葛林林 錢長炎 鄭滿琴

摘 要： 本文根據(jù)教科書插圖有關(guān)理論和研究成果，對我國現(xiàn)行初中物理代表性教科書中“浮力”一節(jié)的插圖進(jìn)行分析，揭示其中存在的主要問題，并深入探討其在教學(xué)中的應(yīng)用，以期更為有效地發(fā)揮插圖的教育功能.

關(guān)鍵詞： “浮力”;插圖的分類;插圖的教育功能;教學(xué)建議

教科書中的插圖是教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)組成部分，尤其在義務(wù)教育階段，學(xué)生正處于由形象思維向抽象思維過渡階段，插圖對學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識起著不可替代的作用.本文根據(jù)教科書插圖有關(guān)理論和研究成果，擬對我國現(xiàn)行初中物理代表性教科書中“浮力”的插圖進(jìn)行較為全面、深入的分析，揭示其存在的主要問題，并對插圖在“浮力”一節(jié)教學(xué)中的應(yīng)用作較為深入的探討，旨在促進(jìn)初中物理教科書插圖設(shè)計(jì)，在教學(xué)中更為有效地發(fā)揮插圖的教育功能.

1 初中物理教科書中插圖的教育功能及選編原則

插圖是闡述科學(xué)知識、呈現(xiàn)科學(xué)情境的重要形式，是提高義務(wù)教育階段全體學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要載體.因此，我們有必要對初中物理教科書中插圖的教育功能進(jìn)行分析，并規(guī)范其選編原則.

1.1 初中物理教科書中插圖的教育功能

每一幅插圖都承載著不同的教育功能，根據(jù)已有插圖相關(guān)理論及義務(wù)教育階段物理課程所學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容，可以將插圖分為六種類型，并對其教育功能進(jìn)行梳理（見表1）.

1.2 初中物理教科書中插圖的選編原則

根據(jù)初中物理教科書中插圖的教育功能，以及《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱《課標(biāo)》）中課程目標(biāo)、課程內(nèi)容的選擇要求等，再結(jié)合插圖本身特點(diǎn)，可歸納出義務(wù)教育階段插圖選擇和編制的基本原則.

首先，科學(xué)性原則.應(yīng)根據(jù)插圖的教育功能、各章節(jié)具體教學(xué)目標(biāo)科學(xué)地選擇相應(yīng)插圖類別，并且，利用插圖表征具體知識時(shí)應(yīng)該準(zhǔn)確、全面.

其次，階段性原則.插圖應(yīng)貼合初中生經(jīng)驗(yàn)型抽象邏輯思維特點(diǎn)，適量增加生產(chǎn)生活圖、實(shí)驗(yàn)探究圖數(shù)量，培養(yǎng)科學(xué)探究能力. 并且精致逼真、簡潔明了，編排具有邏輯性，促進(jìn)思維可視化.

最后，圖文互補(bǔ)性原則.圖文占比得當(dāng)，內(nèi)容相互關(guān)聯(lián)，避免大段枯燥的文字?jǐn)⑹?并且圖文位置盡量接近[1]，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際給重難點(diǎn)圖以閱讀提示[2]，從而把有限的認(rèn)知資源用于雙重編碼.

2 初中物理代表性教科書中“浮力”一節(jié)插圖分析及存在的問題

根據(jù)以上對初中物理教科書中插圖的教育功能及選編原則的分析，我們對人民教育出版社[3]、上?？茖W(xué)技術(shù)出版社[4]、江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社[5]、教育科學(xué)出版社[6]和北京師范大學(xué)出版社[7]（下文分別用“人教版”“滬科版”“蘇科版”“教科版”和“北師大版”表示）五個(gè)版本教科書中“浮力”一節(jié)插圖進(jìn)行分析，并指出其存在的問題.“浮力”一節(jié)是初中物理課程中的重難點(diǎn)內(nèi)容之一，五個(gè)版本教科書在本節(jié)共編排了生產(chǎn)生活圖、實(shí)驗(yàn)探究圖、原理模擬圖、裝飾圖四類插圖，下面對各類插圖做具體分析.

2.1 “浮力”一節(jié)生產(chǎn)生活圖分析及存在的問題

生產(chǎn)生活圖把浮力與日常生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，貼合初中生經(jīng)驗(yàn)型抽象邏輯思維特點(diǎn).除北師大版外，各版本教科書均配有生產(chǎn)生活圖，并結(jié)合引導(dǎo)性文本，如“熱氣球?yàn)楹文軌蝌v空？”使圖文關(guān)聯(lián)共同構(gòu)成動態(tài)畫面.

但是，此類插圖選編仍存在以下問題.只有滬科版和蘇科版插圖同時(shí)關(guān)注了液體和氣體中都存在浮力的現(xiàn)象，保持了知識的完整性;只有教科版在學(xué)生學(xué)習(xí) “浮力產(chǎn)生的原因”“浮力的測量”之后分別配置輪船和鯨魚圖（如圖1所示）、小魚的辯論圖（如圖2所示），使物理概念及時(shí)“回歸”生活，培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納及運(yùn)用知識的能力.并且各版本教科書均缺少對物體上下表面不存在壓力差情況的闡述;部分插圖不夠精致逼真，如圖3所示人教版“漂浮的冰山”不能激起初中生足夠的興趣.

2.2 “浮力”一節(jié)實(shí)驗(yàn)探究圖分析及存在的問題

五個(gè)版本教科書中均配置實(shí)驗(yàn)探究圖，且占比較高，既利于科學(xué)探究活動的開展，又呼應(yīng)《課標(biāo)》“通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識浮力”的要求[8].其中一種實(shí)驗(yàn)探究圖用于對浮力的大小進(jìn)行測量，采用白色背景、簡化器材減輕學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷，促進(jìn)了文本閱讀[9].并且除蘇科版外，均畫出彈簧秤操作示范，滬科版和北師大版還增加手掌托起石塊的動作進(jìn)行對比，使知識更加形象易于理解.

另外，教科版還配置如圖4所示實(shí)驗(yàn)探究圖引導(dǎo)學(xué)生感受浮力、觀察浮力的方向，滬科版配置如圖5所示實(shí)驗(yàn)探究圖對空氣中是否存在浮力進(jìn)行探究，北師大版和教科版分別配置實(shí)驗(yàn)探究圖呈現(xiàn)浮力產(chǎn)生的原因，既完善了知識內(nèi)容又為探究活動的實(shí)施創(chuàng)造了機(jī)會和條件.

此類插圖設(shè)計(jì)仍有不足.如圖6所示，北師大版所配實(shí)驗(yàn)探究圖過于粗糙，黑白色不夠鮮明，不能更好地滿足初中生視覺需求;如圖7所示，蘇科版生產(chǎn)生活圖和實(shí)驗(yàn)探究圖混合在一組編排，邏輯混亂，給師生用圖造成障礙. 并且，滬科版在利用實(shí)驗(yàn)探究圖對浮力大小進(jìn)行測量時(shí)，出現(xiàn)了圖文分頁呈現(xiàn)的情況.

2.3 “浮力”一節(jié)原理模擬圖分析及存在的問題

原理模擬圖用于對浮力產(chǎn)生的原因進(jìn)行解釋，初步培養(yǎng)初中生抽象邏輯思維，為高中階段打基礎(chǔ).人教版、滬科版、教科版均配有原理模擬圖，但是圖文互補(bǔ)性差，文本表述不具有嚴(yán)密邏輯性;且未結(jié)合物理學(xué)科特點(diǎn)利用字母公式對圖中重點(diǎn)進(jìn)行概括，導(dǎo)致文字堆疊[10].

2.4 “浮力”一節(jié)裝飾圖分析及存在的問題

裝飾圖不能表征知識內(nèi)容，單純用來增加學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)習(xí)的選擇、組織和加工過程沒有幫助.教科版、蘇科版、北師大版裝飾圖均數(shù)量過多，尤其是教科版裝飾圖多達(dá)23幅，占用了教科書版面，分散了學(xué)生對重要材料的注意力，不具有科學(xué)性.

3 初中物理“浮力”一節(jié)插圖在教學(xué)中的應(yīng)用建議

通過以上分析，我們發(fā)現(xiàn)不同版本教科書插圖設(shè)計(jì)各有長短.因此，在教學(xué)中不能單純以某一版本教科書為依據(jù)，要結(jié)合不同版本教科書和相關(guān)資源組織教學(xué)設(shè)計(jì)，才能保證發(fā)揮插圖應(yīng)有的作用，使初中物理學(xué)習(xí)更加輕松、有趣.

3.1 利用生產(chǎn)生活圖引入“浮力”概念

在教學(xué)中可利用常見生產(chǎn)生活現(xiàn)象，幫助學(xué)生在原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上建立“浮力”概念[11].讓學(xué)生觀看輪船在水中航行、氫氣球浮在空氣中等生產(chǎn)生活圖，再自己列舉身邊的浮力現(xiàn)象，成為課堂的小主人.再通過對比“死海不死”和孩童溺水插圖設(shè)趣激疑，使物理知識變得鮮活，從而激起學(xué)習(xí)欲望.

3.2 多圖并用促進(jìn)“浮力”一節(jié)新課教學(xué)

“浮力”一節(jié)的內(nèi)容主要包括“什么是浮力”、“浮力的測量”和“浮力產(chǎn)生的原因”，在新課教學(xué)中可綜合利用實(shí)驗(yàn)探究圖、數(shù)據(jù)圖表圖和原理模擬圖幫助學(xué)生建立并完善“浮力”概念.

首先，借助實(shí)驗(yàn)探究圖講解“什么是浮力”.如圖4所示教科版實(shí)驗(yàn)探究圖，讓學(xué)生嘗試重現(xiàn)插圖現(xiàn)象，實(shí)際體驗(yàn)浮力的存在、觀看浮力的方向，貼合其具有強(qiáng)烈操作興趣的心理發(fā)展特點(diǎn).

其次，利用實(shí)驗(yàn)探究圖和數(shù)據(jù)圖表圖幫助測量浮力.帶領(lǐng)學(xué)生觀察教科書有關(guān)浮力大小測量的實(shí)驗(yàn)探究圖，并仔細(xì)閱讀文字說明、回答文中問題，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試改進(jìn)插圖所給實(shí)驗(yàn).引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要增加用手托起物塊，觀察彈簧秤示數(shù)變化的插圖？物塊選用何種材質(zhì)比較好？把物塊浸入鹽水或酒精等其他液體中也能測出浮力嗎？通過一系列引導(dǎo)性問題，培養(yǎng)學(xué)生提問能力、讀圖能力，徹底用活插圖，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)探究打基礎(chǔ). 另外，可補(bǔ)充數(shù)據(jù)圖表圖，幫助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中記錄測量數(shù)據(jù)，親自分析得出浮力大小，在提高能力的同時(shí)獲得源源不斷的成就感.

最后，利用原理模擬圖、實(shí)驗(yàn)探究圖對浮力產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)“浮力”新概念的內(nèi)部轉(zhuǎn)換[12].可利用如圖8原理模擬圖幫助學(xué)生分析正方體六個(gè)面所受液體壓強(qiáng)與壓力，從而總結(jié)出浮力是由于液體對物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的.并要求學(xué)生用公式F浮=F上-F下=P上S-P下S進(jìn)行總結(jié)，由淺入深進(jìn)行思維能力訓(xùn)練.同時(shí)，補(bǔ)充講解如圖9所示實(shí)驗(yàn)探究圖，幫助學(xué)習(xí)能力低的學(xué)生建立感性經(jīng)驗(yàn)[13].

3.3 利用生產(chǎn)生活圖鞏固加深“浮力”概念

在學(xué)習(xí)完浮力概念之后需要及時(shí)補(bǔ)充生產(chǎn)生活圖，使知識扎根于現(xiàn)實(shí)世界中，即“從物理走向社會”.可利用如圖1所示教科版“輪船和鯨魚受到的浮力”圖，帶領(lǐng)學(xué)生分析浮力概念的應(yīng)用，鞏固所學(xué)內(nèi)容.并且，補(bǔ)充如圖10所示“水中木樁”圖，引導(dǎo)學(xué)生分析液體對物體上下表明不存在壓力差的情況，加深對“浮力”概念的理解.

通過對初中代表性教科書“浮力”一節(jié)插圖的分析及在教學(xué)中如何發(fā)揮插圖教育功能的探討，我們發(fā)現(xiàn)插圖既是教科書內(nèi)容不可缺少的組成部分，又能在教學(xué)中發(fā)揮重要作用.因此，要在初中物理教科書設(shè)計(jì)中精心選編插圖、在教學(xué)中合理利用插圖進(jìn)行教學(xué)，充分發(fā)揮插圖應(yīng)有的教育功能.

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