1.教材結(jié)構(gòu)體系比較分析
物理學(xué)是研究物質(zhì)運動最普遍規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，具有完整的體系結(jié)構(gòu)，可分為聲學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、熱力學(xué)、電學(xué)等若干個模塊。傳統(tǒng)的物理教材注重物理學(xué)的結(jié)構(gòu)體系，但考慮到學(xué)生的認(rèn)知特點，這樣的安排增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。為了解決結(jié)構(gòu)體系與認(rèn)知特點的矛盾，我國物理教材進行了改革。下面我們對人民教育出版社和上海科技出版社的初中物理教材的結(jié)構(gòu)體系進行比較分析。
人教版初中物理教材有八年級上冊、八年級下冊、九年級上冊三冊。八年級上冊主要介紹聲音、光、物質(zhì)等比較簡單的基礎(chǔ)知識，八年級下冊主要介紹力、功、能量，九年級主要介紹內(nèi)能、電、磁。
上海科技版初中物理教材共有兩套教材，分別為八年級全套和九年級全套。八年級主要涵蓋聲、光、力、物質(zhì)等簡單有趣的內(nèi)容，九年級主要涵蓋物質(zhì)、能量、電、磁等內(nèi)容。對比兩圖可見，人教版和上海科技版兩套教材的編寫都遵循了物理學(xué)的系統(tǒng)性，結(jié)構(gòu)體系基本一致，內(nèi)容由簡入繁，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點。不同之處在于物質(zhì)和能量兩部分的排列順序不同，具有不同的排列特點。
2. 教材章節(jié)比較分析
教材結(jié)構(gòu)的差異導(dǎo)致章節(jié)呈現(xiàn)方式的差異，從圖3-3和圖3-4可以看出，人教版章節(jié)較多，知識點劃分更細(xì)；上海科技出版社版章節(jié)較少，適當(dāng)整合了部分知識點。
3.實驗內(nèi)容對比分析
物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實驗對提高物理教學(xué)質(zhì)量、全面落實科學(xué)素養(yǎng)目標(biāo)有著不可替代的作用。人民教育出版社和上海科學(xué)出版社的兩套教材在開設(shè)實驗欄目的基礎(chǔ)上，安排了大量的物理實驗。
通過分析對比可知，從年級分布上看，人教版和上海科學(xué)版八年級的實驗數(shù)量均多于九年級；從欄目數(shù)量上看，人教版實驗欄目較多，上海科學(xué)版實驗欄目較少；從實驗數(shù)量上看，人教版“實驗”和“想與做”欄目實驗較多，“演示”欄目實驗較少；上海科學(xué)版“實驗探索”欄目實驗較多，“微型實驗室”欄目實驗較少。
從上表可以看出初中物理人教版講座，人教版和上海科學(xué)出版社教材實驗數(shù)量最多的都是力學(xué)、電磁學(xué)，聲學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)實驗數(shù)量較少。總體來看，人教版教材實驗數(shù)量較多，上海科學(xué)出版社教材實驗數(shù)量較少。
4.練習(xí)對比分析
練習(xí)是學(xué)生掌握知識、形成技能、發(fā)展能力的主要載體，是物理教學(xué)的重要組成部分，是提高學(xué)生運用知識解決簡單實際問題能力的有效工具，是教師了解學(xué)生知識掌握情況的主要途徑。高質(zhì)量的課堂教學(xué)必須以高質(zhì)量的練習(xí)為基礎(chǔ)。
按照練習(xí)題的類型，我們可以把初中物理練習(xí)題分為以下幾種類型：選擇題、填空題、畫圖題、實驗題、簡答題、計算題、實踐題、論述題等。從題目的難度上看，選擇題和填空題最容易，畫圖題和計算題次難，實驗題、簡答題、實踐題、論述題最難。
從上表中數(shù)據(jù)可以看出，人教社作業(yè)題量中，簡答題數(shù)量最多，其次是計算題，實驗題和論述題數(shù)量最少。可以看出人教社非常重視學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，促進學(xué)生抽象思維的發(fā)展。上海科學(xué)出版社作業(yè)題量主要以選擇題、填空題、計算題和簡答題為主。其中，上海科學(xué)出版社選擇題和填空題數(shù)量最多，實驗題和論述題數(shù)量最少。可以看出上海科學(xué)出版社注重培養(yǎng)學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識和基本技能，有效減輕了學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。
從練習(xí)性質(zhì)上，我們可以將上述八種題型分為理解題和應(yīng)用題。我們將實驗題、簡答題、實踐題、論述題四類題型歸為理解題，這類題型注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，促進學(xué)生抽象思維的發(fā)展。將選擇題、填空題、畫圖題、計算題等歸為應(yīng)用題，這類題型主要幫助學(xué)生通過了解自己對物理知識的掌握情況，加深和鞏固物理知識，培養(yǎng)學(xué)生解決問題和應(yīng)用知識的能力。
從上表數(shù)據(jù)可以看出，人教版閱讀理解類練習(xí)占總練習(xí)的60.85%，應(yīng)用類練習(xí)占總練習(xí)的39.15%。人教版課后練習(xí)以閱讀理解類題為主，難度較大，綜合要求較高，說明人教版更重視培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
上海科學(xué)版理解性練習(xí)只占總練習(xí)的28.77%，而應(yīng)用性練習(xí)卻占了71.23%，上海科學(xué)版課后練習(xí)更注重應(yīng)用題，通過更多的應(yīng)用練習(xí)幫助學(xué)生深化和鞏固物理知識，培養(yǎng)學(xué)生解決問題和運用知識的能力。
2.教材內(nèi)容比較分析
1. 力學(xué)對比分析
在整個中學(xué)物理教學(xué)中，完整的力的概念的形成有一個逐漸擴展和深化的過程。在初中物理教學(xué)中，形成初步的力的概念是必要的。表4-1是人教版和上海科學(xué)版教材中力學(xué)知識的章節(jié)內(nèi)容安排。
從表4-1的分析中我們可以看出，人教版將力學(xué)基礎(chǔ)知識安排為兩章，即八年級下冊第七章《力》，共三節(jié)，介紹了力、彈力、重力等知識點；第八章《運動與力》，共三節(jié)，介紹了牛頓第一定律、慣性、兩種力的平衡、摩擦力等知識點。
上科版也將力學(xué)基礎(chǔ)知識安排為兩章，即八年級冊的第六章《熟悉與不熟悉的力》，共五節(jié)，介紹力、彈力、重力、摩擦力等知識點；第七章《力與運動》，共三節(jié)，介紹牛頓第一定律、慣性、力的合成、兩種力的平衡等知識點。
兩版教材力學(xué)內(nèi)容安排基本一致，包括力、彈力、重力、牛頓第一定律、慣性、二力平衡、摩擦力等知識點。上海科學(xué)版教材還增加了力的合成部分作為選修內(nèi)容。總體上，兩版教材與力學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是一致的。
人教社和上海科學(xué)出版社兩套教材的章節(jié)安排各有特色。人教社先從生活實例入手，建立力的基本概念，然后按照力的不同種類依次介紹彈力和重力。在下章的安排中，先介紹牛頓三大定律之一的牛頓第一定律貝語網(wǎng)校，接著介紹兩種力的平衡，最后介紹摩擦力。上海科學(xué)出版社和人教社的安排有兩點不同，一是安排了摩擦力，二是增加了力的合成。上海科學(xué)出版社在介紹力的基本概念后，按照力的不同種類依次介紹彈力、重力和摩擦力。在下章的安排中，力的合成部分的內(nèi)容安排在牛頓第一定律之后。從學(xué)生的認(rèn)知特點來看，先了解兩種力的平衡，再了解摩擦力，更能理解實驗測量滑動變阻力大小的原理。上海科學(xué)版將彈力、重力、摩擦力的學(xué)習(xí)按照力的類型依次安排，最后學(xué)習(xí)兩種力的平衡。這樣的安排符合物理學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系，但在探究滑動摩擦相關(guān)因素時，會導(dǎo)致學(xué)生對勻速水平拉木塊的實驗情況難以理解。可見，人教版和上海科學(xué)版兩套教材在力學(xué)知識章節(jié)安排上，在物理知識結(jié)構(gòu)體系和學(xué)生認(rèn)知特點之間做出了不同的取舍，形成了兩套教材不同的特色。
2.熱力部分對比分析
兩套教材的知識體系都比較完整，人教版熱科學(xué)部分位于八年級上冊第3章、九年級全冊第13、14章，上海教育版熱科學(xué)部分位于九年級全冊第12、13章。兩套教材具體章節(jié)內(nèi)容安排如表4-3所示：
從上表分析可知，人教版將熱力學(xué)安排為三章，即八年級全冊第三章《狀態(tài)變化》，共四節(jié)，涵蓋溫度、溫度計、六種狀態(tài)變化等知識點；九年級全冊第十三章《內(nèi)能》，共三節(jié)，涵蓋分子運動論、內(nèi)能、比熱容等知識點；九年級全冊第十四章《內(nèi)能的利用》，共三節(jié)，涵蓋熱機、熱值、熱機效率、能量轉(zhuǎn)換與守恒定律等知識點。
上海科學(xué)版將熱科學(xué)內(nèi)容安排為兩章初中物理人教版講座，均在九年級上冊，分別為第十二章“溫度與溫度計”，共5節(jié)，介紹溫度、溫度計、六種物理狀態(tài)變化、全球氣候變暖、水資源危機等知識點；第十三章“內(nèi)能與熱機”，共4節(jié)，介紹內(nèi)能、熱量、比熱容、內(nèi)燃機、熱值、熱機、熱機效率等知識點。
人教版和上海科技出版社教材中熱力學(xué)內(nèi)容的安排基本相同，主要知識點包括溫度、溫度計、物態(tài)變化、分子動論、內(nèi)能、比熱容、熱機、熱值、熱機效率等，與熱力學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)一致。
兩個版本教材在章節(jié)安排上各有側(cè)重：人教版在安排熱學(xué)內(nèi)容章節(jié)時，非常注重?zé)釋W(xué)知識體系的建立，與課程標(biāo)準(zhǔn)的三大主題相一致。物質(zhì)主題對應(yīng)第3章物理狀態(tài)變化，運動與相互作用主題對應(yīng)第13章第1節(jié)分子熱運動，能量主題對應(yīng)第13章內(nèi)能和第14章內(nèi)能的利用。上海科學(xué)出版社在安排熱學(xué)內(nèi)容章節(jié)時考慮到初中生的認(rèn)知特點，將所有熱學(xué)內(nèi)容安排在一起，更易于學(xué)生接受，避免了學(xué)生對熱學(xué)知識學(xué)習(xí)的碎片化。上海科學(xué)出版社非常注重學(xué)生對知識的應(yīng)用，單獨安排章節(jié)介紹全球氣候變暖和水資源危機，引發(fā)學(xué)生對熱科學(xué)與環(huán)境的思考。
分子動能論是課程標(biāo)準(zhǔn)中“運動與相互作用”主題下的重要知識點，是理解內(nèi)能概念的基礎(chǔ)。人教版和上海科技出版社均以單獨章節(jié)的方式呈現(xiàn)。人教版將該內(nèi)容安排在“能量”主題下的“內(nèi)能”章節(jié)中，充分考慮了學(xué)生的認(rèn)知特點，有利于學(xué)生對內(nèi)能的理解；上海科技出版社則將其安排在“運動與相互作用”主題下的“小粒子與大宇宙”章節(jié)中，向?qū)W生呈現(xiàn)了從分子到天體都有運動和相互作用，符合知識結(jié)構(gòu)體系。可以看出，兩套教材對于熱學(xué)內(nèi)容的章節(jié)安排在物理知識體系和學(xué)生認(rèn)知特點上有不同的側(cè)重點和特點。
3. 聲學(xué)對比分析
關(guān)于聲學(xué)部分的具體內(nèi)容，兩套教材中的章節(jié)內(nèi)容如表4-5所示：
從上表可以看出，人教版將聲學(xué)內(nèi)容安排在八年級下冊第二章《聲音現(xiàn)象》中，共四節(jié)，呈現(xiàn)了聲音的產(chǎn)生、聲音的傳播、聲音的特點、聲音的用途、噪聲及其控制等知識點。上海科學(xué)出版社將聲學(xué)內(nèi)容安排在八年級下冊第三章《聲音的世界》中，共三節(jié)，呈現(xiàn)了聲音的產(chǎn)生、聲音的傳播、聲音的特點、噪聲及其防治、超聲波與次聲波等知識點。
人教版共分為四部分，前兩部分主要介紹聲音的產(chǎn)生與傳播、聲音的三大特性等基礎(chǔ)知識，后兩部分介紹聲音在傳遞信息和能量方面的應(yīng)用、噪聲的危害與控制等應(yīng)用知識。上海科學(xué)出版社版共分為三部分，前兩部分也主要介紹聲音的產(chǎn)生與傳播、聲音的三大特性等基礎(chǔ)知識，與人教版不同的是，上海科學(xué)出版社版在第二部分還增加了噪聲防治的內(nèi)容，最后部分介紹超聲波和次聲波的相關(guān)知識。
從以上分析可以看出，兩套教材聲學(xué)內(nèi)容的編排與課程標(biāo)準(zhǔn)的基本要求是一致的，人教版教材的編排更加均衡，既注重聲學(xué)基礎(chǔ)知識，又注重聲學(xué)知識的應(yīng)用；上海科學(xué)出版社版教材在內(nèi)容的呈現(xiàn)上，更注重聲學(xué)基礎(chǔ)知識的呈現(xiàn)。
4.光學(xué)部分對比分析
人民教育出版社和上海科學(xué)出版社兩套教材的知識體系比較完整，關(guān)于光學(xué)部分的具體內(nèi)容，兩套教材的安排如表4-7所示：
從上表可以看出，人教版將光學(xué)內(nèi)容分為兩章，第一章是八年級下冊的第四章，講的是光現(xiàn)象，共五節(jié)，呈現(xiàn)的知識點有：光的直線傳播、光的反射、平面鏡的成像、光的折射、光的色散等；第五章是透鏡及其應(yīng)用，共五節(jié)，呈現(xiàn)的知識點有：透鏡、生活中的透鏡、凸透鏡成像規(guī)律、眼睛和眼鏡、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡等。
上海科技版將光學(xué)內(nèi)容全部安排在八年級教材第四章《多彩的光》中，呈現(xiàn)的知識點包括：光的反射、平面鏡成像、光的折射、光的色散、凸透鏡成像、神奇的眼睛等。
兩套教材的章節(jié)安排均符合光學(xué)知識體系，呈現(xiàn)順序基本一致，均為光學(xué)基礎(chǔ)知識、光學(xué)基本定律、光學(xué)知識應(yīng)用。兩套教材的區(qū)別在于透鏡及其應(yīng)用的內(nèi)容呈現(xiàn)。人教版將透鏡及其應(yīng)用部分列為單獨章節(jié)，共計5小節(jié)供學(xué)習(xí)，而上海科學(xué)版對透鏡及其應(yīng)用的知識點僅有2小節(jié)。透鏡的成像規(guī)律是光學(xué)知識的重點和難點。人教版的章節(jié)安排充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點，有效降低了學(xué)習(xí)難度。上海科學(xué)版的章節(jié)安排知識內(nèi)容相對較多，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。
5.電磁學(xué)的比較分析
兩套教材的知識體系都比較完整。人教版“電磁學(xué)”章節(jié)位于九年級教材第15章至第21章，上教版“電磁學(xué)”章節(jié)位于九年級教材第14章至第19章。兩套教材章節(jié)內(nèi)容安排如表4-9所示：
從上表我們可以看出，人教版將電磁學(xué)內(nèi)容一共分為七章。第15、16章為電學(xué)基礎(chǔ)知識，包括電荷、電流、電路、電壓、電阻及串并聯(lián)電路的電流電壓規(guī)律；第17章為歐姆定律及其應(yīng)用；第18章為電功、電力及焦耳定律的應(yīng)用；第19章為家庭電路及安全用電；第20章為磁學(xué)基礎(chǔ)知識，包括磁現(xiàn)象、磁場、電磁學(xué)、電磁鐵及其應(yīng)用、電動機、磁電學(xué)等；第21章為電磁波及其應(yīng)用。
上海科技版把電磁學(xué)的內(nèi)容分為六章。第十四章為電學(xué)基礎(chǔ)知識，包括電荷、電路、電流、電壓以及串、并聯(lián)電路的電流電壓規(guī)律；第十五章為電阻、歐姆定律及家用電路；第十六章為電功、電力及焦耳定律；第十七章為磁學(xué)基礎(chǔ)知識及應(yīng)用，包括磁現(xiàn)象、磁場、電流的磁效應(yīng)、電磁鐵及電動機；第十八章為電磁感應(yīng)，電能的產(chǎn)生和傳輸；第十九章為信息的產(chǎn)生、傳播和發(fā)展，電磁波及其應(yīng)用。
人民教育出版社和上海科技出版社的章節(jié)結(jié)構(gòu)安排都遵循先學(xué)基礎(chǔ)知識和基本規(guī)則，再學(xué)知識和規(guī)則的應(yīng)用的原則。兩個版本的教材對電磁學(xué)內(nèi)容的安排基本相同，主要包括電壓、電流、電阻、歐姆定律、串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流和電壓的特性、電功和電力、焦耳定律、家用電路、磁場、電流的磁效應(yīng)、電磁鐵、電動機、電磁感應(yīng)及其應(yīng)用等。不同之處在于人民教育出版社非常注重電磁知識體系的完整性，章節(jié)內(nèi)容的安排非常有序。人民教育出版社更注重電學(xué)的內(nèi)容，用了五章來呈現(xiàn)電學(xué)的內(nèi)容，而磁學(xué)只有兩章。人教版用一個章節(jié)來介紹電在日常生活中的使用，突出了家庭電路和電在日常生活中的重要性，體現(xiàn)了人教版對電學(xué)知識在生產(chǎn)生活中應(yīng)用的重視。上海科技出版社沒有特別強調(diào)電學(xué)知識之間的邏輯關(guān)系，對電學(xué)知識進行了一定的整合。上海科技版更注重磁學(xué)的內(nèi)容，電學(xué)的內(nèi)容只用了三個章節(jié)，而磁學(xué)的內(nèi)容用了三個章節(jié)。上海科技版注重與學(xué)生體驗相結(jié)合，強調(diào)獲取知識的方法和途徑以及知識的實際應(yīng)用。總體來看，人教版和上海科技版教材在內(nèi)容選擇和章節(jié)安排上各有側(cè)重，但與課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是一致的。
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