初中力學(xué)教科書(shū)教學(xué)序的比較研究

摘?要：教材作為連接教師教育教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的樞紐，是知識(shí)的載體，但現(xiàn)行的教學(xué)序與學(xué)生的認(rèn)知序并不完全匹配。本文主要就浙教版中和人教版中《摩擦力》一課為研究對(duì)象，采用案例分析、比較分析等研究方法，對(duì)兩版教材中進(jìn)行對(duì)比分析，得到相關(guān)啟示，并提出自己的實(shí)施意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：力學(xué);浙教版;人教版;認(rèn)知序;教學(xué)序

一、 選題背景及意義

教師在備課過(guò)程中，教材、教參、教輔資料是主要的工具，而教材是進(jìn)行教學(xué)的主要載體。在《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的指導(dǎo)下，全國(guó)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的初中物理教材，但由于各地域局限性和各地開(kāi)發(fā)者的偏好，各個(gè)版本的物理教材各具特色、互有長(zhǎng)短、風(fēng)格迥異的教學(xué)序，但每一本教材的教學(xué)序與學(xué)生的認(rèn)知序都有些許的沖突。本論文比較人民教育出版社（2012年版）物理教材（簡(jiǎn)稱(chēng)“人教版”）和浙江教育出版社（2012年版）科學(xué)教材（簡(jiǎn)稱(chēng)“浙教版”）的教學(xué)序，根據(jù)實(shí)際的認(rèn)知序，就《摩擦力》一課給出一個(gè)編寫(xiě)案例。

二、 兩版教材教學(xué)序比較分析

（一） 教材內(nèi)容編排的對(duì)比

1. 浙教版內(nèi)容編排

感受摩擦力摩擦力（滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力）摩擦力的應(yīng)用影響摩擦力大小的因素增大或減小摩擦的方法

2. 人教版內(nèi)容編排

感受摩擦力摩擦力（滑動(dòng)摩擦力）測(cè)量滑動(dòng)摩擦力研究滑動(dòng)摩擦力大小的因素摩擦的利用與防止

3. 浙教版、人教版的相同點(diǎn)

（1） 引入：都是感受摩擦力，科學(xué)是一門(mén)研究自然現(xiàn)象的學(xué)科，摩擦力到處可見(jiàn)，所以?xún)砂娼滩亩紡膶?shí)際出發(fā)，感受摩擦力。而且小學(xué)已學(xué)習(xí)過(guò)摩擦力，所以這有效地喚醒了學(xué)生對(duì)摩擦力的認(rèn)識(shí)。

（2） 摩擦力的應(yīng)用：兩版教材的最后都是探討增大或減小摩擦的方法，其實(shí)就是在探討增大有利摩擦，減少有害摩擦的措施，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)最終還是要用知識(shí)解決生活問(wèn)題。

4. 浙教版、人教版的不同點(diǎn)

（1） 摩擦力的概念：浙教版未提到滑動(dòng)摩擦力的概念，將滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力都用摩擦力來(lái)描述，學(xué)生很容易將這兩者混淆。而人教版中提及了滑動(dòng)摩擦力，但未提及靜摩擦力，未將摩擦力的分類(lèi)進(jìn)行介紹。在真實(shí)的教學(xué)中，教師要特別注意區(qū)分這兩者。

（2） 探究摩擦力影響因素的實(shí)驗(yàn)：關(guān)于探究影響摩擦力大小的因素，需要用到控制變量法，兩者在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中都有明顯的不同（在下一塊中著重進(jìn)行比較說(shuō)明）。

5. 建議

根據(jù)課后與學(xué)生的交談和對(duì)不同教學(xué)方式的隨堂檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)以下順序更符合學(xué)生的認(rèn)知序，更能被學(xué)生所接受：感受摩擦力滑動(dòng)摩擦力測(cè)滑動(dòng)摩擦力研究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素摩擦的利用與防止靜摩擦力

（二） 教材中實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)的對(duì)比

1. 實(shí)驗(yàn)依據(jù)

學(xué)生學(xué)習(xí)摩擦力影響因素時(shí)，難點(diǎn)在于摩擦力無(wú)法用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)勻速拉動(dòng)，“摩擦力=拉力”測(cè)出摩擦力的大小。浙教版用“用彈簧測(cè)力計(jì)拉木塊，使他在長(zhǎng)木板上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”帶過(guò)，學(xué)生在這里會(huì)有疑惑，為什么要?jiǎng)蛩?？為什么測(cè)拉力？或者直接沒(méi)有思考。而人教版用一個(gè)單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)這一知識(shí)點(diǎn)，雖然方法、敘述的內(nèi)容幾乎一樣，但可以引起學(xué)生的注意，從而攻克這一難點(diǎn)。但其實(shí)兩版教材沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，都是直接告訴學(xué)生如何操作，人教版向同學(xué)解釋了原因?？梢越o學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)、探討，這更能鍛煉學(xué)生的思維能力。

2. 實(shí)驗(yàn)假設(shè)

浙教版在提出影響摩擦力大小與哪些因素有關(guān)后，沒(méi)有直接給出猜想，人教版在提出問(wèn)題后直接給出答案，這樣會(huì)限制學(xué)生的自主思考的能力。

3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

探究摩擦力大小影響因素時(shí)，用到主要的科學(xué)方法就是控制變量法，控制變量法是初中階段學(xué)生需要掌握的科學(xué)方法，應(yīng)用廣泛。國(guó)內(nèi)的教材很少將科學(xué)方法單獨(dú)列明，都是滲透在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中?？刂谱兞糠ǖ膶W(xué)習(xí)，首先要清楚實(shí)驗(yàn)的自變量、應(yīng)變量、控制變量，兩本教材都是直接講了操作步驟，老師在真實(shí)上課中應(yīng)該按照自變量、應(yīng)變量是什么？如何改變自變量？如何測(cè)量應(yīng)變量？需要控制哪些變量？的順序進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)這種科學(xué)方法，也能將控制變量法應(yīng)用到今后的其他實(shí)驗(yàn)中，否則學(xué)生僅僅按照書(shū)本內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，無(wú)法掌握控制變量法的精髓。

實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，所以就必須要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，浙教版直接給出表格的設(shè)計(jì)，人教版以問(wèn)題的形式提出。這兩種方法各有利弊。一方面，設(shè)計(jì)表格一直是學(xué)生的弱點(diǎn)，所以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)時(shí)，學(xué)生會(huì)比較困難，浙教版這樣的設(shè)計(jì)降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度;另一方面，學(xué)生在設(shè)計(jì)表格時(shí)可能是多種多樣的，浙教版教材中這種表格是極少數(shù)人會(huì)設(shè)計(jì)的，而且在實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中沒(méi)有體現(xiàn)多次測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方法。在作者的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生更多會(huì)按照如下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

4. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

課本的實(shí)驗(yàn)方法，是很理想化的，在真實(shí)情況下，無(wú)法做到真正的勻速，手拉也會(huì)造成繩與木板不平行，讀數(shù)困難，可以讓學(xué)生討論改進(jìn)該實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)原理（圖1）：木塊與彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)定滑輪固定，通過(guò)定滑輪后只改變力的方向，不改變力的大小。電池通過(guò)齒輪帶動(dòng)傳送帶運(yùn)動(dòng)，此時(shí)木塊相對(duì)于地面保持靜止，受力平衡，所以彈簧測(cè)力計(jì)所示拉力的大小即為木塊與傳送帶之間的摩擦力的大小。該實(shí)驗(yàn)除了可以比較壓力大小、接觸面粗糙程度對(duì)摩擦力的影響外，還能比較速度對(duì)摩擦力的影響（學(xué)生的前概念中速度大小會(huì)影響摩擦力的大?。?/p>

應(yīng)用此實(shí)驗(yàn)裝置能使實(shí)驗(yàn)的可行性提高，使讀數(shù)穩(wěn)定，二力平衡、受力分析等知識(shí)也更好得到了復(fù)習(xí)。

這套改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置制作過(guò)程比較麻煩，所以教師在上課過(guò)程中也能利用新技術(shù)進(jìn)行授課。DISLab數(shù)字實(shí)驗(yàn)（圖2）就是很好的一個(gè)工具，利用DISLab數(shù)字實(shí)驗(yàn)可以時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)摩擦力的大小，得到摩擦力大小與壓力大小、接觸面粗糙程度的關(guān)系，且誤差較小。另外，可以將數(shù)據(jù)繪成曲線(xiàn)（圖3），得到最大靜摩擦力比滑動(dòng)摩擦力大的結(jié)論。

5. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

人教版：滑動(dòng)摩擦力的大小跟接觸面所受壓力有關(guān)，接觸面受到的壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大?；瑒?dòng)摩擦力的大小還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

浙教版：大量實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上滑動(dòng)時(shí)，摩擦力的大小跟作用在物體表面上的壓力有關(guān)，還跟接觸面粗糙程度有關(guān)。壓力越大、接觸面越粗糙，摩擦力越大。

兩本教材的結(jié)論想表達(dá)的意思是一致的，人教版直接說(shuō)出滑動(dòng)摩擦力，浙教版用“當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上滑動(dòng)時(shí)”來(lái)描述情景，實(shí)際上這就是滑動(dòng)摩擦力，可以直接給出該概念，縱覽全節(jié)，浙教版教材都只提及摩擦力，未做滑動(dòng)摩擦力與靜摩擦力的劃分，而在現(xiàn)實(shí)上課過(guò)程中，需要這些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)。

關(guān)于壓力和接觸面粗糙程度對(duì)滑動(dòng)摩擦力的影響，兩邊都給出了定性的結(jié)論，但該實(shí)驗(yàn)是要強(qiáng)調(diào)控制變量法，結(jié)論中應(yīng)有體現(xiàn)。結(jié)論修改如下：滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面所受壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)。當(dāng)接觸面粗糙程度相同時(shí)，接觸面的壓力越大，滑動(dòng)摩擦力越大;當(dāng)接觸面的壓力相同時(shí)，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大。

（三） 教材改編案例

實(shí)驗(yàn)：測(cè)量滑動(dòng)摩擦力

思考：現(xiàn)有小木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、長(zhǎng)木板，你有什么辦法可以測(cè)出小木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力？畫(huà)出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖。該實(shí)驗(yàn)需要什么條件？應(yīng)用了什么方法？

實(shí)驗(yàn)：影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素

思考：根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)，猜想影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素有哪些？

思考：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，你需要用到什么科學(xué)方法？

活動(dòng)：請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證你的猜想。

活動(dòng)：請(qǐng)你設(shè)計(jì)表格，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。

思考：在實(shí)際操作中，你碰到了什么問(wèn)題？你認(rèn)為可以采取什么措施改進(jìn)實(shí)驗(yàn)？

結(jié)論：通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，你得出了什么結(jié)論？

（四） 小結(jié)

科學(xué)實(shí)驗(yàn)，是根據(jù)一定目標(biāo)，運(yùn)用一定的儀器、設(shè)備等物質(zhì)手段，在人工控制的條件下，觀察、研究自然現(xiàn)象及規(guī)律性的社會(huì)實(shí)踐形式，是獲取經(jīng)驗(yàn)事實(shí)和檢驗(yàn)科學(xué)假說(shuō)、理論真理性的重要途徑。中學(xué)教材中的探究性實(shí)驗(yàn)，旨在增進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的理解和提高探究的能力，學(xué)習(xí)科學(xué)探究所需要的基本技能。此外，科學(xué)探究過(guò)程始終貫穿著思維活動(dòng)，如比較、分類(lèi)、判斷、歸納、演繹、想象和分析、綜合等，所以雖然教材的版本有許多，教師可以根據(jù)所在學(xué)校學(xué)生的需要，合理整合教材，取長(zhǎng)補(bǔ)短，合理加入自己特有的教學(xué)內(nèi)容，與高科技接軌，讓課堂更高效，讓學(xué)生思維更活躍。

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作者簡(jiǎn)介：

倪夢(mèng)怡，浙江省杭州市，浙江省杭州聞濤中學(xué)。