基于教育目標(biāo)分類學(xué)的物理教材旁批研究

楊西西 肖洋

摘 ? 要：物理教材正文旁側(cè)的旁批是對正文的補(bǔ)充說明，過去少有研究系統(tǒng)考察其教學(xué)功能?；诮逃繕?biāo)分類學(xué)理論，構(gòu)建了教材旁批教學(xué)功能的分析框架，包括“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”三大維度教育功能。對人教版和教科版必修三教材旁批進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)教科版旁批數(shù)量更多、教學(xué)功能更多元。教學(xué)中可利用旁批促進(jìn)對知識的深度理解、培養(yǎng)元認(rèn)知能力、提升實驗操作水平、進(jìn)行科學(xué)方法顯性教學(xué)。

關(guān)鍵詞：物理教材；旁批；教育目標(biāo)分類

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2023）7-0022-6

文學(xué)研究中常在文章旁做批注，寫下讀書過程中的即時感想和真實感受，這種在文章旁所做的批注稱為“旁批”。新人教版和教科版高中物理教材也引入了類似的設(shè)計，在正文內(nèi)容旁側(cè)設(shè)計一小段文字，對教材正文內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充說明。這一小段文字形式上與文學(xué)中的批注類似，可稱之為物理教材中的“旁批”。

已有研究表明，物理教材中旁批的意蘊與價值已遠(yuǎn)超文學(xué)中“記錄感想”的作用，呈現(xiàn)出更多維、更豐富的教學(xué)功能。當(dāng)前關(guān)于物理教材旁批教學(xué)功能的研究已達(dá)成部分共識，但仍存在一些不足［１－２］：一是對旁批教學(xué)功能的分類存在內(nèi)涵重疊、邊界不清等問題，分析框架有待重構(gòu)；二是重點關(guān)注人教版教材，忽視其他版本教材，研究對象有待拓展。

本文從教育目標(biāo)分類學(xué)出發(fā)重構(gòu)旁批教學(xué)功能的分析框架，以新版人教版和教科版高中物理必修三教材（以下分別簡稱“人教版”“教科版”）為例對旁批進(jìn)行分析，提出使用建議。

１ ? ?基于教育目標(biāo)分類學(xué)的旁批教學(xué)功能體系建構(gòu)

以布魯姆、馬扎諾等為代表的教育目標(biāo)分類學(xué)理論提供了一套系統(tǒng)的可供觀察和測量的教育目標(biāo)分類體系［３］。在全面考察教育目標(biāo)分類學(xué)理論的基礎(chǔ)上，黎加厚等人從三維目標(biāo)出發(fā)提出了符合我國實際的教育目標(biāo)分類體系（圖１）［３］。該體系全面體現(xiàn)了國家課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備指引分析我國高中物理教科書旁批教學(xué)功能的可能。

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版）》對原三維目標(biāo)進(jìn)行分析、整合后提出了物理學(xué)科核心素養(yǎng)［４］。三維目標(biāo)雖然沒有像核心素養(yǎng)要求這樣具體，但也較全面地規(guī)定了物理學(xué)科的教育價值，并沒有偏重或遺漏。所以，本文在參考國家課程標(biāo)準(zhǔn)、教育目標(biāo)分類體系的基礎(chǔ)上，仍然借鑒三維目標(biāo)的劃分方式，構(gòu)建出教材旁批教學(xué)功能分析框架（圖２）。教材旁批的教學(xué)功能主要涉及“知識”維度方面，其他兩個維度方面的教學(xué)功能相對較少。

２ ? ?教材旁批的分布情況與功能特點

統(tǒng)計兩版教材中符合“旁批”定義的內(nèi)容后，按課程標(biāo)準(zhǔn)中的二級內(nèi)容主題統(tǒng)計“旁批”頻次和每頁平均旁批數(shù)（表１）。

２．１ ? ?旁批的分布情況

從各內(nèi)容主題來看，人教版旁批最多的是“靜電場”（１９次），其次是“電路與電能”（１３次），數(shù)量最少的是“電磁感應(yīng)與電磁波”（３次）。教科版旁批最多的是“電路與電能”（２７次，５０％），其次是“靜電場”（２１次），數(shù)量最少的也是“電磁感應(yīng)與電磁波”（６次）。兩版教材對旁批設(shè)置側(cè)重點的把握較為一致，但在“電路與電能”主題存在較大差異。

各內(nèi)容主題的頁平均旁批數(shù)也有類似結(jié)果。“靜電場”主題下兩版教材頁均旁批數(shù)相近（０．３７次和０．３６次），“電磁感應(yīng)與電磁波”主題下則分別為０．１１次和０．１３次。在 “電路與電能”主題，教科版頁均旁批數(shù)（０．４次）明顯多于人教版（０．２5次）。

２．２ ? ?旁批的教學(xué)功能特點

兩版教材中旁批的教學(xué)功能分布如圖３所示，其中“其他”指的是無法納入分析框架的旁批。兩版教材旁批均最注重“知識與技能”維度，其次是“過程與方法”維度，“情感、態(tài)度與價值觀”維度最少。除“弘揚科學(xué)家精神”外，教科版各教學(xué)功能的旁批數(shù)均多于人教版。同時，教科版旁批教學(xué)功能更多樣化，具有“構(gòu)建知識框架”“聯(lián)系科技應(yīng)用”等特有的功能。

在“知識與技能”維度，兩版教材均最注重“完善知識表述”功能。教科版中有２４處“完善知識表述”的旁批，主要對物理概念進(jìn)行補(bǔ)充說明和解釋。如 “在電路中，兩點間的電勢差通常稱為這兩點間的電壓，這是我們已經(jīng)熟知的名詞”（第２９頁），通過回顧已學(xué)過的電壓概念幫助學(xué)生理解電勢差。人教版中則有１９處此類旁批，主要對物理量、物理概念在應(yīng)用時的注意事項、物理規(guī)律的適用范圍等進(jìn)行補(bǔ)充說明。如 “這個結(jié)論雖然是從勻強(qiáng)電場中推導(dǎo)出來的，但是可以證明對非勻強(qiáng)電場也是適用的”（第２７頁），詳細(xì)說明結(jié)論的適用范圍，幫助學(xué)生更好地理解靜電力做功的特點。

兩版教材的旁批也均體現(xiàn)“描繪科學(xué)故事”“規(guī)范操作技能”和“促進(jìn)元認(rèn)知反思”三方面的教學(xué)功能。兩版教材均通過在旁批中介紹相關(guān)物理學(xué)史來“描繪科學(xué)故事”，如“最早提出量子理論的是普朗克，他在研究熱輻射的規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)射和吸收都是不連續(xù)的……”（教科版，第１３６頁），介紹了普朗克提出量子化假設(shè)的來龍去脈?！耙?guī)范操作技能”的旁批往往出現(xiàn)在實驗中，如“注意：待測量的電阻必須脫離電源，測量時不要兩只手同時接觸電阻的兩端”（教科版，第６５頁），明確提出使用多用電表的注意事項。“促進(jìn)元認(rèn)知反思”的旁批關(guān)注學(xué)生元認(rèn)知的培養(yǎng)，如“你能說一說本章第３節(jié)例題中運用了哪種解決思路嗎？”（人教版，第４４頁），引導(dǎo)學(xué)生反思問題解決的方法。

“構(gòu)建知識框架”和“聯(lián)系科技應(yīng)用”僅在教科版中有所體現(xiàn)。教科版必修三第三章第５節(jié)的旁批采用知識鏈接的方式，引導(dǎo)學(xué)生建立新知識與“《物理 必修 第二冊》第五章‘經(jīng)典力學(xué)的局限性與相對論初步”的聯(lián)系，有助于學(xué)生打破不同模塊知識的界限、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的知識框架，如圖４（ａ）所示。圖４（ｂ）呈現(xiàn)了“聯(lián)系科技應(yīng)用”的旁批，通過呈現(xiàn)半導(dǎo)體材料在激光打印技術(shù)中的新進(jìn)展，幫助學(xué)生了解現(xiàn)代科技發(fā)展?？梢姡炭瓢媾耘凇爸R與技能”維度的教學(xué)功能更多元化。

在“過程與方法”維度，教科版旁批仍多于人教版。人教版出現(xiàn)２處“滲透科學(xué)方法”的旁批，“電勢差”一節(jié)利用反證法討論等勢面與電場強(qiáng)度方向是否垂直，并用旁批“這里討論等勢面與電場線的關(guān)系時用到了反證法。反證法是科學(xué)研究中重要的邏輯方法”（第３３頁），以顯性的方式直接介紹該方法，而“電勢能和電勢”一節(jié)卻采用隱性的方式介紹轉(zhuǎn)換法，學(xué)生需要在教師的提示下才能發(fā)現(xiàn)背后的科學(xué)方法，如圖５（ａ）所示。教科版出現(xiàn)的４處“滲透科學(xué)方法”的旁批則主要采用顯性的方式（３／４），如圖５（ｂ）的旁批（第８６頁）就明確指出“操作性定義”的方法。

關(guān)于“發(fā)展科學(xué)思維”，人教版僅有１處旁批指向“模型建構(gòu)”，以顯性的方式指出“點電荷類似于力學(xué)中的質(zhì)點，也是一種理想化模型”（第７頁）。教科版關(guān)注“定性和定量相結(jié)合”（１處），如旁批“……先定性分析……然后進(jìn)行定量研究……這是物理上常用的科學(xué)思維方法”（第４６頁）。教科版還在第一章《靜電場》的３處旁批反復(fù)強(qiáng)調(diào)了“類比”的科學(xué)思維，既有對類比及其局限性的一般性介紹[圖６（ａ）]，也有嵌入“電勢和電勢差”等具體內(nèi)容中的類比[圖６（ｂ）、圖6（ｃ）]。

教材體現(xiàn)“情感、態(tài)度與價值觀”的旁批均很少。人教版注重“弘揚科學(xué)家精神”，如旁批“法拉第對科學(xué)的熱愛以及對科學(xué)研究持之以恒、堅韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一”（第１１４頁），以顯化的方式點撥了法拉第“持之以恒、堅韌不拔”的態(tài)度［５］。教科版注重“傳承傳統(tǒng)美德”，如旁批“勤儉節(jié)約、艱苦奮斗是中華民族的傳統(tǒng)美德；從我做起，從小事做起，是我們應(yīng)遵循的行動規(guī)范”（第１０５頁），引導(dǎo)學(xué)生了解我國能源發(fā)展局勢，養(yǎng)成“勤儉節(jié)約、艱苦奮斗”的美德。

３ ? ?教材旁批的使用建議

對教學(xué)功能的分析表明，當(dāng)前人教版和教科版旁批的教學(xué)功能側(cè)重于輔助使用者理解正文知識內(nèi)容，但也注意到了對學(xué)生元認(rèn)知能力和實驗規(guī)范操作能力的培養(yǎng)，尤其是以顯化的方式對科學(xué)思維、科學(xué)方法、科學(xué)情感態(tài)度價值觀進(jìn)行點撥。基于此，物理教學(xué)中應(yīng)注重從以下幾方面使用旁批。

３．１ ? ?利用旁批促進(jìn)對知識的深度理解

受篇幅和行文邏輯的限制，教材正文有時無法全面而準(zhǔn)確地呈現(xiàn)知識的來龍去脈。教師在教學(xué)過程中若只講授正文部分的內(nèi)容，學(xué)生可能無法經(jīng)歷知識的建構(gòu)過程，只有對知識的表層記憶與了解。此時，教師應(yīng)利用旁批完善教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)知識體系的完整性，幫助學(xué)生全面理解知識。

如教科版的旁批“導(dǎo)體和絕緣體：常見物體中，容易導(dǎo)電的物體稱為導(dǎo)體，很不容易導(dǎo)電的物體稱為絕緣體。而金屬導(dǎo)體原子的外層電子很容易脫離原子核的束縛……”（Ｐ４）對導(dǎo)體和絕緣體的概念進(jìn)行界定，指出原子核對外層電子束縛能力不同導(dǎo)致自身導(dǎo)電能力不同。教師在講解該部分時，可借助此旁批幫助學(xué)生了解電荷轉(zhuǎn)移的微觀機(jī)理，使其建立摩擦起電這部分的完整知識體系。

３．２ ? ?利用旁批培養(yǎng)元認(rèn)知能力

元認(rèn)知是對自己思考過程的觀察與思考，即對認(rèn)知的認(rèn)知［６］。進(jìn)行元認(rèn)知反思時，學(xué)生對自己問題解決的認(rèn)知過程進(jìn)行反思，發(fā)現(xiàn)認(rèn)知過程中的優(yōu)點和不足。有研究表明，當(dāng)學(xué)生具有較高的元認(rèn)知水平時，他們將能夠監(jiān)控和評估自己的知識與能力水平，控制和調(diào)適自己的情緒，從而獲得較高的科學(xué)學(xué)業(yè)成就［７］。因此，在教材中滲透元認(rèn)知理論、培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力具有重要意義。

本文發(fā)現(xiàn)，教材旁批具有對學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知訓(xùn)練的潛力。如人教版旁批“你能說一說本章第３節(jié)例題中運用了哪種解決思路嗎？”（第４４頁）要求學(xué)生思考教材例題的解決思路，有助于學(xué)生在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解自己對相關(guān)知識的掌握情況，對自己的能力水平有較好的認(rèn)識。當(dāng)然，元認(rèn)知理論在教材中的體現(xiàn)不應(yīng)僅局限于旁批，教師應(yīng)該綜合利用其他板塊協(xié)同培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。在這方面，美國高中物理教材Ａｃｔｉｖｅ

Ｐｈｙｓｉｃｓ系統(tǒng)設(shè)計了“認(rèn)識自己”“記錄日志”“自我評價”“對活動和挑戰(zhàn)的反思”等欄目一起培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力，為我國物理教材的編寫和使用提供思路［８］。

３．３ ? ?利用旁批提升實驗規(guī)范操作能力

２０１９年教育部發(fā)布了《教育部關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實驗教學(xué)的意見》，指出要把學(xué)生實驗操作情況和能力表現(xiàn)納入綜合素質(zhì)評價［９］。但已有的關(guān)于物理實驗操作能力測評的研究表明，學(xué)生在實驗中出現(xiàn)很多操作不規(guī)范的行為［１０］。實驗操作不規(guī)范不僅直接影響最終的實驗結(jié)果，更有可能出現(xiàn)安全事故，危害學(xué)生生命健康。因此，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范進(jìn)行實驗操作的能力是亟需解決的問題。

人教版和教科版在涉及到實驗的小節(jié)均設(shè)置警示性旁批，時刻提醒學(xué)生注意規(guī)范實驗操作。例如，人教版“練習(xí)使用多用電表”實驗的旁批“測量電阻之前應(yīng)該先把兩支表筆直接接觸，調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指向‘０。改變不同倍率的歐姆擋后必須重復(fù)這項操作”（第７３頁），強(qiáng)調(diào)測量前兩表筆短接調(diào)零的規(guī)范。教科版在該實驗中也設(shè)置了旁批“注意：測量電流或電壓時，應(yīng)該讓紅表筆接到電勢較高的一端。多用電表使用完畢后，應(yīng)該把選擇開關(guān)置于ＯＦＦ擋或交流電壓的最高擋”（第６６頁），強(qiáng)調(diào)多用電表表筆和擋位的使用規(guī)范。教師在實驗教學(xué)時可利用旁批引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注實驗規(guī)范要求，提高學(xué)生的實驗操作能力，保證實驗的安全性。

３．４ ? ?利用旁批進(jìn)行科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與價值觀的顯化教學(xué)

在圍繞知識內(nèi)容組織教學(xué)的實踐當(dāng)中，科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)往往采用了隱性的處理方式，致使學(xué)生這三方面的素養(yǎng)長期處于較低水平。鑒于此，科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)本質(zhì)的顯化教育成為了教育研究共同體所提倡和追尋的方式。例如，有學(xué)者提出“有意識”和“邏輯化”的科學(xué)方法顯化教學(xué)策略，倡導(dǎo)教師在教學(xué)過程中通過明示科學(xué)方法要素、按照科學(xué)方法的邏輯設(shè)計教學(xué)過程放大顯化教材中的科學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)方法的認(rèn)知和利用科學(xué)方法解決問題的能力［１１］。

教材中的旁批也主要采用了顯化的教育方式。如教科版旁批“如果甲、乙兩個對象之間存在著某些方面的相似，如都具有Ａ、Ｂ性質(zhì)……這樣的推理過程稱為類比，它是人們認(rèn)識客觀世界的一種思維方法”（第２２頁），顯化了“類比”的科學(xué)思維；人教版旁批“法拉第對科學(xué)的熱愛以及對科學(xué)研究持之以恒、堅韌不拔的態(tài)度是他獲得巨大成就的重要原因之一”（第１１４頁），顯化了科學(xué)家態(tài)度和精神。教師可以利用或借鑒這些旁批內(nèi)容，結(jié)合相應(yīng)的教學(xué)策略將其融入到具體的課堂教學(xué)內(nèi)容中，落實科學(xué)方法、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與價值觀的顯化教學(xué)。

４ ? ?結(jié) ?語

從教育目標(biāo)分類學(xué)出發(fā)，以人教版和教科版高中物理必修三中的旁批作為分析對象，提煉出旁批“知識與技能”“過程與方法”“情感、態(tài)度與價值觀”三大維度、十一個子維度的教學(xué)功能。教材中旁批主要發(fā)揮完善知識表述的功能，但其他功能也應(yīng)得到重視。教師在教學(xué)中應(yīng)充分挖掘旁批的教學(xué)功能，可以利用旁批促進(jìn)對知識的深度理解、培養(yǎng)元認(rèn)知能力、提升實驗規(guī)范操作能力、進(jìn)行科學(xué)方法、科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度與價值觀的顯化教學(xué)。除必修三模塊以外，人教版和教科版其他模塊的旁批應(yīng)當(dāng)也具有一定的教學(xué)價值，值得進(jìn)一步挖掘。教師應(yīng)合理參考教材旁批內(nèi)容，挖掘旁批蘊含的教學(xué)價值，將這些旁批中的內(nèi)容變作教學(xué)過程中的點睛之筆，豐富教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計、提升教學(xué)效果。

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