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。

關鍵詞?初中物理 ?教科書插圖 ?隱性知識 ?文本分析

《義務教育物理課程標準》指出：圖片是呈現科學情境的重要形式，教材要注意充分發揮圖片形象、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容要求相符的最新科技成果，使學生除了學到科學知識和科學方法外，還能感受到時代的脈搏，保持積極向上的精神狀態[1]。但是教學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揮插圖的功能進行物理教學具有十分重要的意義。

一、教科書插圖中隱性知識的統計分析

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中不可或缺的重要內容。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計分析見表1。本文對教科書中有標號的插圖做了統計，若一個標號有多幅插圖，按多幅插圖統計。

二、教科書插圖中隱性知識的運用策略

1.科學與技術相關圖

隨著科學技術的發展，知識密集型的高新技術產業逐步興起?！皥D6.4-5 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?！彼鼘儆诳茖W與技術相關圖，展示了信息時代下半導體等新材料的應用、發展趨勢和價值。在物理教學中，教師應借助此類插圖引導學生關心當前物理前沿科技的新思想、新進展，幫助學生擴大知識視野，提升科學素養，樹立科學的價值觀，學習、掌握和使用最新科學技術。

2.社會與環境相關圖

插圖內容較為生活化，與社會環境聯系緊密?！皥D3.4-4 因缺水而龜裂的稻田”真實反映缺水的嚴重性，讓學生充分了解水資源短缺的現狀，激發學生珍惜水資源的內心情感。教師可以借助此類插圖培養社會責任感和環保意識，提高將所學知識更充分、有效地用于改善社會環境的能力，教育學生愛護大自然、保護社會環境。

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部結構、工作原理、各部分結構的工作方式和過程。通過插圖學生可以充分了解電冰箱的工作性質，教師可以利用此類插圖培養學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，學生結合生活經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雜的物理原理用簡潔清晰的插圖呈現給學生，可以幫助建立物理模型，讓學生獲得更直觀形象的感受，加深學生對物理原理的理解，提高靈活運用的能力。

4.物理學史相關圖

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

物理學史相關圖包含物理學家人物肖像圖。在人教版八年級物理上冊科學之旅“科學·技術·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奏地擺動。看著這幅圖，學生可以結合生活中的鐘擺，跟隨年輕的伽利略的思維一起探究擺的特性。教師借此可以培養學生發現并思考問題的意識、探索真理的興趣、進行科學研究的嚴謹態度，訓練學生探究物理問題的能力和方法。

物理學史相關圖也包含早期實驗儀器圖?！皥D5.5-6 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造和使用方法。借助此類插圖教師可以激發學生對實驗儀器的好奇心，培養學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學生對實驗探究的興趣、對物理實驗科學性與規范性的認識、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。圖中兩個同學用課桌做實驗，一個同學輕敲課桌，另一個同學把耳朵貼在桌面上，感受聲音的傳播。生活小實驗圖貼近生活，教師借此引導學生使用生活中常見物件動手制作實驗所需裝置、設計并進行實驗驗證自己的猜想，培養學生的探索精神和實驗創新能力。生活小實驗類插圖提高了學生對物理學習的興趣，有效地使插圖中的隱性知識顯性化，讓學生在生活中輕松愉快地學會物理知識。

6.知識表格、數據表格等圖表

“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，教師引導學生先觀察實驗讀取數據、畫出并分析圖像的含義，然后總結海波和石蠟熔化時溫度隨時間變化的特點，最后概括本節課的重點：晶體和非晶體的物理概念。學生從圖表中可以清晰看出數據的變化特點，結合實驗中海波和石蠟的熔化現象，對晶體和非晶體的抽象物理概念有更深刻具體的認識。對于此類實驗數據表格圖表，實驗前教師可以先引導學生做出猜想和假設，再讓學生對表中所描繪數據進行交流討論，培養學生自己總結物理規律的能力。知識表格、數據表格等圖表內容可以培養學生認識圖表、繪制圖表、讀取并分析圖表中各類數據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，能讓學生更清晰明了實物的結構特點。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生充分了解其構造、使用方法、注意事項等，有助于學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增大或減小壓強的例子。生活中的實物圖喚起學生的生活經驗，豐富學生的感性認識，為學生的思維加工奠定基礎。教師利用生活中的實物圖可以讓學生體會到物理與生活密切相關，充分調動學習物理的興趣，培養學生從生活常見的事物中發現物理知識的習慣和能力。

8.思維導圖

“圖3.4-2 水的三態聯系”思維導圖清晰地總結概括出本章的學習重點：物質的三種狀態和六種物態變化。教師可以運用思維導圖幫助學生把握幾個知識點的聯系，加強學生理解抽象的物理概念、總結物理規律、建構知識體系、提升問題解決的能力。教師應充分利用教科書中的思維導圖來訓練學生物理思維能力，教導學生學會繪制思維導圖，培養學生學完一專題后對其中重要知識點及其之間的聯系進行歸納總結的習慣。

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。在實際教學過程中，教師應積極創設與教科書插圖相關的教學情境，恰當地使用、挖掘插圖中的隱性知識，使其充分顯性化并積極發揮教育功能，提升學生對相關物理知識的理解和應用能力，教師通過對學生進行一些形象引導，讓學生在感性認識的基礎上不斷反思、探索、分析、整合，獲得物理插圖背后蘊含的豐富的隱性知識，進而培養學生的觀察能力、動手操作能力、構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專題知識的能力。教師引導學生根據插圖查資料，了解相關物理學發展進程及物理學家的事跡，樹立探究自然奧秘、發展科學技術、造福社會和保護社會環境可持續發展的觀念，形成正確的情感、態度和價值觀。

參考文獻

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

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

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

【責任編輯 ? 楊 ? 子】