素養立意背景下教材例題優化的思考

何季軍

摘 要：本文基于對初中物理教材例題的教學功能、特點研究的基礎上，對素養立意背景下如何優化與改進教材例題，提出一些拙見，以期對教材的修訂有所裨益.

關鍵詞：素養;例題;功能;建議

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）12-0034-03

物理例題是指用來說明某一物理概念、規律，或在運用所建構的概念、規律時，充當練習的物理問題.它是物理教材的重要組成部分，也是教和學的重要資源.鑒于此，在新課標即將頒布之際，研究課程素養背景下，如何優化設計教材例題，對提升初中物理教材修訂的質量，促進學生的物理學習具有現實意義.

1 現行初中物理教材的例題功能

從各版本教材中，筆者選擇使用面相對較大的人教版、蘇科版和滬科版教材，對其中的部分例題進行研究，歸納出例題的三個功能特點.

1.1 基于鞏固應用的知識內化

對知識的復習鞏固和應用內化是例題一大功能，例題對鞏固和應用的側重點不同，可分為三個層次.

1.1.1 側重于知識鞏固的簡單再現

知識的掌握一般經歷三個階段——理解、鞏固、應用.鞏固是知識理解與應用的中間環節，它是兩者聯系的紐帶，在學習過程中起到承上啟下的作用.如蘇科版九年級上冊第15頁（第十一章第3節：功）的例題就屬于這一類.

小明將質量為10kg的水桶從離井口3m的深處勻速提到井口，如圖11-29所示（圖略）.在這一過程中，小明對水桶做了多少功？

評析：此題情境簡單，只要根據二力平衡條件，知道小明對水桶的拉力等于水桶所受的重力大小，再利用功的公式進行計算即可.顯然例題的立意側重于簡單再現知識，達到鞏固目的.

1.1.2 兼顧知識鞏固和應用的認知同化

教材中安排了一些兼顧知識鞏固與應用的例題，目的是既要溫故知識，又要會應用知識解決簡單的實際問題.如蘇科版八年級上冊第110頁（第五章第2節：速度）的例題：

如圖5-22所示（圖略）是一輛汽車在滬寧高速上行駛的情形.如果保持速度不變，那么該汽車到達上海還需要多少時間？

評析：該題以生活中的路牌和汽車的儀表盤為情境，要求學生從圖中獲得有用信息，然后根據路程、時間和速度的關系求解.試題立意將學習內容融入生活情境中，通過解決問題，促進新知與原有認知之間建立聯系，增強學生解決實際問題的意識和能力.

1.1.3 側重于實際應用的模型建構

學習的最終目的是能運用所學的物理知識去解決實際問題，發展科學素養.但縱觀三種教材，完全側重于應用的例題不多，現以2018年江蘇省義務教育學生學業質量檢測中的一道試題為例來說明.

在我國甘肅敦煌鳴沙山——月牙泉景區，有一個“騎駱駝旅行”的游樂項目.在牽駝人的帶領下游客騎著駱駝行走在沙漠中，如圖1所示.已知一只駱駝的質量大約為400kg，單腳掌面積約為250cm2，駱駝行走時始終有三只腳掌著地.請判斷圖中的駱駝和牽駝人在沙漠上行走時留下的腳印哪個更深？

評析：此題情境與問題的融合指數高，且條件中沒有明確告知“人的質量和腳底面積”，也未明確要求出哪一個物理量，所以問題開放度大.解答時，首先要理解為什么比較腳印的深淺，實質上就是比較壓強，這種理解是物理知識內化成為科學素養的體現，然后估測人的質量和腳的面積，再選擇合適方法進行判斷.試題立意考查學生將生活問題轉化為物理問題，建立物理模型，提高學生利用物理知識分析、解決問題的能力.

1.2 基于解答過程的解題規范

解題過程是對題目進行分析、綜合、尋求解題思路和方法的過程.其中分析最重要，是審題時的自我意識和自我評估，明確試題所包含的要素、各要素之間的聯系、解題思路與方法;而規范的解答過程則能夠幫助學生養成良好的學習習慣，學會用物理的語言清晰表達，提高思維縝密性.因此，在學習過程中要利用好例題教學的示范作用，強化解題的規范指導.

對三個版本教材中例題解答模式的梳理，發現解題過程中的規范要求共有四種模式.

模式1： 已知—求—解—答.

模式2： 解—答.

模式3： 分析—解—答.

模式4： 分析—解—答—反思.

1.3 基于思路方法的拓展延伸

解題后的拓展延伸是對例題教學資源的再挖掘，是提高例題教學效果和培養學習能力行之有效的方法.通常拓展延伸的內容有：旨在引導學生轉換角度解決問題，拓寬學生思維視角的解法指導;旨在通過提出一些適切的問題，升華對物理概念、規律的理解，有助于提高學生思考科學思維水平的問題;旨在解題過程中，進一步感悟、提煉思想方法，滲透遷移解決新問題的方法等等.如蘇科版八年級上冊114頁（第五章第3節：直線運動）的例題后的反思.

反思：（1）物理公式不僅反映了各物理量之間的數量關系，同時也反映了它們之間單位關系，我們可否通過單位運算來檢驗解題的過程？（2）本題是否還有其他的解法？它與上述解法有何不同？（3）如果是一輛小轎車通過很長的隧道，是否有必要考慮轎車的長度？

評析：反思（1）通過尋找解決問題的其他途徑，發散學生思維，為后面檢驗其他的計算問題提供思路;反思（2）總結歸納解題方法，幫助學生獲得解決問題的“漁”，達到“做一題通一類”的目的;反思（3）提出對實際問題怎么解決的策略，體現忽略次要因素，抓住主要因素的建模思想，將會對以后的學習起到事半功倍的效果.

2 三種教材的對比研究

2.1 數據統計（見表1）

2.2 數據分析

知識內化方面：人教版和滬科版側重于“知識鞏固”，分別占比73.3%、60%;蘇科版的“鞏固應用”類型的例題略多，占比53.3%;三種版本教材對于“側重應用”類型例題涉及不多，尤其是蘇科版教材幾乎沒有.

解題規范方面：滬科版的解題模式相對單一，僅有“模式一”，人教版的解題模式主要是“模式二”，這種相對固定的解題模式可以幫助學生固化物理解題的規范性步驟;蘇科版比較注重培養學生解題過程中的分析與反思素養，解題模式主要是“模式三、四”，未采用“模式一”.

拓展延伸方面：人教版側重于“方法滲透”，滬科版的拓展延伸只涉及到“問題思考”，而蘇科版注重“解法指導”和“問題思考”，但“方法滲透”不多，且有些例題后沒有設置拓展延伸.

3 對蘇科版教材例題設計優化建議

基于對三種教材例題功能特點的對比研究，筆者認為，在課程素養立意背景下，蘇科版初中物理教材的例題部分再修訂時，應關注以下幾個方面.

3.1 增加生活中的實際問題，提高實踐意識和能力

教材中適當增加一些生活中的真實問題，有助于學生用物理的眼光去分析和解決問題，在學以致用中增強實踐意識和能力，感悟學科魅力，滲透物理育人的學科價值.比如蘇科版八年級上冊114頁（第五章第3節：直線運動）的例題可做這樣的調整.

原題：一列長為360 m的火車勻速駛過長1800 m的隧道，測得火車完全通過隧道需要72 s，求：（1）火車運行的速度;（2）火車全部在隧道內運行的時間.

改造：京滬鐵路全長約1300 km，小明打算早上7∶00乘坐長為210 m的列車從上海至北京游玩，途中完全通過長為9240 m的大勝關長江大橋，用時135 s，求：列車通過大橋的速度;若鐵路全程的平均速度為260 km/h，則小明幾點能到達北京站？

評析：原題中情境簡單，生活味道不濃，且兩問設置在解題思路與方法上重復.改編后學生需在真實的情境中，明晰研究對象的運動過程，構建運動模型.雖然初中物理不提“質點”的模型，但討論實際運動物體的大小相對于運動距離長短的問題不可避免，因此，在例題編寫時，多設計將物理知識融入生活現象的原始問題，幫助學生獲得在情境中解決物理問題的經驗，提升把情境與知識相關聯的意識和水平.

3.2 增加例題的解答模式，強化例題示范引領功能

不同的解答模式，需要根據學生的認知水平、特點加以選用，不應千篇一律.學生解題時，分析的一般心理過程如圖2所示.對于剛接觸物理的學生而言，模式一“已知—求—解—答”是比較適切的解題范式，整理題中的已知量、隱含量以及待求量的過程，就是學生分析的過程，這是形成良好審題習慣的有效路徑;而在初學電學時，因為涉及的物理量多，且不同的用電器、同一用電器在不同時刻所對應的物理量都有可能不一樣，因此例題應引導學生將題中的物理語言轉化成等效電路，并在電路圖上標注相應的已知、未知、待求量，這樣，對于剛接觸電學計算的學生而言，更容易理清各物理量之間的關系，這樣的分析習慣為后續電功、電功率復雜計算問題的解決奠定基礎.

3.3 增加查閱資料解答的例題，滲透信息素養教育

培養學生對各種信息的檢索、甄別、提取等能力，是信息化時代物理教育的重要任務，因此，教材中適當增加需要查閱資料解答的例題，以全面發展學生，適應時代要求.如，在“機械能和內能”一章可增加這樣的例題：

某市質監局對“天虹”液化石油氣站銷售的瓶裝燃氣進行檢測：將質量為100 kg、初始溫度為31℃的水裝入容器內，用高效爐灶燃燒瓶內燃氣加熱容器中的水直至100℃恰好沸騰，瓶內燃氣消耗了0.84 kg.通過高效爐灶，水能吸收燃氣完全燃燒釋放熱量的75%.已知水的比熱容為c水=4.2×103J/（kg·℃），問：該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣，有無摻混價格低廉的二甲醚？

評析： 解答此題，需要學生上網或通過其他途徑查閱資料，獲取解題需要的信息，推理出利用“熱值”而不是“密度”等其他特性，來判斷瓶裝石油液化氣是否摻混二甲醚.試題立意除了深化對相關知識的理解外，也培養學生信息獲取能力，增強學生運用所學的知識，辨析虛假信息、鑒別偽劣產品的意識.

3.4 增加例題的拓展延伸，培養反思意識和習慣

反思不僅有助于教師根據學情自主發揮，選擇適當的話題進行延伸教學，更有利于學生對學習過程進行自我反思與評價，促進學生發展物理課程素養，但教材中還有5道例題未設置反思環節，筆者認為對這5道例題也應有“反思”，內容不僅限于前述的三個方面，可圍繞例題的解答過程，聚焦學習生長點，多角度挖掘，充分發揮例題的價值.如，九年級上冊第6頁（第十一章第1節：杠桿）中的例題.

反思：為什么在稱象前，要調節掛有鐵籠的槽鋼在水平位置平衡？

評析：反思的問題是對“探究杠桿平衡條件”實驗中，“消除杠桿自重對實驗的影響”這一步驟的鞏固與遷移，以此檢驗學生是否真正理解實驗的這一要求.這一反思也為如何在筆試條件下考查學生的實驗能力，提供了很好的思路.

以上本文站在學科素養的角度，從對教材例題功能特點研究的基礎上，對蘇科版初中物理教材例題設計的優化，提出個人的一些拙見，供編者參考，以期在實施新的課程標準背景下，蘇科版初中物理教材的例題設計更具特色，更契合課程素養目標的時代要求.

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（收稿日期：2021-02-22）