素養(yǎng)立意背景下教材例題優(yōu)化的思考

何季軍

摘 要：本文基于對(duì)初中物理教材例題的教學(xué)功能、特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)素養(yǎng)立意背景下如何優(yōu)化與改進(jìn)教材例題，提出一些拙見，以期對(duì)教材的修訂有所裨益.

關(guān)鍵詞：素養(yǎng);例題;功能;建議

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1008-4134（2021）12-0034-03

物理例題是指用來說明某一物理概念、規(guī)律，或在運(yùn)用所建構(gòu)的概念、規(guī)律時(shí)，充當(dāng)練習(xí)的物理問題.它是物理教材的重要組成部分，也是教和學(xué)的重要資源.鑒于此，在新課標(biāo)即將頒布之際，研究課程素養(yǎng)背景下，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)教材例題，對(duì)提升初中物理教材修訂的質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)具有現(xiàn)實(shí)意義.

1 現(xiàn)行初中物理教材的例題功能

從各版本教材中，筆者選擇使用面相對(duì)較大的人教版、蘇科版和滬科版教材，對(duì)其中的部分例題進(jìn)行研究，歸納出例題的三個(gè)功能特點(diǎn).

1.1 基于鞏固應(yīng)用的知識(shí)內(nèi)化

對(duì)知識(shí)的復(fù)習(xí)鞏固和應(yīng)用內(nèi)化是例題一大功能，例題對(duì)鞏固和應(yīng)用的側(cè)重點(diǎn)不同，可分為三個(gè)層次.

1.1.1 側(cè)重于知識(shí)鞏固的簡(jiǎn)單再現(xiàn)

知識(shí)的掌握一般經(jīng)歷三個(gè)階段——理解、鞏固、應(yīng)用.鞏固是知識(shí)理解與應(yīng)用的中間環(huán)節(jié)，它是兩者聯(lián)系的紐帶，在學(xué)習(xí)過程中起到承上啟下的作用.如蘇科版九年級(jí)上冊(cè)第15頁(yè)（第十一章第3節(jié)：功）的例題就屬于這一類.

小明將質(zhì)量為10kg的水桶從離井口3m的深處勻速提到井口，如圖11-29所示（圖略）.在這一過程中，小明對(duì)水桶做了多少功？

評(píng)析：此題情境簡(jiǎn)單，只要根據(jù)二力平衡條件，知道小明對(duì)水桶的拉力等于水桶所受的重力大小，再利用功的公式進(jìn)行計(jì)算即可.顯然例題的立意側(cè)重于簡(jiǎn)單再現(xiàn)知識(shí)，達(dá)到鞏固目的.

1.1.2 兼顧知識(shí)鞏固和應(yīng)用的認(rèn)知同化

教材中安排了一些兼顧知識(shí)鞏固與應(yīng)用的例題，目的是既要溫故知識(shí)，又要會(huì)應(yīng)用知識(shí)解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問題.如蘇科版八年級(jí)上冊(cè)第110頁(yè)（第五章第2節(jié)：速度）的例題：

如圖5-22所示（圖略）是一輛汽車在滬寧高速上行駛的情形.如果保持速度不變，那么該汽車到達(dá)上海還需要多少時(shí)間？

評(píng)析：該題以生活中的路牌和汽車的儀表盤為情境，要求學(xué)生從圖中獲得有用信息，然后根據(jù)路程、時(shí)間和速度的關(guān)系求解.試題立意將學(xué)習(xí)內(nèi)容融入生活情境中，通過解決問題，促進(jìn)新知與原有認(rèn)知之間建立聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的意識(shí)和能力.

1.1.3 側(cè)重于實(shí)際應(yīng)用的模型建構(gòu)

學(xué)習(xí)的最終目的是能運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)去解決實(shí)際問題，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng).但縱觀三種教材，完全側(cè)重于應(yīng)用的例題不多，現(xiàn)以2018年江蘇省義務(wù)教育學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)中的一道試題為例來說明.

在我國(guó)甘肅敦煌鳴沙山——月牙泉景區(qū)，有一個(gè)“騎駱駝旅行”的游樂項(xiàng)目.在牽駝人的帶領(lǐng)下游客騎著駱駝行走在沙漠中，如圖1所示.已知一只駱駝的質(zhì)量大約為400kg，單腳掌面積約為250cm2，駱駝行走時(shí)始終有三只腳掌著地.請(qǐng)判斷圖中的駱駝和牽駝人在沙漠上行走時(shí)留下的腳印哪個(gè)更深？

評(píng)析：此題情境與問題的融合指數(shù)高，且條件中沒有明確告知“人的質(zhì)量和腳底面積”，也未明確要求出哪一個(gè)物理量，所以問題開放度大.解答時(shí)，首先要理解為什么比較腳印的深淺，實(shí)質(zhì)上就是比較壓強(qiáng)，這種理解是物理知識(shí)內(nèi)化成為科學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn)，然后估測(cè)人的質(zhì)量和腳的面積，再選擇合適方法進(jìn)行判斷.試題立意考查學(xué)生將生活問題轉(zhuǎn)化為物理問題，建立物理模型，提高學(xué)生利用物理知識(shí)分析、解決問題的能力.

1.2 基于解答過程的解題規(guī)范

解題過程是對(duì)題目進(jìn)行分析、綜合、尋求解題思路和方法的過程.其中分析最重要，是審題時(shí)的自我意識(shí)和自我評(píng)估，明確試題所包含的要素、各要素之間的聯(lián)系、解題思路與方法;而規(guī)范的解答過程則能夠幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)會(huì)用物理的語(yǔ)言清晰表達(dá)，提高思維縝密性.因此，在學(xué)習(xí)過程中要利用好例題教學(xué)的示范作用，強(qiáng)化解題的規(guī)范指導(dǎo).

對(duì)三個(gè)版本教材中例題解答模式的梳理，發(fā)現(xiàn)解題過程中的規(guī)范要求共有四種模式.

模式1： 已知—求—解—答.

模式2： 解—答.

模式3： 分析—解—答.

模式4： 分析—解—答—反思.

1.3 基于思路方法的拓展延伸

解題后的拓展延伸是對(duì)例題教學(xué)資源的再挖掘，是提高例題教學(xué)效果和培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力行之有效的方法.通常拓展延伸的內(nèi)容有：旨在引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換角度解決問題，拓寬學(xué)生思維視角的解法指導(dǎo);旨在通過提出一些適切的問題，升華對(duì)物理概念、規(guī)律的理解，有助于提高學(xué)生思考科學(xué)思維水平的問題;旨在解題過程中，進(jìn)一步感悟、提煉思想方法，滲透遷移解決新問題的方法等等.如蘇科版八年級(jí)上冊(cè)114頁(yè)（第五章第3節(jié)：直線運(yùn)動(dòng)）的例題后的反思.

反思：（1）物理公式不僅反映了各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也反映了它們之間單位關(guān)系，我們可否通過單位運(yùn)算來檢驗(yàn)解題的過程？（2）本題是否還有其他的解法？它與上述解法有何不同？（3）如果是一輛小轎車通過很長(zhǎng)的隧道，是否有必要考慮轎車的長(zhǎng)度？

評(píng)析：反思（1）通過尋找解決問題的其他途徑，發(fā)散學(xué)生思維，為后面檢驗(yàn)其他的計(jì)算問題提供思路;反思（2）總結(jié)歸納解題方法，幫助學(xué)生獲得解決問題的“漁”，達(dá)到“做一題通一類”的目的;反思（3）提出對(duì)實(shí)際問題怎么解決的策略，體現(xiàn)忽略次要因素，抓住主要因素的建模思想，將會(huì)對(duì)以后的學(xué)習(xí)起到事半功倍的效果.

2 三種教材的對(duì)比研究

2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見表1）

2.2 數(shù)據(jù)分析

知識(shí)內(nèi)化方面：人教版和滬科版?zhèn)戎赜凇爸R(shí)鞏固”，分別占比73.3%、60%;蘇科版的“鞏固應(yīng)用”類型的例題略多，占比53.3%;三種版本教材對(duì)于“側(cè)重應(yīng)用”類型例題涉及不多，尤其是蘇科版教材幾乎沒有.

解題規(guī)范方面：滬科版的解題模式相對(duì)單一，僅有“模式一”，人教版的解題模式主要是“模式二”，這種相對(duì)固定的解題模式可以幫助學(xué)生固化物理解題的規(guī)范性步驟;蘇科版比較注重培養(yǎng)學(xué)生解題過程中的分析與反思素養(yǎng)，解題模式主要是“模式三、四”，未采用“模式一”.

拓展延伸方面：人教版?zhèn)戎赜凇胺椒B透”，滬科版的拓展延伸只涉及到“問題思考”，而蘇科版注重“解法指導(dǎo)”和“問題思考”，但“方法滲透”不多，且有些例題后沒有設(shè)置拓展延伸.

3 對(duì)蘇科版教材例題設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

基于對(duì)三種教材例題功能特點(diǎn)的對(duì)比研究，筆者認(rèn)為，在課程素養(yǎng)立意背景下，蘇科版初中物理教材的例題部分再修訂時(shí)，應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面.

3.1 增加生活中的實(shí)際問題，提高實(shí)踐意識(shí)和能力

教材中適當(dāng)增加一些生活中的真實(shí)問題，有助于學(xué)生用物理的眼光去分析和解決問題，在學(xué)以致用中增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)和能力，感悟?qū)W科魅力，滲透物理育人的學(xué)科價(jià)值.比如蘇科版八年級(jí)上冊(cè)114頁(yè)（第五章第3節(jié)：直線運(yùn)動(dòng)）的例題可做這樣的調(diào)整.

原題：一列長(zhǎng)為360 m的火車勻速駛過長(zhǎng)1800 m的隧道，測(cè)得火車完全通過隧道需要72 s，求：（1）火車運(yùn)行的速度;（2）火車全部在隧道內(nèi)運(yùn)行的時(shí)間.

改造：京滬鐵路全長(zhǎng)約1300 km，小明打算早上7∶00乘坐長(zhǎng)為210 m的列車從上海至北京游玩，途中完全通過長(zhǎng)為9240 m的大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋，用時(shí)135 s，求：列車通過大橋的速度;若鐵路全程的平均速度為260 km/h，則小明幾點(diǎn)能到達(dá)北京站？

評(píng)析：原題中情境簡(jiǎn)單，生活味道不濃，且兩問設(shè)置在解題思路與方法上重復(fù).改編后學(xué)生需在真實(shí)的情境中，明晰研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過程，構(gòu)建運(yùn)動(dòng)模型.雖然初中物理不提“質(zhì)點(diǎn)”的模型，但討論實(shí)際運(yùn)動(dòng)物體的大小相對(duì)于運(yùn)動(dòng)距離長(zhǎng)短的問題不可避免，因此，在例題編寫時(shí)，多設(shè)計(jì)將物理知識(shí)融入生活現(xiàn)象的原始問題，幫助學(xué)生獲得在情境中解決物理問題的經(jīng)驗(yàn)，提升把情境與知識(shí)相關(guān)聯(lián)的意識(shí)和水平.

3.2 增加例題的解答模式，強(qiáng)化例題示范引領(lǐng)功能

不同的解答模式，需要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平、特點(diǎn)加以選用，不應(yīng)千篇一律.學(xué)生解題時(shí)，分析的一般心理過程如圖2所示.對(duì)于剛接觸物理的學(xué)生而言，模式一“已知—求—解—答”是比較適切的解題范式，整理題中的已知量、隱含量以及待求量的過程，就是學(xué)生分析的過程，這是形成良好審題習(xí)慣的有效路徑;而在初學(xué)電學(xué)時(shí)，因?yàn)樯婕暗奈锢砹慷?，且不同的用電器、同一用電器在不同時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的物理量都有可能不一樣，因此例題應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將題中的物理語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成等效電路，并在電路圖上標(biāo)注相應(yīng)的已知、未知、待求量，這樣，對(duì)于剛接觸電學(xué)計(jì)算的學(xué)生而言，更容易理清各物理量之間的關(guān)系，這樣的分析習(xí)慣為后續(xù)電功、電功率復(fù)雜計(jì)算問題的解決奠定基礎(chǔ).

3.3 增加查閱資料解答的例題，滲透信息素養(yǎng)教育

培養(yǎng)學(xué)生對(duì)各種信息的檢索、甄別、提取等能力，是信息化時(shí)代物理教育的重要任務(wù)，因此，教材中適當(dāng)增加需要查閱資料解答的例題，以全面發(fā)展學(xué)生，適應(yīng)時(shí)代要求.如，在“機(jī)械能和內(nèi)能”一章可增加這樣的例題：

某市質(zhì)監(jiān)局對(duì)“天虹”液化石油氣站銷售的瓶裝燃?xì)膺M(jìn)行檢測(cè)：將質(zhì)量為100 kg、初始溫度為31℃的水裝入容器內(nèi)，用高效爐灶燃燒瓶?jī)?nèi)燃?xì)饧訜崛萜髦械乃敝?00℃恰好沸騰，瓶?jī)?nèi)燃?xì)庀牧?.84 kg.通過高效爐灶，水能吸收燃?xì)馔耆紵尫艧崃康?5%.已知水的比熱容為c水=4.2×103J/（kg·℃），問：該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣，有無摻混價(jià)格低廉的二甲醚？

評(píng)析： 解答此題，需要學(xué)生上網(wǎng)或通過其他途徑查閱資料，獲取解題需要的信息，推理出利用“熱值”而不是“密度”等其他特性，來判斷瓶裝石油液化氣是否摻混二甲醚.試題立意除了深化對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解外，也培養(yǎng)學(xué)生信息獲取能力，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，辨析虛假信息、鑒別偽劣產(chǎn)品的意識(shí).

3.4 增加例題的拓展延伸，培養(yǎng)反思意識(shí)和習(xí)慣

反思不僅有助于教師根據(jù)學(xué)情自主發(fā)揮，選擇適當(dāng)?shù)脑掝}進(jìn)行延伸教學(xué)，更有利于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行自我反思與評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展物理課程素養(yǎng)，但教材中還有5道例題未設(shè)置反思環(huán)節(jié)，筆者認(rèn)為對(duì)這5道例題也應(yīng)有“反思”，內(nèi)容不僅限于前述的三個(gè)方面，可圍繞例題的解答過程，聚焦學(xué)習(xí)生長(zhǎng)點(diǎn)，多角度挖掘，充分發(fā)揮例題的價(jià)值.如，九年級(jí)上冊(cè)第6頁(yè)（第十一章第1節(jié)：杠桿）中的例題.

反思：為什么在稱象前，要調(diào)節(jié)掛有鐵籠的槽鋼在水平位置平衡？

評(píng)析：反思的問題是對(duì)“探究杠桿平衡條件”實(shí)驗(yàn)中，“消除杠桿自重對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響”這一步驟的鞏固與遷移，以此檢驗(yàn)學(xué)生是否真正理解實(shí)驗(yàn)的這一要求.這一反思也為如何在筆試條件下考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，提供了很好的思?

以上本文站在學(xué)科素養(yǎng)的角度，從對(duì)教材例題功能特點(diǎn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)蘇科版初中物理教材例題設(shè)計(jì)的優(yōu)化，提出個(gè)人的一些拙見，供編者參考，以期在實(shí)施新的課程標(biāo)準(zhǔn)背景下，蘇科版初中物理教材的例題設(shè)計(jì)更具特色，更契合課程素養(yǎng)目標(biāo)的時(shí)代要求.

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（收稿日期：2021-02-22）