人教版与教科版高中新课程《物理》实验教材(必修部分)比较及教学建议,本文主要内容关键词为:新课程论文,人教版论文,教科论文,物理论文,教材论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
北京市普通高中课程改革实验中物理学科选用的两套教材分别为人民教育出版社编写出版的高中《物理》新课程标准教材(简称“人教版”),教育科学出版社出版的高中《物理》新课程标准教材(简称“教科版”)。
一、根据课程标准要求恰当地选取教学内容
人教版与教科版教材的内容中均包括了课程标准的“内容标准”所涉及的基础知识和基本技能,并以课程标准的基本条目和基本要求为依据选择和组织教材内容。如,物理1中,两套教材的排列顺序与课程标准基本相同,不同的是运动学部分教科版用一章呈现,人教版用两章呈现;教科版多了“物体的平衡”一章内容,这是课程标准中没有要求的。物理2中,两套教材在内容排列顺序上不同,人教版教材与课程标准中“内容标准”的排列顺序基本相同;教科版的排列顺序与课程标准中“内容标准”的排列顺序有明显不同,将“抛体运动与圆周运动”放在了“机械能和能源”前面。在同一个模块的教学中,教师可根据学生的具体情况和自己的教学特点选择教学顺序,这也是模块设置的优势所在。
两套教材对应章中的节数不尽相同,选择的内容也有明显不同,这无疑会对课本上的每一句话(除星号内容和小字内容外)都应该学懂,教材之外的任何知识都没必要深究的观念产生强烈冲击。这要求教师一方面要注意对课程理念的学习和落实,另一方面要认真理解课程标准的基本要求,知道教材是如何呈现课程标准的理念和内容的,在教学中,确定教学重点和难点,并根据所教学生的具体情况依据课程标准要求对教材内容进行详略和增删的调整,切忌“全盘照搬”“照本宣科”;要以学生的发展为前提,灵活地设计教学过程,这样才能做到“用教材教”而不是“教教材”。
有高三教学经验的教师要谨防“一步到位”、不依据课程标准的要求而一味增加教学内容。对教材采取“加法”,将知识强“灌”给学生并不能真正培养学生的能力,也有悖于课程标准的要求。
总之,教师应始终铭记,教材不是圣经,只有课程标准才是国家颁布的法规性文件,教学内容的选择及要求应该以课程标准为依据,北京市的物理教学还应依据《北京市普通高中新课程物理教学指导意见和模块学习要求(试行)》。
二、理解和利用好教材中设置的栏目
在课程实施上注重自主学习,提倡学习方式多样化是高中物理新课程的基本理念之一。两套教材都力求通过多样化的栏目设置促进教学活动的多样化和学生的自主学习,从而推动教学方式和学习方式的变革,打破过分依赖“师讲生听”的单一教学方式的状况。教师在教学中要准确理解教材编写意图,利用好教材设置的栏目。
1.教材对教学活动的设计和引导
两套教材都注意通过栏目设置来提示基本教学线索,引导教师对教学方式的恰当选择与应用,使教学真正成为师生有效互动的过程,并注重教学过程和学习方法的呈现。
人教版教材设置了“思考与讨论”“实验”“演示”等栏目引导基本教学过程,同时还设置“说一说”“做一做”等栏目为发展性教学要求。
“思考与讨论”:是重要的教学环节。栏目中设置在课上引发学生思考的问题,并要求组织学生课上讨论。例如,第一章第一节中关于“矢量相加法则”,不由教师直接讲给学生,而是由学生经过深入思考,发现问题并力求自己解决问题,以提高学生的能力;第五节在引入加速度概念时提出“谁的速度‘增加’得比较快”和让学生列举“速度快”“速度变化大”“速度变化得快”的实例等来讨论有关加速度概念的问题。
“实验”:是要求学生动手做的实验,且多为定性实验,可做随堂实验处理。例如,第四章第五节“探究作用力和反作用力的关系”的实验,应至少给实验小组两个弹簧测力计来实际做一做。
“演示”:也是实验,如果没有充足的实验器材,应由教师做给学生看,有条件的学校应让学生动手操作,可做随堂实验处理。例如,第三章第二节“观察桌面微小形变”的实验,可由教师来演示,如果有条件,可让学生用激光笔和两个平面镜来做一做。
教科版教材设置了“观察思考”“活动”“讨论交流”“实验探究”等栏目引导教学过程。
“观察思考”:要求学生对图片、演示实验、自然现象“看”与“想”,常在情景创设中出现,以引入全节的教学内容。例如,第二章第一节力的概念的引入,就是通过学生对六张图的观察与思考,初步认识什么是力,力的作用效果,以及力学中涉及的力的类型;第二章第三节,弹力与物体的形变关系、弹力的产生以及力的方向都通过让学生观察图片、教师的演示看到的现象进行思考来引入课文,初步完成新概念的建立。
“活动”:要求学生在课堂教学中,亲自参与“动手”“动脑”的教学过程,以促进学生自主学习。例如,第一章第二节,为了让学生初步思考一个物体位置的表示方法,设置了让学生表示课桌上一块橡皮的位置的活动,这对如何表示物体的位置,并为引入位移的概念做了准备;第三章第四节设置了学生互拉弹簧测力计的活动,这一活动可以让学生亲自看到作用力与反作用力大小相等、方向相反的规律。
“讨论交流”:让若干学生对某一具体问题提出猜想、看法,对解决问题的方案等进行讨论与交流,树立以学生为主、教师引导的教学模式。例如,第一章第五节速度图像,开篇就让学生进行讨论,并“填出”“画出”“讲出”自己的想法和看法,从而自然地接受用图像来表示速度的方法,并能较好地理解速度图像在研究物体运动中的意义;第一章第六节加速度概念的引入,让学生通过讨论交流来“猜出”“想出”或“算出”用何种方法来比较速度随时间变化的快慢。
“实验探究”:让学生提出问题,对问题进行猜测,确定实验目的,设计实验方案,选取器材,进行实验,作图计算,得出实验结论并讨论分析等。这是物理教学的重要教学过程,是建立理论、寻找规律的主要方法。例如,第一章第九节“匀变速直线运动加速度的测定”,第三章第三节“牛顿第二定律”等,整节就是一个实验探究。
两套教材设置“思考”“讨论”“活动”等栏目的目的就是让教师重视过程与方法的教学而采取的措施之一。学生如果没有经过深入思考就听到教师讲解一些物理概念或物理规律的结论,也许也能“掌握”这个知识,但学生少了一次发现问题并力求解决问题的努力,学生在这方面的能力没有提高,发现问题并力求自己解决问题的意识也就没有增强。所以,不重视“思考”“讨论”“活动”就难以充分落实过程与方法、情感态度与价值观的课程目标。教师设计教学过程时,要运用好教材中设置的这些栏目,同时要在教学行为上完成教学方式的转变,鼓励学生积极思考,勇于质疑。
两套教材设置“实验”或“探究”栏目是将探究活动显性化,这有利于广大教师组织有效的探究活动。教师设计教学过程时,要处理好讲授与探究的关系,不要为了完成探究任务而引导学生做不必要的探究。每一个探究都应有明确的目的,以保证在规定时间内完成课程标准所规定的教学任务。
2.教材对学生自主学习的设计和引导
两套教材都力求通过一些栏目的设置,激发学生的兴趣,拓展学生的视野,推动学生自主学习。
人教版教材设计了“STS”“科学漫步”等栏目。
“STS”:强调科学技术与社会的关系。例如,第一章第二节“速度与现代社会”,内容涉及由于交通工具速度提高,导致城市规模扩大,战争观念改变,不同文化的交融加快……“STS”的意义在于揭示科技与社会的互动关系,而非单纯的科学知识在技术上的应用。如果只讲科学的发展使得汽车、飞机、轮船等技术发展了,人们可以“日行千里”,却不涉及城市建设、战争观念、文化交流等社会层面的内容,那就不是本来意义的“STS”。
“科学漫步”:将物理课中学到的概念拓展到物理课之外。例如,第一章第一节“全球卫星定位系统”是扩展性内容,可以由学生自己阅读,如果学生对此有兴趣,还可以继续发展潜能,如,通过自己查找资料写一篇科技报告贴到墙报上或在班会上作科技报告等。
“STS”“科学漫步”等栏目与过去的“阅读材料”的不同之处在于其后往往附有进一步研究的问题。例如,第一章第一节“STS”栏目——“速度与现代社会”中有一个讨论:交通工具的速度是不是越快越好?第一章第一节“科学漫步”栏目——“全球卫星定位系统(GPS)”让学生通过识别画面提供的信息,来确定这个定位器处于哪个城市的哪个位置等。
教科版教材设置了“小资料”“发展空间”等栏目。
“小资料”:短小的配合课文的阅读材料,内容包括相关史料、人物介绍、说明、诠注和科技前沿的介绍等内容。例如,第一章第一节介绍了物质、空间和时间的前沿观点;第三章第三节安排了“关于牛顿第二定律导出过程中的一个说明”。
“发展空间”:包括“课外阅览”“小制作”“实验室”“物理在线”“社会调查”等。例如,第一章第二节“课外阅览”是“全球定位系统(GPS)”;第一章第八节是对“交通事故”的“社会调查”;第二章第四节是一个关于摩擦力的“小制作”;第二章第五节是要求学生在课外完成“关于力的合成和分解的平行四边形模型”,这比小制作有难度,是属“实验室”的内容;第三章第一节是让学生通过上网,了解亚里士多德和伽利略对物体运动的研究,是“物理在线”的内容。
两套教材中这些开放性栏目中的内容可以由学生自己阅读,其中一些开放性的题目可让学生去思考、讨论。这样做的目的是使学生养成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获得知识的能力。这些开放性的内容在教学中没有确定要求,也不必作为针对所有学生的强制性要求,但在一学期中,每个学生都应参加一两个自己比较感兴趣的活动,这需教师做必要的指导。
3.教材对学习评价的设计和引导
两套教材均设置了不同形式的课上讨论和活动的题目,为教师在教学过程中及时检测学生的学习效果提供帮助。教师可以通过观察学生回答问题的情况,及时了解学生的学习结果,评价学生的学习情况。两套教材均设计了课后练习,为教师了解学生的学习效果提供帮助。教师可以通过学生完成作业的情况,及时了解学生对所学内容的掌握程度,同时教师也应及时将评价结果反馈给学生。另外,两套教材均为学有兴趣的学生设计了不同的题目,如,人教版教材设计了“说一说”栏目,教科版在“发展空间”中设计了有一定难度的练习等,教师在教学中应针对学生的实际,加以选择,提出不同要求。
两套教材的栏目设置都凸显了教与学的基本线索和过程,栏目设置不仅为教师讲授提供了内容,而且为教师指导学生学习和学生自学提供了内容,给学生的学习提供了较大的发展空间。如何利用好这些栏目,调动学生自主学习的积极性,是教师在教学中必须认真思考的问题。
三、充分利用教材资源搞好初、高中的衔接
高一物理是高中物理学习的基础,学生如果学习不顺利将会对整个高中物理学习带来更大的困难。因此,教师必须认真研究教材和学生,了解初、高中物理教学梯度的成因,把握住初、高中物理教学的衔接。
1.了解课程标准和教材的变化
(1)初、高中课程标准能力要求的梯度
初中:在解决问题或做决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法。强调培养学生初步的科学探究能力、科学态度和科学精神,具体为初步的观察能力,信息收集、处理和交流能力,分析概括能力。
高中:能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。发展学生的自主学习能力,能运用物理知识和科学探究方法解决一些问题。
(2)初、高中教材变化的特点
高中物理教材较初中物理教材在知识量、难度、开放性、系统性、理论性、综合性等方面均有很大增强。如,高中物理力学的知识点较初中增加了50%;知识的难度也大大增强,如功的概念,初中只要求知道“功等于作用力跟物体沿力的方向通过的距离的乘积”,会简单计算,而高中要会力与位移成一定角度的功的计算,知道功及正功和负功的含义等;初中教材有些只要求初步了解,做定性研究,而高中则要求深入理解,做定量研究,如,在初中只要求知道“力可以改变物体的运动状态”,而高中要知道力是产生加速度的原因,并要掌握牛顿第二定律的内容;教材用数学知识解决物理问题的内容大大加强,分析计算物理题,要具备数学的函数、解方程等知识技能,如,匀变速直线运动表达公式中引入了矢量,每个公式涉及四个物理量,其中三个为矢量,且公式数量近10个,如用图像表达物理规律,描述物理过程等。
2.初、高中物理教学方法与学生物理思维能力的梯度
初中物理教学以观察、实验为基础,使学生了解一些物理学的初步知识以及实际应用,即以直观教学为主,初中学生物理知识的获得大多建立在形象思维基础之上。
高中物理教学则结合观察实验、抽象思维和数学方法,对物理现象进行模型抽象和数学化描述,通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律,即在抽象的基础上进行概括,在学生的思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型。
3.在教学过程中,提升学生的思维能力
高中物理教学具有内容多,难度大,各部分知识相关联,课堂密度高等特点,有的学生仍采用初中那套方法对待高中的物理学习,虽然公式背得很熟,但一用就错,出现了学生学习方法与学习习惯不适应高中物理教学要求的现象,这种不适应现象长期得不到解决,学生就会感到物理深奥难懂,从心理上产生对物理学习的恐惧和排斥。
教师在教学中要注重同化新知识,特别是在初、高中相同知识点的衔接过程中,要明确提示学生新旧知识间的差异,注重纠正学生的思维定势或前物理概念,将新知识纳入到学生原有的知识结构之中;利用好教材中展现物理过程特点的图片、理想实验、实验现象等进行分析,同时,要增加教学过程中的交互性,利用教材中“思考”“讨论”等栏目,引发学生讨论、思考,这样不仅可以促进学生主动学习,而且有利于学生形成勤于思考、勇于质疑的习惯;在教学中不要为了赶进度而把结论强“灌”给学生,只要学生结合具体问题认真思考了,即使说不出结论,也会有所领悟,而这种领悟是非常重要的。在这种长期的思维训练过程中,学生逐步完成从形象思维到抽象思维、从静态思维到动态思维、从单因素的简单逻辑思维到多因素的复杂逻辑思维的过渡,不断提升思维能力。
四、加强实验教学,提升学生的实践能力
物理学是一门以实验为基础的科学,两套教材均能根据课程标准对实验部分的要求进行编写。
与过去的高中教学大纲不同,课程标准不再规定“必做”实验,而是把实验与其他教学内容紧密结合,这正体现了加强实验教学的做法。例如,课程标准规定,通过实验探究加速度与物体质量、物体受力的关系,通过实验理解力的合成与分解等。凡是课程标准做出这样要求的,两套教材都安排了实验。
与过去的高中教学大纲的另一个不同是,课程标准没有对实验的具体做法、使用的器材等做出硬性规定。这有利于师生因地制宜进行实验教学,尝试多种实验方法,使师生更注重实验中的科学思想,而不是背诵实验的器材、步骤等条文。教材中在有些地方对同一个实验推荐几种不同的实验方案,供师生选择。教师应根据实际情况适当选择实验方案,不必让学生全部都做。
人教版教材很多节的标题冠有“实验”二字,如“实验:验证机械能守恒定律”;教科版教材中,有些一整节就是“实验探究”,如第一章第九节“匀变速直线运动加速度的测定”、第三章第三节“牛顿第二定律”,这些是全体学生都必须完成的。此类实验规模较大,且多是定量的,一般要用两课时左右才能完成。
人教版教材节中的“实验”栏目,如第二章第四节“自由落体运动”中的“实验”;教科版教材的有些“实验探究”栏目,如第一章第九节“实验:匀变速直线运动的加速度测定”,第二章第三节“弹力”中“实验探究:弹力与弹簧伸长的关系”的测定等,都要求学生自己动手做,可做随堂实验处理。人教版教材中,“演示”栏目也是实验,往往由于器材等原因,只能由教师做给学生看,但有条件的学校应努力让学生动手操作,作为随堂实验处理。
人教版教材的“做一做”栏目也是实验;教科版教材的“发展空间”栏目中的“小制作”“实验室”也是实验,但大多属于扩展性内容,其中有的器材各校不一定都有,有的器材则可用日常用品代替。这些实验可由教师或学生根据具体情况在课下选做。
教师应通过各种手段加强实验教学,特别是探究性实验的教学。在注重实验操作环节,规范学生实验技能的同时,教师还应关注分析实验数据寻找规律的环节,在此环节中教师应自觉进行“角色换位”,多让学生去思索,并从中得到启发,不断提高学生的探究和实践能力。
另外,用信息技术改造某些已有实验、增加原来不能做的实验,这是大势所趋,教材编者在这方面正在做一些尝试。但由于各地发展不平衡,也由于在这方面还缺少经验,所以教师不能搞“一刀切”,这方面的内容不作为对全体学生的要求。教师要根据实际情况适当选择不同的现代化教学手段,为实现这一目标进行一些尝试。
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