取各版教材绪论之长 展高中物理开篇之章

［摘 要］高中物理开篇第一课对高一新生了解课程、了解教材、确立物理课程的学习总目标以及激发高一新生的学习兴趣意义重大，但在实际教学中高中物理开篇第一课得不到应有的重视。文章从编写思路及编排特点、情境素材选择、科学探究、科学态度与责任四个方面对比分析我国五版高中物理教材的绪论并挖掘其精髓，总结提炼出高中物理开篇第一课的教学要点，为高中物理一线教师更好地开展开篇第一课的教学提供参考。

［关键词］高中物理；教材；绪论；开篇第一课

［中图分类号］    G633.7        ［文献标识码］    A        ［文章编号］    1674-6058（2024）20-0052-04

绪论作为物理教材的开篇介绍，具有纵论课程的整体情况，阐明学习的目的、意义、思路和方法，概括课程总体结构和框架，引导读者进行主题学习的功能。我国常用高中物理教材除沪科技版没有绪论外，其他五版教材都有绪论，且均勾勒了高中物理学科的神与形，使学生对高中物理学科形成初步认识并对高中物理课程的学习充满期待。

以往的相关研究型论文，通过对比各版本物理教材绪论的异同，给出教学启示[1-2]；或通过对比新旧版物理教材，挖掘物理课程的育人价值[3]，但并未从实际教学路径的角度给出具有实践意义的启示。本文从编写思路及编排特点、情境素材选择、科学探究、科学态度与责任四个方面对比分析我国五版高中物理教材的绪论，并博采众长，给出教学要点以及具体教学实践路径，以期为高中物理一线教师开展开篇第一课的教学提供参考。

一、连类比物——五版高中物理教材绪论对比

（一）编写思路及编排特点

我国五版高中物理教材的绪论皆采用朴实又激昂的文字描述方式，在课程的一开始就奠定了物理学科科学本质观[4]的大基调。从编写思路及编排特点可一窥要旨。

总体而言，五版高中物理教材绪论的行文思路基本一致。首先，从物理学概述（包括物理学的研究对象、物理学的学科特点、物理学的定义、物理学的发展历史）等角度开始，使学生对物理学科有一个大致的了解，体会物理学“大厦”的宏伟壮观。其次，着重介绍物理学的学科价值，主要包括物理观念、科学世界观中的思想价值、科学探究中的思维模式与研究方法、科技交融的成果与应用、科学态度与责任四大类。最后，以学好物理的方法作结，为初入高中的学生指明学习方向。五版高中物理教材的绪论在行文时没有刻板地按照物理学科核心素养进行罗列，但都有意识地向其靠拢。

具体来看，五版高中物理教材绪论的编排各具特色。人教版核心素养导向最为明显。沪科教版除了详尽介绍物理学科发展史，还另辟蹊径地将物理与艺术联系起来，激起理性与美的碰撞。教科版的特点在于鼓励、质疑、提问，举例贴近生活又十分新颖。鲁科版文学性最强，具体表现在工整的一级标题、穿插的名人名言、详尽的故事叙述和描述性更强的现象介绍上，内容于深刻之外平添了优美。粤教版则将大段篇幅放在了科技发展成果的介绍上。

（二）情境素材选择

基于已有的“情境类型学”分析框架[5-6]，情境素材从装扮系数维度来看，情境的呈现方式有文字、图片、图文等类型；从辨别参数维度来看，情境素材来源分为物理实验、社会生活、自然现象、科技前沿、物理学史与文化、学科知识。其中，物理实验包括学生实验、演示实验和课外实验；社会生活包含与学生日常生活密切相关的社会生活、文化生活；科技前沿是指先进的科技成果以及社会工程项目；物理学史与文化包含物理学的科学探究方法、物理学家的科学思维活动、物理学与人类社会发展的联系以及与历史文化相关的内容；学科知识指物理学知识内容与物理模型。

五版高中物理教材的绪论都选取了丰富的情境素材，但是在选择时依据行文各有侧重。人教版、沪科教版和教科版的素材选择更为全面。沪科教版插入了有趣的演示实验，教科版最凸显现代科技前沿，鲁科版最注重生活和自然中的物理情境。沪科教版详细介绍了物理学史，用物理学“大厦”徐徐建立的伟大过程与人类所能认识的物质世界时空尺度的不断延展来彰显物理学的探索无止境，在行文中共提及物理学家27名，为五版教材之最。

五版高中物理教材的绪论都力求做到图文并茂，在选取情境素材时图文的结合情况如表1所示。

（三）科学探究

物理课程的学习离不开科学探究，沪科教版、鲁科版和教科版在绪论中较为重视科学探究。沪科教版和鲁科版都有单独的一节来介绍科学探究并鼓励学生进行科学探究，其中沪科教版详细介绍了三个可以让学生在课堂上和生活中自己动手操作的实验，鲁科版则侧重从物理学家的实验探究中吸取经验。教科版在第四节中有整段内容介绍“自己动手设计实验”，所列举的例子从实际生活和自然现象出发，更具开放性、综合性和挑战性。人教版和粤教版虽然没有围绕实验探究的大段内容，但是在介绍物理学科特点时也同样有所涉及。

（四）科学态度与责任

1.学科交叉与社会责任

STSE旨在强调社会责任，又自带学科交叉属性。学科交叉点是科学新的生长点、新的科学前沿[7]，也是人类面临的重大复杂科学问题、社会问题的聚焦处。在人教版、沪科教版、鲁科版的绪论中以时间顺序将物理学在不同时代对科技发展和人类社会进步的巨大影响娓娓道来。教科版的绪论强调了物理学科的基础作用；粤教版的绪论从物理学与其他自然科学的相互渗透、物理学对现代技术的基础作用、物理学对现代生活的影响这三个角度分别进行详细的介绍。在叙述科学与技术的交融时，人教版将重点放在了物理学和各种技术的相互推动上，蕴含辩证思想；鲁科版在看到科学技术带来的巨大益处时不忘进行批判性思考，提醒学生思考科技发展带来的伦理性问题和科技与生态的协调问题。

2.情感态度与价值观

情感态度与价值观具有丰富的内涵，包含对科学本质的理解、对科学对象与过程等所持有的态度以及科学伦理与责任。人教版用了完整的一节来强调科学精神，足见对其的重视。其他版本物理教材也将科学价值观融入字里行间，或显性，或隐性，或深沉，或真挚，各有侧重。显性的科学态度与责任内容如表2所示。关于我国的航天技术、高铁、射电望远镜等科技成果的介绍以及对我国古代科技成就的介绍则蕴含了对学生爱国情怀、责任使命的隐性教育。

二、博采众长——高中物理开篇第一课的教学要点

基于前文对五版高中物理教材绪论的分析和比较，围绕核心素养，对高中物理开篇第一课的教学提出以下几点建议。

（一）突出本质，把握思路

五版高中物理教材的绪论一开始就对物理学进行了简单的介绍。在绪论课中，这种概述性质的整体介绍最忌长篇累牍、抽象乏味，因此教师不能盲目灌输以期学生立刻对物理学建立全面的认识，而应当先整理出自己的思路形成逻辑链，然后将有关物理学科本质的认识分散开来并融于各部分之中，由学生自己体悟。绪论课的主干内容应是通过对物理学科价值的分析和物理学研究前景的展望，使学生清晰地认识到物理学是一门有关“万物之理”的伟大学科，认识到学习物理学的重要意义并愿意深入学习下去，为高中物理学习开好头。

（二）丰富情境，引人入胜

五版高中物理教材在情境素材的呈现上力求丰富多彩，如呈现生活中常见的自然现象、有趣的实验现象、科技发展前沿、物理学史等。沪科教版注重实验探究、强调物理学史，教科版注重实际应用，鲁科版富有人文情怀、关注自然现象，粤教版注重发展动态和未来趋势。因此，教师在进行绪论课教学时应采各版教材之长，综合选择情境素材，照顾不同学生的兴趣点，达到引人入胜的效果。

（三）重视实验，鼓励探究

物理学是一门实验科学，任何理论的正确性都需要通过实验来检验。沪科教版在“探究求真”一节中提到的“水流星”“皂液膜上的彩色条纹”“超重失重”等小实验和有趣现象是十分易于现场展示的，且极具趣味性，教师可给学生做演示实验或让学生自己操作，从中总结经验、提炼规律，初步体会科学探究的乐趣。教师还可以设置问题串，引导学生自主思考，进行合理的分析推理与总结归纳。

（四）学科交叉，注重应用

五版高中物理教材的绪论着重介绍了科技发展的伟大成果，这些与物理学相关的成果，有的与生活密切相关，令学生倍感亲切；有的在推动社会发展和人类文明进步中扮演了重要角色，令学生满怀敬畏；有的是社会热点、大国重器，令学生心生自豪。教师可从五版教材的绪论中选取不同角度的例子进行介绍，使学生感受到物理学的无穷魅力，以此激发学生的学习兴趣与热情。教师在介绍科技发展成果的同时也要引导学生正确看待它们对社会和环境的影响，借此培养学生的辩证思维，并从STSE角度渗透科学态度与责任教育。

（五）培养科学态度与责任

科学态度与责任包括科学本质、科学态度、社会责任等要素[8]。科学本质观是一种对科学的理性认识，科学态度包括科学过程中的好奇、求是、严谨、创新、合作[9]。社会责任则包括科学伦理与底线。物理学史上有追求真理、不向强权低头的勇士，有大胆假设、小心求证的实证家，有开拓进取、勇于创新的探索家，有不辞辛劳、治学严谨的实干家。对于物理学的理性光辉和科学精神，教师可在绪论课以及日后的教学中时时强调，内化传承。

三、兼容并蓄——高中物理开篇第一课的教学实践

在对比五版高中物理教材绪论的特色，并博采众长，总结高中物理开篇第一课的教学要点的基础上，设计了高中物理开篇第一课的教学实践路线（如图1）：以时间为顺序，以物理学史为主线，利用丰富的情境素材，鼓励质疑，重视实验探究，展现学科交叉和科技成果应用，培养科学精神。

（一）提问与思考

“日出而作，日入而息。凿井而饮，耕田而食。（《击壤歌》）”数千年前，先民就对自然怀着婴儿般的好奇，在生产劳动中总结经验性物理知识，研究物质及其运动规律的物理学就在此时萌芽。桔槔俯仰、日影轮转即是抬头平视自然的一曲赞歌。

“天何所沓？十二焉分？日月安属？列星安陈？（《天问》）”古人善于质疑，而我们只道寻常。在生活中太想当然，会失去许多发现问题的契机，进而无法进行探索和解决问题。

为什么彗星拖着长尾消失在茫茫星空后若干年又如约出现？

为什么地球上没有足球那么大的雨点？

为什么学校池塘中的水黾能在水面上栖居？

为什么皂液膜上会有绚烂的彩色条纹？

师：在初中，我们已经初步领略过物理世界的风景，但是依然无法解释这些简单的自然现象背后的物理原理。通过高中物理的学习，我们将一同探索更为广阔的天地。现在，这些问题我们暂时留个悬念。请同学们小组讨论，思考生活中常见的自然现象，互相提一提问题，然后一起记录到我们的备忘录上。

设计意图：利用常见的生活现象及情境，引发学生对其物理原理的思考，拉近物理学与学生之间的距离，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生善于观察、勤于思考、乐于质疑的习惯。

（二）阅读与分享

让学生阅读《墨子》《考工记》《梦溪笔谈》等典籍，了解其中有关物理的经验规律[10]，以及中国古代的物理学成就。

教师布置课后作业：搜集古希腊自然哲学的相关材料；提炼中西方在物理学萌芽时期已经认识到了哪些物理规律，中西方的物理学有哪些差异，并进行分享交流。

设计意图：阅读中国古代科技类著作，体会古代人民的智慧，培养民族自豪感。在文言文和其他语言阅读中感受不同学科的魅力和中西方的物理学差异，培养学生搜集资料的能力，为学生后续学习经典力学等知识奠定基础。

（三）实验与探究