初中物理各版本教材“三原色”内容分析

丁红 周新雅 周行 陈昊然

摘   要 对初中物理各版本教材中关于光的“三原色”“三基色”命名、内容表述、核心素养等方面比较分析，得出各版本教材的异同点，筛选出相对优势的参考资源，供一线教师备课时扬长避短、兴利除弊。

关键词 七种版本教材  三原色  比较分析

教材是师生都会参考的资料，具有很高的权威性和导向性，它不仅是一本书，更是一种“资源”。但一所学校只配有或只参考一种版本教材的局面还是普遍存在的，这样不免使教师在设计教学时眼界大大受限，无法参考使用其他版本教材中最优势的部分，进而影响到课堂的教学效率。如果深入比较各版本教材相关内容的优劣，就可以为广大物理教师挑选出更有价值的参考资源。

一、各教材有关色光三原色和三基色的表述

三原色（或三基色）是教材中最核心的内容之一，指的是红、绿、蓝三种色光，然而各版本教材在称呼、概念表达的方式和扩展运用等方面有所不同。

1.两种称呼占比差异

同一种东西拥有不同的称呼是一种常见现象，比如“土豆”还有“马铃薯”“洋芋”的叫法。然而，在教材中若也存在这种现象就会带来不利的影响，尤其在低年级中会给教师的教和学生的学带来不必要的麻烦。光的三原色（或三基色）在七种版本教材中的称呼情况见表1。

由表1可知，称呼红、绿、蓝三种色光为“三原色”的教材有五种，占比为71%;而称呼红、绿、蓝三种色光为“三基色”的教材，只有两种，仅占29%。然而同一个概念在教科书上存在着两种称呼，很容易使学生在学习过程中产生困惑和不解，影响掌握的效率，可以考虑统一叫法，显然“三原色”的叫法占比更重，使用更加广泛。

2.在描述上“各说各话”

如果对一个概念的描述尽可能达到全面、准确、到位，就可以很好地帮助学生做到更透彻地理解相关概念。各版本教材对三原色（或三基色）内容描述见表2。

由表2可知，七种版本教材对红、绿、蓝的命名确切来说共有5种说法。人教版与教科版相同，都称之为“色光的三原色”;苏教版称之为“光的三原色”;沪科版与粤教版称之为“光的三基色”;北师大版与沪教版分别命名为“三原色原理”“三原色光”。从中不难看出，在“三原色”与“三基色”两类命名中，“三原色”使用更广泛（后文便只称为“三原色”）。仔细分析各版本教材对这一概念的描述，发现北师大版并没有对红、绿、蓝三种单色光明确命名，只是描述了它们的成色原理，称为“三原色原理”，而其他六种版本既对红、绿、蓝三种单色光有着明确的命名，也描述了它们的成色原理。所以，在概念的命名与内容表达的全面性与准确性上，北师大版有需要进一步完善，且“三原色原理”这种描述容易让人产生混淆，因为“颜料”也有“三原色”，其成色原理与“光”的截然不同，其组成成分分别为“品红、黄和青”，显然也与光的大不一样。

在取材上，教科版用计算机上面的调色板中红、绿、蓝三个滑块来引出三原色的定义和解释颜色的混合原理。虽然有新意，但是这样不太妥当，一方面，计算机毕竟是电子仪器，和自然现象相比，说服力弱，可以先介绍自然界中红、绿、蓝三种光是三原色，它们可以合成许多色光，并且已应用在计算机中，而不是由计算机来说明红、绿、蓝是三原色。另一方面，考虑到各个地区学生的生活环境不同，一些学生并没有接触过或者长期使用过计算机，那么这个颜色滑块对他们来说比较抽象，难以理解。

在描述的完整与准确上，人教版、北师大版、沪教版与教科版四种教材只简单说明三种色光可以合成其他多种颜色，而苏教版和沪科版还提到了“三种原色无法用其他色光混合而成”，提到该点是十分必要的。因为之所以称为“三原色”，不仅是因为它们三种可以合成多种色光，还因为这三种原色无法由其他色光合成。例如：黄光、青光、品红光混合后是白光，然而它们也是复色光，黄光由红光与绿光混合得到，青光由绿光与蓝光混合得到，品红光由红光与蓝光混合得到，红、绿、蓝光却不能再由其他颜色的光混合得到[1]，所以黄光、青光、品红光不是光的“三原色”，红光、绿光、蓝光才是光的基本组成部分。也可用牛顿“光的色散实验”验证得到，用三棱镜分解各种色光，只有红、绿、蓝光不能再分解。粤教版在概念描述时，虽只指出了三种原色“是无法用其他色光混合而成的”，但在后文中补充了“将光的三基色通过各种不同的组合，可以获得各种不同的色光”。所以，粤教版、苏教版和沪科版描述的相对完整精确，教师在对此部分备课時可参考这三种版本教材。

在视觉解释上，沪教版解释了眼睛的感光原理，这一点是非常值得肯定的，它以三原色按照不同比例组合会引起眼睛感觉到不同颜色来说明光的“三原色”，强调了视觉原因，不局限于物理范畴，体现了多学科融合的思想。且与托马斯·杨和赫尔姆霍兹所提出的“三联学说”相吻合，贴近科学理论，较有新意。但是，此种表达方式并不优于其他版本教材，只从视觉说明不免显得模糊与抽象。综合各种版本教材的优势，对光的“三原色”可考虑描述为：自然界中红、绿、蓝三种颜色的光是无法用其他颜色的光混合而成的，而其他颜色的光则都可以通过红、绿、蓝光按不同比例混合而得到，因此红、绿、蓝三种颜色被称为光的“三原色”，这是因为它们按不同比例组合，会引起眼睛感觉不同的颜色。

3.在应用扩展上差少同多

应用扩展是对知识的补充与运用，可以拓宽学生的知识面，加深学生对知识的理解，拉近课堂与社会生活的距离，与课标中“从生活走进物理，从物理走向社会”的理念吻合，七种版本教材中对光的“三原色”的应用扩展见表3。

由表3可知，七种教材中，除教科版外，都使用了与生活息息相关的电子仪器——电视机荧光屏来更加具体地解释三原色的应用，方便学生理解和掌握。这是很好的一个解释，因为电视机是一个常用电器，介绍电视机的色彩原理，不仅能极好的扩展知识面，还能引起学生的学习兴趣。

4.基于“三原色”实验的对比

杨振宁曾说过：“物理学最重要的部分是与现象有关的，绝大部分物理学是从现象中来的，现象是物理学的根源”[2]。各版本教材实验情况见表4。

由表4可知，北师大版、沪科版与教科版都有三原色的实验验证，这三种版本的验证方式各不相同，优势互补。北师大版在“小制作”模块中提供的实验方式为把圆形硬纸板分为大小不等的扇形，分别涂上红、橙、黄、绿、蓝（蓝、靛合为一色）、紫六种颜色，然后快速旋转圆形纸板，观察纸板颜色变化，这是利用心理学中“感觉后效”的原理让学生感受到这几种色光是白光的组成部分。沪科版在“迷你实验室”模块中引导学生用“水三棱镜”做太阳光的色散實验，让学生重温物理学家牛顿的探究历程，有助于培养学生的学习兴趣与科学精神。教科版在“实验探究”模块中引导学生利用计算机中的调色板，用红、绿、蓝三种颜色调出不同的颜色。这三种实验分别从色光的合成与分解验证了光的“三原色”，既有心理学的应用，也联系了自然生活，还说明了在科技上的应用。所以，在实验方面，教师可综合这三种版本教材的优势。

5.是否区别于颜料的“三原色”

知识并不是独立的，在学习过程中有许多知识相互联系却又有区别，容易混淆不清，将两者进行比较，归纳总结出异同点是掌握知识的有效方法。

颜料也有“三原色”，分别为品红、黄和青，与光的“三原色”不一样，且两者的成色原理也有所不同，前者是“减色法”，后者是“加色法”，更重要的是二者看似截然不同，实则联系紧密。颜料的“三原色”虽与光的不同，却与光的“三补色”一样，这是因为颜料所呈现的颜色是由于白光照射到颜料上后，光谱的某些色光成分被吸收，其余的部分被反射造成，是被动发光，成色原理为“减色法”[3]。例如：当一束白光照射到黄色颜料后，我们看到的是黄色，是因为黄色颜料吸收掉了蓝色光，反射出黄色光（红色光+绿色光）。而光的成色原理是“加色法”：两色光混合后，光线增加，亮度高于两色各自原来的亮度，合色越多，光线越多，越接近白色光，是主动发光，如电视机发出的彩色光。现在的学生多才多艺，很早接触美术，美术老师会解释颜料的“三原色”是红、黄、蓝（准确来说是品红、黄和青），但不一定会解释成色原理，所以对比两者的三原色组成，解释说明两者的成色原理很有必要。由表5可知，人教版、教科版与苏教版在这方面忽略了，有需要进一步完善。知识点出现的位置相当重要，影响着知识点的地位，进而影响教师的备课和学生的重视程度。沪科版把颜料的“三原色”放在了正文，编排在光的“三原色”后面，表现出较高的重视程度;而北师大版、沪教版与粤教版则分别放在科学窗、思考与练习、信息浏览中，重视程度稍低于沪科版。

二、七种版本教材在核心素养体现上的比较

“核心素养”是学生在接受相应学段的教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格与关键能力[4]。“物理学科核心素养”是带有物理学科特色的核心素养，包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个要素。各版本教材在光的“三原色”这一知识点中呈现的核心素养见表6。

“物理观念”是物理学的基础内容，是学生头脑中形成的关于物质、运动、能量和相互作用等的基本认识，是物理概念和规律等在头脑中的提炼和升华，是运用物理知识和方法解释自然现象和解决实际问题的能力。由表6可知，各版本教材光的“三原色”内容表述在“物理观念”核心素养的体现上，沪科版、粤教版与苏教版对知识点的描述较完整透彻，有利于学生对知识全面深刻地掌握，其余四种版本教材对知识点的描述较简单、抽象，需要进一步完善。

“实验探究”是指具有科学探究的意识，能在真实情景中提出物理问题，形成猜测和假设，利用科学方法获取和处理信息，形成结论，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估的能力。“科学思维”在物理学中的体现是一种理想化思维，内涵是从物理学视角对客观事物本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，对物理学中基础理论、理想模型和经验事实之间关系的理解;是分析综合、抽象概括、推理论证等科学思维方法的内化;是基于事实证据和科学推理对不同观点和结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力与品质。七种版本教材光的“三原色”内容中科学思维主要渗透在实验探究中，在探究过程中师与生、生与生交流讨论，碰撞出思维的火花，以加深对光的“三原色”理论知识的理解，提高学生的科学思维，培养学生科学探究的意识与能力。由表6可知，在“实验探究”与“科学思维”核心素养的体现上，教科版、沪科版与北师大版分别以不同的实验方式呈现，其余四种版本教材有待进一步完善。

物理不能仅仅看作是由概念、定律、实验等构成的死板的知识，它还是“有血有肉”活的文化，若要正确理解物理知识的实质与作用，必须与时代文化联系起来，即物理包含着人文因素。物理学科核心素养中“科学态度与责任”这一要素就是物理人文因素的体现，要求物理教学不仅有知识的传递，还要有文化素养的教育，即在物理学习过程中，学生应在认识科学实质，理解科学、社会、技术与环境（STSE）之间关系的基础上形成对技术、科学的正确态度与责任感[5]。由表6可知，七种版本教材光的“三原色”内容在“科学态度与责任”核心素养的体现上，教科版较浅显，其他六个版本都举出了与之相关的实际应用，例举“彩色电视机”的科技应用，培养学生对科技的好奇与热爱。

综上所述，七种版本教材在物理核心素养的体现上，沪科版相对较好。

三、比较七种版本教材“光的三原色”的启示

1.对于基础学科的概念最好统一称呼

低年级的学生认知发展还不够成熟，其记忆、注意还不稳定，抽象逻辑思维发展空间还很大。同一概念的称呼多种多样，不免引起学生对知识的疑惑，势必增加知识交流的困难，继而降低学生的学习兴趣。若统一为相同的一个称呼，不仅便于学生理解掌握，不易混淆，而且方便学术交流，以免出现一些不必要的误会。

2.物理概念的描述要严谨

概念是反映事物本质属性的思维方式，所以，概念的描述一定要完整、准确，模糊的描述只会加深知识的难度，增加学生的学习负担。

3.注意与相似知识内容的区别与联系

像光的“三原色”与颜料的“三原色”看似截然不同但又联系紧密的知识不应忽略，课上没讲或没讲清楚明白，学生就会疑惑不解，虽然也有教师主动补充，但是随着教材的呈现“先入为主”加之学生往往又会迷信书本，增加了厘清这一知识点的难度，进而影响教学目标的达成，因此，需要在实际教学过程中更加注意与相似知识内容的区别与联系。

4.实验是物理学科的特点

物理实验是物理课堂必不可少的内容，学生亲眼见到实验结果才会对老师所传授的知识产生认同感，进而对物理知识产生兴趣。通过实验也能提高动手能力，培养科学思维。教师备课虽然不能拘泥于教材，但教材是教师备课最主要的参考资源，教材提供的信息大大地影响着备课的质量，所以在教材中呈现出重要的实验环节必不可少。

5.综合参考各版本教材，取长补短

教师在教学过程中，应该活用各種版本教材，取长补短，吸收各个版本的优点，充分发挥出“用教材教”的作用，而不是教教材。

参考文献

[1] 于娜.光的三原色与颜料的三原色[J].初中生世界：八年级物理，2012（06）.

[2] 解世雄.物理课堂教学设计的几点理论思考[J].课程·教材·教法，2008，28（10）.

[3] 吴高年.颜料的混合三原色是什么[J].物理教师，1999，20（09）.

[4] 丁红，周新雅，周行，蔡孝文.初中物理《质量》一节内容分析[J].中学物理，2018，36（02）.

[5] 张新华.教学设计视角：关注学生的物理核心素养[J].物理教学，2016，38（05）.

[作者：丁红（1993-），女，重庆人，江西师范大学物理与通信电子学院在读硕士研究生;周新雅（1962-），男，江西湖口人，江西师范大学物理与通信电子学院硕士生导师;周行（1988-），男，江西湖口人，江西师范大学物理与通信电子学院在读博士研究生;陈昊然（1996-），女，江西上饶人，江西师范大学物理与通信电子学院学生。]

【责任编辑  郭振玲】