人教版高中物理新教材疑難問題的成因研究 論文

人教版高中物理新教材疑難問題的成因研究摘要：本文以2019版普通高中物理新教材為研究藍本，闡述了教材中的一些疑難問題，并從教材中的文字表述不一致、插圖繪制不完善、教學邏輯不合理、教師知識抽象等角度分析了疑難問題的成因。關(guān)鍵詞物理；課程標準；疑難問題；成因引言：2020年4月，我省頒發(fā)《安徽省新時代推進普通高中育人方式改革實施方案》，指出我省于2022年前，實施高中新課程改革，全面使用新教材，全面落實國家課程方案和各學科課程標準。我省于2020年九月已經(jīng)開始在新高一年級使用新教材，在新教材使用過程中發(fā)現(xiàn)其不少疑難問題，解決這些疑難問題非常有實踐意義，這對教與學也都是非常有益的。一、問題提出的背景與首先，從發(fā)揮教材的作用角度來看。教育部于2017年底頒發(fā)了《普通高中物理課程標準》，新一版的高中物理教材也進行了相應的修訂。教材是師生間組織教學活動程資源中最核心部分，是教師開展教學活動的主要依據(jù)和材料，對教師的教學和學生的學習起引領(lǐng)作用?！墩n程標準》明確提出，在高中物理課程實施過程中，為了更好地落實物理課程的育人功能，提升學生的物理學科核心素養(yǎng)，高中物理教材作為直接的課程]。為了更有效地發(fā)揮其應有的作用，教師必須要研究教材。其次，從我省推進新一輪課改的需要角度來看。我省已在高一年級全面使用新教材，新教材的研究自然成了保障教學質(zhì)量的第一抓手。閻金鐸先生認為，“精通中學理知識，熟悉普通物理內(nèi)容，明確近代物理觀點，了解現(xiàn)代物理學進展”，這就說明教師必須要研究教材、熟悉教材、理解教材，并在此基礎(chǔ)上，合理地、有效地、創(chuàng)造教師在使用新教材的過程中必然會發(fā)現(xiàn)一些疑難問題，這些疑難問題不僅也同樣讓教師感到棘手。由此可見，只有教師站的足夠高，專業(yè)知識足夠問題，才能做到駕馭教材，實現(xiàn)授人以漁，才能提高培育核心素養(yǎng)的針對性。因此，研究新教材的疑難問題，有利于教師的專業(yè)成長，有利于教師研究教法、提高自身素養(yǎng)。最后，從落實核心素養(yǎng)的培育角度來看。培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)，關(guān)鍵是要讓學生掌握物理思維方法，提高思維能力，內(nèi)化思維品質(zhì)。如何在課堂教學中落實對學生的思維是當下教育研究中的重要課題。以教材為研究藍本，挑選出若干值得剖析過自主思考和探究，有利于培育學生思維能力?；诮滩囊呻y問題進行深度教學，無疑是核心素養(yǎng)教學時代的必由之路。綜上，研究在高中物理新教材是非常有意義的，尤其是在我省推進新課就顯得更加地有實踐意義。二、教材疑難問題成因（一）教材疑難問題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、選擇性必修共6本教材。教材疑難問題指《普通高中物理教材（2019版）》中出現(xiàn)的需要解決的疑難和矛盾，需要運用已有知識，由教師自身研究或教師引導學生經(jīng)過一定的探究過程才能得以解決的問題。（二）教材疑難問題成因通過文獻研究，可以發(fā)現(xiàn)引起這些疑難問題的主要原因有：教材中的文字表述不一致、插圖繪制不完善、教學內(nèi)容邏輯不合理、教師專業(yè)知識不足、物理知識抽象深奧等。1.教材文字表述不一致教材關(guān)于物理概念和規(guī)律的描述總體上來說是精準的，然而由于不同的章節(jié)、不同的系列往往是由不同的作者完成的，可能會出現(xiàn)教材關(guān)于同一問題的表述前后不此師生認知的矛盾。如必修二教材摒除了關(guān)于“一個力對物體做負功，也可以說物體克服該力做了正功”的說法，并在教師用書中也解釋了這樣拉第電磁感應定律》中又直接使用“如果沒有推力的作用，導體棒將克服安培力做功而消耗本身的機械能”的說法。因此，這種前后表述不一致的情況，會讓師生產(chǎn)生疑惑，究竟可不可以保留“克服某力做功”的說法。2.插圖繪制不完善物理教材插圖能夠彌補僅用文字無法清晰地進行表達的不足之處，插圖可以將知識點生動形象地呈現(xiàn)出來，還能給學生留下更多思考與想象的空間。插圖具有將復模型化，將深奧的物理概念與規(guī)律形象化、淺顯易懂化等特殊優(yōu)點。新教彩的插圖，然而這些插圖中還存在一些不足之處，需要完善和補充，導致了不少學生對物理原理的理解不夠透徹，甚至錯誤。新教材選擇性必修二《質(zhì)譜儀與回旋加速器》中附有回旋加速器的插圖如圖1所示。學生會產(chǎn)生疑問：粒子在回旋加速器中運動時，同一盒中相鄰軌道的半徑之差是保持不變的。類似情況還有，在《磁場對通電導線的作用力》一節(jié)中，教材通過3幅插圖（如圖2），介圖1紹了極靴與軟鐵芯間的磁場分布情況。學生會產(chǎn)生很多疑問或錯誤認識：之間的磁場應該是勻強磁場，而非輻向分布的，軟鐵芯內(nèi)部的磁場是匯聚于一點分布的，如圖3所示。圖2圖3圖4再如，必修三教材《電場強度》一節(jié)，關(guān)于電場線的介紹內(nèi)容中，對等量同種電荷的電場線分布情況，附有如下插圖，如圖4所示：教材中介紹“電場強度較大的地方電場線較密，電場強度較小的地方電場線較疏”，由于此處的電場線沒有畫出，那么兩電荷連線的中點究竟有沒有電場，連線場等困惑會產(chǎn)生于學生的潛意識中。3.教材內(nèi)容安排邏輯欠妥教材在處理個別內(nèi)容時，出現(xiàn)了前后邏輯混亂的情況，導致學生對物理概念和規(guī)律認識不夠透徹、清晰。如必修二教材在《圓周運動》中引入物理量線速度時，采出“弧長Δs與時間Δt之比反映了物體在A點附近運動的快慢”、“當Δt足夠小時，弧AB與線段AB幾乎沒有差別，此時，弧長Δs也就等于物體由A到B的位移Δl的大小。因此，這里的線速度實際上就是我們在直線運動中已經(jīng)學過的瞬時速度，不過現(xiàn)在用來”其中將線速度定義為弧長與時間的比值是欠妥的，也會使學生對于所學的知識產(chǎn)生疑問。因Dx為在必修一教材中《位置變化快——速度》一節(jié)內(nèi)容中，已給出速度的v=，Dt并指明Dx為位移，而曲線運動中的線速度定義應該與前面的定義沒有區(qū)別，應該保留原來定義的方法，而不需要用弧長與時間的比值來重新定義。這樣再根據(jù)極限思短時，可認為弧長就是位移的大小這一正確認識自然就水到渠成，教材的4.教師專業(yè)水平不夠高中物理教學的目標就是在初中教學的基礎(chǔ)上，進一步落實對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。而落實核心素養(yǎng)的前提是教師的素養(yǎng)足夠高，即教師的專業(yè)水平必須達到一定學來看，存在極個別教師對物理知識與內(nèi)容掌握不牢，理解不到位的情況，這樣又會在教學中給學生帶來不利因素。如在勻變速直線運動教學中處間內(nèi)位移的差”這一重要推論，然而有“相鄰相等時間內(nèi)位移”，這里將位移的差值理解成位移的變化量是不妥的，因為位移是位置的變化W到底是每段時間內(nèi)的位移還是兩段位移之差呢？類似的，有老師根據(jù)P=，就認為“功率就t是功對時間的變”。殊不知，功與位移一樣，都是過程量，分別對應一有變化量的，數(shù)學公式中的參量是指函數(shù)，與物理量含義并不相同，從物理公式直接說“功率就是功對時間的變化率”武斷的。再比如，必修二教材對機械能守恒定律的描述是“在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，[8]動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。這叫作機械能守恒定律”，言下之意，機械能守恒定律定律的描述中幾個關(guān)鍵詞是“”，然而從實際教學來看老師對此認識不夠透徹，例如有老師認為“不變”就是“守恒”，這種看法是欠妥的，不變是指量值不變（矢量守恒也包含方向不變），而機械能守恒定律中的守恒相互轉(zhuǎn)化，例如，在光滑水平面上運動的滑塊（不受其他外力）勻速運動，我們可以說滑塊的機械能保持不變，不能說其機械能守恒。此外，有老師認為，只要系統(tǒng)所受外力做功為0，即可認為其機械能守恒，例如在粗糙水平地面上滑塊，在水平外力與摩擦力這種情況下，滑塊與地球組成的系統(tǒng)機械能是守恒，因為滑塊在滑行過程械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機械能不守恒，滑塊的機械能的量值保持不變。5.物理知識的抽象有些物理知識難度比較大，非常抽象，甚至晦澀難懂，也會導致學生產(chǎn)生疑問。如選擇性必修二教材在《常見傳感器的工作原理及應用“拓展應用”中介紹了“霍爾效應”原理。然而插圖將半導體中的載流子畫成了正電荷，學生會根據(jù)左手定則，得出該導體的上側(cè)帶正電荷，對應左側(cè)電勢高的結(jié)論。也有部分學生提出疑惑：金屬導體中可以自由移此圖中為何是正電荷？豎直產(chǎn)生了導體左側(cè)因電子匯聚而帶負電，左側(cè)電勢更低的錯誤認識。再如，必修三教材《電路中的能量轉(zhuǎn)化》一節(jié)中，對電功表達式W＝IUt的推導很“簡潔”，但師生會產(chǎn)生一些錯誤，如公式q=It中的q是指t內(nèi)通過“這段電路”的電荷量、在時間t內(nèi)，電量q剛好從這段電路的左端移到右端。這些疑問都是由于電學內(nèi)容的抽象所引起的。三、結(jié)束綜上所述，物理學科作為自然科學的基礎(chǔ)學科之一，高中物理教學擔負著發(fā)掘“理科人才”的重要任務(wù)，在實際教學中，會發(fā)現(xiàn)不少疑難問題，對學生思維的提升存難問題的成因后，教師所需要做的事還有很多，例如，統(tǒng)計、分類疑難問突破這些疑難問題等。在我省推進新課程改革的道路上，廣大物理同仁責任重大，刻不容緩。參考文獻[1][2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準(2017版)[M].北京：人民教育出版社，20173][4