人教版高中化学理论论文

2022-05-08

小伙伴们反映都在为论文烦恼,小编为大家精选了《人教版高中化学理论论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。摘要:文章将教材章前栏目、章内栏目和章末栏目作为一个整体,分析不同类型栏目的功能和特点,并基于相关理论构建教材栏目设置的评价标准。同时,以《机械振动》一章为例,对人教版、粤教版、鲁科版教材的栏目设置进行比较研究,为教师二次开发教材提供参考。

人教版高中化学理论论文 篇1:

认真研读新课标 科学使用新教材

(1.陕西师范大学化学与材料科学学院; 2.教育部陕西师范大学基础教育课程研究中心 西安 710062)

摘 要 对4种高中化学教材(旧人教版、新人教版、苏教版和山东科技版)的氧化还原反应内容在编排顺序、内容、设计思路、教学活动栏目以及课后习题等方面进行了比较分析,并依据高中新课标就教学难度把握与教法选择提出了建议。

关键词 氧化还原反应 编写特点 评价与建议

自2004年开始,全国各地学校陆续使用新版高中化学教材(新人教版、苏教版和山东科技版)。在新教材的实施过程中,不少教师反映课时不够并且对教材的内容及深广度难以把握,困惑颇深。在一纲多本教材的实施过程中,广大教师感到难以适应的现象是正常的,这是因为适应新的教材需要一定的过程,同时很多教师已习惯于以教材为本,特别是对于难度较大的知识内容,在深广度方面还不习惯于以课标为依据来把握。氧化还原反应是中学化学教学的重点和难点之一,在基本概念与基础理论知识中占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终。本文就这部分内容对新旧4种教材(旧人教版、新人教版、苏教版和山东科技版)的编写特点进行比较分析,以期有助于教师理解新课标、把握教学尺度,更科学地使用新教材。

1 4种教材对氧化还原反应编写特点的比较

1.1 编排顺序

3种新教材都把氧化还原反应从旧教材的第一章第一节搬到第二章(或专题二)中(见表1),且节次也有了改变(新人教版第三节、苏教版第一单元以及山东科技版第三节)。从学生的认知水平方面考虑,这样的编排是有一定道理的,对于刚刚开始学习有关化学内容的高一学生来讲,如果缺乏从初中到高中必要的过渡与衔接,一开始就要求学生以化合价升降和电子转移的观点来界定氧化还原反应这种比较抽象而且难于认识和理解的概念性知识,学生的学习激情肯定会受到打击,进而会影响学生继续学习化学这门学科的兴趣。这一点在教学实践中从学生的反馈信息中已得到了证实。

另一方面,从表1我们还可以看出氧化还原反应概念的引入方式也发生了变化,这也反映出不同教材的不同编写体系。在编写体系上:新人教版与旧人教版一样,仍然以学科知识为线索,不同的是新人教版将旧人教版的知识内容重新整合,以模块的形式呈现。苏教版是从一系列与我们变化的时代密切相关的专题展开,着重体现了在人类文化背景下构建高中化学课程体系。而山东科技版是从科学素养的3个维度选择来编排学习内容,引导同学们学习最核心的基础知识和基本技能、最有价值的基本方法,以及最重要的观念和态度。由于教材的编写体系各不相同,建议教师在使用之前首先应该对该教材从整体结构上去把握,再细化到从各模块的具体内容去分析、比较新旧教材的异同,体会编者的编写思路和意图。这样可以避免将旧教材的教学内容、思路和方法套用到新教材中,从而也就能够在教学中正确地践行新课程的基本理念。

表1 氧化还原反应在4种教材中编排顺序的对比

1.2 内容

新教材与旧教材相比内容有所减少(见表2)。删减的内容有:氧化产物和还原产物、氧化性和还原性强弱的判定以及氧化还原反应方程式的配平。苏教版虽然介绍了物质氧化性和还原性强弱的判定,也只是点到为止,没有更深的探究。另外,从4种教材的学习篇幅(不含习题)也可以证实这一点:旧人教版14页、新人教版3页、苏教版1页、山东科技版5页。表2 4种教材对氧化还原反应内容的对比

面对这种情况,我们在教学中可以运用一些策略:首选应该保证所有的学生掌握好课程标准规定的最基本的内容,在此基础上,对学有余力的学生,在时间允许的情况下,对教学提出高一些的要求,以便更好地理解知识以及为后续学习留有空间。但是在教学中必须注意对教材内容弹性增补的前提是首先要“保底”,并且增补不能搞“一次到位”,不能增加学生的负担。哪些内容是必教必考的,哪些是只教不考或者选教选考,哪些则选教不考,这都需要教师在教学中根据自身的具体情况作具体分析,而后灵活实施。

1.3 设计思路

4种教材对氧化还原反应内容编排组织的不同反映出不同的设计思路,主要体现在以下2个方面:

(1)引出氧化还原反应概念的方式不同

旧人教版是从回忆初中学过的4种基本反应类型和氧化反应、还原反应并指出其分类缺陷进而引出氧化还原反应这一概念的,而新人教版是从讨论初中学过的氧化反应和还原反应的分类标准入手,引出氧化还原反应。山东科技版是通过分析5个反应前后各种物质所含元素的化合价是否变化,而后从化合价的角度给出氧化还原反应的概念,而苏教版是从分析氯气与溴化钾反应前后元素化合价发生变化的原因后,从电子转移的角度给出氧化还原反应的概念。比较4种引出方式发现,虽然4种教材体现出不同的编写思维方式,但都符合奥苏伯尔的学习理论,只是不同的教材选择了不同的先行组织者。

(2)揭示氧化还原反应本质的方式有差异

新旧人教版在这一点上是一致的,都是分析离子化合物氯化钠和共价化合物氯化氢的形成过程,从中归纳出氧化还原反应的本质。苏教版从电子得失的角度分析一个反应前后化合价变化的原因后,直接给出定义。山东科技版是通过分析一个反应(金属钠与氯气的反应)和演示一个实验(Cu-Zn原电池),归纳出氧化还原反应的本质。可以看出,新旧人教版对本质的探究过程更具体、更全面,也便于学生理解。山东科技版通过Cu-Zn原电池来揭示氧化还原反应的本质,这是一大亮点,不仅自然地渗透电化学的知识,而且将微观的过程宏观化,有助于学生更容易更深刻地理解氧化还原反应的本质。

1.4 教学活动栏目

由表3可见,旧人教版的活动栏目仅有“讨论”一项。而3种新教材设置了多种功能的教学活动栏目,如:新人教版的“思考与交流”和“学与问”、苏教版的“你知道吗?”和“问题解决”以及山东科技版的“交流•研-讨”、“活动•探究”、“迁移•应用”和“概括•整合”。3种新教材通过这些栏目的设置,不仅使学生的学习指向更为明确,而且为教师在教学中指导学生自主探究活动、引导学生获得发现和应用知识的体验以及防止教学方法单一化起到了促进作用。

表3 4种教材对教学活动栏目的比较

1.5 课后习题

1.5.1 深广度

由于新课标将氧化还原反应这一概念放在必修1模块中去学习,体现出学习对象的普遍性和学习内容的基础性,新教材的3个版本在试题的广度方面有所收缩,在难度方面:新人教版有所降低,山东科技版比较适中,苏教版不仅考查双(单)线桥的表示方法,还将电子守恒法应用于物质的量的计算,其试题有一定难度。如苏教版课后习题8:电解饱和食盐水可产生氯气、氢气和氢氧化钠,若电解过程中有20 mol电子发生转移,试计算理论上最多可得到氯气的体积(标准状况)。

1.5.2 题型

与旧人教版相比,苏教版在这节内容的课后习题中,题型变化不大,仍然是传统试题。而新人教版和山东科技版都出现了新题型。

新人教版出现了实践性习题,如课后习题11:通过报纸、杂志、书籍或互联网等,查阅有关氧化还原反应在日常生活、工农业生产和科学技术中应用的几个具体事例,讨论并交流你对氧化还原反应的认识。

山东科技版的课后习题在解题的方式上体现出实践性,在内容上又贴近社会、贴近生活。如课后练习4(4):当人体缺铁时,往往需要吃补铁保健品,人体能够吸收的是+2价铁元素,但是+2价铁元素很容易被氧化。查看一种补铁保健品,了解其中铁元素的价态。

(1)你认为可以采用什么方法检验补铁剂中铁元素的价态?

(2)天然食品中含有的大多是+3价铁元素。为了使+3价铁元素转化为+2价铁元素并被人体较好地吸收,你认为应该采取哪些措施?请查找资料,寻找办法。

实践性习题的引入,在内容上极大地丰富了习题形式,在功能上不仅使学生学会收集、判断和处理信息,而且还可以提高学生自主学习、合作交流以及分析和解决问题的能力。

2 评价与建议

2.1 深入研读新课标,把握好内容的深广度

在新教材氧化还原反应的教学实践中,不少教师(尤其是有经验的老教师)感到很迷茫,对教学内容的增与不增犹豫不决。而且多数教师采取宁多勿少的原则,随意增加课时和内容,结果是不仅给学生增添负担,而且也带来课时的紧张。建议老师们认真学习化学课程标准,认真领会新的课程理念和内容标准,在教学中把握好尺度,避免随意扩充加深。新课程的3种教材内容的编写符合化学课程标准的要求,只是由于3种教材编写线索、切入方式、侧重点的不同,导致教材的深度、广度也略有不同,就本节内容来说三者的差别不大。另外需要指出的是,苏教版在本节内容的编写上有些简化(篇幅仅用一页),却在试题的编写上有所拓展和延伸,这就需要教师在实际教学中根据学校和学生的具体情况具体分析,灵活处置。

2.2 科学地使用教材

从对氧化还原反应这一内容的编写来看,苏教版和山东科技版在编写体系上有所创新且变化较大,苏教版体现出将化学概念(氧化还原反应)的学习渗透到元素化合物(氯、溴、碘及其化合物)的学习之中,而山东科技版却将元素化合物(铁及其化合物的氧化性和还原性)的学习渗透到化学概念(氧化剂和还原剂)的学习当中。新人教版是在继承旧人教版的基础上有所创新且在内容的编写上注重知识的连贯,讲解透彻,引入与讲解浅显易懂,贴近学生生活,符合学生的认知特点,更容易引导学生构建合理的认知结构。在教学中不管选用哪种版本的教材,都不能仅以教材为本,切不可认为把教材上的内容教给学生,就达到了课标要求了。要防止这也想要,那也不想丢的以知识为本的教学思路,应从整体上把握课程结构,转变教学观念;同时要善于利用教材中多种教学活动栏目的功能,在教学中既能构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的教学目标体系,又要充分发挥教师在处理教材中体现的能动性与创造性。

参 考 文 献

[1] 中华人民共和国教育部制订.普通高中化学课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003

[2] 人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书•化学(必修).北京:人民教育出版社,2001

[3] 人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书•化学(必修加选修).北京:人民教育出版社,2001

[4] 人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书•化学(试验修订本•选修).北京:人民教育出版社,2001

[5] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书•化学1(必修).北京:人民教育出版社,2006[6] 王祖浩.普通高中课程标准实验教科书•化学1(必修).南京:江苏教育出版社,2006[7] 王磊.普通高中课程标准实验教科书•化学1(必修).济南:山东科学技术出版社,2004[8] 孙夕礼,马春生.化学教育,2005,26(7):16-22

作者:王瑞政 周 青 张建军

人教版高中化学理论论文 篇2:

高中物理教材栏目设置的比较研究

摘   要:文章将教材章前栏目、章内栏目和章末栏目作为一个整体,分析不同类型栏目的功能和特点,并基于相关理论构建教材栏目设置的评价标准。同时,以《机械振动》一章为例,对人教版、粤教版、鲁科版教材的栏目设置进行比较研究,为教师二次开发教材提供参考。

关键词:高中物理教材;栏目设置;评价标准;比较研究

1    问题的提出

教材栏目是各种各样精心设计的功能模块及其相应的文字或图表的呈现形式[1],是课程观的载体,起着提纲挈领的作用[2]。作为教材的“骨架”,栏目能很好地反映教材的层次结构。《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》指出,教材编写应遵循学生的认知规律,照应教师教学特点,关注城乡差异,做到线索清晰、层次分明、循序渐进、重点突出[3]。分析教材栏目结构是否良好,是否能为学生提供学习章节整体内容的有效线索至关重要,因而对不同版本教材栏目的比较研究成为教材分析的一个重要方向。

目前,对教材栏目的比较分析主要以教材各节中的栏目为研究对象,对不同版本教材的节栏目设置或针对特定功能的栏目进行比较。各节中的栏目作为教材栏目的主要组成部分,起着重要的教学功能,而物理教材作为一个整体,其各组成部分之间相互联系,共同实现着教材的功能。因此,有必要将教材不同位置的栏目作为一个整体系统地进行比较分析。此外,当前对教材栏目的比较研究尚未形成一个具有理论支撑的分析框架。

本文從相关理论出发,构建一个较为系统的教材栏目分析标准,选取人教版、粤教版、鲁科版教材《机械振动》一章进行具体的比较分析,以期为教师二次开发教材提供有益的启示。

2    教材栏目分析的基础

2.1    栏目的分类及特点

由于不同位置的教材栏目具有不同的教学功能,为了更好地评价教材栏目设置的合理性,根据栏目出现的位置将教材栏目分为三种类型:章前栏目、章内栏目和章末栏目。其中,章前栏目是指设置在教材每一章开篇位置的相关栏目;章内栏目是指出现在各节中的栏目,是教材栏目的主要组成部分;章末栏目是指设置在教材每一章末尾部分的栏目。

(1)章前栏目:

章前栏目是整章学习内容的导入,其设置应起到良好的导入功能。根据Turney等人提出的相关理论[4],有效的导入应满足四个功能:

①引起注意:通过特殊的版面设计、丰富多彩的图片等将学生的注意力尽可能快地转移到新一章的知识上来;

②激发动机:通过有趣的实验现象制造悬念来激发学生的学习兴趣,或通过强调学习新知识的重要性等激发学生学习的动机[5];

③构建学习目标:通过适当的文字描述或活动设计帮助学生了解学习目标,并将学习目标转化为具体的行为目标,为学生学习提供指引;

④建立联系:搭建起学生已有知识和新知识间的联系,消除学生认知上的碎片化。

(2)章内栏目:

章内栏目是教材栏目的主体,对学生进行知识建构有重要的促进作用。学生进行知识建构的过程可划分为四个阶段:“经验感知阶段—主动建构阶段—概括应用阶段—认知拓展阶段”[6]。其中,经验感知阶段强调学生原有知识基础和生活经验的唤起;主动建构阶段关注学生的自主性和主动性,通过实验探究以及思考讨论等途径实现知识的主动建构;概括应用阶段重视知识的综合归纳及应用,引导学生建立知识间的联系、构建完整的知识体系;认知拓展阶段旨在加深学生对物理与社会、技术、环境的了解,拓展学生的认知视野。这四个阶段是由易到难的过程。章内栏目的设置是否符合学生知识建构的逻辑与顺序是评价章内栏目的重要标准。

(3)章末栏目:

一般来说,学生掌握知识需要经过领会、巩固和应用三个相互联系又有区别的环节[7]。经过章内各节的学习后,学生的知识结构整体上还处于较为分散的状态,因此当一章学习结束时,在教材的章末有必要帮助学生对整章内容进行一个系统的复习[8],帮助学生梳理知识之间的相互联系形成知识结构,并在此基础上进行综合应用。

2.2    教材栏目评价标准的构建

结合不同类型栏目的特点及前面对各类栏目评价标准的分析,构建教材栏目评价标准,如表1所示。

3    对三个版本教材《机械振动》一章栏目设置的比较研究

选取依据新课标编写的人教版[9]、粤教版[10]和鲁科版[11]教材,以各版教材选择性必修第一册《机械振动》一章为研究对象,基于表1对各版教材的章前栏目、章内栏目和章末栏目设置进行系统的比较研究。

3.1    章前栏目的比较分析

(1)人教版:人教版章前栏目设置如图1所示。

①在“引起学生的注意”方面,人教版将章前栏目设置在单独一个版面上,并以琴弦振动的主题图作为背景,引导学生进入主题学习;

②在“激发学生的学习动机”方面,人教版主要通过联系生活使学生认识到即将学习的知识对日常生活的价值;

③在“构建明确的学习目标”方面,人教版用“学习怎样描述振动,分析振动的特点” 进行简单描述;

④在“建立新旧知识的联系”方面,人教版将本章知识与先前学习的机械运动进行联系。

(2)粤教版:粤教版章前栏目设置如图2所示。

①在“引起学生的注意”方面,与人教版教材相同,粤教版将章前栏目设置在以琴弦振动为背景的独立版面上;

②在“激发学生的学习动机”方面,粤教版列举多种振动现象,使学生了解到振动与日常生活的联系以及对后续学习的影响,认识本章知识的重要性;

③在“构建明确的学习目标”方面,粤教版通过“探究”“认识”“测量”“了解”等多个行为动词帮助学生建立学习目标;

④在“建立新旧知识的联系”方面,粤教版将机械振动与机械运动进行联系,并区分机械振动与直线运动、曲线运动的区别。

(3)鲁科版:鲁科版章前栏目设置如图3所示。

①在“引起学生的注意”方面,鲁科版用两个版面呈现章前栏目,且配有小鸟振动翅膀的主题图,吸引学生对本章知识的关注;

②在“激发学生的学习动机”方面,鲁科版设置了“章导入”,创设鱼洗喷水的趣味情境并设置悬念,激发学生学习新知识的欲望和热情;

③在“构建明确的学习目标”方面,鲁科版设置了“章目录”,使学生对本章知识体系有一个大致的了解,基于核心素养并结合具体内容给出“本章学业要求”,帮助学生构建本章的学习目标、建立明确的学习任务;

④在“建立新旧知识的联系”方面,无相应体现。

小结 由以上分析可知,三个版本教材的章前栏目设置各有优劣。

(1)三版教材均注重“引起学生的注意”。

(2)在“激发学生的学习动机”方面,人教版和粤教版通过联系生活实际引发学生的学习动机,但趣味性不足。鲁科版则重视趣味情境的创设,有效激发学生的求知欲望。

(3)在“构建明确的学习目标”方面,人教版相关描述较为简略,不利于学生建立明确的学习目标。粤教版结合章节内容并用不同行为动词进行描述,能够使学生了解本章学习的大致要求。鲁科版单独设置“本章学业要求”栏目,学生能够以此构建清晰的学习目标和学习任务。

(4)在“建立新旧知识的联系”方面,人教版和粤教版更加注重新旧知识之间的内在联系,鲁科版则没有相应的体现。

3.2    章内栏目的比较分析

各版教材均精心设置了各具特色的章内栏目,且不同栏目在帮助学生进行知识建构方面具有不同的功能。依据知识建构的四个阶段以及栏目的功能,可将章内栏目分为四种类型:经验感知类、主动建构类、概括应用类和认知拓展类。这四种类型栏目的设计是一个由易到难的认知过程。由于人教版将每一节课的导入部分设置为“问题”栏目,其他两版教材的导入部分与该栏目功能相似,因此为了更好地对比三版教材,将粤教版和鲁科版的导入部分视作一个栏目。三个版本教材《机械振动》一章的章内栏目分类统计如表2所示,各栏目数量统计如图4所示。

由表2和图4可看出,三个版本教材的章内栏目设置各具特色。一方面,各版教材在帮助学生进行知识建构上各有侧重:人教版侧重“帮助学生主动建构知识”,体现了以学生为主体的新课程理念;粤教版则更加注重“拓展学生的认知发展”,拓宽学生的认知视野。另一方面,各版教材不同类型栏目的数量分布差异较大:人教版和鲁科版认知拓展类栏目相对较少,不利于学生认知视野的开拓;粤教版的栏目设置大致上呈梯度增长的趋势,有利于学生进行知识的迁移应用,符合学生由易到难的认知规律[12]。

3.3    章末栏目的比较分析

在章末处理上,从表1所示的两个维度进行评价。

(1)在“梳理本章知识结构”维度,人教版无相应栏目;粤教版设置“知识结构”和“回顾与评价”栏目[10],“知识结构”栏目(图5)给出本章的知识结构供学生总结与复习本章知识作参考,“回顾与评价”栏目(图6)通过提问的形式引导学生对所学内容进行系统回顾;鲁科版设置“我的学习总结”栏目[11](图7),供学生在留白处对所学知识进行概括总结,但由于未提供相应的参考和引导,学生较难系统地回顾本章所学知识。

(2)在“本章知识的综合应用”维度,人教版的“复习与提高”栏目给出了A、B两组不同学业水平的章末习题,共13道题目;粤教版的“习题”栏目提供了14道题目;鲁科版的“章末练习”栏目设置了10道题目。可见,三版教材均注重知识的综合应用。

4    总结与启示

本文在分析不同位置栏目特点和功能的基础上,构建教材栏目设置的评价标准。并利用该标准对人教版、粤教版、鲁科版《机械振动》一章的栏目进行了较为系统的分析。

(1)人教版的章前栏目注重新旧知识的联系,但较少关注学生学习兴趣的激发和学习目标的建立;章内栏目重视帮助学生主动建构知识,体现了以学生为主体的课程理念;在章末栏目设置上未为学生梳理本章知识提供参考,对学生自主学习能力要求较高。

(2)粤教版的章前栏目重视新旧知识的相互联系以及本章学习目标的建立;在章内栏目中,栏目的数量分布符合学生的认知规律,有助于学生进行知识建构;在章末处理上注重为学生的物理学习提供指导,教材的可读性较强。

(3)鲁科版的章前栏目能够使学生形成明确的学习目标和学习任务,且通过趣味情境的创设有效激发学生的学习动机,但未关注新旧知识间的相互联系;章内栏目的认知拓展类栏目相对不足;在章末处理上没有为学生系统复习提供引导性的参考,对学生自主学习能力要求较高。

在章前栏目上,教师可根据不同教材章前栏目的优势和特点,博采众长,精心进行章导入的教学设计。例如,可参考人教版和粤教版在建立新旧知识联系上的处理,引导学生形成系统的知识结构;同时,可借鉴鲁科版的“本章学业要求”和“章导入”栏目,让学生在进入新一章学习前构建清晰的学习目标,并创设趣味情境激发学生的求知欲。

章內栏目是教师开展活动的重要参考,教师可将不同教材的章内栏目作为教学设计的重要资源,并依据“经验感知—主动建构—概括应用—认知拓展”的知识建构逻辑选择合适的教学活动。

在章末处理上,对于基础较好且自学能力较强的班级,教师可采用人教版和粤教版的处理方式,鼓励学生自主回顾所学知识;对于基础一般的班级,教师则可考虑采用粤教版的处理方式,为学生梳理本章知识、形成知识结构提供必要的脚手架。

参考文献:

[1]李岩.中美高中物理教材栏目设置的比较及启示[D].长春:东北师范大学,2012.

[2]沈国强.中美两套高中物理教材栏目设置的比较研究[J].物理教师,2010,31(06):27-28.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020:68.

[4]Turney, C.etal. Sydney Micro Skills[M]. Sydney:Sydney University Press,1975.

[5]陈琦,刘儒德.当代教育心理学[M].北京:北京师范大学出版社,2007:211.

[6]杨小丽,吴晗清.知识建构视角下化学教材栏目初探——基于三个版本化学必修1教材的栏目比较[J].中学化学教学参考,2016(01):47-50.

[7]李新乡,张军朋.物理教学论[M].北京:科学出版社,2009:307.

[8]刘成刚.转变学习方式让物理章末复习更有效[J].物理教师,2015,36(08):35-38.

[9]人民教育出版社,课程教材研究所,物理课程教材研究开发中心.普通高中教科书物理选择性必修第一册[M].北京:人民教育出版社,2019:30-56.

[10]熊建文.普通高中教科书物理选择性必修第一册[M].广州:广东教育出版社,2019:35-64.

[11]廖伯琴.普通高中教科书物理选择性必修第一册[M].济南:山东科学技术出版社,2019:31-56.

[12]杨小燕,王世存.基于学生认知逻辑的高中化学教科书栏目分析[J].化学教育(中英文),2019,40(05):17-21.

(栏目编辑    刘   荣)

作者:黄泽璇,张军朋

人教版高中化学理论论文 篇3:

高中物理“静电场”内容教材逻辑的比较分析及启示

摘 要:高中物理“静电场”主题下的教学内容具有较高的抽象性,是高中物理知识的重难点.从学科发展逻辑、学生认知逻辑以及教学逻辑三个角度分析教材逻辑内涵,优化三种逻辑之间的结合方式,促进学生理解抽象知识,帮助教师提升教学水平.本文基于教材逻辑分别从横向和纵向两个角度解读高中物理“静电场”主题下教学内容的改变,以期为教学提供参考.

关键词:静电场;学科逻辑;认知逻辑;教学逻辑

教材逻辑内涵丰富,主要由三个方面的逻辑体系构成:学科发展逻辑、学生认知发展逻辑以及教师的教学逻辑.教学逻辑概括与发展了学科逻辑和认知逻辑,内涵并彰显着学科逻辑与认知逻辑的优势,削减了两者之间因矛盾对立而暴露出来的缺点[1].要想发挥好教材在教学实践中的作用,首先就要处理好教材的逻辑内涵之间的关系.

本文以高中物理“静电场”内容为切入点,依次从纵向和横向两个维度分析比较该部分教学内容所蕴含的逻辑.其中,选择旧人教版(人民教育出版社,2010年版)和新人教版(人民教育出版社,2019年版)进行纵向对比;在新人教版的基础上再选择同时期的粤教版(广东教育出版社,2019年版)、沪科版(上海科技教育出版社,2019年版)及鲁科版(山东科学技术出版社,2019年版)进行横向比较.

1 高中物理“静电场”内容教材逻辑纵向对比

在课程标准出台之前,以学科发展逻辑为依据编写的教科书其最大的弊端就是过于成人化和专业化.课程标准出台后,教科书的编写都以此为依据,因此教材逻辑内涵也发生了变化.纵观新旧教材,分别从学科、学生以及教学三方面分析其逻辑内涵,处理好三者的关系,为改进教学提供参考.

1.1 学科发展逻辑纵向对比

将《普通高中物理课程标准(实验)》(以下简称“旧课标”)与《普通高中物理课程标准(2017年版)》(以下简称“新课标”)中对“静电场”内容的要求进行对比,见表1[2,3].新课标对“静电场”的内容要求更注重让学生体会其中的科学思想,培养学生的科学思维,强化学生对科学方法的掌握.

高中物理学科知识是培养学生物理学科核心素养的载体,只有融合物理学科逻辑思维,才能有效培养学生的核心素养[4].不同学科知识的产生过程各具特色,物理学科具有自己独特的发展逻辑.

由于静电学中“场”的概念极其抽象且发展历史悠久,我们结合电磁学发展史与“场”的来源对“静电场”主题下的教学内容进行划分[5,6].将“静电场”内容划分为七个版块,依次为静电感应的发现与讨论—导体和绝缘体—电荷间的作用—电荷守恒定律、电容器、电容—电力、库仑定律—电势—电场.

对比新旧人教版中“静电场”主题下教学内容的章节编排,其中基本内容设置变化不大,如图2所示.新人教版只是将“静电场”由原来的一章拆分为两章.单元总体编排顺序均为先介绍静电场自身的性质,再介绍静电场中的能量.从整体上看,“静电场”上接“力学”下联“电磁学”,具有承上启下的重要作用,新旧人教版内容编排顺序合理,基本遵循学科逻辑.

1.2 学生认知逻辑纵向对比

皮亚杰的认知图式理论和维果茨基的“最近发展区”理论都表明学生的认知发展是在已有的基础上,由低级到高级、由浅入深呈现出递进式的发展.学生认知发展逻辑决定了学生学习的逻辑,因此有必要分析教材逻辑中蕴含的学生认知发展逻辑.

1.2.1 宏观内容对比

学生的学习过程呈现出一个带有层级的思维路径,在学习不同概念时思维所處的认识水平也不尽相同.结合学生的概念学习进阶,对高中物理“静电场”这一主题下的物理概念的学习进阶分析归纳[7]见表2.

以表2为依据对比新旧人教版中静电场内容的结构编排,分析其蕴含的认知逻辑.新旧人教版中对“静电场”主题下主要的教学内容编排如图3所示,均为先有力再有场的顺序.

学生对事物的认知发展是由具体到抽象的,带电体之间力的大小可以通过实验直观地向学生展示,再到静电力产生的本质原因:场的作用.场的概念具有抽象性,由力到场的教学顺序符合学生的认知发展逻辑.

新旧人教版对于静电感应现象的应用编排顺序差异较大,旧人教版将这部分知识放在电势差与电场强度关系后,主要介绍静电现象应用;而新人教版则将该部分知识编排在电场的性质后介绍静电现象的利弊及应用.静电现象的普遍性导致学生对静电学有很多迷思概念,新人教版的编排有助于转变学生的迷思概念,注重体现“STSE”教育的内涵,更符合学生认知逻辑的发展.

1.2.2 微观栏目对比

栏目是教科书的组成部分,隐含着课程标准的教育理念,凝聚着教材编写者的设计思想.教科书作为向学生传递学科知识和素养的重要载体,知识呈现的逻辑顺序是否符合学生的认知发展顺序,对实际教学效果有很大影响[8].新旧教科书中栏目编排如图4,对比分析其中的学生认知发展逻辑.

新人教版栏目设置更全面,且注重图像的使用,在每小节教学内容正式开始前都增加了图文并茂的问题栏,图像是学生的形象思维过渡到抽象思维的桥梁,能够使学生在学习过程中更加直观、形象地理解物理知识.新人教版该栏目问题设置的题目将物理知识与技术、生活、社会及环境之间建立密切的联系,但该“STSE”栏目中环境保护意识体现得不够充分,没有充分结合学生的认知发展逻辑培养学生的核心素养[9].总体来说,新人教版的栏目设置有利于激发学生的学习兴趣,拓宽学生的知识视野,更符合学生的认知发展逻辑.

1.3 教学逻辑纵向对比

教学逻辑能够引起和维持教师情境性知识和学生的背景性知识互动,并将其由不规范性向规范性、随意性向高度自觉性发展[10].“静电场”主题下的教学内容整体按照主题式单元设计,场的性质与场的能量编排为两个单元前后衔接,使该部分教学内容按教学逻辑呈现给学生,既遵循学生的心理发展特征,又兼顾了知识的整体性和关联性.

从教科书的栏目设置可以看出教学情境的设置情况,新人教版新增的问题栏目有助于课前设置问题导入新课.并且正文与栏目配合合理,在教学过程中有助于教师开展学生活动来辅助教学[11].新人教版的内容编排较旧人教版而言,更易于教师在课堂上通过教学融合学生的认知逻辑和学科知识发展逻辑,表现出更完整的教学逻辑.

2 高中物理“静电场”内容教材逻辑横向比较

围绕着提升学生学科核心素养的教学目标,不同的编写者基于自己的设计理念对“静电场”主题下的教学内容进行编排,四版教科书中该部分教学内容章节目构成,如图5所示.

2.1 学科发展逻辑横向比较

结合前文对“静电场”内容的模块线索划分,分析比较四版教科书“静电场”主题下章、节、目内容编排的逻辑内涵.

从整体章节的划分上来看,人教版和鲁科版都分别从牛顿力学框架和法拉第对“场”的观点出发,将教学内容划分成静电场的性质和场中的能量两部分,这种编排方式有助于学生对科学思想转变的理解;粤教版从整体上对“静电场”主题下的教学知识进行分类,分别从静电场的性质和静电场的应用两方面编排,这种编排方式下知识的系统性更强;沪科版将该部分教学内容分为两章,分别从微观电荷之间的作用和宏观电场的性质两个角度来编排,知识结构较为完整.相比之下,人教版与鲁科版的编排较沪科版和粤科版更贴合学科发展逻辑.

2.2 学生认知逻辑横向比较

四版教科书编写者对学生认知发展逻辑的认识各有特色,分析比较知识递进顺序与学生认知发展逻辑有助于发挥教科书的桥梁作用.

2.2.1 宏观内容比较

结合学生对“静电场”主题下概念的学习进阶,对四版教科书分析比较发现该部分教学内容编排均为从力到场的顺序,总体符合学生的学习进阶.从各小节内容编排顺序来看,较其他三版从静电感应或物体起电开始编排,人教版先介绍基础的电荷知识再引入静电感应现象.学生在学习物理相关知识前并不能自主将生活中的静电现象与物理知识联系起来,人教版的编排方式能够引导学生从物理的角度分析静电感应现象,更符合学生认知逻辑由浅入深的发展顺序.

2.2.2 微观栏目比较

通过栏目总体比较图我们发现,各版教科书比起教学内容上的差距,在栏目编排上的差别更显著.根据栏目功能及其对学生认知发展的作用,教科书中“节”栏目类型被分为经验感知类、主动建构类、概括应用类和认知拓展类[12].将四版教科书栏目归类,再具体分析栏目编排,见表3.

从表3我们可以看出,人教版中主动建构类、概括应用类以及认知拓展类较经验感知类更多,有利于学生对基础知识点的理解强化,帮助学生头脑中形成组织更严密的知识体系,开拓视野和思维.

人教版和沪科版结合图片设置章标题,所呈现的图片附文字说明,有利于学生形成有效的感性认识.与人教版相比,粤教版在每章末都设置了“本章小结”,将本章内容进行整理回顾,使知识的整体性更强,能够帮助学生建构起较高层次的知识框架.鲁科版栏目编排上每章都设置了对本章的学业要求,并结合生活编排了新课导入部分的教学内容;其次每小节中例题在解答过程后紧接着设置了讨论和迁移环节,加深学生理解例题中蕴含的物理原理,拓宽学生对知识理解的广度.

2.3 教学逻辑横向比较

教师、学生以及教学内容是课堂教学必备的三个要素,教材编写的教学逻辑既要有利于辅助教师的教,又要有利于促进学生的学才能协调好课堂教学三要素之间的关系[13].

就教学情境的设置情况而言,人教版中每小节都图文结合通过设置问题来引入新课,有助于教师的教和学生的学,也能够帮助学生从物理的角度理解生活中遇到的难题;而沪科版、鲁科版及粤科版在新课引入上的编排概括性太强,节与节之间的衔接不够流畅,不能很好地体现知识的整体性.

就教学知识本身而言,教师教学的情境知识结合了教科书中的文本知识及教师个人独有的内在教学经验,从而通过教学促进学生加工知识、内化知识.人教版更符合学生的学习进阶,注重学生学习的主体地位,并且也留给教师充分的空间发挥教学创造性;鲁科版中的教学内容过于具体化,导致学生缺乏思考空间,不能发挥教科书的桥梁作用.编排教科书时要注重发挥教学逻辑的作用,才能够更好地服务教学,有效地促进教师的教和学生的学.

3 结束语

教学过程是学科发展逻辑向教学逻辑的序列转化活动,在教科书的编写过程中,要合理发挥教学逻辑在学科发展逻辑与学生认知发展逻辑之间的作用,协调好三种逻辑之间的关系.

对于“静电场”主题下的教学内容,在教学时要充分结合教科书中的栏目,利用教学将抽象的学科知识具体化,才能更符合学生认知的发展,提升学生的科学思维能力,发挥物理教育的育人作用.

参考文献:

[1]杜尚荣,李森.中小学教材编写逻辑体系的反思与重构——兼论教材编写的教学逻辑体系[J].课程·教材·教法,2014,34(10):34-39.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[M].北京:人民教育出版社,2003.

[4]肖安庆,颜培辉.高中生物核心素养的内涵与培养策略[J].中小学教师培训,2017(06):60-62.

[5]McMullin E. The Origins of the Field Concept in Physics [J]. Physics in Perspective,2002(01):13-39.

[6]宋德生,李国栋.电磁学发展史[M].南宁:广西人民出版社,1987.

[7]张玉峰.高中物理概念学习进阶及其教学应用研究[M].南宁:广西教育出版社,2020.

[8]杨小燕,王世存.基于学生认知逻辑的高中化学教科书栏目分析[J].化学教育(中英文),2019,40(05):17-21.

[9]贺婷玉,孔红艳.从核心素养视角对比人教版高中物理新旧教材的栏目设置[J].物理教学探讨,2020,38(07):23-27.

[10]朱德全,张家琼.论教学逻辑[J].教育研究,2007(11):47-52.

[11]黄秋霞,揭毅.高中地理教材逻辑对比分析——以人教版和鲁教版“城市地理”为例[J].地理教学,2016(17):4-7.

[12]杨小丽,吴晗清.知识建构视角下化学教材栏目初探——基于三个版本化学必修1教材的栏目比较[J].中学化学教学参考,2016(Z1):47-50.

[13]历晶,郑长龙.课堂教学逻辑的构建[J].东北师大学报(哲学社会科学版),2013(06):278-280.

(收稿日期:2021-09-14)

作者简介:唐玉(1998-),女,安徽六安人,硕士研究生,研究方向:中學物理教学;

钱长炎(1964-),男,安徽枞阳人,博士,教授,研究方向:物理学史和科学思想史研究;

陈子君(1997-),女,安徽宣城人,硕士研究生,研究方向:中学物理教学.

作者:唐玉 钱长炎 陈子君