物理符號之淺析
——不同版本教材“必修本”物理符號呈現(xiàn)的比較與啟示

蔡晨芳

(三明市第九中學(xué) 福建 三明 365001)

1 教科書中符號差異的比較

教科書對符號的呈現(xiàn)差異是怎樣的？本文展示了不同版本教材的符號差異，分“人教版”歷史演變與現(xiàn)行4種版本兩個維度進(jìn)行比較.

1．1 三版本“人教版”教材符號差異

以下對人教版的3個不同版中出現(xiàn)的一些符號進(jìn)行了比較，如表1所示.

表1 “人教版”歷史演變符號呈現(xiàn)的差異[2～4]

從表1可看出,“人教版”必修教科書中涉及表達(dá)式符號修改的有7個.說明這7個符號表示變化存在爭議.1995年人教版穩(wěn)定了較長時間，至2003年人教版，出現(xiàn)了3個修改.2003年人教版變化至現(xiàn)行人教版，有5個修改.從數(shù)據(jù)上，公式的差異其實(shí)是符號表示的差異.如表2所示，主要集中在Δt與t，F(xiàn)與f，N與FN，s與Δl，φ與Δθ.

表2 教科書物理量表示情況[5～8]

1．2 現(xiàn)行“四版本”教科中符號差異

根據(jù)對“人教版”、“滬教版”、“魯科版”、“粵教版”等現(xiàn)行教科書的比較，物理符號呈現(xiàn)的差異如表3所示.

表3 現(xiàn)行四版本教科書上物理符號呈現(xiàn)的差異

續(xù)表

從表3可看出，“四版本”必修教科書中涉及表達(dá)式符號差異的有5個.胡克定律表達(dá)式高度一致，這種符號表示得到了高度認(rèn)可.統(tǒng)一表達(dá)的百分率分別為加速度75%，摩擦定律75%，自由落體大于50%，牛頓第二定律50%，線速度50%，角速度75%.不同區(qū)域、不同版本的教材對5個符號認(rèn)識仁者見仁，智者見智.

2 存在的問題

符號學(xué)的鼻祖之一皮爾士認(rèn)為，所謂符號指能代替(代表、表現(xiàn))他物的某種東西，它具有感知、解釋或認(rèn)知(解釋項(xiàng))的特征[9].符號的應(yīng)用極其廣泛，涉及語言、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的多個領(lǐng)域.物理的符號表達(dá)簡潔、明了，具有指向特征的科學(xué)語言，它具有國際通用性.物理符號分為物理量符號與單位符號.物理量的符號影響學(xué)生對物理知識的認(rèn)知、理解與表達(dá)，符號呈現(xiàn)方式對學(xué)生學(xué)習(xí)有重要的影響.筆者在查閱、對比了大量版本的教科書和期刊后，發(fā)現(xiàn)一些符號的使用存在著不少問題.

2．1 符號標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一

例如,符號F，可泛指力，也可特指合外力、摩擦力、安培力、洛倫茲力等等.又如E，可指電場強(qiáng)度、電動勢、能量.重力勢能Ep與電勢能Ep(2004年人教版)，符號表達(dá)相同；電勢u(1995年人教版)及φ(2004年人教版)，同一物理量約定俗成，無明確統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).

符號表達(dá)的素材源于課本教材，教材表示千差萬別，不統(tǒng)一，以哪種教材為標(biāo)準(zhǔn)？教師該如何選擇“標(biāo)準(zhǔn)”做好示范？

2．2 符號書寫不科學(xué)

學(xué)生對物理概念、物理量理解模糊，就會使知識表達(dá)混亂，學(xué)生的解答不說明常常弄得一頭霧水.這些符號干擾了學(xué)生的認(rèn)知，特別增加了學(xué)困生的學(xué)習(xí)難度，成為學(xué)習(xí)中的非智力因素.許多學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中雖然知道用國際符號表示物理量及其單位，但是不知道用字母表示時有哪些要求.該用正體的用斜體，該用大寫的卻用小寫.會寫出如N=100N，N=100N，N=100 N的問題等式.其實(shí)，等式左邊表示力，右邊N表示單位符號，顯然,這種錯誤就是分不清斜體與正體的區(qū)別.把表示力的物理量符號斜體寫成正體，把力的國際單位符號正體寫成斜體.或者把表示力的物理量符號寫成大寫的“N”.字母符號的正體與斜體相混淆，大小寫不分，以及物理量及其單位的符號隨便使用.這些說明一些教師在平時教學(xué)時不重視，認(rèn)識不到位，也沒有注意強(qiáng)調(diào)，沒有引起學(xué)生重視，甚至個別教師也糊里糊涂，出現(xiàn)錯誤也是在所難免.少數(shù)出版社、印刷部門、網(wǎng)站審核的粗心，錯誤符號的表達(dá)大行其道.

2．3 符號表達(dá)不規(guī)范

從高考試卷中學(xué)生答題導(dǎo)致失分的因素上看，作答中物理量表示不明確，字母下角標(biāo)漏標(biāo)、標(biāo)錯，物理量符號書寫混亂均是造成失分的重要原因之一.這些都說明了平時學(xué)習(xí)中，符號的科學(xué)表達(dá)沒有引起學(xué)生的足夠重視，教師在教學(xué)中忽視了對物理符號教學(xué)的規(guī)范.

3 建議

3．1 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

從數(shù)據(jù)上，符號的修改與差異說明不穩(wěn)定、不統(tǒng)一是客觀存在的.科學(xué)符號規(guī)范統(tǒng)一有利于交流，它不同于方言，應(yīng)像貨幣那樣具有通行性、標(biāo)準(zhǔn)性.雖然各種版本教材百花齊放，但科學(xué)性的結(jié)論、公式應(yīng)規(guī)范統(tǒng)一.規(guī)范的物理符號語言，應(yīng)按有關(guān)單位與符號的國標(biāo)規(guī)定執(zhí)行.最好以1984年計量出版社出版的一套關(guān)于量和單位的叢書為準(zhǔn).

3．2 差異選擇

(2)牛頓第二定律還是采用F合=ma為好，摩擦力公式最好用Ff=μFN.現(xiàn)在通行的物理量的符號常用角標(biāo)，一般下標(biāo)表示注釋、條件或編號.因此，不同力的差異用角標(biāo)、下標(biāo)區(qū)別，輔助必要文字說明.這樣處理，有章可循，比較明確，學(xué)生容易形成規(guī)范作答的習(xí)慣.

(3)位移符號，坐標(biāo)軸中可用x，y表示,平面或空間可用s表示.弧長用l表示，避免位移與弧長相混淆，突出差異.弧度用φ表示，角度用θ表示，避免弧度與學(xué)生潛意識中的角度相混淆.

(4)向心加速度傾向用an表示，用an表示突顯向心的作用效果，能與切向加速度區(qū)分，易與大學(xué)的普通物理做好銜接.

3．3 符號表達(dá)

公式、計算式、函數(shù)、數(shù)學(xué)符號表達(dá)的規(guī)定.

3．4 文字說明

物理量表達(dá)指向不明確，容易導(dǎo)致混淆、歧義的，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用簡短的文字說明.

以上粗淺見解，如有不妥，望同行指正！

參考文獻(xiàn)

1 吳曉巍，于海波.“人教版”“粵教版”必修本“科學(xué)探究”內(nèi)容的比較與啟示.中學(xué)物理教學(xué)參考，2008(5)：16～18

2 人民教育出版社物理室.高級中學(xué)課本 物理(第二版).北京：人民教育出版社，1995

3 人民教育出版社物理室.全日制普通高級中學(xué)教科書 物理(第一版).北京：人民教育出版社，2003

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5 敖彬.物理理及其單位的符號使用與書寫規(guī)范.中學(xué)物理，2012(20)：30～31

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