缪跃林
摘 要:教材是课程内容的物化产物,是组织教学的依据,是学生学习最主要的工具书.教材中插图的视觉表象往往比文字的描述更为生动,是编者精心构思与设计的.在教材修订时,每次都有一些小的改动.这些改动使插图在教学中更好地发挥作用,做到文图交融,相得益彰.本文对比了教材插图,从学生立场、学科立场和立德树人等方面谈谈个人对插图修改的理解和解读.
关键词:插图;改动;对比;解读
文章编号:1008-4134(2019)18-0009中图分类号:G633.7文献标识码:B
苏科版物理教材自2003年第1版出版以来,已经使用了十几年.在笔者的教学生活中用过几个版本的教材,用苏科版教材时间最长.在多年的循环教学中,笔者发现编者对每年出版的新教材,都略有改动.特别关注了近几年教材中插图的修改并前后进行了对比,发现这些改动使教材插图与时俱进更好地发挥作用,做到文图交融,相得益彰.编者在这套教材上的科学严谨的态度更值得我们一线教师尊敬.
教师应以教材提供的资源作为引导,认真钻研编者修改前后的一些科学因素和实际意义,并及时反馈到课堂教学中.
下面就教材中几处插图改动前后的变化细节,来谈谈笔者的理解.
1 顺应实际学情
1.1 探究冰、烛蜡的熔化特点
插图对比:原图中对装有冰块的试管裸露在空气中,用空气加热;对烛蜡用“水浴法”加热(如图1a所示).编者修改后是将盛有冰的试管放在温水里加热(如图1b所示).并对图中的物质加了文字注解.
改动解读:让科学思维与日常思维形成对比,符合学生认知水平.原图中的冰熔化,我们上课时都说用空气加热,但是学生的生活经验都是高温的物品放在空气中会冷却,与生活认知有冲突,学生不好理解.修改后的图片更直观的说明冰和烛蜡的熔化都需要吸热.
1.2 研究气泡的运动规律
插图对比:学生实验“研究气泡的运动规律”中,原教材中的表述是:内径约为1cm、长为60—100cm的玻璃管中注满水,管内留一个气泡.但是图片上有刻度部分实际长度为40cm、刻度间间隔10cm(如图2a所示).修改后的表述是:内径约为0.8cm、长为100cm的玻璃管注水近满,上端留一小段空气柱,再塞住管口.图片上刻度部分实际长度为80cm、刻度间间隔20cm(如图2b所示).
改动解读:注重知识形成过程中的学生认知规律,让实验优化操控和观察,要求适度.本实验方案是用眼看和耳听来判断气泡的位置和时间关系的,且多人合作,因此误差较大.修改后的玻璃管变细了,刻度间间隔变大了,气泡也变成了空气柱.由于气泡(或空气柱)在水中运动情况受多种因素的影响,比较复杂,在这儿就不阐述.按教材修改后的要求进行操作时,由于间隔距离长了,学生操作计时不再手忙脚乱.空气柱比气泡大,改变玻璃管的倾斜程度,易于调控空气柱运动的快慢.让学生对其运动快慢有一定的感性认识,有的放矢地精确测量运动时间.科学方法的教育无处不在,但遗憾的是有时我们忽视了.
1.3 物质的物理属性
插图对比:原图用的是茶色玻璃放在台灯前,透过玻璃观察灯光这样一幅漫画来说明物质具有透明度(如图3a所示).修改后就是一座装潢的玻璃阳台(如图3b所示).
改动解读:从生活走向物理,没有必要将简单问题改为较复杂的实验操作,避免生硬的说教和牵强附会.观察物质透明度的物理属性,教室周围都是透明的玻璃窗.用学生司空见惯的物体阐述物理属性,比较方便.
1.4 杠杆
插图对比:原图是直板形开瓶器(如图4a所示).修改成弯钩形开瓶器(如图4b所示).
改动解读:改动虽小,却更有利于学生今后运用物理模型解释实际问题.能让学生更形象地弄清支点和阻力作用点的位置.
2 体现科学严谨
2.1 声音的传播
插图对比:原图是在水中摇动小铃铛,你能听到铃声吗?(如图5a所示).编者替换成将正在发声的手机装入塑料袋,扎紧袋口后用细线悬挂在水中,你还能听到手机发出的声音吗?(如图5b所示).
改动解读:探究方法更科学,器材既常用又现代.原来的实验中,小铃铛在水中摇动时,由于水的黏滞阻力等作用,声音不清脆、较沉闷.由于用手拿住,有些学生误解为声音是由手臂传过来的(事实也是这样).替换的实验,声音清晰,现象较明显;用细线悬挂也大大减小了对固体传声的误解.从器材的选用上,手机比铃铛更具有时代性.启发学生,可以把手机作为实验器具来进行科学探究.
2.2 “乐音的特性”后面的“www”
插图对比:将原来摩擦高脚酒杯的实验(如图6a所示)移至引言部分.编者替换成对着试管吹气,使其发声(如图6b所示);改变水量,吹气时的音调有何变化?
改动解读:对比学习思维,激发好奇心.培根说过“知识是一种快乐,而好奇则是知识的萌芽.”两个实验都是改变水量区别声音有何变化,将这两个实验出现在同一教材中,可以对比学习.同样都是水、玻璃和空气的组合,为什么发声的效果不一样.这样的安排能激发学生的好奇心和求知欲.
2.3 “温度的测量”后面的“www”
插图对比:对原图的描述是用温度计测量热水冷却时的温度变化,每隔2min记录一次,并将温度值标在图中对应的温度计上(如图7a所示);最后用平滑的曲线把各温度计的标记连接起来,从中能发现什么?编者修改后增加了“以温度为纵坐标,时间为横坐标建立平面直角坐标系”(如图7b所示).将图中的温度计除去,留下的就是热水冷却的图像.
改动解读:第一次学会熟练使用实验仪器,用函数图像法处理物理数据,有利于学生进阶学习,并把难点逐步分解.该活动是在学习了温度计的使用后出现的,实际操作中就是再次练习使用温度计,并初步学会描点、连图像.为后面描述沸腾、熔化、凝固等图像打下基础.原图中没有坐标,除去温度计后仅留下干瘪的图像,增加了坐标系之后就是函数图像.能方便查找图像上任意時刻的大致温度,也能由温度查找此时的时刻,直观地描述物理过程.初步认识图像和数形结合来解决物理问题的优点,为后面的学习预设铺垫.
2.4 观察“碘锤”中的物态变化
插图对比:原图用酒精灯的外焰直接对玻璃泡加热并仔细观察碘状态的变化(如图8a所示).修改后的图片是将碘锤玻璃泡浸入加热的水中,仔细观察碘状态的变化(如图8b所示).
改动解读:修改体现了编者严谨的科学精神,更加注重探究方法的科学改进.
查阅资料发现:常压下,碘的熔点为113.60℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯外焰的温度约800℃.根据这些数据,如果用外焰直接加热,碘也可能经历了先熔化再汽化的物态变化过程,并不能直接得出碘升华的结论.如果放在加热的水中,一个标准大气压下水的沸点为100℃,这个温度低于碘的熔点.加热时有紫色的碘蒸气弥漫于玻璃泡的空间,能直观说明碘易升华的物理属性.
3 实现立德树人
3.1 观察有趣的物理现象
插图对比:原图是加热烧瓶颈部观察小金鱼的活动(如图9a所示).编者替换成摩擦高脚酒杯的杯口(如图9b所示),及改变杯中水量后摩擦杯口声音会变化吗?
改动解读:器材简单,教学中操作安全,学生可模仿;体现了一定的人文情怀;能促进学生思考.原图实验在实际教学中,操作难度较大,他要求金鱼很小,加热过程中要保持教室环境安静,实验时间较长;鱼受到惊吓可能会游到开水区烫坏(第一堂课就显得不尊重生命);实际课堂上部分老师是播放視频来解决.修改后的实验器材易得,学生课后可再现操作,无危险;现象直观、有趣,而且结果出人意料,能给学生留下较大的想象空间;让他们怀着对知识的渴求走进物理世界.第一堂课开始启发学生:瓶瓶罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验.
3.2 测量烧杯中水的质量
插图对比:原教材安排了三个步骤:(1)计算烧杯中水的质量;(2)测量烧杯和水的总质量;(3)测量烧杯的质量,并思考按怎样的顺序进行操作(无图).修改后,省略了三个步骤的表述,直接给出了烧杯和一个盛有少量水的锥形瓶(如图10所示),思考如何测量瓶中水的质量.
改动解读:让学生学会根据实验原理设计测量步骤;不对测量误差提高要求,纠缠于此会冲淡教学主题;从而学会辩证的看待问题.修改前的教材,在“www”中给出的意思是有两种不同的操作顺序.即先测量烧杯的质量和后测量烧杯的质量,对实验的结果有何影响?修改后的教材对测量液体的质量也有两种情况:第一种是待测液体未知,如本图中瓶里的水;第二种情况是要称量一定质量的水,如“www”中需要在烧杯中注入90g的水.两种情况不同,测量的方法也不同.而第一种情况比较常见,根据实验原理得出步骤:(1)测量瓶与水的总质量m1;(2)将瓶中水倒入烧杯,再测瓶的质量m2;(3)水的质量m水=m1-m2.事实上原来的教材,对于我们教者来说,虽然实验的顺序决定了误差的大小,但一味纠缠的是先测容器的质量还是后测容器的质量,就变成了讨论如何减小误差了.仔细观察,我们会发现将水倒入烧杯后,将瓶子稍微空一空,沾在瓶壁上的水不会超过零点几克,误差很小,应该可以接受的.
教材是教学的载体,教材的修改体现了编者对教材科学严谨的态度.实际教材中还有许多科学的改动地方,比如“电功和电热部分”等等,在此就不一一列举.编者根据当前社会的发展对教学内容做出了相应的调整,适时充实了适应现代生产与生活的即时信息.删除了教材中过时的、用处不大的内容,把这些与当代社会生活密切相关的内容整合进教材中.优化了教学方式,…….这些能够有效开阔学生的视野,让他们切实感受到学有所用,从而激发他们的学习兴趣.教材修改的难度肯定大于我们平时教学资料的修改.我们作为一线教师,要理解关注教材修改背后的含义,更新自己的教学理念,及时修改教学软件(如PPT等).认真钻研教法和学法,做一个有扎实学识的好教师,以适应社会发展对教育教学的要求.
参考文献:
[1] 刘炳昇,李容.物理教师教学用书(全四册)[M].南京:江苏凤凰科学技术出版社,2017.
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