摘要：人教版高中物理2019年版教材（以下简称“新教材”）与2010年版教材（以下简称“旧教材”）相比，新教材对原有内容进行优化与整合。本文以新旧教材“磁场对通电导线的作用力”一节为例，在核心素养视域下对其进行对比分析，对编写思路、内容、栏目、插图及课后习题等方面进行对比。通过分析，发现新教材结构编排针对性和逻辑性更强，注重培养学生的核心素养，适合学生自主学习。最后立足新教材特点，对物理教学提出建议。

关键词：核心素养；新旧教材；对比分析；安培力
 

《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）指明了本课程旨在落实立德树人根本任务，进一步提升学生物理学科核心素养，为学生终身发展奠定基础，并提出了物理学科核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任4个方面。依据新课标编写的新教材是实现新课程目标的重要载体，教师须全面分析并用好新教材，才能将新课标中的核心素养进行有效落实。

为探讨该问题，本文以新旧教材中《磁场对通电导线的作用力》一节为研究对象，在核心素养视域下，从教材编写思路、内容、栏目、插图及课后习题等方面进行对比分析。立足新教材特点，对物理教学提出相关建议。

一、两版教材编写思路对比分析

旧教材中《通电导线在磁场中受到的力》以三维目标为指引，培养学生科学素养。文中复习前一节知识并结合物理学史引入课题，用演示实验总结出判断安培力方向的左手定则，接着演示“平行通电直导线之间的相互作用”巩固对定则的理解。安培力大小环节中，直接给出安培力表达式，并阐述了导线与磁场垂直和一般夹角时的表达式。将所学知识用于解释磁电式电流表的原理，最后用“做一做”中旋转液体的现象深化对知识的理解。新教材以导体棒在磁场中的运动情境设置问题，运用情景问题引出课题，文中在定义安培力时还定义了1A。通过安培力方向演示实验，构建三维立体模型，归纳总结左手定则。尔后直接进入安培力表达式环节，利用思考与讨论思考一般情况下安培力的表达式，运用平行四边形定则解决问题。最后运用所学知识解释磁电式电流表的原理，凸显出知识服务于生产生活的理念。

二、核心素养视域下教材内容的对比分析

1.教材栏目对比

新教材在结构上保持了稳定性，更改了标题，新增问题、思考与讨论、科学漫步、删除旧教材中一个演示和做一做（见表1），在教学逻辑，知识内容上更具有针对性，符合学生心理认知规律，有助于学生理解物理本质，提高学习兴趣，增强自主学习能力，培养质疑创造思维，促进其全面发展。

1.1“问题”栏目

新教材开篇就导体棒运动的实际情境设置问题，引发学生探究欲。该“问题”栏目依托真实情境进行情境化问题教学，激发学生自主提问意识，明确研究课题“安培力的方向该如何判断？它的大小除了与磁场应强度有关外，还与哪些因素有关？”在旧教材中没有依托真实情境，平铺直叙引出课题。

新教材新增的“问题”栏目，体现物理来源于生产生活的基本理念，增强学习趣味性，呈现的素材可引导学生思考更多问题，主动进行科学探究，运用科学方法建立模型、解决问题，增强学生科学探究意识，锻炼思维能力。相比之下，旧教材略显单薄，学生较难很快进入学习物理的状态。

1.2“演示”栏目

新教材在“演示”栏目中，新增实验步骤，使学生更清楚实验操作步骤，体现实验的规范性。实验1增加“导体棒”对象，便于对具体对象进行研究，建立模型，总结判断安培力方向的法则。旧教材中少了这些描述，“学生在进行受力分析时，容易混淆受力对象”，可能误认为分析磁铁受力。

新教材将旧教材中演示“平行通电直导线之间的相互作用”实验，巧妙移进“科学漫步”中，强调用数学方法推导出两导线间作用力公式，对于这部分内容，学生可能会思考为什么导线间像磁极间一样，会发生相互作用？安培如何推导表达式等问题，深度挖掘，培养学生深度学习能力，指向高阶思维能力的达成。

1.3“思考与讨论”栏目

新教材设置“思考与讨论”栏目，将旧教材中陈述句改为疑问句即“如何计算安培力？”其中渗透着相互作用观念。通过该栏目，学生可能会思考如何验证安培力表达式的正确与否，渗透科学思维维度的科学论证要素，落实学生核心素养。旧教材直接将磁感应强度分解以此解决问题，以陈述性知识告知学生，学习时缺乏主观能动性，学生的开放型思维，创新创造能力很难提升。

“思考与讨论”充分体现了问题意识，将旧教材中的陈述句改为问句，这样更利于引导学生自主学习物理知识，加深对安培力表达式的理解，激发探究欲。

1.4“做一做”栏目

新教材为了突出研究主题，将“做一做”“旋转的液体”移除，旧教材中的这个栏目对学生的能力要求高，涉及微元法，学生较难解释现象，自学时存在一定障碍。新教材教学中可借鉴“做一做”，用科学方法解决问题，巩固对知识的理解，促进科学思维的培养。

1.5“科学漫步”栏目

“科学漫步”栏目的设置，使得核心素养中的“科学态度与责任”培养更加精准。该栏目将旧教材中“平行通电直导线之间的相互作用”演示融入其中，介绍安培的研究历程，研究成果对如今电磁学发展起着巨大作用，其中还强调了数学推理方法的重要性。通过回顾历史，引导学生关注科学家的探究过程，做了什么实验，用什么方法探究科学问题，在研究历程中凸显出科学家哪些优秀品质等。新教材鼓励学生思考相关知识，感受科学家严谨认真，持之以恒的科学态度，培养其科学态度与责任。

1.6“练习与应用”栏目

在“练习与应用”栏目中，保留了旧教材中的3道习题，并将第一题中的甲和乙图顺序调换，这样的微调充分考虑学生学习物理循序渐进的过程，利于对基本知识点的理解与掌握。新教材将旧教材中第2道习题更改，注重模型建构，运用降维思想将三维空间图转化为平面图，加强学生受力分析能力，符合学生认知心理，有助于教学测评。习题设置层层递进，第一题在平面图中分析，第二题在三维空间中分析，教学时可适时拓展，丰富问题种类。三、四两题运用物理知识解决生产生活，科技发展中的实际问题，践行学以致用的理念。

2.正文内容设置对比

2.1新课引入对比

新教材相较于旧教材，每一节都以“问题”栏目引入课题，该栏目中展示了一幅导体棒在磁场中运动的实物图，让学生相信所学知识来源于真实情境，真情境引发出真问题，根据现象提出物理问题，导体棒受力方向如何判断，导体棒受力的大小与什么因素有关？以问促问，提出更多问题，如若棒与导轨不垂直，会朝什么方向运动等问题，带着问题学习，思考解决问题的科学方法，培养学生的问题意识，同时继承旧教材物理学史的描述，引入中还新增了电流单位“安培”的定义。

旧教材中没有设置相应的问题情境，用物理学史的方式简单引入课题。学生没有任何准备就开始学习，没有依托具体的情境引导学习，显得有些突兀，课题的引入较为生硬，较难培养出学生应有的核心素养。

2.2安培力方向

新教材在“安培力方向”这个环节中，内容上有较大变动，旧教材中所述为“你能用简洁的方法表达这个关系吗？”新教材中的叙述改为“你能尝试把各种情况下三者的方向画出来，进行归纳分析，找到规律吗？”两版教材对比发现，旧教材在“两种情况下”得结论，缺乏科学结论得出过程的严谨性，后续描述中，缺乏科学方法指引，教学时需要教师花较长时间进行引导，不利于学生学习。在新教材叙述中，依据相关证据发现三个物理量的方向相关联，引导学生自主动手实操，体验各种实验情形，用作图法建构模型，学生可能会画出空间模型，也可能是平面模型，培养发散思维，并提醒用“归纳”的科学方法总结规律，简短的文字叙述却渗透着科学方法。

在磁场、安培力和电场、库仑力进行对比研究时，旧教材中“与电场中的检验电荷作用相当的是一个有方向的电流元”这句叙述在新教材更改为“受力的物体是通电导线”。旧教材中受力的对象是电流元，学生对电流元的理解依然存在难点，电流元是一个理想模型，若对该模型进行受力分析，学生感受到不切实际，不利于知识生成。新教材中有意识地回避这个难点，受力物体具象化，对通电导线进行受力分析，降低学习难度，促进学生理解，分析时在大脑中凝炼出相互作用观念。

2.3安培力大小

新旧教材直接给出安培力表达式，新教材新增了对各物理量单位的解释，突显单位的重要性。在“思考与讨论”后，为了便于对一般夹角下导线的受力分析，“新教材将旧教材中的三幅模型图缩减为两幅”，将旧教材中的乙和丙交换顺序，同时在平面图中构建了匀强磁场模型，而旧教材中丙图没有。在对磁感应强度进行分解时，新教材新增“根据矢量的运算法则”，指明所用科学方法，加深学生对磁感应强度概念的理解。在得到安培力的一般表达式后，新教材新增“F的方向如图1.1-5所示”，引导学生关注安培力像其他力一样，具有矢量性，培养学生大概念意识和相互作用观念。

新教材从文字、插图等重构教学逻辑，为加深对安培力、磁感应强度概念的理解，呈现科学方法，改进插图，从平面图向空间图递进，增加匀强磁场模型，使得模型建构更加准确和科学，易于学生理解知识的本质，促进建模能力养成，培养学生科学思维，提高学习效率。

2.4磁电式电流表

新教材继承了旧教材编写的逻辑结构，将“磁电式电流表”放在文末，践行学以致用理念，其中新增“线圈偏转的角度也越大，达到新的平衡”，旧教材在分析后直接得出“从线圈偏转的角度就能判断通过电流的大小”的结论，结论的得出过程显得很突然，学生学习时心中会存在很多疑惑，如为什么角度的大小能表示电流大小等。新教材将旧教材中“如图3.4-1和图3.4-2可以看出”改为“从前面的分析可知”，小小的变化却体现着科学探究意识，基于证据分析，得出有价值的结论。而旧教材依据的两幅图并不是磁电式电流表的内部结构模型图，得出结论可能不可靠，缺乏证据意识。在关注学情基础上，建议在教学中展示磁电式电流表的实物图，真实物引发真探究，才能形成正确的物理观念。在真实情境中，将知识与现实生活结合起来，利于学生内化知识，有助于核心素养的有效落实。

三、启示与建议

通过对比分析新教材和旧教材，新教材更有助于物理学科核心素养的落实。围绕新课标要求，笔者就教师使用新教材进行教学提出几点建议。

1.注重情境创设，培养核心素养

新教材注重生活实践问题情境和学习探索问题情境创设[5].教学时需选择符合学生认知心理学的问题情境进行教学，如本节课导体棒的运动，激发学生学习物理的兴趣，引导学生从较为复杂情境中提出问题，建构模型，运用科学方法对其进行探究，分析，增强学生问题解决能力，全方位培养核心素养。

2.关注模型建构，提升科学思维

模型建构能力作为物理学科的关键能力之一，其重要性不言而喻，这种能力是指物理现象抽象出其主要特征，通过类比、想象等方法建构其结构、关系等物体模型，并能用物理语言进行描述，在实际问题中能运用物理模型解决问题的能力[6]。教学中需关注学生模型建构能力培养，如本节内容中分析安培力时，抽象出问题的主要特征，构建结构模型，以真实情境建构平面模型和空间立体模型，在建模过程中将书本知识内化为个人知识的同时，也锻炼了学生的科学思维能力。

3.聚焦优质问题，培养探究能力

科学探究维度中，问题作为第一要素，凸显了“问题”的重要性，高质量的问题设计会让学生积极思考，助力其发散思维培养，新教材中的教学中，需关注问题设计，如“你能尝试把各种情况下三者的方向画出来，进行归纳分析，找到规律吗？”这样的问题具有操作性和发散性，在解决问题的过程中培养了科学探究能力。

4.挖掘物理学史，践行育人理念

物理学家钱三强说过这样一句话：物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地。这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富值得我们去发掘。从中汲取营养，获得教益，对我国的教育事业和人才培养都会是大有益处的。在教学过程中，教师应注重物理学史的渗透，深度挖掘科学家在研究过程中的优秀品质，如本节的“科学漫步”介绍安培的研究历程以及用到的科学方法，教学时以任务驱动的形式引导学生通过书籍，网络等媒介了解科学家的研究经历，相关成就，以及在科学研究中表现出的优秀品质，培育学生科学态度与责任，达到物理育人的目的。

作者：张先炜  

单位：贵阳市清华中学