中學(xué)物理教材分析.doc

中學(xué)物理教學(xué)資料教材是學(xué)生獲得知識的主要來源，它集中體現(xiàn)了教育思想和教育觀念，是教師在教學(xué)活動時需要加以利用的主要課程資源。但不管教材編得多么出色，它依然只是教師在教學(xué)過程中加工和重新創(chuàng)造的對象。隨著基礎(chǔ)教育課程改革的深化，迫切需要教師改變陳舊的教材觀，在解讀教材時至少應(yīng)注意從四個層次來把握教材，只有這樣，才可能真正使教材起到把教育思想轉(zhuǎn)化為教育現(xiàn)實的紐帶作用。一、知識觀層次教師的基本職責(zé)是傳道、授業(yè)、解惑，就是站在教育的立場上選擇知識、組織知識、呈現(xiàn)知識，同時創(chuàng)造條件，激發(fā)和幫助學(xué)生探究知識、理解知識和運(yùn)用知識，在此基礎(chǔ)上追求個體智力、情感、品德和體質(zhì)的全面發(fā)展。教師所從事的是一種知識的事業(yè)，因此，教師在工作中會不斷地遇到下列問題：中學(xué)物理教材中什么知識最有教育價值？怎樣傳授這些知識才有價值？傳授知識的目的究竟是為了什么？應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生什么樣的對待知識的態(tài)度與能力？這些源于教師的知識觀的問題從根本上決定著教師以怎樣的方式使用教材。對于知識的本質(zhì)，有兩種針鋒相對的觀點(diǎn)。柏拉圖以及后來的現(xiàn)代知識觀都認(rèn)為，知識就是真理。杜威則對“知識的真理觀”進(jìn)行了非常激烈的批判，認(rèn)為這種將“知識”看成是靜止的、終極的、完美的和永恒的“真理”的看法是完全錯誤的。在他看來，所有的知識都是暫時的和不斷進(jìn)化的。知識本身是有機(jī)體和環(huán)境之間相互作用的中介，是有機(jī)體為了適應(yīng)環(huán)境刺激而作出探究的結(jié)果。后現(xiàn)代知識觀與杜威的觀點(diǎn)相近，認(rèn)為：“科學(xué)是一種意識形態(tài)支配下的活動”“科學(xué)知識實質(zhì)上是一系列的假設(shè)或猜測”。所以，科學(xué)知識永遠(yuǎn)只是相對正確的。在這兩種知識觀的論爭中，后現(xiàn)代知識觀對“知識的真理觀”所堅持的知識的客觀性的批判頗值得物理教師關(guān)注。知識的客觀性是指：知識正確地反映了事物的本質(zhì)屬性或事物與事物之間的本質(zhì)聯(lián)系。而后現(xiàn)代知識觀認(rèn)為，人們平常所說的知識與事物本身的屬性及事物與事物之間的本來關(guān)系相符合的看法只是一種錯覺。實際的情況是：第一，從來沒有一種知識能夠百分之百地就某一給定的條件與預(yù)期出現(xiàn)的結(jié)果之間作出精確的預(yù)測，也從來沒有一種科學(xué)實驗?zāi)軌蚓芙^或排斥任何的“反常”。那些宣稱獲得了這種“符合性”的結(jié)論都是在“懸置”一定的反?，F(xiàn)象時才得出的。這種情況在物理學(xué)領(lǐng)域確實存在，例如，波蘭尼曾提出，在海王星發(fā)現(xiàn)的60年前，天文學(xué)家就已經(jīng)注意到了行星運(yùn)動的攝動現(xiàn)象，該現(xiàn)象不能用行星之間的相互作用規(guī)律加以解釋。但是，為了不觸動牛頓的萬有引力定律，這種攝動現(xiàn)象被大多數(shù)天文學(xué)家作為反常現(xiàn)象擱置起來。其實，就是愛因斯坦的相對論也擱置了一些反常或不能解釋的現(xiàn)象（自然的或理論的）。這一點(diǎn)往往為物理教師所忽視。第二，判斷一種知識與客觀實在是否相符合，運(yùn)用的方法主要是歸納法。但是正如休謨和波普爾指出的那樣，歸納法有著自身無法克服的缺陷，即我們永遠(yuǎn)不能用已出現(xiàn)的某種現(xiàn)象或現(xiàn)象間的聯(lián)系來推論或代表沒有出現(xiàn)的現(xiàn)象或現(xiàn)象間的聯(lián)系。如，我們可以跑到剛修好的比薩斜塔上去，扔下密度比空氣大的物體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)物體真的掉下來了，你就認(rèn)為“物體會下落”這是一條千真萬確的規(guī)律嗎？確實，每次實驗時，物體都會掉下來，可是沒有實驗過的物體還是有可能不掉下來呀。也有可能在沒有實驗過的時刻、沒有實驗過的地方不掉下來，不是嗎？所以，由于物理實驗所使用的是一種“不完全歸納法”，因此，在邏輯上它并不能證明規(guī)律成立，而只能證明可能成立。已用實驗證明過的規(guī)律在日后卻被別的科學(xué)家用新的實驗否定掉，這種例子在物理學(xué)史上屢見不鮮。如在18世紀(jì)，一般科學(xué)家都相信所謂“熱素”的存在，一直到很久以后，德國的物理學(xué)家克勞修斯（1822-1888）提出新的實驗和理論（熱力學(xué)），熱素的存在才被否定。萬有引力與距離的平方成反比，這是牛頓以來的規(guī)律，是否真是如此，到現(xiàn)在科學(xué)家還在實驗。教師的知識觀直接決定其擁有怎樣的教材觀?？v觀課程教材發(fā)展歷程，人們的教材觀可概括為兩種：一是知識觀的教材觀，這種教材觀視教材本身呈現(xiàn)的知識為目的，教學(xué)即以教材所負(fù)載的知識和技能的傳授與掌握為宗旨，它也重視智慧的或發(fā)展的功能，但終究是把這種功能視為知識的從屬和附庸。這種知識觀的教材觀，由于認(rèn)為教材知識是經(jīng)典和權(quán)威，就必然會制約存疑和求異能力乃至創(chuàng)新能力的發(fā)展。二是智慧觀的教材觀，這種觀念不否認(rèn)教材所負(fù)載的知識和技能的傳授與掌握，但不以此為主要目的，在它看來，教材只是啟迪智慧或促進(jìn)發(fā)展的途徑和手段，即認(rèn)為教材不是學(xué)生必須完全接受的對象和內(nèi)容，而是引起學(xué)生認(rèn)知分析、理解事物并進(jìn)行反思、批判和建構(gòu)意義的中介，是案例或范例。因此，它強(qiáng)調(diào)教材是學(xué)生發(fā)展的文化中介，是師生進(jìn)行對話的話題，師生進(jìn)行教學(xué)活動的目的不是為了記住話題本身，而是為了通過以對話為中介進(jìn)行交往，獲得發(fā)展。這樣，教材呈現(xiàn)的知識即被視為從屬的和附庸的。在這種教材觀下，學(xué)生的存疑與求異思維乃至創(chuàng)新就不必蟄伏于教材的或教學(xué)的霸權(quán)了。智慧觀的教材觀，是后現(xiàn)代知識觀背景下中學(xué)物理教師的必然選擇。它要求教師通過物理知識的傳遞培養(yǎng)學(xué)生的懷疑意識、批判意識和新的探究意識，從而使他們懂得知識是永遠(yuǎn)進(jìn)步的，沒有哪一種知識是不需要質(zhì)疑和發(fā)展的，新的觀點(diǎn)、新的方法、新的技術(shù)永遠(yuǎn)是值得尊重和贊賞的。這是物理學(xué)科應(yīng)該承擔(dān)的義務(wù)。二、課程組織取向?qū)哟握n程組織就是智慧的“編織機(jī)”，將零散的“睿智”及其他原本分離的課程要素編織成華美的篇章。但編織的過程并不是一個價值中立的過程，任何課程組織模式總是受特定的教育觀、課程價值觀的支配，人們對課程組織模式的看法和認(rèn)識就是課程取向。一般地，課程組織取向可分為以下三種。1學(xué)科取向的課程組織。學(xué)科取向的課程組織認(rèn)為，課程應(yīng)以學(xué)科邏輯為根據(jù)，圍繞學(xué)科組織起來?？涿兰~斯認(rèn)為，人類知識是支撐社會存在發(fā)展的支柱。他的注重百科全書知識的主張形成了近代學(xué)校課程的基本特色。布魯納倡導(dǎo)立足于“學(xué)科結(jié)構(gòu)”之上的“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)”，著眼點(diǎn)也在于通過學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，習(xí)得基本的概念與廣泛的遷移力。從社會根源來看，這是人們對“知識激增”時代的積極應(yīng)對措施。當(dāng)知識的更新期迅速縮短、知識的數(shù)量魔幻般迅速增加時，人們努力尋求知識背后具有相對穩(wěn)定性的內(nèi)在邏輯，以此為基礎(chǔ)對知識進(jìn)行精簡，這種知識的內(nèi)在邏輯就是學(xué)科的結(jié)構(gòu)。2學(xué)生興趣和發(fā)展取向的課程組織。學(xué)生興趣和發(fā)展取向的課程組織要求課程應(yīng)根據(jù)學(xué)生的心理邏輯、經(jīng)驗，圍繞學(xué)生的興趣和發(fā)展予以組織。使課程適應(yīng)學(xué)習(xí)者，而非學(xué)習(xí)者適應(yīng)課程。如，進(jìn)步主義教育的鼻祖杜威主張：兒童是教育的中心。3社會問題取向的課程組織。這種課程組織取向認(rèn)為，課程應(yīng)為學(xué)生適應(yīng)或改進(jìn)社會做準(zhǔn)備。所以，課程組織應(yīng)著眼于使學(xué)習(xí)者掌握社會生活必需的知識、技能。課程內(nèi)容應(yīng)源于社會或整個世界的狀況和情景，強(qiáng)調(diào)社會實踐活動或社會問題解決能力。上述三種取向的課程組織反映了課程的不同屬性-文化屬性、社會屬性和人本屬性。這些屬性之間的關(guān)系既不是并列關(guān)系，也不是主次關(guān)系，更不是對立關(guān)系，而是相互聯(lián)系、相互作用、辯證統(tǒng)一的關(guān)系。事實上，現(xiàn)實的課程很少有依據(jù)唯一的且極端的取向來設(shè)計和實施的，各種理論取向都有其一定的合理因素與借鑒價值。當(dāng)前，世界各國課程改革的一個重要發(fā)展趨勢是尊重學(xué)習(xí)者的主體意識，呼喚學(xué)習(xí)者的個性發(fā)展。這種課程價值觀必須要求以學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗作為課程內(nèi)容的主導(dǎo)取向，以學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗為核心整合學(xué)科知識，整合社會生活實踐，這是體現(xiàn)時代精神的課程價值取向。那么，中學(xué)物理教師關(guān)注教材課程取向又有什么必要性呢？以往，作為一線的中學(xué)教師少有課程的概念，更不用說對課程取向予以研究了。然而，在實際發(fā)生的教學(xué)實踐中，課程與教學(xué)必然是密切相關(guān)、不可分離的。教師在考慮怎樣教的同時，必然涉及教什么的問題，有意識無意識地受到某種課程取向的影響。任何一名教育工作者，無論是理論工作者還是實際工作者，都有自己的課程取向。這可以通過人們對教和學(xué)的基本態(tài)度以及一些具體問題的認(rèn)識予以反映。中學(xué)物理教師關(guān)注教材課程取向的必要性在于：（1）教師如果能了解自己的課程取向，并了解理論上不同課程取向的長處與短處，就能有意識地調(diào)整自己某些不恰當(dāng)?shù)娜∠颍⑦m合社會發(fā)展需要的、與當(dāng)時當(dāng)?shù)氐目陀^條件適應(yīng)的課程取向。（2）提高教材的適切性是研究型教師的一項重要內(nèi)容。教師通過對教材的分析，可以了解教材的設(shè)計者在一門具體課程中的取向，也能夠比較深入地理解課程的結(jié)構(gòu)和處理問題的方法，也能在教學(xué)中主動地調(diào)整教材在一些具體問題上的偏差，或者指出課程設(shè)計中一些不符合實際的地方，提高教材的適切性。所以，課程取向的問題不只是一個理論上的問題，也是一個具有十分重要的實際意義的問題，如浙江省現(xiàn)行的高中物理教材是人教社出版的全日制普通高級中學(xué)教科書.物理（試驗修訂本）以下簡稱新教材，從課程取向上來看，應(yīng)屬于學(xué)科取向的課程組織，其核心是“以學(xué)科邏輯為根據(jù)、圍繞學(xué)科組織起來”。對比美國和英國的一些典型教材，其“尊重學(xué)習(xí)者的主體意識，以學(xué)習(xí)者的經(jīng)驗為核心整合學(xué)科知識，整合社會生活實踐”的做法，就頗值得我們在解讀教材時借鑒。三、教材各部分編撰意圖和理論依據(jù)層次現(xiàn)在全國發(fā)行的教材，都要經(jīng)過嚴(yán)格的審查，這就要求教材編撰者既是學(xué)科教育專家，又是教材研究專家。教材中的各個部分，之所以要如此設(shè)置和編寫，都有編者的良苦用心和理論依據(jù)。也就是說，任何教材蘊(yùn)涵的不只是文字所表達(dá)的學(xué)科知識，學(xué)科的思想方法和思維方式，還有教材編寫的意圖與依據(jù)。教師應(yīng)全面駕馭教材的幾條線索，才能更全面地發(fā)揮教材在教育中的功能。例如，以新教材中的“萬有引力定律”一章為例，談?wù)勎覍π陆滩闹姓潞笮〗Y(jié)的思考?！叭f有引力定律”的章后小結(jié)：“這一章我們從行星運(yùn)動的規(guī)律入手，著重學(xué)習(xí)了在天體運(yùn)動、形成、演變中起非常重要作用的萬有引力定律。學(xué)習(xí)這一章的有關(guān)知識固然很重要，在學(xué)習(xí)中注意領(lǐng)會前人的研究方法也同樣是非常有益的，請你回答下面的問題，整理一下本章所學(xué)的知識。（1）開普勒在行星運(yùn)動規(guī)律的研究上的主要貢獻(xiàn)是什么？（2）牛頓是怎樣得出萬有引力定律的？（3）卡文迪許的主要貢獻(xiàn)是什么？（4）怎樣依據(jù)萬有引力定律及行星或衛(wèi)星的運(yùn)行求太陽或行星的質(zhì)量？（5）你能算出第一宇宙速度嗎？什么是第二、第三宇宙速度？”思考一：為什么要設(shè)置問題性小結(jié)？設(shè)計問題性小結(jié)的目的是通過問題迫使學(xué)生去總結(jié)一章所學(xué)的知識，從而從外部控制學(xué)習(xí)者的注意。它比單純學(xué)習(xí)的效果要明顯得多。思考二：為什么問題要在小結(jié)中而不是在前言中提出呢？心理學(xué)家羅斯科夫和柏克的研究表明：如果問題在閱讀材料之前提出，它們則會影響學(xué)生的選擇性注意，更加注意問題提到的信息。這是對知覺的一種順向影響。如果問題在閱讀后提出，則學(xué)生會回過頭來重新知覺問題中提到的信息，這是一種逆向影響，它影響到學(xué)生對問題中提到的信息的注意量。閱讀之后的測驗表明：如果測量未提問的材料，問題在后的成績比問題在前的成績好。我們注意到，每一個問題都是每一節(jié)內(nèi)容的核心問題。上述五個問題從整體而言構(gòu)成了本章的主要結(jié)構(gòu)。思考三：為什么提的都是結(jié)構(gòu)性問題？有關(guān)問題類別的研究表明：如果問題涉及材料的結(jié)構(gòu)，則學(xué)生會將注意力放在材料的內(nèi)在結(jié)構(gòu)上，從而有助于對材料的理解。整體原理告訴我們：凡是系統(tǒng)，一定具有一個由各個“部分”構(gòu)成且存在相互聯(lián)系的整體結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)可以發(fā)揮出“部分”所沒有的整體功能。正因為如此，亞里士多德提出：整體大于部分之和。思考四：新教材相比于舊教材，更加重視讓學(xué)生“注意領(lǐng)會前人的研究方法”，這是為什么？物理學(xué)從整體上由物理學(xué)科的知識和物理學(xué)的方法論組成。德國物理學(xué)家玻恩曾深刻地闡明了物理學(xué)方法論的重要性：“我榮獲1954年的諾貝爾獎，與其說是因為我所發(fā)表的工作里包含了一個自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，倒不如說是因為那里面包含了一個關(guān)于自然現(xiàn)象的科學(xué)思想方法基礎(chǔ)的發(fā)現(xiàn)?！毙碌恼n程改革把方法教育提到了很高的地位。要讓知識“活”起來，使學(xué)生不僅僅是盛知識的“容器”，就離不開科學(xué)思想和方法，這也是教材功能的要求。課程教材專家高凌飚教授認(rèn)為：“知識信息極度豐富的現(xiàn)狀使教材無法包容學(xué)科知識的全部，或甚至僅僅是主要部分。教材向?qū)W生展示的是一些有助于學(xué)生理解學(xué)科領(lǐng)域的關(guān)鍵知識、方法、過程以及該學(xué)科與其他學(xué)科之間的關(guān)系、與社會和生活的關(guān)系的重要案例。在這種新的理念之下，教材應(yīng)當(dāng)是幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和學(xué)會學(xué)習(xí)的工具，是引導(dǎo)學(xué)生理解認(rèn)識人類已有經(jīng)驗和知識的媒介，是課堂學(xué)習(xí)的知識資源，是促進(jìn)學(xué)生形成健康的情感態(tài)度和正確的價值觀的催化劑。這是新課程對教材的要求，也是回顧了二十多年來國際教育教學(xué)理論的發(fā)展后對教材功能的重新認(rèn)識和定位”。有了以上對小結(jié)的分析后，教師自然就能判斷“小結(jié)”的優(yōu)劣。如選修本“能量和能量守恒”小結(jié)中有這樣一個問題：“如果除了重力做功，還有其他力對物體做功，這時重力勢能跟重力做功的關(guān)系是怎樣的？例如，一個物體在重力和空氣阻力的作用下，豎直加速下落，由點(diǎn)下落到另一點(diǎn)，重力對物體做了10焦耳的功，這時重力勢能減少多少焦耳？減少的重力勢能轉(zhuǎn)化成了什么能量？”這個小結(jié)顯然過于細(xì)節(jié)化，心理學(xué)家柏克有關(guān)問題類別的研究同樣表明：若問題涉及材料的細(xì)節(jié)，學(xué)習(xí)者就會注意材料細(xì)節(jié)，相應(yīng)的，對材料的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容的關(guān)注就會減弱。一旦教師能從教材編撰意圖與理論依據(jù)的層次解讀教材，教師對教材的理解就會深刻得多，視野也能放得更遠(yuǎn)。例如，上面小結(jié)中的問題都是外加的，即著者問讀者。建構(gòu)主義“以學(xué)習(xí)者為中心”的教育觀念要求我們：教育的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、思考能力。那么，即使就“小結(jié)”而言，作為教師的我們又應(yīng)該做些什么？四、教材結(jié)構(gòu)和知識細(xì)節(jié)層次腦科學(xué)的發(fā)展也揭示了對細(xì)節(jié)關(guān)注的必要性。有關(guān)人腦的最新研究成果表明：人腦同時感知和創(chuàng)造部分與整體。無論忽略了局部還是整體，都會導(dǎo)致我們巨大的學(xué)習(xí)困難。局部與整體在概念上是相互作用的。它們彼此從對方獲得意義。從這個角度上說，無論學(xué)生還是教師對教材結(jié)構(gòu)的把握和對知識細(xì)節(jié)的推敲都是非常必要的。如，牛頓第一定律的表述：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，直到外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。如果我們仔細(xì)推敲這一定律，就會發(fā)現(xiàn)一些問題：力是物體對物體的作用，而是否受到力的作用只能通過物體運(yùn)動狀態(tài)是否改變來確定。這樣，我們就陷入了某種邏輯循環(huán)的困境：物體