中美高中物理教材《動量》部分例題比較分析

胡東明??

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2兩種教材例題的共同點

2.1緊扣教材內容，有利于學生學習和理解教材內容

兩種教材例題均針對本章節重點內容，引導學生利用所學知識分析和解決相關問題，對學生學習和理解相關知識提供了幫助，同時為解題規范提供了范例，有利于學生學習和理解教材內容.如坐標系的建立，對矢量方向性（正負）的論述和交待，對計算結果與實際情境的關聯理解，以及對物體運動及相互作用過程的交待等等，所有這些，均既有利于學生自學，也為教師的教學規范提供了范例.

2.2注重聯系實際生活，圖文并荗， 有利于激發學生的學習興趣

兩種教材例題均注重聯系實際生活，如人教版教材中的打壘球、列車編組站、火箭炸裂等，美國教材中的汽車制動、汽車碰撞、太空行走等，例題圖文并茂，有利于激發學生的學習興趣，特別是人教版的“一毛”，在例題和習題中都有出現.

2.3體現學科素養和解題素養，注重物理學科思想方法，有利于學生的科學思維能力水平的提高

兩種教材例題均對動量、動量變化量和沖量的矢量性進行了重點分析，著重體現了物體的運動觀和相互作用觀，有利于學生的科學思維能力水平的提高.例題解答注重審題分析、隱含條件的轉換、物理模型的建立、對結果的討論，對提高學生解題素養有較好幫助.

2.4注重對解題過程的說明，以文本框形式呈現，有利于學習理解相關過程

兩種教材例題均注重對解題過程的說明，如中國教材的“解題時涉及的速度，都是相對于地面的速度.”美國教材的“噴火槍點火前，系統的所有部分都是靜止的，因此系統的初動量為零.”這樣的說明，有利于學生理解相關解題過程.

3兩種教材例題的不同點

3.1解題步驟層次上有明顯差異

【中】中國教材的解題步驟分為分析、解和最后結果的分析.這三大步驟在《動量守恒定律》這一章遵循較好，但在有的章節遵循不好，如必修1第二章第4節《勻變速直線運動的位移與速度的關系》例題將分析與解合在一起，對結果沒有分析.

【美】美國教材的解題步驟分明，每個題目分三大步，分別是分析概括問題、求解未知量和驗證答案.這三大步驟中的每一步又針對具體問題進行細分，如分析概括問題分為確定系統、建立坐標系、畫出示意圖、作出動量的矢量圖和寫出已知量與未知量.求解未知量與中國教材“解”這一步差不多，但是注重了數據的代入過程.驗證答案這一步統一分為三個方面，分別是“單位是否正確？”、“符號是否有意義？”和“數據是否合理？”.

3.2解題過程對數學知識運用重視程度不同

【中】中國教材例題的解題過程對數學知識的運用重視程度不高，只是注重了建立坐標系和相關方程及運算，有時甚至在解題后的結果分析中交待建立坐標系，如例題4.

【美】美國教材例題的解題過程對數學知識的運用重視程度較高，不僅注重了建立坐標系和相關方程及運算，還注重具體的代入數據及計算，在代入數據過程中特別注重了單位，在計算時還在旁邊提示相關計算過程的依據，如“將m=2200 kg”代入.這樣做可能是考慮美國學生計算能力相對較差的緣故吧.

3.3解題過程中情境圖示重視程度不同

【中】中國教材例題雖然對情境也有分析，但是，除實物情境圖外，其他基本上是文字分析，不夠簡潔明了.這樣分析作為學生自覺是完全可以的，但是學生圖示相關情境能力的培養不夠.目前教學中，學生不善于畫圖，或者是根本不習貫畫圖分析問題.

【美】美國教材例題對情境分析完全是圖示呈現，不僅有實物情境圖，而且有矢量圖，圖中矢量是按照矢量的規范寫法進行，即印刷黑加粗斜體.這種寫法，對對學生學習難度較大，但對培養學生正確的物理思維和分析方法有好處.

3.4解題過程書寫的繁簡程度不同

【中】中國教材解題過程簡潔，方程簡潔不重復，有利于學生簡化學生思維過程.

【美】美國教材解題過程繁瑣，可能是嚴格遵循矢量圖列式的原因，方程重復較多.如例2中“pi=pf”、“pCi+pDi=pCf+pDf”和“mCvCi+mDvDi=mCvCf+mDvDf”，這三式均表示同一個物理過程的遵守的同一規律，即碰撞前后系統動量守恒.

3.5解題過程中，對有關定律、原理的運用表述不同

【中】中國教材解題過程中，對有關定律運用的表述通常為“由動量守恒定律p′=p可得”，這樣的表述有引導學生死套公式、定律的問題.

【美】美國教材解題過程中，對有關的定律運用的表述相對靈活，如“利用動量定理，求出汽車停下所需要的力.”、“由于冰作用于兩車上的凈力接近于零，所以動量守恒.”、“利用動量守恒定律求出pf.” 這樣的表述，體現的是對定律、原理的運用思想.

3.6解題后對結果的驗證或分析不同

【中】中國教材注重對解題結果的分析，如負號的物理意義、結論的理解，這樣有利于學生對解題結果的理解.

【美】美國教材沒有解題結果的分析，但是有對答案單位、符號和數值的驗證分析，這樣解題顯得完整，對結果的解題理解也有幫助.

4對我國物理教材例題編制的啟示

（1）進一步重視物理學科素養，注重例題解答過程中的物理意義

動量部分對矢量要求非常高，可借鑒矢量圖等方式，突出矢量地位，強化學生對矢量的重視和理解.矢量圖僅在必修1第一章第5節《速度變化快慢的描述—加速度》中出現了兩次，教師和學生基本沒有關注.為了不增加教學負擔，在動量部分增加矢量圖，引導學生增強對矢量的認識和理解是必要的.

（2）重視解題前對題目的分析和概括，培養學習良好的審題習題

解答前，以明晰的步驟要求畫出相關情境圖或示意圖，標示已知與未知，對培養學習良好的審題習題，強化學生的審題能力有較好幫助，也有利于提高學生解題素養.

（3）增加解題后對結果的分析步驟，還原物理味道

許多學生解題時套公式，對解得的結果不分析，不理解，做物理題像做數學題，體會不到物理味道.教材例題如果增加解題后對結果分析步驟，引導學生解題后的反思，提高學生分析自己答案的合理性的能力，從而達到提高物理學科素養，實現理論聯系實際的目的.