丁紅 周新雅 周行 陳昊然

摘? ?要?對初中物理各版本教材中關于光的“三原色”“三基色”命名、內容表述、核心素養(yǎng)等方面比較分析，得出各版本教材的異同點，篩選出相對優(yōu)勢的參考資源，供一線教師備課時揚長避短、興利除弊。

關鍵詞 七種版本教材? 三原色? 比較分析

教材是師生都會參考的資料，具有很高的權威性和導向性，它不僅是一本書，更是一種“資源”。但一所學校只配有或只參考一種版本教材的局面還是普遍存在的，這樣不免使教師在設計教學時眼界大大受限，無法參考使用其他版本教材中最優(yōu)勢的部分，進而影響到課堂的教學效率。如果深入比較各版本教材相關內容的優(yōu)劣，就可以為廣大物理教師挑選出更有價值的參考資源。

一、各教材有關色光三原色和三基色的表述

三原色（或三基色）是教材中最核心的內容之一，指的是紅、綠、藍三種色光，然而各版本教材在稱呼、概念表達的方式和擴展運用等方面有所不同。

1.兩種稱呼占比差異

同一種東西擁有不同的稱呼是一種常見現象，比如“土豆”還有“馬鈴薯”“洋芋”的叫法。然而，在教材中若也存在這種現象就會帶來不利的影響，尤其在低年級中會給教師的教和學生的學帶來不必要的麻煩。光的三原色（或三基色）在七種版本教材中的稱呼情況見表1。

由表1可知，稱呼紅、綠、藍三種色光為“三原色”的教材有五種，占比為71%;而稱呼紅、綠、藍三種色光為“三基色”的教材，只有兩種，僅占29%。然而同一個概念在教科書上存在著兩種稱呼，很容易使學生在學習過程中產生困惑和不解，影響掌握的效率，可以考慮統(tǒng)一叫法，顯然“三原色”的叫法占比更重，使用更加廣泛。

2.在描述上“各說各話”

如果對一個概念的描述盡可能達到全面、準確、到位，就可以很好地幫助學生做到更透徹地理解相關概念。各版本教材對三原色（或三基色）內容描述見表2。

由表2可知，七種版本教材對紅、綠、藍的命名確切來說共有5種說法。人教版與教科版相同，都稱之為“色光的三原色”;蘇教版稱之為“光的三原色”;滬科版與粵教版稱之為“光的三基色”;北師大版與滬教版分別命名為“三原色原理”“三原色光”。從中不難看出，在“三原色”與“三基色”兩類命名中，“三原色”使用更廣泛（后文便只稱為“三原色”）。仔細分析各版本教材對這一概念的描述，發(fā)現北師大版并沒有對紅、綠、藍三種單色光明確命名，只是描述了它們的成色原理，稱為“三原色原理”，而其他六種版本既對紅、綠、藍三種單色光有著明確的命名，也描述了它們的成色原理。所以，在概念的命名與內容表達的全面性與準確性上，北師大版有需要進一步完善，且“三原色原理”這種描述容易讓人產生混淆，因為“顏料”也有“三原色”，其成色原理與“光”的截然不同，其組成成分分別為“品紅、黃和青”，顯然也與光的大不一樣。

在取材上，教科版用計算機上面的調色板中紅、綠、藍三個滑塊來引出三原色的定義和解釋顏色的混合原理。雖然有新意，但是這樣不太妥當，一方面，計算機畢竟是電子儀器，和自然現象相比，說服力弱，可以先介紹自然界中紅、綠、藍三種光是三原色，它們可以合成許多色光，并且已應用在計算機中，而不是由計算機來說明紅、綠、藍是三原色。另一方面，考慮到各個地區(qū)學生的生活環(huán)境不同，一些學生并沒有接觸過或者長期使用過計算機，那么這個顏色滑塊對他們來說比較抽象，難以理解。

在描述的完整與準確上，人教版、北師大版、滬教版與教科版四種教材只簡單說明三種色光可以合成其他多種顏色，而蘇教版和滬科版還提到了“三種原色無法用其他色光混合而成”，提到該點是十分必要的。因為之所以稱為“三原色”，不僅是因為它們三種可以合成多種色光，還因為這三種原色無法由其他色光合成。例如：黃光、青光、品紅光混合后是白光，然而它們也是復色光，黃光由紅光與綠光混合得到，青光由綠光與藍光混合得到，品紅光由紅光與藍光混合得到，紅、綠、藍光卻不能再由其他顏色的光混合得到[1]，所以黃光、青光、品紅光不是光的“三原色”，紅光、綠光、藍光才是光的基本組成部分。也可用牛頓“光的色散實驗”驗證得到，用三棱鏡分解各種色光，只有紅、綠、藍光不能再分解?；浗贪嬖诟拍蠲枋鰰r，雖只指出了三種原色“是無法用其他色光混合而成的”，但在后文中補充了“將光的三基色通過各種不同的組合，可以獲得各種不同的色光”。所以，粵教版、蘇教版和滬科版描述的相對完整精確，教師在對此部分備課時可參考這三種版本教材。

在視覺解釋上，滬教版解釋了眼睛的感光原理，這一點是非常值得肯定的，它以三原色按照不同比例組合會引起眼睛感覺到不同顏色來說明光的“三原色”，強調了視覺原因，不局限于物理范疇，體現了多學科融合的思想。且與托馬斯·楊和赫爾姆霍茲所提出的“三聯學說”相吻合，貼近科學理論，較有新意。但是，此種表達方式并不優(yōu)于其他版本教材，只從視覺說明不免顯得模糊與抽象。綜合各種版本教材的優(yōu)勢，對光的“三原色”可考慮描述為：自然界中紅、綠、藍三種顏色的光是無法用其他顏色的光混合而成的，而其他顏色的光則都可以通過紅、綠、藍光按不同比例混合而得到，因此紅、綠、藍三種顏色被稱為光的“三原色”，這是因為它們按不同比例組合，會引起眼睛感覺不同的顏色。

3.在應用擴展上差少同多

應用擴展是對知識的補充與運用，可以拓寬學生的知識面，加深學生對知識的理解，拉近課堂與社會生活的距離，與課標中“從生活走進物理，從物理走向社會”的理念吻合，七種版本教材中對光的“三原色”的應用擴展見表3。

由表3可知，七種教材中，除教科版外，都使用了與生活息息相關的電子儀器——電視機熒光屏來更加具體地解釋三原色的應用，方便學生理解和掌握。這是很好的一個解釋，因為電視機是一個常用電器，介紹電視機的色彩原理，不僅能極好的擴展知識面，還能引起學生的學習興趣。

4.基于“三原色”實驗的對比

楊振寧曾說過：“物理學最重要的部分是與現象有關的，絕大部分物理學是從現象中來的，現象是物理學的根源”[2]。各版本教材實驗情況見表4。

由表4可知，北師大版、滬科版與教科版都有三原色的實驗驗證，這三種版本的驗證方式各不相同，優(yōu)勢互補。北師大版在“小制作”模塊中提供的實驗方式為把圓形硬紙板分為大小不等的扇形，分別涂上紅、橙、黃、綠、藍（藍、靛合為一色）、紫六種顏色，然后快速旋轉圓形紙板，觀察紙板顏色變化，這是利用心理學中“感覺后效”的原理讓學生感受到這幾種色光是白光的組成部分。滬科版在“迷你實驗室”模塊中引導學生用“水三棱鏡”做太陽光的色散實驗，讓學生重溫物理學家牛頓的探究歷程，有助于培養(yǎng)學生的學習興趣與科學精神。教科版在“實驗探究”模塊中引導學生利用計算機中的調色板，用紅、綠、藍三種顏色調出不同的顏色。這三種實驗分別從色光的合成與分解驗證了光的“三原色”，既有心理學的應用，也聯系了自然生活，還說明了在科技上的應用。所以，在實驗方面，教師可綜合這三種版本教材的優(yōu)勢。

5.是否區(qū)別于顏料的“三原色”

知識并不是獨立的，在學習過程中有許多知識相互聯系卻又有區(qū)別，容易混淆不清，將兩者進行比較，歸納總結出異同點是掌握知識的有效方法。

顏料也有“三原色”，分別為品紅、黃和青，與光的“三原色”不一樣，且兩者的成色原理也有所不同，前者是“減色法”，后者是“加色法”，更重要的是二者看似截然不同，實則聯系緊密。顏料的“三原色”雖與光的不同，卻與光的“三補色”一樣，這是因為顏料所呈現的顏色是由于白光照射到顏料上后，光譜的某些色光成分被吸收，其余的部分被反射造成，是被動發(fā)光，成色原理為“減色法”[3]。例如：當一束白光照射到黃色顏料后，我們看到的是黃色，是因為黃色顏料吸收掉了藍色光，反射出黃色光（紅色光+綠色光）。而光的成色原理是“加色法”：兩色光混合后，光線增加，亮度高于兩色各自原來的亮度，合色越多，光線越多，越接近白色光，是主動發(fā)光，如電視機發(fā)出的彩色光。現在的學生多才多藝，很早接觸美術，美術老師會解釋顏料的“三原色”是紅、黃、藍（準確來說是品紅、黃和青），但不一定會解釋成色原理，所以對比兩者的三原色組成，解釋說明兩者的成色原理很有必要。由表5可知，人教版、教科版與蘇教版在這方面忽略了，有需要進一步完善。知識點出現的位置相當重要，影響著知識點的地位，進而影響教師的備課和學生的重視程度。滬科版把顏料的“三原色”放在了正文，編排在光的“三原色”后面，表現出較高的重視程度;而北師大版、滬教版與粵教版則分別放在科學窗、思考與練習、信息瀏覽中，重視程度稍低于滬科版。

二、七種版本教材在核心素養(yǎng)體現上的比較

“核心素養(yǎng)”是學生在接受相應學段的教育過程中，逐步形成的適應個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關鍵能力[4]?！拔锢韺W科核心素養(yǎng)”是帶有物理學科特色的核心素養(yǎng)，包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態(tài)度與責任四個要素。各版本教材在光的“三原色”這一知識點中呈現的核心素養(yǎng)見表6。

“物理觀念”是物理學的基礎內容，是學生頭腦中形成的關于物質、運動、能量和相互作用等的基本認識，是物理概念和規(guī)律等在頭腦中的提煉和升華，是運用物理知識和方法解釋自然現象和解決實際問題的能力。由表6可知，各版本教材光的“三原色”內容表述在“物理觀念”核心素養(yǎng)的體現上，滬科版、粵教版與蘇教版對知識點的描述較完整透徹，有利于學生對知識全面深刻地掌握，其余四種版本教材對知識點的描述較簡單、抽象，需要進一步完善。

“實驗探究”是指具有科學探究的意識，能在真實情景中提出物理問題，形成猜測和假設，利用科學方法獲取和處理信息，形成結論，以及對實驗探究過程和結果進行交流、評估的能力?！翱茖W思維”在物理學中的體現是一種理想化思維，內涵是從物理學視角對客觀事物本質屬性、內在規(guī)律及相互關系的認識方式，對物理學中基礎理論、理想模型和經驗事實之間關系的理解;是分析綜合、抽象概括、推理論證等科學思維方法的內化;是基于事實證據和科學推理對不同觀點和結論提出質疑、批判，進而提出創(chuàng)造性見解的能力與品質。七種版本教材光的“三原色”內容中科學思維主要滲透在實驗探究中，在探究過程中師與生、生與生交流討論，碰撞出思維的火花，以加深對光的“三原色”理論知識的理解，提高學生的科學思維，培養(yǎng)學生科學探究的意識與能力。由表6可知，在“實驗探究”與“科學思維”核心素養(yǎng)的體現上，教科版、滬科版與北師大版分別以不同的實驗方式呈現，其余四種版本教材有待進一步完善。

物理不能僅僅看作是由概念、定律、實驗等構成的死板的知識，它還是“有血有肉”活的文化，若要正確理解物理知識的實質與作用，必須與時代文化聯系起來，即物理包含著人文因素。物理學科核心素養(yǎng)中“科學態(tài)度與責任”這一要素就是物理人文因素的體現，要求物理教學不僅有知識的傳遞，還要有文化素養(yǎng)的教育，即在物理學習過程中，學生應在認識科學實質，理解科學、社會、技術與環(huán)境（STSE）之間關系的基礎上形成對技術、科學的正確態(tài)度與責任感[5]。由表6可知，七種版本教材光的“三原色”內容在“科學態(tài)度與責任”核心素養(yǎng)的體現上，教科版較淺顯，其他六個版本都舉出了與之相關的實際應用，例舉“彩色電視機”的科技應用，培養(yǎng)學生對科技的好奇與熱愛。

綜上所述，七種版本教材在物理核心素養(yǎng)的體現上，滬科版相對較好。

三、比較七種版本教材“光的三原色”的啟示

1.對于基礎學科的概念最好統(tǒng)一稱呼

低年級的學生認知發(fā)展還不夠成熟，其記憶、注意還不穩(wěn)定，抽象邏輯思維發(fā)展空間還很大。同一概念的稱呼多種多樣，不免引起學生對知識的疑惑，勢必增加知識交流的困難，繼而降低學生的學習興趣。若統(tǒng)一為相同的一個稱呼，不僅便于學生理解掌握，不易混淆，而且方便學術交流，以免出現一些不必要的誤會。

2.物理概念的描述要嚴謹

概念是反映事物本質屬性的思維方式，所以，概念的描述一定要完整、準確，模糊的描述只會加深知識的難度，增加學生的學習負擔。

3.注意與相似知識內容的區(qū)別與聯系

像光的“三原色”與顏料的“三原色”看似截然不同但又聯系緊密的知識不應忽略，課上沒講或沒講清楚明白，學生就會疑惑不解，雖然也有教師主動補充，但是隨著教材的呈現“先入為主”加之學生往往又會迷信書本，增加了厘清這一知識點的難度，進而影響教學目標的達成，因此，需要在實際教學過程中更加注意與相似知識內容的區(qū)別與聯系。

4.實驗是物理學科的特點

物理實驗是物理課堂必不可少的內容，學生親眼見到實驗結果才會對老師所傳授的知識產生認同感，進而對物理知識產生興趣。通過實驗也能提高動手能力，培養(yǎng)科學思維。教師備課雖然不能拘泥于教材，但教材是教師備課最主要的參考資源，教材提供的信息大大地影響著備課的質量，所以在教材中呈現出重要的實驗環(huán)節(jié)必不可少。

5.綜合參考各版本教材，取長補短

教師在教學過程中，應該活用各種版本教材，取長補短，吸收各個版本的優(yōu)點，充分發(fā)揮出“用教材教”的作用，而不是教教材。

參考文獻

[1] 于娜.光的三原色與顏料的三原色[J].初中生世界：八年級物理，2012（06）.

[2] 解世雄.物理課堂教學設計的幾點理論思考[J].課程·教材·教法，2008，28（10）.

[3] 吳高年.顏料的混合三原色是什么[J].物理教師，1999，20（09）.

[4] 丁紅，周新雅，周行，蔡孝文.初中物理《質量》一節(jié)內容分析[J].中學物理，2018，36（02）.

[5] 張新華.教學設計視角：關注學生的物理核心素養(yǎng)[J].物理教學，2016，38（05）.

[作者：丁紅（1993-），女，重慶人，江西師范大學物理與通信電子學院在讀碩士研究生;周新雅（1962-），男，江西湖口人，江西師范大學物理與通信電子學院碩士生導師;周行（1988-），男，江西湖口人，江西師范大學物理與通信電子學院在讀博士研究生;陳昊然（1996-），女，江西上饒人，江西師范大學物理與通信電子學院學生。]

【責任編輯? 郭振玲】