非物理类理工学科大学物理教材的二次开发

陈杰

（公安海警学院 基础部，浙江 宁波 315801）

非物理类理工学科大学物理教材的二次开发

陈杰

（公安海警学院 基础部，浙江 宁波 315801）

教材“二次开发”是实现教学目标，解决教材统一性与学生需求多样性之间矛盾的重要途径。基于“教师基于课程标准和学生需要的文本转换”的模式，依据学生需求和《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》对现有主流非物理类理工科大学物理教材进行了分析，从满足能力素质要求，个人和学习需求和未来职业发展需求三个方面对《大学物理》教材二次开发进行了探讨。

二次开发；学生需求；文本转换

教材观的变革让我们明确：“教材不是供传诵的《圣经》，不是供掌握的目的，不是供记忆的知识仓库，而是供教学使用的材料。”[1]要克服对教材的盲目崇拜和依赖，实现从“教教材”走向“用教材教”的转变。在教材观变革的影响下，教材的“二次开发”孕育而生，成为实现课程目标、解决教材统一性与学生需求多样性之间矛盾的重要途径。“教师基于课程标准和学生需要的文本转换”[2]模式为教材的二次开发提供了学理性的支持，这里我们据此对非物理类理工学科大学物理教材的“二次开发”进行探讨。

1 “文本转换”模式的基本理论[2]

对于教材二次开发的理论机制，“教师基于课程标准和学生需要的文本转换”模式认为：课程纲要和课程标准是二次开发的重要依据，因为任何的教材变革都必须在国家课程标准的计划框架内展开；学生的需求是贯穿二次开发的宗旨，因为任何的教学都是为了促进学生的发展；教材二次开发的本质是教师在把握课程标准和教材关系的基础上，去理解课程标准，了解学生需要，并吃透教材，进而对教材进行理性裁剪，以促进学生的学习和发展。因此，课程标准、教材与学生的需要是教师进行“教材二次开发”的基本前提，这三个要素经由教师的理解通向实施中的教材，最终实现有效的“教材二次开发”。

对于“教材二次开发”的过程，“教师基于课程标准和学生需要的文本转换”模式认为：课程是一种需要理解和解释的文本，课程纲要、课程标准、教材是课程实施的三个文本层次，从课程标准到教材再到教师对教材的理解和使用，实质上就是一个文本转换的过程。然而在实际转化过程中，课程标准中所蕴含的课程专家所期待的“理想课程”并不能百分之百准确无误地体现在教材中，难免会有失真情况，产生一定的落差，而且相对固定的课程标准面对复杂多变的学生需要总是显得措手不及。这些文本转换中的落差正是影响“教材二次开发”的关键因素，因此需要分析文本转换的路向，明确转换过程中的缺失才能实现教材的二次开发。

2 对现有大学物理教材的分析——文本分析

《非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求》（以下简称《要求》）体现了国家对非物理类理工学科大学物理教学的基本要求和规范，是教材编写、教学和评价的依据。它指出：“在大学物理课程的各个教学环节中，都应在传授知识的同时，注重学生分析问题和解决问题的能力，注重学生探索精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展”[3]，并对知识、能力和素质的基本要求做了明确的规定。依据《要求》对我国现行主流非物理类理工学科大学物理教材在知识、能力和素质三方面要求转换的适切程度进行定性分析：在内容要求的转换上，各教材都涵盖了《要求》所规定的力、电磁、热、近代物理等的内容，并且具有完备的内容框架和严密的逻辑体系，对知识目标的转换比较到位；在对能力要求的转换上，教材在编排时将重点放在学习已有的概念和规律上，而忽略了独立获取知识、科学观察和思维、分析和解决问题等能力的培养。比如在知识的引入方面，常采用演绎的逻辑思路，即先以介绍的方式给出新的知识点，再进行证明和应用举例，对知识的认知过程的观察、分析、综合、科学抽象、类比联想等能力的要求较少；在知识的运用方面，多为习题求解，而对分析问题建立物理模型的过程要求较少。在素质要求的转换上，教材以科学和中立的语言简要介绍知识的逻辑演绎过程，对理论知识的论述简洁而准确，而对知识背后的发生发展的历程介绍较少，使学生很难体验到历史先哲们在探索自然规律中所体现的勇气、刻苦和严谨，感受到他们创造性的思维之光，因此教材在对学生的求实精神、创新意识和科学美感的培养上也显得无力适从。

从学生的需求角度分析,“我们可以把学生的需要分成三个方面：个人的需要、学习的需要和未来职业发展的需要。”[2]其中个人的需要包括：兴趣爱好、文化背景、教育背景等；学习的需要包含：学习动机和目标、学习经验、学习风格、思维习惯与方式等；未来职业的需要包括未来从事的职业对知识、能力方面的要求。尽管教材编写者在教材编制过程会尽量考虑学生学习的特点和需要，但总是不能完全满足每个学生的需要。一是教材是以严谨科学的语言来叙述，提供的是一个纯粹的物理的理性世界，知识点的引入与现实生活的实际联系较少，物理规律在日常生活中的运用较少，对物理学的最新进展方面的介绍也比较少，难以激发学生学习的兴趣、满足学生个人的需要；二是教材对学生学习能力和层次的划分较少，只有必选内容和以“*”标注的扩展内容两部分，没有根据不同学生的现有知识水平和能力水平而设置相应的难度差异，难以体现不同学生学习的需要；三是对不同专业的职业需求和能力要求考虑较少，没有根据职业的特点有针对性的编排内容，没能照顾到不同学生职业发展的需要。

3 大学物理教材的二次开发——文本转换

针对上述对大学物理教材进行文本分析的结论，在对大学物理教材进行二次开发时，可以从以下几个方面着手。

（1）对“空无课程”的思索，满足能力、素质目标的要求。“空无课程”是美国课程论专家艾斯纳提出的一个概念，它指出不能仅仅探讨学校“教了什么”，同时也要探讨“没有教什么”、“为什么没有教”等问题。《要求》明确提出了独立获取知识的能力、科学观察和思维的能力以及分析问题和解决问题的能力要求，求实精神、创新意识和科学美感的素质培养要求。教材在转换过程中没有很好体现这一要求，因此在教材的二次开发中必须反映《要求》对能力和素质方面的要求。一是要以“归纳”的逻辑引入物理概念和规律，在对知识的归纳过程中能培养学生观察、分析、综合、演绎、科学抽象、类比联想、实验等方法，提高学生发现问题、提出问题和解决问题的能力，美国的大学物理教材就是以“归纳”的逻辑方式引入物理概念和规律[4]，对美国大学生能力的培养起到了重要的作用。可以是通过还原历史对该规律的认知历程，也可以通过提供生活中的间接经验或观察演示实验的方式进行总结归纳，让学生充分了解探索自然规律的思路和步骤。二是要设置相应的习题课和讨论课。习题课、讨论课是启迪学生思维，培养学生提出、分析、解决问题能力的重要环节，学时数的设置也应按照《要求》规定不少于总学时数的10%，争取做到不少于15%。三是要发挥物理学史的教育作用，“物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、结构、特性、规律和本质的历程。它包含了认识论和方法论的因素，包含着深刻的物理思想和观念的变革，包含着探索者的思索、创造、艰辛与悲欢。”[5]物理学史无论是对学生的能力还是素质方面的培养都具有重要意义，需要适时引入物理史料，发挥物理学史的教育功能。

（2）实现从“理想的课程”向学生实际“经验课程”转换，满足学生个人和学习的需要。对学生个人和学习需要的满足实际就是要从科学的“理性世界”向“生活世界”的现实性回归，改变重视学科内容而忽视经验的倾向，将书本知识与学生生活经验联系起来，并处理好直接经验与间接经验之间的关系，实现向“经验课程”的转变。对于教材的二次开发而言，就是要克服教材内容的枯燥与冷漠，将教材内容与学生的生活经验相联系。一是注重经验情境的创设，重视学生的直接经验。首先是要创设学习的情境，为学生提供教材知识被抽象出来前的经验，可以唤醒学生生活中的经历或是提供探索研究的实作情境。其次是增加物理规律在生活中运用的情境，可以将院校和社会生活中学生熟知的大量生活场景加以提炼，创设运用的情境。以我院为例，打靶是学员常练的军事科目，但是瞄靶可不是简单的三点一线，它需要根据射击距离、角度、风速等因素来校准瞄准器，涉及的物理原理主要就是运动学规律，将打靶纳入运动学知识的运用，可以有效提高学生学习的积极性。需要注意的是，学生的经验生活不是千篇一律的，他们的生活环境、生活习惯、思维方式、原有的知识基础等都不尽相同，具有个体的特殊性，在对教材的处理过程中要最大限度发掘共性，满足学生个人和学习的需要。二是重视教师的间接经验。在课堂教学中，教师是学生间接经验的主要提供者，其学习的逻辑方式、理解的方式方法角度、出现过的认识误区、经历过的生活经验等都是学生学习的宝贵财富，教师要客观总结自己的学习经验，帮助学生的学习活动。这要求教师要善于观察生活，得到足够多的生活体验，特别是要有年轻的心态和活到老学到老的意志品质，多了解和接触当代学生的生活世界，因为时代飞速发展，如果不更新，以我们的已有生活体验来衡量学生的生活体验，这样的经验是很难引起学生的共鸣的。

（3）对“综合课程”的尝试，满足学生未来职业发展的需要。课程实施要满足学生职业发展的需要，就不能局限于课程本位，要与其它课程相联系，共同支持培养目标的达成。对于教材的开发而言就是要增加教材的包容性。一是要与专业课程相联系，将专业课程中的物理元素提炼出来开发成课程资源纳入大学物理教材。如计程仪是我院专业课程《航海仪器》中的一项重要内容，也是学员必须掌握的船用仪器设备，多普勒计程仪是迄今为止应用最广的舰船自主导航设备，其主要原理是物理学中的多普勒效应，在物理教材中增加多普勒计程仪的相关内容，不仅能达到辅助教学的目的，还能加深对专业知识的了解，促进合格军事人才培养的双重功效。工科学科与物理知识的联系是比较紧密的，以我院航海技术专业为例，航海技术的相关专业课程，如船艇机械设备、通讯设备、船体结构、枪械原理、航海学与物理学的静力学、电磁学、流体力学等联系紧密，可以将之中的物理元素提炼出来纳入物理教材。二是在课时的安排和内容深度的设置上根据不同专业有所侧重，不同专业对物理知识需求的种类和方向有所不同，可以在保证基本教学要求的基础上，根据学生专业发展的需要对物理内容和难度进行裁剪和调整。如我院电子与通信类专业对电磁波的内容、航海专业对流体力学的内容需求多，对这两个专业在教材中增加相应的内容并提高了要求。三是要与学生的第一任职需要相联系，大多数学生的专业决定了他的第一任职方向，加强物理教学与第一任职需要之间的联系对激发学生兴趣，提高学生毕业后对工作岗位的适应性具有积极作用。海上维权、执法、服务是海警部队的职责所在，舰艇操作是海警学院航海类专业学员的第一任职需求，可以将第一职业的生活、业务要求等纳入教材，增加对任职的适应性。如在讨论伯努利方程时，可以假设一公安边防部队的公边艇静止停在码头边，提出在涨潮和落潮江水流动时，公边艇的吃水深度会如何变化的问题；海警部队在海上巡逻时发现右侧5海里处有一可疑船只，欲在最短时间内追上该船只该如何进行操作；某岛上居民因突发疾病急需转院，海警部队接到任务后如何航行才能用最短时间渡海等等。通过这些军事场景搭建符合军事院校学员学习的情境，不仅符合建构主义的认知规律，也能为军事素养的形成达到潜移默化的作用。

[1]杨启亮.教材的功能：一种超越知识观的解释[J].课程·教材·教法，2002（12）:10-13.

[2]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”[J].课程·教材·教法，2012（9）:10-14.

[3]教育部高等学校非物理类专业物理基础课程教学指导分委员会.非物理类理工学科大学物理课程教学基本要求[Z].http://wenku.baidu.com/view/3e01d9e9172ded630b1 cb6cc.html，2004-12-3.

[4]冯灏.中美大学物理教材对比分析及启示[J].高等教育研究，2009（9）:95-96.

[5]申先甲,李艳平,刘树勇,王士平.谈谈物理学史在素质教育中的作用[J].大学物理，2011（11）:36-40.

College Physics Teaching Material Redevelopment for
Non-physics Class of Science and Engineering

CHEN Jie
（China Maritime Police Academy,Ningbo 315801,China）

"Teaching material redevelopment"becomes an important way to solve the contradiction between the unity of teaching materials and the diversity of student needs.Based on"the procedure of text transform by teachers based on curriculum standard and the student needs",this paper analyzes College Physics Teaching Material by student needs and"Teaching requirements about College Physics Teaching Material of Non-physical Class of Science and Engineering",discusses College Physics Teaching Materialredevelopmenton Ability and Quality requirements,individualand learning requirements and Future Careers Development requirements.

redevelopment;student needs;text transform

O4-4

A

2095-2384（2016）01-0044-03

（责任编辑 穆 静）

2015-11-25

陈杰（1982-），男，浙江海宁人，讲师，主要从事大学物理教学研究。