必修1、必修2編寫思想
人民教育出版社物理室張大昌
自2023年初以來，編者以《普通高中物理課程標準（實驗）》為依據，編寫了全套《普通高中課程標準實驗教科書物理》。本文結合共同必修《必修1》和《必修2》兩本書，談一談編者在落實新課程理念時的想法和所做的努力，希望能與老師、學生們交流，也希望更多地聽到大家的意見。
一、循序漸進，步步登高
任何教學活動都要使學生學會所教的內容，對於高中物理課程來說，就是要學會物理學的內容，否則無論知識與技能還是過程與方法、情感態度價值觀的教育都無從談起。落實三維課程目標的前提是學懂物理學！
要學懂物理學，有很多應該注意的事情，但有極其重要的一條，那就是循序漸進。乙個5公尺高的峭壁，沒有專門的工具、沒有經過專門訓練的人難以攀登，而泰山高1 524公尺，一般的人都能爬上去，這是因為泰山路上開鑿了所有健康人都能接受的台階。
教學也是這樣。凡是教學中的難點，一般說來都是新內容與學生已有的認知之間存在較大的落差。正確分析這個落差，搭好合適的「台階」，正是教學藝術性之所在。
教科書的作用之一是做好教師的助手。編者在分析難點，幫助教師搭設教學台階這方面做了很多任務作。
1. 向量的教學
編者是通過以下幾個階段來引導學生學習的。
（1）通過位移初步接觸向量
幾十年來，我國高中物理教科書既有從力開始的，也有從運動學開始的；國外教科書也是這樣。兩種安排各有道理。課標教科書從運動學開始，目的之一是使向量的教學能循序漸進。
在高中階段，對向量的認識要突出兩點：方向性和加法法則。對於高一學生來說，兩者都不容易。
如果先學力，學了方向性後，幾乎立即就要學習相加的法則，兩個難點相距太近。因此，新教科書先學位移，通過位移初步接觸向量。在《必修1》第一章第2節說「像位移這樣的物理量叫做向量，它既有大小又有方向……」這裡描述了向量的乙個特徵，但不是下定義。
（2）通過思考與討論「領悟」到向量相加具有特殊的規律
《必修1》第一章第2節有個「思考與討論」：一位同學從操場中心a出發，向北走了40 m，到達c點，然後又向東走了30 m，到達b點……你能通過這個例項總結出向量相加的法則嗎？
這裡並不要求學生完整地得出平行四邊形或三角形的法則，但一定要讓學生思考。只要能夠認識到最終的位移並不是把40 m與30 m相加就可以得到的，這就可以了。教學中要設法讓學生心裡存疑。
新課程不是鼓勵學生的**精神嗎？存疑就是教師預先埋伏下的問題，**的開始。學生會不自覺地對這個問題做出或淺或深的猜想與假設……這對於後來的學習是很有意義的。
（3）通過實驗探索向量相加的法則
《必修1》第三章，學生通過實驗了解了力相加的法則，為向量的完整定義打下了基礎。
（4）向量的定義
在第三章，學過了力的合成、力的分解這兩節之後，教科書才給出向量的定義。這裡強調的是，並非所謂有「方向」的量都是向量，向量必須遵從一定的加法法則。
（5）通過「說一說」深化向量相加的法則
知道了定義並不等於掌握了這個概念。在知道了向量的定義之後，教科書以速度向量為例詳細地討論了在一條直線上的v1、v2與它們的變化量δv之間的方向關係，為以後學習加速度的方向與速度方向的關係打基礎。
在這樣的討論之後，「說一說」欄目又引導學生進一步討論當v1、v2不在一條直線上時求它們的變化量δv的方法。
到了《必修2》，研究做勻速圓周運動的物體的加速度方向時（小字），又一次運用求向量之差的方法。經過這麼幾個台階，學生對於向量的認識才能達到較高的水平。
2. 勻變速直線運動的教學
教科書關於勻變速直線運動規律的寫法是循序漸進的又乙個例子。
我們提倡素質教育。什麼人的科學素質比較高？除了比較豐富的科學知識之外，乙個重要的表現就是他應該「說話有根據、說話有條理」。
後者實際上指的是邏輯思維的能力，講述一件事時「一步乙個腳印」地循序漸進，這是表現之一。怎樣能使學生的思維做到這樣？這不是靠「教導」能夠解決的，要靠「示範」。
教科書、教師這樣做，時間長了，學生也會這樣做的。
在過去的教科書中運動學集中於一章，課標教科書把它們分在兩章之中。兩章的分工是：第一章學習基本概念（時刻和時間間隔、座標系、位移、速度、加速度）、基本技能（用打點計時器測瞬時速度、用圖象表示速度、從速度－時間圖象獲取有關運動的資訊……）第二章則是利用第一章學到的基本概念和基本技能來研究勻變速運動的規律。
編者在這裡及在整套書的編寫中的指導思想之一是要做到「線索清晰、節奏分明」，這既是思維能力的基本功、交流能力的基本功，也是循序漸進原則的一種表現。
第一、二兩章的教學節奏是這樣的（中間的一排星號是兩章的分界）：
時刻、時間間隔、位置、位移、速度、加速度等基本概念
↓用打點計時器測瞬時速度的技能（測手的速度）
↓用圖象表示速度和從速度圖象獲取資訊的技能
實驗：**小車速度隨時間變化的規律
↓通過實驗發現自然界存在這樣的運動：v-t圖象是一條直線（由學生作出）
↓這樣的運動叫做勻變速直線運動
↓利用圖象對勻變速直線運動做普遍性的分析（陸續得出三個公式）
在過去的教學中，第一次正式使用打點計時器時測量的就是勻變速直線運動，要用到測量的結果；新教科書則是測量手拉紙帶速度，而且要作出手的運動速度與時間關係的圖象。這樣做的目的是在教師和學生的心目中淡化物理規律，把注意力集中於打點計時器的使用技能和從圖象獲取資訊的技能。
循序漸進的原則不僅適用於知識的學習，也適用於科學方法的學習和訓練，後文還要涉及。
二、改變學習方式
高中學生正處於生理、心理發育的十字路口，這三年正是他們規劃人生的階段。多數學生將來的職業不會與高中物理直接相關，其他課程也是如此。所以，高中階段教育的任務之一是：
培養學生終生學習的願望和能力。提高學生的學習能力是包括物理在內的所有高中課程的任務。怎樣提高學生的學習能力？
就像前面談到的提高思維能力一樣，不是憑說教，而是讓學生按正確的方式去學習。
過去的學習方式基本是「老師講，學生聽，學生練」。不應該全盤否定過去，今後老師還要講，學生還要聽、還要練；但是在講、聽、練的過程中我們提倡「獨立思考，同伴交流，師生互動」。教科書的作用之一是引導課程方向，包括對學習方式的引導。
下面是乙個很好的例子（《必修1》第二章第3節「思考與討論」）：
老師：能不能根據表中的資料，用最簡便的方法估算實驗中小車從位置0到位置5的位移？
學生a：能。可以用下面的辦法估算：
x＝0.38×0.1＋0.63×0.1＋0.88×0.1＋1.11×0.1＋1.38×0.1＝……
學生b：這個辦法不好。從表中看出，小車的速度在不斷增加，0.
38只是0時刻的瞬時速度，以後的速度比這個數值大。用這個數值乘以0.1 s，得到的位移比實際位移要小。
後面的幾項也有同樣的問題。
學生a：老師要求的是「估算」，這樣做是可以的。
老師：你們兩個人說得都有道理。這樣做的確會帶來一定誤差，但在時間間隔比較小、精確程度要求比較低的時候，可以這樣估算。要提高估算的精確程度，可以有多種方法……
此外，新教科書中的很多素材與過去完全一樣，但寫法不同，原因之一同樣是要促進學習方式的改變。關於平行四邊形定則的學生實驗的寫法也是乙個例子：
……要注意下面幾個問題：……怎樣表述合力的大小、方向與分力的大小、方向的關係？建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端連線，也許能夠得到啟示……
如果照過去那樣一步一步詳細地告訴學生「……在力f1和f2的方向上各作線段oa和ob，使它們的長度……以oa和ob為鄰邊作平行四邊形。量出這個平行四邊形的對角線的長度。可以看出，合力f……」，學生按部就班地照著做就可以了，完全可以不動腦筋。
新教科書沒有這樣做，它讓學生自己去研究，但又給學生指出了方向，讓學生通過自己的思考而獲得知識。這樣，學生不僅學會了知識，而且會逐漸習慣於以獨立思考為基礎的學習方式。
三、**精神貫穿始終
科學**是新課程的乙個亮點，同時也是大家討論的熱點。課程標準指出了教學中科學**的幾個要素：提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗、分析與論證、評估、交流與合作。
1. 科學**是一種精神
編者認為科學**是一種精神，它應該貫穿整個課程。這樣的例子在教科書中俯首皆是。例如，在前面用過的例子中，教師提出了問題，學生a說出的方法實際是一種猜想和假設，學生b、學生a及老師隨後的發言則體現了分析論證、評估、交流與合作等要素。
在一節課或乙個教學片段中，有一兩個、兩三個科學**的要素，它就體現了科學**的精神，不一定要七個要素一一具全，特別是沒有實驗的教學片斷也可以體現**精神。
又例，在《必修1》第三章第1節，引入強相互作用之前有乙個「說一說」：質子帶正電，但質子卻能聚集起來構成原子核。根據你的推測，原因可能是什麼？
學生學到這裡時會想到：是啊，我在初中時就知道原子核裡面有質子，質子帶正電，還知道「同性相斥、異性相吸」……老師提的這個問題我怎麼沒有想過？也許質子之間除了靜電力之外還有……
這裡面有提出問題，有猜想和假設，有簡單的分析……它體現了科學**的精神。久而久之，學生會形成質疑的習慣，提高認識新事物的能力――科學**的能力。
在《必修2》學過圓周運動之後有這樣乙個「思考與討論」：地球可以看做乙個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現這樣的情況：
速度大到一定程度時，地面對車的支援力是零？這時……
這個思考與討論是在引入「太空飛行器中的失重現象」前請學生做的工作。待解決的問題是教科書的編者提出來的，學生要根據拱形橋問題的經驗，嘗試提出自己的猜想和假設，進而應用牛頓運動定律和勻速圓周運動的知識進行分析論證，得出結論。如果學習失重時（以及稍後學習第一宇宙速度時）教師板著面孔平鋪直敘地講解一遍，教育效果就完全不一樣了。
編者在以**的方式展示物理內容時，想到了印度哲學家菩德曼的一句名言：播種一種行為，收穫一種習慣。一次一次這樣做，時間長了，學生見到一件事情就會不由自主地提出疑問，遇到問題就會不由自主地做出簡單的推測。
這樣一代新人的氣質就與上一代不同了。教師是人類靈魂的工程師，我們的責任不只是傳授知識，我們還在塑造人。
新課程標準高中物理教材培訓心得
三 明確了對高中物理教學的要求 新課程標準對物理教學提出了新的要求，教師必須在教學理念 教學方法上進行改革。1 教師教學必須從 教師講授 學生接受 向 倡導學生自主學習 和 重視科學 適度轉移。教師不再是單純的講授者，應該轉變為學生學習的合作夥伴，要注重對學生學習能力的培養，對知識的教學要以學生自主...
高中物理新課程標準
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