贵州师范大学物理与电子科学学院,贵州 贵阳 550025
摘 要:以人教版与教科版教材中“自由落体运动”内容为例,比较了两个版本知识内容安排,发现人教版中采用实验探究的内容较多,更偏重于提升学生的动手能力;教科版中理论探究的内容偏多,更偏重于提升学生的思维能力。因而,教师在授课时,无论用何种版本,都应结合学生实际情况,互为补充式地传授内容。
关键词:人教版;教科版;自由落体运动;对比
高中物理教学教材版本有多种,每个版本间的内容编写顺序也不一样,但各版本教材都是为了能将知识更好地呈现出来,方便教师的教与学生的学,以落实立德树人的根本任务,发展素质教育,提升学生的物理学科核心素养[1]。选取人民教育出版社出版的《普通高中教科书:物理(2019)》(以下简称人教版)与教育科学出版社出版的《普通高中教科书:物理(2019)》(以下简称教科版版)作比较,以《自由落体运动》的内容为例,具体分析比较了知识内容及其呈现方式,旨在更深刻地认识两个版本教材的内容,为选取这两个版本进行教学的高中物理教师提供一些建议,以便能够将教材中相关物理知识用更优的教学方式传授给学生。
2.1知识总体内容呈现
人教版与教科版知识呈现的逻辑方式有所不同,如图1所示。人教版采取的是“引入-新知-拓展-运用”的呈现方式,教科版采用的是“引入-新知-运用-拓展”的呈现方式。人教版是通过实验探究找到事实依据,从而建立概念与规律;教科版则是通过理论推导建立概念与规律。两个版本呈现逻辑方式虽有不同,但相关知识都有体现,而且两个版本的内容存在交织现象,如人教版是在拓展部分介绍伽利略对自由落体运动规律的研究,而教科版则将该部分内容安排在了新课教学中,都有机地结合了物理学史进行探究。
2.2新课引入对比
两个版本都通过问题:“重的物体与轻的物体谁下落得快?”引入新课,这能够帮助教师诊断学生的前概念,紧接着安排了活动,引起学生的认知冲突。教科版除了纸片与纸团活动外,还设计了橡皮与纸片的活动,更符合学生的生活体验,两个小实验的对比效果更明显,更能激起学生的探究欲望。最后都介绍了亚里士多德的观点,在培养学生的质疑精神方面有一定的助推作用。
2.3新课内容对比
在新课内容的安排上,从图1可知,人教版将内容分为 “自由落体运动”与“自由落体加速度”两个部分,教科版在人教版的基础上增加了“伽利略对落体运动规律的探究”和“自由落体运动的规律”两个内容,但两个教材所呈现的知识内容相近的。
首先,人教版在引入新课后通过伽利略用“大石头、小石头单独下落与捆绑下落”证明亚里士多德的观点自相矛盾这个故事,引导学生要通过实验来验证猜想,紧接着设计了牛顿管的演示实验,再通过分析实验现象,得出自由落体运动的概念。教科版则是直接通过“活动中的两个现象”对比得出亚里士多德的观点不正确,分析其观点错误的原因是忽略了空气阻力,再用“现在,我们可以通过实验直接证明,在真空条件下,一切物体下落的快慢相同。”这句话引出3张实验图片,从而得出自由落体运动的概念。相比之下,人教版的演示实验更能让学生感受到实验现象的真实性,而教科版图片的展示过程过于抽象,但是教科版还用了“羽毛与苹果真空下落实验”、“阿波罗号月球实验”两张图片,拓展性更强,学生知道的事实依据也比人教版增多了。若选择教科版进行教学,教师要在备课时把演示实验加入,或者选择播放视频,给学生展示更加直观具体的实验现象;若选择人教版教学,除了牛顿管实验,还可以再拓展一下其他生活生产中的实验,以收集更多的“事实依据”来建立概念。
在得出自由落体运动的概念后,人教版用一个实验探究来引出自由落体运动的规律,进而讲解自由落体加速度,再结合实验对其进行解释,并拓展了一些地点的重力加速度,同时通过标注引导学生思考其中的规律,再利用“做一做”栏目中用手机测自由落体加速度强化学生对自由落体加速度的理解,最后总结出自由落体运动是初速度为零的匀加速运动;教科版则是先介绍了伽利略对落体运动规律的探究,用理论探究推导出自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,再介绍自由落体加速度,最后也给出了一些地区的重力加速度值,但没有引导学生思考其规律,这一点人教版的标注引导是比较好的。两个版本新课部分内容安排有很大的不同,人教版更注重实验探究的过程,而教科版更注重理论探究的过程,人教版采用的实验是学生在前面已经学过的,做起来会比较容易,能够用数据直接发现自由落体加速度与自由落体运动规律;而教科版用物理学史能够引起学生的好奇心,学生在“重走伽利略的探究之路”,能够加强对科学家的敬畏之心。
2.4知识的运用对比
在新课内容结束后,教科版设计了一个例题帮助学生运用自由落体运动规律解决问题,人教版则没有这个环节,但人教版习题3与此例题类似,教科版能够使学生在学完新知后立马得到训练,能够加强应用能力,所以教师在选择人教版教学时,得出自由落体运动规律后也可以安排学生进行练习,达到巩固提升的作用。
在习题设计上,教科版的题目中第一题是对自由落体运动的理解,其余的是相关计算题目,注重的是学生运用规律解题的能力。人教版安排了6个习题供学生练习,其中包括了简答题、计算题与活动类题目,内容丰富,既能达到练习的作用,也能加强学生的思维与动手能力。
2.5知识的拓展对比
人教版的拓展环节在新课之后,讲述了与伽利略相关的两个故事,通过这两个故事能够加深学生对自由落体运动的理解,传递给学生严谨的科学态度观。教科版的拓展内容安排在习题之后,首先是测反应时间的小实验,这个内容与人教版的习题第6题相对应,其次是介绍伽利略的故事。教科版的拓展内容安排更为合理,小实验能够激发学生运用知识的兴趣,提升动手能力,小故事可以让学生看到科学家持之以恒地对科学的热爱,能够培养学生科学态度与责任意识。
3.总结与思考
通过对比,不难发现,两个版本教材都非常重视科学探究的作用,但人教版是以“做一做”、“演示”和“实验”的形式出现,而教科版是以 “理论探究”、“活动”和“实验室”的形式呈现,人教版探究的味道要比教科版浓得多,更注重培养学生的实际探究能力[2]。人教版的内容有利于培养学生的科学探究能力,同时,对物理观念的形成也是一个逐步构建的过程,教科版理论性偏强,能够训练学生的逻辑推理能力,加强对科学思维的培养。
总体而言,两个版本的教材各有千秋。教师在选择教材进行教学时,不能简单地跟着教材的思路去讲,要仔细研究教材,结合课程标准,将知识以更有利于学生接受的方式带到课堂上,这样才能更有效地培养学生的物理学科核心素养,提升学生的学习能力,助力学生的全面发展。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020.
[2]薛义荣.高中物理教科版与人教版两种教材的对比[J].物理教师,2013,34(01):69-73+78.