赵瑞芳
【摘要】运动学表象是高中物理的重点和难点,新修订的粤教版教材在此部分内容与旧教材有所区别。对比发现,新教材在内容安排、难度、特点等方面均有所调整,新教材更加符合学生的认知规律。基于此,本文针对新教材的特点,提出了几点教学建议。
【关键词】运动学表象;粤教版;对比分析;教学建议
随着2017年普通高中物理课程标准的发布,广东省也在进行高中物理教学和考试的一系列改革。特别是2003年粤教版物理教材进行了修订,新教材在运动图像的编撰方面做了比较大的调整。图像是描述运动的重要工具,图像方法是分析和处理运动问题的重要方法,是高中物理教学的重点和难点。因此,在开始使用新教材时,对新旧教材的运动图像部分进行对比分析,可以为教师的教学提供帮助,给予教学启发。
1. 新旧教科书对比
高中物理课程是普通高中自然科学领域的基础课程,旨在落实立德树人根本任务,进一步提高学生的物理核心素养。2017版普通高中物理课程标准提出了教材修订的指导思想,新修订的粤教版物理教材充分体现了课程标准的理念和要求,遵循注重教材时效性、方便教学、设计多元化评价的原则。本文选取2020年广东教育出版社出版的教材(以下简称新教材)与2003年版教材(以下简称旧教材)进行对比分析,主要对新旧教材中运动图部分的变化进行对比分析。
1. 内容编排差异
相比较而言,新教材融入了图像的内容,将原教材第一章第六节中的图像融入位移、速度、加速度等概念的构建中,让学生可以从多个角度去理解和构建这些概念,具体变化如下表所示。
必修1 修订前后第一章名称与对应课程内容要求对比
第一章 运动描述
修订前章节名称 修订后章节名称 2017版课程内容要求
第一节 理解运动 第一节 质点参考系 时间 1.1.2 体验构建质点模型的过程,理解质点的含义高中物理的难点,了解把物体抽象成质点的条件,能把具体实际情形中的物体抽象成质点。
2.难度差异
修订前,教材将图像单独设为一节,重点讲述直线运动的图像,以匀速直线运动为例,分别学习st图像和vt图像。对于匀速加速直线运动,则直接采用解析法,通过加速度定义变换得到速度公式,结合数学线性函数知识绘制图像。这增加了学生对图像的认知难度,学生很难理解图像的斜率代表加速度。
修订后的教材采取了循序渐进的渗透方式,将运动图像的教学巧妙地渗透在概念和规律的描述、数据的处理和问题的分析中。通过循序渐进的学习,学生不仅进一步加深了对位移、速度、加速度等概念的理解,而且认识到图像是解决问题的好工具。总体来说,这样的安排和处理,降低了图像学习的难度,体现了新课程标准的概念和要求,有利于教与学。
3. 教材差异
修订后的教材除了保持旧版强调课堂互动、科学探究、评价反思、联系实际等特点外,还有以下变化。
一是注重情境引入,激发学生学习兴趣。要贴近生活,突出教育功能。新教材从生活中常见的汽车加速、减速现象入手,引入速度图像,将运动图和速度-时间图像放在一起呈现,非常直观,便于学生与实际生活联系起来。物理不再是枯燥的公式、理论,而是一门能反映生活现象、指导生活实践的学科。
二、突出概念建构的深刻性。加速度这个概念对于学生来说理解比较困难,靠定义、公式去理解太抽象,不符合高一学生的认知水平。在新教材中,通过对速度形象的讨论交流,加深了学生对加速度和几个相关概念(速度、速度变化、速度变化率)的理解和区分,使加速度这个概念更加立体,学生可以从多维度去理解和感受它。
二、新教材的教学建议
根据多年的教学实践和经验总结,针对新教材提出以下主要教学建议。
1. 尝试情境-探索-应用教学
所谓情境教学,就是选取适当的素材,重现学科理论所生成的场景或呈现现实生活中的问题情境,使学生能够运用必备的知识和关键能力去解决实际问题,全面展现学科素养。通过对近几年高考物理试题的分析,不难发现高考非常注重理论与实践的结合,很多题目都有情境设计。在教学实践中,要充分重视情境教学。例如,笔者在运用新教材讲授位移时间图像时,就是这么做的。
首先介绍情况。老师事先录制了一段视频:一辆玩具车在光滑的地面上直线运动,并在地面上标出了车子运动的位置。车子撞到墙上后反弹回来继续沿原轨迹运动。(因为实验所用的地面非常光滑平整,所以车子的运动近似为匀速直线运动)课上播放视频,让学生通过暂停操作的方式留学之路,将车子的位置和时间信息记录在预先设计好的表格中。让学生以时间t为横轴,位移s为纵轴,建立直角坐标系,并画出相应的点。然后用光滑的曲线把点连起来。通过记录、描点、连线等一系列操作,学生基本掌握了如何画st图像。
二是探究式教学。教师通过提问引导学生了解图形上的位置、位移、力矩、时间等基本信息。由于学生画出的图形基本都是直线高中物理的难点,提示学生观察同一时刻小车的位移是否相同?这说明什么运动?如果小车单位时间内的位移更大,图形会如何变化?图形的倾斜度说明什么?图形上的转折点代表什么?通过一系列的问题,引导学生进一步理解ST图的物理意义。
第三,学以致用。给学生举以下例子,进一步巩固所学知识。图中是“龟兔赛跑”的位移-时间图。思考:(1)哪条线代表获胜者乌龟的运动?哪条线代表兔子的运动?(2)兔子什么时候在哪里开始睡觉?(3)乌龟什么时候悄悄地爬过兔子?(4)兔子睡了多久?(5)兔子醒来时乌龟在哪里?(6)谁先到达终点?
2. 注意循序渐进,避免一下子做完
在使用旧教材时,笔者在图部分教学中作了如下总结:第一看“轴”,第二看“线”,第三看“斜率”,第四看“面积”,第五看“截距”,第六看“特殊点”。本以为讲解的很清楚,其实学生很容易混淆。例如st图和vt图中交点和斜率的含义。在使用新教材的过程中,笔者发现,虽然图部分内容被打散,系统性被弱化,但学生对图的理解却更加深刻,教学效果比旧教材好很多。因此,在教学中,不能只注重知识的逻辑性和系统性,而忽视学生学习和吸收知识的规律性。
新教材的使用需要教师不断学习探索,旧的经验和方法值得借鉴,但更要注重新教材提出的新要求,不断改进教学,适应新课程标准的要求,注重在物理课堂中落实物理核心素养。
参考:
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中物理新课程标准(2017年版)[S].人民教育出版社,2018:3。
[2]王爱霞.核心素养引领下的情境化教学法在高中物理教学中的应用[J].高考,2020.