中美初中物理教科書(shū)中情境設(shè)置的比較
——以“壓強(qiáng)”內(nèi)容為例

董博清 彭前程

（1.河北師范大學(xué)教育學(xué)院，河北 石家莊 050024；2.人民教育出版社課程教材研究所，北京 100081）

近年來(lái)，許多國(guó)家及國(guó)際組織開(kāi)展了核心素養(yǎng)的研究，我國(guó)2014年也開(kāi)始了以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為主要目標(biāo)的課程改革.通過(guò)比較不同國(guó)家的課程設(shè)置，可見(jiàn)世界各國(guó)均將情境化設(shè)計(jì)理念作為課程落實(shí)核心素養(yǎng)的共同手段.教科書(shū)作為連接理想課程與現(xiàn)實(shí)課程的重要媒介，其情境設(shè)計(jì)的質(zhì)量將直接關(guān)系到學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng).物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，物理核心素養(yǎng)的發(fā)展呼吁基于核心素養(yǎng)的教科書(shū)編寫(xiě)，要求教科書(shū)要?jiǎng)?chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)關(guān)聯(lián)緊密的情境.本文旨在分析與比較我國(guó)與美國(guó)初中物理教科書(shū)中情境的設(shè)置情況，以期為落實(shí)核心素養(yǎng)的教科書(shū)編寫(xiě)及課程改革提供參考.

1 物理教科書(shū)中情境的內(nèi)涵與類(lèi)型

1.1 物理教科書(shū)中情境的內(nèi)涵

情境反映個(gè)體行為與現(xiàn)實(shí)環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系.從認(rèn)知的角度來(lái)講，情境可以被看作是一種來(lái)源于現(xiàn)實(shí)世界的信息載體，呈現(xiàn)了個(gè)體認(rèn)知活動(dòng)的信息來(lái)源.從學(xué)生角度來(lái)講，情境可以被視為學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)、發(fā)生學(xué)習(xí)行為的背景或環(huán)境.情境理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)是個(gè)體參與實(shí)踐活動(dòng)，與他人、社會(huì)等相互作用的過(guò)程.［1］在物理教科書(shū)中，情境指呈現(xiàn)給學(xué)生任務(wù)或問(wèn)題的相關(guān)信息.這些相關(guān)信息能夠使學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)、產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為，包括幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)任務(wù)或問(wèn)題的文字說(shuō)明、插圖材料、相關(guān)事件、所處環(huán)境等.簡(jiǎn)言之，物理教科書(shū)中的情境指教科書(shū)中任務(wù)或問(wèn)題所處的現(xiàn)實(shí)環(huán)境及背景信息.

1.2 物理教科書(shū)中情境的類(lèi)型

物理學(xué)是一門(mén)與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題聯(lián)系緊密的學(xué)科，不論物理概念、規(guī)律或定理，都有其產(chǎn)生的現(xiàn)實(shí)背景.本文將重點(diǎn)關(guān)注物理教科書(shū)正文中設(shè)置任務(wù)或問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)背景及其對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的作用與影響.為此，筆者從情境與學(xué)生生活聯(lián)系的遠(yuǎn)近程度出發(fā)，參考PISA2012測(cè)試中對(duì)于數(shù)學(xué)情境和科學(xué)情境類(lèi)型的劃分，［2］將物理教科書(shū)中的情境分為學(xué)生的日常生活情境、職業(yè)生活情境、社會(huì)生活情境和科學(xué)生活情境，具體類(lèi)別和內(nèi)容見(jiàn)表1.

表1 初中物理教科書(shū)中情境的類(lèi)型

2 物理教科書(shū)中情境分析的設(shè)計(jì)

2.1 中國(guó)和美國(guó)教科書(shū)的選取

我國(guó)教科書(shū)選取2012年人民教育出版社出版的《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)·物理》，是經(jīng)全國(guó)中小學(xué)教材審定委員會(huì)審查通過(guò)、使用最廣的初中物理教科書(shū).美國(guó)教科書(shū)選取2013年浙江教育出版社出版的初中綜合科學(xué)教科書(shū)《科學(xué)探索者》，是美國(guó)中學(xué)普遍選用的綜合理科教科書(shū)，也是一套研究性的學(xué)習(xí)教科書(shū).

2.2 教科書(shū)中情境分析的維度

本文主要從情境類(lèi)型和情境作用兩個(gè)維度來(lái)分析物理教科書(shū)中的情境.情境的作用主要從情境的生活性、適切性、應(yīng)用性等方面來(lái)分析（見(jiàn)表2）.首先，學(xué)生熟悉的情境能夠連接學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生提供思維場(chǎng)所，激發(fā)物理學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).其次，與學(xué)生認(rèn)知相適宜的情境能夠激發(fā)大腦中與情境相關(guān)的概念，引發(fā)學(xué)生對(duì)于問(wèn)題或知識(shí)的理解與建構(gòu).再次，與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題相關(guān)的情境，可以為學(xué)生提供應(yīng)用物理知識(shí)和技能的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生真切感受到物理之于現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用價(jià)值.

表2 初中物理教科書(shū)中情境作用分析維度

2.3 教科書(shū)中情境分析的具體思路

基于教科書(shū)文本，首先整體分析中美兩國(guó)初中物理教科書(shū)中壓強(qiáng)的內(nèi)容結(jié)構(gòu).然后，具體分析兩個(gè)國(guó)家教科書(shū)壓強(qiáng)內(nèi)容每一部分具體情境的內(nèi)容及含義，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知，總結(jié)教科書(shū)中不同類(lèi)型情境及其不同特性對(duì)物理學(xué)習(xí)的作用.最后，比較中美教科書(shū)中情境設(shè)置情況，提出教科書(shū)編寫(xiě)建議.

3 我國(guó)初中物理教科書(shū)壓強(qiáng)內(nèi)容中情境設(shè)置情況

我國(guó)教科書(shū)中壓強(qiáng)部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)鏈為：壓強(qiáng)→液體壓強(qiáng)→大氣壓強(qiáng)→流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.本文分別分析了每一部分內(nèi)容所設(shè)置的情境，結(jié)果如下.

3.1 壓強(qiáng)部分設(shè)置的情境

這部分主要通過(guò)日常生活和社會(huì)生活中的情境，讓學(xué)生理解壓強(qiáng)概念及其實(shí)際應(yīng)用.第1個(gè)情境，重力差不多的兩個(gè)人在茫茫白雪中，一個(gè)深陷一個(gè)卻沒(méi)有.第2個(gè)情境，小小蚊子將皮膚刺破、重重駱駝卻不會(huì)陷入沙漠.第1個(gè)情境讓學(xué)生關(guān)注壓力相當(dāng)時(shí)，受力面積對(duì)壓力作用效果的影響；第2個(gè)情境讓學(xué)生對(duì)比壓力和受力面積都不同時(shí)壓力的作用效果.通過(guò)情境設(shè)置，自然而然引發(fā)學(xué)生思考?jí)毫ψ饔眯Чc壓力、受力面積之間的關(guān)系.

關(guān)于壓力作用效果與受力面積是否相關(guān)，學(xué)生缺乏感性經(jīng)驗(yàn).教科書(shū)設(shè)置常見(jiàn)的雪景、蚊子、沙漠情境，讓學(xué)生在熟悉現(xiàn)象中感知壓力作用效果.情境設(shè)置貼合學(xué)生認(rèn)知，能夠幫助學(xué)生理解.之后，教科書(shū)設(shè)置探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生運(yùn)用控制變量法，探索壓力作用效果與壓力和受力面積之間的關(guān)系.為了比較壓力作用效果，教科書(shū)引入壓強(qiáng)概念.如此設(shè)計(jì)讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到壓強(qiáng)概念引入是出于對(duì)自然現(xiàn)象認(rèn)識(shí)的需要，進(jìn)而感受物理與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系.

緊接著，教科書(shū)設(shè)置社會(huì)生活中改變壓強(qiáng)大小的情境，包括不使拖拉機(jī)陷進(jìn)土里，將圖釘按進(jìn)墻里等.然后，教科書(shū)從生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)的情境現(xiàn)象出發(fā)，讓學(xué)生運(yùn)用壓強(qiáng)概念，解釋推土機(jī)鏟刃、篆刻刀刀口鋒利、破窗錘做成錐形、鐵軌下面放枕木等現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.重點(diǎn)分析了貨車(chē)超載重量的限制，鍛煉學(xué)生應(yīng)用壓強(qiáng)概念解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的意識(shí)和能力.

3.2 液體壓強(qiáng)部分設(shè)置的情境

液體內(nèi)部存在壓強(qiáng)嗎？教科書(shū)設(shè)置家庭生活中與之相關(guān)的情境，讓學(xué)生通過(guò)觀(guān)察液體對(duì)物體產(chǎn)生的作用效果，感知液體壓強(qiáng).洗菜池裝滿(mǎn)水，要提起橡皮塞比較費(fèi)力.此情境展現(xiàn)了水對(duì)橡皮塞強(qiáng)大的壓強(qiáng)作用.情境的設(shè)計(jì)是在壓強(qiáng)概念學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)液體壓力作用效果的分析與觀(guān)察，印證液體壓強(qiáng)的存在，能夠促進(jìn)學(xué)生理解內(nèi)容、建構(gòu)知識(shí).

液體內(nèi)部不同方向均有壓強(qiáng)嗎？通過(guò)對(duì)社會(huì)生活中噴泉現(xiàn)象分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)水向上有壓強(qiáng).之后，教科書(shū)陳述觀(guān)點(diǎn)：液體具有流動(dòng)性，液體向各個(gè)方向都有壓強(qiáng).接著，介紹測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)儀器的工作原理，并讓學(xué)生運(yùn)用儀器測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)，歸納液體壓強(qiáng)大小的特點(diǎn).進(jìn)一步通過(guò)“平面”模型的建立與分析，推導(dǎo)液體壓強(qiáng)公式.但是，儀器和模型分析較為抽象，學(xué)生不容易想象和思考.

然后，教科書(shū)引導(dǎo)學(xué)生比較潛水員在大海不同深處工作時(shí)所受壓強(qiáng)；分析潛艇的工作特點(diǎn)；通過(guò)生活和科學(xué)中連通器的原理分析及運(yùn)用，包括鍋爐、三峽船閘等，讓學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)認(rèn)識(shí)、理解并解釋現(xiàn)象.但是，科學(xué)情境船閘與學(xué)生生活較遠(yuǎn)，增加了學(xué)習(xí)的陌生感.另外，潛艇和船閘的分析較為專(zhuān)業(yè)，這對(duì)于初學(xué)液體壓強(qiáng)的學(xué)生來(lái)講比較困難.

3.3 大氣壓強(qiáng)部分設(shè)置的情境

教科書(shū)設(shè)置日常生活中的情境實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生分析大氣壓強(qiáng)在其中發(fā)揮的作用，感受大氣壓強(qiáng)的存在.例如，如果在廚房中掛廚具的塑料吸盤(pán)上戳個(gè)小孔，吸盤(pán)便不能貼在光滑的墻上.如果把懸空倒置的塑料管上端跟大氣相通，水就不能留在管中.這部分的情境緊緊圍繞學(xué)生日常體驗(yàn)，趣味性強(qiáng)，且學(xué)生比較熟悉、容易操作，能夠激發(fā)探究與思考的欲望.

大氣壓到底有多大？教科書(shū)設(shè)置托里拆利實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)測(cè)量大氣壓的原理.緊接著，讓學(xué)生自制氣壓計(jì)，感受大氣壓在不同高度的變化特點(diǎn).之后，設(shè)置科學(xué)和職業(yè)情境，通過(guò)珠穆朗瑪峰大氣壓燃燒困難、研發(fā)高科技實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)火炬在海拔地區(qū)傳遞，戰(zhàn)士在青藏高原地區(qū)只能用壓力鍋?zhàn)鲲垼钊匠樗畽C(jī)工作原理的分析等，讓學(xué)生理解科學(xué)世界中大氣壓應(yīng)用.但是，科學(xué)情境與日常生活較遠(yuǎn)，學(xué)生不熟悉、不易理解.

3.4 流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系部分設(shè)置的情境

流動(dòng)氣體的壓強(qiáng)有什么特點(diǎn)？教科書(shū)通過(guò)日常生活中的操作，讓學(xué)生歸納流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系.學(xué)生口吹硬幣，使其跳躍前面的木塊；向自由下垂的兩張紙中間吹氣，兩張紙貼合.這些情境實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象直觀(guān)、生動(dòng)有趣，能夠吸引學(xué)生注意力，激起學(xué)生操作意愿，啟發(fā)學(xué)生猜想原因并進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證.

之后，設(shè)置飛機(jī)升力產(chǎn)生原因的分析、運(yùn)用傳感器研究氣體流速與壓強(qiáng)關(guān)系的拓展性實(shí)驗(yàn)，在于進(jìn)一步讓學(xué)生認(rèn)識(shí)物理知識(shí)對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的價(jià)值.但是，機(jī)翼模型的分析需要學(xué)生理解流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，并能夠運(yùn)用推理與論證思維進(jìn)行解釋?zhuān)瑢?duì)學(xué)生要求較高.傳感器分析比較專(zhuān)業(yè)，學(xué)生理解有難度.總體來(lái)看，壓強(qiáng)部分設(shè)置情境見(jiàn)表3.

表3 中國(guó)物理教科書(shū)中壓強(qiáng)內(nèi)容的情境

4 美國(guó)初中物理教科書(shū)壓強(qiáng)內(nèi)容中情境設(shè)置情況

美國(guó)教科書(shū)中壓強(qiáng)部分的知識(shí)結(jié)構(gòu)鏈為：什么是壓強(qiáng)→流體壓強(qiáng)→流體壓強(qiáng)的變化→流體壓強(qiáng)的傳遞→運(yùn)動(dòng)流體壓強(qiáng)的變化特點(diǎn).本文逐一分析了美國(guó)教科書(shū)中壓強(qiáng)各部分所設(shè)置的情境.

4.1 壓強(qiáng)概念部分設(shè)置的情境

美國(guó)教科書(shū)在“什么是壓強(qiáng)”部分主要設(shè)置了與日常生活密切聯(lián)系的情境，讓學(xué)生思考生活中的大氣壓?jiǎn)栴}.第1個(gè)情境，對(duì)比兩種情況下能否將空瓶子里的氣球吹起來(lái).直接將嵌入空水瓶的氣球吹起來(lái)；在瓶口與氣球之間插入一根吸管后，再將氣球吹起來(lái).通過(guò)兩種情況下學(xué)生感受的對(duì)比，讓學(xué)生體驗(yàn)大氣壓的存在.

第2個(gè)情境，教科書(shū)讓學(xué)生對(duì)比人和麻雀為什么在厚厚積雪中留下的痕跡不同.為了和小鳥(niǎo)一樣站在雪地上而不下沉，可以怎么做？雖然不能擁有小鳥(niǎo)一樣的體重，但可以改變受力面積.情境的設(shè)計(jì)不僅僅停留于學(xué)生感知人和麻雀對(duì)雪地產(chǎn)生的作用不同，還引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考如何使得人和麻雀產(chǎn)生相同作用效果，逐步分析壓力、受力面積和壓強(qiáng)的關(guān)系.情境與問(wèn)題融合，讓學(xué)生在熟悉、真實(shí)的場(chǎng)景中理解概念、解決問(wèn)題.

4.2 流體壓強(qiáng)及其變化部分設(shè)置的情境

第1個(gè)情境，地球周?chē)h(huán)繞著厚厚的流體，叫作空氣，也就是組成地球大氣層的混合氣體，由于受到引力作用而產(chǎn)生重力，擠壓著地球上的一切物體，產(chǎn)生氣壓或大氣壓.第2個(gè)情境，作用在手掌的壓強(qiáng)如何被平衡？教科書(shū)設(shè)置與學(xué)生息息相關(guān)的情境，讓學(xué)生分析大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生原因、大氣壓強(qiáng)對(duì)身體器官的影響.地球是學(xué)生生活的家園、器官是學(xué)生身體的一部分，分析其中的大氣壓?jiǎn)栴}，可以讓學(xué)生感受到物理與生活的緊密聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī).

隨后，教科書(shū)引入不同情境，讓學(xué)生分析流體壓強(qiáng)變化的特點(diǎn).為什么乘坐的電梯上升時(shí)耳邊會(huì)啪啪作響？為什么飛機(jī)會(huì)有密閉艙？潛水員潛入海洋10 m處工作所受水壓約為海平面大氣壓的10倍；潛水器和吞噬鰻在海平面下2500 m所受水壓是大氣壓的250倍.液體壓強(qiáng)不易被學(xué)生感知，教科書(shū)用文字描述了液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因，并在以上情境分析的同時(shí)繪制圖畫(huà)，且每個(gè)圖畫(huà)旁都附有文字說(shuō)明.情境和圖畫(huà)設(shè)計(jì)增強(qiáng)了教科書(shū)可讀性，縮小了物理知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界的距離，可以幫助學(xué)生理解流體壓強(qiáng)隨高度和深度改變而變化的特點(diǎn).

4.3 流體壓強(qiáng)傳遞部分設(shè)置的情境

教科書(shū)設(shè)置相似情境，讓學(xué)生感受流動(dòng)液體壓強(qiáng)的變化.讓學(xué)生分別用左右手?jǐn)D壓裝滿(mǎn)水且密閉的瓶子，感受瓶子中液體壓強(qiáng)變化.分析與裝滿(mǎn)水的瓶子類(lèi)似的科學(xué)情境.水族館海星的身體中有一個(gè)維管系統(tǒng)，管內(nèi)充滿(mǎn)了水，水在管內(nèi)流動(dòng)便產(chǎn)生使海星移動(dòng)的壓強(qiáng).海星的維管系統(tǒng)和裝滿(mǎn)水的瓶子都是密閉的，改變密閉容器上任何一個(gè)位置的壓強(qiáng)，它就會(huì)在整個(gè)容器中傳遞，且流體各部分壓強(qiáng)將發(fā)生相同改變，這就是帕斯卡定律.

關(guān)于流動(dòng)液體壓強(qiáng)的傳遞，學(xué)生沒(méi)有足夠的生活經(jīng)驗(yàn).教科書(shū)設(shè)置易觀(guān)察的情境，連接學(xué)生日常體驗(yàn)和物理規(guī)律學(xué)習(xí)，能夠幫助學(xué)生形成液體壓強(qiáng)傳遞特點(diǎn)的感性認(rèn)知.之后，闡釋液壓機(jī)中液壓系統(tǒng)的工作原理，鞏固學(xué)生對(duì)帕斯卡定律的認(rèn)識(shí).接著，分析液壓千斤頂、裝卸車(chē)、反鏟裝載機(jī)等公共交通中的液壓系統(tǒng)及工作原理，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)帕斯卡定律在公共社會(huì)生活中的應(yīng)用.但是，機(jī)械設(shè)備情境設(shè)置與學(xué)生個(gè)體生活較遠(yuǎn)，學(xué)生理解較為困難.

4.4 運(yùn)動(dòng)流體壓強(qiáng)部分設(shè)置的情境

教科書(shū)設(shè)置日常生活中容易操作的情境活動(dòng)，吸引學(xué)生注意力，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手欲望，進(jìn)而讓學(xué)生思考與認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)流體壓強(qiáng)隨流速變化的特點(diǎn).首先，讓學(xué)生從自然下垂的紙的頂端向下吹氣，觀(guān)察紙的底端有哪些變化，思考紙張哪一端受到壓強(qiáng)較小.讓學(xué)生解釋飲料被吸入口的過(guò)程中壓強(qiáng)的變化；在兩個(gè)易拉罐中間快速吹氣，觀(guān)察易拉罐的運(yùn)動(dòng).

之后，讓學(xué)生思考萊特兄弟制造世界上第一架飛機(jī)的飛行原理是什么？怎樣運(yùn)用這些原理解釋大型噴氣客機(jī)的飛行？科學(xué)情境的設(shè)置讓學(xué)生認(rèn)識(shí)飛機(jī)產(chǎn)生的歷史，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.之后，教科書(shū)呈現(xiàn)伯努利定律.接著，設(shè)置社會(huì)生活情境，包括飛機(jī)升力產(chǎn)生、煙囪里煙霧總是上升等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)生活中的伯努利定律.教科書(shū)以文字和示意圖相結(jié)合的方式，幫助學(xué)生感受物理知識(shí)對(duì)于認(rèn)識(shí)世界的意義.總體來(lái)看，美國(guó)教科書(shū)壓強(qiáng)部分設(shè)置的情境見(jiàn)表4.

表4 美國(guó)物理教科書(shū)中壓強(qiáng)內(nèi)容中的情境

續(xù)表

5 中美初中物理教科書(shū)中情境設(shè)置的比較分析與編寫(xiě)啟示

總體來(lái)看，我國(guó)和美國(guó)教科書(shū)都設(shè)置了不同類(lèi)型的生活情境，情境數(shù)量也相當(dāng).但是，壓強(qiáng)內(nèi)容設(shè)置略有不同，情境內(nèi)容和作用也有差異.綜合比較，得出教材編寫(xiě)的幾點(diǎn)啟示.

5.1 加強(qiáng)情境與日常生活的關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生建立物理學(xué)習(xí)活動(dòng)

從與學(xué)生生活的遠(yuǎn)近程度來(lái)看，兩國(guó)教科書(shū)中日常生活情境數(shù)量最多，社會(huì)情境和科學(xué)情境次之，職業(yè)情境最少.具體來(lái)看，關(guān)于日常生活情境，中國(guó)教科書(shū)中有切菜、按圖釘、吹硬幣、吹紙張等；美國(guó)教科書(shū)中有空氣中的手掌、乘坐電梯、擠壓裝滿(mǎn)水的塑料瓶、吹紙張和易拉罐、喝飲料等.相比而言，美國(guó)教科書(shū)設(shè)置的日常情境是學(xué)生個(gè)體在平時(shí)生活中經(jīng)常操作的活動(dòng)，學(xué)生更易捕捉和體驗(yàn)，不僅讓學(xué)生感知現(xiàn)象，還讓學(xué)生思考并解決情境中的問(wèn)題，繼而呈現(xiàn)概念和規(guī)律內(nèi)容.中國(guó)教科書(shū)則是通過(guò)日常生活情境的分析，連接學(xué)生日常經(jīng)驗(yàn)，讓學(xué)生感知物理現(xiàn)象，為概念和規(guī)律的探究做準(zhǔn)備.

關(guān)于社會(huì)情境，兩國(guó)設(shè)置情境內(nèi)容及作用完全不同.中國(guó)教科書(shū)中田間耕作拖拉機(jī)、推土機(jī)、貨車(chē)超載、刀口鋒利等，在于分析社會(huì)生活中改變壓強(qiáng)大小的方法，鞏固學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)概念的理解和應(yīng)用.美國(guó)教科書(shū)設(shè)置重型機(jī)械設(shè)備利用液壓系統(tǒng)工作、大卡車(chē)?yán)靡簤合到y(tǒng)剎車(chē)的情境現(xiàn)象，在于讓學(xué)生認(rèn)識(shí)流體壓強(qiáng)傳遞在社會(huì)生活中的應(yīng)用，但與日常生活較遠(yuǎn).關(guān)于科學(xué)情境，兩國(guó)設(shè)置的機(jī)器構(gòu)成及工作原理，學(xué)生不熟悉，也沒(méi)有日常經(jīng)驗(yàn)做基礎(chǔ).關(guān)于職業(yè)情境，兩國(guó)設(shè)置內(nèi)容相似、數(shù)量都最少，沒(méi)有展現(xiàn)與物理學(xué)習(xí)相關(guān)的更多職業(yè).

總之，情境的生活性越強(qiáng)，學(xué)生越熟悉，就越能激發(fā)學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生建構(gòu)有意義的物理學(xué)習(xí)活動(dòng).首先，中國(guó)教科書(shū)需要選取與學(xué)生個(gè)體生活密切關(guān)聯(lián)的情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，關(guān)注學(xué)生對(duì)情境中物理現(xiàn)象的感知，也注重情境中問(wèn)題的分析與解決，在問(wèn)題解決中學(xué)習(xí)物理.再者，選取社會(huì)生活和科學(xué)生活中學(xué)生易接觸、易觀(guān)察的情境，縮小社會(huì)和科學(xué)生活與學(xué)生物理學(xué)習(xí)之間的距離，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣.最后，增加職業(yè)情境設(shè)置數(shù)量，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)物理專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與將來(lái)的職業(yè)選擇，增強(qiáng)學(xué)生物理學(xué)習(xí)的積極性.

5.2 增強(qiáng)教科書(shū)情境的適切性，幫助學(xué)生理解并建構(gòu)知識(shí)

從情境內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知的符合程度來(lái)看，兩國(guó)教科書(shū)設(shè)置的社會(huì)情境和科學(xué)情境存在較大差異.關(guān)于社會(huì)情境，美國(guó)教科書(shū)針對(duì)液體壓強(qiáng)傳遞設(shè)置，中國(guó)教科書(shū)主要圍繞大氣壓強(qiáng)設(shè)置，并沒(méi)有涉及液壓傳遞內(nèi)容.液體壓強(qiáng)的傳遞規(guī)律也就是帕斯卡定律是學(xué)生理解液體內(nèi)部有壓強(qiáng)、液體對(duì)容器有壓強(qiáng)、液體壓強(qiáng)向各個(gè)方向傳遞等內(nèi)容的基礎(chǔ).但是，關(guān)于液體流動(dòng)性使得液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生并無(wú)認(rèn)知也缺少日常生活經(jīng)驗(yàn).美國(guó)教科書(shū)通過(guò)社會(huì)公共生活情境的分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)流體壓強(qiáng)傳遞現(xiàn)象，進(jìn)而呈現(xiàn)帕斯卡定律及在社會(huì)生活中的運(yùn)用.比較而言，中國(guó)教科書(shū)可以充分考慮學(xué)生認(rèn)知邏輯，增加流體壓強(qiáng)傳遞的相關(guān)內(nèi)容，設(shè)置日常生活情境，幫助學(xué)生理解液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)及其實(shí)際應(yīng)用.

關(guān)于科學(xué)情境，美國(guó)教科書(shū)中設(shè)置地球周?chē)髿鈮旱姆治?、飛機(jī)設(shè)立密閉艙的原因分析、萊特兄弟制造第一架飛機(jī)飛行原理思考等，幫助學(xué)生分析大氣壓存在原因，認(rèn)識(shí)大氣壓和海拔高度的關(guān)系，理解伯努利定律.情境設(shè)置與學(xué)生所學(xué)物理規(guī)律相融合，幫助學(xué)生理解.中國(guó)教科書(shū)設(shè)置三峽船閘連通器原理、活塞式抽水機(jī)的工作原理、用傳感器研究氣體流速與壓強(qiáng)關(guān)系等，作為擴(kuò)展閱讀或擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)，專(zhuān)業(yè)性和抽象性較強(qiáng).對(duì)于壓強(qiáng)理解，很多學(xué)生感到困難，也缺乏相關(guān)生活體驗(yàn).為此，不宜設(shè)置較難的科學(xué)情境.為了增強(qiáng)情境的適切性，教科書(shū)需要考慮科學(xué)情境與所學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，充分關(guān)注學(xué)生的已有認(rèn)知，圍繞編寫(xiě)主題設(shè)置適當(dāng)難度的科學(xué)情境，幫助學(xué)生理解情境、建構(gòu)物理知識(shí).

5.3 加強(qiáng)教科書(shū)情境的應(yīng)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)同感

整體來(lái)看，美國(guó)教科書(shū)所設(shè)置的情境緊密?chē)@編寫(xiě)內(nèi)容，情境中問(wèn)題的分析和解決為內(nèi)容編寫(xiě)服務(wù)，可以幫助學(xué)生理解有關(guān)壓強(qiáng)的現(xiàn)象和問(wèn)題.之后，教科書(shū)呈現(xiàn)壓強(qiáng)的概念和規(guī)律.中國(guó)教科書(shū)首先設(shè)置情境，讓學(xué)生感知情境中的物理現(xiàn)象，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)或測(cè)量操作，讓學(xué)生通過(guò)探究，歸納概念、發(fā)現(xiàn)規(guī)律.接著，再設(shè)置情境，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)物理概念和規(guī)律，解釋情境現(xiàn)象、解決情境問(wèn)題.相比而言，美國(guó)教科書(shū)情境的應(yīng)用性體現(xiàn)于整個(gè)編寫(xiě)過(guò)程.中國(guó)教科書(shū)情境的應(yīng)用性在解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題部分體現(xiàn)得較為明顯.

物理學(xué)與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題緊密相連.素養(yǎng)是個(gè)人在現(xiàn)實(shí)情境中，調(diào)動(dòng)認(rèn)知與非認(rèn)知的心理資源，成功滿(mǎn)足復(fù)雜需要的能力.［3］核心素養(yǎng)是個(gè)體在面對(duì)復(fù)雜、不確定的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，能夠發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的綜合品質(zhì).［4］物理核心素養(yǎng)伴隨著情境中物理問(wèn)題的解決得以生成與實(shí)現(xiàn).物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要增強(qiáng)教科書(shū)情境之于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題解決的應(yīng)用性.同時(shí)，物理是一門(mén)應(yīng)用性非常強(qiáng)的學(xué)科，應(yīng)用物理知識(shí)、技能和思維解決自然世界和科學(xué)世界中的實(shí)際問(wèn)題，是學(xué)習(xí)物理最樸實(shí)的目的.我國(guó)教科書(shū)需要挖掘問(wèn)題情境之于科學(xué)世界的應(yīng)用性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)物理的價(jià)值，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的認(rèn)同感.