素养立意背景下教材例题优化的思考

何季军

摘 要：本文基于对初中物理教材例题的教学功能、特点研究的基础上，对素养立意背景下如何优化与改进教材例题，提出一些拙见，以期对教材的修订有所裨益.

关键词：素养;例题;功能;建议

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1008-4134（2021）12-0034-03

物理例题是指用来说明某一物理概念、规律，或在运用所建构的概念、规律时，充当练习的物理问题.它是物理教材的重要组成部分，也是教和学的重要资源.鉴于此，在新课标即将颁布之际，研究课程素养背景下，如何优化设计教材例题，对提升初中物理教材修订的质量，促进学生的物理学习具有现实意义.

1 现行初中物理教材的例题功能

从各版本教材中，笔者选择使用面相对较大的人教版、苏科版和沪科版教材，对其中的部分例题进行研究，归纳出例题的三个功能特点.

1.1 基于巩固应用的知识内化

对知识的复习巩固和应用内化是例题一大功能，例题对巩固和应用的侧重点不同，可分为三个层次.

1.1.1 侧重于知识巩固的简单再现

知识的掌握一般经历三个阶段——理解、巩固、应用.巩固是知识理解与应用的中间环节，它是两者联系的纽带，在学习过程中起到承上启下的作用.如苏科版九年级上册第15页（第十一章第3节：功）的例题就属于这一类.

小明将质量为10kg的水桶从离井口3m的深处匀速提到井口，如图11-29所示（图略）.在这一过程中，小明对水桶做了多少功？

评析：此题情境简单，只要根据二力平衡条件，知道小明对水桶的拉力等于水桶所受的重力大小，再利用功的公式进行计算即可.显然例题的立意侧重于简单再现知识，达到巩固目的.

1.1.2 兼顾知识巩固和应用的认知同化

教材中安排了一些兼顾知识巩固与应用的例题，目的是既要温故知识，又要会应用知识解决简单的实际问题.如苏科版八年级上册第110页（第五章第2节：速度）的例题：

如图5-22所示（图略）是一辆汽车在沪宁高速上行驶的情形.如果保持速度不变，那么该汽车到达上海还需要多少时间？

评析：该题以生活中的路牌和汽车的仪表盘为情境，要求学生从图中获得有用信息，然后根据路程、时间和速度的关系求解.试题立意将学习内容融入生活情境中，通过解决问题，促进新知与原有认知之间建立联系，增强学生解决实际问题的意识和能力.

1.1.3 侧重于实际应用的模型建构

学习的最终目的是能运用所学的物理知识去解决实际问题，发展科学素养.但纵观三种教材，完全侧重于应用的例题不多，现以2018年江苏省义务教育学生学业质量检测中的一道试题为例来说明.

在我国甘肃敦煌鸣沙山——月牙泉景区，有一个“骑骆驼旅行”的游乐项目.在牵驼人的带领下游客骑着骆驼行走在沙漠中，如图1所示.已知一只骆驼的质量大约为400kg，单脚掌面积约为250cm2，骆驼行走时始终有三只脚掌着地.请判断图中的骆驼和牵驼人在沙漠上行走时留下的脚印哪个更深？

评析：此题情境与问题的融合指数高，且条件中没有明确告知“人的质量和脚底面积”，也未明确要求出哪一个物理量，所以问题开放度大.解答时，首先要理解为什么比较脚印的深浅，实质上就是比较压强，这种理解是物理知识内化成为科学素养的体现，然后估测人的质量和脚的面积，再选择合适方法进行判断.试题立意考查学生将生活问题转化为物理问题，建立物理模型，提高学生利用物理知识分析、解决问题的能力.

1.2 基于解答过程的解题规范

解题过程是对题目进行分析、综合、寻求解题思路和方法的过程.其中分析最重要，是审题时的自我意识和自我評估，明确试题所包含的要素、各要素之间的联系、解题思路与方法;而规范的解答过程则能够帮助学生养成良好的学习习惯，学会用物理的语言清晰表达，提高思维缜密性.因此，在学习过程中要利用好例题教学的示范作用，强化解题的规范指导.

对三个版本教材中例题解答模式的梳理，发现解题过程中的规范要求共有四种模式.

模式1：
已知—求—解—答.

模式2：
解—答.

模式3：
分析—解—答.

模式4：
分析—解—答—反思.

1.3 基于思路方法的拓展延伸

解题后的拓展延伸是对例题教学资源的再挖掘，是提高例题教学效果和培养学习能力行之有效的方法.通常拓展延伸的内容有：旨在引导学生转换角度解决问题，拓宽学生思维视角的解法指导;旨在通过提出一些适切的问题，升华对物理概念、规律的理解，有助于提高学生思考科学思维水平的问题;旨在解题过程中，进一步感悟、提炼思想方法，渗透迁移解决新问题的方法等等.如苏科版八年级上册114页（第五章第3节：直线运动）的例题后的反思.

反思：（1）物理公式不仅反映了各物理量之间的数量关系，同时也反映了它们之间单位关系，我们可否通过单位运算来检验解题的过程？（2）本题是否还有其他的解法？它与上述解法有何不同？（3）如果是一辆小轿车通过很长的隧道，是否有必要考虑轿车的长度？

评析：反思（1）通过寻找解决问题的其他途径，发散学生思维，为后面检验其他的计算问题提供思路;反思（2）总结归纳解题方法，帮助学生获得解决问题的“渔”，达到“做一题通一类”的目的;反思（3）提出对实际问题怎么解决的策略，体现忽略次要因素，抓住主要因素的建模思想，将会对以后的学习起到事半功倍的效果.

2 三种教材的对比研究

2.1 数据统计（见表1）

2.2 数据分析

知识内化方面：人教版和沪科版侧重于“知识巩固”，分别占比73.3%、60%;苏科版的“巩固应用”类型的例题略多，占比53.3%;三种版本教材对于“侧重应用”类型例题涉及不多，尤其是苏科版教材几乎没有.

解题规范方面：沪科版的解题模式相对单一，仅有“模式一”，人教版的解题模式主要是“模式二”，这种相对固定的解题模式可以帮助学生固化物理解题的规范性步骤;苏科版比较注重培养学生解题过程中的分析与反思素养，解题模式主要是“模式三、四”，未采用“模式一”.

拓展延伸方面：人教版侧重于“方法渗透”，沪科版的拓展延伸只涉及到“问题思考”，而苏科版注重“解法指导”和“问题思考”，但“方法渗透”不多，且有些例题后没有设置拓展延伸.

3 对苏科版教材例题设计优化建议

基于对三种教材例题功能特点的对比研究，笔者认为，在课程素养立意背景下，苏科版初中物理教材的例题部分再修订时，应关注以下几个方面.

3.1 增加生活中的实际问题，提高实践意识和能力

教材中适当增加一些生活中的真实问题，有助于学生用物理的眼光去分析和解决问题，在学以致用中增强实践意识和能力，感悟学科魅力，渗透物理育人的学科价值.比如苏科版八年级上册114页（第五章第3节：直线运动）的例题可做这样的调整.

原题：一列长为360 m的火车匀速驶过长1800 m的隧道，测得火车完全通过隧道需要72 s，求：（1）火车运行的速度;（2）火车全部在隧道内运行的时间.

改造：京沪铁路全长约1300 km，小明打算早上7∶00乘坐长为210 m的列车从上海至北京游玩，途中完全通过长为9240 m的大胜关长江大桥，用时135 s，求：列车通过大桥的速度;若铁路全程的平均速度为260 km/h，则小明几点能到达北京站？

评析：原题中情境简单，生活味道不浓，且两问设置在解题思路与方法上重复.改编后学生需在真实的情境中，明晰研究对象的运动过程，构建运动模型.虽然初中物理不提“质点”的模型，但讨论实际运动物体的大小相对于运动距离长短的问题不可避免，因此，在例题编写时，多设计将物理知识融入生活现象的原始问题，帮助学生获得在情境中解决物理问题的经验，提升把情境与知识相关联的意识和水平.

3.2 增加例题的解答模式，强化例题示范引领功能

不同的解答模式，需要根据学生的认知水平、特点加以选用，不应千篇一律.学生解题时，分析的一般心理过程如图2所示.对于刚接触物理的学生而言，模式一“已知—求—解—答”是比较适切的解题范式，整理题中的已知量、隐含量以及待求量的过程，就是学生分析的过程，这是形成良好审题习惯的有效路径;而在初学电学时，因为涉及的物理量多，且不同的用电器、同一用电器在不同时刻所对应的物理量都有可能不一样，因此例题应引导学生将题中的物理语言转化成等效电路，并在电路图上标注相应的已知、未知、待求量，这样，对于刚接触电学计算的学生而言，更容易理清各物理量之間的关系，这样的分析习惯为后续电功、电功率复杂计算问题的解决奠定基础.

3.3 增加查阅资料解答的例题，渗透信息素养教育

培养学生对各种信息的检索、甄别、提取等能力，是信息化时代物理教育的重要任务，因此，教材中适当增加需要查阅资料解答的例题，以全面发展学生，适应时代要求.如，在“机械能和内能”一章可增加这样的例题：

某市质监局对“天虹”液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100 kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84 kg.通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%.已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg·℃），问：该液化石油气站销售的瓶装液化石油气，有无掺混价格低廉的二甲醚？

评析：
解答此题，需要学生上网或通过其他途径查阅资料，获取解题需要的信息，推理出利用“热值”而不是“密度”等其他特性，来判断瓶装石油液化气是否掺混二甲醚.试题立意除了深化对相关知识的理解外，也培养学生信息获取能力，增强学生运用所学的知识，辨析虚假信息、鉴别伪劣产品的意识.

3.4 增加例题的拓展延伸，培养反思意识和习惯

反思不仅有助于教师根据学情自主发挥，选择适当的话题进行延伸教学，更有利于学生对学习过程进行自我反思与评价，促进学生发展物理课程素养，但教材中还有5道例题未设置反思环节，笔者认为对这5道例题也应有“反思”，内容不仅限于前述的三个方面，可围绕例题的解答过程，聚焦学习生长点，多角度挖掘，充分发挥例题的价值.如，九年级上册第6页（第十一章第1节：杠杆）中的例题.

反思：为什么在称象前，要调节挂有铁笼的槽钢在水平位置平衡？

评析：反思的问题是对“探究杠杆平衡条件”实验中，“消除杠杆自重对实验的影响”这一步骤的巩固与迁移，以此检验学生是否真正理解实验的这一要求.这一反思也为如何在笔试条件下考查学生的实验能力，提供了很好的思路.

以上本文站在学科素养的角度，从对教材例题功能特点研究的基础上，对苏科版初中物理教材例题设计的优化，提出个人的一些拙见，供编者参考，以期在实施新的课程标准背景下，苏科版初中物理教材的例题设计更具特色，更契合课程素养目标的时代要求.

参考文献：

[1]鲍建中，秦晓文.基于“初中物理装备标准” 提升实验教学水平的策略[J].中学物理，2019，37（22）：5-7.

[2]唐星.提升中学物理教师学科核心素养的几点建议[J].中学物理，2019，37（20）：62-65.

[3]马颖敏.苏科版和鲁科版初中物理教材的对比分析[D].扬州：扬州大学，2019.

[4]朱俊.初中物理新课程标准教科书比较研究[D].芜湖：安徽师范大学，2014.

[5]林兴芹.苏科版初中物理新教材使用体会浅谈[J].新课程学习（学术教育），2010（12）：191.

（收稿日期：2021-02-22）

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