高中物理教材“二次开发”的5种策略

王永胜

（南京师范大学附属扬子中学，江苏 南京 210048）

教材的“二次开发”，主要是指教师和学生在实施课程过程中，依据课程标准对既定的教材内容进行适度增删、调整和加工，合理选用和开发其他教学材料，从而使之更好地适应具体的教育教学情景和学生的学习需求.“二次开发”既是基于教材又是超越教材.下面结合教学实例，分别阐述物理教材“二次开发”的“动态”化、“趣味”化、“直观”化、“生活”化和“表格”化的5种策略.

1 “动态”化策略

物理教材是课程专家和中学一线教学名师经过精雕细琢编制而成的，最大化地将物理思想、物理知识、物理历史和物理方法等编排到教材中，可以说是“逐字逐句”地推敲.但无论物理教材编制得多么的完美，教材最终给学生呈现的还是静态的文字和图片.从信息论的观点来看，这种呈现方式给学生传递的信息通道是有限的.怎样调动学生的更多感官参与到学习中来呢？可以进行教材“动态”化的“二次开发”.根据教材，将其中的内容制作成有声音的视频“文本”，从而实现教材的“动态”化.

例如，在人教版必修1教材“伽利略对自由落体的研究”一节中，教材借助“绵延2000年的错误”和“逻辑的力量”两部分的内容，对人类关于落体运动的研究历程做了回顾，使得学生在认识到亚里士多德观点错误的同时，也使得学生认识到人类对于自然的研究是逐步加深的，引导学生用客观、历史和辩证的观点来看历史事件及其发展.教材无论从选材、文字表达，还是图片的应用都进行了精雕细琢，但是因教材本身由于静态文字呈现方式的局限性，这部分内容不能很好地吸引学生的注意力，没有起到应有的教育价值.

因此，在教学过程中有必要对教材进行“二次开发”.南京某中学的教师在进行这部分内容的教学中，引导学以教材“绵延2000年的错误”和“逻辑的力量”两部分的内容为蓝本，将人类对落体运动的研究历程，让学生分别扮演亚里士多德和伽利略的两位学者，进行“跨越时空的对话”，拍摄成视频短片.在教学过程中，教师以学生表演的“跨越时空的对话”的视频为新课引入，立刻引起了所有学生的注意.通过视频内容的学习，使得学生对于整个落体运动的研究了解更深入，对物理对世界的认识过程理解更深刻，对物理的学习热情得到了点燃.试想，如果教师经常对类似的教材进行“动态”化的“二次开发”，学生的物理学习动力将会得到持续的激励，学习兴趣也将得到呵护和培养.

2 “趣味”化策略

没有兴趣就没有学习.然而，由于教材编写的科学性、完整性和逻辑性的要求，往往会使得教材缺乏趣味性.实际教学过程中，教师可以选取或设计适合学生身心发展特点，符合学生认知规律的活动以充分调动学生的积极性，激发学生内在的潜能.

例如人教版选修3－1教材“电场强度”一节中关于“电场”部分的教学内容，从历史上关于是否存在“超距作用”的讨论切入，把静电力与万有引力进行类比，直接提出了法拉第的观点“电荷的周围存在着由它产生的电场”.“场”是物理学中一个重要的概念，“电场”看不见、摸不着，十分抽象，难以理解.教材的这样处理过于简洁，不利于学生对“场”概念的建立.在实际教学过程中，有必要进行教材的“二次开发”.

面对较为抽象和枯燥的“电场”概念的教学，教师如果将类比过程“趣味”化，就可以拉近教学内容和学生之间的距离，调动学生的积极性.笔者在帮助学生建立电场概念的过程中，对教材进行“趣味”化的处理，通过如下3个小活动类比电场，以便帮助学生建立电场的概念.

演示1：教师用透明的细尼龙线（不易被看见）从一定距离拉玩具小狗，小狗被拉动.学生惊奇地发现，教师的手和小狗之间并没有什么东西连接，小狗却动了起来.这时找一名学生上台检查，发现其间有透明的细线连接.原来小狗动起来是由于存在“看不见”的细线作用的结果.

演示2：把小磁针用纸包上，外形做成小鱼的形状.教师戴上手套（内装有小磁铁），手在“小鱼”前缓慢移动，发现小鱼跟着动了起来（如图1所示）.这时找一名学生上台检查，发现手套内装有小磁铁.虽然两个磁铁没有接触，但“听话的鱼”是由于磁铁之间通过看不见的磁场作用的结果.

演示3：将验电羽放置在感应起电机的金属球上，接通电源后，验电羽因为带上同种电荷相互排斥而张开（如图2所示）.带电的验电羽之间没有接触，但也存在相互作用.在前面2个演示实验的基础上，学生很容易得出电荷之间的相互作用是通过电场产生的结论.电荷作为存在着看不见的电场的概念，便在师生趣味的互动活动中就被建立了.

图1

图2

这样，通过趣味性活动吸引了学生的注意力，通过类比克服了电场由于“抽象”带来的认知困难，帮助学生顺利实现电场概念的建构.同时，由于对教材做了趣味性的改变，也使得学生学习物理的热情得到激发.

3 “直观”化策略

物理是一门实验的学科，物理教材中提供了许多的教师演示实验和学生分组实验.这些教材的实验的设计，是经过很长一段时间内的实践研究总结出来的，具有典型性，但在实际的教学过程中，一些演示实验的“直观”性较为欠缺.学生从实验的演示过程中，不能直观地感知到物理规律.正如文献［4］中提到的观点：“直观是实验教学的真谛”，因而，在教学过程中，教师有责任和义务对这样的实验教学内容，进行创新设计的教材“二次开发”.

例如，人教版必修1教材“弹力”一节中，课本在介绍胡克定律的过程中，提供了如图3所示的演示实验方案.将弹簧水平拉伸，进而得到弹力和形变量之间的关系.这样的演示实验在教师课堂演示过程中，学生只能得到弹簧被拉的越长，弹力越大，很难得到弹簧弹力和弹簧的形变量成正比的结论.如果教师仅仅在这样的演示实验基础之上，草草地得出结论，其结果是让学生很难信服，失去了让学生发现并体验物理中“简单美”的过程.

图3

因而，笔者在进行这部分内容教学的过程中，对教材进行了“直观”化的处理.在教材提供的演示实验方案的基础上，结合传统上用弹簧做胡克定律实验的方案，设计出如图4所示的胡克定律演示仪.在木板的上边缘直线上等间距悬挂9根长度相等，劲度系数相同的弹簧.在教学中，从第2根弹簧开始，每一根弹簧依次悬挂1个、2个、3个…直到8个钩码；8根弹簧，在钩码重力的作用下被拉长，用白板笔在白纸上标记出弹簧末端所在的位置.

图4

通过观察，学生可以直观地得出弹簧的下端大致分布在一条直线上的结论.又因为弹簧在水平方向上是等间距悬挂的，弹簧下端所挂的重物的质量每次增加相同，所以可以用每两个弹簧水平距离表示1个钩码的重力大小，这样每一根弹簧水平所在的位置到第1根弹簧水平所在的位置的距离就能够用来表示弹簧的弹力的大小，即可用水平方向直线如OA（或O′B）表示弹力F的大小（其中OA表示弹簧上端所在的水平直线，O′B表示未悬挂重物时弹簧下端所在的水平直线）；弹簧末端所在的位置到直线OA的距离表示弹簧的长度；弹簧末端所在的位置到O′B的距离表示弹簧的伸长量.在此基础上，学生很“直观”地得到弹簧的胡克定律.

4 “生活”化策略

学生是具有生命的鲜活个体，离开了生活，知识将变得枯燥乏味.同时，物理本身就是源于生活，失去生活的物理好比无源之水，终究会干涸的.因此，在进行课程的“二再开发”过程中，要充分挖掘学生生活中的实例.通过生活实例激发学生的好奇心、求知欲、探索欲，最终实现学生的知识和能力全面发展.

例如在人教版必修1教材“力的分解”一节中，教材提供的拖拉机拉耙的例子来进行力的分解知识教学.从实例表面上来看，源于广大劳动人民的生产劳动中的鲜活案例，但对于多数城市的学生来讲，这是很难得见到的场景.因此在不同的地区可以结合本地区的实际进行教材的生活化“二次开发”.如在对于生活在城市中的学生，可以借助生活中常见的物理实例来进行教材生活化“二次开发”.

某中学一位教师，在进行这部分内容教学过程中，选择生活中常见的拉杆箱的模型，通过分析用斜向上的绳拉重物的例子，并巧妙地运用电子秤分4步帮助学生理解斜向上的拉力在2个方向上的作用效果，取得了较好的教学效果.在教师上课展示拉杆箱和台秤的时候，学生的热情被点燃了，所有注意力都被吸引到教学内容上来了.在充分调动学生学习积极性的基础上，教师分步引导学生思考并解答：首先，将一重物放在水平放置的电子秤上，不施加力时读出电子秤的读数；其次，用竖直向上的力拉物体，请学生观察电子秤的示数变化情况（读数变小了，说明物体在受到向上的拉力之后，物体对电子秤的压力减小了，向上的拉力使物体有一个向上的趋势）；再次，用水平向右的拉力拉物体，使物体有水平向右运动的效果；最后，用斜向右上方的力拉物体，请学生观察这个力的作用效果.（拉的过程中，电子秤的读数变小了，说明这个力使物体有向上的趋势，即这个力有把物体向上拉的效果；物体在水平方向上被拉动了，说明这个力，还有一个水平拉物体的效果.）高一学生在思维上还是倾向于形象思维，借助学生所熟悉的物理实例可以降低学生对知识的理解困难程度，提高学生的学习成就感，提高教师教的效率和学生学的效率.

5 “表格”化策略

物理教学过程中，根据教学和学生的实际需要，要对教材的组织形式进行调整，使得教材的呈现方式更有利于学生的知识目标的达成和思维品质的培养.例如，将教材的内容利用“表格”的形式进行优化设计，降低学生掌握知识的起点高度，着重提高学生的理论分析和归纳水平.

例如在对物理必修2教材“机械能”一章进行复习时，由于该章中出现了几个相关的规律（重力做功和重力势能的变化的关系、动能定理、功能原理和机械能守恒定律），学生很容易把这几个规律弄混，不知道几个规律之间的联系，应用时不知道何时用什么规律.如果将教学的内容进行“表格”化的“二次开发”，将需要复习、巩固的内容归纳成一个表格（如表1所示），教学效果就明显不同了.

表1

通过这样“表格”化处理，使得原本看起来很复杂的知识点变得十分的简单，各个部分之间关系也变得十分的明朗了.学生学习起来变得十分轻松，各个知识点的记忆也变得十分容易了.

物理教材的“二次开发”的策略还有很多.例如，调整教材思路、完善获得研究过程、教材语言形式的转化、诠释物理结论、思维的链接与拓展等.我们物理教师有责任根据新课程的理念、物理课程标准、实际的教学情境、学生学习的需求以及教师自身的能力，在物理课程实施过程中，采取创生取向，对教材进行合理地开发和组织，也就是对物理教材进行有效的“二次开发”，逐步从“教教材”走向“用好教材教”.

1 沈健美，林正范.教师基于课程标准和学生需要的“教材二次开发”.课程·教材·教法，2012（9）.

2 俞红珍.教材的“二次开发”：涵义与本质.课程·教材·教法，2005（5）.

3 张惠钰.浅谈教材的二次开发与教学生成.物理教师，2012（9）.

4 刘诗海.第八届全国优秀自制教具评选报告.教学仪器与实验，2012（9）.

5 张大昌等.物理（必修1）.北京：人民教育出版社，2012.

6 石磊.如何指导师范生对中学物理教材“二次开发”.新课程学习，2010（3）.