“高端观点”下的物理教材分析——以《运动和力》一章内容为例，本文主要内容关键词为：为例论文,一章论文,观点论文,物理论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
教材作为教与学的中介，不仅是教师组织教学的主要依据，而且是学生学习的主要资源。只有透彻地分析教材，方可“创造性地使用教材”，有效地将书本上储存状态的知识转化为学生头脑中储存形式的知识，切实地提高教学质量。但长期以来，我们的教材分析，所论述的大抵是教材编写的角度或切入点，立足的是一种“就教材，说教学”的语境，实际上都在有意无意间绕过了真正意义上对教材的“阅读”；而且，在教材分析过程中，往往将教科书作为教学要求的标准和范本，这不仅不能满足师生的教学需求，反而在某种程度上禁锢甚至异化了课堂教学，其背后是对教材地位的预设。
事实上，“高端观点”——以教育学、心理学以及学科本身的内在逻辑为背景来把握课程，最大限度地实现学生心理逻辑与知识逻辑的统一——已经成为各学科教学的热点问题。只有“高端观点”下的教材分析，才能促进教师更好地“用教材教”。
一、关于《运动和力》一章的教材分析
《运动和力》一章是整个初中物理教学的重难点，传统的教材分析重视总体的、一般的概括，强调举出“人推车”、“汽车刹车”等例子，以加深学生对牛顿第一定律、惯性以及平衡力的理解（若过分强调知识深度，还会弄巧成拙变成习题集）。目前，主流的初中物理教材主要有人教版、北师大版、苏科版、沪科版、沪科粤版5个版本，它们均表现出鲜明的时代特征，图文并茂，生动活泼，注重调动学生参与探究活动的积极性，但在讲解方式、安排顺序等方面差异显著。
（一）“摩擦力”与“牛顿定律”的顺序
“摩擦力”是否放在“牛顿定律”之前，一直存在较大的争议，教师在处理此类问题时常常感到无从下手。值得一提的是，人教版2012年编写的最新教材将“摩擦力”放在“牛顿定律”后讲解，北师大版、沪科版、苏科版、沪科粤版等教材则选取先对“重力、弹力、摩擦力”等基本力进行初步认识，进而讲解“牛顿第一定律”。
笔者以为，中学物理是从定性的角度对物理现象进行描述，但没有上升到用现代物理学的语言来建立概念。对于初中生来说，从表述物理规律的角度，在学习“牛顿定律”之前应首先涉及各种力的相关知识。鉴于此，在“摩擦力”与物理定律的教材安排中，不应直接从其公理或者原理出发，而应该提倡从基础的力学知识及相关的熟悉而陌生的力出发，帮助学生循序渐进地掌握物理规律。而且，讲授“牛顿定律”时，如果没有相关摩擦力的基础知识，便很难将所受的力分析清楚，这会给教学带来困难。可见，将“摩擦力”放在“牛顿第一定律”之前讲解，有利于学生顺理成章地理解“物体最终停下来是因为受到了地面与空气的摩擦力”，进而认识到“不受力的情况下物体会一直运动下去”也是在情理之中的。
（二）“浮力”、“杠杆平衡条件”与“牛顿定律”的顺序
人教版、北师大版、沪科版、沪科粤版4种教材将“二力平衡”、“牛顿定律”、“力的合成”等内容置于浮力之前，而苏科版教材则与此相反。而且，沪科粤版教材独树一帜地将“杠杆平衡原理”置于“牛顿定律”之前进行讲解。这些顺序究竟应该如何安排？首先，与牛顿定律关系密切的摩擦力、重力属于“性质力”，即按照力本身的性质定义的力；而浮力属于“效果力”，浮力的讲解涉及阿基米德原理等相关知识，杠杆平衡原理牵涉的知识面也相当广——在牛顿定律之前就进行相关知识的讲解，不但不会带来逻辑上的清晰感，反而会增加学生的认知负荷。因而，笔者认为，“浮力”及“杠杆平衡条件”应放在“牛顿第一定律”之后。
（三）“二力平衡”一节的细节安排
上述5个版本的教材在细节安排上差异显著。以“二力平衡”一节为例，人教版通过“牛顿第一定律”引入“平衡态”的概念，其他4个版本均选用日常生活中的现象引进这一概念。其中，进行平衡条件探究前，苏科版教材在实验之前独树一帜地提出了这样一个问题：“力的大小、方向、作用点是决定力的作用效果的三要素，探究二力平衡的条件，可否从这三个要素来考虑？”其他3个版本在引入“平衡态”的概念之后，直接进入“二力平衡”的实验探究。
笔者以为，通过“牛顿第一定律”引入“平衡态”的做法，直接将“牛顿第一定律”与“牛顿第二定律”混淆了；选择从日常现象着手引入“平衡态”的概念为宜。特别是苏科版教材，在探究平衡条件之前引入了力的“三要素”知识，防止了探究的无目的性与实验选取的繁冗性，使得原本摸不着头脑的实验探究找到了方向，不仅符合学生的认知水平，也为教师备课提供了依据。
（四）“力的合成”一节内容的独立存在
上述5个版本的教材中，人教版、苏科版、沪科粤版3个版本的教材仅对“二力平衡”进行讲解，对于“力的合成”却未曾涉及。对此问题，众多版本意见不一，是否要专门安排本节内容进行讲解也是一线教师争论的焦点。
笔者以为，“力的合成”一节内容的存在是相当必要的。“二力平衡”属于特殊、典型式的内容讲解，而“同一直线上力的合成”属于一般规律性的知识，正确驾驭“一般”与“特殊”的内涵，是将教学深入下去的关键。“特殊（具体）”的内涵讲不好，学生学不“实”；“一般（抽象）”的内涵讲不好，学生学不“活”。怎样处理这对矛盾，关系到整体的教学思想与效果。只停留在特殊、典型的知识层面，而缺少一般知识规律的讲解，是不符合物理学习的内在规律的。
（五）主要节次的安排顺序
上述5个版本的教材对“二力平衡”、“牛顿第一定律”、“力的合成”等内容安排顺序各异。笔者以为，牛顿第一定律可以认为是F=ma中，当a=0时物体处于“平衡态”；“二力平衡”属于牛顿第二定律的范畴；“同一直线上力的合成”是有关力的矢量性的问题，即“力的独立作用原理”（当物体同时受到两个力的作用时，每个力对物体的作用不受另一个力是否存在的影响，和它单独作用时产生的效果相同）。这也证实了力的矢量性。它是牛顿从实践中总结的规律，所以有人戏称它为“牛顿第四定律”。显然，教材安排上应按照“牛顿第一定律”、“二力平衡”、“同一直线上力的合成”的顺序。此类问题的解决为《运动和力》重点章节的安排提供了依据。
二、几点启示
“高端观点”下的物理教材分析，要求教师能够站在理论思维的视角下，从微观的物理问题出发，更好地洞悉教材的本质与结构。
（一）用理论思维统领教材分析
教材只是提供一个范本、思路，并不是一个标准化的模板，对教材的分析，应采取辩证的思维方式，立足知识系统，批判性、创造性地使用教材。比如《运动和力》一章，知识内容的安排顺序、重要知识点的引入方式等一直是几大主流版本教材争论的焦点，就要基于物理教学论的理论思考，以教育学、大学物理为支撑，提出符合物理本质及逻辑的“高端观点”进行分析。
（二）重视物理教材的比较分析
随着课程改革的不断深入，不同版本教材的出现，教材建设进入了空前的多样化的时代。因此，教师进行教材分析不再是无选择的听从，而应摊开各种版本教材（特别要关注国外发达国家的教材）细细阅读、认真推敲：通过国内外不同版本教材的比较研究，提炼出课程的精髓；通过相关文献资料的全面搜索，明确重难点，分析教材产生异同点的原因，与传统的教材分析进行比较，研究其中存在的问题，进而发现问题的本质。
（三）注意研究物理教材分析方法论
教材分析方法对教材分析的有效性至关重要。“高端观点”下的教材分析，沟通理论与实践，为一节课的具体设计工作构筑了良好的平台。比如上文中，不仅对比了不同版本《运动和力》一章的知识内容，而且从细节上对知识点进行分析。对一些细节性问题保持高度的敏感性，同时将物理知识与学生的认知水平、现实生活相联系，找到了物质知识的本质归属。因而，教材分析前教师应广泛地阅读，除了教材，科学史哲、科学普及、教育学、心理学等著作都应纳入阅读视野。只有有效地分析教材，才能游刃有余地驾驭课堂，不断促进自身专业素养的提升。