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人民教育出版社版《普通高中教材物理》以“服務學生核心能力發展，落實立德樹人根本任務”為宗旨，“聚焦學科核心能力，落實立德樹人根本任務”。課程標準的要求”和“優化教材的組織呈現，提供教學機會”。 以“提供便利”和“在繼承的基礎上發展創新”為編寫指導思想，從培養學生的物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任感等方面凸顯教材的教育價值，等，為學生提供終身學習和自主發展。 創造條件。
人民教育出版社版《普通高中教材物理》編寫工作于2016年春季正式啟動，將于2019年秋季在部分省市投入使用。教育部《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》并依據《普通高中物理課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》），編寫團隊對以上內容進行了總結和反思。 本輪教材編寫的經驗和不足，著力提高教材在培養學生核心能力方面的教育價值。
一、編寫指導思想
（一）服務培養學生核心能力，落實立德樹人根本使命
中國學生發展的核心素養是黨的教育方針的體現和細化。 普通高中物理教材在內容選擇、組織和呈現等方面，將社會主義核心價值觀、中華優秀傳統文化等教育內容有機融合，努力呈現我國經濟建設、科學研究等方面的新成就，培養學生愛國情感、社會責任感、創新精神、實踐能力服務于培養學生核心能力，落實立德樹人根本任務。
（二）聚焦學科核心能力，落實課程標準要求
物理學核心能力是物理學教育價值的集中體現。 它們是學生通過物理學習逐漸形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。 教材的編寫注重全面、準確地體現核心能力的內涵，使學生通過高中物理課程的學習，獲得進一步學習和未來發展所必需的物理概念，培養科學思維和能力。科學探究，樹立正確的科學態度和責任。 同時，在編寫教材時，應注意將物理學科核心能力的四個方面有機地結合起來，避免相互割裂。
（三）優化教材組織呈現，方便教與學
在內容安排上，一方面幫助教師科學設計教學情境、有效組織教學，促進課堂教學從教師獨白向師生互動、學生主動思維轉變，強化教師作為教師的主體作用。教學活動的組織者和指導者。 和合作者； 另一方面，注重引導學生在主動探索和建構知識的基礎上形成物理概念，通過顯性傳授和隱性滲透，為學生提供質疑和探索的機會，培養科學態度和責任感。 教育促進學生物理核心能力的培養。
（四）在繼承的基礎上發展創新
如果說立體課程目標比“雙基”更完整地體現了學科的內涵和教育導向，那么核心能力的提出則在此基礎上進一步凸顯和強調了學科的本質和教育價值。 從這個意義上說，核心素養并不是對三維目標的顛覆，而是對三維目標的繼承和發展。 因此，只有全面分析以往教材，繼承合理、優秀的元素，才能根據新時代人才培養的要求，有針對性地進行創新，努力體現新的理念和方法。近年來在我國基礎教育課程領域興起。 ，編寫更加合理、更加符合時代要求的教材。
2、聚焦學科核心能力，凸顯教材教育價值
（一）加強知識學習，及時提高物理觀念
課程標準提出了物理概念素養，取代了過去三維目標的知識和技能維度。 這并不意味著物理知識的教學應該被物理概念的教學所取代。 課程標準指出，物理概念是“物理概念和規律在頭腦中的提煉和升華”。 由此可見，物理概念與物理概念和定律密切相關，但兩者不能簡單等同。 學生頭腦中的物理概念不是憑空產生的，而是必須以知識學習為基礎，通過思維提煉出來。 基于以上認識，小編認為，在編寫教材時，應注重促進學生對概念和規律的深入理解，并適時加以提高，形成物理概念。
以必修卷第二冊《機械能守恒定律》一章的編寫為例。 本章《能量概念》內容寫作的主要思路是：圍繞函數關系的基本線索，逐步建立“可以通過做功的量定量研究能量及其相互轉化”的概念。 ”，從而幫助學生理解機械能守恒定律。 教材內容編寫線索如圖1所示。
在對上述函數關系的研究中，教材注重學生對“功”、“動能”、“引力勢能”等基本概念的準確理解。 例如，以一定的篇幅分析了“正反工作”的含義； 在引入引力勢能概念時，并不急于給出引力勢能的表達方式，而是重點分析引入引力勢能的前提，即“引力做功”與路徑無關通過對力學中這些概念的深入學習，學生很容易理解為什么在學習電學時需要研究“電場力所做的功與電勢能的變化之間的關系”，甚至可以嘗試學生對這些基本概念的準確理解是掌握函數關系以及后續學習能量知識和形成能量概念的基礎。
教材加強了概念和規律的學習，適當時將一些重要的物理概念在文中闡述或以旁注的形式呈現。 例如，在必修課《粒子參考系》第一卷中，課本上寫道：“我們生活的客觀世界是物質的。物質是由分子、原子等組成的，我們看到的物體是集合體。”物質狀態……”引出了物質概念的研究；在第三本必修卷《電場電場強度》和《電磁波的發現與應用》中也安排了“場具有能量，如分子、原子和其他物理粒子，所以場也作為物質存在。 “物質存在的一種形式”、“物理粒子是物質存在的一種形式，場是物質存在的另一種形式，它們都是客觀存在的”，加深學生對物質概念的理解。 關于運動的概念，教材在必修課第三卷第二章介紹了最簡單的直線運動規律后，寫了一個旁注：“世界是物質的，物質的運動有多種形式，例如機械運動、熱運動和電磁運動。” 這些不同形式的體育運動有不同的運動規律，我們將一一學習，為學生逐步形成和完善運動觀做好鋪墊。 為了加強對能量概念的學習，教材在必修課第二卷“機械能守恒定律”部分安排了如下側欄：“能量是人們研究機械能的一個非常重要的概念。物質世界是物質運動的統一尺度，雖然物體的運動有不同的形式、不同，但每種運動都有相應的能量，它的變換統一和聯系著各種運動。
（二）以科學方法教育為抓手，實施科學思維培養
科學思維的要素包括模型構建、科學推理、科學論證以及質疑與創新。 其中，質疑和創新可以視為科學思維的品質，而其他三個要素則與科學方法密切相關。 例如，科學推理包括演繹推理、歸納推理、類比推理等常見且重要的方法。 模型構建是各種基本方法的綜合應用。 基于這樣的認識，教材主要通過科學方法教育從三個方面實施科學思維的培養。
一是將科學方法滲透到教材文本中。 例如，為了落實課程標準提出的“理解將復雜運動分解為簡單運動的物理思想”的要求，教材在“曲線運動”章節后特意增加了“運動的合成與分解”在第二必修卷中。 老師對一個比較簡單的紅蠟塊的運動進行了演示和分析，帶領學生初步了解了將平面運動分解為直線運動以便于研究的思路和具體方法，并介紹了組合運動和分割運動的概念。 有了上述方法的基礎后，在第三部分“實驗：探討平面拋射運動的特性”和第四部分“拋射運動的規律”中，學生通過實驗探索和理論推導，開展了水平和垂直部分的研究。平面彈丸在兩個方向上的運動，并體驗將平面彈丸的較復雜運動分解為簡單運動的方法。 通過這樣的循序漸進的安排，教材讓學生動手動腦，對“把復雜的動作分解為簡單的動作”的思維方法有更深入的理解。
二是在專欄中描述科學方法。 過去，科學方法主要以滲透性的方式呈現在教科書上，沒有明確的科學研究方法。 在教學中，教師常常總結各種處理具體問題的特殊方法讓學生記憶，增加了學習負擔。 教材專門設置了“科學方法”欄目，明確呈現科學研究中重要且普遍的方法。 全套教材共介紹了六種科學方法，大致可分為兩類：一類是各學科廣泛使用的一般思維方法，包括演繹推理、歸納推理、抽象和概括；二是普遍思維方法，包括演繹推理、歸納推理、抽象概括等。 另一個是物理學科獨有的。 方法，包括控制變量、比率定義和理想模型。 教材結合具體知識的學習，采用欄目描述科學方法，有利于加強學生對科學方法的學習。
三是多層次培養學生的模型構建能力。 模型構建是科學思維素養的重要內容。 它廣泛應用于科學研究，在物理學中尤為重要。 教材通過研究物理學中的粒子、彈簧振子、擺、理想氣體、點電荷等物體模型，以及勻速直線運動、平面運動、簡單運動等過程模型，讓學生了解構建模型的過程。簡諧運動、彈性碰撞。 過程。 針對課程標準對模型構建的五級分類，編者進行了系統規劃英語作文，編寫了相關內容，落實培養學生模型構建能力的要求。
（三）科學探究貫穿始終
編者認為，物理課程中的科學探究具有三重意義。 首先，它是一種強調學生不斷自己發現問題、解決問題，并在這個過程中建立對知識的理解的學習方法。 探究性學習與接受性學習的本質區別在于，學習的結論是學生通過自己的活動主動獲得的，而不是由教師和教材直接告知。 其次，科學探究作為一種程序性知識，本身也是學習的內容。 在物理課程的學習中，學生必須通過反復體驗探究過程來學會如何進行科學探究。 最后，科學探究是一種精神。 學生應該用這種精神來探索和研究自然規律，也用這種精神來學習整個課程的所有內容。
基于上述認識，教材將科學探究貫穿于整個學習過程。 可以說，這套教材整體上是基于探究的思想而開發的。 在這一思想的指導下，書中的課堂實驗和演示并沒有講述現象甚至結論的全部。 相反，他們用鼓舞人心的語言引導學生自己觀察、發現、思考、提出問題并尋找答案。 “思考與討論”、“做起來”等欄目以及全書的語言風格，立志引導學生探索。
科學探究始于問題。 為了幫助學生提出問題，教材在每節開頭都設置了“問題”欄。 通過創造特定的問題情境，引發學生主動思考他們想要學習的內容。 例如，必修課第二冊第八章第一節設置了馬拉雪橇的場景。 在這種情況下，學生無法運用初中的知識來計算作業，從而產生認知沖突，產生問題。 第三部分以發射炮彈為例，引導學生思考影響動能變化的因素以及定量研究動能的方法。 學生每次都會帶著問題學習新課程。 久而久之，面對生活中的現象時，他們就會自覺地帶著問題去觀察、去思考，逐漸培養出問題意識和提出問題的能力。
根據課程標準“學生必做實驗”的要求，教材特意安排了多項完整的探究性實驗。 為了凸顯實驗的探索性，教材沒有“一步一步”，直接提供具體方法。 相反，它給出了一般性的實驗思路高中物理課程簡介，或者在關鍵環節提出問題來指導探究過程。 例如，在“探索平拋運動的特點”的實驗中，在“將復雜的曲線運動分解為兩個不同方向的相對簡單的直線運動進行研究”的總體思路下，課本上提出的一種解決方案是使用頻閃攝影或視頻記錄來記錄物體在不同時間的位置，然后獨立分析其在水平和垂直方向上的運動模式。 之后，課本以一張真實的頻閃照片為例，提出了以下問題：“根據圖片，球在水平和垂直方向上的運動有什么特點？應該以哪個位置為原點？”建立坐標系？要研究小球的水平位移和垂直位移？如果頻閃周期為T，那么如何獲得小球在T、2T、3T、……時間內的水平位移和垂直位移呢？需要測量什么數據？如何用實驗數據來檢驗你的猜想？“通過這些問題引導學生思考如何設計實驗、收集證據、處理數據。 他們不僅完成了實驗要求的任務，而且真正體驗了探究和學習的過程。 查詢方法。
（四）全面培養科學態度和責任感
培養學生的科學態度和責任感，就是讓學生在學習物理知識的同時，受到情感、態度、價值觀的教育。教材的主要考慮是：培養學生求真務實的科學精神，讓學生加深對科學本質的理解，并將其融入到物理教學中。
教育。
在物理課程中，培養學生嚴謹、認真、實事求是的科學態度非常重要。 為此，教材不遺余力地筆墨，在文字和實驗操作中進行了多次滲透。 例如，必修課本第一卷序言中列舉了物理學家修正牛頓理論、愛因斯坦提交被駁回的例子，解釋說“物理學的目的是尋求真理，客觀事實是判斷是非的標準。對的就是對的，錯的就是錯的。”《練習使用打點計時器》實驗中安排了一個旁注：“通過測量儀器直接讀取的數據是原始數據。 “是有價值的實驗數據，必須如實記錄并妥善保存，在第一本必修卷的最后專門寫了《學生實驗》，其中‘如何做好物理實驗’一節提出了記錄要求。”原文：“實驗不能馬虎，不能錯誤。 實驗數據不以人的意志為轉移。 要獲得正確的實驗結果，嚴謹求實的態度是必不可少的。 繪制了實驗中觀察到的現象和測量的數據。 結論很可能與預期不同。 這個時候，我們必須實事求是，尊重事實。 我們不能隨意改變記錄來彌補數字。” 教科書還講述了奧斯特、法拉第等資深科學家對科學真理的不懈追求。 運用實例培養學生持之以恒的科學態度。
讓學生了解科學的本質，這一點在教材中受到高度重視，并在很多地方得到體現。 例如，當學生通過質點、勻速直線運動、勻變速直線運動、拋射運動的學習對物理模型有了初步的了解后，教材在第二必修的“圓周運動”一章的開頭引用了普利的話。體積。 高進的話：“物理學不是自然本身，而是人與自然的對話。” 讓學生進一步認識到自然界中不存在只有質量而沒有尺寸的粒子，沒有絕對勻速的勻速直線運動高中物理課程簡介，也沒有絕對光滑無摩擦的平面。 ；根據研究目的，通過思維加工（即模型構建）抽象出實際物體或運動過程的本質特征，是人類與自然“對話”的重要方式。 又如，教材介紹了從牛頓力學時空觀到相對論時空觀的演變，以及量子力學的成就。 那么，相對論和量子論是物理學發展的終結嗎？ 教材通過旁白解釋一切科學理論都是“未完成的交響曲”，讓學生認識到科學是一個不斷發展和完善的過程，人類對自然世界的探索永無止境。
教材在呈現物理知識時注重凸顯STSE理念，通過多種形式體現科學技術、社會與環境之間的緊密聯系，幫助學生認識到作為社會成員應承擔的社會責任。 例如，在學習平拋運動時，課本安排了一個練習：“環保人員在檢查時發現一根污水管正在向外排放大量污水。這條管子是水平設置的，管口是現在，環保人員只需要測量一下管道的污水排放量就可以了。”知識的同時，也自然滲透到他們對環境問題的關注中。 在必修卷3第12章第4節《能源與可持續發展》中提到：“能源短缺和環境惡化已成為關系到人類社會可持續發展的重大問題。人類的生存和發展需要能源。”能源的開發和利用會對環境產生影響，可持續發展的核心是追求發展、資源和環境的平衡。 此外，還專門設置了STSE欄目，比如在必修課第二卷中，通過《STSE航天產業改變人類生活》的內容，介紹航天技術在天氣預報、導航、航天育種中的應用。等方面的介紹，讓學生認識到航天已經成為推動社會發展的強大動力。
3.為學生終身學習和個性化發展創造條件
大多數學生未來的職業可能與高中學習的某門課程沒有直接關系。 學校在注重學科教學的同時，還應注重培養學生終身學習的意識和能力，以適應未來職業發展和社會生活的需要。 《中國學生發展核心素養》研究成果明確指出：學生發展核心素養主要是指“學生適應終身發展和社會發展需要而應具備的必要品格和關鍵能力”。 物理在培養學生核心能力方面的獨特價值和具體內容在《物理核心能力》中得到了體現。 從培養方式上看，為學生解決實際問題創造條件，可以有效提高學生解決實際問題的能力，從而培養學生“適應終身發展和社會發展需要”的能力。
教材在引導學生學以致用解決問題時，盡量設置學生熟悉的情境，舉例說明如何解決實際問題。 例如，第一必修卷包括“根據需要設計滑梯的高度”、“計算空調支架上的受力”、“用用繩子綁著的圓珠筆測量地鐵的加速度”以及學生生活中的許多其他問題。 不僅如此，教材盡可能為學生提供原創材料，讓“從實際問題中抽象物理模型”的工作由學生來完成，從而真正培養學生解決問題的能力。 例如，必修卷一第二章第一張圖就是上海的磁懸浮列車。 圖片下方有一段話：“據悉，上海磁浮線路全長33公里，試運行時，全程用時約7分30秒，其中430公里/小時，最高速度約為30磁浮列車的行駛速度是否也比汽車快很多？請在研究完這一章后，根據報紙上的數據，我自己嘗試估算一下它的加速度。”這些數據來自新聞報道，是真實的原始數據，需要抽象成物理模型，用物理知識來求解。 又如，在學習了動量定理后，教材結合對社會治安危害極大的“高空拋物線”問題，展示了社區預警公告（圖2），并給出了相關參數，供學生構建模型并估計雞蛋從 18 樓掉落到地面的平均影響。
教材運用形式多樣，為學生個性化學習創造條件。 例如，對于大多數實驗，教材都提供了兩個或兩個以上的實驗方案，供學生根據實際情況和自己的興趣進行選擇。 教材設有“延伸學習”欄目，主要內容是知識的拓展和延伸，如“勻變速直線運動位移公式的推導”、“慣性參考系的推導”、“慣性系的推導”等。 “向心加速度公式”等，或者利用傳感器、計算機等設備自動記錄和處理數據的實驗，如“利用傳感器和計算機描述物體水平投擲運動的軌跡”、“利用傳感器”等觀察電容器的放電過程”等，這些內容體現了教學的靈活性，可供有興趣的學生選擇和學習。
每本教材的最后都以“項目研究”的形式提供了一些開放性、實用性的研究課題。 在內容選擇上，教材增強了學科與學生生活的聯系，從而培養學生解決實際問題的意識和能力。 例如，三本必修教材中給出的研究實例分別是“球形物體空氣阻力與速度關系的研究”、“手抖運動物理原理的研究”和“電動勢與內阻的研究”功率不同時移動電源的情況”。 通過閱讀樣本，學生對如何進行課題研究有一個大致的了解。 然后選擇一個選題，經過獨立構思、深入分析、完整研究和系統表達的過程。 這些課題的研究內容不受教科書的限制，研究時間不受學時的限制。 這樣可以與課堂學習活動相輔相成，進一步提升學生的科研素養和創新能力，為學生的個性化發展創造機會。 。
（作者：張穎，人民教育出版社物理編輯部主任、副主編，人民教育出版社普通高中物理教材主編。）