人民教育出版社物理室
一、研究的背景
二、研究的主要问题
三、研究过程
四、成果
五、展望
一、研究的背景
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1988年初,国家教委颁布了九年义务教育初中物理教学大纲(初审稿),作为编写九年义务教育初中物理教材(以下简称新教材)的依据。此前我国中学使用的是1982年~1983年人民教育出版社出版的初级中学物理课本(下简称原教材)。原教材的优点是系统性强,基础知识扎实,重视联系实际和实验,重视思想教育,注意叙述的科学性,文字规范。存在的主要不足是不够生动活泼,不易引起学生的阅读兴起;个别章节偏难学。新教材应在继承原教材优点的基础上进行改革。
在1978颁行的《全日制十年制学校中学物理教学大纲》的指引下,80年代以来,我国许多初中物理教师在教学改革方面进行了很多有益的尝试,取得了相当好的效果。他们的主要经验是,注意培养学习兴趣,注意培养能力,努力促使学生积极参与教学活动,主动地获取知识。教学改革为教材改革提供了条件。
70年代以来,国外初中理科教材改革的趋势主要是,降低对知识深广度的要求,重视学生能力培养,注意科学知识与技术、社会的联系。各国教材又各具特点。例如,美国教材不追求叙述上的严格,而注意生动活泼和贴近学生生活。英国的教材注意让学生通过自已动手实验学习物理知识。日本教材简单、扼要,学生不听讲就看不懂,等等。国外教材的这些特点,值得我们借鉴。
二、研究的主要问题
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初中物理教学应为提高学生的科学文化素质服务。但是目前教学情况不适应要求。为考而教的教学思想,导致只注意知识和解题能力,过高的要求和大量练习加重了学生的学习负担,使一部分学生对物理课望而生畏。为改进物理教学和原教材的不足,适应义务教育的要求,新教材应重点在以下几方面进行研究和改革。
(一)生动、活泼
初中学生是13岁~15岁的少年,新教材编得生动活泼,才能吸引他们乐于学习。培养学生学习物理的兴趣,不仅是为了学好物理,而且会发展为学习科学技术的兴趣,为学生终身学习打好思想和知识基础。
(二)简明、轻快
义务教育是公民素质教育,应根据公民需要和学生的接受能力确定对知识的要求,使大多数学生学得了,学得好。原教材中某些要求偏高、学生困难较大的知识,应降低要求。知识的讲述,应简明易懂,在不违背科学性的前提下,注意通俗,突出主要问题,减少次要因素的干扰。
(三)丰满、有用
对重要知识,应让学生在比较多的感性知识的基础上知道它的来源、根据和在自然界、生产上及其他学科中的多方面表现和应用,使些知识显得有血有肉,而不是干巴巴的几句条文;通过讲述它们的应用和练习题,使生不仅知道知识有什么用处,而且还会用它们来分析解决简单的问题。
(四)培养能力
新教材要更好地落实教学大纲要求培养的三种能力:初步的观察、实验能力,初步的分析、概括能力,应用物理知识解决简单问题的能力。
三、研究过程
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新教材编写的准备工作从1987年下半年开始。主要是去教改有突出成效的学校调查、召开座谈会,总结使学生成为学习主体及能力培养经验和做法。1988年初教学大纲(初审稿)颁布后,拟定教材框架阶段,主要研究各部分知识在培养能力方面的作用,以及怎样编排知识既符合由易到难的教学规律,又有利于形成知识结构和能力培养,还研究了教材采用怎样的结构模式更便于学生阅读。1988年夏到1989年底写“实验本”期间,主要研究怎样使教材生动、活泼、简明、轻快、丰满、有用和便于教学。
1991年秋~1993年秋“实验本”开始在全国25个省市进行试教。通过听课、开座谈会了解试教情况,全面调查样本班的教学效果及学生、教师对“实验本”的反映。研究怎样在难易适度、负担合理、便于教学方面做进一步的改进。1993年5月、1994年5月修改的两册“实验本”分别经国家教委中小学教材审定委员会审查通过。1994年秋季起新教材(试用本)在全国推广使用。
四、成果
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(一)编写出了一套适应全国大多数地区、大多数学校使用的初中物理系列化教材
新教材是一套以教科书为核心的系列化教材,以便适应不同学校和不同学生的需要,实现统一要求和灵活性相结合。教科书面向大多数地区、大多数学校和大多数学生,使学生达到九年义务教育初中物理教学大纲规定的基本要求,并包括少量选学内容。为使学习水平较高、爱好物理的学生得到发展,配备了供学生课外阅读、实验、练习用的三种学生用书,供学生自由选用。为帮助教师教好教科书,从教材分析、知识资料、实验三方面为教师配备了三种用书。
初中物理系列化教材包括以下品种:
1.教科书
九年义务教育三年制初级中学教科书《物理》(共二册)
九年义务教育四年制初级中学教科书《物理》(共二册)
2.学生用书
九年义务教育初中物理学生读物《物理世界》(共二册,三、四年制共用)
九年义务教育初中物理学生读物《课外观察、实验和制作》(全一册,三、四年制共用)
九年义务教育三年制初级中学《物理课外习题集》(共二册)
九年义务教育四年制初级中学《物理课外习题集》(共二册)
3.教师用书
九年义务教育三年制初级中学《物理教师教学用书》(共二册)
九年义务教育四年制初级中学《物理教师教学用书》(共二册)
九年义务教育初级中学《物理教学参考资料》(共二册,三、四年制共用)
九年义务教育初级中学《物理实验参考书》(共二册,三、四年制共用)
(二)新教材中的重大改革
1.图文并茂,生动有趣
为了培养生学习物理的兴趣,教科书作了多方面的改进。大量增加了形象有趣的插图,有的还采用了学生喜欢的漫画形式,有的以图代文,能用图说明的就不再用文字讲述。用一些有趣的故事、实验、现象等引入课题,激发学习愿望。例如讲述运动和静止的相对性,用第一次世界大战期间一名法国飞行员在空中用手抓住一颗飞行的德国子弹的故事引入课题。增加一些简便易做的课堂实验,使学生不必用专门的仪器,利用手边的学习用品或生活用品就能自己动手实验,观察现象,使学生在学习物理中多动手,兴趣盎然。用一些新奇有趣味的事例说明概念、原理,例如讲解蒸发吸热时,举了夏天人靠汗的蒸发保持体温不致升高;而没有汗腺的狗,靠的是伸长舌头大口喘气增加蒸发量来散热。各章后面的阅读材料和小实验中还介绍了许多有趣的现象、事例、实验等。这些改进使教科书从原来严肃地讲知识变为生动有趣了。
2.通俗易懂,便于学习
为解决初中物理难学的问题,作了以下改进:
调整教材体系建国以来我国初中物理课本的体系都是以物质运动的复杂程度为线索,按力、热、电、光的顺序编排教材。为了使学生由浅入深、由易到难地学习,新教材把比较浅显易懂,又易引起学习兴趣的一些简单的运动、声、热、光等现象安排在前面学习,然后才是力学知识和电学知识。减小学生初学物理的困难,还有利于从一开始就培养学习物理的兴趣。
适当降低要求义务教育对知识的要求应从一般公民的需要出发,以大多数学生能接受而又负担合理为准绳来掌握,因此有必要降低原教材中一些要求偏高的知识。例如,原教材对测量的知识讲得较细,要求偏高,考虑到一般公民在生活和生产中只要具备测量的基本技能就可以了,新教材简化了这部分内容,降低了要求。
讲述知识简明通俗 新教材讲述知识注意突出重点,简捷明了,避免节外生枝,以便于学生掌握最主要的内容。例如,讲用托里拆利实验测量大气压的值时,只讲玻璃管直立时管内水银柱的高度是760毫米,不讨论管倾斜时水银柱的高度如何,减少干扰。讲述物理概念,注意适合学生的知识水平,不过分追求严格。例如声现象一章的名词术语多,如果都下定义,这一章会成为名词定义的堆积,冲淡本章主要知识的教学。教材对于一些非基本概念就不下定义,而是利用学生的生活经验来帮助他们弄懂这些名词术语的含义。
突破难点,化难为易液体压强公式、浮力多年来是初中物理的难点。新教材分析了这些难点产生的原因,改进了讲述方法。例如浮力一章难学,重要的原因是学生在生活中形成的一些非科学的前概念造成思维障碍。针对学生认为“浮在水面的物体受到浮力,下沉的物体不受浮力”的前概念,设计实验让学生观察,进行分析、推理,得出下沉物体也受到浮力的正确认识,从而排除了干扰。抓住浮力、重力这两个力的大小是决定物体浮沉的根本原因,排除了密度、体积等对掌握浮沉条件的干扰。
3.加强联系实际,重视应用知识
我国的中学物理教材一贯重视理论联系实际。新教材在联系实际方面有进一步的发展。过去联系实际的内容主要是工农业生产方面的,现在进一步加强联系日常生活和现代社会问题。在联系日常生活方面,除了注意联系生活中的物理现象,还介绍了电冰箱、录音机、照相机的基本结构、原理和使用,充实了家庭用电的知识。为了打破学生对电子技术的神秘感,还增加了一章选学内容“有用的电子元件”。在联系社会生活方面,讲述了能源的开发和利用、节能、开发新能源等能源问题,及控制废气、噪声的危害和控制等保护环境问题。
新教材还注意引导学生把所学知识应用于实际,去解释一些生活中的现象,解决一些简单的实际问题,使学生真正学好物理知识,同时也能培养兴趣,养成自觉应用科学知识的习惯。
4.加强实验
初中物理教学是以观察、实验为基础的。但是由于多数学校仪器设备不足,初中物理实验教学受到限制,学生动手实验的机会不多。为了在仪器设备不足的条件下加强实验,新教材重点增加了不使用专门仪器、简单易做的课堂实验、实验性习题和课外小实验、小制作,还把一些过去由教师演示的实验改为既可以演示又可以由学生自己动手做的实验,供教师选择。形成一个由正规的学生实验、课堂实验、实验题、课外实验组成的系列。
5.重视培养能力
在新教材中注意落实教学大纲提出要重点培养的三种能力。
新教材的第一部分是简单的物理现象。这部分内容观察、实验多,结合这部分的特点,侧重培养观察、实验能力。观察时指出观察的重点,指导学生有目的地观察,注意抓现象的特征、现象产生的条件和变化规律。实验中,要求学生正确使用仪器,理解操作步骤,遵守实验规则,正确记录数据,分析实验结果,得出结论,写出简单的实验报告,并把这些观察、实验能力的培养贯彻到整个教材中。
初中物理的主要内容是学习力学和电学的概念、规律。对于概念,教材主要是通过分析、比较,抽象出事物共同的本质特征来建立的。例如,教材通过分析、比较人推车、人拉椅子、推土机推土、拖拉机拉犁的共同特征是物体对物体的作用,建立起力的概念。对于规律,教材主要是通过寻找现象之间的因果关系概括得出的。例如讲光的反射定律,教材通过实验显示入射角增大时反射角也增大,而且反射角总等于入射角,而后得出反射定律。教材重视概念、规律得出的分析、比较、抽象、概括过程,旨在培养学生的思维能力。
教材在讨论实际问题时,注意把实际问题抽象为物理问题,明确研究对象,弄清物理过程,根据已知条件和求解要求,找出解决问题需要的物理知识,再应用物理知识进行讨论,得出结果,并讨论结果是否正确合理,以培养学生分析解决简单问题的能力。例如,教材在讨论家庭电路中保险丝烧断的问题时,应用焦耳定律,把这个实际问题抽象为电路中的电流过大的物理问题,明确了研究的对象是找出造成电流过大的原因:一个是电路某处发生短路,另一个是连入电路中的用电器功率过大;因此为了避免保险丝烧断带来的断电麻烦,一是电路中不能有短路的地方,二是家庭电路中不能同时使用几个大功率的用电器。在练习和习题中注意选择有实际意义的问题。节后安排一些比较简单的练习题,让学生通过模仿性操作初步学会应用知识。章后安排比较灵活的问题,让学生在新情景中独立地应用知识解决一些简单问题。
6.努力体现“学生是学习主体”的教育思想 学生的学习是在教师指导下的认识过程,这个过程的主体是学生。为了使学生成为学习的主体,改变“教师满堂灌,学生被动听”的状况,新教材采取了以下措施:
(1)帮助学生阅读教科书,掌握学习物理的方法
新教材在目录后增加了“致同学们”,介绍教科书的结构和使用方法,及学好物理的一般方法。在“引言”中,强调学习物理必须重视观察和实验,及观察和实验应注意的事项。在每章开头都列出几个问题,提示该章的主要内容,使学生明确学习目标。各节课文列出几个小标题,便于学生阅读课文抓住要点。章后安排“学到了什么”,引导学生总结、归纳知识,形成知识结构。
(2)促使学生多动脑、多动口、多动手
在讲述知识、归纳总结等环节,以及实验、插图、练习中,注意编排启发性问题。在许多节后安排了“想想议议”,提出一些值得思考、讨论的问题,让学生动脑思考,动口讨论。课文中穿插许多简便易做的实验,增加学生动手的机会。
(三)几点理论认识
1.要以义务教育的目标为根据确定初中物理教材编写的指导思想。
义务教育的目标是提高全民族的素质。根据这一目标,初中物理教学应为全面提高学生的科学文化素质服务,既要学习物理知识,还要学习知识的应用,懂得一些科学方法,培养科学兴趣和科学态度,形成科学世界观。不论学生初中毕业后是升学还是就业,都应该具备这些素质。否则,初中物理教学就会走向“为物理而教物理”,甚至“为升学而教物理”的岐途。
2.要从现实教学存在的问题中找出改革努力的方向,这样教材改革才有意义,才能促进教学改革,不能为改而改。对于国外的经验要“为我所用”,不能机械照搬。
3.改革必须从教学实际出发,积极、稳妥、切实可行,要教师接受,教学中行得通,不能改得面目全非。脱离实际的改革,即使方向正确也是不能成功的。
4.能力培养要寓于知识教学之中,要在掌握和运用知识的过程中提高能力,脱离知识空讲方法不能奏效。但在知识教学中要十分关注如何培养能力。
5.思想教育(世界观教育、爱国主义教育、科学态度教育、非智力因素教育等)要寓于知识教学之中,不可脱离知识教学去进行思想教育,要潜移默化,不可生硬灌输。在知识教学中要注意渗透思想教育。
(四)教材的实验情况
从实验情况看,师生反映新教材“实验本”教学效果较好,受到欢迎,是成功的。宁夏自治区教研室在试教总结中说新教材“新教材得到广大师生的好评,受到普遍的欢迎、喜爱。新教材促进了物理教学改革,物理课堂变得生动、活泼”。河南省鹤壁市教研室在总结中说:“新教材对于大多数普通中学是可行的。新教材具有较强的思想性和科学性,受到广大师生的欢迎。新教材难易适度,分量适中,负担基本合理,较好地解决了大面积提高初中物理教学质量的问题。”江苏省宜兴市教研室在总结中说:“新教材内容丰富,可读性、趣味性强;体现了以实验为基础的学科特色;寓爱国主义教育、实事求是的科学态度教育于物理教学之中,使学生潜移默化地受到教育;新教材的试用推进了教学改革。”辽宁凤城满族自治县的试教总结中说“老师普遍反映新教材比旧教材好教,学生容易接受,学习成绩普遍提高”。
实验中反映新教材“实验本”存在的问题主要有两个:一个是分量偏重,课时较紧;另一个是基本练习性的题目少。对于后一个问题我们已于送审前作了改进,在节后增加了基本练习性的题。造成分量重的原因比较多,主要是受中考影响,教师相当大地提高了教学要求。中考不作相应改革,这个问题难于解决。
五、展望
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教材改革是个长期过程,随着形势的发展,旧的矛盾解决了,新的矛盾又会产生。因此,不断研究教材在使用中存在的问题,随时注视国外教材的动向,每隔5年左右对教材作一次较大的修订,是使我们的教材不断前进、不断适应新的教学情况的必要措施。
子课题负责人:雷树人 董振邦 张同恂 马淑美
合作单位:中国教育学会物理教学研究会
执笔人:马淑美