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摘要：高中物理教科书修订要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，以社会主义核心价值观为统领，以普通高中课程标准为依据，以培养高中学生核心素养为宗旨，遵循学生身心发展规律，在继承和借鉴的基础上创新，聚焦学科核心素养.以学科知识的学习为载体，并通过情境创设和问题驱动等方式，精心设计系列学习和实践活动，让学生在分析和解决真实情境问题的过程中发展核心素养，培养创新精神、实践能力，体现时代要求，确保科学适宜.
关键词：物理核心素养；科学思维；科学探究
作者简介：彭前程（1959-），男，内蒙古呼伦贝尔人，博士生导师，人民教育出版社物理教材研究开发中心编审.
2017年底教育部颁布了《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）[1]，人民教育出版社物理编辑室根据新修订的《课程标准》，编写了必修以及选择性必修共6个模块的教科书.现将编写组在教科书修订时的整体设想及具体做法向各位教育同仁做一介绍，以便大家更好地了解和指正.
1修订指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》的有关要求.以社会主义核心价值观为统领，以普通高中课程标准为依据，以培养高中学生核心素养为宗旨，遵循学生身心发展规律，在继承和借鉴的基础上创新，聚焦学科核心素养，提升教科书育人价值[2].
2修订原则
21突出育人功能
物理课程是整个高中课程中的有机组成部分，在进行物理科学教育时，要注意物理课程在培养合格的社会主义接班人这一大的育人目标上的作用.充分体现德育为先、立德树人的基本观念，继承和弘扬中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化，培养学生良好政治素质、道德品质和健全人格，引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观.
深入理解中国学生發展核心素养体系，了解物理学科核心素养的构成，明确物理学科课程的育人价值定位.根据发展学生核心素养的需要，在内容处理、活动安排、作业设计和呈现方式等方面对教科书进行全面修订.要以学科知识的学习为载体，并通过情境创设和问题驱动等方式，精心设计系列学习和实践活动，让学生在分析和解决真实情境问题的过程中发展核心素养，培养创新精神和实践能力.
22体现时代要求
创新是时代的最强音.教科书修订要贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，创新教科书的内容和呈现方式，以利于创新型人才的培养.
要结合物理课程内容，尽可能反映现代科技的最新发展，特别是这些科技发展中能体现创新思维的内容.要体现现代信息技术在教学中的广泛应用.探索纸质教科书与电子音像产品、数字化教学资源的整体设计，促进数字技术和新媒体在教学中的有效应用.
23确保科学适宜
要遵循教育、教学的规律，客观反映人类探索自然和社会发展的研究成果，确保教科书在体系结构上的逻辑连贯性，深度难度的渐进性，内容的准确性，表述的规范性.
要围绕学生适应终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力来选取教科书内容，合理确定内容的广度和深度，避免过多过难.内容选取和活动设计等要符合学生的身心特征，体现学生核心素养发展水平的层次性和成长性.
要紧密联系学生生活经验，力求符合我国大多数地区和学校的实际，使教科书利教、利学，适应不同水平学生的需要.
24优化装帧设计
在遵循编印规范、整体美术设计的基础上，根据物理学科的特点改进版式和插图，使之更加生动、新颖、活泼、美观，提高教科书的可读性和审美性，便于自主学习，提升阅读体验.
3教科书的特点
根据《课程标准》所提倡的理念及要求，我们在编写时力图体现如下特点.
31突出核心素养理念，培养全面发展人才
此次教科书对学生“物理核心素养”的培养，主要是通过如下的安排来实现的.
311物理观念的培养
“物理观念”是《课程标准》中提到的四个物理核心素养之一.它主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念及其应用等要素.
我们认为要想使学生很好地理解物理观念，首先，要注意物理概念、规律的准确学习，促成学生对概念、规律的深度理解.为此，我们加强了概念、规律的探究学习，以使学生对相关的概念、规律等有深入的理解.例如，瞬时速度概念的建立对多数学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程.教科书在平均速度之后，先向学生提出“平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向.那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？”的问题，让学生主动思考，提出自己的想法.随后，教科书通过形象的语言向学生渗透“极限”的思想，使学生对瞬时速度建立起正确的概念.
在学生有了一定的基础之后，教科书注意将有关概念、规律适时加以提升，形成科学的物理观念.例如，为了加强物质观的教学，教科书在必修第一册“质点 参考系”一节安排如下旁批：“我们生活的这个客观世界是物质的，物质由分子、原子等组成，我们所看到的物体是物质的聚集状态.机械运动主要描述物体位置变化的规律”；在第二章运动学之后安排如下旁批：“世界是由物质组成的，物质的运动有多种形式，例如机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子的运动等.这些不同的运动形式，有着不同的运动规律，我们将陆续学习”；为了加强能量观的学习，教科书在必修第二册“机械能守恒定律”一节安排了如下旁批：“能量是人们研究物质世界非常重要的概念，是物质运动的统一量度.物体运动虽然形式各异，但是每种运动都具有相应的能量.能量及其转化将各种运动统一、联系起来.” ②多数内容以探究形式展开
为了调动学生的思维，加强探究式的学习，教科书多数情况下以问题串的形式展开学习.例如，必修1第二节开始提出“要讨论物体位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念.如果要想准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？”，这个问题是这节课要讨论的主要问题，因为“要讨论物体位置随时间的变化”，首先要知道如何描述位置.在学习完如何描述位置后，教科书又紧接着提出问题：“物体位置的描述我们清楚了，那么，物体位置的变化该怎样描述呢？”，引导学生围绕这一问题展开学习，得出“位移”的概念.在学习过位移的概念及如何在数轴上表示位移后，教科书接着又提出：“一个物体从A运动到B，xA=5 m，xB=2 m，物体的位移大小等于多少？方向如何？”的问题，使学生对如何在数轴上表示位移进行不同情景的学习.通过对这些问题串的学习，学生的思维层次不断深化，科学思维的习惯也会不断地养成.
为了将这种探究的思想贯彻始终，教科书在整个的编写过程中注意适时设置“思考与讨论”“ 做一做”栏目，使学生在“动脑”与“动手”两个维度，进一步展开讨论与探究.
③设置专门的实验探究
对于一些需要通过较大的实验来学习的内容，教科书多数都安排了专门的“实验探究”，如“实验：探究加速度与力、质量的关系”.这类实验对探究的定位体现在实验的名称上，通常是“实验：探究……”.而其他实验则没有“探究”二字，如“演示 静摩擦力的大小随拉力的变化”“实验 验证机械能守恒定律”，这类实验不以探究为主，而以演示、验证为主.为了体现探究性实验的探究性，教科书只从思路上引导学生如何开展探究，而不给出具体的实验操作步骤.思路讨论清楚后，教科书给出1～2 个参考案例，而不是固定的一个方案，以便充分体现探究思想.
④设置“课题研究”
为了将学生的探究活动拓展到课外，培养学生将探究的思想应用于日常生活问题，本套教科书还在每册书的最后设置了“课题研究”栏目.栏目中给出一个具体的探究案例，然后给出供选择的探究课题.这些案例与课题都与学生生活紧密相关.例如，必修第一、二、三册及选择性必修的研究课题样例及参考选题分别为：“球形物体所受空气阻力大小与速率关系的研究” “橡皮筋的伸长和拉力大小的关系”“关于甩手动作的物理原理研究” “标枪投掷动作的物理原理研究”“充电宝不同电量时电动势和内阻的研究” “手机耗电因素的研究”“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”“弹簧振子运动周期的实验研究”“半导体薄膜压力传感器特性的实验研究”“热敏电阻特性的实验研究”“燃气灶火力对烧水效率的影响”.这种课题研究既能锻炼学生研究综合问题的能力，也能培养学生关注科学、技术以及社会的相互联系思想，提高学生自觉做有社会责任感的公民意識.
314态度与责任的体现
在科学研究中，严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度非常重要.为了加强这种科学精神的培养，教科书在科学探究以及实验操作等相应部分，多次渗透这样的科学精神.例如，教科书在绪言中就特别指出：“物理学的目的是求真，客观事实是判断对错的标准，对就是对，错就是错.猜想和论断必须能经受得住实验的检验和逻辑的推敲.”在必修第一册“学生实验”中专门提到：“实验来不得半点粗心和虚假.实验数据从来不以人的意志而改变.要获得正确的实验结果，离不开严谨、求真的态度.实验中观察到的现象、测量的数据、得出的结论，很可能跟预期的不一样，这时我们要实事求是，尊重事实.不能随意更改记录去‘凑数’.”
科学家在科学研究中所体现出的科学态度是学生形成正确的科学态度与责任的又一重要来源.为此，教科书在适当的地方注意这种科学精神的体现.例如，教科书设置专门的栏目介绍伽利略、法拉第等科学家在科学研究中所体现出的科学精神与态度；在谈到万有引力各科学家的贡献时特意加旁批：哥白尼、第谷、开普勒这些科学家，不畏艰辛、十年如一日刻苦钻研的精神是成功的基石，值得我们学习；在电磁感应相应内容处加旁批：法拉弟对科学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚忍不拔的态度是他获得巨大成就的重要原因之一.
另外，教科书每章前富有针对性的名人语录也能在态度责任方面起到很好的教育作用.
32考虑学生认知特点 优化教科书结构
教科书从学生认知水平及物理学科特点两方面出发，力图在学生合理的认知水平发展下学习物理概念、规律，形成物理观念，发展探究能力.例如，教科书先从简单的直线运动开始学习相关的概念、规律，同时注意将在直线运动中学习到的分析问题的方法迁移到曲线运动中.如，在分析平抛运动时教科书写道：在研究直线运动时，我们已经认识到，为了得到物体的速度与时间的关系，要先分析物体受到的力，由合力求出物体的加速度，进而得到物体的速度与时间的关系.关于平抛运动，我们仍然可以遵循这样的思路，只是要在相互垂直的两个方向上分别研究.这种考虑学生认知水平、由浅入深、强调规律的做法，可以方便学生学习、形成结构.
再比如，矢量在物理中有着非常重要的地位，但是矢量概念的建立不能一蹴而就，要循序渐进、逐步形成.为此教科书在学习位移概念的时候提到它不仅有大小，还有方向，使学生意识到这个量与只有大小的量不一样；接着在学习力的合成时，发现这种量所遵循的加法法则和质量等量的加法法则不一样，这时对矢量这一概念认识就进一步加深了；再后来，在牛顿定律的不断学习、运用中，以及在后面曲线运动中有关运动的合成与分解的不断学习中，学生就会对矢量形成较丰富、正确的认识与理解.
教科书在整体的结构安排上，遵从人们认识事物“先现象，后本质”的一般规律.人们在接触和研究具体的事物时，多数是观察现象，进而再探究现象背后的原因，教科书也是按照同样的逻辑来安排相关的学习内容.例如，机械运动的学习是先学习运动学方面的内容，再学习动力学方面的牛顿运动定律；简谐运动的学习先从运动学方面进行描述，然后再从动力学的角度进行概括与总结；电学中先学习不同的电路中电流、电压的规律，再学习之所以呈现如此规律背后的电源电动势、全电路欧姆定律等内容. 上面是教科书在结构安排方面整体的考虑.另外，为了符合学生的认知特点，教科书还做了一些局部的调整与安排.例如，原教科书将“牛顿第三定律”放在 “牛顿第二定律”之后.此次修订，考虑到降低难度的需要，将牛顿第三定律提前，放在“共点力”的内容后，这样在刚开始学习共点力的平衡时只涉及物体静止的情况，对学生而言就会更简单些；再比如，为了使学生对每一部分内容的特点区分得更清楚，修订后的教科书将原教科书“曲线运动”一章，分为“抛体运动”和“圆周运动”两章，前者更能体现处理一般性曲线运动的方法，后者则主要讨论如何处理“圆周运动”这种特殊运动的方法；为了突出能量的观念，修订后的教科书将原教科书“静电场”和“恒定电流”两章，分为“静电场及其应用”“静电场中的能量”“电路及其应用”和“电能 能量守恒定律”四章.
33注重基础，兼顾差异
331打好基础
此次课程改革强调学生核心素养的培养.我们认为，核心素养的培养要以概念、规律的学习为载体，所以要打好培养核心素养的基础.为此，我们对概念、规律的学习基于学生的前认知展开：设计启发式问题引导学生思考，以使学生对相关概念等有深入全面的理解.例如，加速度概念的建立对多数学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程.教科书在节前的“问题”中就火车和小汽车同样从静止加速到100 m/s，但是所用时间不同，提出“你觉得用‘速度大’或‘速度变化大’能描述这种不同吗？”的问题让学生进行思考.然后在正文中经过分析后向学生提出“如果两个物体速度变化不同，所用时间也不同，怎么比较他们速度变化的快慢呢？”的问题，让学生主动思考，提出自己的想法.在学生充分思考、分析的基础上，得出加速度的概念.加速度的概念得出后，教科书又通过矢量图进一步分析加速度的方向性.这些基本概念的分析与建构对学生概念的建立、思维的培养非常重要.
332体现弹性
《课程标准》在整个高中物理课程设置中除了必修课程外，还设置了选择性必修和选修课程，为了配合这种课程的设置，我们在注重加强统一基础的前提下，在内容的设计上还体现了一些弹性，兼顾不同学生的需求，为不同潜能学生的发展提供空间.主要做法如下.
①设置“拓展学习”栏目
此栏目内容多为知识或方法方面的拓展，供学有余力的学生选学.例如，微元求和的思想在物理学习中非常重要，但是其中极限的思想对全体学生都作要求，显得有些过高，为此我们对这类问题作了系统的考虑和系列的安排.例如，位移为什么等于v-t图象的面积？如何证明重力做功与路径无关？为什么可以引入电势能等内容的安排都放在这个栏目里.
②章后设置A、B两组习题
对于学完必修课程以后选学选择性必修及选修课程的学生，除了有必要在学习内容上有一些弹性外，习题的设置也應体现弹性.为此，我们在教科书每章的习题中设置了A、B两组习题.A组习题对应《课程标准》中必修内容的要求，B组比《课程标准》中必修内容略有超出，供学有余力的学生选做.
③每册书后设有“课题研究”
前面提到，为培养探究能力，修订后的教科书增加了“课题研究”.这部分内容不是学生必须要学习的，除了有将探究的领域拓展到课外的考虑外，它另外的一个目的是给不同的学生提供进一步学习研究的渠道，供学有余力的学生开阔视野、继续学习.
34联系实际 突出STSE的思想
341联系实际
理论联系实际，是真正学好物理、培养学生的实践能力的有效途径.只有很好地将学生已有的生活经验同物理问题紧密结合，才能使学生很好地建构起科学的概念，感到物理是生活的；只有将学到的物理知识应用到实际中去，才能使学生感到物理是有用的.为此，教科书从多个方面来贯彻联系实际的原则.
①问题引入联系实际
通过问题创设情景是引导学生展开学习、探究很好的做法，而问题是否联系实际，能否引发学生的思考则是学习能否有意义进行的关键所在.为此，教科书每一节开始的问题尽可能是学生实际中能遇到的、能引发他有兴趣深入思考的问题.例如教科书在第一章第一节安排的是学生在生活中能见到的运动的汽车或飞禽运动的内容，如何描述这些常见物体的运动，是他们愿意思考的问题.
②分析的实例联系实际
教科书在举例分析概括、推理论证中，尽可能以学生已有的社会生活经验为基础，以唤起学生已有知识与将要学习的知识间的联系，激发学生的学习兴趣，增强他们对科学的亲切感.例如在物理必修1中讲到“时间”和“时刻”的区别、“路程”和“位移”的区别时，教科书从上课、下课以及乘坐不同交通工具到同一地点这些非常生活化的例子出发，逐渐展开对这些问题的讨论.
③概念、规律的应用联系实际
说到应用一般都应该是实际的，但是教科书中所涉及的应用则应是学生熟悉的，或者是听说、见到过的.这样学生才会觉得所学的内容有兴趣、有亲近感，觉得物理是有用的.例如，在“牛顿定律的应用”一节中所举的例子，一个是学生在电视中能见到的冰壶的运动问题，一个是学生比较熟悉的滑雪问题.其实牛顿定律这一章章首图歼-20就是一个很好的联系实际的例子，教师在学生学过这一章的内容后，可让学生考虑飞机的运动问题.又比如，必修第一册第二章第四节“做一做 用手机测自由落体加速度”、第三章第五节应用共点力的知识解决小孩滑梯设计的问题等都是学生身边的实际例子.
④练习、习题联系实际
教科书在练习、习题的编排上也非常注意联系实际.由于高中物理所研究的问题比较简单（如只研究质点，不涉及转动），所以练习题中常常会出现“物块、小球”等经过抽象后的问题.这类问题如果过多，就会影响学生自己建模、解决实际问题的能力，也会影响学生学习的兴趣.为此，教科书在这方面做了努力.例如，必修第一册第二章第三节后练习中，第4题分析航母舰载机起飞问题（图2），第5题分析神舟五号载人飞船返回舱最后阶段加速度问题，第四节第2题分析火车减速的问题，第3题分析“嫦娥三号”登月探测器落月末速度问题；必修第一册第三章章后习题B组第2题分析空调架受力问题等. 在必修三册教科书的题目设计中，必修第一册总题目139道，联系实际的题目有90道，联系实际题目占比65%；必修第二册总题目130道，联系实际的题目有70道，联系实际题目占比53.8%；必修第三册总题目173道，联系实际的题目有73道，联系实际题目占比42%.
342突出STSE的思想
科学技术问题都是直接或间接与社会相联系的.强调科学技术的社会意义是当前科学教育的一个重点.这种科学、技术、社会相互联系的观点既可以使学生了解到科学、技术对社会的积极作用，还可以使学生了解到若不能很好地利用科学、技术，将会对社会产生不利影响；同时也可以了解科学、技术、社会是如何相互促进和发展的，有利于培养学生用联系、发展的观点看待问题.只有用科学、技术、社会相联系的观点看待问题，才能培养出用辩证、发展的眼光对待世界的人.
为此教科书除了在正文的安排中尽可能注意物理知识与生活、技术、社会的联系，还特意设置了STSE 栏目，介绍、探讨科学技术与社会之间相互关联的问题.例如，在物理必修第一册的“STSE 从伽利略的一生看科学与社会”中，既分析了伽利略在数学、物理学、天文学等方面所做出的卓越成就对科学发展及社会进步的伟大意义，同时也分析了当时他所处的那个历史时代对他正反两方面的影响.又如，在物理必修第三册第十二章第4节“能源与可持续发展”中提到：“能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题.人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响.可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡.”.在物理必修第三册第十三章第3节的STSE“法拉第与电气时代”中，既介绍了法拉第如何克服困难、刻苦钻研的科学精神，也赞扬了他谦虚、朴实、献身科学的优秀品质.
35关注社会发展 反映我国科技进步
由于中学物理的性质所限，学生学习的内容大部分都是较为经典的，教科书如果处理不好，会给人“陈旧”之感.我们在内容选择上，一是学习经典的内容时多用当代人生活的实例，二是尽可能反映新科学、技术的发展，使教科书有时代气息.例如，在相关内容处介绍了“相对论”“量子论”的初步知识；在“科学漫步恒星的演化”中提到了黑洞及引力波等问题.
我国科技的发展有着悠久的历史，古代和现代科技的发展为全人类科技文化的发展做出了贡献，以往这方面教科书反映得不够.此次修订我们有意加强了这方面的内容.例如，在能源部分介绍了我国太阳能发电、核能“华龙一号”等内容；在“科学漫步 全球导航卫星系统”中介绍了我国的“北斗”导航系统；在必修第三册“科学漫步 聆听宇宙”中，介绍了我国射电望远镜“天眼”的研究与工作情况，同时配有科学家南仁东的照片（图3）；在绪言的6位科学家头像中，安排了3位我国的科学家，另外在教科书其他部分还有钱学森、赵忠贤、吴健雄等科学家的介绍.教科书中有意识地反映我国科技成果和我国科学家的事迹，既可以使学生真切地感受到科技的发展就在身边，同时也会增强民族自豪感，有利于学生树立献身我国科学事业的意识.
36基于提升核心素养全面设计练习题
361发挥练习题在提升学生素养方面的功能
习题和试题的功能是不同的，试题的功能主要是“检测”，判断学生所达到相关素养的水平；而习题的功能是“建构”和“培养”，让学生解答问题的过程，就是提升素养的过程，而不是为了甄别.因此，把大量用于考试的试题拼凑起来作为学生的练习题，不是正确的做法.例如，选择题起源于标准化考试，把它大量用来作为学生的练习题，容易助长学生“重结果、轻过程”的思维习惯，为此，本教科书对选择题的使用十分慎重，在设计习题的题型时，充分考虑学生的答题行为与提升核心素养的相关因素.本教科书通过自编的原创题，丰富学生的答题行为，有理解，有辨析，有操作，有创造，全面提升学生的素养.另外，练习题要实现对知识和能力的“建构”过程，内容编排就不能跟试题那样交叉杂乱，本教科书十分注重练习题内容的有序编排，让学生在完成练习的过程，就是形成合理知识结构的过程.
362注重练习题合理的学业水平结构
课程标准中，学业质量共有五级水平.《课程标准》指出，学生必修课程完成后，可参加学业水平合格性考试，达到学业质量水平二为合格；学生必修和选择性必修课程完成后，可参加高校招生的学业水平等级性考试，学业水平四是进入高校相关专业应达到的要求，是高校招生录取的學业水平等级.为贯彻课程标准的要求，本教科书把学生练习题分为三个层次，第一层次是节后练习题，基本上是学业水平二；第二层次是章后题A组，大部分是水平二，少量是水平三和水平四的题；第三层次是章后题B组，供学有余力的学生使用，水平三、四层次的题占多数.
363控制练习题的难度.
我们在设计新加的章后A组题水平结构时，定位学业水平为“合格性”层次，确定水平二的题目占比例70%以上.必修三册A组题难度情况如图4所示，我们认为这样的结构较为合理，更符合《课程标准》的要求.
教科书编写是一个系统工程，上面提到的只是编写时的一些主要考虑，请读者批评指正.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
[2]赵占良.学科核心素养与高中教材修订[R].2017.
关键词：物理核心素养；科学思维；科学探究
作者简介：彭前程（1959-），男，内蒙古呼伦贝尔人，博士生导师，人民教育出版社物理教材研究开发中心编审.
2017年底教育部颁布了《普通高中物理课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）[1]，人民教育出版社物理编辑室根据新修订的《课程标准》，编写了必修以及选择性必修共6个模块的教科书.现将编写组在教科书修订时的整体设想及具体做法向各位教育同仁做一介绍，以便大家更好地了解和指正.
1修订指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》和教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》的有关要求.以社会主义核心价值观为统领，以普通高中课程标准为依据，以培养高中学生核心素养为宗旨，遵循学生身心发展规律，在继承和借鉴的基础上创新，聚焦学科核心素养，提升教科书育人价值[2].
2修订原则
21突出育人功能
物理课程是整个高中课程中的有机组成部分，在进行物理科学教育时，要注意物理课程在培养合格的社会主义接班人这一大的育人目标上的作用.充分体现德育为先、立德树人的基本观念，继承和弘扬中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化，培养学生良好政治素质、道德品质和健全人格，引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观.
深入理解中国学生發展核心素养体系，了解物理学科核心素养的构成，明确物理学科课程的育人价值定位.根据发展学生核心素养的需要，在内容处理、活动安排、作业设计和呈现方式等方面对教科书进行全面修订.要以学科知识的学习为载体，并通过情境创设和问题驱动等方式，精心设计系列学习和实践活动，让学生在分析和解决真实情境问题的过程中发展核心素养，培养创新精神和实践能力.
22体现时代要求
创新是时代的最强音.教科书修订要贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，创新教科书的内容和呈现方式，以利于创新型人才的培养.
要结合物理课程内容，尽可能反映现代科技的最新发展，特别是这些科技发展中能体现创新思维的内容.要体现现代信息技术在教学中的广泛应用.探索纸质教科书与电子音像产品、数字化教学资源的整体设计，促进数字技术和新媒体在教学中的有效应用.
23确保科学适宜
要遵循教育、教学的规律，客观反映人类探索自然和社会发展的研究成果，确保教科书在体系结构上的逻辑连贯性，深度难度的渐进性，内容的准确性，表述的规范性.
要围绕学生适应终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力来选取教科书内容，合理确定内容的广度和深度，避免过多过难.内容选取和活动设计等要符合学生的身心特征，体现学生核心素养发展水平的层次性和成长性.
要紧密联系学生生活经验，力求符合我国大多数地区和学校的实际，使教科书利教、利学，适应不同水平学生的需要.
24优化装帧设计
在遵循编印规范、整体美术设计的基础上，根据物理学科的特点改进版式和插图，使之更加生动、新颖、活泼、美观，提高教科书的可读性和审美性，便于自主学习，提升阅读体验.
3教科书的特点
根据《课程标准》所提倡的理念及要求，我们在编写时力图体现如下特点.
31突出核心素养理念，培养全面发展人才
此次教科书对学生“物理核心素养”的培养，主要是通过如下的安排来实现的.
311物理观念的培养
“物理观念”是《课程标准》中提到的四个物理核心素养之一.它主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念及其应用等要素.
我们认为要想使学生很好地理解物理观念，首先，要注意物理概念、规律的准确学习，促成学生对概念、规律的深度理解.为此，我们加强了概念、规律的探究学习，以使学生对相关的概念、规律等有深入的理解.例如，瞬时速度概念的建立对多数学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程.教科书在平均速度之后，先向学生提出“平均速度描述物体在一段时间内运动的平均快慢程度及方向.那么，怎样描述物体在某一时刻运动的快慢和方向呢？”的问题，让学生主动思考，提出自己的想法.随后，教科书通过形象的语言向学生渗透“极限”的思想，使学生对瞬时速度建立起正确的概念.
在学生有了一定的基础之后，教科书注意将有关概念、规律适时加以提升，形成科学的物理观念.例如，为了加强物质观的教学，教科书在必修第一册“质点 参考系”一节安排如下旁批：“我们生活的这个客观世界是物质的，物质由分子、原子等组成，我们所看到的物体是物质的聚集状态.机械运动主要描述物体位置变化的规律”；在第二章运动学之后安排如下旁批：“世界是由物质组成的，物质的运动有多种形式，例如机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子的运动等.这些不同的运动形式，有着不同的运动规律，我们将陆续学习”；为了加强能量观的学习，教科书在必修第二册“机械能守恒定律”一节安排了如下旁批：“能量是人们研究物质世界非常重要的概念，是物质运动的统一量度.物体运动虽然形式各异，但是每种运动都具有相应的能量.能量及其转化将各种运动统一、联系起来.” ②多数内容以探究形式展开
为了调动学生的思维，加强探究式的学习，教科书多数情况下以问题串的形式展开学习.例如，必修1第二节开始提出“要讨论物体位置随时间的变化，就要涉及位置、时间等概念.如果要想准确地描述一辆行驶在北京长安街上的汽车所处的位置，你认为应该采用什么方法？”，这个问题是这节课要讨论的主要问题，因为“要讨论物体位置随时间的变化”，首先要知道如何描述位置.在学习完如何描述位置后，教科书又紧接着提出问题：“物体位置的描述我们清楚了，那么，物体位置的变化该怎样描述呢？”，引导学生围绕这一问题展开学习，得出“位移”的概念.在学习过位移的概念及如何在数轴上表示位移后，教科书接着又提出：“一个物体从A运动到B，xA=5 m，xB=2 m，物体的位移大小等于多少？方向如何？”的问题，使学生对如何在数轴上表示位移进行不同情景的学习.通过对这些问题串的学习，学生的思维层次不断深化，科学思维的习惯也会不断地养成.
为了将这种探究的思想贯彻始终，教科书在整个的编写过程中注意适时设置“思考与讨论”“ 做一做”栏目，使学生在“动脑”与“动手”两个维度，进一步展开讨论与探究.
③设置专门的实验探究
对于一些需要通过较大的实验来学习的内容，教科书多数都安排了专门的“实验探究”，如“实验：探究加速度与力、质量的关系”.这类实验对探究的定位体现在实验的名称上，通常是“实验：探究……”.而其他实验则没有“探究”二字，如“演示 静摩擦力的大小随拉力的变化”“实验 验证机械能守恒定律”，这类实验不以探究为主，而以演示、验证为主.为了体现探究性实验的探究性，教科书只从思路上引导学生如何开展探究，而不给出具体的实验操作步骤.思路讨论清楚后，教科书给出1～2 个参考案例，而不是固定的一个方案，以便充分体现探究思想.
④设置“课题研究”
为了将学生的探究活动拓展到课外，培养学生将探究的思想应用于日常生活问题，本套教科书还在每册书的最后设置了“课题研究”栏目.栏目中给出一个具体的探究案例，然后给出供选择的探究课题.这些案例与课题都与学生生活紧密相关.例如，必修第一、二、三册及选择性必修的研究课题样例及参考选题分别为：“球形物体所受空气阻力大小与速率关系的研究” “橡皮筋的伸长和拉力大小的关系”“关于甩手动作的物理原理研究” “标枪投掷动作的物理原理研究”“充电宝不同电量时电动势和内阻的研究” “手机耗电因素的研究”“单摆周期与重力加速度定量关系的实验研究”“弹簧振子运动周期的实验研究”“半导体薄膜压力传感器特性的实验研究”“热敏电阻特性的实验研究”“燃气灶火力对烧水效率的影响”.这种课题研究既能锻炼学生研究综合问题的能力，也能培养学生关注科学、技术以及社会的相互联系思想，提高学生自觉做有社会责任感的公民意識.
314态度与责任的体现
在科学研究中，严谨认真、实事求是、持之以恒的科学态度非常重要.为了加强这种科学精神的培养，教科书在科学探究以及实验操作等相应部分，多次渗透这样的科学精神.例如，教科书在绪言中就特别指出：“物理学的目的是求真，客观事实是判断对错的标准，对就是对，错就是错.猜想和论断必须能经受得住实验的检验和逻辑的推敲.”在必修第一册“学生实验”中专门提到：“实验来不得半点粗心和虚假.实验数据从来不以人的意志而改变.要获得正确的实验结果，离不开严谨、求真的态度.实验中观察到的现象、测量的数据、得出的结论，很可能跟预期的不一样，这时我们要实事求是，尊重事实.不能随意更改记录去‘凑数’.”
科学家在科学研究中所体现出的科学态度是学生形成正确的科学态度与责任的又一重要来源.为此，教科书在适当的地方注意这种科学精神的体现.例如，教科书设置专门的栏目介绍伽利略、法拉第等科学家在科学研究中所体现出的科学精神与态度；在谈到万有引力各科学家的贡献时特意加旁批：哥白尼、第谷、开普勒这些科学家，不畏艰辛、十年如一日刻苦钻研的精神是成功的基石，值得我们学习；在电磁感应相应内容处加旁批：法拉弟对科学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚忍不拔的态度是他获得巨大成就的重要原因之一.
另外，教科书每章前富有针对性的名人语录也能在态度责任方面起到很好的教育作用.
32考虑学生认知特点 优化教科书结构
教科书从学生认知水平及物理学科特点两方面出发，力图在学生合理的认知水平发展下学习物理概念、规律，形成物理观念，发展探究能力.例如，教科书先从简单的直线运动开始学习相关的概念、规律，同时注意将在直线运动中学习到的分析问题的方法迁移到曲线运动中.如，在分析平抛运动时教科书写道：在研究直线运动时，我们已经认识到，为了得到物体的速度与时间的关系，要先分析物体受到的力，由合力求出物体的加速度，进而得到物体的速度与时间的关系.关于平抛运动，我们仍然可以遵循这样的思路，只是要在相互垂直的两个方向上分别研究.这种考虑学生认知水平、由浅入深、强调规律的做法，可以方便学生学习、形成结构.
再比如，矢量在物理中有着非常重要的地位，但是矢量概念的建立不能一蹴而就，要循序渐进、逐步形成.为此教科书在学习位移概念的时候提到它不仅有大小，还有方向，使学生意识到这个量与只有大小的量不一样；接着在学习力的合成时，发现这种量所遵循的加法法则和质量等量的加法法则不一样，这时对矢量这一概念认识就进一步加深了；再后来，在牛顿定律的不断学习、运用中，以及在后面曲线运动中有关运动的合成与分解的不断学习中，学生就会对矢量形成较丰富、正确的认识与理解.
教科书在整体的结构安排上，遵从人们认识事物“先现象，后本质”的一般规律.人们在接触和研究具体的事物时，多数是观察现象，进而再探究现象背后的原因，教科书也是按照同样的逻辑来安排相关的学习内容.例如，机械运动的学习是先学习运动学方面的内容，再学习动力学方面的牛顿运动定律；简谐运动的学习先从运动学方面进行描述，然后再从动力学的角度进行概括与总结；电学中先学习不同的电路中电流、电压的规律，再学习之所以呈现如此规律背后的电源电动势、全电路欧姆定律等内容. 上面是教科书在结构安排方面整体的考虑.另外，为了符合学生的认知特点，教科书还做了一些局部的调整与安排.例如，原教科书将“牛顿第三定律”放在 “牛顿第二定律”之后.此次修订，考虑到降低难度的需要，将牛顿第三定律提前，放在“共点力”的内容后，这样在刚开始学习共点力的平衡时只涉及物体静止的情况，对学生而言就会更简单些；再比如，为了使学生对每一部分内容的特点区分得更清楚，修订后的教科书将原教科书“曲线运动”一章，分为“抛体运动”和“圆周运动”两章，前者更能体现处理一般性曲线运动的方法，后者则主要讨论如何处理“圆周运动”这种特殊运动的方法；为了突出能量的观念，修订后的教科书将原教科书“静电场”和“恒定电流”两章，分为“静电场及其应用”“静电场中的能量”“电路及其应用”和“电能 能量守恒定律”四章.
33注重基础，兼顾差异
331打好基础
此次课程改革强调学生核心素养的培养.我们认为，核心素养的培养要以概念、规律的学习为载体，所以要打好培养核心素养的基础.为此，我们对概念、规律的学习基于学生的前认知展开：设计启发式问题引导学生思考，以使学生对相关概念等有深入全面的理解.例如，加速度概念的建立对多数学生来说是比较难的，需要一个逐渐建立的过程.教科书在节前的“问题”中就火车和小汽车同样从静止加速到100 m/s，但是所用时间不同，提出“你觉得用‘速度大’或‘速度变化大’能描述这种不同吗？”的问题让学生进行思考.然后在正文中经过分析后向学生提出“如果两个物体速度变化不同，所用时间也不同，怎么比较他们速度变化的快慢呢？”的问题，让学生主动思考，提出自己的想法.在学生充分思考、分析的基础上，得出加速度的概念.加速度的概念得出后，教科书又通过矢量图进一步分析加速度的方向性.这些基本概念的分析与建构对学生概念的建立、思维的培养非常重要.
332体现弹性
《课程标准》在整个高中物理课程设置中除了必修课程外，还设置了选择性必修和选修课程，为了配合这种课程的设置，我们在注重加强统一基础的前提下，在内容的设计上还体现了一些弹性，兼顾不同学生的需求，为不同潜能学生的发展提供空间.主要做法如下.
①设置“拓展学习”栏目
此栏目内容多为知识或方法方面的拓展，供学有余力的学生选学.例如，微元求和的思想在物理学习中非常重要，但是其中极限的思想对全体学生都作要求，显得有些过高，为此我们对这类问题作了系统的考虑和系列的安排.例如，位移为什么等于v-t图象的面积？如何证明重力做功与路径无关？为什么可以引入电势能等内容的安排都放在这个栏目里.
②章后设置A、B两组习题
对于学完必修课程以后选学选择性必修及选修课程的学生，除了有必要在学习内容上有一些弹性外，习题的设置也應体现弹性.为此，我们在教科书每章的习题中设置了A、B两组习题.A组习题对应《课程标准》中必修内容的要求，B组比《课程标准》中必修内容略有超出，供学有余力的学生选做.
③每册书后设有“课题研究”
前面提到，为培养探究能力，修订后的教科书增加了“课题研究”.这部分内容不是学生必须要学习的，除了有将探究的领域拓展到课外的考虑外，它另外的一个目的是给不同的学生提供进一步学习研究的渠道，供学有余力的学生开阔视野、继续学习.
34联系实际 突出STSE的思想
341联系实际
理论联系实际，是真正学好物理、培养学生的实践能力的有效途径.只有很好地将学生已有的生活经验同物理问题紧密结合，才能使学生很好地建构起科学的概念，感到物理是生活的；只有将学到的物理知识应用到实际中去，才能使学生感到物理是有用的.为此，教科书从多个方面来贯彻联系实际的原则.
①问题引入联系实际
通过问题创设情景是引导学生展开学习、探究很好的做法，而问题是否联系实际，能否引发学生的思考则是学习能否有意义进行的关键所在.为此，教科书每一节开始的问题尽可能是学生实际中能遇到的、能引发他有兴趣深入思考的问题.例如教科书在第一章第一节安排的是学生在生活中能见到的运动的汽车或飞禽运动的内容，如何描述这些常见物体的运动，是他们愿意思考的问题.
②分析的实例联系实际
教科书在举例分析概括、推理论证中，尽可能以学生已有的社会生活经验为基础，以唤起学生已有知识与将要学习的知识间的联系，激发学生的学习兴趣，增强他们对科学的亲切感.例如在物理必修1中讲到“时间”和“时刻”的区别、“路程”和“位移”的区别时，教科书从上课、下课以及乘坐不同交通工具到同一地点这些非常生活化的例子出发，逐渐展开对这些问题的讨论.
③概念、规律的应用联系实际
说到应用一般都应该是实际的，但是教科书中所涉及的应用则应是学生熟悉的，或者是听说、见到过的.这样学生才会觉得所学的内容有兴趣、有亲近感，觉得物理是有用的.例如，在“牛顿定律的应用”一节中所举的例子，一个是学生在电视中能见到的冰壶的运动问题，一个是学生比较熟悉的滑雪问题.其实牛顿定律这一章章首图歼-20就是一个很好的联系实际的例子，教师在学生学过这一章的内容后，可让学生考虑飞机的运动问题.又比如，必修第一册第二章第四节“做一做 用手机测自由落体加速度”、第三章第五节应用共点力的知识解决小孩滑梯设计的问题等都是学生身边的实际例子.
④练习、习题联系实际
教科书在练习、习题的编排上也非常注意联系实际.由于高中物理所研究的问题比较简单（如只研究质点，不涉及转动），所以练习题中常常会出现“物块、小球”等经过抽象后的问题.这类问题如果过多，就会影响学生自己建模、解决实际问题的能力，也会影响学生学习的兴趣.为此，教科书在这方面做了努力.例如，必修第一册第二章第三节后练习中，第4题分析航母舰载机起飞问题（图2），第5题分析神舟五号载人飞船返回舱最后阶段加速度问题，第四节第2题分析火车减速的问题，第3题分析“嫦娥三号”登月探测器落月末速度问题；必修第一册第三章章后习题B组第2题分析空调架受力问题等. 在必修三册教科书的题目设计中，必修第一册总题目139道，联系实际的题目有90道，联系实际题目占比65%；必修第二册总题目130道，联系实际的题目有70道，联系实际题目占比53.8%；必修第三册总题目173道，联系实际的题目有73道，联系实际题目占比42%.
342突出STSE的思想
科学技术问题都是直接或间接与社会相联系的.强调科学技术的社会意义是当前科学教育的一个重点.这种科学、技术、社会相互联系的观点既可以使学生了解到科学、技术对社会的积极作用，还可以使学生了解到若不能很好地利用科学、技术，将会对社会产生不利影响；同时也可以了解科学、技术、社会是如何相互促进和发展的，有利于培养学生用联系、发展的观点看待问题.只有用科学、技术、社会相联系的观点看待问题，才能培养出用辩证、发展的眼光对待世界的人.
为此教科书除了在正文的安排中尽可能注意物理知识与生活、技术、社会的联系，还特意设置了STSE 栏目，介绍、探讨科学技术与社会之间相互关联的问题.例如，在物理必修第一册的“STSE 从伽利略的一生看科学与社会”中，既分析了伽利略在数学、物理学、天文学等方面所做出的卓越成就对科学发展及社会进步的伟大意义，同时也分析了当时他所处的那个历史时代对他正反两方面的影响.又如，在物理必修第三册第十二章第4节“能源与可持续发展”中提到：“能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题.人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响.可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡.”.在物理必修第三册第十三章第3节的STSE“法拉第与电气时代”中，既介绍了法拉第如何克服困难、刻苦钻研的科学精神，也赞扬了他谦虚、朴实、献身科学的优秀品质.
35关注社会发展 反映我国科技进步
由于中学物理的性质所限，学生学习的内容大部分都是较为经典的，教科书如果处理不好，会给人“陈旧”之感.我们在内容选择上，一是学习经典的内容时多用当代人生活的实例，二是尽可能反映新科学、技术的发展，使教科书有时代气息.例如，在相关内容处介绍了“相对论”“量子论”的初步知识；在“科学漫步恒星的演化”中提到了黑洞及引力波等问题.
我国科技的发展有着悠久的历史，古代和现代科技的发展为全人类科技文化的发展做出了贡献，以往这方面教科书反映得不够.此次修订我们有意加强了这方面的内容.例如，在能源部分介绍了我国太阳能发电、核能“华龙一号”等内容；在“科学漫步 全球导航卫星系统”中介绍了我国的“北斗”导航系统；在必修第三册“科学漫步 聆听宇宙”中，介绍了我国射电望远镜“天眼”的研究与工作情况，同时配有科学家南仁东的照片（图3）；在绪言的6位科学家头像中，安排了3位我国的科学家，另外在教科书其他部分还有钱学森、赵忠贤、吴健雄等科学家的介绍.教科书中有意识地反映我国科技成果和我国科学家的事迹，既可以使学生真切地感受到科技的发展就在身边，同时也会增强民族自豪感，有利于学生树立献身我国科学事业的意识.
36基于提升核心素养全面设计练习题
361发挥练习题在提升学生素养方面的功能
习题和试题的功能是不同的，试题的功能主要是“检测”，判断学生所达到相关素养的水平；而习题的功能是“建构”和“培养”，让学生解答问题的过程，就是提升素养的过程，而不是为了甄别.因此，把大量用于考试的试题拼凑起来作为学生的练习题，不是正确的做法.例如，选择题起源于标准化考试，把它大量用来作为学生的练习题，容易助长学生“重结果、轻过程”的思维习惯，为此，本教科书对选择题的使用十分慎重，在设计习题的题型时，充分考虑学生的答题行为与提升核心素养的相关因素.本教科书通过自编的原创题，丰富学生的答题行为，有理解，有辨析，有操作，有创造，全面提升学生的素养.另外，练习题要实现对知识和能力的“建构”过程，内容编排就不能跟试题那样交叉杂乱，本教科书十分注重练习题内容的有序编排，让学生在完成练习的过程，就是形成合理知识结构的过程.
362注重练习题合理的学业水平结构
课程标准中，学业质量共有五级水平.《课程标准》指出，学生必修课程完成后，可参加学业水平合格性考试，达到学业质量水平二为合格；学生必修和选择性必修课程完成后，可参加高校招生的学业水平等级性考试，学业水平四是进入高校相关专业应达到的要求，是高校招生录取的學业水平等级.为贯彻课程标准的要求，本教科书把学生练习题分为三个层次，第一层次是节后练习题，基本上是学业水平二；第二层次是章后题A组，大部分是水平二，少量是水平三和水平四的题；第三层次是章后题B组，供学有余力的学生使用，水平三、四层次的题占多数.
363控制练习题的难度.
我们在设计新加的章后A组题水平结构时，定位学业水平为“合格性”层次，确定水平二的题目占比例70%以上.必修三册A组题难度情况如图4所示，我们认为这样的结构较为合理，更符合《课程标准》的要求.
教科书编写是一个系统工程，上面提到的只是编写时的一些主要考虑，请读者批评指正.
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017版）[M].北京：人民教育出版社，2018.
[2]赵占良.学科核心素养与高中教材修订[R].2017.