目前的普通高級中學物理教科書,是人教社按照新的課程計劃,依據國家教育部制定的《普通高中物理教學大綱》編寫,并經歷了較長時間的試驗修訂而推出的。它是我國自“文革”以來最徹底的一次教材改革,也是本次基礎教育課程改革的一個重要成果。翻開新教科書,從教材結構的設計、教學內容的選擇、素材的組織、物理情景的建構以及教材編寫體例、圖文安排創意等諸多方面,編寫意圖都體現得淋漓盡致。本文在對比原來幾種版本教科書的基礎上,僅從教科書文內標題內容的變化方面,簡單分析一二。
教科書一般按照章節編寫,所謂“文內標題”是指“章標題”、章內“節標題”及節內的“小標題”。與前幾種版本的高中物理教科書相比較,新教科書的文內標題變化較大(以下稱“新標題”),歸納一下大致體現了以下幾個方面的編寫意圖及價值取向。
一、新標題使教學內容的選擇與組織更為合理
高中物理新教材在教學內容的選擇上,依據了知識的實用性、質量性和時代性等原則,比較適合于現代的中學階段學習。尤其在教學內容的組織上,本次教材改革無論是從滿足學生的認知角度看,還是從知識的邏輯結構上,都更加合理。這一點我們從文內標題的變化上即可以清晰地看出來。例如,新教科書在“摩擦力”一節中,通過小標題變化調整了“滑動摩擦力”和“靜摩擦力”的呈現順序,即先介紹“滑動摩擦力”后介紹“靜摩擦力”。我們知道,先介紹靜摩擦力雖然符合摩擦力產生的順序,但是不如先介紹感性較強的滑動摩擦力,更符合學生的認知要求,也體現了“降低臺階”的意圖。又如,新教科書在“牛頓運動定律”一章中,刪去了“動量”一節,也一并刪去了原教材中的“動量與牛頓第二定律” 小標題及內容,而把動量知識獨立設為一章。這不僅使得動量知識更加系統完整,也增強了知識的邏輯性及教學的嚴密性。因為動量與牛頓第二定律本沒有關系,二者并列研究不符合邏輯性。此外,牛頓第二定律原本就是用動量形式表述的,這是物理學發展的真實的歷史過程。但是,如果這樣來呈現或交待給學生,反而會造成學生的困惑:“那么現在為什么不那樣用了?”“牛頓的表達不科學嗎?”等等,這都會成為教學中新的難點。再如,光學知識內容中,將傳統的節標題“ 雙縫干涉”、“薄膜干涉” 變成節內標題,合在“光的干涉”一節,使知識結構更加系統完整。在“光電效應”中介紹“光的波粒二象性”,而不再單獨設節,減少了認知環節。
二、新標題更加注重物理學科知識的學習指導
一本優秀的教科書,首先應該是一位導師,它不僅是學生學習知識的參考書,也應該是學生認知活動的指導書。我國教材一直強調知識結構的嚴謹性,本次教材改革借鑒了西方國家教材的特色,將知識結構與認知結構較好地結合起來。我們從新教科書文內標題對學生學習的指導作用上,直接可以看到這一變化。
例如,新教科書把“簡諧振動的能量阻尼振動” 獨立設為一節,從標題上就能夠使學生從本質的、能量上獲得:“振動需要有能量傳入振源,能量在轉化著,一般的振動都是阻尼的”這樣的認識。再如,把“速度”獨立設為一節,并從標題上突出其物理意義:“運動快慢的描述速度”;“加速度”獨立設節,也從標題上突出了物理意義:“速度改變快慢的描述加速度”,等等。這樣處理有利于學生對概念的理解,對學習新知識會起到一定的指導作用。
此外,新教科書在“ 機械能”一章中,把節標題“ 勢能”變為“ 重力勢能”,突出了重力勢能的重要性,并增加“重力勢能的相對性”小標題,引導學生加深對重力勢能的深入認識。
三、新標題突出了課程功能及三維教學目標
眾所周知,本次課程改革最大的進步或者說成功之處就是豐富了課程的功能,實現了教學目標由一維向三維的擴展,這一編寫意圖也體現在文內標題內容的變化上。例如,把“人造地球衛星”改為“ 人造衛星”,擴展了“牛頓的大膽假設———天體運動與地面上物理運動遵循相同的力學規律”的認識:以后人類登上其他行星,也可以利用人造衛星,不是只在地球上才可以。
另外,標題的變化更加注重和突出科學方法教育。例如把“太陽和行星質量”標題變為“天體質量的計算”,教科書內容和舉例均沒有變化,但是這樣處理卻突出了一種物理學研究的方法!!“估算”。再如,以“位移和時間的關系”為標題設立一節,介紹兩類運動:勻速直線運動和變速直線運動,滲透運動分類的方法。同時通過介紹S-T圖像,突出物理研究方法。同理,以“速度和時間的關系”為標題設立一節,介紹理想模型:勻變速直線運動,并通過介紹V-T圖像,突出物理研究方法。
四、新標題更加強調STS內容的教育價值
原選修本教科書中的一節“關于向心力的幾個實例”,變為“勻速圓周運動的實例分析”,節標題的這一變化體現了“勻速圓周運動具有普遍的應用價值”。此外,刪去了“水流星”雜技實例,而換成了“汽車過拱橋”(設為恒定速度)。把一個娛樂例子換成了親切的生活實例,從有趣轉向了實用,充分體現了科學、技術與社會的聯系。同時,又把應用分析限定在勻速圓周運動范圍內,而不向“圓周運動”擴展,降低了要求。
再如,新教科書首次把“離心現象及其應用”列為正式的一節(原來為選學內容,打*號),并在教科書中例舉“洗衣機脫水筒”、“體溫計水銀柱的回落”等生活素材,充分體現了物理知識在生產生活中的應用價值。同時,對離心現象的了解又會有助于對向心力、勻速圓周運動的理解和深化。
此外,小標題“海王星的發現”變為“ 發現未知天體”,也更充分體現了萬有引力定律應用價值的普遍性。
五、新標題打破了知識的理性化呈現模式
新教科書的另一個突出變化,就是打破了傳統的過于理性的知識呈現模式,通篇充滿著濃郁的生活氣息,行文親切,圖文并茂,寓教于樂。我們看到,在文內標題的設計上也體現了這一意圖。例如,使用節標題“人造衛星宇宙速度”取代了原來的“宇宙速度人造地球衛星”,從課題上突出了“人造衛星”的應用,理性化的“宇宙速度”放在后邊。再如,原教材“反沖運動及其應用”變為新教科書中的一節“反沖運動火箭”,從節標題上突出了“火箭技術”的重要性,是教學內容現代化的體現。
總之,教科書文內標題,是學生讀書學習的導航標志,也是教師進行課程設計的重要參考,對于教與學雙方都會產生重要的導引性影響。人教版高中物理新教科書文內標題的變化,充分體現了本次基礎教育課程改革的理念:要符合學生認知過程、要進行學法指導、實現教學目標的三維化。教學中,我們要仔細分析,充分體味,并在教學設計中加以突出。