初中物理教科書插圖中的隱性知識和運用策略

侯新杰 阮舒雨

摘 ? 要?初中物理教科書插圖中含有豐富的隱性知識，它們對物理教學(xué)有著不可或缺的重要價值。文章運用文本分析法對人教版初中物理教科書插圖進行了分類、統(tǒng)計和分析。針對每類插圖隱性知識的類型和功能提出了運用插圖的策略。

關(guān)鍵詞?初中物理 ?教科書插圖 ?隱性知識 ?文本分析

《義務(wù)教育物理課程標準》指出：圖片是呈現(xiàn)科學(xué)情境的重要形式，教材要注意充分發(fā)揮圖片形象、直觀、易懂、有趣的特點。教材中所用圖片和圖表要盡可能選用與內(nèi)容要求相符的最新科技成果，使學(xué)生除了學(xué)到科學(xué)知識和科學(xué)方法外，還能感受到時代的脈搏，保持積極向上的精神狀態(tài)[1]。但是教學(xué)實踐中不少物理教師只注重對教科書文字信息的講解，忽略對教科書插圖中隱性知識的挖掘。因此，研究初中物理教科書插圖中的隱性知識和運用策略對更有效發(fā)揮插圖的功能進行物理教學(xué)具有十分重要的意義。

一、教科書插圖中隱性知識的統(tǒng)計分析

物理教科書的插圖中存在著大量的隱性知識，這些隱性知識是物理教學(xué)中不可或缺的重要內(nèi)容。我們用文本分析法對人教版八年級物理上下冊教科書插圖進行分類與統(tǒng)計，對其中隱性知識的功能進行剖析，然后提出不同類型插圖中隱性知識的運用策略。各類插圖中蘊含的隱性知識及其統(tǒng)計分析見表1。本文對教科書中有標號的插圖做了統(tǒng)計，若一個標號有多幅插圖，按多幅插圖統(tǒng)計。

二、教科書插圖中隱性知識的運用策略

1.科學(xué)與技術(shù)相關(guān)圖

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，知識密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)逐步興起。“圖6.4-5 氣凝膠是當今世界上密度最小的固體。這種新材料具有隔熱、耐高溫等性能，有多種用途。”它屬于科學(xué)與技術(shù)相關(guān)圖，展示了信息時代下半導(dǎo)體等新材料的應(yīng)用、發(fā)展趨勢和價值。在物理教學(xué)中，教師應(yīng)借助此類插圖引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心當前物理前沿科技的新思想、新進展，幫助學(xué)生擴大知識視野，提升科學(xué)素養(yǎng)，樹立科學(xué)的價值觀，學(xué)習(xí)、掌握和使用最新科學(xué)技術(shù)。

2.社會與環(huán)境相關(guān)圖

插圖內(nèi)容較為生活化，與社會環(huán)境聯(lián)系緊密。“圖3.4-4 因缺水而龜裂的稻田”真實反映缺水的嚴重性，讓學(xué)生充分了解水資源短缺的現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生珍惜水資源的內(nèi)心情感。教師可以借助此類插圖培養(yǎng)社會責(zé)任感和環(huán)保意識，提高將所學(xué)知識更充分、有效地用于改善社會環(huán)境的能力，教育學(xué)生愛護大自然、保護社會環(huán)境。

3.原理模擬圖、模型示意圖

“圖3.3-8 電冰箱原理圖”清晰地展示實際生活中電冰箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、各部分結(jié)構(gòu)的工作方式和過程。通過插圖學(xué)生可以充分了解電冰箱的工作性質(zhì)，教師可以利用此類插圖培養(yǎng)學(xué)生探究其他生活中常見電器或其他物件的好奇心和探索精神。

“圖4.2-6”是模型示意圖，清晰地展示了在鏡面反射和漫反射中光的傳播路徑和傳播特點，學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗中光照射到鏡子上反射到眼睛里和光照射到書本上反射到眼睛里的不同感受，對鏡面反射和漫反射中光的傳播路徑有更清晰的認識。此類插圖用物理模型形象地描繪了其原理，引起學(xué)生的好奇心，提高注意力，有利于對物理概念的理解和記憶。教師利用此類插圖將復(fù)雜的物理原理用簡潔清晰的插圖呈現(xiàn)給學(xué)生，可以幫助建立物理模型，讓學(xué)生獲得更直觀形象的感受，加深學(xué)生對物理原理的理解，提高靈活運用的能力。

4.物理學(xué)史相關(guān)圖

物理學(xué)史是科學(xué)史的重要組成部分，是溝通科學(xué)與人文的橋梁，具有重要的素質(zhì)教育作用。它可以幫助學(xué)生樹立歷史主義和批判主義精神，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法、創(chuàng)新意識以及高尚的思想品德[2]。

物理學(xué)史相關(guān)圖包含物理學(xué)家人物肖像圖。在人教版八年級物理上冊科學(xué)之旅“科學(xué)·技術(shù)·社會”欄目中，“圖12 年輕的伽利略在想什么？”表示伽利略在觀察教堂的吊燈在有節(jié)奏地擺動。看著這幅圖，學(xué)生可以結(jié)合生活中的鐘擺，跟隨年輕的伽利略的思維一起探究擺的特性。教師借此可以培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并思考問題的意識、探索真理的興趣、進行科學(xué)研究的嚴謹態(tài)度，訓(xùn)練學(xué)生探究物理問題的能力和方法。

物理學(xué)史相關(guān)圖也包含早期實驗儀器圖。“圖5.5-6 伽利略時代的望遠鏡”為早在十七世紀初伽利略用來觀察天體的自制望遠鏡。比起現(xiàn)代的望遠鏡伽利略自制的望遠鏡雖然簡陋，但可以清晰明了地展示望遠鏡的基本構(gòu)造和使用方法。借助此類插圖教師可以激發(fā)學(xué)生對實驗儀器的好奇心，培養(yǎng)學(xué)生動手制作簡易實驗裝置的能力。

5.實驗圖

“圖3.2-1 觀察融化現(xiàn)象的實驗裝置”為實驗室實驗圖，清晰地展示了實驗所需儀器及擺放秩序。教師可以運用此類插圖培養(yǎng)學(xué)生對實驗探究的興趣、對物理實驗科學(xué)性與規(guī)范性的認識、對實驗儀器和實驗裝置識記和掌握的能力，提高學(xué)生的實驗觀察能力。

“圖2.1-7 桌子能否傳聲？”屬于生活小實驗圖。圖中兩個同學(xué)用課桌做實驗，一個同學(xué)輕敲課桌，另一個同學(xué)把耳朵貼在桌面上，感受聲音的傳播。生活小實驗圖貼近生活，教師借此引導(dǎo)學(xué)生使用生活中常見物件動手制作實驗所需裝置、設(shè)計并進行實驗驗證自己的猜想，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和實驗創(chuàng)新能力。生活小實驗類插圖提高了學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，有效地使插圖中的隱性知識顯性化，讓學(xué)生在生活中輕松愉快地學(xué)會物理知識。

6.知識表格、數(shù)據(jù)表格等圖表

“圖3.2-2 繪制海波熔化時溫度隨時間變化的圖像”和“圖3.2-3 繪制石蠟熔化時溫度隨時間變化的圖像”所示兩實驗，教師引導(dǎo)學(xué)生先觀察實驗讀取數(shù)據(jù)、畫出并分析圖像的含義，然后總結(jié)海波和石蠟熔化時溫度隨時間變化的特點，最后概括本節(jié)課的重點：晶體和非晶體的物理概念。學(xué)生從圖表中可以清晰看出數(shù)據(jù)的變化特點，結(jié)合實驗中海波和石蠟的熔化現(xiàn)象，對晶體和非晶體的抽象物理概念有更深刻具體的認識。對于此類實驗數(shù)據(jù)表格圖表，實驗前教師可以先引導(dǎo)學(xué)生做出猜想和假設(shè)，再讓學(xué)生對表中所描繪數(shù)據(jù)進行交流討論，培養(yǎng)學(xué)生自己總結(jié)物理規(guī)律的能力。知識表格、數(shù)據(jù)表格等圖表內(nèi)容可以培養(yǎng)學(xué)生認識圖表、繪制圖表、讀取并分析圖表中各類數(shù)據(jù)并獲取物理知識的能力。

7.實物圖

實物圖具有直觀形象的特點，能讓學(xué)生更清晰明了實物的結(jié)構(gòu)特點。教科書中的實物圖有實驗室實物圖和生活中的實物圖。

“圖6.1-2 托盤天平”清晰地展示了實驗室實物托盤天平的原貌，教師利用實驗室實物圖可以讓學(xué)生充分了解其構(gòu)造、使用方法、注意事項等，有助于學(xué)生對其形象的記憶和用法的掌握，提高識記效率。

“圖9.1-4 通過什么方法增大或減小壓強”展示生活中四種常見實物——推土機、篆刻刀、破窗錘、火車軌道，它們是生活中典型的體現(xiàn)增大或減小壓強的例子。生活中的實物圖喚起學(xué)生的生活經(jīng)驗，豐富學(xué)生的感性認識，為學(xué)生的思維加工奠定基礎(chǔ)。教師利用生活中的實物圖可以讓學(xué)生體會到物理與生活密切相關(guān)，充分調(diào)動學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生從生活常見的事物中發(fā)現(xiàn)物理知識的習(xí)慣和能力。

8.思維導(dǎo)圖

“圖3.4-2 水的三態(tài)聯(lián)系”思維導(dǎo)圖清晰地總結(jié)概括出本章的學(xué)習(xí)重點：物質(zhì)的三種狀態(tài)和六種物態(tài)變化。教師可以運用思維導(dǎo)圖幫助學(xué)生把握幾個知識點的聯(lián)系，加強學(xué)生理解抽象的物理概念、總結(jié)物理規(guī)律、建構(gòu)知識體系、提升問題解決的能力。教師應(yīng)充分利用教科書中的思維導(dǎo)圖來訓(xùn)練學(xué)生物理思維能力，教導(dǎo)學(xué)生學(xué)會繪制思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)完一專題后對其中重要知識點及其之間的聯(lián)系進行歸納總結(jié)的習(xí)慣。

總之，人教版八年級物理教科書插圖中蘊涵著大量的隱性知識，具有重要的教育價值。在實際教學(xué)過程中，教師應(yīng)積極創(chuàng)設(shè)與教科書插圖相關(guān)的教學(xué)情境，恰當?shù)厥褂谩⑼诰虿鍒D中的隱性知識，使其充分顯性化并積極發(fā)揮教育功能，提升學(xué)生對相關(guān)物理知識的理解和應(yīng)用能力，教師通過對學(xué)生進行一些形象引導(dǎo)，讓學(xué)生在感性認識的基礎(chǔ)上不斷反思、探索、分析、整合，獲得物理插圖背后蘊含的豐富的隱性知識，進而培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手操作能力、構(gòu)建物理模型模擬物理原理的能力、分析圖表的能力、通過觀察實物提高識記效率的能力以及歸納總結(jié)專題知識的能力。教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)插圖查資料，了解相關(guān)物理學(xué)發(fā)展進程及物理學(xué)家的事跡，樹立探究自然奧秘、發(fā)展科學(xué)技術(shù)、造福社會和保護社會環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的觀念，形成正確的情感、態(tài)度和價值觀。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2] 呂增建.論物理學(xué)史的素質(zhì)教育功能[J].自然辯證法通訊，2009，31（02）.

[作者：侯新杰（1963-），男，河南長葛人，河南師范大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，博士;阮舒雨（1993-），女，河南洛陽人，河南師范大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院在讀碩士研究生。]

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