物理符号之浅析——不同版本教材“必修本”物理符号呈现的比较与启示

蔡晨芳

(三明市第九中学 福建 三明 365001)

1 教科书中符号差异的比较

教科书对符号的呈现差异是怎样的？本文展示了不同版本教材的符号差异，分“人教版”历史演变与现行4种版本两个维度进行比较.

1．1 三版本“人教版”教材符号差异

以下对人教版的3个不同版中出现的一些符号进行了比较，如表1所示.

表1 “人教版”历史演变符号呈现的差异[2～4]

从表1可看出,“人教版”必修教科书中涉及表达式符号修改的有7个.说明这7个符号表示变化存在争议.1995年人教版稳定了较长时间，至2003年人教版，出现了3个修改.2003年人教版变化至现行人教版，有5个修改.从数据上，公式的差异其实是符号表示的差异.如表2所示，主要集中在Δt与t，F与f，N与FN，s与Δl，φ与Δθ.

表2 教科书物理量表示情况[5～8]

1．2 现行“四版本”教科中符号差异

根据对“人教版”、“沪教版”、“鲁科版”、“粤教版”等现行教科书的比较，物理符号呈现的差异如表3所示.

表3 现行四版本教科书上物理符号呈现的差异

续表

从表3可看出，“四版本”必修教科书中涉及表达式符号差异的有5个.胡克定律表达式高度一致，这种符号表示得到了高度认可.统一表达的百分率分别为加速度75%，摩擦定律75%，自由落体大于50%，牛顿第二定律50%，线速度50%，角速度75%.不同区域、不同版本的教材对5个符号认识仁者见仁，智者见智.

2 存在的问题

符号学的鼻祖之一皮尔士认为，所谓符号指能代替(代表、表现)他物的某种东西，它具有感知、解释或认知(解释项)的特征[9].符号的应用极其广泛，涉及语言、数学、物理等学科的多个领域.物理的符号表达简洁、明了，具有指向特征的科学语言，它具有国际通用性.物理符号分为物理量符号与单位符号.物理量的符号影响学生对物理知识的认知、理解与表达，符号呈现方式对学生学习有重要的影响.笔者在查阅、对比了大量版本的教科书和期刊后，发现一些符号的使用存在着不少问题.

2．1 符号标准不统一

例如,符号F，可泛指力，也可特指合外力、摩擦力、安培力、洛伦兹力等等.又如E，可指电场强度、电动势、能量.重力势能Ep与电势能Ep(2004年人教版)，符号表达相同；电势u(1995年人教版)及φ(2004年人教版)，同一物理量约定俗成，无明确统一标准.

符号表达的素材源于课本教材，教材表示千差万别，不统一，以哪种教材为标准？教师该如何选择“标准”做好示范？

2．2 符号书写不科学

学生对物理概念、物理量理解模糊，就会使知识表达混乱，学生的解答不说明常常弄得一头雾水.这些符号干扰了学生的认知，特别增加了学困生的学习难度，成为学习中的非智力因素.许多学生在学习过程中虽然知道用国际符号表示物理量及其单位，但是不知道用字母表示时有哪些要求.该用正体的用斜体，该用大写的却用小写.会写出如N=100N，N=100N，N=100 N的问题等式.其实，等式左边表示力，右边N表示单位符号，显然,这种错误就是分不清斜体与正体的区别.把表示力的物理量符号斜体写成正体，把力的国际单位符号正体写成斜体.或者把表示力的物理量符号写成大写的“N”.字母符号的正体与斜体相混淆，大小写不分，以及物理量及其单位的符号随便使用.这些说明一些教师在平时教学时不重视，认识不到位，也没有注意强调，没有引起学生重视，甚至个别教师也糊里糊涂，出现错误也是在所难免.少数出版社、印刷部门、网站审核的粗心，错误符号的表达大行其道.

2．3 符号表达不规范

从高考试卷中学生答题导致失分的因素上看，作答中物理量表示不明确，字母下角标漏标、标错，物理量符号书写混乱均是造成失分的重要原因之一.这些都说明了平时学习中，符号的科学表达没有引起学生的足够重视，教师在教学中忽视了对物理符号教学的规范.

3 建议

3．1 统一标准

从数据上，符号的修改与差异说明不稳定、不统一是客观存在的.科学符号规范统一有利于交流，它不同于方言，应像货币那样具有通行性、标准性.虽然各种版本教材百花齐放，但科学性的结论、公式应规范统一.规范的物理符号语言，应按有关单位与符号的国标规定执行.最好以1984年计量出版社出版的一套关于量和单位的丛书为准.

3．2 差异选择

(2)牛顿第二定律还是采用F合=ma为好，摩擦力公式最好用Ff=μFN.现在通行的物理量的符号常用角标，一般下标表示注释、条件或编号.因此，不同力的差异用角标、下标区别，辅助必要文字说明.这样处理，有章可循，比较明确，学生容易形成规范作答的习惯.

(3)位移符号，坐标轴中可用x，y表示,平面或空间可用s表示.弧长用l表示，避免位移与弧长相混淆，突出差异.弧度用φ表示，角度用θ表示，避免弧度与学生潜意识中的角度相混淆.

(4)向心加速度倾向用an表示，用an表示突显向心的作用效果，能与切向加速度区分，易与大学的普通物理做好衔接.

3．3 符号表达

公式、计算式、函数、数学符号表达的规定.

3．4 文字说明

物理量表达指向不明确，容易导致混淆、歧义的，应培养学生学会用简短的文字说明.

以上粗浅见解，如有不妥，望同行指正！

参考文献

1 吴晓巍，于海波.“人教版”“粤教版”必修本“科学探究”内容的比较与启示.中学物理教学参考，2008(5)：16～18

2 人民教育出版社物理室.高级中学课本 物理(第二版).北京：人民教育出版社，1995

3 人民教育出版社物理室.全日制普通高级中学教科书 物理(第一版).北京：人民教育出版社，2003

4 人民教育出版社，教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书 物理(第一版).北京：人民教育出版社，2004

5 敖彬.物理理及其单位的符号使用与书写规范.中学物理，2012(20)：30～31

6 束炳如，何润伟.普通高中课程标准实验教科书 物理(第一版).上海：上海科技教育出版社，2004

7 司南中学物理教材组.普通高中课程标准实验教科书 物理(第三版).济南：山东科技出版社，2007

8 广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书 物理(第二版).广州：广东教育出版社，2005

9 Peirce, S, C: Collected Papers(M), Cambridge, Mass.,皮尔士的符号学理论[EB/OL].原点与延伸. 1965.230