高中物理教材“二次開發”的5種策略

王永勝

（南京師范大學附屬揚子中學，江蘇 南京 210048）

教材的“二次開發”，主要是指教師和學生在實施課程過程中，依據課程標準對既定的教材內容進行適度增刪、調整和加工，合理選用和開發其他教學材料，從而使之更好地適應具體的教育教學情景和學生的學習需求.“二次開發”既是基于教材又是超越教材.下面結合教學實例，分別闡述物理教材“二次開發”的“動態”化、“趣味”化、“直觀”化、“生活”化和“表格”化的5種策略.

1 “動態”化策略

物理教材是課程專家和中學一線教學名師經過精雕細琢編制而成的，最大化地將物理思想、物理知識、物理歷史和物理方法等編排到教材中，可以說是“逐字逐句”地推敲.但無論物理教材編制得多么的完美，教材最終給學生呈現的還是靜態的文字和圖片.從信息論的觀點來看，這種呈現方式給學生傳遞的信息通道是有限的.怎樣調動學生的更多感官參與到學習中來呢？可以進行教材“動態”化的“二次開發”.根據教材，將其中的內容制作成有聲音的視頻“文本”，從而實現教材的“動態”化.

例如，在人教版必修1教材“伽利略對自由落體的研究”一節中，教材借助“綿延2000年的錯誤”和“邏輯的力量”兩部分的內容，對人類關于落體運動的研究歷程做了回顧，使得學生在認識到亞里士多德觀點錯誤的同時，也使得學生認識到人類對于自然的研究是逐步加深的，引導學生用客觀、歷史和辯證的觀點來看歷史事件及其發展.教材無論從選材、文字表達，還是圖片的應用都進行了精雕細琢，但是因教材本身由于靜態文字呈現方式的局限性，這部分內容不能很好地吸引學生的注意力，沒有起到應有的教育價值.

因此，在教學過程中有必要對教材進行“二次開發”.南京某中學的教師在進行這部分內容的教學中，引導學以教材“綿延2000年的錯誤”和“邏輯的力量”兩部分的內容為藍本，將人類對落體運動的研究歷程，讓學生分別扮演亞里士多德和伽利略的兩位學者，進行“跨越時空的對話”，拍攝成視頻短片.在教學過程中，教師以學生表演的“跨越時空的對話”的視頻為新課引入，立刻引起了所有學生的注意.通過視頻內容的學習，使得學生對于整個落體運動的研究了解更深入，對物理對世界的認識過程理解更深刻，對物理的學習熱情得到了點燃.試想，如果教師經常對類似的教材進行“動態”化的“二次開發”，學生的物理學習動力將會得到持續的激勵，學習興趣也將得到呵護和培養.

2 “趣味”化策略

沒有興趣就沒有學習.然而，由于教材編寫的科學性、完整性和邏輯性的要求，往往會使得教材缺乏趣味性.實際教學過程中，教師可以選取或設計適合學生身心發展特點，符合學生認知規律的活動以充分調動學生的積極性，激發學生內在的潛能.

例如人教版選修3－1教材“電場強度”一節中關于“電場”部分的教學內容，從歷史上關于是否存在“超距作用”的討論切入，把靜電力與萬有引力進行類比，直接提出了法拉第的觀點“電荷的周圍存在著由它產生的電場”.“場”是物理學中一個重要的概念，“電場”看不見、摸不著，十分抽象，難以理解.教材的這樣處理過于簡潔，不利于學生對“場”概念的建立.在實際教學過程中，有必要進行教材的“二次開發”.

面對較為抽象和枯燥的“電場”概念的教學，教師如果將類比過程“趣味”化，就可以拉近教學內容和學生之間的距離，調動學生的積極性.筆者在幫助學生建立電場概念的過程中，對教材進行“趣味”化的處理，通過如下3個小活動類比電場，以便幫助學生建立電場的概念.

演示1：教師用透明的細尼龍線（不易被看見）從一定距離拉玩具小狗，小狗被拉動.學生驚奇地發現，教師的手和小狗之間并沒有什么東西連接，小狗卻動了起來.這時找一名學生上臺檢查，發現其間有透明的細線連接.原來小狗動起來是由于存在“看不見”的細線作用的結果.

演示2：把小磁針用紙包上，外形做成小魚的形狀.教師戴上手套（內裝有小磁鐵），手在“小魚”前緩慢移動，發現小魚跟著動了起來（如圖1所示）.這時找一名學生上臺檢查，發現手套內裝有小磁鐵.雖然兩個磁鐵沒有接觸，但“聽話的魚”是由于磁鐵之間通過看不見的磁場作用的結果.

演示3：將驗電羽放置在感應起電機的金屬球上，接通電源后，驗電羽因為帶上同種電荷相互排斥而張開（如圖2所示）.帶電的驗電羽之間沒有接觸，但也存在相互作用.在前面2個演示實驗的基礎上，學生很容易得出電荷之間的相互作用是通過電場產生的結論.電荷作為存在著看不見的電場的概念，便在師生趣味的互動活動中就被建立了.

圖1

圖2

這樣，通過趣味性活動吸引了學生的注意力，通過類比克服了電場由于“抽象”帶來的認知困難，幫助學生順利實現電場概念的建構.同時，由于對教材做了趣味性的改變，也使得學生學習物理的熱情得到激發.

3 “直觀”化策略

物理是一門實驗的學科，物理教材中提供了許多的教師演示實驗和學生分組實驗.這些教材的實驗的設計，是經過很長一段時間內的實踐研究總結出來的，具有典型性，但在實際的教學過程中，一些演示實驗的“直觀”性較為欠缺.學生從實驗的演示過程中，不能直觀地感知到物理規律.正如文獻［4］中提到的觀點：“直觀是實驗教學的真諦”，因而，在教學過程中，教師有責任和義務對這樣的實驗教學內容，進行創新設計的教材“二次開發”.

例如，人教版必修1教材“彈力”一節中，課本在介紹胡克定律的過程中，提供了如圖3所示的演示實驗方案.將彈簧水平拉伸，進而得到彈力和形變量之間的關系.這樣的演示實驗在教師課堂演示過程中，學生只能得到彈簧被拉的越長，彈力越大，很難得到彈簧彈力和彈簧的形變量成正比的結論.如果教師僅僅在這樣的演示實驗基礎之上，草草地得出結論，其結果是讓學生很難信服，失去了讓學生發現并體驗物理中“簡單美”的過程.

圖3

因而，筆者在進行這部分內容教學的過程中，對教材進行了“直觀”化的處理.在教材提供的演示實驗方案的基礎上，結合傳統上用彈簧做胡克定律實驗的方案，設計出如圖4所示的胡克定律演示儀.在木板的上邊緣直線上等間距懸掛9根長度相等，勁度系數相同的彈簧.在教學中，從第2根彈簧開始，每一根彈簧依次懸掛1個、2個、3個…直到8個鉤碼；8根彈簧，在鉤碼重力的作用下被拉長，用白板筆在白紙上標記出彈簧末端所在的位置.

圖4

通過觀察，學生可以直觀地得出彈簧的下端大致分布在一條直線上的結論.又因為彈簧在水平方向上是等間距懸掛的，彈簧下端所掛的重物的質量每次增加相同，所以可以用每兩個彈簧水平距離表示1個鉤碼的重力大小，這樣每一根彈簧水平所在的位置到第1根彈簧水平所在的位置的距離就能夠用來表示彈簧的彈力的大小，即可用水平方向直線如OA（或O′B）表示彈力F的大?。ㄆ渲蠴A表示彈簧上端所在的水平直線，O′B表示未懸掛重物時彈簧下端所在的水平直線）；彈簧末端所在的位置到直線OA的距離表示彈簧的長度；彈簧末端所在的位置到O′B的距離表示彈簧的伸長量.在此基礎上，學生很“直觀”地得到彈簧的胡克定律.

4 “生活”化策略

學生是具有生命的鮮活個體，離開了生活，知識將變得枯燥乏味.同時，物理本身就是源于生活，失去生活的物理好比無源之水，終究會干涸的.因此，在進行課程的“二再開發”過程中，要充分挖掘學生生活中的實例.通過生活實例激發學生的好奇心、求知欲、探索欲，最終實現學生的知識和能力全面發展.

例如在人教版必修1教材“力的分解”一節中，教材提供的拖拉機拉耙的例子來進行力的分解知識教學.從實例表面上來看，源于廣大勞動人民的生產勞動中的鮮活案例，但對于多數城市的學生來講，這是很難得見到的場景.因此在不同的地區可以結合本地區的實際進行教材的生活化“二次開發”.如在對于生活在城市中的學生，可以借助生活中常見的物理實例來進行教材生活化“二次開發”.

某中學一位教師，在進行這部分內容教學過程中，選擇生活中常見的拉桿箱的模型，通過分析用斜向上的繩拉重物的例子，并巧妙地運用電子秤分4步幫助學生理解斜向上的拉力在2個方向上的作用效果，取得了較好的教學效果.在教師上課展示拉桿箱和臺秤的時候，學生的熱情被點燃了，所有注意力都被吸引到教學內容上來了.在充分調動學生學習積極性的基礎上，教師分步引導學生思考并解答：首先，將一重物放在水平放置的電子秤上，不施加力時讀出電子秤的讀數；其次，用豎直向上的力拉物體，請學生觀察電子秤的示數變化情況（讀數變小了，說明物體在受到向上的拉力之后，物體對電子秤的壓力減小了，向上的拉力使物體有一個向上的趨勢）；再次，用水平向右的拉力拉物體，使物體有水平向右運動的效果；最后，用斜向右上方的力拉物體，請學生觀察這個力的作用效果.（拉的過程中，電子秤的讀數變小了，說明這個力使物體有向上的趨勢，即這個力有把物體向上拉的效果；物體在水平方向上被拉動了，說明這個力，還有一個水平拉物體的效果.）高一學生在思維上還是傾向于形象思維，借助學生所熟悉的物理實例可以降低學生對知識的理解困難程度，提高學生的學習成就感，提高教師教的效率和學生學的效率.

5 “表格”化策略

物理教學過程中，根據教學和學生的實際需要，要對教材的組織形式進行調整，使得教材的呈現方式更有利于學生的知識目標的達成和思維品質的培養.例如，將教材的內容利用“表格”的形式進行優化設計，降低學生掌握知識的起點高度，著重提高學生的理論分析和歸納水平.

例如在對物理必修2教材“機械能”一章進行復習時，由于該章中出現了幾個相關的規律（重力做功和重力勢能的變化的關系、動能定理、功能原理和機械能守恒定律），學生很容易把這幾個規律弄混，不知道幾個規律之間的聯系，應用時不知道何時用什么規律.如果將教學的內容進行“表格”化的“二次開發”，將需要復習、鞏固的內容歸納成一個表格（如表1所示），教學效果就明顯不同了.

表1

通過這樣“表格”化處理，使得原本看起來很復雜的知識點變得十分的簡單，各個部分之間關系也變得十分的明朗了.學生學習起來變得十分輕松，各個知識點的記憶也變得十分容易了.

物理教材的“二次開發”的策略還有很多.例如，調整教材思路、完善獲得研究過程、教材語言形式的轉化、詮釋物理結論、思維的鏈接與拓展等.我們物理教師有責任根據新課程的理念、物理課程標準、實際的教學情境、學生學習的需求以及教師自身的能力，在物理課程實施過程中，采取創生取向，對教材進行合理地開發和組織，也就是對物理教材進行有效的“二次開發”，逐步從“教教材”走向“用好教材教”.

1 沈健美，林正范.教師基于課程標準和學生需要的“教材二次開發”.課程·教材·教法，2012（9）.

2 俞紅珍.教材的“二次開發”：涵義與本質.課程·教材·教法，2005（5）.

3 張惠鈺.淺談教材的二次開發與教學生成.物理教師，2012（9）.

4 劉詩海.第八屆全國優秀自制教具評選報告.教學儀器與實驗，2012（9）.

5 張大昌等.物理（必修1）.北京：人民教育出版社，2012.

6 石磊.如何指導師范生對中學物理教材“二次開發”.新課程學習，2010（3）.