人教新版物理教材赏析

文摘   2024-08-24 11:24   加拿大  

我的一位合作者给我发过来了人教版的新八年级物理教材。对于之前的物理教材,我提出过批评(作为对比,可以看我自己编写的物理教材,《中学物理这样学》初中部分主体内容基本完成《中学物理这样学》所体现的物理学科大图景),不过还没有公开发表。今天,我顺便就公开发表一下,乘着新教材使用的时间点。希望人教社的编辑,教材编写专家,以及教材编写工作组织者能够从中看出点什么来,然后做出来更加能够帮助学生们学,帮助老师们教的教材来。

首先,延续了近些年教材的优点:任何一个知识点的学习都尽可能地有一个结合生活的引入的例子。这个是启发式教学,知识联系生活联系实践的教育理念的体现。这是很好的教育理念。这也应该是教育专家特别强调的理念。

但是,其次,就导致了这个教材有一个这个理念下的特别恶劣的表现:没有实验现象的明确描述,没有从实验现象中通过启发思考来形成概念或者猜想的过程,甚至没有很多概念的明确定义。

比如说,这里的四个实验,按照原文的意图,这四个实验需要体现“物理是有趣的”,从而更加进一步体现“什么是物理现象,什么是物理学(用科学研究方法研究那些物理现象的学问)”。

但是,你看了这四个实验,你能看到它们很有趣吗?有趣在哪里?难道有趣就是物理现象吗?物理学为什么选择这些现象来开展研究?这都没有交代。我就不信了,一个一点物理都不懂的人,除了第四个实验,可以看出来这里有有趣的东西!顺便,第四个实验调转一下方向更容易成功,而且也更有趣——吹不走,和基于生活经验的猜测结果不同。

其实,这一类的问题在上一版和这一版中特别普遍,甚至数学书中也是如此。所谓的启发式、探究式、联系生活教学都是很好的理念,但是,为什么一旦走了启发式、探究式、联系生活的道路,就放弃了明确交代实验现象,从实现现象中提炼问题和提炼概念作出猜想的过程,在这里还有明确指出来哪里有趣的过程!为什么?难道这两者就是有内在冲突的吗?要不你去看看吴金闪的《中学物理这样学》,看看怎么就能够把两者结合起来?

接着,同样由于启发式、探究式、联系生活的教育理念,知识就没有了深度和系统性,基本上就停留在事实性知识程序性知识的层面。物理学是事实性知识的集合吗?这简直就是对物理学的侮辱。

比如说,长度的测量这一节。首先,我们应该从为什么需要测量,以及测量为什么需要一个单位开始。至于这个单位,最好是有一个天然的比较能够得到公认的标准或者现象开始,否则强行在一个很大的群体中约定一个也行。这都是为了交流沟通的需要,为了工程的需要。否则,一旦把一个设计图传递到另一个人手上,没有一个标准也就是单位,那么,另一个人就不知道原始设计者的明确含义,也就没法把这个设计实现出来。至于为什么选了米那是历史发展形成的,甚至历史上还有英尺等非常具有任意性的单位。

但是,在这本书中,上来就学习“我们需要测量”这个事实,以及“测量有单位”,“长度的单位是米”这些事实。请问,你是想培养物理学家,培养思考者,培养提出和解决问题的人,还是培养知识桶(借用一下“饭桶”这个词)。请问,培养知识桶,在今天有多大的意义?

另外,不要告诉我,孩子们在什么知识都没有的时候,只能先当知识桶,装多了,未来再帮助孩子们搞懂。放屁,饭桶当多了,吃饭就会跟猪八戒一帮,囫囵吞人参果。接受知识接受多了,肯定就不会问为什么了。只要教材编撰者比自己够狠,有理解型学习的理念,完全可以做到,从孩子们已有的生活经验的基础上,就可以把所有的知识都通过自己发现自己构建的过程来得到,搞清楚原理,在好的老师指导下。不信,请你再一次去看吴金闪的《中学物理这样学》

例如,在这里,我肯定会讲为什么需要测量,而且联系到生活实际的例子,然后,对于长度的测量,选择一个合适的公认的标准。对于时间的测量也一样。

让我们来看对于时间的测量。

书里面说,时间的一个自然的选择是,以地球自转一周为单位,叫做一天。问题是,我怎么知道地球在自转,我怎么就知道白天黑夜一个循环刚好就是地球自转一周?我怎么就能够明确判断什么时间点什么现象算完全的一个循环?难道我要靠鸡打鸣,还是要靠日出?难道鸡每天同一时间打鸣吗,难道日出每天都是同一个时间吗?而且,更一般地,“时间的测量靠的是周期现象”这个理念都没有,我怎么才能做出来好的时间单位的选择?正是因为有了这个理念,当伽利略看到教堂的吊灯的摆动的时候才会和心跳去比较,才会发现,摆动可以当做时间计量的单位。

全书都是只有事实性程序性知识,没有任何促进学生理解,任何帮助学生来跟历史上的物理学家一样提出和解决问题、创造知识的方面的考虑,这算什么教材!

接着,本书和之前的教材一样,没有考虑知识的系统性。例如,本书在平均速度之前就引入了速度的概念,之后再用速度定义的匀速直线运动的概念,并且本书里面的速度是按照路程而不是位移来定义的,同时路程这个概念本身没有定义。

难道初中生会不知道运动有方向,所以不能介绍位移的矢量性(可以不叫矢量这个名字,也需要介绍方向性),就得从路程开始而不是位移?!

难道平均速度不比瞬时速度的概念简单?!

难道有了平均速度,再通过如果整段过程的任何两个时间点的平均速度都相同则被称为匀速直线运动,不是逻辑上更简单更自然的定义吗?

本书还有更多的硬伤。例如,关于误差的介绍,说做任何测量都需要通过选用更加精密的测量仪器的方式来尽量减少误差。胡说八道。从误差的角度来选择仪器,需要考虑的是测量目的和仪器误差的适配。例如,当我们去买苹果的时候,我们准确到两,也就是50克就差不多了,但是当我们购买黄金的时候,这个误差就太大了。这是科学家的思维——用什么工具和使用这个工具的目的是适配的。不像数学家,一切都希望尽可能地准确,甚至完全就是准确的。在一本物理书上,竟然科学思维被数学思维压制了。可悲。


顺便,你看这里,为什么门框用皮尺就够了,螺母需要游标卡尺?你信不信,我家自行车上大量的螺母,我都用学生尺子量一下甚至大概看一下尺寸就够了。这同样是把目标定在了教给学生结果,教给学生事实性程序性知识,而不是这些知识背后的为什么!

这里还有一个逻辑错误的案例:机械运动、原子分子运动、生命运动、电磁运动竟然是并列的。请问,分子原子的运动有多少不是机械运用?除了自旋、同位旋等内秉自由度,甚至连电子在原子核外的轨道跃迁都是机械运动。请问,生命运动有多少不是机械运动,有多少不是原子分子运动导致的化学变化?电磁运动也是如此,除了磁场和电场本身,带电粒子在电磁场中的机械运动不是机械运动吗?它们能够并列吗?

一个好的分类,最好是各个子类不重叠,子类合起来相当于全集。请问,你在这里做到了吗?如果你连这个都没做到,你是在教孩子们科学研究方法、科学思维吗?这相当于用非科学家的日常语言或者一个基本上没有考虑逻辑的物理学家的语言来代替了一个本来就需要考虑逻辑具有一定严谨性的语言。

就我看的这个前面十几页,我们来总结一下问题:尽管有联系生活实际,有启发,但是没有明确交代实验现象,没有从实验中提炼出来问题,提炼出来“物理有趣”、“什么是物理”等作者本来想明确表达传递的点;知识没有系统性,概念之间的顺序和逻辑没有考虑;绝大多数知识都是事实性程序性知识而没有这些知识背后的为什么,也就是学科思维等层面的知识;本书有大量(十几页看到误差、运动分类两处,当然,也有可能我凑巧正好看到这两处)逻辑错误。

一本未来会被几亿人使用的教材竟然是这个层次,悲哀。

顺便,为什么一本集合了多位专家而且是多个领域的专家的教材会这样,还不如我一个人写的,尽管我写得慢,又写得多,还没写完呢?

我觉得这个和教材的编写的组织方式是相关的。我得到一些内幕消息:通常教材编写的主要决策者是教育专家,其次是学科教师,学科专家基本上就是橡皮图章。我不确定是否真的如此。至少我觉得,应该是这样:学科专家,在这里也就是物理学家,来决定教什么,来初步决定怎么教,编写初稿;学科教师具有对怎么教的修改建议权,但是没有直接修改权;教育专家具有教材最终呈现形态,例如插图、语句、教材没有特意考虑的对学科内容之外的其他方面的影响方面的建议修改权。让专业的人干专业的事情!

希望本文能够触动一些人,来思考甚至行动起来,从而创造出来一些真正地帮助学生学得更好,帮助教师教得更好教材。



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