核心素养与教材建设

核心素养与教材建设 彭 前程 2018年 8月 28日 目 录 CONTENTS 教科书特点 教科书修订指导思想、原则01 02 学科核心素养是学科育 人价值的集中体现，是 学生通过学科学习而逐 步形成的 正确价值观 念 、 必备品格 和 关键能 力 。物理学科核心素养 主要包括 “ 物理观念 ”“ 科学思维 ”“ 科学 探究 ”“ 科学态度与责 任 ” 四个方面。 物质观 念 运动 与 相互作 用观 念 能量观 念 科学本质 科学态度 社会责任社会责任 模型建构 科学推理 科学论证 质疑创新 问题 证据 解释 交流 物理物理 观念观念 科学科学 思维思维 科学态科学态 度与度与 责责 任任 科学科学 探究探究 物理学科核心素养 高中物理 课程结构 2008年 4月底，美国 Ohio州， Oxford市一小 学，期末考试期间 PISA测试 关键年龄： 15岁（大多数国家义务教育的结束年龄） 关键领域： 3 + 1 阅读、数学、科学 + 问题解决能力 评价目标：生活需要的基本素养而不是课程的学习成就 PISA的特点 广泛性：约 70个国家（经济体）参加，占 世界 GDP的 9/10 连续性： 3年一次侧重一个关键领域， 9年一循环 实用性：由成员国教育部长会议发起，直接 服务于 教育政策而不仅 仅是学术研究 时代性：促进终生学习。不仅关注学习成就， 同时 关注学习动机、 信念和学习策略 “ 教育界的世界杯 奥林匹克 ” PISA2012 的结果 : 问题解决能力 科学思维的培养是物理教学的核心。 物理 观念是对 物理 概念、规律 的提炼与升华，所以概念 、 规律是观念的 基础，教学中要注意促成学生对概念规律的 深度 理解（基础）。 科学态度与责任要贯彻在整个教学过程 中。 科学 探究是物理 教学 的手段，同时也是学生应掌握的方法。 物理学科核心素养 01 指导思想、编写原则 教科书修订前要对课标 进行 仔细分析 以 习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻 党的教育方针，落实立德树人根本任务，落实国家中长期教 育改革和发展规划纲要（ 2010 2020年）和教育部关于全 面深化课程改革落实 立德树人 根本任务的意见的有关要求。 以社会主义核心价值观为统领，以普通高中课程标准为依据， 以培养高中学生核心素养为宗旨，遵循学生身心发展规律，在 继承和借鉴的基础上创新， 聚焦学科核心素养，提升教科书育 人价值 。 指导思想 1突出育人功能 物理 课程 是高中 课程中的有机组成部分，在进行物理科学教育 时，要注意物理课程在培养 合格的社会主义接班人 这一大的育人目 标上的作用。充分体现德育为先、 立德树人 的基本观念，继承和弘 扬中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化，培养学生良 好政治素质、道德品质和健全人格，引导学生形成正确的世界观、 人生观、价值观 。 编写原则 1突出育人功能 深入 理解中国学生发展核心素养体系，了解物理学科核心素养的 构成，明确物理学科课程的育人价值定位。根据发展学生 核心素 养 的需要， 在 内容 处理 活动安排 作业设计 呈现方式 等方面对教科书进行全面修订。要以学 科知识的学习为载体，并 通过情境创设 和问题驱动等方式 ，精心设计系列学习 和实践活动，让学生在分析和解决 真实 情境问题 的过程中发展核心素养，培养 创新精神和实践能力。 编写原则 编写原则 情境创设 2. 体现 时代 要求 创新 是时代的最强音。教科书修订要贯彻创新、协调 、开放 、共享 的发展理念，创新教科书的内容和呈现方式，以利于创新型人才的培 养。 要 结合物理课程内容， 尽可能反映现代科技的最新发展 ，特别是这 些科技发展中能体现 创新思维 的内容。要 体现现代信息技术在教学中的 广泛应用 。探索纸质教科书与电子音像产品、数字化教学资源的整体设 计，促进数字技术和新媒体在教学中的有效应用。 编写原则 编写原则 反映科技 最新 发展 编写原则 反映科技 最新发展 3确保科学适宜 遵循 教育、教学的规律，客观反映人类探索自然和社会发展的研究成果 ，确保教科书在 体系结构上的逻辑连贯性 ， 深度难度的渐进性 ， 内容的准确 性 ， 表述的规范性 。 围绕 学生适应终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力来 选取 内容 ， 合理确定内容的广度和深度 ， 避免过多过 难。内容选取和活动设计等 要 符合学生的身心特征 ，体现学生核心素养发展水平的层次性和成长性。 紧密 联系学生生活经验，力求符合我国大多数地区和学校的实际，使教 科书利教、利学，适应不同水平学生的需要 。 编写原则 4优化 装帧设计 在 遵循编印规范、整体美术设计的基础上，根据物理学科的特点改 进版式和插图，使之更加生动、新颖、活泼、美观，提高教科书的可读 性和审美性，便于自主学习，提升阅读体验。 编写原则 02 教科书特点 物理 观念是对 物理 概念、规律 的提炼与升华，所以概念 、 规律是观念的 基础，教学中要注意促成学生对概念规律的 深度 理解。 例如 ，关于 “物质观 ”的教学，我们不能只抽象地停留在 “世界是由物质组 成的 ”这一过于概括的叙述中，而是应该让学生学好质量、分子、原子、 原子结构、星体、星系等有关的概念，这样才能使学生更好地理解世界是 由物质组成的，以及 具体的 物 体 是怎样由微观的粒子组成的。只有对这些 具体的概念理解得充分、深入，才会形成具体的、丰满的物质观 。 突出核心素养理念 培养全面发展人才 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 （ 1）物理观念的培养 要 想使学生很好地理解物理观念， 首先，要注意物理概念、规律的准确学 习，促成学生对概念、规律的深度理解 。为此，我们加强了概念、规律的探 究学习，以使学生对相关的概念、规律等有深入的理解。例如， 瞬时速度 概 念的建立对多数学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程。教科书在 平均速度之后，先向学生提出 “ 平均速度描述物体在一段时间内运动的平均 快慢程度及方向。那么， 怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？ ” 的问题，让学生主动思考，提出自己的想法。随后，教科书通过形象的语言 向学生渗透 “ 极限 ” 的思想，使学生对瞬时速度建立起正确的概念 。 编写特点 物理 观念是对 物理 概念、规律 的提炼与升华，所以概念 、 规律是观念的 基础，教学中要注意促成学生对概念规律的 深度 理解。 同时，要注意 将有关概念规律等适时加以提升，形成科学 的观念 。 例如，在学习机械能、内能、电能、核能等内容时，除了学习相关的 概念、规律教学外，还要适时地向学生进行：能量是研究客观世界重要的 方面，物质的各种运动形式都伴随着一定的能量，各种能量在一定条件下 是可以转化的，能量在转化或转移过程中其总量不变 等观念的教学 。 只有在进行概念、规律的教学中适时注意对有关 概 念的提升，才能使 物理观念的教学得以水到渠成地建立起来。 物理学科核心素养 物理观念 运动 与 相互 作用 观 能量 观 守恒 观 物质 观 时空 观 。 物理学科核心素养 （ 1）物理观念的培养 学生 有了一定的 基础后 ，教科书注意将有关概念、规律适时加以提升， 形成 观念 。例如，为了加强物质观的教学 ，在必修 “ 质点 参考系 ” 一节安排如下旁 批： “ 我们生活的这个客观世界是物质的，物质由分子、原子等组成，我们所 看到的物体是物质的聚集状态 。机械运动主要描述物体位置变化的规律 ” 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 1）物理观念的培养 在 第二章运动学之后安排如下旁批： “ 世界是由物质组成的，物质的运动 有多种形式，例如机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子的运动等。这 些不同的运动形式，有着不同的运动规律，我们将陆续学习。 ” 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 1）物理观念的培养 为了 加强能量观的学习，教科书在必修第二册 “ 机械能守恒定律 ” 一节 安排了如下旁批： “ 能量是人们研究物质世界非常重要的概念，是物质 运动的统一量度。物体运动虽然形式各异，但是每种运动都具有相应的 能量。能量及其转化将各种运动统一、联系起来。 ” 。只有 在进行概 念、规律的教学中适时注意将有关概念加以提升，才能使物理观念的教 学得以水到渠成地建立起来。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 C 高中课程 改革 教材中守恒观念的落实（原教材） C教材中守恒观念的落实（新教材） C教材中守恒观念的落实（新教材） C教材中时空观念的落实（新教材） C教材中时空观念的落实（新教材） C 教材中涉及到的量子观念（新教材） C （ 2） 科学思维的 体现 科学 思维是人们对客观事物进行 分析 、 推理 ，从而 概括 、总结 出事物的 本质及内在规律 等科学的 思维及方法 ，是物理教育中特别 关注的一个方面。培养学生的 科学思维是 物理 教学的核心 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 思维型教学 创设情境 提出问题 自主探究 合作交流 总结反思 应用迁移 动机激发 认知冲突 自主构建 应用迁移 物理学科核心素养 2018-11-09电源电动势 分析、综合、抽象、概括、判断、推理（演绎、归 纳、类比） 等 科学思维方法 广义的科学思维方法也应该包括学科方法，如物理 中常用的等效、外推、控制变量、比值定义等 物理学科核心素养 （ 2）科学思维的 体现 加强 模型建构思想的培养 模型 建构 是非常 重要的 方法，包含分析 、抽象、概括等思维方法，对学生 科学思维的培养有很好的作用 。正文突出建模思想。如，分析 物体是否可以看 成 质点： 有时物体上各点的运动有差异，但差异很小，如果这种 差异对所研究 的问题影响很小 ，就可以把它看成质点；有些运动的物体虽然各点运动的 差异 不小，但是所研究的问题并不关注物体的细节变化 ，而是考虑物体整体的变化 ，这时也可以将物体看成质点来处理；有些物体虽然 不能忽略大小和形状 ，但 是物体 各点的运动情况完全一样 ，这样的物体也可以当成质点来处理 。在 匀速 直线运动、点电荷、弹簧振子等内容的学习中也都努力体现理想化、建模的思 想。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 加强 模型建构思想的培养 除了 在正文中体现模型建构的思想外，教科书还特意在适当的地方用 “ 旁 批 ” 的形式对模型建构的思想加以提示，以引起学生对这一方法的重视。例如 ，在正文 “ 质点 ” 的概念旁，加有旁批 ： 在 物理学中，突出问题的主要因素， 忽略次要因素，建立理想化的物理模型，并将其作为研究对象，是经常采用的 一种科学研究方法。质点这一理想化模型就是这种方法的具体应用 。 在 伽利略 理想实验旁边 ，旁 批： “ 伽利略理想实验的本质是想象着把实际中存在、影响 物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质。这种依据逻辑推理把实际实验理想 化的思想也是研究物理问题的重要方法之一 。 类似 的旁批在教科书中还有多 处。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 渗透极限 的思想 极限 的 思想 是 物理 学中的重要 研究方法， 课标 有 要 求。 渗透 极限 的思 想 （ 2）科学思维的 体现 渗透 极限 的思 想 （ 2）科学思维的 体现 加强 科学推理、论证等科学思维的培养 科学推理和科学论证是物理学习与研究中重要的思维方法，是科学思维的主 干，教科书主要的概念、规律学习都用到了推理与论证。例如，在自由落体 的学习中，教科书首先通过伽利略富有说服力的推理，得出 “ 重的物体与轻 的物体下落同样快 ” 的结论。接着教科书又设计实验，用实验证明了重的物 体与轻的物体下落得确实同样快。再比如，在牛顿第二定律的探究中，教科 书先根据学生的生活经验，提出加速度与力、质量有关，接着请学生自己设 计实验、收集数据得出具体的关系，这实际上就是一个 获取证据，进行推 理、论证的过程 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 加强 科学推理、论证等科学思维的培养 在 物理研究与学习中，有些思维方法对科学推理与论证体现得比较直接 ，例如，由一般性结论推出个别性结论的演绎推理，或由部分推出一般的归 纳推理。但是有些物理学方法则有可能含有多种思维方法，如物理研究中常 用的控制变量的方法，其中就含有推理与论证的成份。 除 推理与论证思维方法之外，像 观察、控制变量、用物理量之比定义新 物理量、极限 这些物理学科的方法虽然与推理与论证思维方法不在同一个层 面上，但是却是物理研究中常用的方法，是学生应该了解和学习的，所以我 们根据学习内容的不同在适当的地方对这些方法进行了介绍。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 推理 、论证等科学思维的培养 例如 ，在说明如何探究加速度 与力、质量的关系时，教科书在旁 批提到： “ 从实验的角度，同时研 究某个物理量与另外两个或多个物 理量之间的定量关系是非常困难 的。面对这样的问题，我们通常采 用控制变量的方法进行研究。 ” 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 设置开放性问题 加强质疑创新思维培养 为了 加强质疑创新思维的培养，教科书或提出问题引起学生思考， 对原有的结论提出 质疑 ；或给出典型的质疑创新的例子（如，伽利略对 亚里士多德的质疑）；或给出开放的解决问题的方法，如探究中 给出多 个方案 ，体现解决问题可有不同的路径思想；或给出 开放性的课题 让学 生自主探究；或提出问题，让学生从 正反两方面 来阐述 。 在培养学生的 创新能力方面，教科书重视系统性布局，形成循序渐进、前后呼应的线 索 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 （ 2）科学思维的 体现 设置开放性问题 加强质疑创新思维培养 例如教科书在安排学生设计和应用加速度传感器的创造性活动时，首先在学 习自由落体运动时，让学生用手机中的加速度传感器测量自由落体加速度， 知道手机可以同时测量并显示三维空间三个不同方向的 加速度 1.突出 核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 2）科学思维的 体现 设置开放性问题 加强质疑创新思维培养 在 学习牛顿第二定律时，在理解 “ 可以通过力 的测量求解加速度 ” 原理的基础上，让学生用 弹簧和小球设计一个能测量并显示竖直方向加 速度的传感器，并进一步要求学生设计一个水 平方向的加速度传感器；随后，在必修第二册 的 “ 课题研究 ” 中，教科书编写了一个用手机 测量甩手时手腕的向心加速度课题研究范例。 这样，学生在理解物理原理的基础上，应用所 学知识循序渐进地完成一系列创造性活动，增 强了创新意识，提升了创造能力。 （ 2）科学思维的 体现 设置开放性问题 加强质疑创新思维 培养 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 3） 科学 探究的 设计 广义 的科学探究应该是：探究者通过自身 主动参与 、 发现问题 、 解决问题 的过程， 科学探究应该体现在整个的学习过程中 。鉴于此， 教科书没有设置单独的 “ 探究 ” 栏目，而是 从整体上以探究的思路展 开 。因为如果设置这样一个栏目，易产生 “ 不是这个栏目的内容就不 是探究 ” 的误解。其实科学探究是 一种精神，是一种思维 方式 ，一种 研究手段 。 修订前后科学 探究 的提法 修订前： 提出 问题、 猜想与假设、设计实验与制定计划、 进行实验 与收集 证据 、 分析与论证 、评估 、交流 与合作 。 （七要素） 修订后： 科学 探究 是指 提出科学问题 、 形成猜想和假设 、 设计实验 与制订方案 、 获取和处理信息 、 基于证据得出结论 并 作出解释 ，以 及对科学探究过程和结果进行 交流 、 评估 、 反思 的能力。 科学探 究 主要包括 问题 、 证据 、 解释 、 交流 等要素。 科学探究 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 3） 科学 探究的 设计 问题导向 任何有意义的学习一定发生在学生思维充分活跃的情境下，学生在主动的 思考下经常地运用科学的思维方法与方式，久而久之就会培养出聪慧、科 学的头脑。为此， 教科书 注意适时 提出尽可能 赋予具体情境的问题，以引 发学生的思考，培养学生的问题意识、思维习惯。这种问题意识既可以培 养科学探究中要求的 “ 提出问题 ” 的能力，又可以使学生带着问题进行概 念的建构、规律的探究。例如，学生在 高中学 习 牛顿第三定律时 往往不重 视，但是一涉及到类似 教科书图 中所示大人小孩掰手腕的问题时，许多学 生脑子里已有的错误前概念就会暴露出来 。 问题引入的形式要多样化 观察是发现问题的重要 手段，有意义的探究问 题常常是从观察而来。 激发探究：与学生原 认知、生活经验相矛 盾、感到迷惑的 事情 观察 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 观察是发现问题的重要 手段，有意义的探究问 题常常是从观察而来。 激发探究：与学生原 认知、生活经验相矛 盾、感到迷惑的 事情 观察 有些探究问题可以在 动手做的实际活动中 产生 教师应注意有意识地 地设计一些能产生探 究问题的活动 活动 问题引入的形式要多样化 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 观察是发现问题的重要 手段，有意义的探究问 题常常是从观察而来。 激发探究：与学生原 认知、生活经验相矛 盾、感到迷惑的 事情 观察 有些探究问题可以在 动手做的实际活动中 产生 教师应注意有意识地 地设计一些能产生探 究问题的活动 活动 演示、图 片、视频 展示 问题引入的形式要多样化 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 观察是发现问题的重要 手段，有意义的探究问 题常常是从观察而来。 激发探究：与学生原 认知、生活经验相矛 盾、感到迷惑的 事情 观察 有些探究问题可以在 动手做的实际活动中 产生 教师应注意有意识地 地设计一些能产生探 究问题的活动 活动 演示、图 片、视频 展示 小故事、小事件。 表述中提出的问 题真实，与学生 个人经验相关 联。 例如 ，牛顿、法 拉弟等的故事 讲述 问题引入的形式要多样化 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 3） 科学 探究的 设计 多数 内容以探究形式展开 为了 调动学生的思维，加强探究式的学习，教科书多数情况下以问题 串的形式展开学习。例如，必修 1第二节开始提出的 “ 要讨论物体位置随 时间的变化，就要涉及位置、时间等概念。如果要想准确地描述一辆行驶 在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？ ” 问题是 这节课要讨论的主要问题。因为 “ 要讨论物体位置随时间的变化 ” ， 首先 要知道如何描述位置 ；在学完如何描述位置后，教科书又紧接着提出问题 ： “ 物体位置的描述我们清楚了，那么， 物体位置的变化该怎样描述呢？ ” 引导学生围绕这一问题展开学习，得出 “ 位移 ” 的 概念。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 （ 3） 科学 探究的 设计 多数 内容以探究形式展开 在 学习过位移的概念及如何在数轴 上表示位移后，教科书接着又提出 ： 一 个物体从 A运动到 B， xA 5 m， xB 2 m， 物体的位移大小等于多少？方向如 何 ？ 的 问题，使学生对如何在数轴上 表示位移进行不同情景的学习。通过 对这些问题串的学习，学生的思维层 次不断深化，科学思维的 习惯不断 养 成 。设置 “ 思考与讨论 ”“ 做一做 ” 栏目，使学生在 “ 动脑 ” 与 “ 动手 ” 两个维度，进一步展开讨论与探究。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 （ 3） 科学 探究的 设计 设置 专门的实验探究 对于 一些需要通过较大的实验来学习的内 容，教科书多数都安排了专门的 “ 实验探究 ” 如 “ 实验：探究加速度与力、质量的关系 ” 。 这类 实验探究体现 在实验的名称上，通常是 “ 实验：探究 ” 而其他实验则没有 “ 探究 ” 二字。如 “ 演示 静摩擦力的大小随拉力的变 化 ”“ 实验 验证机械能守恒定律 ” ，这类实 验不以探究为主，而以演示、验证为主。为了 体现探究 性，教科书只从思路上引导学生如何 开展探究，而不给出具体的实验操作步骤。思 路讨论清楚后，教科书给出 2 3 个参考案例， 而不是固定的一个方案，以便充分体现探究思 想。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 3） 科学 探究的 设计 设置 “ 课题研究 ” 为了将学生的探究活动拓展到课外，培养学生将探究的思想应用于日常生 活 ，每 册书的最后设置了 “ 课题研究 ” 栏目。栏目中给出一个具体的探究 案例，然后给出供选择的探究课题。这些案例与课题都与学生生活紧密相 关。例如，必修第一、二、三册的研究课题样例分别为 “ 球形物体所受空 气阻力大小与速率关系的研究 ”“ 关于甩手动作的物理原理研究 ”“ 充电 宝不同电量时电动势和内阻的研究 ” ，供选择的研究选题分别为 “ 橡皮筋 的伸长和拉力大小的关系 ”“ 标枪投掷动作的物理原理研究 ”“ 手机耗电 因素的研究 ” 。 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 4）态度与责任的体现 在 科学研究中，严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度非常重要。为 了加强这种科学精神的培养，教科书在科学探究以及实验操作等相应部分 ，多次渗透这样的科学精神。例如，教科书在绪言中就特别指出： “ 物理 学的目的是求真，客观事实是判断对错的标准，对就是对，错就是错。猜 想和论断必须能经受得住实验的检验和逻辑的推敲。 ” 。在必修第一册 “ 学生实验 ” 中专门提到： “ 实验来不得半点粗心和虚假。实验数据从来不 以人的意志而改变。要获得正确的实验结果，离不开严谨、求真的态度。 实验中观察到的现象、测量的数据、得出的结论，很可能跟预期的不一样 ，这时我们要实事求是，尊重事实。不能随意更改记录去 凑数 。 ” 。 1.突出核心素养理 念，培养全面发展 人才 编写特点 （ 4）态度与责任 的体现 1.突出核心素养理念，培养全面发展人才 编写特点 （ 4）态度与责任的体现 科学家 在科学研究中所体现出的科学态度是学生形成正确的科学态度与责任 的又一重要来源。为此，教科书在适当的地方注意这种科学精神的体现。例 如，教科书设置专门的栏目介绍伽利略、法拉第等科学家在科学研究中所体 现出的科学精神与态度；在谈到万有引力各科学家的贡献时特意加旁批： “ 哥白尼、第谷、开普勒这些科学家，不畏艰辛、十年如一日刻苦钻研的精神 是成功的基石，值得我们学习；在电磁感应相应内容处加旁批：法拉弟对科 学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚忍不拔的态度是他获得巨大成就的重 要原因之一。 ” 。另外 ，教科书每章前富有针对性的名人语录也能在态度责 任方面起到很好的教育作用。 85 三维目标与核心 素养 切入视角不同 核心素养与三维目标的区别与联系 从育人价值上 看，核心 素养是对三维目标的传承与超越 更 具： 整体性、人本性、指向性和 发展性。是 一个伴 随终身可持续发展、与时俱进的动态优化 过程。 物理学科核心素养 教学目标的表达 第 3节 位置变化快慢的描述 速度 1教学目标 （ 1）通过抽象概括，理解速度的含义。知道速度的定义式、单位和方向。 （ 2）理解平均速度和瞬时速度的区别与联系，初步体会极限方法在研究物 理问题中的应用和意义。知道匀速直线运动的特点及速率的含义，能在实际 问题中正确辨析、应用以上几个关于速度的概念。 （ 3）会使用打点计时器测量平均速度和瞬时速度。 （ 4）理解 v-t图像的含义，能用实验数据拟合 v-t图像，并会根据图像分析物 体运动速度及其变化。 学 业质 量 标 准 对应 教学目 标 “物理 观 念 ”水平 4 （ 理解所学的物理概念和规律 及其相互关系，能正确解释自 然现象，综合应用所学的物理 知识解决实际问题。） 1.知道速度的定义式、单位和方向 ，知道匀速直 线运动的特点 。 2.理解平均速度、瞬时速度、速率 的概念 ,能在实 际问题中正确辨析、应用以上几个关于速度 或速 率的 概念 。 3.理解 v-t图像的含义，能用实验数据拟合 v-t图像 ，并会根据图像分析物体运动速度及其变化。 以学业质量标准表达教学目标 （以速度为 例） 学 业质 量 标 准 对应 教学目 标 “科学思 维 ”水平 4 （能 将 实际问题 中的 对 象和 过 程 转换 成 物理模型；能 对综 合性物理 问题进 行分 析和推理， 获 得 结论 并作出解 释 ；能恰 当使用 证 据 证 明物理 结论 ；能 对 已有 结 论 提出有依据的 质 疑，采用不同方式分析 解决物理 问题 。） 4.初步体会极限方法在研究物理问题中的 应用和意义 ，学习抽象概括建立速度概念 的方法。 5.学习用 v-t图像 描述 物体运动 的方法 。 6.学习用打点计时器测量平均速度和瞬时 速度的方法。 以学业质量标准表达教学目标 （以速度为 例） 学 业质 量 标 准 对应 教学目 标 “科学探究 ”水平 3 （ 能观察物理现象，提出物理问题；能根据已有的 科学探究方案，使用所学的基本的器材获得数据； 能对数据进行整理，得到初步的结论；能撰写简单 的报告，陈述科学探究过程和结果。 ） 7.能提出研究平均、瞬时速 度的问题，以及如何研究的 大致方法，并会用打点计时 器测量平均速度和瞬时速 度 。 以学业质量标准表达教学目标 （以速度为 例） 以学业质量标准表达教学目标 （以速度为 例） 学 业质 量 标 准 对应 教学目 标 “科学 态 度与 责 任 ”水平 3 （认识到物理研究是建立在观察和实验基础上 的一项创造性工作；有较强的学习和研究物理 的兴趣，能做到实事求是，在合作中能尊重他 人；认识到物理研究与应用应考虑道德与规范 的要求，认识到人类在保护环境和促进可持续 发展方面的责任。） 8. 积 极参与学 习 共同体之中， 在 速度概念的学 习 、交流 过 程中 ,敢 于 发 表自己 的意 见 ，善于与人交流 与合作；在速度的 测 量中要忠 实 地 记录实验 数据 ,认识 到 实 事求是的 重要。 2.考虑学生认知特点 优化教科书 结构 编写特点 教科书 从学生认知水平及物理学科特 点两方面出发，力图在学生合理的认 知水平发展下学习物理概念、规律， 形成物理观念，发展探究能力。例如 ， 教科书先从简单的直线运动开始学 习相关的概念、规律，同时注意将在 直线运动中学习到的分析问题的方法 迁移到曲线运动中 。如，在分析平抛 运动时教科书写道 ： 2.考虑学生认知特点 优化教科书 结构 编写特点 这种考虑 学生认知水平、由浅入深、强调规律的做法，可以方便学生 学习、形成结构 。 再比如，矢量在物理中有着非常重要的地位，但是 矢量概念的建立不能一蹴而就，要循序渐进、逐步形成 。为此教科书 在学习位移概念的时候提到它不仅有大小，还有方向，使学生意识到 这个量与只有大小的量不一样 。接着在学习力的合成时， 发现这种量 所遵循的加法法则和质量等量的加法法则不一样 ，这时对矢量这一概 念认识就进一步加深了。再下来，在牛顿定律的不断学习、运用中， 以及在后面曲线运动中有关运动的合成与分解的不断学习中，学生就 会对矢量形成较丰富、正确的认识与理解。 2.考虑学生认知特点 优化教科书 结构 编写特点 教科书在 整体的结构安排上 ，遵从人们认识事物 “ 先现象，后本质 ” 的一般规律。学习具体运动的规律时， 多数是先学习运动学方面的有 关内容，然后再学习动力学方面的相关内容 ；其他内容也是先学习现 象，再学习之所以有如此现象背后的原因。例如， 机械运动 的学习是 先学运动学方面的内容，再学习动力学方面的牛顿运动定律； 简谐运 动 的学习也是先从运动学方面进行描述，然后再从动力学的角度进行 概括与总结。再比如，在电学中先学习不同的 电路中电流、电压的规 律 ，再学习之所以呈现如此规律背后的 电源电动势 、 电能 等 内容。 2.考虑学生认知特点 优化教科书 结构 编写特点 另外 ，为了符合学生的认知特点，教科书还做了一些局部的调整与安排。例 如 ，考虑到学习 共点力的平衡只涉及物体静止的情况，如果把原来后一章的 牛顿第三定律调到牛顿第二定律之前 ，在刚开始学习第三定律 时涉及 的就只 是静力学 的 问题，对学生而言就会更简单，所以此次修订将第三定律放在了 第二定律之前；再比如，为了使学生对每一部分内容的特点区分得更清楚， 修订后的教科书将原教科书 “ 曲线运动 ” 一章，分为 “ 抛体运动 ” 和 “ 圆周 运动 ” 两章，前者更能体现处理一般性曲线运动的方法，后者则主要讨论如 何处理 “ 圆周运动 ” 这种特殊运动的方法；为了 突出能量 的观念，修订后的 教科书将原教科书 “ 静电场 ” 和 “ 恒定电流 ” 两章，分为 “ 静电场及其应用 ”“ 静电场中的能量 ”“ 电路及其应用 ” 和 “ 电能 能量守恒定律 ” 四章。 3. 注重基础，兼顾差异 （ 1）打好基础 核心 素养的培养要以概念、规律的学习为 载体，要 打 好基础。为此， 我们对 概念、规律的学习基于学生的前认知展开：设计启发式问题引导学生思考， 以使学生对相关概念等有深入全面的理解。例如，加速度概念的建立对多数 学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程。教科书在节前的 “ 问题 ” 中就火车和小汽车同样从静止加速到 100 m/s，但是所用时间不同，提出 “ 你 觉得用 速度大 或 速度变化大 能描述这种不同吗？ ” 的问题让学生进 行思考。然后在正文中经过分析后向学生提出 “ 如果两个物体速度变化不同 ，所用时间也不同，怎么比较他们速度变化的快慢呢？ ”的问题，让学生主动 思考，提出自己的想法。在学生充分思考、分析的基础上，得出加速度的概 念。加速度的概念得出后，教科书又通过矢量图进一步分析加速度的方向 性。这些基本概念的分析与建构对学生概念的建立、思维的培养非常重要。 3. 注重基础，兼顾差异 编写特点 （ 2）体现 弹性 课程标准 在整个高中物理课程设置中除了必修课程外，还设置了选 择性必修和选修课程，为了配合这种课程的设置，我们在注重加强统一基 础的前提下，在内容的设计上还体现了一些弹性，兼顾不同学生的需求， 为不同潜能学生的发展提供空间。主要做法如下。 设置 “ 拓展学习 ” 栏目 此 栏目内容多为知识或方法方面的拓展，供学有余力的学生选学。例如 ，微元求和的思想在物理学习中非常重要，但是其中极限的思想对全体学 生都作要求，显得有些过高，为此我们对这类问题作了系统的考虑和系列 的安排。例如，位移为什么等于 v-t图像的面积？如何证明重力做功与路径 无关？为什么可以引入电势能等内容的安排。 3. 注重基础，兼顾差异 3. 注重基础，兼顾差异 编写特点 （ 2）体现 弹性 章 后设置 A、 B两组习题 A组习题对应课程标准中必修内容的要求， B组比课程标准中 必修内容略有超出，供学有余力的学生选做。 “ 课题研究 ” 也可体现差异的功能 。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 编写特点 （ 1） 联系实际 理论 联系实际，是真正学好物理、培养学生的实践能力的有效途径。只有很好 地将学生已有的生活经验同物理问题紧密结合，才能使学生很好地建构起科学 的概念，感到物理是生活的 ;只有将学到的物理知识应用到实际中去，才能使学 生感到物理是有用的。为此，教科书从多个方面来贯彻联系实际的原则。 问题引入联系实际 通过问题创设情景是引导学生展开学习、探究很好的作法，而问题是否联系实 际，能否引发学生的思考则是学习能否有意义进行的关键所在。为此，教科书 每一节 开始尽可能 提一些 学生 实际中能遇到的、能引发他有兴趣深入思考的问 题。例如教科书在第一章第一节安排的是学生在生活中能见到的运动的汽车或 雄鹰运动的内容，如何描述这些常见物体的运动，是他们愿意思考的问题。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 编写特点 （ 1）联系实际 分析的实例联系实际 教科书在举例分析概括、推理论证中，尽可能以学生已有的社会生 活经验为基础，以唤起学生已有知识与将要学习的知识间的联系， 激发学生的学习兴趣，增强他们对科学的亲切感。例如在物理必修 1 中讲到 “时间 ”和 “时刻 ”的区别、 “路程 ”和 “位移 ”的区别时，教科书从 上课、下课以及乘坐不同交通工具到同一地点这些非常生活化的例 子出发，逐渐展开对这些问题的讨论。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 （ 1）联系实际 概念 、规律的应用联系实 际 例如 ，在 “ 牛顿定律的应 用 ” 一节中所举的例子，一 个是学生在电视中能见到的 冰壶的运动问题，一个是学 生比较熟悉的滑雪问题 。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 （ 1）联系实际 概念 、规律的应用联系 实际 章 首图歼 -20就是一个很 好的联系实际的例子，教 师在学生学过这一章的内 容后，可让学生考虑飞机 的运动问题 。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 （ 1）联系实际 练习、习题联系实际 教科书 在练习、习题的编排上也非常 生意联系实际。由于高中物理所研究 的问题比较简单（如只研究质点，不 涉及转动），所以练习题中常常会出 现 “ 物块、小球 ” 等经过抽象后的问 题。这类问题如果过多，就会影响学 生自己建模、解决实际问题的能力， 也会影响学生学习的兴趣。为此，教 科书在这方面做了努力。例如，必修 1第二章第三节后练习中，第 4题分析 航母舰载机起飞 问题 。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 编写特点 （ 1）联系实际 练习、习题联系实际 神 舟五号载人飞船返回舱最后阶段加速度问 题 ，火车 减速的问题 ， “ 嫦娥三号 ” 登月探 测器落月末速度 问题 ， 空调 架受力问题 等。 在必修三册教科书的题目设计中，必修 1总题 目 139道，联系实际的题目有 90道，联系实际 题目占比 65%；必修 2总题目 130道，联系实 际的题目有 70道，联系实际题目占比 53.8%； 必修 3总题目 173道，联系实际的题目有 73道 ，联系实际题目占比 42%。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 编写特点 （ 2） 突出 STSE的思想 科学技术 问题都是直接或间接与社会相联系的。强调科学技术的社 会意义是当前科学教育的一个重点。这种科学、技术、社会相互联 系的观点既可以使学生了解到科学、技术对社会的积极作用，还可 以使学生了解到若不能很好地利用科学、技术，将会对社会产生不 利影响；同时也可以了解科学、技术、社会是如何相互促进和发展 的，有利于培养学生用联系、发展的观点看待问题。只有用科学、 技术、社会相联系的观点看待问题，才能培养出用辩证、发展的眼 光对待世界的人。 （ 2） 突出 STSE的思想 除在 正文的安排中尽可能注意 物理知识与生活、技术、社会 的联系，还特意设置了 STSE 栏 目，介绍、探讨科学技术与社 会之间相互关联的问题。例如 ，在物理必修第一册的 “STSE 从 伽利略的一生看科学与社会 ”中 ，既分析了伽利略在数学、物 理学、天文学等方面所做出的 卓越成就对科学发展及社会进 步的伟大意义，同时也分析了 当时他所处的那个历史时代对 他正反两方面的影响 。 4. 联系实际 突出 STSE的思想 编写特点 （ 2） 突出 STSE的 思想 又 如，在物理必修第三册第十二章第 4节 “ 能源与可持续发展 ” 中 提到： “ 能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发 展的大问题。人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会 对环境造成影响。可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平 衡。