中美高中物理教材力学部分的插图比较分析，本文主要内容关键词为：中美论文,插图论文,力学论文,高中物理论文,教材论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
教材作为教学活动的重要辅助工具，其结构设计和知识的表现形式已成为新课程改革中的关键环节。教材插图通过给学生提供必要的感性认识，能够让学生更好地理解和掌握知识。而且通过其直观与形象的特点，使学生的读图能力以及对物理实用性的了解等方面都大大提升[1]。我国《普通高中物理课程标准（实验）》中强调，“关于科学探究的交流和表达的陈述的形式，包括文字、表格、图像、公式、插图等，学会根据内容选择恰当的形式进行交流。”“恰当地采用照片、图表、模型、幻灯、电影、录像、光盘等视听媒体，鼓励学生在课堂上发表通过自己收集信息所形成的有关见解。”[2]可见，教材中插图的作用是十分重要的。本文选取我国现行使用较为广泛的三套高中物理教材与美国高中物理教材为样本，然后对其中的力学部分插图素材进行定量统计及对比分析。力学是整个物理学的基础部分，而两国教材又具有各自的特点，选取这部分插图进行统计对比分析具有较强的代表性。 本文的第一部分介绍背景材料和插图界定；第二部分讨论研究方法和过程；第三部分是对中美物理教材力学部分的插图素材进行统计和分析；第四部分对中美两国教材各自的特点进行总结；最后，第五部分结合美国教材来总结我国三套物理教材力学部分插图的不足，并提出改进建议。 一、背景材料和插图界定 （一）背景材料 我国教材选用人民教育出版社出版，张大昌主编，2010版，普通高中课程标准实验教科书《物理》（下文简称“人教版教材”）必修1、必修2[3]；上海科技教育出版社出版，束炳如、何润伟主编，2007版，普通高中课程标准实验教科书《物理》（下文简称“沪科版教材”）必修1、必修2[4]；广东教育出版社出版，保宗悌主编，2010版，普通高中课程标准实验教科书《物理》（下文简称“粤科版教材”）必修1、必修2[5]。 美国教材选用美国高中主流理科教材《物理原理与问题》（Physics Principles and Problems，2005版，下文简称“美国教材”）[6]，美国教材由保罗·齐泽维茨（Paul W.Zitzewitz）依据《美国国家科学教育标准》编写而成，此教材由钱振华等翻译，浙江教育出版社2008年出版。在美国有49%的教师选用该教材作为常规一年的物理课程的教学用书，30%的教师选用其作为荣誉物理课程教材[7]。本文选用该书的第2章至第8章以及第10章和第11章等九个力学章节作为对比。 （二）插图界定 教材插图一般是指教材中具有直观、形象特点的图片、照片、图像、表解等储存和传递教育信息的系统，习惯上把它们看作是教材文字系统的补充[8]。文献研究发现，插图的分类标准不同、类目多样，本文主要以插图的教学功能为分类方式，并考虑到其他的一些因素做了补充，如教材中出现的航空航天等物理前沿、科技图片。最后，将插图分为五类，具体内容如表1：
二、研究方法和过程 （一）统计方法 首先，将教材各章节内容分成正文和习题两部分，然后分别对这两部分中各类插图进行定量统计。教材习题部分指的是例题和课后习题，教材正文指的是非习题部分，包括知识讲解，思考与讨论等。中美两国教材中插图的引用内容主题鲜明，故以主题为分析单位，一个插图引用主题界定为一幅。一幅插图在同一节中多次出现计为一幅；一个过程由多幅插图描述时，计为一幅；同一位置多幅插图对多个物理知识点进行描述，计为多幅。对于教材插图归属类别不确定时，将根据文字讲解内容和侧重点对教材插图进行二次统计分类。不存在交叉性插图（一幅插图被归属于两类或多类插图内）。 （二）信度检测 为保证统计结果具有可靠性和一致性，我们对统计方法进行了信度检测。邀请四位研究生作为统计员，分别记为A、B、C、D。首先对每个统计员进行培训。然后分别从中美两国教材中抽取任意三章内容，四位统计员运用此统计方法分别对抽取内容进行统计。如表2，是对中国教材必修二的三个章节插图统计。统计结果，使用SPSS 20.0进行信度检验，统计结果信度Cronbachα系数为0.732。问卷总体信度较好，考虑到插图数量较多且作为初始研究使用，该研究方法统计结果具有很高的一致性。
三、统计和分析 分别对中美四套高中物理教材的力学部分的插图进行定量统计，统计结果绘制成表格，具体内容如表3。
（一）中美四版教材力学部分插图引用情况分析 我国人教版教材力学部分总插图引用数量为307幅；沪科版为409幅；粤科版为379幅。美国教材力学部分总插图引用数量为370幅。由此可见，我国三版物理教材力学部分总插图引用量各不相同，沪科版引用量最多，其次是粤科版，最少的是人教版。但相对于美国教材，粤科版教材与美国教材较为接近，仅多出9幅。沪科版教材多出39幅，人教版教材少于美国教材63幅。仅就插图引用总量上看，人教版教材略显不足。 我国三版教材力学部分正文的插图引用率都达到60%以上，其中人教版教材插图引用率高达74%。但美国教材力学部分正文的插图的引用率仅为53%。可见，我国三版教材在力学部分插图大部分在正文部分被引用，习题部分引用量相对较少。而美国教材力学部分插图在正文和习题两部分引用量较为平均。相对于美国教材，我国教材忽视插图在习题部分的设计和引用，特别是人教版教材更为突出。 无论是我国教材还是美国教材，物理前沿、科技图在习题部分的引用量都为0幅，这说明中美两国教材力学部分的物理前沿、科技图主要在正文部分被引用，应进一步加强该类插图在习题部分的设计和引用。 （二）各类插图引用情况对比分析 教材中插图的引用情况，间接地反映知识点的重要程度。中美两国教材力学部分原理模型、模拟示意图引用比率都是最多的，美国教材原理模型、模拟示意图的引用率为44.9q，我国三版教材引用百分数都略大于美国教材的引用情况，人教版教材为51.8%，沪科版教材为47.9%，粤科版教材为52.5%。由此可见，中美两国教材力学部分都比较注重对原理模型、模拟示意图的设计和引用。但我国三版教材对该类插图的注重程度都略大于美国教材，特别是人教版教材和粤科版教材的引用率均大于50%。 在力学部分中，生产生活、肖像图在我国三版教材力学部分引用比率都低于原理模型、模拟示意图的引用比率，居第二位，并且该类插图大约是原理模型、模拟示意图的一半。人教版教材对生产生活、肖像图的引用比率为27.7%，沪科版教材为32.8%，粤科版教材为23.5%。而美国教材力学部分对生产生活、肖像图的引用比率为18.1%，不仅低于原理模型、模拟示意图引用率，而且也低于引用率为26.8%的实验图，排在第三位。实验图在美国教材中的引用率只低于原理模型、模拟示意图，但在我国三套教材中，实验图引用率分别为15.3%，12.2%，16.9%，均低于原理模型、模拟示意图和生产生活、肖像图，仅居第三位。无论是我国教材还是美国教材，知识、数据表格图和物理前沿、科技图两类插图的引用比率都是比较低的。我国三版物理教材中物理前沿、科技图引用率分别为3.3%，3.9%，4.2%。虽然比率很低，但并不是最少的。在五类插图中最少的是知识、数据表格图，分别为1.9%，3.2%，2.9%。但在美国教材中，知识、数据表格图并不是最少的，该类插图的引用率为7.0%，最少的是物理前沿、科技图，仅为3.2%。 四、探讨各版教材的特点 用足插图，能更好地培养学生的自主学习和探究知识的能力，分析、解决问题的能力，使学生由知识型向智能型转变[9]。中美两国高中物理教材在编写力学部分时都引用了大量的插图，足以体现出教材对插图的重视程度。 通过比较分析，可以发现： （1）我国人教版教材力学部分的插图总量少于美国教材，而沪科版教材力学部分的插图总量多于美国教材。粤科版教材力学部分插图总量与美国教材基本持平。 （2）美国教材力学部分的插图在正文和习题中引用量较为均衡。我国教材在正文部分引用量较大。 （3）中美两国物理教材力学部分的插图都引用大量原理模型、模拟示意图。通过这类插图，增强学生对较难的物理概念或原理的理解与掌握。 （4）除原理模型、模拟示意图外，我国教材力学部分注重对生产生活、肖像图的引用。将物理知识与生产生活方面相联系，同时也增强了德育功能。 （5）美国教材力学部分十分重视对实验图的引用，激发学生学习兴趣，培养其观察能力和实验动手能力。 对于高中物理教材的编写和教育教学的引导者来说，依据高中物理课程标准编写出一套规范、科学、实用性强的物理教材显得尤为重要。对于学生来说，一套设计合理、语言清楚、插图简明美观的物理教材，就是学好物理、拓宽思路的前提和保障。实践证明，最大限度地使用插图，合理运用各种媒体手段赋予图片以生命和活力，能促进学生理解物理概念、形成物理思维[10]。对比美国教材，虽然我国教材力学部分的插图引用总量不相伯仲，但我国教材仍然还有很多的不足之处。 鉴于此，在高中物理教材力学部分的插图引用上，本文提出以下改进思路： （1）我国人教版教材应适当增加插图的引用，使学生通过插图更好地理解物理的概念和原理。 （2）加大在习题部分的插图引用，利用习题部分的插图设计提高学生对习题的理解，潜移默化地施行道德教育。 （3）我国教材力学部分应重视对实验相关插图的引用，适当减少其他类插图的引用，培养学生的观察能力和实验动手能力。 （4）物理前沿、科技图能帮助学生了解物理前沿，紧跟科技发展，增加学习兴趣。因此不仅要在正文中引入该类插图，也要在习题部分利用插图来进行渗透。
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