苏科版初中物理教材与课程标准契合度的分析——以简单机械和功为例

以九年级上册第十一章《简单机械和功》 为例，与大家共同探究新教材是如何具体体现和落实新课标所提出的核心素养要求的。

一、教材编写理念：从知识本位到素养导向的根本转变

2022版课标确立了核心素养导向的课程理念，而新教材在第十一章的结构设计中充分体现了这一转变。

第十一章《简单机械和功》是力学知识的重要综合与应用，是培养学生核心素养的绝佳载体。新教材在内容编排、活动设计、栏目设置上，都深刻体现了核心素养的要接下来我就分别从四个方面进行阐述。

二、新教材与课表的契合度分析

2.1 物理观念素养：概念间的本质联系揭示

2.1.1 核心概念的三重认知阶梯

教材通过精心设计的三级认知阶梯，实现物理观念的深度建构： 

1、感性认知层面：生活实例导入

2、模型建构层面：机械模型的抽象与图示

3、原理应用层面：探究实验原理与复杂情境应用

2.1.2 概念间的本质联系揭示

本章的知识逻辑主线清晰地从“机械”延伸到“功”，最终指向“功率”和“机械效率”，完美契合了“从相互作用到能量”的物理观念形成过程。

教材对杠杆、滑轮、斜面等每一种简单机械的分析，都始于其受力分析。例如，在探究杠杆平衡条件时，重点强调了“动力”、“阻力”、“动力臂”、“阻力臂”这些与“力”和“力臂”（相互作用的要素）相关的概念，引导学生从“相互作用”的角度去理解机械的工作原理。

本章的升华在于引入了“功”和“能”的概念。教材明确将“功”定义为“能量转化的量度”。通过“做功的两个必要因素”和“机械效率”的学习，学生能初步建立起“使用机械省力或省距离，但不能省功”、“有用功、额外功、总功”等能量转化与守恒的前概念，为第十二章《机械能和内能》深入学习能量守恒定律打下坚实基础。

2.2 科学思维素养：模型建构与推理论证并重

2.2.1 模型建构能力的阶梯式培养

教材通过序列化活动发展学生模型建构能力，分别为辨识阶段、表征阶段、转换阶段、应用阶段。 

例如：学习功的相关知识时，以物体被举高为例，说明力和力方向上的距离乘积是有意义的物理量引入功的概念，又用捡鸡蛋的例子让学生形象感知1J的功的大小，再设计了一道提水例题，引导学生从实际情境中分析出力和力方向上的距离，转化有效条件，提升建模能力，最后提出了反思问题"不同速度提水做功是否相同？引发认知冲突，加深学生对功本质的理解。

2.2.2 推理论证能力的关键教学节点

证据获取能力：在再探动滑轮的活动中，指导学生通过比较手拉绳做功与动滑轮对钩码做功进行比较，引导学生通过证据发现"省力不省功"的物理本质，实现从经验规律到本质理解的思维跃升。

逻辑推理能力：教材P7的"称象问题"例题中，现实中槽钢和铁笼的质量是很大的，例题中却忽略了这个质量，对这一点，新教材利用“反思问题”，提高了学生的逻辑推理能力，同时也引导学生认识模型简化的物理研究方法。

批判性思维：在探究动定滑轮特点时，需要比较弹簧测力计的示数以及钩码重力，而实验测出的数据与最终结论有些差异，教材中就会有议一议这样的环节引导学生站在客观角度分析原因，并提出解决措施，有机渗透批判性思维。再比如P27，要求学生从不同角度认识机械，并且分析机械模型的优缺点。

2.3 科学探究素养：一体化设计与真实探究

2.3.1 探究能力的系统化培养框架

            新教材将科学探究分解为四个层次：科学体验活动，基础技能训练，整合应用探究，跨学科实践。

2.3.2 真实探究与科学本质教育

新教材避免"食谱式实验"，强调真实探究的不确定性：新教材教参中明确要求杠杆平衡实验中"弹簧测力计悬挂位置不受限制"，使得数据采集具有灵活性； 滑轮探究时强调"滑轮重力、摩擦对结果的影响" ；P14观察自行车，剖析其结构。这种设计体现了科学本质教育（NOS）理念，让学生体验真实科学研究的不确定性和复杂性。

除此之外，新教材还对部分细节进行了科学性调整，比如11-36中常见的功率值更符合如今实际情况；P16图11-23（a）（b）分别改为原地起立和水平移动，避免形成错误认知。

2.4 科学态度与责任：中国特色与STSE教育深度融合

     2.4.1 中国特色教育的深度融入 

新教材不仅介绍中国古代科技成就，更加入中国特色案例，深入揭示其中的科学思想。

新教材将古人对杠杆的研究与应用调整到杠杆原理之后，说明我国对杠杆的研究时间早应用广；介绍了中国空间站机械臂的构造与功能；P20的练习中以歼-20战机为背景，展现我国现代科学技术，增强学科德育效能；

        2.4.2  STSE教育的问题导向设计 

新教材通过真实社会问题促进科学态度与责任的形成。

环境问题：在“机械效率”的学习中，教材引导学生认识到任何机械都存在摩擦等因素，会导致效率小于100%。这潜移默化地培养了学生实事求是的科学态度。同时，通过讨论“如何提高机械效率”，学生能认识到减少能量损耗、节约能源的重要性，初步树立可持续发展的观念和社会责任感。

工程技术：教材在正文和插图中展示了简单机械在生产和生活中的广泛应用，如起重机、盘山公路、方向盘等，让学生体会到物理源于生活、用于社会，感受科技进步对人类文明的推动作用。 

科技伦理：机械臂技术的发展与应用思考

三、总结与整体教学建议

综上所述，苏科版2025新版教材第十一章《简单机械和功》在内容编排上，与2022版课标的核心素养要求契合度非常高。它以知识和实验为载体，以探究过程为主线，系统地、有层次地落实了物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任的培养目标。

基于以上分析，我提出以下几点整体性教学想法，供各位同仁参考：

1、认真解读教材文本,全面理解设计目的

苏科版义务教育物理教科书在修编的时候考虑了教材的方向性、科学性、实用性等多方面要求,教师在使用的过程中要认真研读教材,对比新旧版本教材,找到变化之处。

    2、关注物理思维方法，全面提升学生核心素养

在设计探究性实验时,要从科学的角度去甄别一下根据经验提出的影响因素在逻辑上有没有这种可能，即猜想也要有理有据；实验是最能培养学生科学思维的途径，在日常学习过程中必不可图方便省去做实验的时间，而应该做够做好做透，为全面提升学生能力提供足够的平台和载体。

3、为培养拔尖人才做奠基,适当关注初高中衔接

拔尖人才的培养是一个连续的过程,初中、高中和大学物理部分知识的安排是按照螺旋式上升模式编排的,初中物理知识的学习要为高中进一步学习打好基础。虽然《课程标准》和教科书都没有提到力矩概念，但力和力臂乘积共同决定杠杆效果这个思路要告知学生，再比如量纲理念也可以在平时授课中略微渗透。