物理教材中原始物理問題的對比研究
——以人教版“機械運動”和滬科版“運動的世界”為例

李 淼 劉茂軍

(吉林師范大學物理學院,吉林 四平 136000)

1 引言

2011年版本的《義務教育物理課程標準》明確指出:物理課程教學在義務教育階段應該是一門以實驗為主的基礎課程[1]．在義務教育階段,教學的目的主要是讓學生通過學習來掌握基礎學科知識,培養探究能力．在教學中,想要提升學生的實踐探究能力,就要讓學生將所學的物理知識融入到生活實際,而不是僅僅停留在書本上．這就需要將原始物理問題應用到習題教學中,通過與生活實際相關聯的物理現象和事實,讓學生在解決問題的過程中將物理知識進行內化,進而使學生掌握解決實際問題的能力[2]．在現階段,越來越多的教育學者注意到了原始物理問題的重要性,在物理教材的編寫中也有所體現．

因此以人教版初中物理教材中的“機械運動”一章和與之對應的滬科版初中物理教材“運動的世界”一章對比為例,尋找兩版物理教材在原始物理問題應用上的異同點．

2 人教版和滬科版原始物理問題應用的統計

通常所指的原始物理問題是通過觀察真實環境中的物理現象而產生的對所觀察現象的疑問．原始物理問題是具體化的問題,是在生活中真實存在的問題,因此原始物理問題不同于一般的抽象物理習題．在解決原始物理問題時,不僅需要學生具有解決習題時的邏輯思維,還需要非邏輯思維,也稱直覺思維．擁有直覺思維能力是培養學生科學思維的基礎,這種能力可以讓學生能夠對現實問題進行描述、分析、建模、演算,進而解決[3]．學生具有一定的思維能力才能解決原始物理問題,原始物理問題解決的同時也能使思維能力大幅度提升,因此新版物理教材開始擴大使用原始物理問題的比例．通過分析兩版教材,對教材中原始物理問題的應用數量,取材主題和習題類型3個方面進行歸納統計．

2.1 應用數量統計

通過比較兩版教材,發現在滬科版和人教版中都會應用原始物理問題,但兩版教材在使用數量上卻稍有差別．在本章中,人教版一共有20個練習題,其中有14個是原始物理問題．滬科版有14個練習題,原始物理問題共有9個．

表1 兩個版本教材中原始物理問題數量統計

表1清晰地展示了每一小節原始物理問題出現的數量,可以更直觀的看出兩版在應用數量上的區別,發現人教版更偏向在練習題上應用具有開放性的原始物理習題．在人教版物理教材中共有14個原始物理問題,占人教版本章所有習題的70%．而滬科版教材中共有9個原始物理問題,在滬科版教材中占所有習題的64%．并且在兩版教材的每一小節中都有原始物理問題的應用．

2.2 取材主題統計

初中物理教科書中,選取的原始物理問題主要是與科學、技術、社會(STS)相關聯．這有利于讓學生將物理知識帶入到現實生活中,幫助學生全面了解物理概念,掌握物理知識與技能,意識到這些知識在社會中的價值．科學技術相關的原始物理問題既能增加學生的科技知識,又能培養學生的創新意識和創造能力,使其有能力服務于社會．

表2 兩個版本教材中原始物理問題取材統計

在人教版教材中,與科學相關聯的原始物理問題只出現了1個,占所有原始物理問題的7%．與技術相關聯的原始物理問題出現了5個,占全部原始物理問題的36%．有8個原始物理問題與社會生產生活相關,占總體的57%．在前3節的每節中都有與社會相聯系的原始物理問題出現,因為這可以讓學生了解這些物理知識的現實價值,并且能夠調動學生學習物理知識的積極性．在滬科版物理教材中,與科學有關的原始物理問題出現了1個,占比11%．和技術相關的原始物理問題有3個,占33%．與社會有關的原始物理問題有5個,達到了56%．

2.3 習題類型統計

原始物理問題在初中物理教材中有資料題和實踐題兩種題型．但是這兩種題型的呈現位置又有一定的不同．資料題會出現在正文和課后題中,但實踐題卻只出現在課后題中．正文主要是講解新知,因此正文內容要能夠讓學生在閱讀后產生一定的共鳴和進一步的思考,以此激發學生的學習興趣．而課后題則是學生在學完本節內容,了解一定知識后進行的練習,意在幫助學生加深對所學內容的理解．

表3 兩個版本教材中原始物理問題題型統計

通過表格,可以看出在人教版教材中有10個資料題和4個實踐題．資料題占全部原始物理問題的71%,實踐題占總數的29%．其中有7個資料類原始物理問題出現在正文中,占資料題的70%．在課后題中有3個原始物理問題是資料題,占30%．但是4道實踐題全部出現在了課后題中,高達100%．滬科版中一共有5個資料題和4個實踐題．其中資料題占全部原始物理問題的56%,實踐題占總數的44%．有4個資料類原始物理問題出現在正文中,占資料題的80%．在課后題中只有1個資料題出現,占所有資料題的20%．并且滬科版里的4個實踐題也全都出現在課后題中,占比100%．

3 人教版和滬科版原始物理問題應用的分析

通過以上數據對比發現,兩版教材都有其自身的特點．下面根據前面統計的應用數量、取材主題、習題類型這三點對原始物理問題的應用數量對比、取材內容的價值表現以及題型選取的依據來進行人教版和滬科版初中物理教材異同的論述．

3.1 人教版的應用數量更多

通過對兩版教材中原始物理問題應用數量的統計,可以發現人教版的原始物理問題比滬科版原始物理問題的應用數量多．并且兩版教材在編寫時都沒有單一使用抽象物理習題或原始物理問題,而是做到了將兩者合理的結合．因為物理知識本身就是從客觀事實或真實的現象中總結而來的,不是類似于數學的簡單應用計算．學生如果只掌握復雜演算的能力,這對學生今后的物理學習和物理學自身的發展都是不利的,因為這違背了物理學的發展規律．但不是所有的物理概念都能以原始物理問題的形式呈現給學生,因此不能過分排斥抽象物理習題的選用．雖然滬科版教材中的原始物理問題的數量相對人教版較少,但是可以看出該版教材中也有超過半數的練習題是原始物理問題．說明兩版教材共同注重原始物理問題的應用．而且兩版教材中的每一節都會有原始物理問題的應用,新的物理概念越多,應用的原始物理問題數量也會相應增多．

3.2 兩版教材都注重STS在教材中的滲透

基于對取材主題的統計,發現兩版教材的原始物理問題都和科學、技術、社會(STS)相關聯,而且兩版教材對不同主題的選取比例也近乎相同．通過對比,不難發現二者具有一定的共性——都大量應用了和學生日常相關的,或者可以通過簡單的網絡搜索來獲取的常識性問題．這可以讓學生養成觀察生活的習慣,并能激發學生的求知欲望,增強學生的學習興趣,能夠讓學生帶著疑問進行學習,使教學效果達到最佳．日常相關的原始物理問題也讓物理教學內容變得更加生動,使得教材更具有現代化的氣息．以科學為背景的習題能擴展學生的知識面,讓學生了解該物理知識所具有的應用價值,培養學生的科學思維,使學生逐步形成適應終身發展和社會發展需要的必備品質和關鍵能力[4]．雖然在兩個版本中與科學相關的原始物理問題的應用數量都較少,但是結合初二年級學生的身心發展特點,初二物理教材中的確不宜出現過多的抽象的科學知識,而是應該以生活實例為主．技術相關的原始物理問題的選取在兩版教材中占比都較大,因為它能提升學生的實踐探究能力,讓學生敢于動手、敢于嘗試．可以增強學生思維的靈活性,使學生有機會成為一名創造型的人才[5]．

3.3 滬科版更注重學生的實踐參與

根據習題類型的統計數據,可以發現不論是人教版教材還是滬科版教材,都會在正文位置應用資料類原始物理問題,因為這可以提升學生的學習興趣,了解相關物理知識在社會中的應用．兩版教材都沒有直接在正文中應用實踐題,因為實踐活動題不是讓學生直接進行行動就可以完成的,還需要在活動前掌握一定的基礎知識,設計實踐的具體步驟,最后才能付諸實踐．實踐問題的應用是為了讓學生在學會理論知識后,將理論結合到實踐中．實踐題既能達到訓練學生基礎技能的目的,又能培養學生的思維能力和合作精神．但是初中階段的學生自我控制能力較差,如果教師帶領學生在課堂上直接進行實踐探究活動,很難讓學生按其設計的步驟進行活動,混亂的場面會影響教學進度．因此教材中實踐類型的原始物理問題都選擇在課后題中出現．人教版主要是直接引入與學生相關聯的生活實例,讓學生思考該現象出現的具體原因．而滬科版則是在引入生活情境的基礎上,更多的選取實踐題以讓學生在掌握物理知識后,能夠將知識運用到生活中．說明滬科版教材更注重學生的實踐參與,而人教版主要注重學生的思維培養．

4 結論

通過研究,發現兩版教材中既有共同點也有各自的特點．兩版教材中都會滲透大量的原始物理問題,原始物理問題的選取也緊跟時代的步伐,讓教材內容更能吸引學生注意,以做到引起學生共鳴、激發學生學習欲望的目的,使教材的編寫更具有意義性．而且原始物理問題主要圍繞科學、技術與社會這三方面中與學生生活相近的內容進行取材,彰顯以學生為主體的教育理念．在選取不同題型時,都注意到要選擇適當的位置進行呈現,題型都適應學生的身心發展規律和知識點的類型．基于此可以看出,雖然原始物理問題的應用在教材編寫時具有重要意義,但是在應用前也應進行多方位的考慮,這樣才能達到最佳的使用效果．