人教版高中物理新教材疑难问题的成因研究 论文

人教版高中物理新教材疑难问题的成因研究摘要：本文以2019版普通高中物理新教材为研究蓝本，阐述了教材中的一些疑难问题，并从教材中的文字表述不一致、插图绘制不完善、教学逻辑不合理、教师知识抽象等角度分析了疑难问题的成因。关键词物理；课程标准；疑难问题；成因引言：2020年4月，我省颁发《安徽省新时代推进普通高中育人方式改革实施方案》，指出我省于2022年前，实施高中新课程改革，全面使用新教材，全面落实国家课程方案和各学科课程标准。我省于2020年九月已经开始在新高一年级使用新教材，在新教材使用过程中发现其不少疑难问题，解决这些疑难问题非常有实践意义，这对教与学也都是非常有益的。一、问题提出的背景与首先，从发挥教材的作用角度来看。教育部于2017年底颁发了《普通高中物理课程标准》，新一版的高中物理教材也进行了相应的修订。教材是师生间组织教学活动程资源中最核心部分，是教师开展教学活动的主要依据和材料，对教师的教学和学生的学习起引领作用。《课程标准》明确提出，在高中物理课程实施过程中，为了更好地落实物理课程的育人功能，提升学生的物理学科核心素养，高中物理教材作为直接的课程]。为了更有效地发挥其应有的作用，教师必须要研究教材。其次，从我省推进新一轮课改的需要角度来看。我省已在高一年级全面使用新教材，新教材的研究自然成了保障教学质量的第一抓手。阎金铎先生认为，“精通中学理知识，熟悉普通物理内容，明确近代物理观点，了解现代物理学进展”，这就说明教师必须要研究教材、熟悉教材、理解教材，并在此基础上，合理地、有效地、创造教师在使用新教材的过程中必然会发现一些疑难问题，这些疑难问题不仅也同样让教师感到棘手。由此可见，只有教师站的足够高，专业知识足够问题，才能做到驾驭教材，实现授人以渔，才能提高培育核心素养的针对性。因此，研究新教材的疑难问题，有利于教师的专业成长，有利于教师研究教法、提高自身素养。最后，从落实核心素养的培育角度来看。培养学生的物理核心素养，关键是要让学生掌握物理思维方法，提高思维能力，内化思维品质。如何在课堂教学中落实对学生的思维是当下教育研究中的重要课题。以教材为研究蓝本，挑选出若干值得剖析过自主思考和探究，有利于培育学生思维能力。基于教材疑难问题进行深度教学，无疑是核心素养教学时代的必由之路。综上，研究在高中物理新教材是非常有意义的，尤其是在我省推进新课就显得更加地有实践意义。二、教材疑难问题成因（一）教材疑难问题的我省使用的教材是由人民教育出版社于2019年出版的《普通高中物理教材》必修、选择性必修共6本教材。教材疑难问题指《普通高中物理教材（2019版）》中出现的需要解决的疑难和矛盾，需要运用已有知识，由教师自身研究或教师引导学生经过一定的探究过程才能得以解决的问题。（二）教材疑难问题成因通过文献研究，可以发现引起这些疑难问题的主要原因有：教材中的文字表述不一致、插图绘制不完善、教学内容逻辑不合理、教师专业知识不足、物理知识抽象深奥等。1.教材文字表述不一致教材关于物理概念和规律的描述总体上来说是精准的，然而由于不同的章节、不同的系列往往是由不同的作者完成的，可能会出现教材关于同一问题的表述前后不此师生认知的矛盾。如必修二教材摒除了关于“一个力对物体做负功，也可以说物体克服该力做了正功”的说法，并在教师用书中也解释了这样拉第电磁感应定律》中又直接使用“如果没有推力的作用，导体棒将克服安培力做功而消耗本身的机械能”的说法。因此，这种前后表述不一致的情况，会让师生产生疑惑，究竟可不可以保留“克服某力做功”的说法。2.插图绘制不完善物理教材插图能够弥补仅用文字无法清晰地进行表达的不足之处，插图可以将知识点生动形象地呈现出来，还能给学生留下更多思考与想象的空间。插图具有将复模型化，将深奥的物理概念与规律形象化、浅显易懂化等特殊优点。新教彩的插图，然而这些插图中还存在一些不足之处，需要完善和补充，导致了不少学生对物理原理的理解不够透彻，甚至错误。新教材选择性必修二《质谱仪与回旋加速器》中附有回旋加速器的插图如图1所示。学生会产生疑问：粒子在回旋加速器中运动时，同一盒中相邻轨道的半径之差是保持不变的。类似情况还有，在《磁场对通电导线的作用力》一节中，教材通过3幅插图（如图2），介图1绍了极靴与软铁芯间的磁场分布情况。学生会产生很多疑问或错误认识：之间的磁场应该是匀强磁场，而非辐向分布的，软铁芯内部的磁场是汇聚于一点分布的，如图3所示。图2图3图4再如，必修三教材《电场强度》一节，关于电场线的介绍内容中，对等量同种电荷的电场线分布情况，附有如下插图，如图4所示：教材中介绍“电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方电场线较疏”，由于此处的电场线没有画出，那么两电荷连线的中点究竟有没有电场，连线场等困惑会产生于学生的潜意识中。3.教材内容安排逻辑欠妥教材在处理个别内容时，出现了前后逻辑混乱的情况，导致学生对物理概念和规律认识不够透彻、清晰。如必修二教材在《圆周运动》中引入物理量线速度时，采出“弧长Δs与时间Δt之比反映了物体在A点附近运动的快慢”、“当Δt足够小时，弧AB与线段AB几乎没有差别，此时，弧长Δs也就等于物体由A到B的位移Δl的大小。因此，这里的线速度实际上就是我们在直线运动中已经学过的瞬时速度，不过现在用来”其中将线速度定义为弧长与时间的比值是欠妥的，也会使学生对于所学的知识产生疑问。因Dx为在必修一教材中《位置变化快——速度》一节内容中，已给出速度的v=，Dt并指明Dx为位移，而曲线运动中的线速度定义应该与前面的定义没有区别，应该保留原来定义的方法，而不需要用弧长与时间的比值来重新定义。这样再根据极限思短时，可认为弧长就是位移的大小这一正确认识自然就水到渠成，教材的4.教师专业水平不够高中物理教学的目标就是在初中教学的基础上，进一步落实对学生核心素养的培养。而落实核心素养的前提是教师的素养足够高，即教师的专业水平必须达到一定学来看，存在极个别教师对物理知识与内容掌握不牢，理解不到位的情况，这样又会在教学中给学生带来不利因素。如在匀变速直线运动教学中处间内位移的差”这一重要推论，然而有“相邻相等时间内位移”，这里将位移的差值理解成位移的变化量是不妥的，因为位移是位置的变化W到底是每段时间内的位移还是两段位移之差呢？类似的，有老师根据P=，就认为“功率就t是功对时间的变”。殊不知，功与位移一样，都是过程量，分别对应一有变化量的，数学公式中的参量是指函数，与物理量含义并不相同，从物理公式直接说“功率就是功对时间的变化率”武断的。再比如，必修二教材对机械能守恒定律的描述是“在只有重力或弹力做功的物体系统内，[8]动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。这叫作机械能守恒定律”，言下之意，机械能守恒定律定律的描述中几个关键词是“”，然而从实际教学来看老师对此认识不够透彻，例如有老师认为“不变”就是“守恒”，这种看法是欠妥的，不变是指量值不变（矢量守恒也包含方向不变），而机械能守恒定律中的守恒相互转化，例如，在光滑水平面上运动的滑块（不受其他外力）匀速运动，我们可以说滑块的机械能保持不变，不能说其机械能守恒。此外，有老师认为，只要系统所受外力做功为0，即可认为其机械能守恒，例如在粗糙水平地面上滑块，在水平外力与摩擦力这种情况下，滑块与地球组成的系统机械能是守恒，因为滑块在滑行过程械能与内能的相互转化，系统机械能不守恒，滑块的机械能的量值保持不变。5.物理知识的抽象有些物理知识难度比较大，非常抽象，甚至晦涩难懂，也会导致学生产生疑问。如选择性必修二教材在《常见传感器的工作原理及应用“拓展应用”中介绍了“霍尔效应”原理。然而插图将半导体中的载流子画成了正电荷，学生会根据左手定则，得出该导体的上侧带正电荷，对应左侧电势高的结论。也有部分学生提出疑惑：金属导体中可以自由移此图中为何是正电荷？竖直产生了导体左侧因电子汇聚而带负电，左侧电势更低的错误认识。再如，必修三教材《电路中的能量转化》一节中，对电功表达式W＝IUt的推导很“简洁”，但师生会产生一些错误，如公式q=It中的q是指t内通过“这段电路”的电荷量、在时间t内，电量q刚好从这段电路的左端移到右端。这些疑问都是由于电学内容的抽象所引起的。三、结束综上所述，物理学科作为自然科学的基础学科之一，高中物理教学担负着发掘“理科人才”的重要任务，在实际教学中，会发现不少疑难问题，对学生思维的提升存难问题的成因后，教师所需要做的事还有很多，例如，统计、分类疑难问突破这些疑难问题等。在我省推进新课程改革的道路上，广大物理同仁责任重大，刻不容缓。参考文献[1][2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017版)[M].北京：人民教育出版社，20173][4