人教版高中物理新舊教材邏輯結(jié)構(gòu)對比分析

蔡金花 王曉璐 岳莉

摘? ?要：靜電場是高中物理課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對人教版兩版教材中靜電場的邏輯結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行比較分析，有利于教師對該部分知識邏輯結(jié)構(gòu)的掌握。比較2003版和2017版教材中“靜電場”的邏輯結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)，2017版教材中靜電場的內(nèi)容編排有了明顯變化。通過對這些變化的分析，能夠使教師在設(shè)計(jì)教學(xué)的過程中，更好的處理教學(xué)細(xì)節(jié)和做好教學(xué)設(shè)計(jì)的銜接，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：靜電場 ;新舊版教材 ;邏輯結(jié)構(gòu)對比分析

教材、教師、學(xué)生是課堂教學(xué)活動(dòng)的三種基本要求，因此可以看出教材在教學(xué)中的重要地位和作用。教師想要提升教學(xué)質(zhì)量，研讀教材非常關(guān)鍵。而通過對教材的研究，才能設(shè)計(jì)出更適合學(xué)生的教學(xué)方法，才能使教學(xué)達(dá)到更好的效果。因此，本文選取人教版2003版和2017版教材（下文2003版稱為舊版教材，2017版稱為新版教材）中“靜電場”一節(jié)，對它的邏輯結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行比較分析，以期給出更利于教師教學(xué)的建議。

1? 靜電場部分的總體邏輯結(jié)構(gòu)對比

1.1? 總體邏輯結(jié)構(gòu)的變化

由表1 新舊版教材的總體邏輯結(jié)構(gòu)對比可知，新版教材和舊版教材中靜電場這一章節(jié)的總體邏輯結(jié)構(gòu)變化非常大，舊版教材總體為一章，章節(jié)名稱為“靜電場”。而新版教材分為兩章，把舊版的“靜電場”分為新版的“靜電場及其應(yīng)用”和“靜電場的能量”兩章。舊版教材中“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”小節(jié)在新版教材中，標(biāo)題和位置的變化很大，在舊版教材中此小節(jié)安排在“電勢差與電場強(qiáng)度”后，而新版教材將這一小節(jié)安排在“電場 電場強(qiáng)度”后。

1.2? 兩版教材總體邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

電場具有兩方面的性質(zhì)，即“電場”具有力的性質(zhì)和能的性質(zhì)[ 1 ]，新版教材按照這兩種性質(zhì)將內(nèi)容分成了兩章，“場”所具有的力的性質(zhì)和能的性質(zhì)是同時(shí)存在的，如電荷在電場中受到電場力，同時(shí)也具有電勢能。因此，章節(jié)可以按性質(zhì)進(jìn)行歸類，學(xué)生可以從章節(jié)邏輯結(jié)構(gòu)上就能明顯的區(qū)分出所學(xué)的內(nèi)容大體是具有哪些性質(zhì)，具備強(qiáng)烈的概括作用。要讓學(xué)生能夠更好的分析和計(jì)算能量，首先應(yīng)該理解電場力的性質(zhì)，了解電荷、電荷之間的相互作用、電場、電場強(qiáng)度等的基本概念和物理規(guī)律，之后才能讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)電場的能的性質(zhì)。而舊版教材整體為一章，沒有明確的界限，沒有層次感，靜電場本身是比較抽象的概念，對于學(xué)生來說是一個(gè)難點(diǎn)，沒有進(jìn)行明確的區(qū)分，學(xué)生很難意識到可以按照兩方面性質(zhì)來進(jìn)行歸類學(xué)習(xí)，難以對此知識點(diǎn)有深刻的理解，舊版教材的編排使學(xué)生學(xué)習(xí)的難度加大，不利于教學(xué)，而新版教材層次分明，難度由淺入深，更適合學(xué)生學(xué)習(xí)。

2? “電荷”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

2.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

如表2所示，“電荷”這一部分，新舊版教材的變化很大。首先，是標(biāo)題變化，舊版標(biāo)題為“電荷及其電荷守恒定律”，新版標(biāo)題為“電荷”。其次，教材編寫的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，舊版教材由歷史作為開頭，進(jìn)行引入，再講解電荷，其中電荷里包含電荷和靜電感應(yīng)兩個(gè)知識點(diǎn)，而新版教材最開始的知識點(diǎn)為電荷，“電荷”里又包含歷史的引入和電荷的概念，隨后靜電感應(yīng)的知識點(diǎn)單獨(dú)剝離出來，最后電荷守恒定律和元電荷的編排兩者沒有區(qū)別?？傮w上兩者的邏輯結(jié)構(gòu)變化非常大。

2.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

標(biāo)題從舊版的“電荷及其守恒定律”變化為新版的“電荷”，編者的意圖是確定研究對象，因?yàn)榇斯?jié)主體是研究電荷的相關(guān)知識，電荷守恒定律雖然是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，但是它包含在“電荷”中，不必要在標(biāo)題中明顯的表示出來。舊版以歷史引入，而新版以問題引入，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，能夠更好的激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。且新版教材中“電荷”這一小節(jié)中包含了歷史的引入和電荷概念的講解，以歷史引入讓學(xué)生知道電荷的來源，然后再講電荷的概念，知識點(diǎn)的銜接更加流暢。新版教材的處理更加符合學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)。此小節(jié)最大的變化就是“靜電感應(yīng)”，新版教材對其進(jìn)行單獨(dú)的羅列，而舊版教材將其包含在“電荷”下，因?yàn)殪o電感應(yīng)和摩擦起電存在區(qū)別，把它進(jìn)行單獨(dú)羅列，目的是讓學(xué)生能夠更好的加以區(qū)分。而且摩擦起電是初中的知識點(diǎn)，靜電感應(yīng)卻是屬于高中知識點(diǎn)范疇，因此對它進(jìn)行單列，更有利于學(xué)生的知識體系建構(gòu)。

3? “庫倫定律”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

3.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

由表3可知，”庫侖定律”的邏輯結(jié)構(gòu)變化使實(shí)驗(yàn)的引入方式發(fā)生改變，舊版教材是演示實(shí)驗(yàn)，而新版教材是以問題的形式讓學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)。舊版教材“點(diǎn)電荷”包含在庫侖定律中，新版教材把庫侖定律和點(diǎn)電荷歸類在“電荷之間的作用力”之下。舊版教材針對拓展知識設(shè)置了科學(xué)漫步章節(jié)，而新版教材調(diào)整為靜電力的計(jì)算?？傮w來說邏輯結(jié)構(gòu)變化很大。

3.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

通過對實(shí)驗(yàn)引入方式的對比可知，舊版教材以演示實(shí)驗(yàn)的例子引入，新版教材以提出問題的形式讓學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行推理，嘗試運(yùn)用理想化模型的方法研究物理問題，能夠培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)，在教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)慢慢引導(dǎo)，慢慢解決問題，讓學(xué)生感受科學(xué)的魅力，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。舊版的“點(diǎn)電荷”包含在庫侖定律中，而新版教材將其單列出來，點(diǎn)電荷是一個(gè)單獨(dú)的概念，與庫侖定律雜糅在一起加大了該部分的學(xué)習(xí)難度，因此新版教材對它進(jìn)行單列更加有利于學(xué)生熟練掌握該部分知識點(diǎn)。

4? “電場強(qiáng)度”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

4.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

由表4可知，“電場強(qiáng)度”一節(jié)的邏輯結(jié)構(gòu)變化不明顯，主要是標(biāo)題名稱發(fā)生了變化，由舊版的“電場強(qiáng)度”變?yōu)椤半妶?電場強(qiáng)度”，結(jié)尾新版教材增加一個(gè)科學(xué)方法，其余的邏輯結(jié)構(gòu)變化不大。

4.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

關(guān)于標(biāo)題的變化，原因?yàn)殡妶鍪且环N物質(zhì)，是真實(shí)存在的，而電場強(qiáng)度是描述電場強(qiáng)弱的物理量，兩者都是很重要的知識點(diǎn)，而且電場是主體，標(biāo)題中把它單獨(dú)列出來，會(huì)更加的突出重點(diǎn)。新版教材中增加了一個(gè)科學(xué)方法。其內(nèi)容是“用物理量之比定義新物理量”，根據(jù)普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）中的“通過比值法定義電場強(qiáng)度，體會(huì)比值法定義物理量的重要方法”的內(nèi)容可知，課程標(biāo)準(zhǔn)要求對比值定義法要有深刻的體會(huì)，因此新版教材增加了一個(gè)科學(xué)方法，是貫策落實(shí)好課程標(biāo)準(zhǔn)的要求[ 2 ]。

5? “電勢能和電勢”和“電勢差”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

5.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

由表5可知，新舊版的知識邏輯結(jié)構(gòu)區(qū)別在于舊版教材中“等勢面”這個(gè)知識點(diǎn)，新版教材將等勢面進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整到“電勢差”知識點(diǎn)下，其余沒有變化。

5.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

等勢面位置的變化，從教師的角度出發(fā)，新舊版本等勢面所放的位置沒有影響，但是從學(xué)生的角度出發(fā)，為了讓學(xué)生能夠更好的理解知識，就要從電勢的表現(xiàn)出發(fā)，電勢的表現(xiàn)是通過電勢差，而解決電勢差的問題大部分都需要等勢面做輔助，因此等勢面的知識放在電勢差之后更加有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。

6? “電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系”“電容器的電容”和“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

6.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

由表6可以看出，“電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系”“電容器的電容”一節(jié)中知識點(diǎn)布排基本未發(fā)生變化，“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”新版教材相較于舊版教材取消了科學(xué)足跡這一拓展性知識點(diǎn)。

6.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

雖然主要知識點(diǎn)基本未發(fā)生變化，但是該章節(jié)仍然有細(xì)微的變化，主要體現(xiàn)在標(biāo)題變化方面：在新版教材中，每個(gè)知識點(diǎn)的標(biāo)題中都設(shè)定了情境，例如“帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)”，在舊版教材中表述為“帶電粒子的偏轉(zhuǎn)”。雖然新舊兩版都是討論帶電粒子在電場中的問題，但小標(biāo)題中“電場”就限定了該種現(xiàn)象發(fā)生的情境，這一方面有助于科學(xué)的概括表述，另一方面會(huì)有更好強(qiáng)調(diào)和引導(dǎo)作用。而針對“平行板電容器的電容”和“示波管的原理”這兩個(gè)知識點(diǎn)的標(biāo)題都修改為“拓展學(xué)習(xí)”，有助于輔助學(xué)生分清楚知識點(diǎn)的重要性，避免該部分拓展性知識對學(xué)生學(xué)習(xí)核心知識產(chǎn)生困擾。對于示波管的原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生只要了解即可，因此，放在拓展學(xué)習(xí)中會(huì)更加合適[ 3 ]。

此外，舊版教材中多出一個(gè)科學(xué)足跡，內(nèi)容是“密立根實(shí)驗(yàn)—電子電荷量的測定”，新教材中予以刪除，目的也是為了確保核心知識點(diǎn)完整的同時(shí)，精簡教材內(nèi)容。

7? “靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”的邏輯結(jié)構(gòu)變化對比

7.1? 邏輯結(jié)構(gòu)變化

由表7可知，新舊版教材“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”一節(jié)其位置和標(biāo)題名稱發(fā)生顯著變化。

7.2? 邏輯結(jié)構(gòu)變化分析

舊版教材標(biāo)題名稱為“靜電現(xiàn)象的應(yīng)用”，新版教材標(biāo)題名稱為“靜電的防止與利用”。從標(biāo)題的名稱變化來看，新版教材的標(biāo)題名稱更加貼近內(nèi)容，因?yàn)閷τ陟o電，有時(shí)它對我們有利，可以加以利用，例如避雷針;但有時(shí)它對我們有害，要防止，例如醫(yī)院手術(shù)臺上，靜電火花有可能引起麻醉劑爆炸。因此，新版教材標(biāo)題名稱為“靜電的防止與利用”，從標(biāo)題上就能看出靜電的兩面性，可以培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析的科學(xué)思維。

從邏輯結(jié)構(gòu)調(diào)整方面來看，舊版教材將其放在“電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系”之后，新版教材將其放在“電場 電場強(qiáng)度”之后。在課程標(biāo)準(zhǔn)中，課程標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生了解靜電屏蔽和靜電平衡，不要求掌握，因此，新教材將其放在“電場 電場強(qiáng)度”之后，在降低了學(xué)生學(xué)習(xí)難度的同時(shí)，也使教師更容易區(qū)分教學(xué)重點(diǎn)，體現(xiàn)出由核心理論到拓展知識的教材設(shè)計(jì)理念。

8? 結(jié)束語

通過以上分析可以看出，新版教材相較于舊版教材有著更為優(yōu)質(zhì)的教學(xué)設(shè)計(jì)和更為科學(xué)的知識體系，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（1）從邏輯結(jié)構(gòu)調(diào)整方面來看，新版教材對于知識的分類更加的清晰和明確，有層次感，知識體系的銜接更加符合學(xué)生的心理發(fā)展特點(diǎn)。知識點(diǎn)從原來的的雜糅交錯(cuò)的狀態(tài)剝離開來，使得單一的知識點(diǎn)更容易被學(xué)生理解和接受。而且知識點(diǎn)由淺入深，循序漸進(jìn)，更富有邏輯性，更有利于學(xué)生建構(gòu)科學(xué)的學(xué)習(xí)理念和培養(yǎng)縝密的邏輯思維。

（2）從實(shí)驗(yàn)的調(diào)整方面來看，新版教材以提出問題的形式讓學(xué)生自主的提出問題，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。嘗試引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用理想化模型的方法研究物理問題，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力，從提出問題到解決問題都讓學(xué)生充分參與，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，而不是被動(dòng)的接受知識的灌輸，體現(xiàn)出更優(yōu)質(zhì)的教育方法和教育理念。同時(shí)，學(xué)生帶著疑問去學(xué)習(xí)，有助于師生的交互，對于加強(qiáng)師生交流，提高教學(xué)品質(zhì)有著重要的促進(jìn)作用。

總之，新版教材更加注重培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，對于教師來說，新版教材更加有利于教學(xué)質(zhì)量的提升，有利于教師在設(shè)計(jì)教學(xué)的過程中做好教學(xué)設(shè)計(jì)并處理好教學(xué)細(xì)節(jié)。通過以上對教材細(xì)節(jié)的對比分析和研究，從教材調(diào)整的角度給出一些優(yōu)化教學(xué)方法的思路，以期為各位教師更好的研究教材提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡衛(wèi)雄. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的進(jìn)階式復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)——以“電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系”為例[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2020（10）：26-30.

[2] 普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M]. 北京：高等教育出版社，2018：80-81.

[3] 賀婷玉， 孔紅艷. 從核心素養(yǎng)視角對比人教版高中物理新舊教材的欄目設(shè)置[J]. 物理教學(xué)探討， 2020（7）：23-27.