摘要：隨著高中物理課程標準和教材內(nèi)容的修訂以及新教材在教學一線的正式使用，教師需要及時掌握教材的變化，捕捉變化的原因，探究其對課堂教學的影響，加強學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞：高中物理；新舊教材；核心素養(yǎng)
《普通高中物理課程標準（2017年版，2020年修訂）》（以下簡稱新課標）明確提出高中物理的課程目標是在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上進一步促進學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)與發(fā)展。本文將以“彈性碰撞與非彈性碰撞”為例，從物理概念的角度對人教版高中物理教材的差異進行比較研究，并分析教材的變化對高中教學的影響。
1. 教材內(nèi)容差異對比及原因分析
1. 章節(jié)標題
教材修訂前，“碰撞”為人教版《普通高中課程標準實驗教材物理選修課3-5》（以下簡稱舊教材）第十六章《動量守恒定律》第四節(jié)內(nèi)容，內(nèi)容涵蓋“彈性碰撞與非彈性碰撞”、“向心碰撞與非向心碰撞”、“散射”三個方面的內(nèi)容。
但新課標對這部分內(nèi)容的要求發(fā)生了變化，新課標提出“通過實驗，了解彈性碰撞和非彈性碰撞的特點，定量分析一維碰撞問題，能解釋生產(chǎn)生活中的彈性碰撞和非彈性碰撞”，這是對初次接觸碰撞運動的高中生思維的引導性要求，減少了這里碰撞的學習內(nèi)容，但增加了深度。
因此，人民教育出版社《普通高中物理選擇性教材第一冊》（以下簡稱新教材）第一章《動量守恒定律》、第五節(jié)《彈性碰撞與非彈性碰撞》重點講解了“彈性碰撞與非彈性碰撞”。
2. 教學簡介
舊教材“彈性碰撞與非彈性碰撞”相關(guān)內(nèi)容中，“能量守恒定律在碰撞過程中是否也成立？”這一問題直接源于上一內(nèi)容中的動量守恒定律。在“思考與討論”中，要求學生回憶本章第一節(jié)鋼球碰撞演示視頻，當兩個質(zhì)量相等的小球，一個靜止，一個運動，發(fā)生碰撞時，運動的小球處于靜止狀態(tài)，而靜止的小球可以擺動到相同的高度，從而得出碰撞過程中能量守恒的結(jié)論，并進一步追問“碰撞過程中能量是否總是守恒的？”通過設(shè)計兩個質(zhì)量相同的物體碰撞并粘在一起運動的場景，計算出在這個過程中有能量的損失。提出了“彈性碰撞”和“非彈性碰撞”的概念。
本次導論設(shè)計了兩種碰撞，一種是能量守恒的碰撞，一種是不守恒的碰撞。但考慮到實際情況，鋼球碰撞演示實驗在實際教學課堂演示時，并不能完美呈現(xiàn)能量守恒的效果，即使事先準備好了很好的視頻，也很難做到“鋼球擺在同一高度”的現(xiàn)象。原因在于鋼球碰撞并不代表真的沒有能量損失高中物理的彈性碰撞問題，再加上演示過程中空氣阻力的影響，演示實驗的效果并不是很好。從學生的角度來說，老師說能量守恒的過程就是一個碰撞前后能量不同的實驗，有點自說自話。同時，能量不守恒的情況不能單靠設(shè)計一道題就能搞定。物理實驗學科的特點決定了實驗在教學中的巨大作用，實驗不僅是物理概念的支柱高中物理的彈性碰撞問題，更是促進科學思維、科學探究、科學態(tài)度和責任感的重要途徑。
修訂后的新教材規(guī)避了舊教材中的一些問題。首先初步的不同是新教材新增了“問題？”模塊，通過隕石、網(wǎng)球等例子激發(fā)學生對碰撞的直觀認識。接下來通過“研究小汽車碰撞前后動能的變化”實驗，小汽車相撞后粘在一起運動，學生自己計算出的數(shù)據(jù)證明碰撞過程中總動能減少了。并通過對比實驗——給兩輛小汽車裝上彈性碰撞架后，讓它們再次相撞，讓學生計算出雖然碰撞過程中仍然有動能的損失，但與第一次相撞粘在一起的過程相比，動能損失的量是減少的。 通過高一“理想斜面”等實驗，高二學生的推導能力有了一定程度的提高，極限思維也得到了鍛煉，因此學生從兩個對比實驗中自然而然地得出：存在一類碰撞，其動能在碰撞前后不會發(fā)生變化。在此基礎(chǔ)上提出“彈性碰撞”與“非彈性碰撞”的概念無疑更符合學生的認知。
這種嚴謹、認真、務(wù)實、執(zhí)著的科學態(tài)度，正是物理學核心素養(yǎng)中“科學態(tài)度與責任感”的重要體現(xiàn)。
3. 概念與內(nèi)容
舊教科書提出的概念是“如果碰撞過程中機械能守恒，這樣的碰撞稱為彈性碰撞；如果碰撞過程中機械能不守恒，這樣的碰撞稱為非彈性碰撞。”新教科書則是“如果碰撞前后體系的動能不變，這種碰撞稱為彈性碰撞。如果碰撞后體系的動能減小，這種碰撞稱為非彈性碰撞。”
新舊教材的主要區(qū)別在于：1.強化了“系統(tǒng)”的概念；2.將“機械能”的表述改為“動能”。這樣的改變是合理的。一是學生在處理本章內(nèi)容時，確實容易受以前經(jīng)驗的影響，將研究視角局限在一個對象上。從概念本身上強化“系統(tǒng)”的概念，可以幫助學生更好地分析問題；二是更為嚴謹。無論是舊教材還是新教材，例題或?qū)嶒炛猩婕暗臋C械能都是以動能的形式出現(xiàn)的，而不是勢能。因此，舊教材在這里定義的“機械能”似乎與教材內(nèi)容脫節(jié)了。
4.理解與應(yīng)用
這個概念提出之后，舊教材開始以兩個小球的彈性碰撞為切入點，要求學生分析動態(tài)碰撞時碰撞前后速度的變化，并直接在教材中列出結(jié)果，同時分析了當m1=m2、m1>>m2時，m1