苏科版初中物理教材中图像特征研究

(苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006)

1 引言

图像作为一种最常用的信息载体,是人类视觉的基础。图像包含了被观察对象的相关信息,是图形和影像的总称。图像作为教材中最直观、最具特色的部分,在教学中是一类重要的辅助工具,它是对文字的补充和说明,具有激发学生的学习兴趣、使学生观察和感受到更加直观的物理世界的作用。我们应该仔细研究教材中的每一幅图像,深入挖掘图像的内容、特点以及教学功能,从而引导学生正确阅读和理解物理教材图像。

2 苏科版初中物理教材图像的分类

2.1 按知识模块分类

除一些指示图外，教材正文的图像可以分属于四个知识模块,分别为物理知识介绍、物理实验教学、物理习题教学和物理知识拓展(如表1)。

表1

续表

2.2 按呈现方式分类

根据图像的呈现方式可以将教材图像分为实物图、漫画图、示意图、函数图和组合图(如表2)。

表2

3 苏科版初中物理教材图像的特征分析

3.1 总体数量特征分析

如表3所示,随着年级的递增,图像数量以及密度(每页教材的平均图像数)出现减少的趋势。八年级上学期是初中生学习物理的入门阶段,而图像作为直观的教学工具,可用来吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,以引导学生更快地进入物理学习,因此八年级上册教材中的图像数量明显比其他3本教材中的图像数量要多。

3.2 知识模块特征分析

(1) 知识模块总体数量特征分析

由表4可知,知识介绍模块图像数量最多,习题教学模块的图像数量最少。这是因为知识介绍模块更倾向于引导学生进入新一章节的物理学习,更多的图像能够吸引学生的注意力,更直观地展示生活中的物理现象,从生活引入物理。而习题教学模块的图像则是起到向学生介绍题目或者展示课外活动的作用,更注重学生能够通过亲身经历来感受和学习相关物理知识,因此表现出图像数量少于其他模块的特点。

表4

(2) 各册教材图像的知识模块特征分析

由图1可知,苏科版初中物理教材中各个模块的图像分布不均。知识介绍和知识拓展模块的图像在八年级上册教材中得到了充分的体现,其次是实验教学模块;习题教学模块的图像在四本书中体现出来的数量差异很小,分布比较均匀。除八年级上册外,另外3本教材中的图像知识模块间分布较为均衡。

图1

3.3 知识内容特征分析

本文通过对不同知识内容中所出现的图像数量进行统计,以此得出苏科版初中物理教材中不同知识内容中的图像密度(如表5)。

表5

由表5可看出,教材中“运动、力与能量”这一知识内容中的图像最多,“声与光”部分的图像密度(每节教材的平均图像数)最大。这表明对于声现象和光现象等内容,多彩的图片能够更好地带领学生进入声与光的世界,从而关注到平时没有注意到的一些现象,将其与物理联系起来,使物理走向生活。

3.4 呈现方式特征分析

由表6可知,教材中共有757幅图像,实物图和示意图的数量较多,函数图的数量最少,只有12幅。

表6

由图2可知,不同呈现方式的图像在不同册教材中所占的比例不同。特别是在八年级教材中,实物图所占的比例最大,其次为示意图;而在九年级教材中,示意图所占的比例最大,实物图次之;从整体来看,四本教材都呈现出函数图数量较少的特点。

图2

4 结论和建议

4.1 图像特征总结

(1) 八年级上册图像数量最多、密度最大

初中物理较低年级学生所用的教材中图像数量较多,密度较大,高年级教材的图像数量较少,密度较小,这种现象体现出图像作为一种直观的工具能够更好地帮助学生尽快融入物理课堂的特点,学生在八年级上学期刚刚接触物理这门学科,更多的图像能够激发学生学习物理的兴趣,有利于学生尽快接受物理这门新课程,便于帮助学生打破理科难学的畏难心理,用更加直观、有趣的方式来吸引学生的注意力,更好地进行物理的学习。

(2) 物理知识介绍模块的图像数量较多,物理习题教学的图像数量较少

物理知识介绍包括对概念和规律的介绍,更多的图像能够形象地向学生展示物理新知识,更好地引导学生认识物理规律;物理习题中所包含的图像数量较少，更多是因为教材在编排上更期望学生能够亲自体验学习和探究过程。

(3) “声与光”部分图像密度高

声现象和光现象是生活中最常见的部分,在教材中用图像举例比较容易,同时,在声与光的教学过程中,较多以现象展示的形式入手,因此这部分图像数量较多。其余三个部分更多是以规律教学为主,图像数量相对较少。

(4) 实物图与示意图数量较多,函数图数量较少

八年级和九年级教材均呈现出实物图和示意图所占比例最高、函数图最少的特点,不同点在于前者实物图多于示意图,后者示意图多于实物图。从实物图介绍到示意图占据比例变大的过程中,体现出了教材符合初中学生思维的特点,实物的介绍能够为学生提供更多的感性材料,能够有效地帮助学生实现思维从形象思维向抽象逻辑思维的过渡,而九年级学生已经接触过一段时间的物理概念和规律,此时更多的示意图能够帮助学生更深一步地掌握物理规律。

函数图像过少且抽象程度过低是初中学习过渡到高中学习的重要阻碍之一,会导致学生在升入高中时无法理解相关物理规律中的函数关系,如必修一的速度与时间图像以及后来对理想气体状态方程的理解等。

4.2 图像优化建议

根据对苏科版初中物理教材的图像进行统计和分析,笔者提出以下4点优化建议。

(1) 合理配置图像的数量,做到模块均衡

已有的教材已经具备了平均每页有一到两张图像的特点,但从四个模块上进行分析,物理知识介绍、物理实验教学、物理习题教学以及物理知识拓展都是教学过程中重要的部分,因此在数量分配上可以根据教学情况进行适当的调整,如增添更多的习题教学模块图像。

(2) 合理利用图像的自然特性,发挥教学潜能

在类似“声与光”的知识介绍中,尽量保持图像呈现物理现象的特点,充分发挥图像的自然特性,让学生更加直观地认识生活中的物理现象,深切体会物理与生活密不可分。

(3) 充分发挥图像的逻辑特点,增添函数图像

对于教材图像的呈现方式要进行合理地优化。数学作为自然学科的基础和辅助工具,其中的正比例函数、反比例函数、常数函数和一次函数等对物理物态变化、运动、力以及电与磁等内容的学习有着重要的作用,如果能把数学中的函数和物理图像进行有机结合,帮助学生了解物理规律,并且抽象程度越高的函数图所蕴含的物理意义更加丰富。因此教材在进行图像编排时可以适当增添函数图,由浅入深,帮助学生

更好地理解物理规律,迈过由初中过渡到高中的难度台阶。

(4) 适时更新图像的选用,做到与时俱进

图像作为呈现科学情境的重要形式,要充分体现形象、直观、易懂、有趣的特点,尽可能地符合物理教学的要求,符合学生的心理特征,与生活相联系,与我国科技发展相关联,让学生在学习的过程中感受到新时代的脉搏,激发学生积极向上的精神风貌,因此对于教材图像的优化和更新必不可少。