對(duì)人教版高中物理教科書練習(xí)題的商榷

張香保 歐陽(yáng)志輝 嚴(yán)愛(ài)斌

摘 要：教科書和教師用書是師生開(kāi)展課堂教學(xué)的重要資源。高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)十年之久，但高中物理教科書內(nèi)容和編排方面仍然存在不少值得探討的問(wèn)題。文章就人教社《物理1（必修）》教科書和教師用書《牛頓第一定律》一節(jié)中的“問(wèn)題與練習(xí)1（1）”存在的問(wèn)題進(jìn)行闡述并提出修改建議。

關(guān)鍵詞：高中物理；教科書；練習(xí)題；修改建議

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）10-0078-2

由人民教育出版社、課程教材研究所和物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心共同編著的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理1（必修）》（以下簡(jiǎn)稱“教科書”）（ 2010年第三版 2015年5月第8次印刷）第70頁(yè)，第四章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》中第一節(jié) 《牛頓第一定律》給出的“問(wèn)題與練習(xí)”中的第1題第（1）小題及該節(jié)習(xí)題設(shè)計(jì)存在不少有待討論的問(wèn)題。

“教科書”中的第1題的題目是：

1.回答下列問(wèn)題：

（1）飛機(jī)投彈時(shí)，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炮彈，能擊中目標(biāo)嗎？為什么？

（2）地球在從西向東自轉(zhuǎn)。你向上跳起來(lái)以后，而不落到原地的西邊？

筆者在教學(xué)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)分析研究發(fā)現(xiàn)該練習(xí)題第（1）小題從設(shè)計(jì)到表述以致于分析解答都有值得商榷的地方。

首先，從該節(jié)教學(xué)目標(biāo)來(lái)分析，由人教社編著的對(duì)應(yīng)教師用書（以下簡(jiǎn)稱“教師用書”）第123頁(yè)根據(jù)《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出教學(xué)過(guò)程中要求學(xué)生“（1）能大致敘述發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律的歷史過(guò)程，并能作出初步的評(píng)述；（2）能清楚地描述伽利略關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的思想觀念，以及對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)出的理想實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的推理結(jié)論；……”作為該節(jié)課中四個(gè)教學(xué)目標(biāo)中的第1、2個(gè)教學(xué)目標(biāo)。而且“教學(xué)用書”又在第141頁(yè)教學(xué)設(shè)計(jì)示例中將要求學(xué)生“認(rèn)識(shí)伽利略研究運(yùn)動(dòng)和力的思想方法，了解理想實(shí)驗(yàn)的作用”作為該節(jié)教學(xué)中三個(gè)教學(xué)重點(diǎn)之一。筆者認(rèn)為，“教學(xué)用書”這樣確定教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)正是重視知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展和形成過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)，而且教科書的正文中努力貫穿了這一教學(xué)理念。教科書在對(duì)亞里士多德關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系進(jìn)行了回顧之后，花費(fèi)較大的篇幅重點(diǎn)展示了伽利略通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)。理想斜面實(shí)驗(yàn)的意義在于它首次拋棄了那種單純依靠思辨來(lái)研究物理的行為方式，確立了實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基本地位。但是，教科書在該節(jié)設(shè)計(jì)的4個(gè)練習(xí)題中，第1、2題都是要求應(yīng)用慣性知識(shí)分析說(shuō)明實(shí)際問(wèn)題和自然現(xiàn)象的；而第3題是通過(guò)實(shí)例強(qiáng)化學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的理解；第4題是一個(gè)拓展延伸題，旨在使學(xué)生對(duì)非慣性系有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，知道慣性定律有一定的使用范圍。4個(gè)練習(xí)題沒(méi)有一個(gè)屬于伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，全部涉及的都是慣性知識(shí)的應(yīng)用，置知識(shí)的獲取過(guò)程于不顧，致使學(xué)生不知不覺(jué)墜入題海之中。尤其值得提醒的是，第1題中的兩小題似乎有重復(fù)之嫌，兩道小題目都是說(shuō)明運(yùn)動(dòng)的物體離開(kāi)原來(lái)的附著物后，物體由于具有慣性從而保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)的速度。該練習(xí)題的第（1）小題“飛機(jī)投彈”的背景又與該教科書第一章第一節(jié)圖1.1-4幾乎雷同（如圖1）。

其次，“教科書”第1題第（1）小題題設(shè)條件不充分，表述中存在歧義。飛機(jī)投彈時(shí)飛機(jī)是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的，是水平運(yùn)動(dòng)還是沿豎直方向或斜向運(yùn)動(dòng)，題目沒(méi)有作出限定性說(shuō)明。飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定著炮彈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，決定了炮彈能否擊中目標(biāo)，但“教科書”題中沒(méi)有作出任何交代，讓學(xué)生模棱兩可?？伞敖處熡脮钡?25頁(yè)對(duì)該題的解答直接作了明確的說(shuō)明“不能擊中目標(biāo)。因?yàn)榕趶棻煌断潞螅捎趹T性，在水平方向上仍保持與飛機(jī)相同的速度，由于目標(biāo)靜止不動(dòng)，炮彈就會(huì)落到目標(biāo)的前方。”解答過(guò)程明顯增加了題設(shè)飛機(jī) “水平勻速飛行” 條件。如果該題目仍然想保留，建議教師在教學(xué)過(guò)程或者編者在修編教科書時(shí)將題目改寫成“（1）在沿直線水平勻速飛行的飛機(jī)上投彈時(shí)，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炮彈，能擊中目標(biāo)嗎？為什么？”

第三，“教師用書”在分析解答該練習(xí)題時(shí)，為了幫助學(xué)生理解飛機(jī)投彈后飛機(jī)和炮彈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，給出了頻閃照片運(yùn)動(dòng)圖示“圖4-1”（如圖2），但該圖出現(xiàn)了幾處明顯的錯(cuò)誤：一是飛機(jī)投彈時(shí)目標(biāo)（房子）不在飛機(jī)正下方；二是炮彈的水平速度與飛機(jī)速度不相等；三是炮彈水平方向在相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的水平位移不相同，這與解答說(shuō)明中“炮彈投下后，由于慣性，在水平方向上仍然保持與飛機(jī)相同的速度”相悖。編者旨在通過(guò)作圖直觀簡(jiǎn)潔地表述問(wèn)題，但由于圖示不規(guī)范、欠科學(xué)，弄巧成拙，倒有畫蛇添足之感。

基于以上幾點(diǎn)，為了減少練習(xí)題的重復(fù)性，鞏固對(duì)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的理解，筆者建議將教科書中第1題中的第（1）小題刪除，增加下面練習(xí)題作為第1題：

1.伽利略設(shè)計(jì)了課本如圖4.1-1所示的理想斜面實(shí)驗(yàn)，下列情境中，有一個(gè)是符合事實(shí)的，其余是理想化的推論。

A.如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)釋放時(shí)的高度；

B.兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；

C.減少第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度；

D.繼續(xù)減少第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面持續(xù)地做勻速運(yùn)動(dòng)。

請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)中的步驟按照正確的順序排列__________（只要寫出序號(hào)即可）。

在上述步驟中，屬于事實(shí)的是_________，屬于推論的是_________。

同時(shí)，將“教科書”原來(lái)的第1題第（2）問(wèn)改為第2題，原來(lái)的第2、3題分別改為第3、4題。而教科書第4題“4.請(qǐng)你通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，如果所選的參考系在相對(duì)于某慣性系做變速運(yùn)動(dòng)，慣性定律在所選的參考系中就不成立?！弊鳛榭疾榕ｎD第一定律適用范圍，屬于拓展性的知識(shí)，不屬于教學(xué)的基本要求，建議刪除。

伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)涵了重要的科學(xué)方法，首次確立了實(shí)驗(yàn)在物理研究中的地位。將伽利略理想實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成練習(xí)題，有利于使學(xué)生加深對(duì)伽利略“理想實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和推理過(guò)程的認(rèn)可，體會(huì)伽利略斜面理想實(shí)驗(yàn)的猜想依據(jù)、思維方式，注重物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展，領(lǐng)會(huì)科學(xué)家的創(chuàng)造性思維品質(zhì)，讓學(xué)生在鞏固練習(xí)中、回味體驗(yàn)中獲得物理規(guī)律，在物理史實(shí)回放中領(lǐng)略科學(xué)思維的魅力，提升學(xué)科素養(yǎng)。

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