物理教材插圖辨析及啟發

高建軍 蔡科 姚智偉

摘 要： 本文首先探討了物理教材中一幅插圖的演變，進而通過一些實例，提出教師可以在專業知識、教育教學敏感性、研究意識和質疑精神等方面，充分發揮主觀能動性，既能提升自己，又能促進教育教學的發展。

關鍵詞： 物理教材 插圖 教師能動性

人教2002版《物理》教材高中第一冊，“曲線運動”中有一幅插圖，如圖1a所示，雨傘旋轉時候從傘尖上飛出的水滴，在圖中被描述成沿與傘邊緣相切的直線飛出。

在《物理教師》2003年12期“教材插圖錯誤辨析”一文中，作者對此提出了質疑，認為“雨傘旋轉時從傘尖上飛出的水滴沿與傘邊緣相切的直線飛出”是錯誤的。同時給出分析，證明“雨傘旋轉時候從同一個傘尖上飛出的水滴排成的隊伍并不是直線，而是向后彎的曲線”。 這里，牛向陽老師特別強調了雨滴是從“同一個傘尖上”飛出的。在牛向陽老師提出了質疑之后，廣教2004版《物理》“圓周運動”中的插圖便作出了改變，軌跡圖參見圖1b所示。

圖1 雨滴軌跡圖示

事情并沒有結束，你想過為何人教版教材會發生那樣的錯誤嗎？教學中我們可以以此為契機，對雨滴軌跡問題進行深挖，帶領學生分析、探究、建構，多角度思考。如圖1c所示，這些雨滴既可以看做是排列成向后彎的曲線，又可以看做是排列成沿切線飛出的直線。

看作曲線時，正如牛老師所言，是針對同一個傘尖飛出的諸雨滴而言。那么看做直線時，有沒有合理的解釋呢？筆者嘗試提出了兩種情況。第一種，如果我們假定，傘尖均在空間某固定點飛出雨滴，傘的轉速相同時，這些雨滴形成的軌跡將沿直線排列，并且等間距。第二種，當我們僅考慮某一個雨滴時，其飛出后的軌跡，在水平方向也是一條直線。人教版最初可能就是因為第二種原因才畫成了直線。這樣看來，把雨滴畫成直線，也是可以的，因為圖形本身并未提供具體的限制條件。實際上，兩種情況都是抽象出來的理想模型，真實情況遠比這復雜得多，人教版教材后來就放棄了此圖，以免引起爭議。

盡管如此，牛向陽老師提出的質疑，引發了思考，促進了物理教材的完善。這幅教材插圖的演變凝聚了中學教師的智慧，體現了教師的主觀能動性和研究意識。教師作為一線教育工作者，在教學中起著至關重要的作用，其作用不僅體現在面對的學生身上，而且表現在對整個中學物理教學的促進上。那么，教師怎樣才能充分體現自己的價值呢？

首先，應該具備扎實的物理專業知識，只有這樣，才能保證教學的科學性和準確性。面對學生五花八門的疑問，才能更好地解答。同時，新的物理課程更注重物理課程本身與其他學科之間的聯系和相互滲透，更注重“從生活走向物理，從物理走向社會”。物理學科注重培養學生的綜合素質，局限于單一學科內容的掌握，已不能滿足現代物理教學的要求。物理教師除熟知自己所任學科內容之外，還應對其他相關內容及更廣泛的文化科學知識有深刻的了解，做到文理皆通，只有這樣，教師在教學過程中才能做到信手拈來，游刃有余，當好合格的指導者，提高教學的藝術性和教育性。

其次，教師應該提高教育的敏感性，善于抓住教育契機。在日常教學生活中，難免有學生對某些問題提出質疑或新的見解，教師此時切忌簡單地否定，應該與學生一起分析，順著他的思路、他的視角重新審視這個問題。比如講到摩擦力時，我們通常說摩擦因數與物體的材料相關，接觸面越粗糙，摩擦因數越大，很少提及壓力和相對運動速度對摩擦因數的影響。有些同學因為想到汽車的漂移等，隱約感到當速度很快時，似乎摩擦力變小了，當然他自己是搞不清楚的。這時老師不能簡單地制止學生，而應小心呵護學生的這種好奇心，鼓勵他這種主動思考的行為，讓學生從自己感興趣的事物，產生學習物理的興趣。尤其很多時候，這種想法可能只是學生腦中偶然閃現的火花，本身沒有穩固的持久性，教師的粗暴制止必然加速它的湮滅。如果能夠順勢創設“疑趣難”的問題情境，引導學生在教師指導下，通過查閱、分析、討論，最終弄清其中的原委，那么這既是對課本知識的鞏固，又讓學生獲得滿足感、成就感，達到激發學生興趣的目的。

最后，教師應該培養研究意識、懷疑精神和創新能力。教育教學研究不只是學者專家的專利，教師有權利也有責任對自己的工作進行反思和總結。盡管理論功底有所欠缺，但長期扎根于教學一線，是教師們擁有深厚的素材，點點滴滴皆可作為深入研究的材料。而且，正所謂“盡信書，不如無書”，我們對教材、權威都可以質疑。比如有的教師就發現物理教材中講到靜電屏蔽時說“金屬網罩能把外電場擋住，使罩內不受外電場的影響”，特別是人教社出版的教案系列叢書中說“金屬網罩（無論接地與否）可以把外部電場遮住”。而事實上，在靜電屏蔽現象中，金屬網罩可以使罩內不受外電場的影響，但并不是在罩內沒有外電場，而是金屬罩上產生的感應電荷的電場與外電場抵消，從而使外電場不對罩內產生影響。教材也會有表達不確切的時候，作為教材的使用者，教師有義務完善它，也完全有能力完善它，就像牛向陽老師一樣。

參考文獻：

[1]高中《物理》教材[M].北京：人民教育出版社，2002.

[2]高中《物理》教材[M].廣州：廣東教育出版社，2004.

[3]牛向陽.教材插圖錯誤辨析[J].物理教師，2003（12）.