文∣邢紅軍 關(guān)艷麗 童大振

迄今為止，日本已經(jīng)有22位諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)獲得者，其中包括8位物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者。日本物理學(xué)領(lǐng)域的影響力在國際上僅次于美國，亞洲排名第一。[1]為什么日本在物理學(xué)領(lǐng)域有如此高的影響力？盡管因素眾多，但這種影響力與其“教育立國”的方針有著密不可分的聯(lián)系。有鑒于此，選取日本香川大學(xué)川勝博教授編寫的中學(xué)物理教科書為研究對(duì)象，深入分析日本中學(xué)物理教科書編寫的模式與特點(diǎn)，以期為我國中學(xué)物理教科書的編寫提供有益啟示。

一、川勝教授的物理教材編寫內(nèi)容分析

由于物理學(xué)的內(nèi)容十分豐富，因此，如何從巨大的知識(shí)庫中選取最必要、最合適的內(nèi)容組成中學(xué)物理教材的編寫內(nèi)容，一直是中學(xué)物理教材編寫的重大課題。川勝教授的中學(xué)物理教材依據(jù)日本的“學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)”、物理學(xué)基本知識(shí)結(jié)構(gòu)以及高中學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，通過應(yīng)用“假說式理科教學(xué)模式”，編寫了具有濃郁日本物理教育特色的中學(xué)教材，較好地體現(xiàn)了課程結(jié)構(gòu)的社會(huì)結(jié)構(gòu)、學(xué)生心理結(jié)構(gòu)和學(xué)科結(jié)構(gòu)三者的交叉和結(jié)合[2]，對(duì)我國中學(xué)物理教材編寫具有“它山之石”的借鑒意義。

(一)教材內(nèi)容編寫模式分析

1963年，日本當(dāng)代教育學(xué)者板倉圣宣和一線理科教師共同研究創(chuàng)建了“假說式理科教學(xué)模式”。該模式以現(xiàn)行理科教材的單元結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，按照“提出問題—預(yù)想假說—研討論證—付諸實(shí)驗(yàn)”的四大程序展開，沿用至今[3]，有助于真正將“教”與“學(xué)”從對(duì)立的立場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙越處煘橹鲗?dǎo)，以學(xué)生為主體”的師生共同研討學(xué)習(xí)的教學(xué)模式上。由此，《川勝教授的中學(xué)物理教案》所用的模式大都沿用“假說式理科教學(xué)模式”，書中許多內(nèi)容的編寫都是建立在學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)，有準(zhǔn)備的情況下進(jìn)行的。[4]以教材中“力的基本定律”的編寫為例。

圖1

圖2

教學(xué)伊始，教師提出問題 ：在圖1所示情境下，若風(fēng)對(duì)著豎直的屏風(fēng)吹，整個(gè)臺(tái)子向哪個(gè)方向移動(dòng)？教材給出預(yù)想的答案，屏風(fēng)可能向左、向右、不動(dòng)或者向其他方向運(yùn)動(dòng)。然后，學(xué)生根據(jù)自身的知識(shí)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)選出預(yù)想答案。選擇向左或者向右的學(xué)生人數(shù)相當(dāng)，選擇不向任何方向運(yùn)動(dòng)的人數(shù)最多，而選擇向其他方向運(yùn)動(dòng)的人數(shù)為0。接著，教材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論分析，通過風(fēng)扇對(duì)豎直屏風(fēng)靠近和遠(yuǎn)離的實(shí)驗(yàn)以及豎直屏風(fēng)與風(fēng)扇不成直角(如圖2)的實(shí)驗(yàn)，最終得出結(jié)論為D選項(xiàng)并對(duì)此展開分析；從而整理出有關(guān)力的基本定律的知識(shí)體系，這即是“假說式理科教學(xué)模式”的展現(xiàn)。

就學(xué)生而言，推翻自己假設(shè)的過程實(shí)際上是重構(gòu)自身物理認(rèn)知的過程。在這個(gè)過程中，學(xué)生因感到不可思議而激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，這有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，這就是“假說式理科教學(xué)模式”的特色所在。由于“假說式理科教學(xué)模式”較好地解決了教師和學(xué)生之間傳統(tǒng)的“教”與“學(xué)”對(duì)立的立場(chǎng)，學(xué)生在預(yù)想結(jié)果后所引發(fā)的討論，有助于學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間碰撞出思維的火花，從而有助于對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的引導(dǎo)。這樣的教材編寫模式，凸顯了日本中學(xué)物理教材編寫的特色，可以給我們以有益的啟示。

(二)教材內(nèi)容編寫廣度分析

全書囊括了基礎(chǔ)物理的力學(xué)、波動(dòng)、能量、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)以及原子物理學(xué)內(nèi)容。其中力學(xué)和電磁學(xué)分別占四個(gè)章節(jié)，其余知識(shí)各占一個(gè)章節(jié)。從教材內(nèi)容的廣度來看，教材不僅包括物理概念、物理定律、物理實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，還包括生活和科學(xué)技術(shù)的相關(guān)理論。以力學(xué)與電磁學(xué)內(nèi)容為例(如表1)。力學(xué)中的靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分別以專題“力是什么”“力和運(yùn)動(dòng)”“各種各樣的曲線運(yùn)動(dòng)”“振動(dòng)與碰撞”四個(gè)專題展開編寫。教材編寫按照知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)，從認(rèn)識(shí)力、知道力的畫法到力的種類，力與運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)的種類到綜合性較強(qiáng)的動(dòng)力學(xué)，逐步達(dá)成從單一性知識(shí)到綜合性知識(shí)，從孤立向系統(tǒng)展開，其間還穿插了如“熱氣球”“人體的步行”“硬幣的碰撞”等趣味實(shí)驗(yàn)，以及貼近生活和科技的如“臺(tái)秤上的下蹲”“大人和小孩推手”“桶的問題”等生活問題。電磁學(xué)包括“靜電”“電流與電阻”“電流與磁場(chǎng)”以及“電磁感應(yīng)與電磁波”四個(gè)專題。以“靜電”專題為例，從帶電現(xiàn)象引入，首先認(rèn)識(shí)電量、電場(chǎng)、電力線，之后擴(kuò)展到電勢(shì)、電能與電容，使知識(shí)結(jié)構(gòu)從點(diǎn)擴(kuò)展到面，其間還設(shè)計(jì)了電力線、等電勢(shì)線的觀察和電容放電，電容的連接實(shí)驗(yàn)，將理論與實(shí)踐相聯(lián)系。

表1《川勝教授的中學(xué)物理教案》中力學(xué)與電磁學(xué)專題

類別一級(jí)主題二級(jí)主題力學(xué)力是什么力矢量,力的畫法,力的基本定律,物理實(shí)驗(yàn)1———熱氣球,浮力與重力,反作用力和作用、反作用,臺(tái)秤上的下蹲,大人和小孩推手,摩擦定律,斜面上的摩擦力力和運(yùn)動(dòng)速度,伽利略速度合成法則,速度·加速度·位移,物理實(shí)驗(yàn)2———人體的步行,慣性定律,阻止運(yùn)動(dòng)的力,牛頓第二定律,人體的運(yùn)動(dòng),牛頓第三定律,張力定理,阿特武德機(jī)實(shí)驗(yàn),阿特武德機(jī)理論各種各樣的曲線運(yùn)動(dòng)勻加速運(yùn)動(dòng)公式匯集,空氣中的落體運(yùn)動(dòng),拋物運(yùn)動(dòng),猴子和獵人,拋物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),慣性力,落瓶實(shí)驗(yàn),勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力,離心力,桶的問題,圓運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué),萬有引力定律,圍繞地球的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng),重力和引力振動(dòng)與碰撞平衡與振動(dòng),簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期,各種各樣的簡(jiǎn)諧振動(dòng),簡(jiǎn)諧振動(dòng)的解析,沖力,碰撞定律,斜碰撞,整個(gè)物體系統(tǒng)的碰撞定律,動(dòng)量守恒的意義,物理實(shí)驗(yàn)3———硬幣的碰撞電磁學(xué)靜電帶電現(xiàn)象,金箔驗(yàn)電器,電量,電場(chǎng),高斯定理與電力線,物理實(shí)驗(yàn)5———電力線、等電勢(shì)線的觀察,電勢(shì),電勢(shì)與靜電能,導(dǎo)體與靜電場(chǎng),電容的原理,電容器的容量,物理實(shí)驗(yàn)6———電容放電,電容的連接,電容的連接變換,電容的能量電流與電阻電流,電阻,決定電阻的因素,超導(dǎo),電流表與電壓表,電阻的精確測(cè)量,物理實(shí)驗(yàn)7———電源的電流電壓特性,基爾霍夫定律,半導(dǎo)體,晶體管電流與磁場(chǎng)磁性,磁場(chǎng),電流產(chǎn)生磁場(chǎng),載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力,幾種磁場(chǎng),洛倫茲力,物理實(shí)驗(yàn)8———電磁力與霍爾元件,回旋加速運(yùn)動(dòng)電磁感應(yīng)與電磁波電磁感應(yīng)定律,感生電場(chǎng)與洛倫茲力,發(fā)電機(jī)與馬達(dá),互感與自感,阻抗,交流電路,振蕩電路,電磁波,赫茲實(shí)驗(yàn)

基于上述分析不難發(fā)現(xiàn)，在教材內(nèi)容編寫的廣度上，川勝教授的中學(xué)物理教材不僅涉及物理知識(shí)，還有教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器的課堂設(shè)計(jì)，例如“金箔驗(yàn)電器”以及來源于生活的趣味實(shí)驗(yàn)，十分契合日本高中的理科教育課程改革理念。在日本中學(xué)課程改革中，理科教育課程理念從過度生活化、追求系統(tǒng)知識(shí)之間的聯(lián)系、科學(xué)探究之后，走向科學(xué)知識(shí)和生活與人的和諧發(fā)展；形成以培養(yǎng)公民科學(xué)素養(yǎng)的理科教育理念。此過程大致經(jīng)歷了“生活單元理科”“系統(tǒng)理科”“探究理科”“尊重個(gè)性的理科” “公民化理科素養(yǎng)教育”等階段。日本的高中新課程于2013年實(shí)施，開始進(jìn)入“公民化理科素養(yǎng)教育”階段，強(qiáng)調(diào)“以人為本，提高公民科學(xué)素養(yǎng)”[5]。因此，教材的編寫注重達(dá)成重視“自然與人類活動(dòng)”和“個(gè)人生活”的關(guān)系 ,發(fā)展學(xué)生個(gè)性，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的，并且致力于改變物理學(xué)難以與現(xiàn)實(shí)生活相聯(lián)系的狀況。

(三)教材內(nèi)容編寫深度分析

從川勝教授的教材內(nèi)容深度來看，其深度要大于我國中學(xué)物理教材。在靜力學(xué)中，川勝的教材引進(jìn)了“剛體及其平衡條件”“力矩和力偶”“重心的測(cè)定和計(jì)算”，并且教材要求的水平是理解并且能計(jì)算。在動(dòng)力學(xué)知識(shí)方面，教材引入了“非慣性系統(tǒng)和慣性力”以及碰撞問題中的“恢復(fù)系數(shù)”等知識(shí)。在電磁學(xué)內(nèi)容中，還保留著“惠更斯電橋測(cè)電阻”以及“電阻溫度系數(shù)”“磁極間的庫侖定律”等知識(shí)點(diǎn)。[6]從這個(gè)角度來看，由于“學(xué)習(xí)指導(dǎo)要領(lǐng)”的要求，日本中學(xué)物理教材的難度較高。

其次，川勝教授的教材內(nèi)容不僅包括基本概念，定理、定律，還包括十個(gè)趣味實(shí)驗(yàn)。例如，力學(xué)中的“熱氣球”“人體的步行”“硬幣的碰撞”，電磁學(xué)中的“電磁力與霍爾元件”，光學(xué)中的“簡(jiǎn)易分光器的制作”以及原子物理學(xué)中的“云霧室實(shí)驗(yàn)”等。以“電磁力與霍爾元件”為例，實(shí)驗(yàn)是在學(xué)習(xí)完電流、磁場(chǎng)以及洛倫茲力后安排的；其目的有兩個(gè)，第一是驗(yàn)證“弗萊明(Flemin)左手定則”，第二是左手定則的應(yīng)用——簡(jiǎn)易馬達(dá)的制作，部分介紹見圖3。

圖3 簡(jiǎn)易馬達(dá)的制作

教材給出了簡(jiǎn)易馬達(dá)制作的實(shí)物圖(如圖3)，要求學(xué)生按照實(shí)物圖組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)備。圖中還特別說明了轉(zhuǎn)子的制作方式。首先，將漆包線在左手食指上繞3～4圈，兩段剩余一定長(zhǎng)度用于架在回形針上；然后，將兩端分別標(biāo)注A，B后，A端漆包線的漆面全磨掉，B端磨掉半面漆。學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)的過程中，會(huì)產(chǎn)生各種各樣的操作與理論問題；例如，忘記裝磁鐵或者不清楚為什么線圈兩邊的A，B端處理方式不一致。當(dāng)然，學(xué)生可以嘗試將A，B端的漆面全部磨掉，或者半周期斷開電流等方式探究馬達(dá)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的原理。這有助于學(xué)生形成探究意識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力與解決問題能力。應(yīng)當(dāng)指出的是，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到各種困難，這樣的安排導(dǎo)致無論是在操作層面，還是在理論分析層面，都在一定程度上加大了課程難度。

二、川勝教授的物理教材編寫特點(diǎn)分析

在日本，《川勝教授的中學(xué)物理教案》幾乎是中學(xué)物理老師人手一冊(cè)，足見其影響力之大。[7]這也從另一個(gè)層面啟示我們，川勝教授的物理教材必然有著與眾不同的特點(diǎn)，值得我們抽絲剝繭地加以研究。

(一)體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的編寫理念

川勝教授認(rèn)為 ：“物理只聽是不夠的，只感覺也是不行的；必須思考、接觸、研究，朋友間一起討論。理性地說‘人的話’還不夠，須聽‘自然的聲音’?！被谶@種理念，川勝教授在物理教材編寫中十分注重體現(xiàn)“學(xué)生為主體”的編寫思想。由于“假說式理科教學(xué)模式”是建立在學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)，有準(zhǔn)備的情況下進(jìn)行的。[8]采用這種模式進(jìn)行編寫有助于真正將“教”與“學(xué)”從對(duì)立的立場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙越處煘橹鲗?dǎo)，以學(xué)生為主體”的師生共同研討學(xué)習(xí)的模式。因此，川勝教授將教育理念轉(zhuǎn)變?yōu)榫帉懶袨?，?duì)于學(xué)生以筆記值日生的形式所記錄的課后學(xué)習(xí)感悟，川勝教授都認(rèn)真做了回應(yīng)，并且收錄成為教材的一部分，從而成為“以學(xué)生為主體”編寫理念的重要體現(xiàn)。

以“反作用力和作用、反作用”一節(jié)為例。學(xué)生記錄道 ：“入學(xué)考試時(shí)，若自己是一名應(yīng)考的學(xué)生做到這樣的題目，能否漂漂亮亮、正確回答出來，這對(duì)我來說還拿不準(zhǔn)，但從力的基礎(chǔ)點(diǎn)來考慮，應(yīng)是容易理解的。物理學(xué)都是以自己身邊的問題為內(nèi)容來研究，因此非常有趣?！贝▌俳淌谠诮滩闹谢貞?yīng)說 ：“反過來講，若將負(fù)擔(dān)重的內(nèi)容灌輸進(jìn)去，且是與經(jīng)歷的事實(shí)完全不同的內(nèi)容，對(duì)于受教育的對(duì)象就不能習(xí)慣了，這是人們的經(jīng)驗(yàn)之所得?！痹凇澳Σ炼伞币还?jié)中，學(xué)生記錄道 ：“以上的解答，大概完全是一派胡言。若看解答時(shí)可知，在這個(gè)物體上是施加了力的。了解清楚后，自己來解答時(shí)，應(yīng)知這個(gè)力是非常重要的，但是，把日?？吹降模?xí)以為常的事，都像這樣每次都來做說明，你就覺得始終新鮮、有趣了?！苯淌诨貞?yīng) ：“你確實(shí)做了很好的思考了！令人感動(dòng)！不要擔(dān)心有錯(cuò)誤，繼續(xù)進(jìn)行自我思考吧！但是，這次的解答果真都正確嗎?”

從學(xué)生的記錄中，可以看到學(xué)生的疑惑、感想以及日益增加的對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。從川勝教授幽默風(fēng)趣的回應(yīng)中，我們可以看到一名物理教師的素養(yǎng)。教材中師生筆記的收錄，不僅顯現(xiàn)出了學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中學(xué)會(huì)了提出問題、獨(dú)立思考以及嘗試解決問題，還彰顯出一名物理教師的耐心引導(dǎo)與教育情懷。更重要的是，教材編寫中把學(xué)生與教師的感悟記錄納入教材，是作為落實(shí)以學(xué)生為主體的教育理念的生動(dòng)體現(xiàn)。這在國內(nèi)外中學(xué)物理教材中較為少見。如此編寫，教師從學(xué)生的記錄中就可以分析學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)水平與認(rèn)知水平，從而進(jìn)行個(gè)性化的編寫，同時(shí)有利于教師根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平進(jìn)行針對(duì)性的引導(dǎo)，最終提高教學(xué)質(zhì)量。

(二)重視傳授知識(shí)和方法的統(tǒng)一

鑒于物理教材中包含的內(nèi)容較為廣泛，學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的過程中，掌握一定的科學(xué)方法就尤為重要。這樣的編寫思想，不僅注重“授之以魚”，還注重“授之以漁”，將知識(shí)的傳授和方法的訓(xùn)練結(jié)合起來，訓(xùn)練獨(dú)立思考的能力。川勝教授的教材，利用形象思維構(gòu)建物理模型的方法，順理成章地得出物理概念與規(guī)律。其基本形式是以生產(chǎn)生活的事物為原型，借助物理方法構(gòu)建簡(jiǎn)易模型，再通過對(duì)簡(jiǎn)易模型的理論分析，最終得出物理概念與規(guī)律。例如，在“波動(dòng)的表達(dá)式”一節(jié)中，川勝教授設(shè)計(jì)了波的演示——腰疲勞消除體操(如圖4)，當(dāng)學(xué)生按順序起立時(shí)，看上去像波傳播一樣，幫助學(xué)生理解“波是介質(zhì)各點(diǎn)隨時(shí)間順序的振動(dòng)”。

圖4 腰疲勞消除體操

通過以上實(shí)例不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生通過體驗(yàn)“腰疲勞消除操”，一方面減輕了學(xué)習(xí)過程中的疲勞感，另一方面也深刻理解了物理模型建構(gòu)的方法?？茖W(xué)建模是自然科學(xué)各學(xué)科中普遍存在的基本元素，它既具有跨學(xué)科的共性，又具有學(xué)科領(lǐng)域的獨(dú)特性。物理學(xué)作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)，物理建模是科學(xué)建模中最重要、最能彰顯科學(xué)建模特征的部分。[9]川勝教授在教材編寫中注重物理建模，既能夠讓學(xué)生更容易理解物理知識(shí)，同時(shí)又讓學(xué)生受到形象思維到邏輯思維的訓(xùn)練，這樣的編寫思路可謂一石二鳥，別具匠心。

(三)倡導(dǎo)情境創(chuàng)設(shè)取材于生活

川勝教授的教材編寫中最為顯著的特點(diǎn)還包括情境創(chuàng)設(shè)取材于現(xiàn)實(shí)生活中隨處可見的物理現(xiàn)象。鑒于日本的中學(xué)物理教材內(nèi)容難度較大，取材于生產(chǎn)生活情境引入物理概念，可以拓展學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，避免學(xué)生因課程內(nèi)容難度較大而失去學(xué)習(xí)興趣。例如,在“熱機(jī)”一節(jié)中，以“電冰箱的門打開后不關(guān)上，室溫會(huì)怎樣？”作為教材的引入。在“伽利略速度合成法則”一節(jié)中，以“在雨中騎車打透明傘應(yīng)如何傾斜”引入。以“伽利略速度合成法則”一節(jié)為例進(jìn)行分析。

圖5 雨中騎車圖式

如圖5，“騎上插著傘的自行車，在迷蒙的雨中前進(jìn)，把傘傾斜，打的是黑傘，看不到前面的路，這是非常危險(xiǎn)的?，F(xiàn)在有一種透明的傘推出來了，用這種傘，使傘向前傾斜也就放心了，但這應(yīng)如何向前傾斜呢？這時(shí)雨滴的速率是多少呢？”[10]教材借助生活中“下雨騎車如何打傘才能更好地防止被淋濕”的情境，引入伽利略速度合成法則。首先，以此情境迅速抓住學(xué)生的眼球，讓學(xué)生從情境中發(fā)現(xiàn)和提煉問題，進(jìn)行自主思考。之后，帶領(lǐng)學(xué)生在討論中使用“伽利略變換”將觀察的參考系從地面變成人，從地面能看到雨的速度①和從人所看到地面的速度②，用矢量的方法來合成所得到的矢量，就是從人看到的雨的速度③，即v雨←人=v雨←地面+v地面←人。[11]

圖6 雨中騎車受力分析圖

在中學(xué)教育中，物理一直被學(xué)生認(rèn)為是難度較大的學(xué)科，除了因?yàn)楣蕉奢^難理解外，學(xué)生無法將所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用于生活中也一直是物理教學(xué)的一大問題。川勝教授的中學(xué)物理教材，大量引入了如“下雨騎車打傘”的生活實(shí)例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中將知識(shí)與生活情境相聯(lián)系，讓學(xué)生產(chǎn)生自主探究意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)生活觀察的靈敏度，從而能夠更好地應(yīng)用物理知識(shí)。一位名叫剛史的學(xué)生在感想中這樣寫道 ：最近入梅了，雨下得多，以前老師的講課中講，是“全力奔跑淋得雨少呢？”還是“將傘傾一個(gè)角度奔跑淋得雨少呢”，一下子就讓我想起來了，從這個(gè)方面來說，我想物理教學(xué)是有非常大的作用的。[12]從學(xué)生的感想中，我們也可以看出，結(jié)合生活實(shí)際的物理教材編寫，可以讓學(xué)生印象深刻，有助于使學(xué)生體會(huì)到物理學(xué)的實(shí)用和奧妙，養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的形成。這正是川勝教授的物理教材帶給我們的重要啟示。

三、研究啟示與建議

透過對(duì)川勝教授物理教材的編寫內(nèi)容、編寫模式以及編寫特點(diǎn)的研讀與分析，結(jié)合我國的國情，我們提出以下建議。

(一)教材編寫應(yīng)彰顯學(xué)生的主體地位

“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教育理念不僅需要一線教師自主實(shí)施，更應(yīng)該體現(xiàn)在物理教材編寫中。從川勝教授教材中的編寫內(nèi)容和模式看，教材中不僅有完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，還收錄了學(xué)生的課后感悟。我們認(rèn)為，在物理教材編寫中，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)感悟模塊是教材編寫中體現(xiàn)“以學(xué)生為主體”的畫龍點(diǎn)睛之筆。

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的主導(dǎo)者，要真正做到教與學(xué)立場(chǎng)的轉(zhuǎn)變，首先需要教師理解學(xué)生，在了解學(xué)生的學(xué)情、興趣點(diǎn)、疑難點(diǎn)的基礎(chǔ)上，才能更有效地指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，讓學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)。在物理教材編寫的過程中，適當(dāng)收錄學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄，能夠更好地幫助教師了解學(xué)生，有針對(duì)性地幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)物理過程中的心理障礙。當(dāng)然，收錄的感悟也應(yīng)該是多方面的，不僅包括學(xué)生在物理知識(shí)學(xué)習(xí)中遇到的問題與障礙，還應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中由不懂到懂的心理過程以及將新知識(shí)應(yīng)用于生活中的成功體驗(yàn)。這樣，不僅有益于教師的教學(xué)，更能引起學(xué)生學(xué)習(xí)的情感共鳴，讓學(xué)生真正喜歡學(xué)習(xí)物理。

以川勝教授教材中“浮力與重力”一節(jié)為例，學(xué)生記錄道 ：“氣球懸浮原理和頭腦中想象的圖像不同；因此，在這一個(gè)小時(shí)講課中我拼命記下板書，所以搞清楚了。”從學(xué)生的記錄中可以了解到，學(xué)生對(duì)于氣球懸浮原理存在錯(cuò)誤的前概念，通過自己的努力，最終破除了錯(cuò)誤的前概念，進(jìn)而建立新的知識(shí)。由此可見，這樣編寫的教材不僅是學(xué)生學(xué)習(xí)的媒介，更是教師和學(xué)生的溝通“橋梁”，值得我國中學(xué)物理教材編寫借鑒。

(二)教材編寫應(yīng)顯化物理科學(xué)方法

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》指出 ：“能運(yùn)用科學(xué)思維方法，從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行科學(xué)推理，找出規(guī)律，形成結(jié)論?！盵13]近年來，我國的中學(xué)物理教材編寫，逐漸重視科學(xué)方法。例如，在人教版教材“摩擦力”一節(jié)中，通過控制變量方法的應(yīng)用，得出摩擦力跟哪些因素有關(guān)。學(xué)生通過科學(xué)探究中的訓(xùn)練思維方法，熟悉物理方法，當(dāng)遇到新的物理問題時(shí)，才能做到思維方法與物理方法統(tǒng)一，從而更好地解決問題。因此，在教材中顯化科學(xué)方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

科學(xué)方法顯化既可以在概念、規(guī)律旁邊備注使用的科學(xué)方法，還可以通過物理建模顯化科學(xué)方法中的思維方法和物理方法。例如，川勝教授的物理教材就十分注重物理建模方法應(yīng)用。在“波與媒質(zhì)”一節(jié)中，利用“彈簧電話”模擬縱波。當(dāng)學(xué)生被問及“從左右同時(shí)傳播相同大小、不同方向的波，將會(huì)怎樣”時(shí)，有學(xué)生認(rèn)為波會(huì)反彈而返回或者慢慢消失，當(dāng)教授舉例“兩個(gè)人同時(shí)發(fā)聲是可以對(duì)話”時(shí)，學(xué)生便理解了，從而教材引入了波的獨(dú)立性。在“人體的運(yùn)動(dòng)”中，根據(jù)人走路、起跑器起跑、短跑、慢跑等不同的人體特征，構(gòu)建人各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)的基本模型，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力分析。顯然，川勝教授教材編寫借助于物理建模進(jìn)行科學(xué)方法顯化教育的思路非常值得借鑒。

(三)教材編寫應(yīng)滲透物理核心素養(yǎng)

當(dāng)前，國內(nèi)外核心素養(yǎng)研究正在不斷深化，物理核心素養(yǎng)研究也在不斷發(fā)展。在提升學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目標(biāo)下，物理教材編寫應(yīng)滲透物理核心素養(yǎng)。如何在物理教材編寫中滲透核心素養(yǎng)？我們認(rèn)為，物理教育的生態(tài)化是滲透核心素養(yǎng)的有效途徑。在川勝教授編寫的中學(xué)物理教材中，發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)，主要體現(xiàn)在物理知識(shí)與生活的緊密聯(lián)系。教材中設(shè)置的問題情境大都來源于生產(chǎn)生活并且兼具時(shí)代性。討論的話題既有“全力奔跑淋得雨少呢”還是“將傘傾斜一個(gè)角度奔跑淋得雨少呢”這樣貼近生活的話題，也有“哈雷彗星與衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)”這樣涉及科技進(jìn)步的案例。這些問題不僅是課堂引入的情境，更是訓(xùn)練學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)生活，提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的具體表現(xiàn)。

在教材編寫中引入原始物理問題也是滲透核心素養(yǎng)、體現(xiàn)物理教育的生態(tài)化的有效途徑。所謂原始物理問題，是指對(duì)自然界及社會(huì)生活、生產(chǎn)中客觀存在且未被加工的物理現(xiàn)象的描述。[14]。其取材來源于日常生活中的經(jīng)驗(yàn)、事物，通過對(duì)物理現(xiàn)象的描述，編撰而成。例如，滿足什么條件才能使人在騎自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)既不翻到，又能順利轉(zhuǎn)彎？顯然，在教材中引入原始物理問題，實(shí)際上是將物理知識(shí)與真實(shí)生活情境中的原始現(xiàn)象進(jìn)行了統(tǒng)一，學(xué)生通過挖掘其中的隱含變量并結(jié)合物理知識(shí)進(jìn)行自主研究，從而發(fā)展學(xué)生的物理核心素養(yǎng)。這樣一種具有生態(tài)化特色的原始物理問題，可以考慮在我國中學(xué)物理教材編寫中適當(dāng)滲透，從而達(dá)成發(fā)展學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目的。