人教版高中物理新舊教材邏輯結構對比分析

蔡金花 王曉璐 岳莉

摘? ?要：靜電場是高中物理課程中的重點和難點，對人教版兩版教材中靜電場的邏輯結構變化進行比較分析，有利于教師對該部分知識邏輯結構的掌握。比較2003版和2017版教材中“靜電場”的邏輯結構后發現，2017版教材中靜電場的內容編排有了明顯變化。通過對這些變化的分析，能夠使教師在設計教學的過程中，更好的處理教學細節和做好教學設計的銜接，達到更好的教學效果。

關鍵詞：靜電場 ;新舊版教材 ;邏輯結構對比分析

教材、教師、學生是課堂教學活動的三種基本要求，因此可以看出教材在教學中的重要地位和作用。教師想要提升教學質量，研讀教材非常關鍵。而通過對教材的研究，才能設計出更適合學生的教學方法，才能使教學達到更好的效果。因此，本文選取人教版2003版和2017版教材（下文2003版稱為舊版教材，2017版稱為新版教材）中“靜電場”一節，對它的邏輯結構變化進行比較分析，以期給出更利于教師教學的建議。

1? 靜電場部分的總體邏輯結構對比

1.1? 總體邏輯結構的變化

由表1 新舊版教材的總體邏輯結構對比可知，新版教材和舊版教材中靜電場這一章節的總體邏輯結構變化非常大，舊版教材總體為一章，章節名稱為“靜電場”。而新版教材分為兩章，把舊版的“靜電場”分為新版的“靜電場及其應用”和“靜電場的能量”兩章。舊版教材中“靜電現象的應用”小節在新版教材中，標題和位置的變化很大，在舊版教材中此小節安排在“電勢差與電場強度”后，而新版教材將這一小節安排在“電場 電場強度”后。

1.2? 兩版教材總體邏輯結構變化分析

電場具有兩方面的性質，即“電場”具有力的性質和能的性質[ 1 ]，新版教材按照這兩種性質將內容分成了兩章，“場”所具有的力的性質和能的性質是同時存在的，如電荷在電場中受到電場力，同時也具有電勢能。因此，章節可以按性質進行歸類，學生可以從章節邏輯結構上就能明顯的區分出所學的內容大體是具有哪些性質，具備強烈的概括作用。要讓學生能夠更好的分析和計算能量，首先應該理解電場力的性質，了解電荷、電荷之間的相互作用、電場、電場強度等的基本概念和物理規律，之后才能讓學生更好的學習電場的能的性質。而舊版教材整體為一章，沒有明確的界限，沒有層次感，靜電場本身是比較抽象的概念，對于學生來說是一個難點，沒有進行明確的區分，學生很難意識到可以按照兩方面性質來進行歸類學習，難以對此知識點有深刻的理解，舊版教材的編排使學生學習的難度加大，不利于教學，而新版教材層次分明，難度由淺入深，更適合學生學習。

2? “電荷”的邏輯結構變化對比

2.1? 邏輯結構變化

如表2所示，“電荷”這一部分，新舊版教材的變化很大。首先，是標題變化，舊版標題為“電荷及其電荷守恒定律”，新版標題為“電荷”。其次，教材編寫的邏輯結構發生變化，舊版教材由歷史作為開頭，進行引入，再講解電荷，其中電荷里包含電荷和靜電感應兩個知識點，而新版教材最開始的知識點為電荷，“電荷”里又包含歷史的引入和電荷的概念，隨后靜電感應的知識點單獨剝離出來，最后電荷守恒定律和元電荷的編排兩者沒有區別?？傮w上兩者的邏輯結構變化非常大。

2.2? 邏輯結構變化分析

標題從舊版的“電荷及其守恒定律”變化為新版的“電荷”，編者的意圖是確定研究對象，因為此節主體是研究電荷的相關知識，電荷守恒定律雖然是學習的重點，但是它包含在“電荷”中，不必要在標題中明顯的表示出來。舊版以歷史引入，而新版以問題引入，讓學生帶著問題進行學習，能夠更好的激起學生的學習興趣。且新版教材中“電荷”這一小節中包含了歷史的引入和電荷概念的講解，以歷史引入讓學生知道電荷的來源，然后再講電荷的概念，知識點的銜接更加流暢。新版教材的處理更加符合學生的心理發展特點。此小節最大的變化就是“靜電感應”，新版教材對其進行單獨的羅列，而舊版教材將其包含在“電荷”下，因為靜電感應和摩擦起電存在區別，把它進行單獨羅列，目的是讓學生能夠更好的加以區分。而且摩擦起電是初中的知識點，靜電感應卻是屬于高中知識點范疇，因此對它進行單列，更有利于學生的知識體系建構。

3? “庫倫定律”的邏輯結構變化對比

3.1? 邏輯結構變化

由表3可知，”庫侖定律”的邏輯結構變化使實驗的引入方式發生改變，舊版教材是演示實驗，而新版教材是以問題的形式讓學生討論實驗。舊版教材“點電荷”包含在庫侖定律中，新版教材把庫侖定律和點電荷歸類在“電荷之間的作用力”之下。舊版教材針對拓展知識設置了科學漫步章節，而新版教材調整為靜電力的計算?？傮w來說邏輯結構變化很大。

3.2? 邏輯結構變化分析

通過對實驗引入方式的對比可知，舊版教材以演示實驗的例子引入，新版教材以提出問題的形式讓學生討論實驗，并進行推理，嘗試運用理想化模型的方法研究物理問題，能夠培養學生科學探究的能力，讓學生帶著問題進行學習，在教師進行實驗時慢慢引導，慢慢解決問題，讓學生感受科學的魅力，可以有效提高學生的學習興趣。舊版的“點電荷”包含在庫侖定律中，而新版教材將其單列出來，點電荷是一個單獨的概念，與庫侖定律雜糅在一起加大了該部分的學習難度，因此新版教材對它進行單列更加有利于學生熟練掌握該部分知識點。

4? “電場強度”的邏輯結構變化對比

4.1? 邏輯結構變化

由表4可知，“電場強度”一節的邏輯結構變化不明顯，主要是標題名稱發生了變化，由舊版的“電場強度”變為“電場 電場強度”，結尾新版教材增加一個科學方法，其余的邏輯結構變化不大。

4.2? 邏輯結構變化分析

關于標題的變化，原因為電場是一種物質，是真實存在的，而電場強度是描述電場強弱的物理量，兩者都是很重要的知識點，而且電場是主體，標題中把它單獨列出來，會更加的突出重點。新版教材中增加了一個科學方法。其內容是“用物理量之比定義新物理量”，根據普通高中物理課程標準（2017版）中的“通過比值法定義電場強度，體會比值法定義物理量的重要方法”的內容可知，課程標準要求對比值定義法要有深刻的體會，因此新版教材增加了一個科學方法，是貫策落實好課程標準的要求[ 2 ]。

5? “電勢能和電勢”和“電勢差”的邏輯結構變化對比

5.1? 邏輯結構變化

由表5可知，新舊版的知識邏輯結構區別在于舊版教材中“等勢面”這個知識點，新版教材將等勢面進行調整，調整到“電勢差”知識點下，其余沒有變化。

5.2? 邏輯結構變化分析

等勢面位置的變化，從教師的角度出發，新舊版本等勢面所放的位置沒有影響，但是從學生的角度出發，為了讓學生能夠更好的理解知識，就要從電勢的表現出發，電勢的表現是通過電勢差，而解決電勢差的問題大部分都需要等勢面做輔助，因此等勢面的知識放在電勢差之后更加有利于學生學習。

6? “電勢差與電場強度的關系”“電容器的電容”和“帶電粒子在電場中的運動”的邏輯結構變化對比

6.1? 邏輯結構變化

由表6可以看出，“電勢差與電場強度的關系”“電容器的電容”一節中知識點布排基本未發生變化，“帶電粒子在電場中的運動”新版教材相較于舊版教材取消了科學足跡這一拓展性知識點。

6.2? 邏輯結構變化分析

雖然主要知識點基本未發生變化，但是該章節仍然有細微的變化，主要體現在標題變化方面：在新版教材中，每個知識點的標題中都設定了情境，例如“帶電粒子在電場中的偏轉”，在舊版教材中表述為“帶電粒子的偏轉”。雖然新舊兩版都是討論帶電粒子在電場中的問題，但小標題中“電場”就限定了該種現象發生的情境，這一方面有助于科學的概括表述，另一方面會有更好強調和引導作用。而針對“平行板電容器的電容”和“示波管的原理”這兩個知識點的標題都修改為“拓展學習”，有助于輔助學生分清楚知識點的重要性，避免該部分拓展性知識對學生學習核心知識產生困擾。對于示波管的原理的學習，學生只要了解即可，因此，放在拓展學習中會更加合適[ 3 ]。

此外，舊版教材中多出一個科學足跡，內容是“密立根實驗—電子電荷量的測定”，新教材中予以刪除，目的也是為了確保核心知識點完整的同時，精簡教材內容。

7? “靜電現象的應用”的邏輯結構變化對比

7.1? 邏輯結構變化

由表7可知，新舊版教材“靜電現象的應用”一節其位置和標題名稱發生顯著變化。

7.2? 邏輯結構變化分析

舊版教材標題名稱為“靜電現象的應用”，新版教材標題名稱為“靜電的防止與利用”。從標題的名稱變化來看，新版教材的標題名稱更加貼近內容，因為對于靜電，有時它對我們有利，可以加以利用，例如避雷針;但有時它對我們有害，要防止，例如醫院手術臺上，靜電火花有可能引起麻醉劑爆炸。因此，新版教材標題名稱為“靜電的防止與利用”，從標題上就能看出靜電的兩面性，可以培養學生具體問題具體分析的科學思維。

從邏輯結構調整方面來看，舊版教材將其放在“電勢差與電場強度的關系”之后，新版教材將其放在“電場 電場強度”之后。在課程標準中，課程標準要求學生了解靜電屏蔽和靜電平衡，不要求掌握，因此，新教材將其放在“電場 電場強度”之后，在降低了學生學習難度的同時，也使教師更容易區分教學重點，體現出由核心理論到拓展知識的教材設計理念。

8? 結束語

通過以上分析可以看出，新版教材相較于舊版教材有著更為優質的教學設計和更為科學的知識體系，主要體現在以下兩個方面：

（1）從邏輯結構調整方面來看，新版教材對于知識的分類更加的清晰和明確，有層次感，知識體系的銜接更加符合學生的心理發展特點。知識點從原來的的雜糅交錯的狀態剝離開來，使得單一的知識點更容易被學生理解和接受。而且知識點由淺入深，循序漸進，更富有邏輯性，更有利于學生建構科學的學習理念和培養縝密的邏輯思維。

（2）從實驗的調整方面來看，新版教材以提出問題的形式讓學生自主的提出問題，充分調動學生的主觀能動性。嘗試引導學生運用理想化模型的方法研究物理問題，培養學生科學探究的能力，從提出問題到解決問題都讓學生充分參與，調動學生的積極性，而不是被動的接受知識的灌輸，體現出更優質的教育方法和教育理念。同時，學生帶著疑問去學習，有助于師生的交互，對于加強師生交流，提高教學品質有著重要的促進作用。

總之，新版教材更加注重培養學生的物理核心素養，對于教師來說，新版教材更加有利于教學質量的提升，有利于教師在設計教學的過程中做好教學設計并處理好教學細節。通過以上對教材細節的對比分析和研究，從教材調整的角度給出一些優化教學方法的思路，以期為各位教師更好的研究教材提供幫助。

參考文獻：

[1]胡衛雄. 核心素養導向下的進階式復習課教學設計——以“電勢差與電場強度的關系”為例[J]. 中學物理教學參考， 2020（10）：26-30.

[2] 普通高中物理課程標準修訂組.普通高中物理課程標準（2017年版）解讀[M]. 北京：高等教育出版社，2018：80-81.

[3] 賀婷玉， 孔紅艷. 從核心素養視角對比人教版高中物理新舊教材的欄目設置[J]. 物理教學探討， 2020（7）：23-27.