生的困难往往也表现在不会做练习。当然，这里也包含着多种因素。例如，学生的语文水平会影响对题文的正确理解;数学水平会影响解题的演算;物理学的方法更直接影响学生能否对实际问题进行抽象，建立合适的模型等。此外，一些非智力因素也会影响学生正确地解题。其中，物理方面的因素通常居于主导地位。为了使学生能够掌握基本的应用，教材中对每一个定义式或每一条定律的公式都设置了相关的例题。希望它不仅可以帮助学生具体认识各个公式的应用方法，也能对学生的解题起着一定的规范作用。同时，为了提高学生自主学习的能力和体会成功的喜悦，例题加强了思路分析，有些例题在引导后让学生自己去最后完成。4.注重知识的应用与延伸为了使学生了解高中物理所学习的基础知识在科学研究和生产活动中具有重要意义，教材重视知识的应用，并利用不同的栏目，对相关的知识作了适当的延伸。例如:在匀速直线运动的规律后，选用了估算宇宙年龄的一个问题;在运动的相对性后介绍了风洞的应用等。我们认为，这些内容不仅可以增加学生的兴趣，更重要的是，可使学生的视野变得更开阔些，思维的触角更灵活些。赵凯华教授为同济大学吴翔教授编写的我国第一本大学文科物理《文明之源》的序言中说起这样一件事：早期一位到美国去攻读经济学的研究生说，她在入学一开始的课程里，老师就介绍大爆炸宇宙学、黑洞------，这对我们的中学教学也是一个很大的启发。当然，这些信息浏览等栏目并不需要作为对全体学生的基本要求，但只要有部分学生看了，我们的目的也就达到了。说不定在你的熏陶下，这些不经意的浏览，会激发起你班上某个学生强烈的兴趣，成为终生的追求，在不久的将来造就成一个“中国的哈勃”。5三、改变传统教材要求单一的状况，体现“以人为本”的教育理念传统教材的教学要求整齐划一，对每一个踏入高一年级大门的学生，教材提出了同样的要求。近些年虽设有选学内容、研究课题，展示仍极不充分的，也没有得到真正的重视。本教材完全不同于传统教材，在保证《课程标准》要求的基础上，根据必修模块的任务，教材内容弹性大，选择面宽，给每一个学生都留下了较宽广的自主发展空间。例如，“多学一点”的内容作为教材的延伸和扩展，理论思维要求较高，为对物理有一定兴趣的学生作为补充材料，以便跟选学理科的学习更好的衔接，同时，在“家庭作业与活动”中也为此留下了余地。值得一提的是教材设置了多层次、多形式的活动内容，不仅不同的内容可供学生选择，即使同一个内容也尽可能为每个学生提供了施展才能的机会。例如，学习了力的合成与分解及平衡的内容后，教材要求开展一次以桥为主题的综合性课外活动。学生可以调查当地桥的历史，描绘或拍摄各种桥的风姿，抒发对桥的赞美，阐述桥的功能，对当地桥的建设提出建议，还可以收集世界各地著名的桥的资料、图片作汇总式的展示或比较、评述，最后，还要求学生自选材料，设计制作一座斜拉桥、拱券桥或其他形式的桥，交流活动的收获，开展对桥模型的评价等。这样的一次综合性活动，几乎结合了学生的各科知识，使经历的每一个学生都得到有益的锻炼。可以这么说，像这种活动，在传统教材中是闻所未闻的。在教材版面上虽仅占几行字，却渗透着本教材编者独具的匠心，是教材的一个亮点。类似这样的活动，如开展一些制作，进行调研活动，为社区作科普讲座（或举办科普专栏）、联系物理知识对社会的影响进行资料的收集、分析、做一些评价和介绍等，散见在本教材各章各节和各个栏目中，同样都是本教材闪闪发光的亮点。6四、改变传统教材单一的说教式的叙述形式，强调激发学生兴趣，使学生有亲近感建国几十年来的物理教材，曾经几次改革，多方面有了进步，但呈现的形式一成不变，始终沿袭着陈旧的格调，板起脸孔说教。教材的可读性差，学生对教材缺乏亲近感，也不便于学生的参与。传统的教材的这种方式是基于它单一的知识为本的目标所决定的，可以说是一种“顽症”。本教材完全区别于传统的教材，在每章的章首，通过精美的插图和优美的语言，营造欢快的氛围，激发了学生的求知欲，对学生的亲和力跃然于纸上，通过围绕本章知识背景提出的一系列问题，自然地把学生带进新知识的领域。接着站在跟学生平等的立场上，用讨论的口吻展示各项活动，其中溶入较多的则是学生的自主活动。教材可读性强、人文味浓郁，有许多富有吸引力的节标，如“小石头诘难大哲学家”、“拔开阻力的迷雾”等。此外，传统教材为适应考试把习题作为唯一的自我评价手段，本教材不仅在教材内容叙述中，每节的“家庭作业与活动”中都提供了许多联系生活、生产、社会问题的讨论题、实验探究题以外，还在课程结束时，专门安排一次课题研究报告会，要求学生展示自己最满意的作品，并专门提供一些课题，供学生选择和进行探究。五、有机地溶入科学思想和研究方法物理学家在进行科学实验，作出科学发现和发明的时候，也同时产生许多科学思想，创立了许多研究方法。这些科学思想和研究方法就像一颗颗璀璀闪光的明珠，镶嵌在物理学的各个部分。它们同样是学生学习物理的一个重要的组成部分，教学中同样应该受到重视。渗透在必修1教材中的科学思想和研究方法主要有：1．理想化方法大家知道，所有的实际事物和过程都是很复杂的，往往会夹杂着许多非本质的东西。物理学家在研究的时候，就要采用简化和纯化的方法，砍掉许多次要的7枝节，突出其中的本质因素，这就是理想化的方法，也就是一种科学抽象的方法。例如，为了研究飞船在空中轨道上的位置，就可以不考虑它的形状，大小，把飞船抽象为一个质点;研究地面附近物体的下落运动，常常可以不考虑空气的阻力，并把地面附近空间看成一个均匀的重力场;许多问题中把接触面看成光滑的水平面;把绳子看成不会发生形变的等。这些都是采用了理想化方法的结果。实际上，中学物理中的研究对象，物理环境等绝大多数都是已经理想化了。其中，理想实验方法称得上是理想化方法的一朵奇葩。理想实验，又称思想实验或思维实验，它是以大脑为实验室，用思维操作着的想象中的实验。伽利略在研究运动和力的关系时，设想无限长的光滑斜面和对接斜面的实验，可以说开了理想实验的先河。其实，学生平时也常有亲身经历。例如下棋时，棋手在落子前总会先在头脑中摆上一片假想的战场，自己怎么走，对手会如何应付……对弈双方外表平静优雅