高中物理人教版与教科版教材内容的对比分析——以“自由落体运动”为例

高中物理人教版与教科版教材内容的对比分析——以“自由落体运动”为例

向小念,庞礼军

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

1. 引言

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. 教材内容对比

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.