初中物理各版本教材“三原色”內(nèi)容分析

丁紅 周新雅 周行 陳昊然

摘? ?要?對初中物理各版本教材中關(guān)于光的“三原色”“三基色”命名、內(nèi)容表述、核心素養(yǎng)等方面比較分析，得出各版本教材的異同點，篩選出相對優(yōu)勢的參考資源，供一線教師備課時揚長避短、興利除弊。

關(guān)鍵詞 七種版本教材? 三原色? 比較分析

教材是師生都會參考的資料，具有很高的權(quán)威性和導(dǎo)向性，它不僅是一本書，更是一種“資源”。但一所學(xué)校只配有或只參考一種版本教材的局面還是普遍存在的，這樣不免使教師在設(shè)計教學(xué)時眼界大大受限，無法參考使用其他版本教材中最優(yōu)勢的部分，進而影響到課堂的教學(xué)效率。如果深入比較各版本教材相關(guān)內(nèi)容的優(yōu)劣，就可以為廣大物理教師挑選出更有價值的參考資源。

一、各教材有關(guān)色光三原色和三基色的表述

三原色（或三基色）是教材中最核心的內(nèi)容之一，指的是紅、綠、藍(lán)三種色光，然而各版本教材在稱呼、概念表達(dá)的方式和擴展運用等方面有所不同。

1.兩種稱呼占比差異

同一種東西擁有不同的稱呼是一種常見現(xiàn)象，比如“土豆”還有“馬鈴薯”“洋芋”的叫法。然而，在教材中若也存在這種現(xiàn)象就會帶來不利的影響，尤其在低年級中會給教師的教和學(xué)生的學(xué)帶來不必要的麻煩。光的三原色（或三基色）在七種版本教材中的稱呼情況見表1。

由表1可知，稱呼紅、綠、藍(lán)三種色光為“三原色”的教材有五種，占比為71%;而稱呼紅、綠、藍(lán)三種色光為“三基色”的教材，只有兩種，僅占29%。然而同一個概念在教科書上存在著兩種稱呼，很容易使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生困惑和不解，影響掌握的效率，可以考慮統(tǒng)一叫法，顯然“三原色”的叫法占比更重，使用更加廣泛。

2.在描述上“各說各話”

如果對一個概念的描述盡可能達(dá)到全面、準(zhǔn)確、到位，就可以很好地幫助學(xué)生做到更透徹地理解相關(guān)概念。各版本教材對三原色（或三基色）內(nèi)容描述見表2。

由表2可知，七種版本教材對紅、綠、藍(lán)的命名確切來說共有5種說法。人教版與教科版相同，都稱之為“色光的三原色”;蘇教版稱之為“光的三原色”;滬科版與粵教版稱之為“光的三基色”;北師大版與滬教版分別命名為“三原色原理”“三原色光”。從中不難看出，在“三原色”與“三基色”兩類命名中，“三原色”使用更廣泛（后文便只稱為“三原色”）。仔細(xì)分析各版本教材對這一概念的描述，發(fā)現(xiàn)北師大版并沒有對紅、綠、藍(lán)三種單色光明確命名，只是描述了它們的成色原理，稱為“三原色原理”，而其他六種版本既對紅、綠、藍(lán)三種單色光有著明確的命名，也描述了它們的成色原理。所以，在概念的命名與內(nèi)容表達(dá)的全面性與準(zhǔn)確性上，北師大版有需要進一步完善，且“三原色原理”這種描述容易讓人產(chǎn)生混淆，因為“顏料”也有“三原色”，其成色原理與“光”的截然不同，其組成成分分別為“品紅、黃和青”，顯然也與光的大不一樣。

在取材上，教科版用計算機上面的調(diào)色板中紅、綠、藍(lán)三個滑塊來引出三原色的定義和解釋顏色的混合原理。雖然有新意，但是這樣不太妥當(dāng)，一方面，計算機畢竟是電子儀器，和自然現(xiàn)象相比，說服力弱，可以先介紹自然界中紅、綠、藍(lán)三種光是三原色，它們可以合成許多色光，并且已應(yīng)用在計算機中，而不是由計算機來說明紅、綠、藍(lán)是三原色。另一方面，考慮到各個地區(qū)學(xué)生的生活環(huán)境不同，一些學(xué)生并沒有接觸過或者長期使用過計算機，那么這個顏色滑塊對他們來說比較抽象，難以理解。

在描述的完整與準(zhǔn)確上，人教版、北師大版、滬教版與教科版四種教材只簡單說明三種色光可以合成其他多種顏色，而蘇教版和滬科版還提到了“三種原色無法用其他色光混合而成”，提到該點是十分必要的。因為之所以稱為“三原色”，不僅是因為它們?nèi)N可以合成多種色光，還因為這三種原色無法由其他色光合成。例如：黃光、青光、品紅光混合后是白光，然而它們也是復(fù)色光，黃光由紅光與綠光混合得到，青光由綠光與藍(lán)光混合得到，品紅光由紅光與藍(lán)光混合得到，紅、綠、藍(lán)光卻不能再由其他顏色的光混合得到[1]，所以黃光、青光、品紅光不是光的“三原色”，紅光、綠光、藍(lán)光才是光的基本組成部分。也可用牛頓“光的色散實驗”驗證得到，用三棱鏡分解各種色光，只有紅、綠、藍(lán)光不能再分解?；浗贪嬖诟拍蠲枋鰰r，雖只指出了三種原色“是無法用其他色光混合而成的”，但在后文中補充了“將光的三基色通過各種不同的組合，可以獲得各種不同的色光”。所以，粵教版、蘇教版和滬科版描述的相對完整精確，教師在對此部分備課時可參考這三種版本教材。

在視覺解釋上，滬教版解釋了眼睛的感光原理，這一點是非常值得肯定的，它以三原色按照不同比例組合會引起眼睛感覺到不同顏色來說明光的“三原色”，強調(diào)了視覺原因，不局限于物理范疇，體現(xiàn)了多學(xué)科融合的思想。且與托馬斯·楊和赫爾姆霍茲所提出的“三聯(lián)學(xué)說”相吻合，貼近科學(xué)理論，較有新意。但是，此種表達(dá)方式并不優(yōu)于其他版本教材，只從視覺說明不免顯得模糊與抽象。綜合各種版本教材的優(yōu)勢，對光的“三原色”可考慮描述為：自然界中紅、綠、藍(lán)三種顏色的光是無法用其他顏色的光混合而成的，而其他顏色的光則都可以通過紅、綠、藍(lán)光按不同比例混合而得到，因此紅、綠、藍(lán)三種顏色被稱為光的“三原色”，這是因為它們按不同比例組合，會引起眼睛感覺不同的顏色。

3.在應(yīng)用擴展上差少同多

應(yīng)用擴展是對知識的補充與運用，可以拓寬學(xué)生的知識面，加深學(xué)生對知識的理解，拉近課堂與社會生活的距離，與課標(biāo)中“從生活走進物理，從物理走向社會”的理念吻合，七種版本教材中對光的“三原色”的應(yīng)用擴展見表3。

由表3可知，七種教材中，除教科版外，都使用了與生活息息相關(guān)的電子儀器——電視機熒光屏來更加具體地解釋三原色的應(yīng)用，方便學(xué)生理解和掌握。這是很好的一個解釋，因為電視機是一個常用電器，介紹電視機的色彩原理，不僅能極好的擴展知識面，還能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.基于“三原色”實驗的對比

楊振寧曾說過：“物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的，絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源”[2]。各版本教材實驗情況見表4。

由表4可知，北師大版、滬科版與教科版都有三原色的實驗驗證，這三種版本的驗證方式各不相同，優(yōu)勢互補。北師大版在“小制作”模塊中提供的實驗方式為把圓形硬紙板分為大小不等的扇形，分別涂上紅、橙、黃、綠、藍(lán)（藍(lán)、靛合為一色）、紫六種顏色，然后快速旋轉(zhuǎn)圓形紙板，觀察紙板顏色變化，這是利用心理學(xué)中“感覺后效”的原理讓學(xué)生感受到這幾種色光是白光的組成部分。滬科版在“迷你實驗室”模塊中引導(dǎo)學(xué)生用“水三棱鏡”做太陽光的色散實驗，讓學(xué)生重溫物理學(xué)家牛頓的探究歷程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與科學(xué)精神。教科版在“實驗探究”模塊中引導(dǎo)學(xué)生利用計算機中的調(diào)色板，用紅、綠、藍(lán)三種顏色調(diào)出不同的顏色。這三種實驗分別從色光的合成與分解驗證了光的“三原色”，既有心理學(xué)的應(yīng)用，也聯(lián)系了自然生活，還說明了在科技上的應(yīng)用。所以，在實驗方面，教師可綜合這三種版本教材的優(yōu)勢。

5.是否區(qū)別于顏料的“三原色”

知識并不是獨立的，在學(xué)習(xí)過程中有許多知識相互聯(lián)系卻又有區(qū)別，容易混淆不清，將兩者進行比較，歸納總結(jié)出異同點是掌握知識的有效方法。

顏料也有“三原色”，分別為品紅、黃和青，與光的“三原色”不一樣，且兩者的成色原理也有所不同，前者是“減色法”，后者是“加色法”，更重要的是二者看似截然不同，實則聯(lián)系緊密。顏料的“三原色”雖與光的不同，卻與光的“三補色”一樣，這是因為顏料所呈現(xiàn)的顏色是由于白光照射到顏料上后，光譜的某些色光成分被吸收，其余的部分被反射造成，是被動發(fā)光，成色原理為“減色法”[3]。例如：當(dāng)一束白光照射到黃色顏料后，我們看到的是黃色，是因為黃色顏料吸收掉了藍(lán)色光，反射出黃色光（紅色光+綠色光）。而光的成色原理是“加色法”：兩色光混合后，光線增加，亮度高于兩色各自原來的亮度，合色越多，光線越多，越接近白色光，是主動發(fā)光，如電視機發(fā)出的彩色光?，F(xiàn)在的學(xué)生多才多藝，很早接觸美術(shù)，美術(shù)老師會解釋顏料的“三原色”是紅、黃、藍(lán)（準(zhǔn)確來說是品紅、黃和青），但不一定會解釋成色原理，所以對比兩者的三原色組成，解釋說明兩者的成色原理很有必要。由表5可知，人教版、教科版與蘇教版在這方面忽略了，有需要進一步完善。知識點出現(xiàn)的位置相當(dāng)重要，影響著知識點的地位，進而影響教師的備課和學(xué)生的重視程度。滬科版把顏料的“三原色”放在了正文，編排在光的“三原色”后面，表現(xiàn)出較高的重視程度;而北師大版、滬教版與粵教版則分別放在科學(xué)窗、思考與練習(xí)、信息瀏覽中，重視程度稍低于滬科版。

二、七種版本教材在核心素養(yǎng)體現(xiàn)上的比較

“核心素養(yǎng)”是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段的教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力[4]?！拔锢韺W(xué)科核心素養(yǎng)”是帶有物理學(xué)科特色的核心素養(yǎng)，包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個要素。各版本教材在光的“三原色”這一知識點中呈現(xiàn)的核心素養(yǎng)見表6。

“物理觀念”是物理學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，是學(xué)生頭腦中形成的關(guān)于物質(zhì)、運動、能量和相互作用等的基本認(rèn)識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，是運用物理知識和方法解釋自然現(xiàn)象和解決實際問題的能力。由表6可知，各版本教材光的“三原色”內(nèi)容表述在“物理觀念”核心素養(yǎng)的體現(xiàn)上，滬科版、粵教版與蘇教版對知識點的描述較完整透徹，有利于學(xué)生對知識全面深刻地掌握，其余四種版本教材對知識點的描述較簡單、抽象，需要進一步完善。

“實驗探究”是指具有科學(xué)探究的意識，能在真實情景中提出物理問題，形成猜測和假設(shè)，利用科學(xué)方法獲取和處理信息，形成結(jié)論，以及對實驗探究過程和結(jié)果進行交流、評估的能力?！翱茖W(xué)思維”在物理學(xué)中的體現(xiàn)是一種理想化思維，內(nèi)涵是從物理學(xué)視角對客觀事物本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識方式，對物理學(xué)中基礎(chǔ)理論、理想模型和經(jīng)驗事實之間關(guān)系的理解;是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學(xué)思維方法的內(nèi)化;是基于事實證據(jù)和科學(xué)推理對不同觀點和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質(zhì)。七種版本教材光的“三原色”內(nèi)容中科學(xué)思維主要滲透在實驗探究中，在探究過程中師與生、生與生交流討論，碰撞出思維的火花，以加深對光的“三原色”理論知識的理解，提高學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的意識與能力。由表6可知，在“實驗探究”與“科學(xué)思維”核心素養(yǎng)的體現(xiàn)上，教科版、滬科版與北師大版分別以不同的實驗方式呈現(xiàn)，其余四種版本教材有待進一步完善。

物理不能僅僅看作是由概念、定律、實驗等構(gòu)成的死板的知識，它還是“有血有肉”活的文化，若要正確理解物理知識的實質(zhì)與作用，必須與時代文化聯(lián)系起來，即物理包含著人文因素。物理學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”這一要素就是物理人文因素的體現(xiàn)，要求物理教學(xué)不僅有知識的傳遞，還要有文化素養(yǎng)的教育，即在物理學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生應(yīng)在認(rèn)識科學(xué)實質(zhì)，理解科學(xué)、社會、技術(shù)與環(huán)境（STSE）之間關(guān)系的基礎(chǔ)上形成對技術(shù)、科學(xué)的正確態(tài)度與責(zé)任感[5]。由表6可知，七種版本教材光的“三原色”內(nèi)容在“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”核心素養(yǎng)的體現(xiàn)上，教科版較淺顯，其他六個版本都舉出了與之相關(guān)的實際應(yīng)用，例舉“彩色電視機”的科技應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生對科技的好奇與熱愛。

綜上所述，七種版本教材在物理核心素養(yǎng)的體現(xiàn)上，滬科版相對較好。

三、比較七種版本教材“光的三原色”的啟示

1.對于基礎(chǔ)學(xué)科的概念最好統(tǒng)一稱呼

低年級的學(xué)生認(rèn)知發(fā)展還不夠成熟，其記憶、注意還不穩(wěn)定，抽象邏輯思維發(fā)展空間還很大。同一概念的稱呼多種多樣，不免引起學(xué)生對知識的疑惑，勢必增加知識交流的困難，繼而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。若統(tǒng)一為相同的一個稱呼，不僅便于學(xué)生理解掌握，不易混淆，而且方便學(xué)術(shù)交流，以免出現(xiàn)一些不必要的誤會。

2.物理概念的描述要嚴(yán)謹(jǐn)

概念是反映事物本質(zhì)屬性的思維方式，所以，概念的描述一定要完整、準(zhǔn)確，模糊的描述只會加深知識的難度，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

3.注意與相似知識內(nèi)容的區(qū)別與聯(lián)系

像光的“三原色”與顏料的“三原色”看似截然不同但又聯(lián)系緊密的知識不應(yīng)忽略，課上沒講或沒講清楚明白，學(xué)生就會疑惑不解，雖然也有教師主動補充，但是隨著教材的呈現(xiàn)“先入為主”加之學(xué)生往往又會迷信書本，增加了厘清這一知識點的難度，進而影響教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，因此，需要在實際教學(xué)過程中更加注意與相似知識內(nèi)容的區(qū)別與聯(lián)系。

4.實驗是物理學(xué)科的特點

物理實驗是物理課堂必不可少的內(nèi)容，學(xué)生親眼見到實驗結(jié)果才會對老師所傳授的知識產(chǎn)生認(rèn)同感，進而對物理知識產(chǎn)生興趣。通過實驗也能提高動手能力，培養(yǎng)科學(xué)思維。教師備課雖然不能拘泥于教材，但教材是教師備課最主要的參考資源，教材提供的信息大大地影響著備課的質(zhì)量，所以在教材中呈現(xiàn)出重要的實驗環(huán)節(jié)必不可少。

5.綜合參考各版本教材，取長補短

教師在教學(xué)過程中，應(yīng)該活用各種版本教材，取長補短，吸收各個版本的優(yōu)點，充分發(fā)揮出“用教材教”的作用，而不是教教材。

參考文獻(xiàn)

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[5] 張新華.教學(xué)設(shè)計視角：關(guān)注學(xué)生的物理核心素養(yǎng)[J].物理教學(xué)，2016，38（05）.

[作者：丁紅（1993-），女，重慶人，江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院在讀碩士研究生;周新雅（1962-），男，江西湖口人，江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院碩士生導(dǎo)師;周行（1988-），男，江西湖口人，江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院在讀博士研究生;陳昊然（1996-），女，江西上饒人，江西師范大學(xué)物理與通信電子學(xué)院學(xué)生。]

【責(zé)任編輯? 郭振玲】