李昱靜 錢長(zhǎng)炎 周勝林

(安徽師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院 安徽 蕪湖 241002)

圖片是一種視覺形式，而視覺形式又是創(chuàng)造性思維的主要媒介.物理學(xué)作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的重要學(xué)科，要充分發(fā)揮其價(jià)值，在進(jìn)行物理教科書編寫時(shí)重視其中插圖的選編就變得尤為重要.本文基于教科書插圖的相關(guān)知識(shí)對(duì)初中物理“歐姆定律”一節(jié)中的插圖進(jìn)行深入分析，提出改進(jìn)意見，以期為該內(nèi)容的教學(xué)提供一些有益的借鑒.

1 初中物理教科書的教育功能及選編原則

教科書插圖在傳達(dá)信息上有其獨(dú)特的認(rèn)知價(jià)值，而不同的插圖類型又具有各自鮮明的教育功能.因此，要充分發(fā)揮教科書插圖的教育價(jià)值，有必要對(duì)初中物理教科書插圖的教育功能做全面分析.

1.1 初中物理教科書插圖的分類及其教育功能

教科書插圖由于其功能、所處位置、組織形式的不同可從多個(gè)層面進(jìn)行分類.邁耶就曾按照插圖功能的不同將插圖分為裝飾型、表征型、組織型與解釋型4種[1].根據(jù)教科書插圖所處的位置又可以將其分為章首圖、文中圖與章后圖，其中文中圖作為教科書插圖的集中表征類型，按圖片內(nèi)容的不同又可進(jìn)一步對(duì)其分類，如表1所示.

表1 教科書插圖功能分類表

1.2 初中物理教科書插圖的選編原則

鑒于插圖不可替代的作用，義務(wù)教育階段物理課程標(biāo)準(zhǔn)在教材編寫建議里對(duì)教科書提出“圖文并茂、發(fā)揮圖片形象、直觀、易懂有趣的特點(diǎn)”等要求[2].但對(duì)教科書插圖的具體選編原則尚未有明確規(guī)定，本文依據(jù)課標(biāo)的相關(guān)要求結(jié)合物理學(xué)自身特點(diǎn)，提出初中物理教科書插圖選擇和編制的基本原則.

首先，緊扣教學(xué)要求，注意圖片的科學(xué)性與適用性.科學(xué)性與適用性是插圖的靈魂[3].教科書圖片在具備教育功能的基礎(chǔ)上要突出教學(xué)主題，有爭(zhēng)議、不可靠的圖片不選進(jìn)教科書.

其次，符合學(xué)生年齡特征，注意圖片的趣味性.圖片應(yīng)具有豐富內(nèi)涵，密切貼合教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)符合學(xué)生的發(fā)展水平與年齡特征，適當(dāng)增加卡通、漫畫圖，注意避免“低齡化”傾向.

最后，以圖配文，注意圖文并茂.教材編制遵循空間鄰近性原則，圖文同頁，并給插圖配以適當(dāng)?shù)奈淖终f明.

2 代表性教科書中初中物理“歐姆定律”一節(jié)插圖分析

根據(jù)以上初中物理教科書插圖的類型及選編原則，我們對(duì)現(xiàn)行各版本代表性初中物理教科書中“歐姆定律”一節(jié)插圖進(jìn)行深入分析，指出其中存在的問題.

對(duì)教科書插圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，各版本代表性教科書共編排了物理儀器圖、物理學(xué)史料圖、實(shí)驗(yàn)探究圖、日常生活及自然現(xiàn)象圖、數(shù)據(jù)圖表圖與裝飾圖6類，但選編數(shù)目與位置安排各不相同，下面對(duì)各類插圖作具體分析.

(1)物理儀器類插圖分析

物理儀器類插圖可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作打下基礎(chǔ).在對(duì)教科書插圖進(jìn)行選編時(shí)，“滬科版”“蘇教版”與“北師大版”教科書都將此類插圖選入其中，如圖1、圖2和圖3所示[4～6].“滬科版”插圖在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)此次實(shí)驗(yàn)需要的儀器進(jìn)行展示，“蘇教版”與“北師大版”插圖則都在習(xí)題中出現(xiàn).運(yùn)用照片或仿真度極高的手繪圖引導(dǎo)學(xué)生解決問題，很好地將物理問題與實(shí)際生活相聯(lián)系，為實(shí)驗(yàn)操作打下基礎(chǔ).

需要注意的是，3版教科書對(duì)于物理儀器圖的選用都不是出于幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器的目的，未能充分發(fā)揮自身的教育功能.其中“滬科版”教科書在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)直接給出此實(shí)驗(yàn)需要的裝置而忽略學(xué)生自己的思考與探究.就圖片外形而言，“蘇教版”教科書插圖采用的是實(shí)物照片，但直觀性不強(qiáng)、器材細(xì)節(jié)展示不清.“滬科版”采用手繪圖，雖然對(duì)細(xì)節(jié)描畫清晰，但色彩搭配混亂與實(shí)物有一定差距.

圖1 “滬科版”物理儀器圖

圖2 “蘇教版”物理儀器圖

圖3 “北師大版”物理儀器圖

(2)物理學(xué)史料類插圖分析

科學(xué)是科學(xué)家智力活動(dòng)的產(chǎn)物，因此必須有深刻的人文背景[7].雖然各版本教科書都注意到了物理學(xué)史料圖的教育功能，但在對(duì)歐姆生平進(jìn)行介紹時(shí)卻出現(xiàn)了重大失誤.如圖4所示，分別為“人教版”“滬科版”及“北師大版”教科書展示的關(guān)于歐姆的物理學(xué)史料圖，大量文獻(xiàn)表明歐姆于1789年出生，而此3版教科書中卻將歐姆的出生年份錯(cuò)誤地改寫為1787年，違背歷史事實(shí)，缺乏科學(xué)性，對(duì)于歐姆生平的介紹同樣存在錯(cuò)誤[8，9].

圖4 各版本教科書物理學(xué)史料圖

(3)實(shí)驗(yàn)探究類插圖

實(shí)驗(yàn)探究類插圖作為對(duì)物理實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)的模擬在“歐姆定律”一節(jié)有著重要作用.分析各版本教科書發(fā)現(xiàn)該部分實(shí)驗(yàn)探究圖都是以實(shí)驗(yàn)電路圖的形式出現(xiàn).如圖5、圖6所示，兩版教科書對(duì)插圖的繪制簡(jiǎn)單清晰，含有必要的元件說明，“蘇教版”更是在電源、電流表與電壓表旁邊標(biāo)注了“正極”，能夠幫助學(xué)生理清電路方向，以可視的形式提醒學(xué)生電路連接原理，為實(shí)驗(yàn)操作打下基礎(chǔ).

雖然插圖本身并無明顯缺陷，但在圖文配合上，“蘇教版”教科書在學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路的環(huán)節(jié)直接將實(shí)驗(yàn)電路圖給出，忽視對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng).

圖5 “人教版”實(shí)驗(yàn)探究圖

圖6 “蘇教版”實(shí)驗(yàn)探究圖

(4)日常生活及自然現(xiàn)象類插圖

對(duì)日常生活與自然現(xiàn)象的展示是貫徹“物理從生活中來到生活中去”的重要手段.“歐姆定律”相關(guān)知識(shí)在日常生活中有極廣泛的應(yīng)用，但僅有“人教版”教科書對(duì)“歐姆定律”相關(guān)知識(shí)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用做了介紹.如圖7所示，在“科學(xué)世界”欄目中向?qū)W生介紹酒精濃度檢測(cè)儀，其主要裝置“氣敏電阻”是對(duì)該部分內(nèi)容的延伸，同時(shí)又能潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)，其他幾版教科書則都缺乏與生活和社會(huì)的聯(lián)系[10].

圖7 “人教版”教科書“科學(xué)世界”欄目圖

(5)數(shù)據(jù)圖表類插圖

“歐姆定律”作為通過實(shí)驗(yàn)探究得出物理規(guī)律的重要章節(jié)，在教科書中設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄圖表就尤為重要.“蘇教版”“滬科版”“人教版”都在實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了圖表幫助學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖8、圖9所示，運(yùn)用表格能及時(shí)將數(shù)據(jù)記錄在冊(cè)，同時(shí)學(xué)生通過觀察圖表很容易得出數(shù)據(jù)之間的線性關(guān)系，進(jìn)而得出物理規(guī)律.

表1 R=________Ω

(a) “蘇教版”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

(b) “滬科版”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

(c) “人教版”實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

圖8 各版本教科書“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表”圖

(a)“蘇教版”電流、電壓關(guān)系圖

(b)“滬科版”電流、電壓關(guān)系圖

(c)“人教版”電流、電壓關(guān)系圖

該部分實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法為“控制變量法”，然而各版本教科書在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)記錄表時(shí)都將控制變量在表頭標(biāo)注，而未顯示在表格中，有研究表明學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究時(shí)往往會(huì)忽略控制電路兩端的電壓不變而造成實(shí)驗(yàn)失誤，因此，建議在表格中顯示控制組數(shù)據(jù)，避免失誤；在探究電流與電壓的線性關(guān)系時(shí)，“滬科版”與“人教版”采用U-I圖，而“蘇教版”采用I-U圖，研究表明運(yùn)用I-U圖更符合學(xué)生的思維特征，方便得出“歐姆定律”[11].

(6)裝飾類插圖

插圖應(yīng)該包含鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)因素，例如加入有趣的自然現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)、研究等內(nèi)容[12].裝飾類插圖其主要作用就是吸引學(xué)生興趣而后導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容，然而各版本教科書在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)僅將其視為教科書版面的裝飾物，在欄目設(shè)置上缺乏新穎度.建議在選擇裝飾類插圖時(shí)更多地考慮到學(xué)生的身心特點(diǎn)，利用插圖將學(xué)生帶入學(xué)習(xí)情境中，提高學(xué)習(xí)興趣,降低學(xué)習(xí)難度.

3 初中物理“歐姆定律”一節(jié)插圖重構(gòu)及教學(xué)建議

雖然不同版本教科書插圖在選編時(shí)更多地照顧到了中學(xué)生的認(rèn)知偏好、身心發(fā)展特點(diǎn)，但在插圖的有效性及教育引導(dǎo)功能方面仍存在不足.為了使教科書插圖的教育功能得到更好的發(fā)揮，本文對(duì)該部分插圖進(jìn)行重構(gòu)并提出相應(yīng)的教學(xué)建議.

首先，以卡通圖創(chuàng)設(shè)情境引入新課.如圖10所示，利用色彩合益的卡通圖呈現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活中常見的電學(xué)問題，吸引學(xué)生興趣，而后開設(shè)科學(xué)探究模塊確定探究目標(biāo)，在其中設(shè)置符合中學(xué)生邏輯特點(diǎn)的思考欄目如“猜想與假設(shè)”“討論與交流”等，各欄目做到圖文結(jié)合，版面活潑，逐步開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng).

圖10 卡通動(dòng)畫圖

其次，多圖并進(jìn)開展實(shí)驗(yàn)探究.展示與該部分內(nèi)容相關(guān)的電學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，啟發(fā)學(xué)生選擇合適的物理實(shí)驗(yàn)儀器,然后自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖；設(shè)計(jì)能夠同時(shí)呈現(xiàn)控制變量與可變變量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表，如圖11所示，時(shí)刻提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的原理，減少實(shí)驗(yàn)誤差.在探究電流與電壓線性關(guān)系時(shí)采用I-U圖，如圖12所示，圖表以網(wǎng)格的形式出現(xiàn)，幫助學(xué)生描點(diǎn)連線得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

圖11 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

圖12 線性關(guān)系描繪圖

再次，圖文結(jié)合引出“歐姆定律”.物理規(guī)律的得出少不了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支撐，如圖13所示，在結(jié)束探究實(shí)驗(yàn)后有必要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)展示，一方面提供正確結(jié)論以供學(xué)生核對(duì)，另一方面為“歐姆定律”的得出提供理論依據(jù).同時(shí)，如圖14所示，歐姆作為偉大的科學(xué)家，他的肖像圖與科研事跡是學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)之外進(jìn)行文化拓展的必要內(nèi)容.

圖13 實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示圖

圖14 歐姆生平及肖像圖

最后，活用插圖，拓展鞏固，設(shè)疑啟下.在結(jié)束物理規(guī)律的學(xué)習(xí)后有必要對(duì)該節(jié)內(nèi)容進(jìn)行拓展與鞏固.開設(shè)必要的科學(xué)拓展欄目，如圖7所示，向?qū)W生展示物理知識(shí)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的同時(shí)又能充分體現(xiàn)人文融合.在教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，練習(xí)題目除了做到圖文并茂外，對(duì)后續(xù)知識(shí)也要進(jìn)行必要的提及，以達(dá)到啟下的效果.

綜上所述，教科書編寫除了要重視傳授知識(shí)、培養(yǎng)技能外，更應(yīng)關(guān)注內(nèi)容組織與呈現(xiàn)方式上的創(chuàng)新，尤其在教科書插圖的選擇與編排方面，應(yīng)格外關(guān)注插圖本身的呈現(xiàn)方式以及利用其傳遞多種教育信息的功能.唯有如此才能提高教科書的質(zhì)量最終提升教學(xué)水平.