物理教材插圖辨析及啟發(fā)

高建軍 蔡科 姚智偉

摘 要： 本文首先探討了物理教材中一幅插圖的演變，進(jìn)而通過(guò)一些實(shí)例，提出教師可以在專(zhuān)業(yè)知識(shí)、教育教學(xué)敏感性、研究意識(shí)和質(zhì)疑精神等方面，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，既能提升自己，又能促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 物理教材 插圖 教師能動(dòng)性

人教2002版《物理》教材高中第一冊(cè)，“曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”中有一幅插圖，如圖1a所示，雨傘旋轉(zhuǎn)時(shí)候從傘尖上飛出的水滴，在圖中被描述成沿與傘邊緣相切的直線(xiàn)飛出。

在《物理教師》2003年12期“教材插圖錯(cuò)誤辨析”一文中，作者對(duì)此提出了質(zhì)疑，認(rèn)為“雨傘旋轉(zhuǎn)時(shí)從傘尖上飛出的水滴沿與傘邊緣相切的直線(xiàn)飛出”是錯(cuò)誤的。同時(shí)給出分析，證明“雨傘旋轉(zhuǎn)時(shí)候從同一個(gè)傘尖上飛出的水滴排成的隊(duì)伍并不是直線(xiàn)，而是向后彎的曲線(xiàn)”。 這里，牛向陽(yáng)老師特別強(qiáng)調(diào)了雨滴是從“同一個(gè)傘尖上”飛出的。在牛向陽(yáng)老師提出了質(zhì)疑之后，廣教2004版《物理》“圓周運(yùn)動(dòng)”中的插圖便作出了改變，軌跡圖參見(jiàn)圖1b所示。

圖1 雨滴軌跡圖示

事情并沒(méi)有結(jié)束，你想過(guò)為何人教版教材會(huì)發(fā)生那樣的錯(cuò)誤嗎？教學(xué)中我們可以以此為契機(jī)，對(duì)雨滴軌跡問(wèn)題進(jìn)行深挖，帶領(lǐng)學(xué)生分析、探究、建構(gòu)，多角度思考。如圖1c所示，這些雨滴既可以看做是排列成向后彎的曲線(xiàn)，又可以看做是排列成沿切線(xiàn)飛出的直線(xiàn)。

看作曲線(xiàn)時(shí)，正如牛老師所言，是針對(duì)同一個(gè)傘尖飛出的諸雨滴而言。那么看做直線(xiàn)時(shí)，有沒(méi)有合理的解釋呢？筆者嘗試提出了兩種情況。第一種，如果我們假定，傘尖均在空間某固定點(diǎn)飛出雨滴，傘的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，這些雨滴形成的軌跡將沿直線(xiàn)排列，并且等間距。第二種，當(dāng)我們僅考慮某一個(gè)雨滴時(shí)，其飛出后的軌跡，在水平方向也是一條直線(xiàn)。人教版最初可能就是因?yàn)榈诙N原因才畫(huà)成了直線(xiàn)。這樣看來(lái)，把雨滴畫(huà)成直線(xiàn)，也是可以的，因?yàn)閳D形本身并未提供具體的限制條件。實(shí)際上，兩種情況都是抽象出來(lái)的理想模型，真實(shí)情況遠(yuǎn)比這復(fù)雜得多，人教版教材后來(lái)就放棄了此圖，以免引起爭(zhēng)議。

盡管如此，牛向陽(yáng)老師提出的質(zhì)疑，引發(fā)了思考，促進(jìn)了物理教材的完善。這幅教材插圖的演變凝聚了中學(xué)教師的智慧，體現(xiàn)了教師的主觀能動(dòng)性和研究意識(shí)。教師作為一線(xiàn)教育工作者，在教學(xué)中起著至關(guān)重要的作用，其作用不僅體現(xiàn)在面對(duì)的學(xué)生身上，而且表現(xiàn)在對(duì)整個(gè)中學(xué)物理教學(xué)的促進(jìn)上。那么，教師怎樣才能充分體現(xiàn)自己的價(jià)值呢？

首先，應(yīng)該具備扎實(shí)的物理專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只有這樣，才能保證教學(xué)的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。面對(duì)學(xué)生五花八門(mén)的疑問(wèn)，才能更好地解答。同時(shí)，新的物理課程更注重物理課程本身與其他學(xué)科之間的聯(lián)系和相互滲透，更注重“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”。物理學(xué)科注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，局限于單一學(xué)科內(nèi)容的掌握，已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代物理教學(xué)的要求。物理教師除熟知自己所任學(xué)科內(nèi)容之外，還應(yīng)對(duì)其他相關(guān)內(nèi)容及更廣泛的文化科學(xué)知識(shí)有深刻的了解，做到文理皆通，只有這樣，教師在教學(xué)過(guò)程中才能做到信手拈來(lái)，游刃有余，當(dāng)好合格的指導(dǎo)者，提高教學(xué)的藝術(shù)性和教育性。

其次，教師應(yīng)該提高教育的敏感性，善于抓住教育契機(jī)。在日常教學(xué)生活中，難免有學(xué)生對(duì)某些問(wèn)題提出質(zhì)疑或新的見(jiàn)解，教師此時(shí)切忌簡(jiǎn)單地否定，應(yīng)該與學(xué)生一起分析，順著他的思路、他的視角重新審視這個(gè)問(wèn)題。比如講到摩擦力時(shí)，我們通常說(shuō)摩擦因數(shù)與物體的材料相關(guān)，接觸面越粗糙，摩擦因數(shù)越大，很少提及壓力和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度對(duì)摩擦因數(shù)的影響。有些同學(xué)因?yàn)橄氲狡?chē)的漂移等，隱約感到當(dāng)速度很快時(shí)，似乎摩擦力變小了，當(dāng)然他自己是搞不清楚的。這時(shí)老師不能簡(jiǎn)單地制止學(xué)生，而應(yīng)小心呵護(hù)學(xué)生的這種好奇心，鼓勵(lì)他這種主動(dòng)思考的行為，讓學(xué)生從自己感興趣的事物，產(chǎn)生學(xué)習(xí)物理的興趣。尤其很多時(shí)候，這種想法可能只是學(xué)生腦中偶然閃現(xiàn)的火花，本身沒(méi)有穩(wěn)固的持久性，教師的粗暴制止必然加速它的湮滅。如果能夠順勢(shì)創(chuàng)設(shè)“疑趣難”的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過(guò)查閱、分析、討論，最終弄清其中的原委，那么這既是對(duì)課本知識(shí)的鞏固，又讓學(xué)生獲得滿(mǎn)足感、成就感，達(dá)到激發(fā)學(xué)生興趣的目的。

最后，教師應(yīng)該培養(yǎng)研究意識(shí)、懷疑精神和創(chuàng)新能力。教育教學(xué)研究不只是學(xué)者專(zhuān)家的專(zhuān)利，教師有權(quán)利也有責(zé)任對(duì)自己的工作進(jìn)行反思和總結(jié)。盡管理論功底有所欠缺，但長(zhǎng)期扎根于教學(xué)一線(xiàn)，是教師們擁有深厚的素材，點(diǎn)點(diǎn)滴滴皆可作為深入研究的材料。而且，正所謂“盡信書(shū)，不如無(wú)書(shū)”，我們對(duì)教材、權(quán)威都可以質(zhì)疑。比如有的教師就發(fā)現(xiàn)物理教材中講到靜電屏蔽時(shí)說(shuō)“金屬網(wǎng)罩能把外電場(chǎng)擋住，使罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響”，特別是人教社出版的教案系列叢書(shū)中說(shuō)“金屬網(wǎng)罩（無(wú)論接地與否）可以把外部電場(chǎng)遮住”。而事實(shí)上，在靜電屏蔽現(xiàn)象中，金屬網(wǎng)罩可以使罩內(nèi)不受外電場(chǎng)的影響，但并不是在罩內(nèi)沒(méi)有外電場(chǎng)，而是金屬罩上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷的電場(chǎng)與外電場(chǎng)抵消，從而使外電場(chǎng)不對(duì)罩內(nèi)產(chǎn)生影響。教材也會(huì)有表達(dá)不確切的時(shí)候，作為教材的使用者，教師有義務(wù)完善它，也完全有能力完善它，就像牛向陽(yáng)老師一樣。

參考文獻(xiàn)：

[1]高中《物理》教材[M].北京：人民教育出版社，2002.

[2]高中《物理》教材[M].廣州：廣東教育出版社，2004.

[3]牛向陽(yáng).教材插圖錯(cuò)誤辨析[J].物理教師，2003（12）.