我們的物理教材能培養出有創造力的人才嗎?談談初中物理教材 | 五道口的顏學姐

2021-01-19 風雲之聲












      

我想像的教材應該是這樣的:內容編排合理,連貫,知識介紹正確易懂,物理圖像清晰,有物理邏輯和觀點。


我最近看了一篇吐槽大學教材的文章,激發了我的同感。


我想吐槽一下初中物理教材。


曾經有一位初中生來問我物理問題,我發現他概念不清。我讓他查書,他翻的不是教材,而是一本參考書。


我很不高興,說教材才是最經典的,描述最簡練和最正確,其他的參考書很有可能錯誤,理解概念不要查參考書。


小孩很委屈,說書上內容不好查。


我翻看了一下教材,真是大吃一驚。


我想像的教材應該是這樣的:內容編排合理,連貫,知識介紹正確易懂,物理圖像清晰,有物理邏輯和觀點。


結果是:教材成了物理知識的堆砌,內容編排混亂,沒有物理圖像,也沒有物理邏輯,很多名詞沒有解釋。


我看的是某師大版的物理教材,一共3本,八年級上冊、八年級下冊和九年級全一冊。


八年級上冊的目錄是:


第一章 物態及其變化


第二章 物質世界的尺度、質量和密度


第三章 物質的簡單運動


第四章 聲現象


第五章 光現象


裡面沒有解釋或者說無法解釋的概念比比皆是,下面我隨便舉幾個例子。

攝氏溫度的規定



我們先看第一章。第一節是物態變化、溫度。


書裡面提到了攝氏溫度的規定,原文如下:



在整本書開始沒幾頁,就來了這段話。裡面涉及了1.01*105(5是上標)這個數字、大氣壓、沸騰、單位Pa、中文單位帕、冰水混合物等等的概念。


大氣壓在這套書裡面的第八章講,講大氣壓需要有壓力、重力等概念。單位Pa(帕)的定義也在第八章講。


沸騰、冰水混合物是物態的變化,在後面的第2節和第3節講。這裡主要用到了水在沸騰為100攝氏度,冰水混合物時的溫度為0度,保持不變。


如果要把這個定義講清楚,需要補充很多的物理知識才行。


熔點、沸點等概念缺乏先修知識


還是第一章。第二節,熔化和凝固,第三節,汽化和液化,裡面最重要的概念,熔點和沸點都是會隨壓強不同而不同,所測量的數據都必須是在一定大氣壓的前提條件下。這些內容都是以壓強作為先修知識的,沒有這些講熔點、沸點等,能講得清嗎?



書裡還講述了沸點與氣壓的關係。問題是氣壓的概念還沒有,除了能背熟沸點跟氣壓的關係外,學生能思考出為什麼高山上氣壓低,沸點就低嗎?



如果知道了大氣壓就是空氣重力造成,物態變化的根本原因是速度,溫度是分子熱運動的宏觀體現,那麼學生很容易就明白氣壓低,沸點低的原理。


溫度是分子熱運動的宏觀體現要到第10章,也是9年級才上。我不知道,學生把第一章和第十章的內容能否聯繫起來。


在第一章,還有一節高壓鍋的內容。這裡面,講了高壓鍋的構造,工作方式。同樣,學生沒有壓強的概念,還是不太明白為什麼水蒸氣不跑出去,壓強就會增大,沸點就會提高。



這些考試的重點,我想大部分學生都是背熟的,而不是從物理原理推出來的。


我不明白這章內容為什麼要放在第一章,是不是放在力和運動之後更好?

光年、米的定義難以理解在第二章的第一節裡,講了物體的尺度,裡面提到了光年。書中說:


光年是個很大的長度單位,但放在這裡是否合適?因為這裡還沒有講到運動、速度和距離的概念。更重要的是,用光年作為距離單位,有個前提條件,在太空中,沒有介質,是真空,光速不變。而且,根據相對論,對於不同參考系和觀察者來說,光速都不變。相對論才是光年用來作為距離的理論依據。


所以,這段文字,學生是背了下來,還是進行了理解?


在第一節,還講到了米的規定,原文如下:



這個米的規定跟光年一樣,沒有解釋。我問了一位初三學生,你知道米的規定嗎?他不知道,當年初一學的時候沒記住。我告訴了這個規定。他第一時間的反應是難道原來沒有1米這個概念的?


……


我告訴了他米原器。


他還是很迷糊,為什麼1米就會等於這個奇怪時間內,光走過的距離呢?我又跟他解釋了距離=速度*時間。解釋完了,他又問,為什麼要用這麼複雜的方法測?……


一個米的定義,初中生是一臉懵啊。因為這需要運動和雷射的知識。


物理量和國際單位制沒有解釋


在第二章和第一章裡面,還提到了國際單位制,但沒有任何解釋。


其實,完全可以解釋一下,對物理量的測量,單位的確立,是人類科學發展的一個重要內容。歷史書還講書同文、車同軌,我們的物理書竟然不講各種單位制的來歷和發展。


物理量的解釋也是非常重要。人類探究自然規律,為什麼會以長度、質量、速度等作為物理量?這些不是一開始的想當然,而是有很多探索。其實這些歷史知識,是能激發學生的好奇心和興趣的,從中也能學會如何進行物理的思考?


聲波沒有解釋


在第四章」聲現象「裡面,講到人怎樣聽到聲音:


如圖所示,音叉的振動使它附近的空氣時而變密,時而變疏,周圍的空氣就形成了疏密相間的狀態,並且不斷地向遠方擴展,這就叫做聲波。



圖當然很清楚,聲波有疏有密,但人眼可看不了空氣的壓縮,是不是應該再多解釋幾句,把相關實驗介紹一下?


平衡態沒有很好的解釋

在第七章」運動和力「中的第五節」二力平衡「,寫道:


物體處於靜止或勻速直線運動狀態,我們就稱物體處於平衡狀態。處於平衡狀態的物體所受的力叫作平衡力。如果物體只受兩個力而處於平衡狀態,這種情況叫作二力平衡。


平衡狀態的概念應該來自牛頓第一定律,但這時牛頓第一定律還沒有講。所以,這一小節是不是放到牛頓第一定律後面更自然一些?學生也更容易理解一些?


……


類似的問題很多,就不一一舉例了。


人才培養


大家一直問的是,為什麼我們的學生創新能力不夠?我看了這個教材,感覺跟教材大有關係。


物理教材是中學階段對人科學思維培養的一個重要載體,在物理教材裡,不應該只有物理知識,還應該講些物理學家是如何思考問題、解決問題,在這些物理知識裡,有著什麼樣的邏輯鏈條,整個的物理圖像應該是什麼樣的。


中學教材內容雖然簡單,但承載的任務並不簡單。


這樣的教材能滿足要求嗎?


擴展閱讀:

 

責任編輯楊娜

 


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