人教版和滬科版物理教材“拋體運動”內(nèi)容的比較

王茹榮

摘 要：在普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）指導(dǎo)下，我國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版本中的“拋體運動”內(nèi)容進行比較，以期發(fā)現(xiàn)不同教材的優(yōu)點和不足。

關(guān)鍵詞：教材比較；拋體運動；人教版教材；滬科版教材

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）11-0021-2

1 物理課標(biāo)的要求分析

課標(biāo)對該部分描述較少，在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中首先要求“會用運動合成與分解的方法分析拋體運動”，并給出描繪拋體運動的物體軌跡的一個實例，“關(guān)注拋體運動的規(guī)律與日常生活的聯(lián)系”?；顒咏ㄗh指出“通過查找資料，對比實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)和認知結(jié)構(gòu)三個層次。因此，評價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)容的展開順序?？梢詮慕滩闹R呈現(xiàn)、欄目設(shè)置、圖表編制、實驗設(shè)計和習(xí)題編制等方面去分析。本文僅對兩版本教材的組織結(jié)構(gòu)進行比較。

3 “拋體運動”內(nèi)容在教材中的組織結(jié)構(gòu)比較

3.1 知識呈現(xiàn)

人教版安排了兩節(jié)內(nèi)容來呈現(xiàn)，首先是根據(jù)運動合成與分解的方法來理論探究，然后是實驗研究。拋體運動包括豎直方向上的拋體運動、平拋運動和斜拋運動。人教版對豎直方向上的拋體運動沒有提及，對斜拋運動只是簡單介紹了其中的正交分解方法，并且將推導(dǎo)斜拋物體運動軌跡的關(guān)系式、空氣阻力與速度大小的關(guān)系以及實際彈道和理想彈道的區(qū)別都放在“說一說”欄目中。滬科版分為3節(jié)，前兩節(jié)是平拋運動從定性到定量的探討，最后一節(jié)研究斜拋運動，定量研究仍然采用的是運動的合成與分解方法。其中對豎直方向的拋體運動，滬科版同樣沒有涉及。與人教版不同的是滬科版用一節(jié)來呈現(xiàn)斜拋運動，首先分析論證了非正交分解和正交分解兩種方法，接著研究斜拋運動的規(guī)律，探究射程和射高的影響因素，最后簡單敘述彈道曲線，給出實際彈道曲線和理想拋物線的對比圖。這些恰好能夠彌補人教版教材的不足。

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“拋體運動”部分欄目的比較

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人教版“說一說”研究斜拋的軌跡方程以及實際問題中空氣阻力對運動的影響，這一設(shè)置可以彌補教材正文中對斜拋運動介紹的不足，但內(nèi)容難度較大，學(xué)生獨立解決這些問題有一定困難?！白鲆蛔觥笔菆D1所示的小實驗，使學(xué)生通過體驗性的活動增強對知識的理解；其次，是介紹用傳感器和計算機描繪物體平拋運動的軌跡，讓學(xué)生對新的科學(xué)技術(shù)有初步了解。

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圖1 平拋運動實驗

滬科版“實驗探究”研究平拋運動、研究斜拋運動的射程與射高；“分析論證”研究平拋運動的頻閃照片、怎樣計算平拋運動的位移和速度、斜拋運動的研究思路；“多學(xué)一點”推導(dǎo)平拋運動的軌跡方程、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”在月球上開運動會的情景。

通過比較發(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“實驗探究”“分析論證”欄目要求學(xué)生通過實驗，運用思維方法和數(shù)學(xué)方法進行推理、得出物理學(xué)規(guī)律，逐漸掌握研究物理問題的方法?！岸鄬W(xué)一點”欄目拓展、延伸了所學(xué)知識，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”提供了學(xué)生研究的素材和方向，擴大了知識視野?！靶畔㈤営[”對最大射程對應(yīng)的仰角應(yīng)為45 °的介紹，有助于學(xué)生理解物理知識在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。

3.3 實驗設(shè)計

人教版首先在“做一做”欄目設(shè)計了圖1所示小實驗，以驗證平拋在豎直方向的運動規(guī)律。在學(xué)習(xí)平拋運動的規(guī)律后，人教版隨之編排學(xué)生實驗“實驗：探究平拋運動”一節(jié)。實驗中給出了3種記錄運動軌跡的案例，但前兩個案例用鋼球、細水柱操作性不強，并且案例二還值得商榷[2]。第三個案例是用數(shù)碼照相機或者數(shù)碼攝像機進行實驗，本質(zhì)是頻閃照相，與滬科版相同。

滬科版實驗的設(shè)置，首先強化了實驗是研究物理問題的一種重要方法。例如，以模擬實驗的方式解決我們無法接觸和動手操作的投彈情境，從而弄清楚炸彈離開飛機后的運動軌跡；其次，突出實驗探究的核心要素，首先提出猜想和假設(shè)，然后進行驗證，最后分析論證，為學(xué)生開展科學(xué)探究提供范例；再次，實驗中注重物理學(xué)史和物理思想的滲透，例如研究平拋運動規(guī)律的實驗中，對伽利略觀點的引入。這樣的編排使學(xué)生對知識來源有更清晰的認識，有助于建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。

通過比較，兩版本在實驗設(shè)置上有相同的內(nèi)容。如研究平拋運動都編排了圖1所示的實驗以及頻閃照相實驗。并且實驗都體現(xiàn)了選擇性和開放性，重點給出主題，對于實驗探究的原理、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)生通過觀察、思考、動手實驗，利用數(shù)學(xué)歸納等手段和方法，采用獨立或合作的方式完成。所不同的是滬科版在頻閃照相的實驗中給出了物體平拋的圖像，即使在實驗條件不具備的情況下，仍然可以通過對圖像的分析發(fā)現(xiàn)規(guī)律。另外，滬科版對斜拋運動有專門的實驗探究。

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)和生活中的實際模型為背景，結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗和體驗，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)知識的需求。題目數(shù)量不多，有利于減輕學(xué)生的課業(yè)負擔(dān)。

4 研究結(jié)論

在對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“拋體運動”內(nèi)容有所補充和側(cè)重，如滬科版對生活中常見的斜拋進行了詳細的分析論證，并結(jié)合體育項目和彈道運動說明其應(yīng)用價值。在實驗編排方面，人教版實驗是作為理論探究的補充和驗證，不利于學(xué)生掌握物理學(xué)的研究方法。而滬科版通過情境的創(chuàng)設(shè)，提出問題，然后用實驗探究驗證假設(shè)及猜想，分析論證，更加符合探究教學(xué)的理念和學(xué)生的認知規(guī)律。對同一內(nèi)容教材的編排也有所不同，如“平拋運動”內(nèi)容，人教版選用兩幅平拋運動的圖片建立概念后，通過理論推導(dǎo)得出規(guī)律，最后實驗驗證規(guī)律；滬科版則以投彈問題為背景，通過實驗發(fā)現(xiàn)運動軌跡，建立平拋的概念，然后從定性到定量，從實驗到理論逐步探討運動規(guī)律，分散了教學(xué)難點。

參考文獻：

[1]王較過.中學(xué)物理教材研究與教學(xué)設(shè)計[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）