物理符號之淺析
——不同版本教材“必修本”物理符號呈現的比較與啟示

蔡晨芳

(三明市第九中學 福建 三明 365001)

1 教科書中符號差異的比較

教科書對符號的呈現差異是怎樣的？本文展示了不同版本教材的符號差異，分“人教版”歷史演變與現行4種版本兩個維度進行比較.

1．1 三版本“人教版”教材符號差異

以下對人教版的3個不同版中出現的一些符號進行了比較，如表1所示.

表1 “人教版”歷史演變符號呈現的差異[2～4]

從表1可看出,“人教版”必修教科書中涉及表達式符號修改的有7個.說明這7個符號表示變化存在爭議.1995年人教版穩定了較長時間，至2003年人教版，出現了3個修改.2003年人教版變化至現行人教版，有5個修改.從數據上，公式的差異其實是符號表示的差異.如表2所示，主要集中在Δt與t，F與f，N與FN，s與Δl，φ與Δθ.

表2 教科書物理量表示情況[5～8]

1．2 現行“四版本”教科中符號差異

根據對“人教版”、“滬教版”、“魯科版”、“粵教版”等現行教科書的比較，物理符號呈現的差異如表3所示.

表3 現行四版本教科書上物理符號呈現的差異

續表

從表3可看出，“四版本”必修教科書中涉及表達式符號差異的有5個.胡克定律表達式高度一致，這種符號表示得到了高度認可.統一表達的百分率分別為加速度75%，摩擦定律75%，自由落體大于50%，牛頓第二定律50%，線速度50%，角速度75%.不同區域、不同版本的教材對5個符號認識仁者見仁，智者見智.

2 存在的問題

符號學的鼻祖之一皮爾士認為，所謂符號指能代替(代表、表現)他物的某種東西，它具有感知、解釋或認知(解釋項)的特征[9].符號的應用極其廣泛，涉及語言、數學、物理等學科的多個領域.物理的符號表達簡潔、明了，具有指向特征的科學語言，它具有國際通用性.物理符號分為物理量符號與單位符號.物理量的符號影響學生對物理知識的認知、理解與表達，符號呈現方式對學生學習有重要的影響.筆者在查閱、對比了大量版本的教科書和期刊后，發現一些符號的使用存在著不少問題.

2．1 符號標準不統一

例如,符號F，可泛指力，也可特指合外力、摩擦力、安培力、洛倫茲力等等.又如E，可指電場強度、電動勢、能量.重力勢能Ep與電勢能Ep(2004年人教版)，符號表達相同；電勢u(1995年人教版)及φ(2004年人教版)，同一物理量約定俗成，無明確統一標準.

符號表達的素材源于課本教材，教材表示千差萬別，不統一，以哪種教材為標準？教師該如何選擇“標準”做好示范？

2．2 符號書寫不科學

學生對物理概念、物理量理解模糊，就會使知識表達混亂，學生的解答不說明常常弄得一頭霧水.這些符號干擾了學生的認知，特別增加了學困生的學習難度，成為學習中的非智力因素.許多學生在學習過程中雖然知道用國際符號表示物理量及其單位，但是不知道用字母表示時有哪些要求.該用正體的用斜體，該用大寫的卻用小寫.會寫出如N=100N，N=100N，N=100 N的問題等式.其實，等式左邊表示力，右邊N表示單位符號，顯然,這種錯誤就是分不清斜體與正體的區別.把表示力的物理量符號斜體寫成正體，把力的國際單位符號正體寫成斜體.或者把表示力的物理量符號寫成大寫的“N”.字母符號的正體與斜體相混淆，大小寫不分，以及物理量及其單位的符號隨便使用.這些說明一些教師在平時教學時不重視，認識不到位，也沒有注意強調，沒有引起學生重視，甚至個別教師也糊里糊涂，出現錯誤也是在所難免.少數出版社、印刷部門、網站審核的粗心，錯誤符號的表達大行其道.

2．3 符號表達不規范

從高考試卷中學生答題導致失分的因素上看，作答中物理量表示不明確，字母下角標漏標、標錯，物理量符號書寫混亂均是造成失分的重要原因之一.這些都說明了平時學習中，符號的科學表達沒有引起學生的足夠重視，教師在教學中忽視了對物理符號教學的規范.

3 建議

3．1 統一標準

從數據上，符號的修改與差異說明不穩定、不統一是客觀存在的.科學符號規范統一有利于交流，它不同于方言，應像貨幣那樣具有通行性、標準性.雖然各種版本教材百花齊放，但科學性的結論、公式應規范統一.規范的物理符號語言，應按有關單位與符號的國標規定執行.最好以1984年計量出版社出版的一套關于量和單位的叢書為準.

3．2 差異選擇

(2)牛頓第二定律還是采用F合=ma為好，摩擦力公式最好用Ff=μFN.現在通行的物理量的符號常用角標，一般下標表示注釋、條件或編號.因此，不同力的差異用角標、下標區別，輔助必要文字說明.這樣處理，有章可循，比較明確，學生容易形成規范作答的習慣.

(3)位移符號，坐標軸中可用x，y表示,平面或空間可用s表示.弧長用l表示，避免位移與弧長相混淆，突出差異.弧度用φ表示，角度用θ表示，避免弧度與學生潛意識中的角度相混淆.

(4)向心加速度傾向用an表示，用an表示突顯向心的作用效果，能與切向加速度區分，易與大學的普通物理做好銜接.

3．3 符號表達

公式、計算式、函數、數學符號表達的規定.

3．4 文字說明

物理量表達指向不明確，容易導致混淆、歧義的，應培養學生學會用簡短的文字說明.

以上粗淺見解，如有不妥，望同行指正！

參考文獻

1 吳曉巍，于海波.“人教版”“粵教版”必修本“科學探究”內容的比較與啟示.中學物理教學參考，2008(5)：16～18

2 人民教育出版社物理室.高級中學課本 物理(第二版).北京：人民教育出版社，1995

3 人民教育出版社物理室.全日制普通高級中學教科書 物理(第一版).北京：人民教育出版社，2003

4 人民教育出版社，教材研究所，物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書 物理(第一版).北京：人民教育出版社，2004

5 敖彬.物理理及其單位的符號使用與書寫規范.中學物理，2012(20)：30～31

6 束炳如，何潤偉.普通高中課程標準實驗教科書 物理(第一版).上海：上海科技教育出版社，2004

7 司南中學物理教材組.普通高中課程標準實驗教科書 物理(第三版).濟南：山東科技出版社，2007

8 廣東基礎教育課程資源研究開發中心物理教材編寫組.普通高中課程標準實驗教科書 物理(第二版).廣州：廣東教育出版社，2005

9 Peirce, S, C: Collected Papers(M), Cambridge, Mass.,皮爾士的符號學理論[EB/OL].原點與延伸. 1965.230