基于教师备课视角的综合物理教材分析模型_教学策略论文

基于教师备课视角的整合式物理教材分析模式，本文主要内容关键词为：视角论文,物理论文,教材论文,模式论文,教师论文，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。

      一、当前物理教师教材分析方法的问题

      物理教材承载了课程标准所规定的教学内容，是教师进行教学的主要依据，也是学生获取知识、发展能力、培养品德的重要来源。[1]鉴于物理教材的重要性，教师备课的第一步便是备教材，即进行教材分析。但是当前物理教师进行教材分析时存在如分析方法单一、缺乏理论指导等问题。

      （一）教材分析方法的使用中存在的问题

      当前最为一线教师广泛应用的教材分析方法主要有知识分析法、心理分析法、方法论分析法3种。知识分析法指的是在全面阅读教材的基础上，从不同层次上对教材设计的知识进行多角度、多方位的分析，是以分析知识为主的方法，一般按照整体到局部依次进行。心理分析法指的是从学生学习相关学科的心理过程入手，挖掘和研究教材与教学中的心理因素，以便更充分地发挥教材的多种功能，提高教育效率。而方法论分析法则指的是以教材内容为基础，运用学科发展中的基本研究方法对比剖析与挖掘、总结教材中的方法论因素。[2]

      然而，在实际的使用过程中，这3种常见的教材分析方法却存在着彼此割裂的问题，分析者往往只使用了知识分析法，难以全面理解教材内容。[3]所以，在分析方法的使用方面，要打破三者的边界，实现有机的结合，整合式地运用这3种分析方法。

      （二）教材分析过程中存在的问题

      分析教材是教师备课的第一步，然而，通过阅读大量的实证性文献，整合相关结论后发现主要存在以下3个问题：（1）部分教师对于教材分析的目的认识不足，放弃了这一步骤后，或者完全照本宣科，或者迫于考试压力而使教学内容复杂化；（2）大部分教师无法投入足够的时间精力到该步骤；（3）教师在分析教材过程中缺乏理论支撑，通过分析现有文献发现，现有研究大部分是基于教研角度、理论高度或局部环节等提出教材分析的意见和建议，且大量存在对于理想状态的简单勾画，不容易被一线教师所理解与应用。

      二、基于教师备课视角的教材分析模式

      本文以《物理教学论》、《物理学习论》等教材中的内容为理论基础建立物理教材分析模式，在分析过程中整合式地应用3种教材分析方法。

      （一）教师备课视角的教材分析模式的建立基础[1，2，4]

      研究者在教材分析领域提出了多种分析方法，但站在教师备课的角度，分析教材的目的就是挖掘教材的多种功能，确定相应的教学策略：使用知识分析法建立知识结构和教学重点，运用心理分析法确定教学难点，针对各知识点的内涵和学情，根据方法论分析法确定教学策略。因此，教师在分析教材的过程中，需整合性地使用上述3种分析方法，以达到科学备课的目的。

      基于教师备课的角度，确定教材分析的流程的主要依据有3点：

      （1）课程目标与内容标准：[2]《普遍高中物理课程标准（实验）》（以下简称《课标》）中规定的目标指导着教材分析的全过程，因此教材分析的第一步必须从《课标》分析做起，通过分析课标，明确教学目标。

      （2）学科的知识体系：[1]在明确教学目标的基础上，对教材进行整体分析与局部分析，前者便于认识整本教材的内容框架与知识结构，对后者的分析可以明确各章节的知识、方法论和心理因素。因此，第二步是应用知识分析法对整本教材进行分析，第三步是整合性地应用3种常用分析方法对教材进行局部分析。

      （3）纵向横向对比：[1]上述环节是对同一本教材的纵向分析，为了进一步明确教学策略，还应博采众长，对不同版本的教材进行局部横向分析对比。使用上述3种分析方法，分析不同教材同一章节对知识点的处理方式，揣摩编写者意图，对教学策略进行改进。

      （二）整合式物理教材分析模式的建立与阐述

      综上所述，基于教师备课的角度，教材分析应该包含以下5个步骤（如图1所示）。

      

      不同的分析方法对应不同的分析策略。使用知识分析法时，主要通过作知识结构图的方式了解教材整体与局部的知识逻辑结构，从知识结构图可以很自然地显示出各主要知识点在教材中的地位与作用，箭头越集中的知识点，其地位越重要；使用方法论分析法时，可重点关注教材中知识的引入、建立、引申和拓展环节，因为在教材中知识点与知识点的连接处，一定存在方法论因素。心理分析法的使用主要分为两方面，一是通过列表或者精读的方式分析教材每个知识点的讲解中隐含的心理因素，二是根据教师自己的经验和学情，分析学生学习某知识点时存在的心理障碍。

      对教材分析完毕后，可根据知识分析法的结论，确定教学时知识点的呈现顺序与讲解时长；根据方法论分析法确定知识点的引入、讲解策略以及拓展内容；根据心理分析法，确定课堂上思考题和习题，以及难点突破的方式。

      接下来以粤教版物理3-5第1章“碰撞与动量守恒”为例（如图2所示），从科学备课视角对其进行分析。

      

      三、对物理选修3-5教材的分析

      教材分析的第一步从课标分析开始，然后从整体到局部的顺序，对一本、一章和一节进行分析，最后一步便是对不同版本教材的横向对比分析，最后得出契合教材的教学策略。

      （一）关于课标的分析

      对《课标》进行分析后可知，“动量”和“动量守恒定律”是教学重点，但对“冲量”和“动量定理”却没有提及；在方法层面，属于教学重点的知识，都必须以实验为载体引导学生理解。另外，《课标》强调让学生体会自然界中的守恒定律，这涉及情感态度价值观的传递。

      （二）关于教材的结构分析

      结构分析既包括教材的知识结构，也包括教材的组织结构。

      粤教版物理教材分为3个部分：前言、目录与具体的章节内容。其中前言的内容，旨在呈现本书的知识框架；强调“模型法”，以及需要传递的情感态度价值观；本书的目录共有3级标题：章、节和小节标题。

      粤教版物理教材在组织结构方面既有“讨论与交流”、“实践与拓展”等引导学生思考应用的栏目，更有如“我们的网站”这样的创新的栏目，“我们的网站”不仅给了学生一个丰富的资源库，这个寻找资源、利用资源的过程，同样是学生步入社会工作时进行自主学习的一个模拟演练。[5]

      对教材进行整体分析，有助于从整体上把握教材的知识结构，了解教学的重点。但要确定契合教材的教学策略，还需要纵向深入到一章一节进行精细化的分析。

      （三）对物理教材的局部分析

      1.关于“碰撞与动量守恒”一章的分析

      本章共分为5个小节，第一节通过物理学史引出碰撞及相关内容；第二小节是本章的重点，通过探究实验和问题引导，得出冲量、动量两个概念与动量定理、动量守恒定律两个规律；第三、四节分别是动量规律在碰撞和反冲问题中的应用分析；第五节通过以图片和文字的形式展示引出物理的不变美、对称美。另外，值得注意的是，本教材遵循课标要求，重点在于“动量”概念以及“动量守恒定律”，本章知识框架图如图3所示，淡化了图3中打“*”号的“冲量”知识点。[6]

      

      根据上述分析，在教学过程中，应把“动量”概念和“动量守恒定律”作为教学重点。而对于“冲量”概念以及“动量定理”两个知识点，应根据学生的知识接受水平确定是在新课教学中引入还是在习题课中引入，以及讲解时长。

      2.关于“动量守恒定律”一节的分析

      经过上述3个流程，教师能够高效并正确地掌握教学目标以及教材重点，但由于不了解教材对相应知识点的讲解顺序、呈现方式以及展开方式等，教师还难以进行契合教材的教学设计，难以拟定科学的教学策略。因此还需要深入教材的具体小节进行分析。下面以《动量守恒》一节为例。

      （1）引入。

      本节在引入环节呈现鸟撞飞机、重锤击窗和海绵垫鸡蛋3个相关联的生活现象后，进一步提出问题——碰撞过程中物体受力F和运动速度v之间有何联系，引导学生思考，过渡到实验探究环节。因此，本环节涉及的知识点有碰撞、动量定理的应用和牛顿第三定律；本环节涉及的方法主要有观察法（观察实验现象）、比较法（比较鸟和重锤的作用效果）以及控制变量法（控制鸡蛋下落的初始条件不变）等；本环节包含的心理因素，主要是调动学生感知觉，引起学生的认知冲突，为接下来的实验探究环节预热。

      根据上述分析可得，无论教师是否采用教材的素材和引入方式，引入的目的都是一样的，那就是充分调动学生的感知觉与好奇心，为实验环节做准备。

      （2）实验环节。

      教材在本节提供了两个实验。第一个是演示实验，教师演示后，学生在教材与教师的引导下，对数据、模型进行理想化处理，并使用牛顿第二定律，推导出动量定理的表达式。第二个是探究实验，教材引导学生经历一个完整的探究过程，动手验证动量守恒定律的正确性。

      在实验过程中，学生需要用图像分析法、比较法、放大法以及实验归纳法等实验方法，从心理因素层面分析，学生在观察实验现象、进行验证实验时会表现出好奇或困惑，需要教师对实验目的、步骤、方法各方面进行引导。教材主张采用实验探究的形式，引导学生自主建构相关概念和规律，这种主张是契合课标要求的。

      （3）概念规律讲解。

      教材把概念和规律的讲解都放在此节，但在导出方式、呈现角度等处理方式却大有不同。教材通过演示实验总结出动量定理（文字、表达式、例题）表达式，同时给出了“冲量”（文字）、“动量”（文字、数学表达、单位）的概念。最后通过定量的验证实验给出了动量守恒定律的内容，包括条件、文字形式、数学表达、推广形式等。

      学生通过观察实验及阅读教材，基本能明白“动量”概念的定义、单位、数学表达、适用范围和动量守恒定律的推导、表达式、物理含义、适用范围等，但对于概念的起源、应用、与相异概念的区别联系等，对于规律的应用、与牛顿运动定律的练习都还不了解，需要教师设计相关的环节加深了解和强化。[7]

      总之，教材在各个环节都着重突出核心概念与核心规律，从不同角度引导学生形成正确的理解。对于相近概念的辨析、动量定理、动量守恒定律与牛顿运动定律的联系却隐藏在各环节当中，由教师决定讲解的时间和顺序。

      （四）横向分析——人教版与粤教版的对比

      在纵向分析教材后，还可以对不同版本的教材进行横向分析比较，比较不同教材的整体知识框架、编排顺序，对相应知识点的呈现方式，确定最终的教学策略。本文以人教版选修3-5作为横向分析的对应版本。

      人教版和粤教版对于该节知识点的导出方式、呈现方式有很大的区别，总结如表1。

      

      根据上表可得，人教版和粤教版在本节知识处理的区别主要有两点。（1）总体目标不同：人教版把动量与牛顿运动定律结合起来，以在学生头脑中形成一个网络状的知识结构；粤教版淡化了动量与牛顿运动定律的联系，从多角度引导学生深入认识动量的相关概念规律；（2）实验探究重点不同：人教版把探究重点放在“寻找碰撞中的不变量”，即“动量”概念的形成上；粤教版把探究重点放在“动量守恒定律”的验证上。

      根据上表各知识点的导出和呈现方法可得，两套教材在物理方法上的区别主要体现在概念规律的得出：粤教版主要通过实验归纳得出两个概念与规律，而人教版不仅通过实验归纳，更是从牛顿运动定律出发，理论推导出动量定理（牛顿第二定律）和动量守恒定律（牛顿第三定律）。

      从心理因素的角度来看，人教版教材以物理学史为载体，采用心理展开式呈现知识，充分利用学生本能的各种需要或兴趣，以其经验作为起点，把新的事物和事件跟学生自身的经验有机地联系起来；粤教版教材借鉴了传统教材的呈现思路，按照动量和冲量、动量定理、动量守恒定律及其应用的逻辑顺序展开的，在此基础上增加了首尾两节“物体的碰撞”和“自然界中的守恒定律”，这是粤教版教材的一个特色，它较好地避免了单纯按照逻辑方式或单纯按照心理方式展开的弊端，将两种方式融汇在一起，达到了两种呈现方式的有机融合。[8]

      四、启示与展望

      （一）关于3-5“动量”一章的教学建议

      综合上述分析结果，可知在知识层面，对于接受能力较强的班级，建议教师主要借鉴人教版的教学思路：在进行该章概念规律教学的过程的同时，引导学生建立网络结构；对于接受能力一般的班级，建议教师主要借鉴粤教版的教学思路：针对该章的概念规律展开多角度的学习，在学生理解了动量等知识后，教师可通过习题课或复习课引导学生建立网络结构。

      从教学方法层面，《课标》奠定了“引导学生通过实验探究理解概念规律”的基调。因此，教师在处理本环节内容时，实验内容可以灵活变换，但相关概念规律的得出应该要以实验为载体，而不是单纯地理论推导得出。

      最后，从心理层面上分析，学生在学习过程中，对概念的定义和规律的应用会存在许多疑问，在概念规律教学的过程中，建议教师可借鉴教材的处理方式：在适当的教学环节以物理学史为载体，还原“寻找不变量”的探究目标，传递“坚信对称性”的科学信仰。以史为鉴，理解知识背后的内涵。

      （二）关于整合式物理教材分析模式的总结

      从上述分析可得，与单纯使用知识分析法分析物理教材相比，使用整合式教材分析模式，有以下优势：（1）多维度获得相关知识点的信息。单纯运用知识分析法，只能获得知识结构与教学重点；运用整合式分析模式，可以获得知识结构、教学重点、教材对知识的分析方法以及教材隐含的心理因素等。（2）迅速拟定契合教材的教学策略。经过了纵向分析和横向对比分析后，教师相当于了解了至少两套物理教材编写者对相关知识点的教学设计，再根据学情和教师的教学经验，便可迅速拟定教学策略。

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