新旧人教版教材“思考与讨论”栏目情境对比与教学启示

收稿日期：2023-09-18

作者简介：沈旭东（1991-），男，中学一级教师，主要从事高中物理课堂教学研究。

摘   要：通过对比人教版2019年版教科书选择性必修一和2014年版教科书相同内容下的“思考与讨论”栏目的情境变化情况，总结栏目变化的四个特点，并以此为基础分析“思考与讨论”栏目的教学应用，探讨教学经验与启示。

关键词：思考与讨论；栏目变动；情境教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2024）3-0026-4

《普通高中物理课程标准（2017年版）》指出：高中物理课程通过创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境，培养和发展学生的自主学习能力［１］。为此，人教版2019年版教科书（以下简称“新教材”）对栏目进行改革，引入大量情境以适应教育发展的新要求。备受关注的必然是新增的“问题”栏目，而同样依托情境开展的“思考与讨论”栏目也值得关注和研究。

1    基于选择性必修一“思考与讨论”栏目的情境对比

在新教材中，“思考与讨论”栏目是除每节必备的“问题”栏目和“练习与应用”栏目外数量最多的。相较于人教版2014年版教科书（以下简称“旧教材”），新教材中“思考与讨论”栏目的情境选取、栏目定位、开展方式等皆发生了变化。

以新教材选择性必修一为例，该本教科书由旧教材选修3-4和选修3-5中的“动量”和“波动光学”两部分内容组合而成，是学生在过往学习中未曾接触过的知识内容，以其中的“思考与讨论”栏目作为研究对象具有代表性。通过对新教材每一章节中“思考与讨论”栏目涉及的情境进行整理，追溯这些内容在旧教材中所处的栏目，得到表1所示结果。同时，为了更直观地对比增删情况，将旧教材同章节中的“思考与讨论”栏目的情境和变动情况在表2中进行列举。

2    选择性必修一“思考与讨论”栏目情境变动特点分析

从表1、表2的对比中可以总结出新教材“思考与讨论”栏目情境变动的四个特点。

2.1    情境选取注重传承与创新

教科书的编写往往注重传承与创新，对那些已经在教学实践中被证明是有效的情境进行保留，而对不符合当下教育潮流的内容进行创新改进是必然的。首先是内容的传承，主要分为两类：保留原有“思考与讨论”栏目的情境或从旧教材其他栏目中选取合适的内容作为“思考与讨论”栏目中的情境。表1中的（3）（5）（10）（12）属于前者，（1）（2）（4）（6）（7）（13）属于后者。这类情境描述简单，与授课主线紧密相关，同时具有一定的思维深度，将其保留或改编后放入“思考与讨论”栏目，且其辅助教学的效果已经在旧教材的实践过程中被证明，例如“（3）太空中人抛出物体后的动量改变量是多少”，该问题的情境启发学生用新学习的知识解决问题，类比反冲现象和火箭的原理，形成更为深刻的认知。

2.2    栏目功能定位“思”与“论”

新教材的栏目划分更加细化，它将旧教材“思考与讨论”栏目所承担的课堂引入功能分离，单独成立“问题”栏目，提升栏目的针对性；将构建知识所必须经历的、思维逻辑难度大的、答案结论缺少开放性的提问移到正文内容或“例题”中，降低栏目开展的门槛，提升课堂的有效性。因此，新教材“思考与讨论”栏目更专注于对课堂重难点的“思”与“论”，发掘情境、直觉与知识背后的联系与矛盾，让学生在分析问题中不断应用与反思新的知识点，形成解决问题的关键能力。

2.3    开展方式聚焦学生自主活动

新教材基于“思考与讨论”栏目的定位，将情境置于每个知识点之后，方便以学生自主活动的形式开展“思”与“论”。这种以学生为主体开展教学的思想符合建构主义的理念，启发学生更好地建立概念、探索方法、发现规律和形成批判性思维。同时，也能引导学生主动将“思”与“论”过程中产生的疑惑反馈出来以寻求团队解决，提高了学生的沟通、交流与协作能力，形成自主学习和团队学习的能力。

2.4    问题设计强调核心素养

从提问设计上来说，新教材“思考与讨论”栏目的情境侧重讨论过程而非最终结论，讲究以自主学习的方式提升学生的科学思维、科学探究和科学态度。设问时摒弃计算推导和习题练习式的问题，侧重以有趣的情境和开放式提问营造积极热烈的讨论氛围，提升学生的参与兴趣。比如，针对生活类情境，通过构建模型、辨析、推论、质疑等形式，将问题与新知识建立联系，形成系统性的知识脉络，以培养学生解决问题的科学思维。针对实验类的情境，通过提出假设、举证质证、解释交流、评估反思等形式，发现现象背后所涉及的本质，培养学生科学探究的能力。针对创新开放类情境，通过自主学习和团队合作，让学生养成求真务实的科学态度。

3    “思考与讨论”栏目的教学应用

“思考与讨论”栏目的教学应用应根据情境的不同，采用不同的开展方式。对于实际情境，可以用感受或体验的方法去接触和领悟新概念和新知识。对于从课堂知识点延伸出来的推理论证类的情境，则采用建模和推论的方式，建立理论与实际情境之间的本质联系，归纳总结规律，沉淀解决实际问题的思维方式。对于实验探究类的情境，则是从实践操作入手，理清实验原理，通过制造假设与实验结论之间的冲突，启发学生反思实验过程，举证并解释误差产生的原因，以此提升探究能力。

3.1    以感受和体验突出物理观念

新教材对《动量守恒定律》一章的教学顺序做了比较大的改动。将原先的探究实验改为验证实验，放在理论内容的学习之后。这样的编排使得“动量守恒定律”一节正文中得到的结论“碰撞过程中系统动量守恒”是基于纯理论推导，若要实现教学逻辑闭环，需要当堂进行实验验证。因此，在正文内容之后，安排图1的情境，通过演示小车弹开的过程，将抽象的推导转化为一目了然的现象，让初学者切身感受现实情境背后的物理本质，加深对“动量守恒观”的理解。开展此类简单情境的讨论，让学生畅所欲言以增加课堂参与度，夯实基础知识，为后面更严谨地验证动量守恒定律打下基础。

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图1  两辆小车总动量是否增加

3.2    以建模和推论沉淀思维方式

在“全反射”一节的教学中，通过玻璃砖演示全反射的现象，并引出全反射与临界角的概念与定义之后，出现了图2的情境。该问题旨在引导学生从一般折射入手，利用极限思想建立恰好发生全发射的光路图，并利用折射定律推导和论证发生全反射时的数学模型。相比于直接给出全反射的公式给学生带来的疑惑，利用对该情境的“思考与讨论”可以更有效地帮助学生理解全反射的条件，从本质上思考全反射与折射、反射等光学现象的区别与联系，逐渐掌握处理实际问题的方式与方法，对光学形成系统的思维认知。开展此类需要一定思维能力的讨论，既能让优秀的学生发挥所长，展示自己的优点，也可以带动后进生参与，做到共同进步。

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图2  计算全反射的临界角

3.3    以举证和解释提升探究能力

为了简化问题，理论研究往往会忽略次要因素的影响，选取最理想的情况。但在实验中，这些被忽略的细节往往会对实验结果产生重大影响。对于单摆而言，摆长是一个重要的变量，但如何选择摆线和摆球的材料，不同的线和球将带来什么影响，如何固定摆线，这些问题在单摆的理论学习时都没有进行讨论与研究。于是，在“实验：用单摆测量重力加速度”中，基于学生掌握单摆周期公式和实验思路的前提下，利用图3的情境对测量摆长的细节进行探讨是非常重要的。学生可以尝试不同的摆线和摆球的组合、不同的摆线固定方式来进行实验，通过对比实验测量与理论计算的吻合程度，找寻最佳组合。通过分析和还原实验细节，寻找证据证明自己的结论，解释为什么有些组合会产生较大误差，总结单摆摆长选取的规律。通过在实验中不断尝试，学生可以发现理论与实践的联系与区别，提升从发现问题到解决问题的能力，逐渐走上自主探究的道路。开展小组实验探究，本身就是交流、讨论和协作的过程，在此期间团队成员制订计划，克服困难，合作达成目标，实现共同进步。

（下转第32页）

（上接第28页）

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图3   测量摆长细节讨论

3.4    以品味和浸润涵养科学态度

从上面三个应用可以发现，物理教学除了提升人的素养能力，也时刻在浸润着科学态度。认真对待眼前问题，诚信开展学术的探究，坦然面对实验失败，团队协作目标统一，坚守初心不轻言放弃，这些都是“思考与讨论”中所倡导的理念。新时代背景下，对培养学生的科学态度提出了更高的要求，要善于把“思考与讨论”与爱国主义情怀、奉献主义精神紧密结合，健全学生品格，提升道德修养。

4    总结与启示

实践证明，开展“思考与讨论”可以有效提高课堂效率，但需要对整个过程进行规划。首先，在备课环节中要理顺教材的知识顺序，结合学生素养水平合理编排教学顺序，确定安排“思考与讨论”的节点。同时，要充分相信学生的能力，尽量把课堂时间交给学生，多进行师生互动和生生互动，实现在“思中学”和“做中学”，并对讨论可能出现的突发情况制订预案，保证课堂的有序进行。另外，不要完全受限于教材，要与时俱进地补充新的情境和素材，针对教材中较为沉闷和抽象的内容，用合理的情境进行“思考与讨论”，会起到事半功倍的效果。无论采用何种手段开展“思考与讨论”，其根本目的是以情境和问题引导学生自发地思考现象背后的本质，提升学生的科学思维与探究能力，形成积极向上的科学态度，走上自我发展的道路。

参考文献：

［１］中华人民共和国教育部．普通高中物理课程标准（２０１７年版）［Ｓ］．北京：人民教育出版社，２０１８．

［２］沈旭东，郑玲玲．人教版新旧教材“做一做”栏目实验对比及教学启示［Ｊ］．物理教学探讨，２０２２，４０（４）：２０－２３，26．

［３］葛正洪．从核心素养视角谈物理新教材“问题”栏目的设计［Ｊ］．物理教师，２０２０，４１（２）：１４－１６．

（栏目编辑    刘   荣）