新舊人教版與粵教版高中物理教材插圖的縱向與橫向比較

李秋燁 周少娜

摘? ?要：插圖是教材傳遞知識(shí)信息的重要組成部分。文章以“圓周運(yùn)動(dòng)”為例，對(duì)新舊人教版和粵教版高中物理教材的插圖設(shè)置進(jìn)行縱向與橫向比較分析，從插圖的數(shù)量、內(nèi)容以及呈現(xiàn)形式三個(gè)維度分析四版教材的共性和差異，突出新版教材插圖的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和教育意義，以期為高中物理教材的使用提供有價(jià)值的參考。

關(guān)鍵詞：高中物理教材;插圖;人教版;粵教版;比較分析

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2020）9-0019-5

教材是教學(xué)過(guò)程中承載信息的重要媒介，其結(jié)構(gòu)的編排和知識(shí)的表現(xiàn)形式等是新課程改革中的重要環(huán)節(jié)。物理教材中通常使用文字、插圖、物理學(xué)科中的數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。插圖作為教材內(nèi)容的重要組成部分，其功能和作用不可忽視。研究者認(rèn)為，插圖具有激發(fā)情感、培養(yǎng)興趣、設(shè)置疑問(wèn)、啟發(fā)思維以及培育品德等功能[1]。20世紀(jì)70年代，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)展有關(guān)教材插圖功能和效應(yīng)的研究。Duchastel和Waller等人認(rèn)為，教材插圖具有吸引學(xué)生注意力的功能、解釋文字材料的功能以及影響學(xué)生情感態(tài)度的功能[2]。但不恰當(dāng)?shù)牟鍒D不僅不能發(fā)揮積極的作用，而且會(huì)對(duì)學(xué)生造成干擾[3]。物理教材中的插圖可以將文字內(nèi)容化繁為簡(jiǎn)，能展示實(shí)物拓寬學(xué)生視野，能直觀地呈現(xiàn)物理量之間的關(guān)系，并具有培養(yǎng)興趣和審美的作用[4]。《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提到“教材要恰當(dāng)處理版面和內(nèi)容的關(guān)系，力求全書(shū)圖文均衡、相得益彰”[5]。本文選取四個(gè)不同版本的高中物理教材，對(duì)其插圖進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)和比較分析，以期為物理教師使用教材提供參考。

1? ? 研究對(duì)象

本文選取人民教育出版社2019年和2004年出版的普通高中《物理》必修二以及廣東教育出版社2019年和2004年出版的普通高中《物理》必修二（下文分別簡(jiǎn)稱(chēng)為“新人教版教材”“舊人教版教材”“新粵教版教材”“舊粵教版教材”）四個(gè)版本的教材，對(duì)“圓周運(yùn)動(dòng)”內(nèi)容的插圖進(jìn)行對(duì)比分析。需要說(shuō)明的是，舊人教版教材中“圓周運(yùn)動(dòng)”與“曲線運(yùn)動(dòng)”同屬于第五章，因此只選取舊人教版教材中與“圓周運(yùn)動(dòng)”相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分析。

2? ? 研究框架

本文從插圖的數(shù)量、內(nèi)容、形式三個(gè)方面對(duì)不同版本的教材進(jìn)行比較，研究設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

首先，對(duì)插圖進(jìn)行定量分析。統(tǒng)計(jì)四版教材在“圓周運(yùn)動(dòng)”中所含插圖的數(shù)量，計(jì)算平均每頁(yè)使用插圖的數(shù)量。

其次，將插圖內(nèi)容分為生產(chǎn)生活類(lèi)、科學(xué)技術(shù)類(lèi)、史料類(lèi)、實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)及原理模擬類(lèi)五個(gè)類(lèi)別，計(jì)算其數(shù)量和比例。

再次，根據(jù)插圖形式將文中插圖分為實(shí)物照片、簡(jiǎn)筆漫畫(huà)、示意圖三個(gè)類(lèi)別。

最后，通過(guò)縱向與橫向的比較分析，找到四版教材的特點(diǎn)。

3? ? 對(duì)比和分析

3.1? ? 插圖數(shù)量和密度

分別對(duì)四版高中物理教材“圓周運(yùn)動(dòng)”中插圖素材的使用進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果繪制成表格，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

從表1可以得知，四版教材的插圖引用量有差異。舊人教版教材有35幅，新人教版教材有51幅，舊粵教版教材有39幅，新粵教版教材有61幅。

從縱向時(shí)間遷移上來(lái)看，兩個(gè)新版教材相比于兩個(gè)舊版教材章節(jié)篇幅更大，插圖引用數(shù)量也更多、更加密集。插圖及其所具有的生動(dòng)形象的特點(diǎn)在一定程度上有利于學(xué)生理解知識(shí)，新版教材的編寫(xiě)更加關(guān)注插圖的重要性。

從橫向不同版本來(lái)看，新粵教版教材和新人教版教材的章節(jié)篇幅較為接近，但新粵教版教材的插圖數(shù)量多于新人教版教材，平均每頁(yè)的插圖數(shù)量也多于新人教版教材。

3.2? ? 插圖的內(nèi)容

教材中每一幅插圖所要傳遞的信息是不同的，所涉及的領(lǐng)域也是不同的。根據(jù)插圖所涵蓋內(nèi)容的不同，筆者將插圖分為以下五類(lèi)，對(duì)插圖進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)和占比計(jì)算，見(jiàn)表2。

從縱向時(shí)間遷移上來(lái)看，新人教版和舊人教版教材中插圖的內(nèi)容總體結(jié)構(gòu)相似，大多數(shù)插圖都屬于原理模擬類(lèi)。但各個(gè)領(lǐng)域插圖的比重有所變化，新人教版教材中各類(lèi)插圖的數(shù)量差異沒(méi)有舊人教版教材突出，二者相比之下新版教材所涉及的原理模擬類(lèi)插圖數(shù)量減少，生產(chǎn)生活類(lèi)、科學(xué)技術(shù)類(lèi)以及實(shí)驗(yàn)探究類(lèi)插圖的比重有所增加。

圖2是新人教版中新增的部分插圖，其中圖2（a）和圖2（b）是“圓周運(yùn)動(dòng)”新增的與實(shí)際生活相關(guān)的插圖，旋轉(zhuǎn)木馬和自行車(chē)的鏈條都是學(xué)生在生活中能看到的實(shí)物，教材利用插圖將物理與生活聯(lián)系起來(lái)，能加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和感悟，也能幫助學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用于生活中;圖2（c）為向心力演示器，是《向心力》一節(jié)“實(shí)驗(yàn)”欄目中所配的插圖。舊人教版教材在該欄目中選用的是一幅原理模擬類(lèi)插圖，新人教版教材則增加了實(shí)驗(yàn)儀器類(lèi)插圖。圖2（d）是本章習(xí)題中所使用的科學(xué)家設(shè)想的環(huán)形空間站圖片，插圖內(nèi)容涉及航空航天的科學(xué)技術(shù)，有助于促使學(xué)生了解物理前沿和科技發(fā)展，拓寬學(xué)生的視野。

新粵教版教材和舊粵教版教材相比，新版教材插圖的內(nèi)容更加豐富。例如，在實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域中，新粵教版教材在編寫(xiě)中設(shè)置更多與實(shí)驗(yàn)探究、實(shí)驗(yàn)儀器有關(guān)的插圖。在“探究向心力大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)中設(shè)置實(shí)驗(yàn)示意圖引導(dǎo)學(xué)生利用空心筆桿和輕小物體等生活中的物品設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，如圖3（a）所示。在完成“離心現(xiàn)象及其應(yīng)用”的學(xué)習(xí)之后，要求學(xué)生課后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的幫助自制小型甩干機(jī)，如圖3（b）所示。實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力是物理核心素養(yǎng)的重要組成部分，在教材中使用與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的插圖并滲透科學(xué)探究的思想，培養(yǎng)學(xué)生能觀察現(xiàn)象、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)際操作等科學(xué)探究必備的素質(zhì)。

從粵教版教材和人教版教材的橫向比較來(lái)看，粵教版教材選用更多的生產(chǎn)生活類(lèi)插圖，而人教版教材更多地選用原理模擬類(lèi)插圖;同時(shí)，新舊粵教版教材在《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》一節(jié)均選用了史料類(lèi)插圖，而新舊人教版教材在本章中均未使用史料類(lèi)插圖。圖4是舊粵教版教材“資料活頁(yè)”欄目中的插圖，兩幅插圖向?qū)W生呈現(xiàn)了明代的牛力齒輪翻車(chē)和漢代的紡車(chē)，插圖中古老的齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)，既與所學(xué)知識(shí)相聯(lián)系，又體現(xiàn)出古時(shí)人們能在實(shí)踐中發(fā)揮自己的聰明才智。

綜上所述，兩個(gè)新版教材的插圖內(nèi)容所分布的領(lǐng)域比舊版教材稍顯均衡。隨著時(shí)間的遷移，教材的編寫(xiě)逐漸重視豐富插圖的內(nèi)容，增加各類(lèi)領(lǐng)域插圖的設(shè)置。人教版教材和粵教版教材相比也各有特點(diǎn)，人教版教材在本章中大量使用原理模型圖、模擬示意圖，這類(lèi)插圖能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)較難的物理概念或原理的理解與掌握[6]?；浗贪娼滩膭t更加重視對(duì)生產(chǎn)生活類(lèi)插圖的使用，注重教材聯(lián)系生產(chǎn)生活，更能體現(xiàn)時(shí)代特征。

3.3? ? 插圖的形式

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)教材中插圖的呈現(xiàn)方式豐富多樣。不同類(lèi)型的插圖可以帶給學(xué)生不同的視覺(jué)效果和情感體驗(yàn)，有助于拉近學(xué)生和教材之間的距離，從而維持其身心愉悅的學(xué)習(xí)狀態(tài)，也相應(yīng)地會(huì)影響教學(xué)的效果[7]。本文將插圖粗略地分為三類(lèi)：實(shí)物照片、示意圖、簡(jiǎn)筆漫畫(huà)。統(tǒng)計(jì)四版教材使用不同類(lèi)型插圖的數(shù)量見(jiàn)表3。

從表3可以看到，四個(gè)版本教材在插圖的表現(xiàn)形式上都涵蓋了上述三種類(lèi)型，但不同類(lèi)型的插圖在數(shù)量分布上有所不同。例如，舊人教版教材在本章節(jié)15頁(yè)的篇幅中僅使用了1幅實(shí)物照片，簡(jiǎn)筆漫畫(huà)的使用比例達(dá)65.7%。橫向上， 新版教材中無(wú)論是人教版還是粵教版都增加了實(shí)物照片的比重，減少了簡(jiǎn)筆漫畫(huà)的數(shù)量。在《向心加速度》一節(jié)關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)受力情況的欄目中，相比舊人教版教材中地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)筆漫畫(huà)[如圖5（a）所示]，新人教版教材則使用天宮二號(hào)圍繞地球運(yùn)行的實(shí)物照片[如圖5（b）所示]。圖5（c）和圖5（d）分別為舊人教版教材和新人教版教材在《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》一節(jié)的“離心運(yùn)動(dòng)”知識(shí)點(diǎn)中所使用的插圖。舊人教版教材使用漫畫(huà)的形式呈現(xiàn)洗衣機(jī)的脫水桶，而新人教版教材則將此圖替換成實(shí)物照片，插圖內(nèi)容為醫(yī)務(wù)人員用于分離血液的離心機(jī)。新粵教版教材也作出類(lèi)似的調(diào)整，例如，在《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》一節(jié)的“資料活頁(yè)”欄目中，舊版教材的彎道跑步漫畫(huà)圖替換為新版教材的真人照片。

通過(guò)對(duì)比分析，教材中的插圖逐漸偏向于采用實(shí)物照片的形式來(lái)呈現(xiàn)。真實(shí)的實(shí)物照片色彩豐富、生動(dòng)形象，更符合學(xué)生真實(shí)生活的感受，進(jìn)而能為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)貼近生活的物理情境，幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)，營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。

4? ? 教材的特點(diǎn)及教學(xué)啟示

通過(guò)對(duì)四版教材插圖的比較分析，從中挖掘彼此的共性和差異，對(duì)四版高中物理教材插圖的特點(diǎn)進(jìn)行歸納，總結(jié)目前教材中引用插圖的特點(diǎn)以及教學(xué)的啟示。

4.1? ? 豐富插圖種類(lèi)，合理利用插圖

教材插圖具有許多潛在功能，合理增加教材插圖的數(shù)量，有利于學(xué)生理解物理概念、構(gòu)建物理思維、解決實(shí)際問(wèn)題[8]。從舊版教材到新版教材，插圖素材的數(shù)量不斷增多，插圖內(nèi)容不斷豐富。作為物理教材內(nèi)容的組成部分，插圖的功能不可小覷，一些想要表達(dá)的內(nèi)容用文字難以描述，但也許用一幅有趣的插圖就能讓學(xué)生獲得更加深刻的理解。心理學(xué)家Paivio的雙重編碼理論提出，人的大腦中有兩個(gè)獨(dú)立卻又聯(lián)系的認(rèn)知加工系統(tǒng)，一個(gè)以語(yǔ)言為基礎(chǔ)的加工系統(tǒng)用于對(duì)語(yǔ)言的處理，一個(gè)以非語(yǔ)言為基礎(chǔ)的加工系統(tǒng)則用于對(duì)非語(yǔ)詞事物、事件映象的表征與處理。人的視覺(jué)表象比較發(fā)達(dá)，他們可以由有關(guān)刺激而激活。一些離散的材料由于有了意義上的聯(lián)系而被組織起來(lái)，使記憶變得相對(duì)容易[9]。Paivio的實(shí)驗(yàn)也表明人們對(duì)非語(yǔ)言代碼的記憶比語(yǔ)言代碼更有效[10]。因此，教師在課堂中應(yīng)當(dāng)結(jié)合與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的插圖進(jìn)行教學(xué)，挖掘插圖的教育功能，豐富教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4.2? ? 結(jié)合日常實(shí)際，注重生產(chǎn)生活

從上文討論中可知，教材插圖的呈現(xiàn)方式逐漸傾向于選擇實(shí)物照片，兩個(gè)新版教材中實(shí)物照片插圖的比重明顯增加?？梢?jiàn)，教材的編寫(xiě)更加注重日常實(shí)際，有助于豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，開(kāi)闊學(xué)生的眼界。另外，教材越來(lái)越重視知識(shí)與生活的聯(lián)系。插圖內(nèi)容上，從舊人教版教材的6幅生活類(lèi)插圖到新粵教版教材的28幅生活類(lèi)插圖，可以看到無(wú)論是課題的引入、實(shí)例的舉證，還是知識(shí)的應(yīng)用都會(huì)使用與生活息息相關(guān)的插圖。新版教材的變化也為教師的教學(xué)指明方向，需要教師立足于基礎(chǔ)，密切聯(lián)系生活實(shí)際和社會(huì)熱點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，以此將學(xué)生已有的生活經(jīng)歷與課堂學(xué)習(xí)相結(jié)合，喚起學(xué)生的認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生從物理的視角去了解與科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生活方面有關(guān)的問(wèn)題，逐漸學(xué)會(huì)利用知識(shí)解決問(wèn)題，充分體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的理念。

4.3? ? 構(gòu)建物理模型，減少認(rèn)知負(fù)荷

分析物理情境的示意圖和揭示物理規(guī)律的原理圖都能有助于學(xué)生更好地理解知識(shí)內(nèi)容，分析物理問(wèn)題。兩本人教版教材在編制中引用大量的原理模型圖，粵教版教材中模擬示意圖的數(shù)量比重僅次于生活類(lèi)插圖。這一類(lèi)插圖能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)較難的物理概念和原理的掌握，物理模型的建構(gòu)能幫助學(xué)生有效地學(xué)習(xí)物理規(guī)律和物理公式。建構(gòu)物理模型是物理學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的關(guān)鍵要素之一，在講解較為復(fù)雜的知識(shí)的過(guò)程中可以適當(dāng)?shù)乩迷砟M圖和示意圖輔助教學(xué)，滲透物理模型建構(gòu)的思想，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維也具有重要的作用。

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）