中俄物理教材中“拋體運動的規律”內容比較研究 ①

李航琦 孟慶國 張 強 白麗娜

(1. 哈爾濱師范大學教師教育學院，黑龍江 哈爾濱 150025；2. 哈爾濱師范大學物理與電子工程學院，黑龍江 哈爾濱 150025)

1 引言

教材是體現教學內容和教學方法的重要載體，因此關于教材的比較和分析尤為重要。對中外教材進行研究，不但能促進教材的改進和完善，還能提高教師的教學能力。拋體運動是高中物理中重要的物理模型，在高考中也占有重要的地位。筆者對中俄物理教材中“拋體運動規律”內容進行比較研究，分析、總結兩國教材各自的優點和不足，旨在為提高物理教學質量提供參考。

2 教材分析

2.1 俄國教材

俄國教材選自《物理科學(10年級)》第一章第二十五節，在學習本節之前學生已經學習了自由落體運動和勻變速直線運動。拋體運動作為一種基本的曲線運動，可以幫助學生加深對等效方法的理解，同時為圓周運動的學習做鋪墊。

2.2 人教版教材

我國教材選自新人教版高中物理必修第二冊第五章第四節，是在第三節“實驗：探究平拋運動的特點”的基礎上繼續學習，編排在“曲線運動”“運動的合成與分解”之后。拋體運動是一種最基本的曲線運動，是運動的合成與分解知識的應用，也是第五章的總結，并承接第六章“圓周運動”的教學。

2.3 教材對比分析

俄國教材較為關注知識的連貫性，將運動學所有知識編排為一章，由淺入深，幫助學生建構知識體系。人教版教材在編排中關注知識的邏輯性、層次性，知識框架清晰，以運動學和力的學習為基礎。

3 新知的引入方式

兩種教材新知的引入方式各有特點，下面將對此進行分析。

3.1 俄國教材以舊知識引入

俄國教材以上一節課所學的自由落體為引入點，在復習舊知識的同時提出問題：如果將物體斜向上拋出，物體的運動軌跡是怎樣的？物體在任意一點的速度是多少？

3.2 人教版教材以問題引入

人教版教材直接提出問題：在排球比賽中，你是否曾為排球下網或出界而感到惋惜？如果運動員沿水平方向擊球，在不計空氣阻力情況下，要使排球既能過網，又不出界，需要考慮哪些因素？如何估算球落地時的速度大??？

3.3 兩種引入方式的比較

俄國教材以舊知識“自由落體運動”作為引入點，幫助學生加深對舊知識的理解的同時，建立新舊知識之間的有效聯系，讓學生更容易理解新知識。

人教版教材以問題引入，簡潔明了，指向明確，可有效激發學生的探究欲望，培養學生的問題解決能力。

4 探究拋體運動規律的過程

4.1 俄國教材以一般拋體運動為重點

俄國教材首先探究一般拋體運動的規律，如圖1所示，給出初始條件：t=0時,x0=0，y0=h，vox=v0cosα，voy=v0sinα，并有：ax=0，ay=-g。提出問題：物體能夠到達的最大高度是多少？教材中直接給出了解題過程。

圖1

圖2

探究了平拋運動規律之后，教材安排了一個拓展性例題，如圖3所示，在豎直高度h處，一小球以初速度v0做平拋運動，另一個小球在距O點距離為l處，與地面成α角度,并以初速度v2拋出，兩小球會相撞嗎？如會相撞，則在什么位置相撞？以此題幫助學生鞏固對拋體運動規律的理解。

圖3

4.2 人教版教材以平拋運動為重點

人教版教材以“實驗：探究平拋運動的特點”為基礎，再通過問題引入課題，結合運動學和動力學知識推導出平拋運動規律。為了得到物體的速度與時間的關系，先分析物體受力情況，再得出物體的速度與時間的關系。主要分為三個部分：平拋運動的速度、平拋運動的位移與軌跡、一般的拋體運動。

圖4

圖5

在“一般的拋體運動”部分，如果物體的初速度v0不沿水平方向，而是斜向上或斜向下，但是物體的受力情況仍與平拋運動的受力情況相同，在水平方向不受力，加速度為0，在豎直方向受重力作用，加速度為g。物體的初速度與水平方向的夾角為θ，水平方向分速度v0x=v0cosθ，豎直方向分速度v0y=v0sinθ。

4.3 兩種探究方式的比較

俄國教材將探究一般拋體運動規律作為本節的重點，以例題形式作為引導，選擇的例題難度較大，更加注重培養學生解決問題的能力，該部分將全部的解題步驟編排在教材上，雖然有利于學生對知識的理解，但不利于學生主動思考，同時俄國教材將運動學全部知識編排在一章中，學生在沒有學習牛頓第二運動定律的情況下，直接學習拋體運動，加重了學生的學習負擔。

人教版教材運用力學和運動學的知識推導出平拋運動的規律，最后讓學生利用平拋運動的知識解決一般拋體運動問題，這種編排方式符合學生的認知發展規律，注重學生知識遷移能力的培養。

5 結語

教材作為重要的課程資源，我國和俄羅斯的物理教材在拋體運動的編寫上各有特色。俄國教材側重點在于一般拋體運動，運用數學方法進行探討，簡潔明了，注重實用性，但對于知識的講解缺少鋪墊、難度較高。我國人教版教材更加注重平拋運動，關注學生基礎知識的學習。通過探究性實驗，讓剛剛接觸拋體運動的高中生產生興趣，同時教材注重基礎知識，關注學生的思維邏輯，層層遞進，不僅有利于學生建構良好的知識體系，還有利于學生了解背后的物理思想。在實際教學中，可以將兩種教材的優點結合起來，注意增加一般拋體運動的探究過程以及數學方法的應用，安排探索類習題，提高學生問題解決能力，使學生體會到矢量的合成與分解是高中物理基本運算方法，注重物理思想的滲透，提高教學效率。