──从“密度”的教学漫谈教科书的使用

湖北省宜昌市夷陵区实验中学　　李祖友

面向21世纪基础教育课程改革的新课程已在全国启动运行，课程标准替代了教学大纲；一切为了学生的可持续发展取代了知识本位；为了一切学生的发展取代了精英式教学。探究式学习激励学生发现问题、猜想、实验、创新、重温科学家的创造历程。昔日的传承式教学被改变了面貌，昔日的教师成了导演和学生的探究伙伴。昔日的教材一统天下，今日的教材琳琅满目。学生有了天堂，教师有了空间，学校教育在历经了“阵痛”和“洗脑”后，正以崭新的姿态面向21世纪昂首阔步前进。

课程改革全方位推开，但由于物理和化学的学科特点决定了这两科在教学理念、方式方法和教学内容上的变化比其他科目都大。作为一线初中物理教师，下面从“密度”的教学谈谈在课程标准的理念下对课程标准教科书的使用体会。

教科书是体现课程标准的范例，并不是教师执教的纲领，但任何一本教科书，在编制过程中都无法完美地解决学科知识的逻辑体系和儿童心理发展特点之间的矛盾，无法将学科之间的知识储备顾及周全，因此，需要教师在备课时必须根据学生的实际和学校的教学设施对教材进行切合实际的重组和改编，使课程的三维目标落到实处。

经全国中小学教材审定委员会2002年初审通过，由人民教育出版社出版的九年级《义务教育课程标准实验教科书·物理》的第十三章第三节“密度”，用学生身边的材料和学生熟知的事例激思引疑，使学生不由自主地步入探究历程，且探究之后应该有什么结论留给学生，给学生留下了较大的空间，最后将探究结果推向应用，完成密度第一阶段的教学，教材的编制较充分地体现了课程标准要求。作为教师，在利用这节教材时有以下几个问题值得思考：

1.如何使两个“想想做做”落到实处并起到激思引疑和承上启下的作用？

2.实验室是否有若干大小不同的标准铝块或其他金属块？如果有，繁琐的测量长度和计算体积是否会冲淡探究主题？

3.学生储备的数学知识是否够用？有无在有限的物理课堂上补充的可能？

考虑以上因素，有必要以教材为依据充分发挥教师的主观能动性对教材进行重组，对部分要求进行暂时性调整。

在质量的教学中，应为密度的教学作相应的数据储备。学生利用天平测身边一个物体的质量后，基本掌握了天平的使用方法，加一组实验让学生对天平的使用进行反复操作，并留下残缺表格（表1），该表将落实密度教学的第一个“想想做做”。

表1　测体积相同的铜、铁、铝块的质量

目前大多数实验室不具备大小不同的金属块，即使有，繁琐的测长度和计算体积也会冲淡探究主题。实验室一般配有的是体积相同的圆柱形铜块、铁块和铝块，可采用重新组合，将三块铜、三块铁、三块铝分别集中到三个组，通过测一块、两块、三块相同的金属块的质量和体积来实现教材中取大小不同的若干铝块，分别用天平测出它们的质量，用直尺测出边长后计算出它们的体积来完成探究实验。但这样做对学生毫无吸引力，从生活经验学生知道相同的两块金属的质量是一块的两倍，三块是一块的三倍，且体积也是如此，探究性实验变成无需验证的验证性实验。

根据以上原因，学生学完质量后可先进入体积及用量筒测体积的教学，并要求学生测表1中铜、铁、铝的体积，记录到表1中，形成表2。

表2　测铜、铁、铝块的质量和体积

从质量和用天平测质量到体积和用天平测体积都是陈述式或体验式教学，到这里才拉开了探究的序幕。

“分析表1中的数据，得到什么启示，能提出什么问题？”将学生引入探究历程。学生会提出什么问题教师无法事先得知，但只要从众多的问题中引导学生对“同一种物质的质量与它的体积是否成正比”进行猜想即可。有了猜想，后面的设计实验、进行实验、分析论证等对于九年级的学生来说便顺理成章，完成实验后再回到表2计算铜、铁、铝的质量和体积比，得到表3，密度的定义、公式、单位自然出现，到此，一个困扰了教师多年的难教概念被学生自己探究获得。

表3　铜、铁、铝块的质量和体积比

由于用量筒测体积前置，学生在设计实验方案时可能选固体物质也可能选液体物质，可能选密度大于水的固体，也可能选密度小于水的固体，且选择物质时不受形状的限制，随意剪一段金属丝、随意增减液体都可完成实验，教师应尽可能多地让学生展示实验方案，并使各套方案得于实施，同时完成测量物质密度的教学，并可鼓励学生课后设计测空气密度的方案，使探究活动得到延续，使学生的认知结构发生变化，创新能力得到升华。

在实验探究中获得了不同体积的同种物质的质量后要求学生作V-m图象，并从图象中得到结论，这一点要求太高，因为学生不具备“直角坐标系”和“函数及图象”的数学基础，根本就不可能用已有的数学知识从图象上得到成正比的结论，该内容数学教科书编写在九年级代数（第三册）第十三章，是初中阶段后期的学习内容。

用图象记录和分析实验是初中生必须掌握的一种基本方法，教科书三处突出了这一方法的学习，最先出现在物态变化中，作熔化和凝固及沸腾过程中的时间温度图象，但只要求学生从图象中定性分析每个过程中的温度变化情况，很容易掌握，但探究密度、重力与质量的关系时，要求学生从图象中得出定量的正比关系，学生无能为力，且利用有限的物理课也不可能将初中后期一个周的代数教学内容提前施教，因此只有跳越，跳越的方法是描点连线后，返回表格中分析质量与体积的比值（必须强调误差的存在），得到结论，再告诉学生图中的直线就是正比图象，待学生数学知识到位后，增设一组图象分析的材料题落实教学目标。

教科书中类似的现象还有，如在学生不知道物质的微观结构时，如何告诉学生“电荷的定向移动形成电流”？在学生不知道电荷是什么，有多少种时，凭什么规定“正电荷定向移动的方向为电流方向”？在学生不知道元素符号时怎么讲原子结构示意图？教材定义“物体在力的作用下动能和势能发生了变化”，我们就说力对物体做了功，如何讲在水平路上马拉车匀速前进时做功？这些问题都需教师发挥自己的主观能动性去策划施教方案，重组教学内容，调整阶段性的教学要求，因此教材虽然能较好地体现课程标准，但不是纲领性文件，真正能落实课程标准的教科书在教师的笔底，在教师的心中，只有符合学生实际，与办学条件相适应的教科书才能真正落实课程标准，但又有哪一本教科书能在全国范围内适应呢？世界本来就是运动变化着的世界，又有哪一本教科书能合上变化的节奏呢？新的课程标准对教师提出了更高的要求，要求教师以研助教，以教促研，在不断的教研反复中，完成教育工作者的神圣使命。