胡 揚 洋，喬 通

(1.首都師范大學 教育學院，北京 100048；2.西南大學 科學教育研究中心，重慶 400715)

一、重點難點：問題的提出與歷史回顧

由于特殊的國情以及歷史原因，我國的物理教材編寫思想對我國物理教學大綱的制定與物理教學產(chǎn)生了深刻的影響，集中地體現(xiàn)于教師對教學內(nèi)容所持有的“重點難點”觀念。雖然這一觀念在實踐中顯示了其便利性與有效性，然而在當前已然在很大程度上被異化并面臨著諸多挑戰(zhàn)。教學實踐中，“重點難點”往往被庸俗化為“考點”與“非考點”。有論者稱：“相當多的教師已經(jīng)把‘課堂教學就是主要為了疏通難點，突出重點’當作了教學信條。他們習慣于把教學內(nèi)容經(jīng)驗性地分割成孤立的一個個難點、重點和非重點，并據(jù)此來設置教學策略、編寫教案、實施教學。學生則根據(jù)這樣的考點布局來準備考試。”[1]200筆者認為：以上描述是準確的，合理繼承并超越“重點難點”的物理教材觀則需要研究者走進物理教材編寫的思想史。

我國的物理教材建設在經(jīng)歷了1949-1951年的過渡時期與1952-1957年的學習前蘇聯(lián)時期之后，逐步開始了獨立探索的階段，并逐漸積累了重要的編寫經(jīng)驗與原則，進而為物理教材編寫奠定了重要的基礎。1960年10月，教育部黨組在《關于適應教學改革，改編教材的報告》中提出了十年制教材的編輯方針，其中談到：“新編的十年制教材在程度上應該達到現(xiàn)行十二年制的水平。要克服少慢差費現(xiàn)象，力戒繁瑣，刪除陳腐落后的知識內(nèi)容；建立適合學生程度的合理的科學體系?！闭窃谶@一背景下，人民教育出版社開始編寫建國以來的第三套物理教材[2]1-13，108-109。

教材編寫時，為解決“課時減少，妥善解決初中偏淺、高中偏重”的問題，采取了以下辦法來“減輕教材的分量”：第一，簡化繁瑣，刪去不必要的重復；第二，把部分淺易的高中內(nèi)容下放到初中；第三，抓重點、關鍵[2]111-113。其中第三條成為后續(xù)“重點難點”觀念的濫觴。

事實上，當時僅有“重點”、“關鍵(重要)”和“一般”之分。其中“重點”的含義是“最重要的、最基本的規(guī)律性的知識”；“關鍵(重要)”則指的是“順利學習其他知識所必須掌握的”。以上體現(xiàn)的是一種教材分類的思想，對不同教材作出不同的教學要求，目的是分清主次、避免平均用力，以重點與關鍵帶動其他教材的學習，從而增強教材的整體性并減輕學生負擔。實踐表明：這一思想是可行且相當有效的。筆者認為：這一思想在很大程度上體現(xiàn)了我國物理教材編寫者的智慧和理論自覺。

物理教材編寫的“重點”論經(jīng)由物理教材以及“物理教材分析”等工作逐漸為一線教師所熟悉并掌握，對實踐產(chǎn)生了重要影響，進而有學者在論述物理教材分析方法時提出了“難點”概念，更多地體現(xiàn)了教學心理與教學實踐的視角。例如老一輩物理教育學家喬際平先生談到：“形成難點的基本原因”包括：(1)相關的準備知識不足；(2)思維定勢帶來的負遷移；(3)概念相通，方法相似，容易混淆；(4)思維過程復雜而感性認識欠缺；(5)教學要求和教學方法不當。而“突破難點的主要途徑”包括：(1)注意分析研究學生學習物理的心理特征和思維規(guī)律；(2)分散知識難點，分散教學要求；(3)加強物理實驗，充分發(fā)揮表象的作用[3]20-24。由此，“突出重點、分散難點”就成為了物理教師一種熟稔的工作語言，加之考試大綱等文本對“考點”的暗示與突出，共同強化了物理教學中“點”式的教材觀與教學觀。

回顧教材編寫與分析歷史形成的“重點難點”觀念，筆者認為：傳統(tǒng)的教材重難點理論基本把握了教材結(jié)構(gòu)中主次矛盾的辯證關系，在實踐中也顯示了其有效性，不能全盤拋棄，而是需要對構(gòu)成重難點的深層機制展開研究，以超越“點”式的、線性的教材結(jié)構(gòu)觀。這就必然要將理論思維運用于教材編寫中，才能突破這一物理教材建設的既有認識。

二、物理教材結(jié)構(gòu)品質(zhì)的提出與內(nèi)涵

已有學者歸納出了物理教材展開的不同順序，主要有按知識的邏輯展開、以學生通過動手實驗為主線以及以歷史發(fā)展為主線三種[4]。也有學者以系統(tǒng)科學的視角，試圖運用“結(jié)構(gòu)方法”對物理教材結(jié)構(gòu)展開研究[5]。筆者認為：不論是剖面式的展開方式，還是基于系統(tǒng)科學的結(jié)構(gòu)觀點都為我們提供了重要的啟示。

此外，無論是“教材分析”視角還是“教材解讀”視角都易于將教材視為一種“成品”而采用靜態(tài)的觀點。而對于教材編寫者而言，則必須實行動態(tài)的研究，因為這會直接影響物理教材結(jié)構(gòu)理論研究的思路和實際效果。

基于以上討論，筆者試圖使物理教材結(jié)構(gòu)觀實現(xiàn)從微觀到宏觀、從靜態(tài)到動態(tài)的發(fā)展?；诮逃鷳B(tài)學理論，將物理教材視為一個具有生態(tài)性的結(jié)構(gòu)。所謂教育的生態(tài)學是教育學與生態(tài)學之間的相互滲透，它運用生態(tài)學的原理，從生態(tài)系統(tǒng)、生態(tài)平衡以及生物與環(huán)境的關系出發(fā)研究教育活動與其環(huán)境的關系，揭示教育生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，預示教育系統(tǒng)發(fā)展的趨勢和方向[6]。而物理教材編寫作為一種教育生態(tài)系統(tǒng)，不能只研究微觀的教學內(nèi)容，或單一、排他性地展開順序，而應以數(shù)種相互共生、相互協(xié)同的生態(tài)品質(zhì)(ecological quality)表征其生態(tài)性?；谝陨涎芯?，并綜合我國物理課程與教學的研究積累，筆者認為，物理學科與學生是物理教材包容的兩個基本要素，所以必須體現(xiàn)學科的特征并兼顧學生的心理發(fā)展水平，因此，物理教材應包含邏輯性、歷史性、可接受性三種結(jié)構(gòu)品質(zhì)。

(一)邏輯性品質(zhì)

物理教材是連接物理學科與物理教學的紐帶，無論是學科結(jié)構(gòu)還是教學過程都具有邏輯性。在基礎教育階段的眾多學科中，人們一般認為，中學物理學科是以為數(shù)不多的基本概念和基本規(guī)律為主干而構(gòu)成的一個完整的體系，由基本概念、基本規(guī)律和基本方法及其相互聯(lián)系構(gòu)成學科的基本結(jié)構(gòu)。其中基本概念是基石，基本規(guī)律是核心，基本方法是紐帶。然而在這一觀念支配下的教材編寫未免會將教材的邏輯視為一成不變的框架。對此有學者則指出：“從物理學本身來看，它所研究的各種現(xiàn)象和規(guī)律是相互聯(lián)系的。但其中某些現(xiàn)象和規(guī)律之間的聯(lián)系比較密切，它們與另一些現(xiàn)象和規(guī)律之間的聯(lián)系則比較微弱或隱蔽。在物理學的長期發(fā)展過程中，由聯(lián)系最密切的一些現(xiàn)象和規(guī)律逐漸形成了知識體系，并組成了物理學的各個分支學科。”[7]以力學的結(jié)構(gòu)體系為例，與科學認識的發(fā)展相適應，力學理論便是從速度開始，然后再依次進到加速度、力、功和能等概念形成的邏輯結(jié)構(gòu)體系。

所以，學科的邏輯并不是固定不變的，而是在科學認識進程中與邏輯范疇相統(tǒng)一的結(jié)果，教材編寫可以對其進行寬嚴相濟、路徑相異的處理。歷史上早有教材編寫專家提出了邏輯的“輕快”原則，認為“教材要思路清晰，線索鮮明，敘述輕快，深入淺出，力戒繁瑣”[3]195。新課程改革以來則提出了“不求輕快”進而提倡“科學探究”的思路，德國KPK教材的邏輯結(jié)構(gòu)則更具顛覆性。這都是對物理教材邏輯體系的研究與實踐工作。

值得注意的是，對于當今的學生，分析性的邏輯思維訓練有著特殊意義。這是由于如今的學生自小就接觸到如電、計算機以及網(wǎng)絡等很多復雜、很難分析的事物，這就導致了學生對接觸到的信息不加分析。據(jù)此，有學者認為物理教學不能依賴過于直觀的方法[1]29。綜上所述，邏輯性理應作為物理教材的重要品質(zhì)之一。

(二)歷史性品質(zhì)

物理教材的歷史性品質(zhì)不僅僅指歷史順序，而是包括物理學故事史、物理思想史、物理史觀三個不同層面，更多意義上是指物理教材的“歷史感”。而物理學的文化性與時代性則也是“歷史感”的題中之義，因為歷史從來都是文化的載體?！皶r代感”作為特殊的歷史感，也只有通過歷史才能真正把握。如果物理學科的文化歷史意蘊消失，科學態(tài)度與精神的熏陶也必定落空。

事實上，在理科教材編寫中引入科學史是理論與實踐中的一個老議題。不少有識之士都指出，當前我國物理教育中的一個重要缺陷就是缺乏歷史感[8]。然而在今天，首先需要明確的是，物理教材編寫是獨立于科學史哲研究的一項專業(yè)工作，其使用的科學史與物理學史家所研究的科學史是不同的，應該以“教學用科學史”的稱謂加以區(qū)分。最近幾十年來，國外不斷有學者質(zhì)疑物理教育引入科學史的必要性，甚至有論者以堅定的口吻稱“物理學史與物理教學不能結(jié)合”，“對于未來的物理學家，歷史不是一個合適的教學手段”[9]。然而細究這些觀點，發(fā)現(xiàn)其大都是在混淆“教學用科學史”與“學術領域科學史”的前提下提出的，因此，對于兩者的嚴格區(qū)分有助于澄清混亂的認識。

(三)可接受性品質(zhì)

物理教材的可接受性品質(zhì)指對學生心理規(guī)律與心理發(fā)展水平的適切性，不僅指對現(xiàn)有的心理水平的符合，還包括促進心理發(fā)展的功能。在物理課程的萌芽時期，學物理還只是人文主義傳統(tǒng)下少數(shù)人的“專利”，而隨著中學教育的普及，入學人數(shù)劇增，學習物理的再不是少數(shù)“尖子生”，而是幾乎所有學生。當代的物理教育更承擔了提升全民科學素養(yǎng)(scientific literacy)的任務。所以，“可接受”就成為了對物理教材結(jié)構(gòu)的特殊要求。

值得明確的是，可接受性不僅僅等同于邏輯性或直觀性，也不能以靜止的觀點看待。物理教材應該兼顧學生的感性、理性甚至直覺思維，依據(jù)現(xiàn)有心理發(fā)展水平同時又積極促進其發(fā)展，并做到因材施教。因此，對物理教材的可接受性品質(zhì)還需作出持續(xù)的研究。

三、基于品質(zhì)生態(tài)理論的物理教材編寫原則

物理教材的編寫須在明確三種教材結(jié)構(gòu)品質(zhì)的基礎上對各品質(zhì)之間的相互關系進行準確把握和恰當呈現(xiàn)。我們不能將三種品質(zhì)絕對對立，須知它們是共生共存的教材品質(zhì)而非三種非此即彼的“邏輯”。聯(lián)系生態(tài)化的教材建設理論，筆者認為：物理教材編寫應該實現(xiàn)三種因素的相互統(tǒng)一與生態(tài)化共生。

(一)邏輯性與可接受性的統(tǒng)一

邏輯不僅是物理學科的基本結(jié)構(gòu)方式，也是人類思維的基本形態(tài)，所以，邏輯性是可接受性的基本條件之一，同時也是物理思維訓練的重要目標。

心理學家的研究為邏輯性與可接受性的統(tǒng)一提供了啟示。在皮亞杰的理論中，邏輯思維主要對應于“形式運算”階段。然而教材的要求與學生認知水平之間的“剪刀差”現(xiàn)象則不利于對邏輯思維的因材施教。其實，皮亞杰已經(jīng)把具體運算階段和形式運算階段的特征具體化，進一步給出了具體運算模式和形式運算模式的類型。已有研究者基于此開展了對物理教材與學生認識水平的測量工作，并提出了一系列具有可行性的建議。所以，教材編寫應該基于學生現(xiàn)有思維水平展開教學，同時開辟最近發(fā)展區(qū)，訓練邏輯思維并發(fā)展學生的接受能力。這為教材編寫中邏輯性與可接受性的統(tǒng)一找到了切實可行的途徑。

(二)歷史性與可接受性的統(tǒng)一

物理學作為一種歷史性的存在是偶然與必然的辯證統(tǒng)一，既有邏輯的推演也有靈感的啟發(fā)，既有生動的故事也有哲學的思考。學生的認知水平則也是理性與非理性、分析與非分析思維方式的綜合。只有邏輯沒有歷史感的教材注定是“干澀”的，故此，增強歷史感就自然地切合了學生完整的心理生態(tài)。事實上，多年來對學科知識結(jié)構(gòu)、知能結(jié)構(gòu)的靜態(tài)強調(diào)已經(jīng)造成了當今物理教材歷史性因素發(fā)展的滯后。雖然已有不少有識之士對此作過探索與努力，然而物理教育缺乏歷史厚重感的缺陷依然存在。

為了優(yōu)化物理教材的歷史性品質(zhì)，筆者基于教育性原則，將教學用科學史分為科學故事史、科學思想史、科學史觀三個級次。其中，科學故事史通過對物理學史不同側(cè)面、不同細節(jié)的生動呈現(xiàn)，不僅有助于增加教材的趣味性，還有助于學生對物理人物和物理事件形成完整的體認?？茖W思想史應該作為物理教材引入科學史的主體。這是由于思想史更為深刻且全面地體現(xiàn)了物理學的學科本質(zhì)。不難發(fā)現(xiàn)，物理學思想史中在嚴密、深刻的邏輯思維之外還有大量充滿魅力的直覺和靈感及對于物理認知包含的非邏輯反常思維。因此，在教材中增加此類歷史內(nèi)容有助于學生全面地學會物理思維的方法，進而發(fā)展物理認知水平。物理史觀則是對物理學歷史的哲學思考，保障學生形成健康的科學觀。綜上所述，物理學歷史性的三個級次從不同層面上適切學生的可接受性并促進其發(fā)展。

(三)邏輯性與歷史性的統(tǒng)一

作為物理教材編寫原則的邏輯性與歷史性統(tǒng)一不等同于哲學層面的“邏輯與歷史一致”的方法。兩者的交集僅在于邏輯發(fā)展的歷史與科學認識的發(fā)展相一致，而哲學觀點還包括邏輯發(fā)展與客觀實在發(fā)展的一致性。物理教材與物理教學不同于人類的科學認識過程，因此，物理教育的特殊性在于歷史性與邏輯性的統(tǒng)一。

事實上，邏輯與歷史并不是僵死的、一一對照的“一致”，邏輯的東西是修正過的歷史，必然拋棄歷史的細節(jié)與偶然因素而抓住主流與必然因素，從而形成理論的概念體系。從“比較純粹的形態(tài)”把握物理認識歷史是任何教材體系的基本要求，然而對于剛開始學習物理學的學生而言，過分“純粹”的邏輯體系顯然不利于他們對物理學的認識。例如歷史上某個科學假說的提出，就并不能認為是某位科學家“靈光乍現(xiàn)”的結(jié)果，而是往往需要一個歷史時期幾代科學家研究的“聚焦”。所以，在一定限度內(nèi)生動地展現(xiàn)物理學的歷史感是合乎物理教材編寫規(guī)律的。

(四)三種結(jié)構(gòu)品質(zhì)的統(tǒng)籌與協(xié)同

邏輯性、歷史性、可接受性作為物理教材的結(jié)構(gòu)品質(zhì)在教材的生態(tài)結(jié)構(gòu)中既相互依存，又相互獨立。優(yōu)秀教材則是三者在相得益彰、共存共生基礎上體現(xiàn)出的整體特色。建立生態(tài)化的教材結(jié)構(gòu)品質(zhì)理論，對教材編寫突破現(xiàn)有瓶頸、建設特色教材找到了路向。在明確物理教材品質(zhì)理論的基礎上就可以開發(fā)量化的教材評價方式，并探索三種品質(zhì)間的相關關系。當下的物理教材建設須告別單一順序的教材結(jié)構(gòu)觀，用復雜性、動態(tài)性、生態(tài)化的觀點處理教材的結(jié)構(gòu)，做到“彈鋼琴”式地駕馭矛盾，統(tǒng)籌教材結(jié)構(gòu)的品質(zhì)因素以發(fā)揮協(xié)同作用。新課程改革以來推出的多種物理教材開啟了生態(tài)化的先河。

例如“電勢差”一節(jié)，當前教材就有多種安排方式。具體而言，新課程改革后的五種版本高中物理教材對“電勢差”的安排中，人教版和山東科技版因電勢的概念編排在電勢差前面，教科書用電場中兩點間的電勢的差值來定義電勢差；滬科教版、粵教版均用比值法定義電勢差；而教科版是根據(jù)電勢差的物理意義來定義電勢差的。其中人教版教材按照“電勢能-電勢-電勢差”的次序，既有對邏輯性與可接受性的考量，也同歷史次序保持了一致。然而也有教材采取了不同的方式，并得到了一些教師的肯定。這種多樣化的教材編寫實踐與研討誠然是教材生態(tài)化發(fā)展的開端，基于品質(zhì)生態(tài)理論的指導則有助于教材走上有序發(fā)展的方向。綜上所述，物理教材結(jié)構(gòu)的品質(zhì)生態(tài)理論既是對傳統(tǒng)重點難點理論的豐富和發(fā)展，也為特色物理教材的編寫提供了新的思路，相信對物理教材的生態(tài)性建設能發(fā)揮有效指引，最終使我們的物理教育更加具有厚重的教育底蘊。

四、反思與展望：走向多層次的物理教科書研究

對物理教材“重點難點”觀念的歷史進行梳理的結(jié)果既是對物理教育實踐厚重感的體驗，也是對物理一線教學工作的全面理解。我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，對于傳統(tǒng)的“點”式教材觀，結(jié)構(gòu)主義仍然是先進的。然而這種觀念亦不應成為片面批判的標靶，而應看到其反映的教師教學實踐的特征與特殊需求。教師的教學實踐并非不需要觀念的力量，而是需要一種簡約而有效的理論-實踐框架，這種框架既有靈活性又有穩(wěn)定性，其暗示了一種物理教材論與課程論、教學論的區(qū)分。以上反思的啟示是：我們走向了物理教材研究的多層次化，以上的“結(jié)構(gòu)品質(zhì)”理論就是一種嘗試；而對進一步的研究而言，“教材”的概念已不足以表征研究的多層次與多角度，而應采用“教科書”的稱謂。

物理教科書的研究與編撰都需要基于合理的概念框架。事實上，教材編寫者在論述教材編寫操作時體現(xiàn)了特殊的用語習慣。例如有早期物理教材編寫者談到：“教材大致可以分為三類：重點教材，重要教材，一般教材”，“重點教材和重要教材都要求學生掌握”，“一般教材要求不高”[2]395等。這里，“教材”呈現(xiàn)出一種微觀的、未然的、片段的含義，而“教科書”則擁有一種宏觀的、已然的、結(jié)構(gòu)化的特點。這種區(qū)分與聯(lián)系為物理教科書研究發(fā)展成獨立而合理的概念體系提供了可能。物理教科書研究就是未來的研究展望。

(一)物理教科書的心理學研究

教科書的編撰與使用不應停留于經(jīng)驗的積累，而應發(fā)展系統(tǒng)的物理教科書心理學研究。新課程改革后，物理教科書的版本越發(fā)多樣，書中插圖與例題圖形的顏色也越發(fā)鮮艷，然而這似乎有違教學心理的“典型樣例”原則。而當前電子教科書、多媒體教科書的涌現(xiàn)與應用，也為物理教科書的心理學研究提出了新的課題。

(二)物理教科書的教育學研究

新課程改革以來，諸多物理教材的譯介與使用使物理教材的比較成為了研究熱點。然而，這不能等同或替代物理教科書的教育學研究。需要指出的是：科學的比較需要相同的標準，而標準的厘定與選取則需要對教科書進行深入的教育學研究。例如，不同國家或地區(qū)的教材有其存在的文化傳統(tǒng)與外部條件，在對不同教材進行比較的時候，拋卻這些傳統(tǒng)和條件進行抽象的比對是不明智的。這都需要基于一種物理教科書的教育學研究，失去了這種基礎，比較勢必會成為無本之木、無源之水。

(三)物理教科書的社會學研究

在新課程改革后教科書多元化的背景下，我國教科書的編審、選用都有了前所未有的空間，并且教科書的實體化特征使其成為利益博弈的載體，因此，對物理教科書的社會學研究就顯得很必要了。最近，匯集了國內(nèi)150多名學科專家的某國家級“重點項目”對包括我國在內(nèi)的六個學科、十個國家的理科教材難度進行了比較，結(jié)果是“我國中小學理科教材難度處于國際中等水平”，一時間引起教育輿情熱議[10]。為何“科學研究”的結(jié)果仍然無法逃脫公眾的質(zhì)疑？事實上，新課程改革后，隨著物理教科書的多樣化，教科書的選編、使用介入了更多的社會博弈，其衍生的這類物理教科書事件都已無法回避社會學的審視。

(四)物理教科書的哲學研究

物理教科書的閱讀與分析理應蘊含著教師持有的一種教材觀、一種教材哲學。事實上，實踐中需要協(xié)調(diào)的問題往往是復雜的，如：教科書究竟是作為教師教的工具，還是應該作為學生學的工具？究竟是應該編厚一點還是薄一點？為什么有必要對教科書進行闡發(fā)？編者把需要闡發(fā)的內(nèi)容都清楚地寫入教材或教師用書是否足以？此外，物理教科書對物理學科范式的塑造則是地道的科學哲學課題。以上問題都需要物理教科書哲學予以廓清。在更高的層面上，物理教科書哲學則為教科書的建設與使用開拓了問題空間。

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