王茹榮

摘 要：在普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）指導(dǎo)下，我國(guó)編寫出五種版本的普通高中物理教材。這些教材各具特色，不同地區(qū)可根據(jù)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展和學(xué)生的能力發(fā)展要求自主選擇。本文選取人教版和滬科版兩個(gè)版本中的“拋體運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容進(jìn)行比較，以期發(fā)現(xiàn)不同教材的優(yōu)點(diǎn)和不足。

關(guān)鍵詞：教材比較；拋體運(yùn)動(dòng)；人教版教材；滬科版教材

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）11-0021-2

1 物理課標(biāo)的要求分析

課標(biāo)對(duì)該部分描述較少，在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中首先要求“會(huì)用運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法分析拋體運(yùn)動(dòng)”，并給出描繪拋體運(yùn)動(dòng)的物體軌跡的一個(gè)實(shí)例，“關(guān)注拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系”?；顒?dòng)建議指出“通過(guò)查找資料，對(duì)比實(shí)際彈道的形狀與拋物線的差異，嘗試做出解釋”。

2 教材比較的理論框架

王較過(guò)教授指出教材結(jié)構(gòu)是組成教材的各要素、各部分相互結(jié)合的內(nèi)在組織形式，其具有組織結(jié)構(gòu)、學(xué)科結(jié)構(gòu)和認(rèn)知結(jié)構(gòu)三個(gè)層次。因此，評(píng)價(jià)教材也必須考慮到教材結(jié)構(gòu)的不同層次。[1]教材的組織結(jié)構(gòu)，是指教材內(nèi)容的展開(kāi)順序。可以從教材知識(shí)呈現(xiàn)、欄目設(shè)置、圖表編制、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和習(xí)題編制等方面去分析。本文僅對(duì)兩版本教材的組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。

3 “拋體運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容在教材中的組織結(jié)構(gòu)比較

3.1 知識(shí)呈現(xiàn)

人教版安排了兩節(jié)內(nèi)容來(lái)呈現(xiàn)，首先是根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法來(lái)理論探究，然后是實(shí)驗(yàn)研究。拋體運(yùn)動(dòng)包括豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)。人教版對(duì)豎直方向上的拋體運(yùn)動(dòng)沒(méi)有提及，對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)只是簡(jiǎn)單介紹了其中的正交分解方法，并且將推導(dǎo)斜拋物體運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系式、空氣阻力與速度大小的關(guān)系以及實(shí)際彈道和理想彈道的區(qū)別都放在“說(shuō)一說(shuō)”欄目中。滬科版分為3節(jié)，前兩節(jié)是平拋運(yùn)動(dòng)從定性到定量的探討，最后一節(jié)研究斜拋運(yùn)動(dòng)，定量研究仍然采用的是運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法。其中對(duì)豎直方向的拋體運(yùn)動(dòng)，滬科版同樣沒(méi)有涉及。與人教版不同的是滬科版用一節(jié)來(lái)呈現(xiàn)斜拋運(yùn)動(dòng)，首先分析論證了非正交分解和正交分解兩種方法，接著研究斜拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，探究射程和射高的影響因素，最后簡(jiǎn)單敘述彈道曲線，給出實(shí)際彈道曲線和理想拋物線的對(duì)比圖。這些恰好能夠彌補(bǔ)人教版教材的不足。

3.2 欄目設(shè)置

兩版本教材在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)上，均設(shè)置了多樣化的欄目。具體欄目如表1所示。

表1 人教版和滬科版教材中“拋體運(yùn)動(dòng)”部分欄目的比較

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人教版“說(shuō)一說(shuō)”研究斜拋的軌跡方程以及實(shí)際問(wèn)題中空氣阻力對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響，這一設(shè)置可以彌補(bǔ)教材正文中對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)介紹的不足，但內(nèi)容難度較大，學(xué)生獨(dú)立解決這些問(wèn)題有一定困難?！白鲆蛔觥笔菆D1所示的小實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)性的活動(dòng)增強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解；其次，是介紹用傳感器和計(jì)算機(jī)描繪物體平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，讓學(xué)生對(duì)新的科學(xué)技術(shù)有初步了解。

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圖1 平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

滬科版“實(shí)驗(yàn)探究”研究平拋運(yùn)動(dòng)、研究斜拋運(yùn)動(dòng)的射程與射高；“分析論證”研究平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片、怎樣計(jì)算平拋運(yùn)動(dòng)的位移和速度、斜拋運(yùn)動(dòng)的研究思路；“多學(xué)一點(diǎn)”推導(dǎo)平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡方程、推導(dǎo)斜拋物體的射程和射高；“信息瀏覽”伽利略對(duì)拋體射程的研究；“課題研究”研究水柱的射程、研究彈道曲線；“課外活動(dòng)”在月球上開(kāi)運(yùn)動(dòng)會(huì)的情景。

通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，滬科版欄目的種類和數(shù)量明顯多于人教版，并且欄目更具有特色。如“實(shí)驗(yàn)探究”“分析論證”欄目要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用思維方法和數(shù)學(xué)方法進(jìn)行推理、得出物理學(xué)規(guī)律，逐漸掌握研究物理問(wèn)題的方法?！岸鄬W(xué)一點(diǎn)”欄目拓展、延伸了所學(xué)知識(shí)，為學(xué)有余力和感興趣的學(xué)生提供可選擇的內(nèi)容；“課題研究”“課外活動(dòng)”提供了學(xué)生研究的素材和方向，擴(kuò)大了知識(shí)視野。“信息閱覽”對(duì)最大射程對(duì)應(yīng)的仰角應(yīng)為45 °的介紹，有助于學(xué)生理解物理知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

人教版首先在“做一做”欄目設(shè)計(jì)了圖1所示小實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證平拋在豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在學(xué)習(xí)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律后，人教版隨之編排學(xué)生實(shí)驗(yàn)“實(shí)驗(yàn)：探究平拋運(yùn)動(dòng)”一節(jié)。實(shí)驗(yàn)中給出了3種記錄運(yùn)動(dòng)軌跡的案例，但前兩個(gè)案例用鋼球、細(xì)水柱操作性不強(qiáng)，并且案例二還值得商榷[2]。第三個(gè)案例是用數(shù)碼照相機(jī)或者數(shù)碼攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，本質(zhì)是頻閃照相，與滬科版相同。

滬科版實(shí)驗(yàn)的設(shè)置，首先強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)是研究物理問(wèn)題的一種重要方法。例如，以模擬實(shí)驗(yàn)的方式解決我們無(wú)法接觸和動(dòng)手操作的投彈情境，從而弄清楚炸彈離開(kāi)飛機(jī)后的運(yùn)動(dòng)軌跡；其次，突出實(shí)驗(yàn)探究的核心要素，首先提出猜想和假設(shè)，然后進(jìn)行驗(yàn)證，最后分析論證，為學(xué)生開(kāi)展科學(xué)探究提供范例；再次，實(shí)驗(yàn)中注重物理學(xué)史和物理思想的滲透，例如研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中，對(duì)伽利略觀點(diǎn)的引入。這樣的編排使學(xué)生對(duì)知識(shí)來(lái)源有更清晰的認(rèn)識(shí)，有助于建立系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。

通過(guò)比較，兩版本在實(shí)驗(yàn)設(shè)置上有相同的內(nèi)容。如研究平拋運(yùn)動(dòng)都編排了圖1所示的實(shí)驗(yàn)以及頻閃照相實(shí)驗(yàn)。并且實(shí)驗(yàn)都體現(xiàn)了選擇性和開(kāi)放性，重點(diǎn)給出主題，對(duì)于實(shí)驗(yàn)探究的原理、器材、方法步驟、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理以及結(jié)論分析，均需學(xué)生通過(guò)觀察、思考、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)歸納等手段和方法，采用獨(dú)立或合作的方式完成。所不同的是滬科版在頻閃照相的實(shí)驗(yàn)中給出了物體平拋的圖像，即使在實(shí)驗(yàn)條件不具備的情況下，仍然可以通過(guò)對(duì)圖像的分析發(fā)現(xiàn)規(guī)律。另外，滬科版對(duì)斜拋運(yùn)動(dòng)有專門的實(shí)驗(yàn)探究。

3.4 習(xí)題編排

兩版本教材在課后習(xí)題編排方面，基本都做到了以生產(chǎn)和生活中的實(shí)際模型為背景，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)，體現(xiàn)現(xiàn)代科技和生活的聯(lián)系。題目難易層次分明，能夠滿足不同層次的學(xué)生練習(xí)鞏固和深化所學(xué)知識(shí)的需求。題目數(shù)量不多，有利于減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)。

4 研究結(jié)論

在對(duì)兩版本教材比較后不難發(fā)現(xiàn)，教材在體現(xiàn)課標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，對(duì)“拋體運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容有所補(bǔ)充和側(cè)重，如滬科版對(duì)生活中常見(jiàn)的斜拋進(jìn)行了詳細(xì)的分析論證，并結(jié)合體育項(xiàng)目和彈道運(yùn)動(dòng)說(shuō)明其應(yīng)用價(jià)值。在實(shí)驗(yàn)編排方面，人教版實(shí)驗(yàn)是作為理論探究的補(bǔ)充和驗(yàn)證，不利于學(xué)生掌握物理學(xué)的研究方法。而滬科版通過(guò)情境的創(chuàng)設(shè)，提出問(wèn)題，然后用實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證假設(shè)及猜想，分析論證，更加符合探究教學(xué)的理念和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。對(duì)同一內(nèi)容教材的編排也有所不同，如“平拋運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容，人教版選用兩幅平拋運(yùn)動(dòng)的圖片建立概念后，通過(guò)理論推導(dǎo)得出規(guī)律，最后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)律；滬科版則以投彈問(wèn)題為背景，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡，建立平拋的概念，然后從定性到定量，從實(shí)驗(yàn)到理論逐步探討運(yùn)動(dòng)規(guī)律，分散了教學(xué)難點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王較過(guò).中學(xué)物理教材研究與教學(xué)設(shè)計(jì)[M].西安：陜西師范大學(xué)出版社，2011.

[2]龐桂香.人教版《物理》必修2中一個(gè)值得商榷的參考案例[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2010，39（9）：17.

（欄目編輯 劉 榮）