課程標準與教材修訂（四）

廖伯琴 霍靜

摘? ?要：文章介紹了修訂版教材修訂習題的依據(jù)，并呈現(xiàn)了修訂版教材中關于“例題”“節(jié)練習”“章末練習”“單元自我檢測”的修訂思路及案例。在“例題”中側重體現(xiàn)示范及遷移的功能;在“節(jié)練習”中側重體現(xiàn)復習鞏固、拓展思維的功能;在“章末練習”中側重體現(xiàn)綜合交融、多元發(fā)展的功能;在“單元自我檢測”中側重體現(xiàn)評估反思、促進發(fā)展的功能。這樣的習題修訂有利于促進學生物理學科核心素養(yǎng)的達成。

關鍵詞：高中物理;課程標準;物理教材;習題

習題作為教材的一個重要組成部分，有著極其豐富的內涵和功能。修訂高中物理教材中的習題，首先以《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱2017版課標）的要求為依據(jù)，另外還借鑒了國際比較和國內調研的結果，以使修改后的習題能更有效地促進學生物理學科核心素養(yǎng)的達成。下面從2017版課標要求、國際比較與國內調研、修訂版教材習題修訂思考與案例這三個方面來討論相關問題。

1? ? 2017版課標提出的學業(yè)質量水平

高中物理學業(yè)質量是依據(jù)物理學科核心素養(yǎng)中的“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面及其水平，結合課程的內容要求，依據(jù)不同水平學業(yè)成就表現(xiàn)的關鍵特征而制定的，是學生在完成本學科課程學習后的學業(yè)成就表現(xiàn)。高中物理學業(yè)質量水平是根據(jù)問題情境的復雜程度、知識和技能的結構化程度、思維方式或價值觀念的綜合程度等劃分的。其中，學業(yè)質量水平2是高中畢業(yè)生應達到的合格要求，是學業(yè)水平合格性考試的命題依據(jù);學業(yè)質量水平4是用于高等院校招生錄取的學業(yè)水平等級性考試的命題依據(jù)。為了便于比較，表1呈現(xiàn)了關于學業(yè)質量水平2和水平4在四個維度的描述[1]。

從表1可見，關于水平2和水平4的描述，存在明顯區(qū)別。例如，在與“物理觀念”相關的描述中，水平2強調“了解”“簡單”等，水平4則強調“理解”“綜合應用”等;在與“科學思維”相關的描述中，水平2強調“熟悉”“簡單”“直接”“意識”等，水平4則強調“實際”“轉換”“綜合”“恰當”“有依據(jù)”等;在與“科學探究”相關的描述中，水平2強調“觀察”“已有的”“初步的”“簡單”等，水平4則強調“準確”“合適的”“合理的”“完整的”等;在與“科學態(tài)度與責任”相關的描述中，水平2強調“興趣”“了解”等，水平4則強調“創(chuàng)造性”“責任感”等。

因此，在修訂教材習題時，應根據(jù)育人目標，關注學生對物理內容的掌握情況以及學生的物理學科核心素養(yǎng)的不同表現(xiàn)，參考學業(yè)質量水平的不同特征及要求，恰當設計有利于培養(yǎng)學生物理學科核心素養(yǎng)的習題。

2? ? 教材習題的國際比較及我國相關現(xiàn)狀調研

曾有研究者選定美、英、法、德、俄、中、日、韓、新、澳十個代表性國家的主流高中物理教材，比較研究了教材難度[2]及習題難度[3]，其中與習題難度比較相關的結果如圖1。

由圖1可知，習題難度從高到低的排序為：美、新、法、英、澳、中、俄、德、韓、日，我國教材的習題難度排序第六，屬于中等偏易的水平。關于習題廣度（習題量）的比較結果如圖2所示，其排序依次為：美、新、法、澳、俄、英、中、韓、德、日，我國教材的習題廣度排序第七。這說明我國高中物理教材的習題偏易，且習題量偏小。

當依據(jù)《普通高中物理課程標準（實驗稿）》編寫的國家普通高中物理教材（實驗版）在我國使用過程中，有研究小組承擔教育部原基礎教育二司委托項目“普通高中新課程物理教科書使用情況調研”，對北京、安徽、甘肅、杭州、河南、吉林、江西、重慶、湖北、云南十個省市進行了調研。其中，關于教師從課外輔導資料中補充習題的調研結果如圖3所示，有72.81%的教師總是或者經常從課外輔導資料中補充習題，22.17%的教師有時補充習題，4.85%的教師偶爾補充習題，0.16%的教師從不補充習題。這一結果說明，教材中的習題不能滿足教學的需求，多數(shù)教師都需要從課外輔導資料中補充習題。進一步調研得知，教師們希望增加的習題量及習題類型，他們希望合理加強教材的習題量及深度，希望增加能促進學生全面發(fā)展的習題，如增加有生活或自然情境的習題、能培養(yǎng)學生實驗能力的習題、有不同層次不同功能的習題等。這些皆為教材的習題修訂提供了參考。

3? ? 修訂版教材的習題設計及案例剖析

根據(jù)2017版課標的要求、國際比較和國內調研結果，修訂版教材的習題設計注重融入對“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面的檢測，關注學生的認知規(guī)律，反映物理學科本質，密切聯(lián)系生產、生活實際，體現(xiàn)習題在促進學生發(fā)展、甄別學生學業(yè)質量水平的功能。下面分別從“例題”“節(jié)練習”“章末練習”“單元自我檢測”幾個方面來展示修訂版教材（側重魯科版，即司南版教材）對習題設計的思考。

3.1? ? “例題”：體現(xiàn)示范、促進遷移

教材中的“例題”具有啟發(fā)學生應用知識、歸納方法、培養(yǎng)能力和發(fā)展思維的育人功能，具有問題解決的示范及遷移作用。修訂版教材精選“例題”，且通過不同環(huán)節(jié)及欄目設計等，充分發(fā)揮“例題”的育人功能。

下面以必修第一冊第5章第5節(jié)的“例題”為例（圖4）[4]，展示修訂版教材中關于“例題”設計的思考。在“例題”中，含有“分析”“解”“討論”“遷移”環(huán)節(jié)和“策略提煉”欄目。在“分析”環(huán)節(jié)，主要示范性地引導學生學習如何分析題干，如何從題干中提取解題的關鍵信息;在“解”環(huán)節(jié)，引導學生學習如何規(guī)范地解題，給學生規(guī)范解題的示范，提示學生通過解題，不僅獲得答案，而且要理清解題思維的發(fā)展脈絡，關注解題步驟的邏輯聯(lián)系;在“討論”環(huán)節(jié)，提醒學生僅僅獲得答案是不夠的，還需學習如何反思、評估，如何提出有依據(jù)的質疑等;在“遷移”環(huán)節(jié)，給學生提供舉一反三的思維發(fā)展空間，培養(yǎng)學生的遷移能力。

另外，特別為“例題”設計的“策略提煉”欄目，則是對此“例題”解題方法的進一步提煉與升華，以便學生觸類旁通，站在更高的平臺理解該“例題”的意義。例如，在超重和失重“例題”的“策略提煉”中，提醒學生“解決超重與失重的問題，其實是牛頓運動定律的運用。在解決此類問題時，要注意分析運動情況及受力情況，尤其要注意加速度的方向。如果物體的加速度方向向上，則該物體處于超重狀態(tài);若加速度方向向下，則該物體處于失重狀態(tài)?！边@從解題的角度提煉的解題策略不僅適用于此題，而且適用于關于超重、失重的一類問題。這樣的“策略提煉”具有指導解題的實用性，能很好地指導學生解題。當然，我們知道，學習物理的目的不僅僅是為了解題，而是為了更高遠的目的，即提升學生的物理學科核心素養(yǎng)。為此，教材在緊挨該“例題”的前面特別通過“素養(yǎng)提升”欄目強調了與超重、失重現(xiàn)象相關的物理核心內容，即“能理解牛頓運動定律的內涵，能分析超重和失重現(xiàn)象，知道單位制的意義及國際單位制中的力學單位;能用牛頓運動定律解釋生產、生活中的相關現(xiàn)象，解決一些相關的實際問題。具有與牛頓運動定律相關的運動與相互作用觀念?！边@里強調牛頓運動定律才是物理的核心內容，而超重、失重本身僅僅是運用牛頓運動定律分析的現(xiàn)象。以此提示學習者怎樣抓住學習的重點。

3.2? ? “節(jié)練習”：鞏固習得、發(fā)展思維

修訂版教材每節(jié)后面的“節(jié)練習”從易到難，從單一至綜合，通常有6題左右。根據(jù)2017版課標中規(guī)定的學業(yè)質量要求，在“節(jié)練習”中給出了不同水平的習題，必修教材中設計了1-2 水平（黑色標號）、 3-4 水平（紅色標號）和標有“*” 的習題。其中，標有“*”的習題有一定難度，可根據(jù)具體情況選做。例如，在必修第一冊第1章第3節(jié)“速度”的“節(jié)練習”中（圖5），有6題，其中第1題和第2題為選擇題;第3題是與子彈穿過撲克牌有關的簡單計算題及問答題;第4題是根據(jù)位移-時間圖像求飛機的巡航速度;第5題求摩托車總的平均速度，是有一定難度的計算題;第6題是以“龜兔賽跑”為背景的涉及平均速度和瞬時速度的思辨題。前四題（標記黑色）屬于1-2水平的習題，后兩題（標記紅色）則為3-4水平的習題。在選擇性必修教材的“節(jié)練習”中，習題對應不同的學業(yè)質量水平，其中標有“*”的習題有一定難度，可根據(jù)具體情況選做。“節(jié)練習”的習題皆注重基礎性，側重幫助學生復習、鞏固并拓展該節(jié)的學習內容，習題素材源于生活、源于自然，引導學生通過情境建模解決問題。在“節(jié)練習”的后面還設計了“請?zhí)釂枴睓谀?，希望通過此欄目引導學生反思，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力。

另外，修訂版教材還有與學生必做實驗有關的“節(jié)練習”設計。在本刊今年第3期文章中介紹了修訂版教材的學生必做實驗設計[5]，每個學生必做實驗都通過節(jié)名凸顯出來，那么在該節(jié)的“節(jié)練習”則圍繞此實驗展開。例如，必修第一冊第2章第4節(jié)“科學測量：做直線運動物體的瞬時速度”對應的“節(jié)練習”有6題，其中第1題是完成該實驗有關的實驗報告;第2、第3、第4題分別是通過打點紙帶或頻閃照片判斷物體的運動情況或求瞬時速度和加速度;第5題則是屬于3-4水平的題目（圖6），因其是在必做實驗基礎上的拓展，有一定的遷移發(fā)展功能。

3.3? ? “章末練習”：強化綜合、多元發(fā)展

修訂版教材每章末有“章末練習”，含“科學認知”“科學辨析”“科學探究”“科技交流”“溫故知新”“我的學習總結”等幾大類型的習題，通常有10～12題左右。其中，“科學認知”類題目有選擇題、問答題和計算題等，旨在幫助學生綜合復習、鞏固該章的概念及規(guī)律等;“科學辨析”類題目主要是簡答題、說明題等，旨在提升學生在科學建模、科學推理、科學論證或質疑創(chuàng)新等方面的能力;“科學探究”類題目主要是實驗題，通常出現(xiàn)在該章有學生必做實驗的“章末練習”中，旨在提升學生的科學探究能力;“科技交流”類題目主要是論述題，培養(yǎng)學生的陳述能力以及關心相關社會問題的責任感等;“溫故知新”類題目主要檢測不同章的內容，要求學生畫出概念圖，皆出現(xiàn)在每單元最后一章的“章末練習”中，旨在提升學生綜合解決問題的能力;“我的學習總結”主要引導學生反思、總結、梳理，以使其更好地進步。“章末練習”與“節(jié)練習”類似，也是從易到難按照不同水平設計題目，劃分了1-2水平（黑色標號）、 3-4水平（紅色標號）和標有“*”的習題。例如，必修第一冊第2章的“章末練習”有12個題目（圖7），其中“科學認知”類題目有8個，前5題為1-2水平，第6題的航母艦載機問題、第7題的自行車與汽車的問題、第8題的升降機問題皆為3-4水平，有一定難度;第9題用自制“滴水計時器”探究小車運動的問題是“科學探究”類題目，因為該章含學生必做實驗，所以該章的“章末練習”有與此相關的探究類習題;第10題為“科技交流”類題目，培養(yǎng)學生論證自己觀點的交流表達能力;“溫故知新”類題目的第11題旨在培養(yǎng)學生綜合解決問題的能力，第12題要求學生根據(jù)第 1 章（運動的描述）和第 2 章（勻變速直線運動）的內容畫出概念圖，這是第一單元最后一章對應的題目（先讓學生思考并畫出概念圖，老師可參考“教師用書”給出的概念圖參考答案作出判斷）[6]。

3.4? ? “單元自我檢測”：強化評估、利于反思

修訂版教材在每個單元末通常設計有“單元自我檢測”（若某單元屬于科普常識介紹，或某單元可與其相鄰單元的自我檢測整合，則不再專門設計）。每個“單元自我檢測”通常一節(jié)課可以完成，3個單選題、 2個多選題、1個實驗題、2個計算題，教師可根據(jù)具體情況讓學生完成“單元自我評價”。完成“單元自我評價”有兩種形式：一種是完成開放式的單元自我評價報告，另一種則是完成單元自我評價的表格。無論哪種方式，皆旨在引導學生進行自我評價，反思自己學會了什么、存在什么問題及今后努力的方向等。

例如，必修第一冊第1章和第2章組成的與運動學有關的第一單元[7]，其“單元自我檢測”如圖8所示。其中，第一類題目為選擇題，引導語為“選擇題（本題共 5 小題。在每小題給出的四個選項中，第 1 ～ 3 題只有一項符合題目要求，第 4、5 題有多項符合題目要求）”;第二類題目為非選擇題，第6題是實驗題，因為此單元含學生必做實驗，第7、第8題是計算題，有一定難度。最后是“單元自我評價”欄目，要求學生完成開放式的“單元自我評價”報告。

必修教材與選擇性必修教材（6冊）共有16個“單元自我檢測”。其中，必修第一冊對應“運動學”“靜力學”“力與運動”3個單元;必修第二冊對應“功與能”“拋體運動”“萬有引力定律”3個單元;必修第三冊對應“靜電場”“電路”“電磁場”3個單元;選擇性必修第一冊對應“動量及其守恒”“機械振動與機械波”“光”3個單元;選擇性必修第二冊對應“安培力與洛倫茲力”“電磁感應與交變電流”2個單元;選擇性必修第三冊對應“分子與熱學”“原子與原子核”2個單元。這些“單元自我檢測”強化了習題的評價與反思功能。

總體看，修訂版教材的習題設計，定位于促進學生物理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。力圖發(fā)揮習題的鞏固與延伸功能，幫助學生形成物理自然觀;發(fā)揮習題培養(yǎng)與發(fā)展能力的功能，培養(yǎng)學生的科學思維、科學探究能力等;發(fā)揮習題反饋與交流的功能，了解學生的學習水平，發(fā)現(xiàn)其遇到的困難，以便進一步改進教學方法，提高教學質量，讓學生不斷進步。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]廖伯琴.中小學理科教材難度國際比較研究（高中物理卷）[M]. 北京：教育科學出版社，2016.

[3]廖伯琴，羅軍兵，馬蘭，等.高中物理教材習題難度國際比較[J].物理教學探討，2017，35（11）：1-4.

[4]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊[M]. 濟南：山東科學技術出版社，2019：7.

[5]廖伯琴.課程標準與教材修訂（三）——如何在教材中凸顯物理實驗的育人功能[J]. 物理教學探討， 2020，38（3）：1-5.

[6]廖伯琴.普通高中教科書物理必修第一冊（教師用書）[M].濟南：山東科學技術出版社，2019：141.

[7]廖伯琴.課程標準與教材修訂（一）——基于2017版課標對高中物理教材進行修訂的總體思考[J].物理教學探討，2020，38（1）：1-4.

（欄目編輯? ? 廖伯琴）