人教版初中物理新教材“問題”欄目情境分析與教學(xué)建議

摘 要 人教版初中物理新教材在每章節(jié)伊始新增設(shè)的“問題”欄目是本次教科書更新的特色與亮點(diǎn)，蘊(yùn)含著豐富的情境教學(xué)資源。研究發(fā)現(xiàn)，人教版初中物理新教材“問題”欄目的情境設(shè)置有如下特點(diǎn)：以真實(shí)情境激活生活經(jīng)驗(yàn)，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)動機(jī)；以劣構(gòu)情境驅(qū)動認(rèn)知沖突，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)發(fā)生；聚焦情境創(chuàng)設(shè)的素養(yǎng)立意，指向物理教學(xué)目標(biāo)達(dá)成；重視情境與問題的關(guān)聯(lián)性，提出引入探究的真問題。在應(yīng)用“問題”欄目進(jìn)行教學(xué)時(shí)，可通過科學(xué)準(zhǔn)確理解問題情境教學(xué)功能、以多模態(tài)資源豐盈問題情境形態(tài)、充分發(fā)揮素養(yǎng)導(dǎo)向情境育人價(jià)值三大維度最大限度發(fā)揮此欄目的教學(xué)意蘊(yùn)。

關(guān) 鍵 詞 物理教科書；核心素養(yǎng)；問題情境；初中物理教學(xué)

荊鵬.人教版初中物理新教材“問題”欄目情境分析與教學(xué)建議[J].教學(xué)與管理，2025（01）：49-52.

教科書在教學(xué)實(shí)施與課程標(biāo)準(zhǔn)之間發(fā)揮著重要的橋梁作用，是落實(shí)課程理念的關(guān)鍵載體，而情境作為物理教科書中重要的有機(jī)構(gòu)成，深刻影響著義務(wù)教育階段物理課程的教與學(xué)?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“《課標(biāo)》”）將“突出問題導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實(shí)踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)”作為本次課標(biāo)修訂的課程理念之一[1]，并在“教學(xué)建議”部分強(qiáng)調(diào)“突出問題教學(xué)”“倡導(dǎo)情境化教學(xué)”。緣于此，2024年人教版初中物理教科書（以下簡稱“新版教科書”）在每章節(jié)伊始設(shè)置了“問題”欄目，以引發(fā)學(xué)生在已有認(rèn)識基礎(chǔ)上繼續(xù)學(xué)習(xí)新的內(nèi)容的動機(jī)，指向發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)?！皢栴}”欄目情境的特征表現(xiàn)如何，在物理教學(xué)實(shí)踐中如何有效應(yīng)用，直接關(guān)涉教科書功能價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。研究選取新版教科書八年級上下冊“問題”欄目的情境為研究對象，以情境類型學(xué)為基礎(chǔ)構(gòu)建量化分析框架，從情境視角進(jìn)行分析并給出了該欄目的教學(xué)使用建議。

一、“問題”欄目的情境分析方法

1.研究的教科書樣本

研究選取新版教科書八年級上下冊兩本教科書進(jìn)行分析，原因有二。一是人教版教科書是當(dāng)前國內(nèi)使用最為廣泛的初中物理教科書；二是本次人教版物理教科書總體設(shè)計(jì)思想是讓學(xué)生帶著問題，邊思考、邊學(xué)習(xí)，重視通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問題情境，提出引入探究的問題[2]。八年級是學(xué)生正式開始物理課程的學(xué)段，這一階段通過問題情境激活學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)和核心素養(yǎng)發(fā)展具有重要現(xiàn)實(shí)意義。其中，上冊包含機(jī)械運(yùn)動、聲現(xiàn)象、物態(tài)變化、透鏡及其應(yīng)用、質(zhì)量與密度六章，下冊包含力、運(yùn)動和力、壓強(qiáng)、浮力、功和機(jī)械能、簡單機(jī)械六章，共計(jì)52節(jié)，涉及義務(wù)教育物理課程內(nèi)容框架的五個(gè)一級維度。除跨學(xué)科實(shí)踐部分章節(jié)外，均設(shè)有“問題”欄目，最終選定47節(jié)的“問題”欄目進(jìn)行情境分析。

2.分析維度的劃分與框架確定

情境類型學(xué)創(chuàng)始人羅日葉提出的情境類型的三大劃分維度，他認(rèn)為從辨別參數(shù)、內(nèi)容參數(shù)和裝扮參數(shù)3個(gè)維度可實(shí)現(xiàn)對情境的評價(jià)。其中，辨別參數(shù)是只需由情境的外部要素進(jìn)行描述的參數(shù)，其無需將情境的內(nèi)部因素納入考察范疇，換言之，是“以情境的外在特征為基礎(chǔ)對情境做出的定性判斷，而不涉及情境的解決問題”，譬如情境所在的學(xué)科領(lǐng)域、開放程度、所尋求的教學(xué)功能，或者其已知條件的性質(zhì)等；內(nèi)容參數(shù)則是獨(dú)立于情境呈現(xiàn)的方式，蘊(yùn)含著情境教學(xué)的關(guān)鍵要素，是解決問題情境所必需的知做技能和知存態(tài)度如所追求的目標(biāo)、使用的方法、問題的獨(dú)立性和解決的步驟等等；裝扮參數(shù)則涉及情境設(shè)計(jì)過程中被人為“裝扮過的”“教學(xué)論化的”情境，通過設(shè)置障礙和幫助，主要包含表現(xiàn)和情境的呈現(xiàn)有關(guān)的屏障與幫助的參數(shù)和情境激發(fā)動機(jī)的特征有關(guān)的參數(shù)兩部分[3]。

盡管情境類型學(xué)為設(shè)計(jì)和分析情境提供了一個(gè)框架指南，但這一框架的部分維度和指標(biāo)存在主觀性強(qiáng)和邊界模糊問題，且更傾向于職業(yè)發(fā)展。對此，羅日葉亦認(rèn)為，部分參數(shù)難以擺脫主觀判定，例如內(nèi)容參數(shù)中的“情境意味深長的特征”更多地存在于拋給學(xué)生的挑戰(zhàn)里[4]，不易把握這一與學(xué)生認(rèn)知圖式和先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)有密切關(guān)聯(lián)的特征。因此，為了提升分析框架的有效性和適用性，需對“情境類型學(xué)”框架進(jìn)行修訂與優(yōu)化，依據(jù)《課標(biāo)》、初中階段學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特征以及現(xiàn)有的相關(guān)研究，對“情境類型學(xué)”框架進(jìn)行整合重復(fù)條目、精簡冗余內(nèi)容等修訂與優(yōu)化，強(qiáng)化框架的針對性，進(jìn)而提升分析框架的信效度。例如，將“所追求的目標(biāo)”“被運(yùn)用的知識、知做技能和知存態(tài)度”這兩個(gè)維度及其子維度，取代為《課標(biāo)》提出的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。初擬框架確定后，邀請3位研究人員依據(jù)其進(jìn)行編碼測試，對集中出現(xiàn)問題的指標(biāo)維度參考研究人員的建議進(jìn)行進(jìn)一步修訂，得出本研究分析框架（見表1）。

3.分析方式說明

為提升編碼的科學(xué)性、客觀性和可操作性，先使用2章此欄目內(nèi)容對參與編碼的3位研究人員進(jìn)行培訓(xùn)。在正式分析階段，遵循以下三個(gè)原則。一是明確性原則。編碼嚴(yán)格按照分析框架進(jìn)行，通過詳細(xì)地定義每一個(gè)編碼類別，包括其內(nèi)涵、外延以及與其他類別的區(qū)別，以便減少主觀判斷的空間。如“開放等級”這一維度中的三個(gè)選項(xiàng)具有明確的辨別標(biāo)準(zhǔn)，開放（D1）的情境擁有若干解決方案，這些方案理論上彼此價(jià)值相當(dāng)，半開放（D2）的情境則是所有條件都給出或者解決方案是唯一的，封閉（D3）的則是在情境表述中呈現(xiàn)全部的條件信息、解決方案是唯一的。二是一致性原則。在整個(gè)分析過程中，編碼標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)保持一致，即對于同一分析材料，采用相同編碼方式，并且在遇到不明確的情況時(shí)能夠及時(shí)溝通以達(dá)成共識。例如，若情境在二級維度中有多個(gè)特征表現(xiàn)，則在選項(xiàng)中均將其編碼計(jì)入。如“透鏡”一節(jié)“問題”欄目內(nèi)容為“用照相機(jī)拍照，可以把瞬間的情景留作永恒的記憶；用投影儀投影，可以使教室里的同學(xué)看到放大的圖片；用顯微鏡觀察，可以讓化驗(yàn)室的醫(yī)生看見血液中的各種細(xì)胞……這些儀器共同的主要光學(xué)元件是什么，它們對光有什么作用”。這里的情境既包含物理學(xué)科領(lǐng)域，同時(shí)又涉及生物等多學(xué)科內(nèi)容，在確定情境學(xué)科領(lǐng)域時(shí)，在物理學(xué)科（C1）和跨學(xué)科（C2）均計(jì)入相應(yīng)的情境次數(shù)。三是全面性原則。編碼系統(tǒng)需要覆蓋研究對象的所有可能情況，倘若“問題”欄目圍繞某一情境設(shè)計(jì)了多個(gè)問題，則在相應(yīng)的參數(shù)維度分別以問題數(shù)目為單位記錄。

二、“問題”欄目的情境分析結(jié)果

本研究基于上述分析流程對研究對象分析后，得出新版教科書“問題”欄目的情境統(tǒng)計(jì)結(jié)果（如圖1）。

1.以真實(shí)情境激活生活經(jīng)驗(yàn)，提升學(xué)生物理學(xué)習(xí)動機(jī)

素養(yǎng)的核心是真實(shí)性，而真實(shí)性的最根本屬性就是“情境性”[5]。目前學(xué)習(xí)科學(xué)的主流研究集中關(guān)注真實(shí)情境下的認(rèn)知與學(xué)習(xí)[6]，認(rèn)為真實(shí)情境可激活學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的認(rèn)知體系中的相關(guān)結(jié)點(diǎn)，使新知與先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)形成聯(lián)結(jié)，促進(jìn)學(xué)生對概念的理解。《課標(biāo)》指出，教材內(nèi)容應(yīng)密切聯(lián)系實(shí)際，加強(qiáng)與實(shí)際情境的關(guān)聯(lián)，突出基于真實(shí)情境的問題解決[7]。真實(shí)情境的開放性、復(fù)雜性、多元性和限制性，能激發(fā)和保持學(xué)生解決問題的動機(jī)[8]。就情境范疇而言，個(gè)人的情境占比最大，而學(xué)科的、區(qū)域的、全球的情境相對較少。從就情境主題而言，著重選擇貼近學(xué)生生活實(shí)際的情境素材，注重教材在“問題”欄目內(nèi)容的基礎(chǔ)性，指涉前沿科技、物理學(xué)史、自然現(xiàn)象等領(lǐng)域的內(nèi)容相對較少，且在情境的學(xué)科領(lǐng)域維度可以看到，有近三成跨學(xué)科的情境占比，凸顯注重從跨學(xué)科實(shí)踐的視域甄選內(nèi)容，意在培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力和審辯思維意識。

2.以劣構(gòu)情境驅(qū)動認(rèn)知沖突，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)發(fā)生

羅日葉認(rèn)為，問題情境呈現(xiàn)出建構(gòu)性的不穩(wěn)定，這種不穩(wěn)定不僅是建構(gòu)性的而且它還常常是建構(gòu)而成的， 其中有一個(gè)把問題加以“教學(xué)論化”的過程[9]。換言之，課堂教學(xué)中的問題情境并非應(yīng)簡單地反映現(xiàn)實(shí)世界的問題，而是經(jīng)過人工設(shè)計(jì)形塑使其“劣構(gòu)化”的產(chǎn)物，蘊(yùn)含一種來自教育者的“企圖”。此類結(jié)構(gòu)不良的情境能有效擴(kuò)大信息攝入、加工處理的強(qiáng)度，激活學(xué)習(xí)者現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)[10]，進(jìn)而有益于驅(qū)動認(rèn)知沖突、加深知識理解，形成結(jié)構(gòu)化的知識脈絡(luò)。在本次“問題”欄目的情境分析結(jié)果中可以窺見新版教科書中對結(jié)構(gòu)不良的劣構(gòu)情境的設(shè)置?？傮w來看，“問題”欄目的情境設(shè)置充分借鑒了現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論的前沿理念，給予學(xué)生“面對來自相異觀點(diǎn)（alternative perspectives）的需要解決的認(rèn)知失調(diào)（cognitive dissonance）”[11]學(xué)習(xí)體驗(yàn)過程，創(chuàng)設(shè)認(rèn)知沖突的情境加速其物理學(xué)習(xí)概念轉(zhuǎn)變和深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

3.聚焦情境創(chuàng)設(shè)的素養(yǎng)立意，指向物理教學(xué)目標(biāo)達(dá)成

素養(yǎng)是知識、技能、理解、價(jià)值觀、態(tài)度和欲望的復(fù)雜組合，指向現(xiàn)實(shí)世界中具體復(fù)雜情境中的問題解決，能夠應(yīng)對現(xiàn)實(shí)工作和生活中的各種復(fù)雜需求或挑戰(zhàn)[12]。新版教科書中“問題”欄目的情境創(chuàng)設(shè)秉持素養(yǎng)立意，十分關(guān)注情境的教學(xué)實(shí)踐價(jià)值，利教助學(xué)。就核心素養(yǎng)的指涉維度而言，物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四大維度均有涉及。新版教科書遵循核心素養(yǎng)的要求設(shè)置“問題”欄目情境，既注重物理學(xué)的核心概念和基本規(guī)律，同時(shí)關(guān)注物理學(xué)的研究過程和思想方法等在課程學(xué)習(xí)中的重要價(jià)值，旨在促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

4.重視情境與問題的關(guān)聯(lián)性，提出引入探究的真問題

任何有意義的學(xué)習(xí)均應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，但脫離問題導(dǎo)向的情境無益于學(xué)生物理學(xué)習(xí)中深度達(dá)成行為參與、情感參與和認(rèn)知參與[13]，并可能會弱化科學(xué)探究本質(zhì)的理解以及削弱學(xué)習(xí)的效果。從現(xiàn)有結(jié)果來看，新版教科書編寫過程中注重問題設(shè)計(jì)和情境的呈現(xiàn)形態(tài)，并關(guān)注問題與情境的關(guān)聯(lián)性。具體而言，就問題的獨(dú)立水平來看，多數(shù)為非單一問題程式，在問題組（鏈）中，問題間的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，也即說，問題通常不是孤立存在的，而是具有較強(qiáng)的依存性、進(jìn)階性和連貫性，而單一問題的設(shè)置中絕大多數(shù)問題表現(xiàn)出開放性的特點(diǎn)。就問題與情境的關(guān)聯(lián)程度來看，絕大部分問題與情境呈現(xiàn)強(qiáng)關(guān)聯(lián)，為學(xué)生在解決“真問題”以進(jìn)行意義建構(gòu)，提供了豐富的背景信息和實(shí)踐機(jī)會。就情境的呈現(xiàn)形態(tài)而言，單一文本形態(tài)呈現(xiàn)方式占少數(shù)，主要通過插圖或“文本+插圖”的方式呈現(xiàn)，通過視覺輔助，意在更好地還原情境與問題的現(xiàn)實(shí)關(guān)聯(lián)性，營造有利于促進(jìn)遷移的氛圍。

三、“問題”欄目的教學(xué)建議

1.強(qiáng)化問題教學(xué)：科學(xué)準(zhǔn)確理解問題情境教學(xué)功能

《課標(biāo)》認(rèn)為，“問題教學(xué)”為學(xué)生提供了一個(gè)交流、合作、探索、發(fā)展的平臺，在教學(xué)活動中以問題為線索，讓學(xué)生在問題情境中探索和發(fā)現(xiàn)知識，掌握技能，發(fā)展創(chuàng)新思維[14]。新版教科書章節(jié)伊始的“問題”欄目從問題情境到任務(wù)設(shè)置嚴(yán)格遵循《課標(biāo)》要求和義務(wù)教育階段學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，是兼具正確方向性、科學(xué)規(guī)范性的特色與創(chuàng)新的教科書資源模塊。教師在教學(xué)實(shí)踐中要以此欄目為重要參考錨點(diǎn)，有意識地將其中的問題情境進(jìn)一步根據(jù)學(xué)情實(shí)施教學(xué)轉(zhuǎn)化，在課堂的導(dǎo)入階段可在此基礎(chǔ)上引入實(shí)踐活動、設(shè)定探究任務(wù)、提供資源工具等方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣，將該欄目的問題情境資源最大限度地發(fā)揮教學(xué)價(jià)值。由此，要求教師科學(xué)準(zhǔn)確理解“問題”欄目情境設(shè)置的教學(xué)意蘊(yùn)，在實(shí)踐中通過以新奇的情境激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)，由認(rèn)知沖突引發(fā)學(xué)生深入思考，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生“從生活走向物理、從自然走向物理”。

2.因應(yīng)技術(shù)賦能：以多模態(tài)資源豐盈問題情境形態(tài)

以學(xué)習(xí)者能夠?qū)@得的教益重新應(yīng)用到新情境中的方式來學(xué)習(xí)他人的經(jīng)驗(yàn)是一個(gè)復(fù)雜的元認(rèn)知活動[15]。實(shí)驗(yàn)研究表明，學(xué)習(xí)環(huán)境的數(shù)字化轉(zhuǎn)型可以帶來更多模態(tài)的學(xué)習(xí)情境，有利于學(xué)習(xí)者在沉浸式的模擬情境中提高學(xué)習(xí)效果[16]。紙質(zhì)教科書囿于載體，其在情境的呈現(xiàn)形態(tài)和構(gòu)造方式上備受限制，多以文本與插圖的不同組合形式呈現(xiàn)。當(dāng)前生成式人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為物理課堂教學(xué)情境的多模態(tài)生成，豐富學(xué)生對物理問題情境的感性認(rèn)識，進(jìn)而深化學(xué)生對核心概念、科學(xué)規(guī)律的理解提供了有效支撐，尤其是通過現(xiàn)實(shí)中難以捕捉的現(xiàn)象或者操作條件復(fù)雜且具有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)。教師可在厘定教學(xué)目標(biāo)、考量現(xiàn)實(shí)條件后，充分借用技術(shù)工具進(jìn)行多感官設(shè)計(jì)，補(bǔ)充“問題”欄目的部分情境，如按照物理規(guī)律制作而成的智能型軟件進(jìn)行模擬、利用VR技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室、結(jié)合音視頻等多媒體形式等。多模態(tài)資源的運(yùn)用使得物理教學(xué)活動超越枯燥乏味的桎梏，通過多感官通道有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)和參與度，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

3.關(guān)注意義建構(gòu)：充分發(fā)揮素養(yǎng)導(dǎo)向情境育人價(jià)值

意義建構(gòu)（Sense-Making）作為物理學(xué)習(xí)的積極協(xié)變量，是促進(jìn)學(xué)生通過跨學(xué)科統(tǒng)整、遷移應(yīng)用知識和經(jīng)驗(yàn)去獲得問題解決技能的過程[17]?！皢栴}”欄目設(shè)置的素養(yǎng)立意，無論是從劣構(gòu)情境促進(jìn)高階復(fù)雜心智的發(fā)展，還是真實(shí)情境推動學(xué)生認(rèn)知、行為和情感地深度參與，都指向促進(jìn)學(xué)生通過物理課程學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)科學(xué)意義建構(gòu)和為其素養(yǎng)發(fā)展提供互動生態(tài)。鑒于前沿科技的更迭速度，不宜設(shè)計(jì)過多新近科技進(jìn)展，因而“問題”欄目選取的情境多貼近學(xué)生生產(chǎn)生活，所以涉及與社會發(fā)展及科技進(jìn)步的等領(lǐng)域情境元素需要教師在教學(xué)過程中進(jìn)一步完善優(yōu)化，以將信息、教學(xué)內(nèi)容，鑲嵌在特定的情境中并構(gòu)成一個(gè)和諧的整體[18]，進(jìn)而以具體事實(shí)、鮮活案例凸顯我國科技成就，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)文化自信和建立科學(xué)身份認(rèn)同。

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【責(zé)任編輯 孫曉雯】