以教材插图为导向的高中物理教学刍议——人教版《物理》必修一为例

以教材插图为导向的高中物理教学刍议——人教版《物理》必修一为例

冯奇

宁波市姜山中学  浙江省宁波市  315100

摘要：人教版高中物理新教材在旧教材的基础上发展创新，重视学科核心素养的培养。笔者主要从教材插图的角度分析新教材对落实核心素养的指导意义。笔者从课堂导入、新课展开、实验探究、知识应用、学生视野拓展等方面分析课本插图提出建议，旨在激发学生的求知欲，促进学生自主学习，同时培养学生的建模能力和科学思维，落实学科核心素养。

关键词：新教材插图、核心素养、情境创设

随着时代的进步和学生成长背景的改变，教育改革也在不断推进，物理教材也有了更新。物理教材在内容组织编排、呈现方式、课后习题方面都有很大的变化。统观必修一正本教材，课本融入真实生活场景、中华民族传统文化及经济建设、科学研究、科技创新等方面成就，注重培养学生的爱国主义情怀、科学探究能力、实践能力和创新精神，有助于提高学生的核心素养。

笔者主要从教材插图的角度来分析新教材对落实核心素养的体现与重视，以及其对教学的指导作用。新教材的插图丰富多彩，不仅富有美感，而且更加真实，当然，更重要的是在教学过程中发挥重要的辅助作用。形象生动的插图对学生的感官有直接的“冲击”作用，既能吸引学生的注意，又能与教学相结合，激发学生的兴趣，为抽象的物理知识服务，同时也让学生更深地体会到物理与生活息息相关，来源于生活、服务于生活，进而提升学生探究和解决问题的能力。

下面，笔者以人教版《物理》必修第一册为例来分析。

1. 情境导入，引发主动思考

科学始于探究。新教材在每节开始设置了“问题”栏目，引发学生的主动思考，引导学生观察、发现、思考、探索。例如第三章“第三节 牛顿第三定律”以大人和小孩掰手腕的图片引入，大人很容易就把小孩的手压在桌面上。从而提出问题：他们施加给对方的力大小相等吗？虽然学生初中已经知道“力的作用是相互的”，而根据此情境，学生直觉上会认为大人对小孩的力一定大于小孩给大人的力，由此引起学生的认知冲突，带着这个冲突推进思考、探究，通过设计实验获取证据，合理推理，得出结论。再反观这个问题，更正学生头脑中原有的错误认知，实际上大人给小孩的力等于小孩给大人的力，而之所以大人能赢是由于对大人而言，小孩对大人的力小于大人肌肉骨骼给的力。由此让学生再来思考一些类似的现象并解释，使学生印象更为深刻。

教材中的插图给教师教学提供了新的思路，在课堂引入的时候，尽量选取与学生学习、生活等息息相关的情境，熟悉的情境更容易引起学生共鸣，方便理解。有一些概念和规律与同学们的日常认知有冲突，那么可以选择针对性的情境，从情境出发，带着问题学习新内容，重新建立、明确认知，解释现象。当然，将插图尽可能实现课堂再现，也会为学生积极思考、深度学习提供更为有利的平台。比如“掰手腕”就可以让两位同学现场进行，呈现效果和学生感知会更生动，让学生感觉更亲近，也激发了学生学习的兴趣，调动了课堂的氛围，积极主动参与学习探究活动。

课堂重视具体问题情境的创设，让学生每次都能带着问题学习新课，久而久之，对生活中的现象就会有意识地带着问题去观察、思考，逐渐形成问题意识及提出问题的能力[1]。

2. 逻辑建构，培养科学思维

教材在插图中渗透科学方法，逐步递进地安排内容。教材在一节新课的插图中体现着严谨的逻辑建构思想。例如第三章“第二节 摩擦力”中的三幅插图，有着内在的逻辑关联，单从图片就足以启发学生分析问题、解决问题的思路和科学研究方法。               

另外，教材多处反复利用一个情境，随着学生知识的深入，问题逐层递进。例如在第一章学习了运动的描述后，单元“复习与提高A组”第2题选取跳伞运动员的空中造型图，考察学生对参考系概念的理解。在“第三章 相互作用——力”的章节引入插图选用同样的情境，引导学生掌握如何描述运动之后，还需要了解运动状态发生变化的原因，而这正是由于物体间的相互作用，学习探究进一步推进，而要研究物体间的相互作用，可以先从简单问题入手，研究一名运动员的受力，再从简单的“重力与弹力”入手逐层深度学习。复杂问题简单化，从整体到局部，从简单到复杂是研究复杂问题普遍适用的科学研究方法。             

模型建构是科学思维素养中的重要要素，广泛应用于科学研究[1]。教材重视对学生模型建构能力的培养，由浅入深、逐层推进，通过不断思考、探索、提升学生能力和素养。笔者认为在教学过程中，也应充分利用真实情境、身边素材启发学生思考，一方面注重对学生模型建构能力的培养，启发学生学会利用物理知识科学分析、解决问题；另一方面注重对情境的多层次、多角度分析，随着知识的深入，对情境蕴含的物理规律理解更深刻、更系统，甚至可以走向课题研究。学生的科学思维会在逐渐思考、分析的过程中得到提升，逐渐形成关注生活、多思考、多发现、多研究的优良习惯，并且能够运用严谨的科学研究方法开展科学研究。

3. 真实实验情境，提升科学探究素养

教材中尽可能呈现清晰、真实的实验装置图，形象直观，一目了然，实验可视化更强，拉近了学生与实验的距离，有助于进行探究性学习，给教学带来很大的方便。基于插图，教师可以和学生共同探究实验过程和原理，学生对实验器材以及实验过程印象更为深刻，由此也有利于展开之后的教学活动。另外，插图除了对课堂的指导作用，对于学生离开实验室，课后巩固复习也有很好的辅助，可以帮助学生回忆实验细节和注意事项等。

科学探究，是一种学习方法，强调学生自主发现问题、解决问题，在这个过程中理解知识。实验是科学探究的重要环节，教师要充分利用学生实验、课堂演示实验等启发、引导学生自己观察、发现、思考，提出问题、寻找答案。目前，一大部分学生对实验的重视程度不够，缺乏探究精神，教师应多在实验设计和组织方面下功夫，通过联系生活实际，激发学生探究思维和对物理实验的热情，重视实验素养的培育，逐渐培养学生自主设计实验的创新精神。探究和创新精神也是学生未来学习、生活所需的能力和素养[2]。

4. 习题拓展延伸，服务实际生活

新教材的课后习题改变了过去理解抽象物理概念、规律的学习模式[2]，更加注重从生产、生活以及科学等方面提出问题，建立生活情境与科学知识、方法的关联，倾向于培养学生从实际情境出发，利用物理知识构建模型，解决问题的能力，使学生体会知识服务生活，激发学生的求知欲、探索欲。例如“重力和弹力”课后第7题应用重心的知识设计一个排污沟的自动冲水装置，可联系到学校厕所是怎么实现每隔一定时间充一次水的，学生由实际问题自主思考、探究。“超重和失重”课后习题4以游乐场娱乐器械为情境设置问题，游乐场娱乐项目是同学们非常喜欢的活动，这样的情境问题相比枯燥的物理题目学生更愿意参与。

这些与学生学习、生活息息相关的插图，更容易激发学生的探索精神。借此出发，不仅能促进学生建立物理知识与实际问题的连接，学以致用，也能对所学内容起到巩固作用。教师平时也应多收集这类素材，服务于教学。笔者担任班主任工作，参与学生活动较多，学生在素质拓展中游乐场内感兴趣的项目，运动会、篮球赛上学生比赛的情境等等都是很好的素材，也是教材中常用的一些情境，这些素材收集起来，在课堂上灵活应用，更有代入感，更容易引起学生的关注。

5. 重视视野拓展，落实情感态度与价值观

教材中渗透对学生的爱国主义教育，如“时间 位移”的“问题”栏目选用天安门广场北京长安街的情境，“牛顿第二定律”的“科学漫步”选用我国航天员在天空一号实验室用动力学方法测质量的情境，“超重 失重”选用在天空一号空间实验室上展示水球的情境等等，使学生在学习知识的同时，加强对学生的爱国主义教育。

此外，教师也要引导学生多关注科学前沿，拓宽视野，对科学前沿蕴含的基础物理规律能够用所学的知识建模分析。近年来，高考命题也趋向于和科学前沿的融合。2017年11月浙江选考物理第3题考察诺贝尔物理学奖的成果；课本“序言”也呈现了一些著名的诺贝尔物理奖获得者，所以教师应引导学生注重物理学史知识的积累。

科学在不断发展和完善，人类的探索无止境，教师应让学生了解前沿的科技领域，运用所学知识了解相关的物理规律,关注学生情感态度和价值观的形成。

综上所述，新教材的插图是经过编写者精心设计的，更多地以真实照片展示问题情境，重视对学生核心素养的培养。教师在教学设计中，应充分发挥插图的作用，挖掘插图的隐含功能，更好地服务教学，全面落实核心素养，加强深度学习。

参考文献：

1. 张颖.以核心素养为统领的高中物理教材编写.中学物理教与学，2021（2）：23-27.
2. 印晓明，戴加成.人教版高中物理教材编排变化及教学启示.中学物理教与学，2021（2）：28-31.