人教版和沪科版物理教材“抛体运动”内容的比较

王茹荣

摘 要：在普通高中物理课程标准（实验）指导下，我国编写出五种版本的普通高中物理教材。这些教材各具特色，不同地区可根据其经济发展和学生的能力发展要求自主选择。本文选取人教版和沪科版两个版本中的“抛体运动”内容进行比较，以期发现不同教材的优点和不足。

关键词：教材比较；抛体运动；人教版教材；沪科版教材

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）11-0021-2

1 物理课标的要求分析

课标对该部分描述较少，在内容标准中首先要求“会用运动合成与分解的方法分析抛体运动”，并给出描绘抛体运动的物体轨迹的一个实例，“关注抛体运动的规律与日常生活的联系”。活动建议指出“通过查找资料，对比实际弹道的形状与抛物线的差异，尝试做出解释”。

2 教材比较的理论框架

王较过教授指出教材结构是组成教材的各要素、各部分相互结合的内在组织形式，其具有组织结构、学科结构和认知结构三个层次。因此，评价教材也必须考虑到教材结构的不同层次。[1]教材的组织结构，是指教材内容的展开顺序。可以从教材知识呈现、栏目设置、图表编制、实验设计和习题编制等方面去分析。本文仅对两版本教材的组织结构进行比较。

3 “抛体运动”内容在教材中的组织结构比较

3.1 知识呈现

人教版安排了两节内容来呈现，首先是根据运动合成与分解的方法来理论探究，然后是实验研究。抛体运动包括竖直方向上的抛体运动、平抛运动和斜抛运动。人教版对竖直方向上的抛体运动没有提及，对斜抛运动只是简单介绍了其中的正交分解方法，并且将推导斜抛物体运动轨迹的关系式、空气阻力与速度大小的关系以及实际弹道和理想弹道的区别都放在“说一说”栏目中。沪科版分为3节，前两节是平抛运动从定性到定量的探讨，最后一节研究斜抛运动，定量研究仍然采用的是运动的合成与分解方法。其中对竖直方向的抛体运动，沪科版同样没有涉及。与人教版不同的是沪科版用一节来呈现斜抛运动，首先分析论证了非正交分解和正交分解两种方法，接着研究斜抛运动的规律，探究射程和射高的影响因素，最后简单叙述弹道曲线，给出实际弹道曲线和理想抛物线的对比图。这些恰好能够弥补人教版教材的不足。

3.2 栏目设置

两版本教材在引导学生自主学习上，均设置了多样化的栏目。具体栏目如表1所示。

表1 人教版和沪科版教材中“抛体运动”部分栏目的比较

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人教版“说一说”研究斜抛的轨迹方程以及实际问题中空气阻力对运动的影响，这一设置可以弥补教材正文中对斜抛运动介绍的不足，但内容难度较大，学生独立解决这些问题有一定困难。“做一做”是图1所示的小实验，使学生通过体验性的活动增强对知识的理解；其次，是介绍用传感器和计算机描绘物体平抛运动的轨迹，让学生对新的科学技术有初步了解。

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图1 平抛运动实验

沪科版“实验探究”研究平抛运动、研究斜抛运动的射程与射高；“分析论证”研究平抛运动的频闪照片、怎样计算平抛运动的位移和速度、斜抛运动的研究思路；“多学一点”推导平抛运动的轨迹方程、推导斜抛物体的射程和射高；“信息浏览”伽利略对抛体射程的研究；“课题研究”研究水柱的射程、研究弹道曲线；“课外活动”在月球上开运动会的情景。

通过比较发现，沪科版栏目的种类和数量明显多于人教版，并且栏目更具有特色。如“实验探究”“分析论证”栏目要求学生通过实验，运用思维方法和数学方法进行推理、得出物理学规律，逐渐掌握研究物理问题的方法。“多学一点”栏目拓展、延伸了所学知识，为学有余力和感兴趣的学生提供可选择的内容；“课题研究”“课外活动”提供了学生研究的素材和方向，扩大了知识视野。“信息阅览”对最大射程对应的仰角应为45 °的介绍，有助于学生理解物理知识在生产生活中的应用。

3.3 实验设计

人教版首先在“做一做”栏目设计了图1所示小实验，以验证平抛在竖直方向的运动规律。在学习平抛运动的规律后，人教版随之编排学生实验“实验：探究平抛运动”一节。实验中给出了3种记录运动轨迹的案例，但前两个案例用钢球、细水柱操作性不强，并且案例二还值得商榷[2]。第三个案例是用数码照相机或者数码摄像机进行实验，本质是频闪照相，与沪科版相同。

沪科版实验的设置，首先强化了实验是研究物理问题的一种重要方法。例如，以模拟实验的方式解决我们无法接触和动手操作的投弹情境，从而弄清楚炸弹离开飞机后的运动轨迹；其次，突出实验探究的核心要素，首先提出猜想和假设，然后进行验证，最后分析论证，为学生开展科学探究提供范例；再次，实验中注重物理学史和物理思想的渗透，例如研究平抛运动规律的实验中，对伽利略观点的引入。这样的编排使学生对知识来源有更清晰的认识，有助于建立系统的知识结构。

通过比较，两版本在实验设置上有相同的内容。如研究平抛运动都编排了图1所示的实验以及频闪照相实验。并且实验都体现了选择性和开放性，重点给出主题，对于实验探究的原理、器材、方法步骤、数据采集、数据处理以及结论分析，均需学生通过观察、思考、动手实验，利用数学归纳等手段和方法，采用独立或合作的方式完成。所不同的是沪科版在频闪照相的实验中给出了物体平抛的图像，即使在实验条件不具备的情况下，仍然可以通过对图像的分析发现规律。另外，沪科版对斜抛运动有专门的实验探究。

3.4 习题编排

两版本教材在课后习题编排方面，基本都做到了以生产和生活中的实际模型为背景，结合学生的生活经验和体验，体现现代科技和生活的联系。题目难易层次分明，能够满足不同层次的学生练习巩固和深化所学知识的需求。题目数量不多，有利于减轻学生的课业负担。

4 研究结论

在对两版本教材比较后不难发现，教材在体现课标要求的基础上，对“抛体运动”内容有所补充和侧重，如沪科版对生活中常见的斜抛进行了详细的分析论证，并结合体育项目和弹道运动说明其应用价值。在实验编排方面，人教版实验是作为理论探究的补充和验证，不利于学生掌握物理学的研究方法。而沪科版通过情境的创设，提出问题，然后用实验探究验证假设及猜想，分析论证，更加符合探究教学的理念和学生的认知规律。对同一内容教材的编排也有所不同，如“平抛运动”内容，人教版选用两幅平抛运动的图片建立概念后，通过理论推导得出规律，最后实验验证规律；沪科版则以投弹问题为背景，通过实验发现运动轨迹，建立平抛的概念，然后从定性到定量，从实验到理论逐步探讨运动规律，分散了教学难点。

参考文献：

[1]王较过.中学物理教材研究与教学设计[M].西安：陕西师范大学出版社，2011.

[2]庞桂香.人教版《物理》必修2中一个值得商榷的参考案例[J].中学物理教学参考，2010，39（9）：17.

（栏目编辑 刘 荣）