关注学科、认和建构与心理发展的统一——我国初中物理教材结构的变化及其思考，本文主要内容关键词为：学科论文,物理论文,初中论文,教材论文,结构论文，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。
笔者多年来参与我国中学物理教学改革的实践，2001年主编了一套义务教育课程标准初中物理教材（江苏科技出版社出版），并对教学现状进行了一些调查研究，想借《物理教学》之平台，发表一些看法。本篇文章想对一些典型的初中物理教材结构进行分析，对“学科本位”的教材观进行反思，希望给教师在树立新的教材观方面提供一些参考。
从操作层面来看，教材的作用是毋庸置疑的，它向上体现课程的先进理念，向下直接指导教学的行为，因此人们非常重视教材的建设。对编写教材和使用教材而言，首先关注的是教材的结构。那么究竟应当怎样看待教材结构的变化呢？
一、从四套教材的结构看我国教材结构变化的特点
如果从文化大革命以后算起，我们可以把初中物理教材建设分为三个阶段：至上世纪八十年代、九十年代以及二十一世纪开始以来的阶段。上世纪八十年代末以前，我国的初中物理教材只有一套。九十年代开始，九年义务教育在全国范围推广，提出了“一纲多本”的教材建设策略。至1994年秋，全国有7套不同特点的初中物理教材投入使用，打破了40多年的“一纲一本”的格局。进入二十一世纪以后，随着新的物理课程标准的实验，初中物理教材建设又迈出了重要的一步。下面，让我们举其中的四套教材，看一看教材结构变化的一些特点。
1.初中物理，人民教育出版社1983年版（八十年代初中物理教材）
第一单元 力：测量；力，运动和力
第二单元 光：光的直线传播；光的反射；光的折射；光的色散和物体的颜色
第三单元 热：简单热现象；热量和比热；物态变化；热机
第四单元 电：简单电现象；电流的定律；电功，电功率；电磁现象；用电常识
2.初中物理，上海科技出版社1996年版（根据义务教育大纲要求编写的一套教材）
现象篇：声、光、热、运动、静电、磁现象。
规律篇：力，运动和力，压强，浮力，简单机械；光的反射和折射，透镜成像；电路，电流，电压，电阻，欧姆定律；电与磁的联系。
本质篇：分子与原子；机械功与机械能；热量，内能，热机；电功与电能，电动机与发电机，无线电；能源，能的转化与能量守恒。
3.初中物理，人民教育出版社2001年版（根据义务教育课程标准要求编写）
第一章 声现象；第二章 光现象 透镜；第三章 物态变化；第四章 电流定律 电功率；第五章 电与磁 信息传递；第六章 物质世界；第七章 运动和力；第八章 力和机械；第九章 压强 浮力；第十章 机械能；第十一章 热和能；第十二章 能源与可持续发展。
4.初中物理，江苏科技出版社2002年版（根据义务教育课程标准要求编写）
上述四套教材虽然不能完全代表各阶段所有教材的特点，但通过比较仍可以看出一些变化。
从内容来看，上世纪八十年代以前的教材基本上局限在经典物理的力、热、电、光这几个部分，十分重视力学的基础作用；八十年代末以后，教材内容除了重视基础，力学中某些部分（浮力等）难度有所降低，还关注物理学的发展，能量、物质、信息等方面的内容在结构中突显出来，提升了教材的现代气息。从教材结构呈现方式看，从比较关注学科结构的系统和逻辑性，发展到同时关注学生的心理特点和认知规律，注意从现象到规律和上升到本质，采用螺旋上升的组合方式，教材结构模块呈现多样化的趋势。
二、对物理教材设计中的学科本位的反思
本次课程改革中，我们听到了一些鲜为人知的提法，如“改变学科本位”“试图打破学科体系”，这些提法的内涵是什么？可能会引起什么样的误解？这是需要我们认识和反思的。
二十世纪初，随着科学的发展，学科体系已趋完善，经典物理学、化学、生物学等分科明确，体系结构相对稳定，工业化社会发展对人才的知识要求日趋提高，因此，“学科中心”的课程发展起来。这种课程以接受知识和训练技能为主要目标，以学科知识及逻辑结构规范课程内容。课程形态主要是分科形态。这种课程在西方国家的中学（相当我国高中）较为普遍。它有利于学生按照分科的专业继续深造。二十世纪五十～六十年代，科学技术迅猛发展，世界各国意识到科学可以作为增强国防和国家竞争力的手段，在这种思想指导下，科学课程的目标偏向于为培养科技精英打基础，“学科中心”的课程得到进一步强化。
我国中学的自然科学课程基本上是在清朝末年从西方引进的，受西方课程影响很大。新中国成立以后，又受前苏联课程的影响，特别是物理课程，十分关注科学概念的严谨性、知识结构的系统性和逻辑性。可以说，以“学科为中心的课程”长期影响着我国的中学理科课程。
二十世纪下半期以来，世界各国关于科学课程的观念发生了很大的变化。观念的变化首先源于对科学本质的深化，深刻地认识到科学的发展性、探究性，以及与技术、社会的互动关系；再就是对科学素养认识的深化，从大众教育和人本主义的目标出发，拓展了科学素养的内涵；第三是认知科学的发展，使人们更深刻地认识学习的本质。过些科学课程观念的变化都反映在各国新制订的科学课程标准中。课程观对课程教材影响的核心问题是如何处理学科体系与学生心理的关系。
物理课程对物理科学的依赖关系是显而易见的，因为物理课程是建立在物理学科基础上的，没有物理学科就没有物理课程。随着物理科学的发展，物理知识量激增，更新的速度加快，如果没有一个合适的策略，就会使教材内容过于庞杂，学生负担过重。在这种形势下，教育界的学者提出了教材内容结构化的对策。教材内容结构化，有利于学生理解、掌握学科的基本内容，有利于知识的记忆和迁移，以适应科学技术迅速发展的客观要求。
但人们在认识学科因素对课程教材影响时，常常偏向于学科的知识逻辑结构，认为教材按学科逻辑结构设置最严谨和完美。这种认识有其片面性：
(1)随着物理学的发展，学科知识的逻辑结构在不断变化，对课程教材的结构提出新的要求。学科发展对物理课程教材最重要的影响是如何更新教材内容，体现物理学发展的新成就和反映时代的气息。从这一要求来看，物理教材不应维持永恒不变的结构模式。
(2)这种物理学科的因素不只是学科分类的结构，它应当是学科的基本思想、基本观念、基本概念和规律的体系，反映了物理学科的特点及对物理课程的价值。
我们教师在教学时，常常十分关注具体知识，如力的概念、牛顿运动定律，欧姆定律等，这些是必要的，但往往容易忽视在这些具体知识之上位的观念层次的东西。物理学中有许多分支，有许多具体概念和规律，可以从这许多知识中升华出一些统一的科学概念和原理，如物质的概念、能量的概念、能量守恒的原理、系统结构与功能的关系、实验与理论的关系等等。它是我们建立自然观、宇宙观和科学价值观的基础。也许有一天，我们忘记了欧姆定律等的内容，但那些渗透在具体知识中的科学观念却会长期地影响我们的思想和行为，成为科学素养中的重要成分。
(3)物理课程、教材结构并不等于物理学科结构，必须考虑学生的心理特点和认知规律。从掌握知识的角度来看，物理课程和教材应当力求让学生理解学科的结构，而不是零碎、枝节的知识，但考虑到学生的学习是自主建构的过程，课程和教材应当帮助学生实现这种建构，因此教材的结构就不应当是简单地呈现物理学科的知识逻辑结构，需要考虑学生的心理特点和认知规律，以及不同年龄学段的课程目标。此外，不仅要关注学生的认知因素，还应当关注学生的情意因素。不同教材的编者，考虑各种影响教材内容因素的侧重点不一样，教材结构也会不一样。
总之，我们对“学科本位”应当有一个辩证的认识：
①“学科本位”的课程观是在课程发展到一定历史阶段出现的，是随着学科体系的发展和相对完善而出现的，它有其进步的意义，它使得分科课程内容结构化和系统化，从而使学生能从学科的视角深入地认识自然世界，掌握学科的知识，也便于在应用中迁移。
②“学科本位”的课程观突出了学科，而忽视了学生的心理特点和认知规律，忽视了从综合和整体的视角来认识自然世界，也忽视了社会发展对整体公民素质的长远要求，因此，按这种课程观设计的课程不能适应现代社会为促进学生发展提高科学素养的要求。
③“学科本位”课程观，以学科知识和技能为核心，它忽视了学科上位的科学思想、科学精神和科学方法教育，从学科自身的教育功能来看也是有较大局限性的。，
我们指出“学科本位”课程观的局限性，并不意味要否定学科知识技能的重要性，也不否定学科逻辑结构作为课程教材设计的一个重要因素。教材设计应当关注学科、认知建构与心理发展的统一。
三、一个单元结构的剖析及思考
1.比较两种不同的“物体的运动”的单元结构
(1)一般，初中“物体的运动”的单元结构顺序如下所示：机械运动（什么是机械运动，运动和静止的相对性，参照物）——速度，平均速度（什么运动最简单，匀速直线运动，怎样比较物体运动的快慢，速度，平均速度）——路程与时间、速度的关系（路程和时间的计算）——长度和时间的测量。
(2)课标教材苏科版“物体运动”的单元结构顺序如下所示：①长度和时间的测量——②如何比较运动的快慢，速度——③探究匀速直线运动的规律。路程、时间、速度的关系——④变速直线运动，平均速度——⑤世界是运动的，运动和静止的相对性——小结，梳理本章知识。
前一种编排的意图是：从上位的机械运动概念开始，首先建立描述机械运动的条件——寻找参照物，再去研究具体的运动——匀速直线运动，最后，学习长度和时间的测量，用实验来验证匀速直线运动的规律。这种思路与学科逻辑顺序相一致，从上位到下位概念，逻辑性强，实验放在最后起到验证理论的作用，操作起来比较容易。后一种与前一种编排的不同之处在于将概括抽象性很高的机械运动和运动相对性的内容放在最后一节，这样的调整并不影响前面内容的学习，因为学生有小学科学有关运动的基础（虽然比较粗糙），另外，学生在研究运动时总是不自觉地以地面为参照物，无需首先建立参照物的概念再来建立速度的概念和研究简单运动的规律。将长度和时间的测量放在第一节，一来易于调动学生动手的直觉兴趣，二来为下面的探究奠定技能的基础，将学生的探究活动贯穿于建立概念和认识规律的过程中，有利于调动学生学习过程中的情感因素和实施过程方法教育。为了弥补这种安排中学科逻辑性的缺陷，本单元最后运用梳理知识的方法，帮助学生认知演绎性更强的逻辑结构。
2.对上述案例中的两种结构，我们很难说哪一种是绝对好的，这里我们只想借它们引申探讨教材结构设计中的一些观点问题。长期以来，我们接触和使用的只有一种教材，而且随着这种教材不断地精雕细刻，我们对它的认可程度越来越高。当一种新的教材结构出现的时候，我们就会比较，找出新结构的种种缺点，感到很不适应。当然，新的结构会有许多问题，需要深入琢磨，但对我们的一些传统的观念也需要反思。
(1)对演绎和归纳模式的认识
教材的单元结构设计有两种基本的思路：一种是演绎式的，从一般到特殊；一种是归纳式的，从特殊到一般。如果按演绎的方式组织教材，首先呈现处于上位的一般和包容范围最广的那些概念，然后再将这些概念依照细节和具体项目越来越分化，这样，教材从一般到个别地展开，学生进行下位学习的机会就会增多，学生对这部分内容的理解就会容易些，也便于记忆和保持。这种演绎式的设计偏于对科学理论作用的这样一种认识，即偏于理论的解释功能，一旦理论建立起来，它就能用单纯的演绎法去解释世界。用这种方式传授物理学科结构性的知识是快捷的，但关键是，若用演绎式方法呈现教材内容，那么，最上位的东西是怎么来的？在教材中我们只能直接给出，然后对各种情况再铺呈推开。根据人的一般性认知规律，往往是从特殊到一般再到特殊，从具体到抽象再到具体，特别是对刚步入认知“形式运演”阶段的初中学生来说，更应当关注从具体到抽象、从特殊到一般的思维特点。另外，考虑到培养学生创新知识的能力目标，也应当跳出单纯的演绎方式。因此，运用演绎方式还是归纳方式，或者交叉运用两种方式，需要根据具体内容和学生等因素选择。
(2)对渐进与跃迁的认识
在教学中比较普遍地存在着这样的现象：每节课都希望对学生“讲深讲透”，每一个新概念都希望一次到位，每一次训练都以中考为目标。产生这种现象的原因，一是“应试”观念占了主导的地位，二是对教学缺乏整体的意识，忽视了学生学习的规律。
杨振宁在《读书教学四十年》一书中写到“我觉得学习有两个办法，一个办法是按部就班的；一个办法是渗透性的。什么是渗透性的呢？就是在你还不太懂的时候，就好像乱七八糟的状态下你就学习了很多东西。……因为很多东西常常是在不知不觉中，经过一个长时间的接触，就连自己也不知道什么时候已经懂了。”系统科学的有序原理告诉我们，任何系统只有开放、有涨落、远离平衡态，才有可能走上有序。*人的思维系统也不例外，学习的过程是不断提高有序性和减小无序性的过程，而这种过程并不是一种简单的线性过程。为了促使学生认识一个新的概念，常常需要使其远离原来形成的错误的观念，而且需要一个不断远离的过程，从而使一种偶然的“涨落”能够引起原有错误观念的崩溃。
当前教材的模式是多样的，世界各国科学和物理教材的模式丰富多彩，它基于教育观的转变，基于对教材性质与功能认识的转变：教材是学生学习知识的载体；教材应当成为发展学生能力的工具；教材应当成为开拓学生视野的窗口和联系实际的桥梁；教材是物理教师教学和学生学习的重要资源，但不是惟一的资源；教材应是教师再创造的基石，不应是束缚教师的枷锁。我们的教材观应当随时代发展而转变，这对我们从多样化的教材中吸取各自的特长、实施创造性的教学是十分有益的。