人教版高中物理教材例題設置特征分析

樊 蕾 袁海泉

(蘇州大學物理與光電·能源學部,江蘇 蘇州 215006)

人教版高中物理教材例題設置特征分析

樊 蕾 袁海泉

(蘇州大學物理與光電·能源學部,江蘇 蘇州 215006)

教材是學生學習的主要文本,例題是教材的重要組成部分之一．研究例題有助于提高例題教學的效率．本文主要分析了人教版高中物理教材例題設置的數量、類型、情景來源、信息呈現方式以及解題過程幾個方面的特征,并依據分析結果提出了幾點建議．

教材;例題;特征

例題是教材的重要組成,教材中的例題應該是教材編者精心挑選與編制的,蘊藏著豐富的物理內容．教材中例題的教學應該對于培養學生的解題能力,發展學生的物理思維有重要的意義．但是,許多物理教師對教材例題的利用不充分,學生也不善于從教材例題中獲得知識與方法．因此,筆者認為有必要對例題的設置特征做適當的分析總結．

1 研究對象與內容

本文選取了我國選用率最高、具有代表性的人教版《普通高中課程標準實驗教科書(物理)》(以下簡稱為人教版教材)為研究的對象．本文選取的教材為物理1、物理2、物理選修3-1至3-5,共7本．其中物理1和物理2的內容是力學方面的內容,共7章，選修系列3共5個模塊19章,包含了熱學、光學、電磁學、原子物理學和現代物理學等方面的知識．

將高中物理教材內容分為6個方面來研究:力學、電磁學、熱學、光學、原子物理學和現代物理學,從例題設置的數量、位置、類型、信息呈現方式、復雜程度、背景性和示范性這幾個方面,進行了定量統計與定性分析,揭示了例題設置的特征,分析了各個模塊之間例題設置的差異．

2 例題設置特征

2.1 例題主要設置在力學、電磁學部分

教材中所出現的例題均設置在每節重要知識點的講解之后,以幫助學生理解物理概念和規律,并將理論知識應用于解決實際問題．從例題數量統計結果來看,教材共設置例題51道,其中力學部分占總數的53%,主要集中在“牛頓運動定律”和“機械能守恒定律”兩章;電磁學次之,占總體的31%,集中在“靜電場”和“恒定電流”兩章,“交變電流”、“傳感器”等章節均未設置例題;熱學模塊僅在“氣體”一章設置了兩道例題;光學部分則分別設置了一道關于機械波和光的例題;原子物理學和現代物理學各設置了一道例題．

這樣的例題設置體現了力學、電磁學等經典物理學內容的重要性．相對而言,選修內容例題設置數量明顯不足．教材上選修部分的例題設置數量可適當增加,引起教師和學生的足夠重視．另外,與現代科技相關的物理內容,如果沒有給出足夠的例題來解釋說明現代科技知識的應用將不利于激發學生學習現代物理知識的興趣和欲望．

2.2 例題類型較為單一

根據例題結論是否唯一,我們將例題類型分為開放型、封閉型例題,開放型例題具有條件不完備、結論不唯一、解題方法多樣的特性;封閉型例題具有完備條件、確定答案、解題方法單一的特性．研究顯示人教版教材設置例題全部屬于封閉型例題,例題題型相對習題而言比較單一．依據例題表達形式,教材中的例題可以分為3類:簡答題、計算題以及綜合題．綜合題指包含計算、簡答或作圖的題目．例題總數51道,計算題共有44道,是例題主要組成部分,占比86%,各個模塊都以計算題為主;力學模塊在“曲線運動”一章設置了1道綜合題討論物體的運動軌跡．電磁學部分分別設有3道簡答題和3道綜合題．

重視封閉式的計算題是我國物理教育的傳統,它對學生基礎知識的鞏固和數理推理能力的訓練有較高價值．但是,開放性例題,與實際生活聯系密切,有利于培養學生建模能力和發散性思維．可見教材缺少開放型例題、實驗題、證明題等題型的例題,題型不夠豐富．

2.3 例題信息呈現方式多樣化

例題的信息呈現方式是題目難度的影響因素之一,同時也影響著學生審題、解題的思維策略．統計發現,51道例題中,24題是以簡單文本的形式表征,25道例題是圖文結合的,有1道表格題、有1道長信息題,其中有圖文和長信息交叉重疊．可見例題的信息呈現方式以簡單文本和圖文結合為主．

簡單文本類例題簡潔明了,有利于學生抓關鍵詞、解題要點;圖文類例題則有利于學生直觀理解題意．但是,簡單文本比較簡短,不便于融入背景．不利于提高學生的審題能力、提取信息能力,這也許就是物理教師不愿意利用教材例題的原因之一．

2.4 例題背景融入較少

我們將教材中設置的例題背景來源歸為三類:無背景、生活背景、科學背景．51道例題中有21道例題是沒有背景融入的,占比達例題總量57%,以生活、科學為背景的分別占37%、6%．力學模塊的例題超過一半的例題是以生活背景為情境設置的,尤其以交通工具如汽車、火車為生活背景的例題較多．光學和波動部分的例題中,無背景與有生活背景的例題數量各占50%．電磁學、熱學和原子物理學部分例題均無背景支撐,顯得單薄乏味．

學習物理知識的根本目的,最終是為了培養學生分析問題、解決實際問題的能力．因此,可以適當增加現代科技為背景或來源生活現象的物理例題取代抽象的例題．

2.5 例題解析過程明確

例題解析過程的呈現影響著學生對知識的理解、鞏固和運用．例題為學生提供了應用知識解決實際問題的示范,良好的例題解析呈現能幫助學生運用正確的解題思維策略,使得學生問題解決能力得到相應的提高．

人教版物理教材例題的解題過程一般分為兩步:分析與解答．第1步，用文字詳述分析思路,并配以適當的分析圖;第2步，選取恰當的公式、定理進行解答并配以簡單的文字說明，整個解題過程十分詳細．美國教材中例題的解答過程一般分3個步驟的規范模式,分析概括問題、求解未知量、驗證答案．比較而言,人教版教材對答案的驗證不夠重視．

若在解題過程后設置檢驗反思，將更有利于加深學生對解題思維策略的印象,從而讓學生主動監控自己的解題過程,分析并作出調整．

2.6 例題解析復雜程度層次化

我們對例題復雜程度的界定是以解題過程所需步驟作為依據進行的,與“難度”的定義有所區別．若解題過程中只涉及到一個知識點,只是簡單的代入公式進行數學運算則視為簡單例題(包括簡單的實驗題);若涉及到兩個知識點,解題過程包含兩個層面的思考則視為中等復雜程度的例題;若涉及到3個及以上知識點,需要多層次深入思考的例題則視為復雜例題(包括操作難度較高的實驗題)．

統計分析可知,簡單例題、中等復雜程度例題和復雜例題分別占例題總數的45%、47%和8%．力學部分的重要知識點較多,設置的中等復雜程度例題也相對較多,主要集中在“牛頓運動定律”一章,研究顯示牛頓運動定律章節的例題解答大多需要將牛頓運動定律與前面所學的運動學以及相互作用相結合,較之其他模塊更具有綜合性,解題過程也相應較為復雜．

教材中復雜程度例題偏少,90%的例題屬于基礎題,大多例題限制在本節知識范圍內解題,綜合性較弱,難以拓展學生的思路,難以培養學生的創新思維,這也導致了部分教師對教材例題、對教材的不重視．

3 物理教材例題設置的建議

從整體來看,筆者認為教材例題設置的數量偏少,因此可以適當增加題量,不同模塊題量可依據課程標準要求學生掌握的深度不同而有所差異,近代物理等內容可以以例題為載體呈現;例題類型較為單一且均為封閉型題目,應豐富例題題型并適當增加例題的開放性;可以把生活環境或現代科技作為例題的情景來源;另外,可酌情加強例題綜合性,在章末設置覆蓋知識面較廣的例題,既可回顧一章的知識，也能在一定的程度上鍛煉學生綜合運用知識的能力．近幾年物理高考題有不少是來自教材例題的改編．教材上的例題基礎性強,為了充分發揮例題功能,可以從兩個方面入手,一是例題本身的編制和選取,另一方面是例題教學中對例題的拓展和延伸．一道典型的、可以拓展的好例題以及教師恰當的教學方法可以幫助學生減輕負擔,跳出“題海”,鞏固基礎,開拓思路,培養能力．

1 黃曉莉.物理教材例題解析呈現方式對解題思維策略運用的影響[D].廣州： 華南師范大學,2011.

2 (美)保羅·齊澤維茨.物理:原理與問題(上冊)[M].杭州:浙江教育出版社,2008.

3 李蕾,楊衛平，徐曉梅.中美高中物理教材例題呈現方式的比較研究[J].物理教師, 2016, 37(5):66-69.

4 曾銀標,徐斌,陳浩.對中美兩套高中物理教材例、習題的比較分析[J].物理教學探討，2015(5):71-74.

2017-03-10)