淺析新舊人教版教材中“運動與力的關系”的編排異同

王 力

(安徽省樅陽縣第三中學，安徽 銅陵 246700)

最新人教版教材已于2019年出版發行，同年起在部分省份試用，其在繼承傳統教材特色的同時，順應時代要求，大膽改革創新，滲透核心素養，彰顯育人理念。本文以“運動與力的關系”一章為例，分析比較2004年版和2019年版教材的章節設置、核心規律呈現方式、科學探究等內容，展示2019年版教材的亮點。

1 兩版教材“運動與力”一章章節設置的編排比較

同樣的知識內容，編者對其內在聯系及結構構成的認知不同，編寫出的教材便顯得不同。2004年版、2019年版教材“運動與力的關系”一章也不例外，新舊教材在章節設置上的異同如表1所示。

表1

表1從章標題、節次編排上展示了2004年版、2019年版教材“運動與力”一章的異同，從表1中不難發現兩版教材不僅在章標題上有所不同，而且在總節次和部分節標題上也有所差異，兩版教材的章節設置異同可概括為“兩刪、兩改、一分離”。

1.1 兩刪

第一刪為“牛頓第三定律”。2004年版教材研究力與運動時按傳統的思路編排，即牛頓第一定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律，最后是牛頓運動定律的應用，知識體系結構簡潔明了、脈絡清晰。2019年版教材打破了這一以知識結構為主線的傳統編排思路，將牛頓第三定律從該章節前置到“相互作用”一章，從問題的本質來看，牛頓第三定律研究作用力與反作用力的關系，本就屬于相互作用的范疇，這樣的變化更符合學生的認知規律。

第二刪為“共點力的平衡”。2004年版教材中將共點力的平衡看成是牛頓第二定律的特殊情況，即合力為零時的情形，因而將共點力的平衡內容編排在“用牛頓運動定律解決問題(一)”中而2019版，教材則將其前置至“相互作用”一章章末，自成一節，節名為“共點力的平衡”，當然，對于相互作用一章而言，在研究了重力、彈力、摩擦力、牛頓第三定律及處理力的方法、力的合成與分解等內容后，研究共點力的平衡時機已經成熟，故而2019年版教材順勢在“力的合成與分解”一節后追加“共點力的平衡”，以鞏固前面所學習的內容和方法，恰到好處。

1.2 兩改

第一改為章名稱。2004年版教材章標題定為“牛頓運動定律”，其研究內容為牛頓三大定律及其應用，章標題即顯現出本章研究的內容，相比之下，2019年版教材則將章標題定為“運動和力”，該標題表面上看與傳統標題相比顯得另類，但細究其研究的內容不難發現該標題實際上比“牛頓運動定律”更為貼切。其研究內容有“牛頓第一定律”“牛頓第二定律”“牛頓運動定律的應用”和“超重與失重”，牛頓第一定律研究的是物體在不受力情況下呈現的運動形態，牛頓第二定律描繪了物體在受到力作用時呈現的運動形態，至于“牛頓運動定律的應用”和“超重與失重”內容實質均為兩定律在一定條件下所呈現的力與運動的關系。

第二改為節名稱。2004年版教材最后兩節節名稱分別為“用牛頓運動定律解決問題(一)”“用牛頓運動定律解決問題(二)”，而2019年版教材將其整合變更為“牛頓運動定律的應用”。

1.3 一分離

一分離即將2004年 版教材中“用牛頓運動定律解決問題(二)”一節中第二部分的“超重與失重”內容分離出來，獨成一節，命名為“超重與失重”，2004年版教材該節由兩部分組成，2019年版教材將兩者分離出來，各自成一節，一者前置，一者保留，細究2019年版教材這一分離動作，不無道理，超重與失重的本質是物體在豎直方向上具有加速度，故其對支持物的壓力或對懸掛物的拉力呈現出不等于自身重力的現象，它是一種現象，這種現象可以用牛頓運動定律解釋，因此可以歸結為牛頓運動定律的應用，這一編排的思路是“先認知定律，再觀察生活現象，最后用定律解讀現象原因”。當然，受標題、情境等暗示，學生已知曉肯定要運用牛頓運動定律解讀這一現象，學生的思考分析是被動的，相比之下，將其分離出來并將標題定為“超重與失重”，既強調這一生活中常見的現象，同時也為問題的解決設置了一定的懸念(學生常對于將超重與失重內容呈現在牛頓運動定律應用的后一節感到茫然)，化被動為主動，有效地激發了學生的思考。

2 兩版教材中核心定律的呈現方式比較

物理定律是物理學家在大量實驗的基礎上，通過對數據的定量分析概括推理得出，物理教材在呈現定律時，其方式非常重要，既要符合學生認知規律，又不能脫離定律實際，兩版本教材在牛頓第二定律呈現方式上的異同如表2所示。

表2

表2展示了兩版本教材在牛頓第二定律呈現方式上的異同，比較發現存在三方面的不同之處。

2.1 定律的導入

2004年版教材在節首未設置導入語和導入情境，開門見山“由上節的實驗結論得……”，2019年版教材則以其特色風格“問題導入法”為開節，配以圖片引入本節內容，在過渡上較2004年版更為自然。

2.2 定律內容的形成

牛頓第二定律是實驗定律，由實驗數據分析概括得出結論。兩版本教材在由實驗數據分析概括、形成結論上顯得不同，在得出加速度與力成正比、與質量成反比這一結論后，2004年版教材直接由實驗數據通過圖像這一最直觀的方式生成結論，而2019年版教材在通過數據生成結論上顯得非常慎重，強調定律的形成既要有大量可靠數據的支撐，更要有嚴謹的科學態度，教材花了一定的篇幅論述實際圖像與理想圖像的區別，實際圖像要通過擬合處理方能得出正比關系，由此可見新教材更加注重科學態度與責任的培養。

2.3 定律表達式的呈現

在得出F=kma后，如何將力與運動的關系表達得更為簡單直接，即如何將該表達式中的比例系數定為1？新舊教材的處理方式略有不同，2004年版教材直接將F=kma中的k定為1，緊接著闡明該表達式F=ma即為牛頓第二定律的數學表達式，然后對1 N的力作詳細說明，2019年版教材則恰好相反，在將F=ma中的k定為1后，并不急于說明該表達式是牛頓第二定律的數學表達式，而是在解釋清楚1 N的力后，質量單位取千克,加速度的單位取米/秒2再給出表達式F=ma，在定律的數學表達式的呈現方面更為嚴謹。

3 兩版本教材中科學探究的比較

科學探究作為核心素養的重要方面，旨在通過對學生“猜想發現問題、設計探究方案、分析處理數據、推理概括”等能力的培養，達到在實際生活中解決相關問題的目的，這是科學探究素養的精髓所在。筆者就2004年版與2019年版教材中最具代表性的實驗“加速度與力、質量關系”的探究作了簡要比較(表3)。

表3

表3從實驗構成、參考案例數量、實驗方法、實驗器材及實驗裝置圖等方面對兩版本教材的實驗編排作了比較，同中有異，異中有同。

3.1 探究實驗的構成

探究實驗在兩版本教材中均分為四個板塊，2004年版教材中四板塊分別為：“加速度與力的關系、加速度與質量的關系、制定實驗方案時的兩個問題、怎樣由實驗結果得出結論”，標題表述較為口語化，在實驗探究基本要素的呈現方面存在不足。2019年版教材則設有“實驗思路、物理量的測量、進行實驗、數據分析”四個板塊，其標題名稱均為科學探究的重要環節，探究目標明確、思路清晰，盡顯實驗探究韻味。

3.2 參考案例

2004年版教材編排了一個實驗方案，2019年版教材則編排了兩個實驗方案供選用，其中一個與2004年版方案相同，2019年版的探究方案更為翔實。

兩種教材實驗方案上的不同主要體現在加速度的測量上，2004年版教材運用位移之比等于加速度之比，無需通過紙帶上的點處理數據以計算加速度，而2019年版教材的參考案例2則運用了傳統的紙帶法求解加速度。另外，在傳統物理教材中“平衡摩擦力”這一動作，在2019年版教材中代之為“阻力補償法”。

3.3 實驗裝置與器材

2019年版教材較2004年版教材有一細微的改變，將2004年版教材實驗裝置中與繩相連的小盤和砝碼更換為槽碼，其優勢在于可通過其數量的增減實現合力(將槽碼的重力近似看作小車受到的合力)的整數倍變化，這在探究加速度與力的正比關系時效果非常明顯，相比之下，使用小盤加砝碼這一裝置，因其總重力等于砝碼重力與小盤重力之和，故在增減砝碼數目時不能實現總重力的整數倍變化。

4 結語

2019年版教材是新事物，顯然有許多亮點，但也不是完美無暇，因此，2019年版教材的推廣使用，并不是告訴我們就要與2004年版教材甚至其他版本教材完全告別，辯證、客觀地審視教材、使用教材，既看到每種教材的特色，也要理解每種教材的不足，因而一線教師任何時候手中都應當持有不同版本的教材，各取所長，相互彌補，真正做到用教材教，而不是教教材。