初中物理教科书插图中的隐性知识和运用策略

侯新杰 阮舒雨

摘   要 初中物理教科书插图中含有丰富的隐性知识，它们对物理教学有着不可或缺的重要价值。文章运用文本分析法对人教版初中物理教科书插图进行了分类、统计和分析。针对每类插图隐性知识的类型和功能提出了运用插图的策略。

关键词 初中物理  教科书插图  隐性知识  文本分析

《义务教育物理课程标准》指出：图片是呈现科学情境的重要形式，教材要注意充分发挥图片形象、直观、易懂、有趣的特点。教材中所用图片和图表要尽可能选用与内容要求相符的最新科技成果，使学生除了学到科学知识和科学方法外，还能感受到时代的脉搏，保持积极向上的精神状态[1]。但是教学实践中不少物理教师只注重对教科书文字信息的讲解，忽略对教科书插图中隐性知识的挖掘。因此，研究初中物理教科书插图中的隐性知识和运用策略对更有效发挥插图的功能进行物理教学具有十分重要的意义。

一、教科书插图中隐性知识的统计分析

物理教科书的插图中存在着大量的隐性知识，这些隐性知识是物理教学中不可或缺的重要内容。我们用文本分析法对人教版八年级物理上下册教科书插图进行分类与统计，对其中隐性知识的功能进行剖析，然后提出不同类型插图中隐性知识的运用策略。各类插图中蕴含的隐性知识及其统计分析见表1。本文对教科书中有标号的插图做了统计，若一个标号有多幅插图，按多幅插图统计。

二、教科书插图中隐性知识的运用策略

1.科学与技术相关图

随着科学技术的发展，知识密集型的高新技术产业逐步兴起。“图6.4-5 气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能，有多种用途。”它属于科学与技术相关图，展示了信息时代下半导体等新材料的应用、发展趋势和价值。在物理教学中，教师应借助此类插图引导学生关心当前物理前沿科技的新思想、新进展，帮助学生扩大知识视野，提升科学素养，树立科学的价值观，学习、掌握和使用最新科学技术。

2.社会与环境相关图

插图内容较为生活化，与社会环境联系紧密。“图3.4-4 因缺水而龟裂的稻田”真实反映缺水的严重性，让学生充分了解水资源短缺的现状，激发学生珍惜水资源的内心情感。教师可以借助此类插图培养社会责任感和环保意识，提高将所学知识更充分、有效地用于改善社会环境的能力，教育学生爱护大自然、保护社会环境。

3.原理模拟图、模型示意图

“图3.3-8 电冰箱原理图”清晰地展示实际生活中电冰箱的内部结构、工作原理、各部分结构的工作方式和过程。通过插图学生可以充分了解电冰箱的工作性质，教师可以利用此类插图培养学生探究其他生活中常见电器或其他物件的好奇心和探索精神。

“图4.2-6”是模型示意图，清晰地展示了在镜面反射和漫反射中光的传播路径和传播特点，学生结合生活经验中光照射到镜子上反射到眼睛里和光照射到书本上反射到眼睛里的不同感受，对镜面反射和漫反射中光的传播路径有更清晰的认识。此类插图用物理模型形象地描绘了其原理，引起学生的好奇心，提高注意力，有利于对物理概念的理解和记忆。教师利用此类插图将复杂的物理原理用简洁清晰的插图呈现给学生，可以帮助建立物理模型，让学生获得更直观形象的感受，加深学生对物理原理的理解，提高灵活运用的能力。

4.物理学史相关图

物理学史是科学史的重要组成部分，是沟通科学与人文的桥梁，具有重要的素质教育作用。它可以帮助学生树立历史主义和批判主义精神，培养学生科学思维方法、创新意识以及高尚的思想品德[2]。

物理学史相关图包含物理学家人物肖像图。在人教版八年级物理上册科学之旅“科学·技术·社会”栏目中，“图12 年轻的伽利略在想什么？”表示伽利略在观察教堂的吊灯在有节奏地摆动。看着这幅图，学生可以结合生活中的钟摆，跟随年轻的伽利略的思维一起探究摆的特性。教师借此可以培养学生发现并思考问题的意识、探索真理的兴趣、进行科学研究的严谨态度，训练学生探究物理问题的能力和方法。

物理学史相关图也包含早期实验仪器图。“图5.5-6 伽利略时代的望远镜”为早在十七世纪初伽利略用来观察天体的自制望远镜。比起现代的望远镜伽利略自制的望远镜虽然简陋，但可以清晰明了地展示望远镜的基本构造和使用方法。借助此类插图教师可以激发学生对实验仪器的好奇心，培养学生动手制作简易实验装置的能力。

5.实验图

“图3.2-1 观察融化现象的实验装置”为实验室实验图，清晰地展示了实验所需仪器及摆放秩序。教师可以运用此类插图培养学生对实验探究的兴趣、对物理实验科学性与规范性的认识、对实验仪器和实验装置识记和掌握的能力，提高学生的实验观察能力。

“图2.1-7 桌子能否传声？”属于生活小实验图。图中两个同学用课桌做实验，一个同学轻敲课桌，另一个同学把耳朵贴在桌面上，感受声音的传播。生活小实验图贴近生活，教师借此引导学生使用生活中常见物件动手制作实验所需装置、设计并进行实验验证自己的猜想，培养学生的探索精神和实验创新能力。生活小实验类插图提高了学生对物理学习的兴趣，有效地使插图中的隐性知识显性化，让学生在生活中轻松愉快地学会物理知识。

6.知识表格、数据表格等图表

“图3.2-2 绘制海波熔化时温度随时间变化的图像”和“图3.2-3 绘制石蜡熔化时温度随时间变化的图像”所示两实验，教师引导学生先观察实验读取数据、画出并分析图像的含义，然后总结海波和石蜡熔化時温度随时间变化的特点，最后概括本节课的重点：晶体和非晶体的物理概念。学生从图表中可以清晰看出数据的变化特点，结合实验中海波和石蜡的熔化现象，对晶体和非晶体的抽象物理概念有更深刻具体的认识。对于此类实验数据表格图表，实验前教师可以先引导学生做出猜想和假设，再让学生对表中所描绘数据进行交流讨论，培养学生自己总结物理规律的能力。知识表格、数据表格等图表内容可以培养学生认识图表、绘制图表、读取并分析图表中各类数据并获取物理知识的能力。

7.实物图

实物图具有直观形象的特点，能让学生更清晰明了实物的结构特点。教科书中的实物图有实验室实物图和生活中的实物图。

“图6.1-2 托盘天平”清晰地展示了實验室实物托盘天平的原貌，教师利用实验室实物图可以让学生充分了解其构造、使用方法、注意事项等，有助于学生对其形象的记忆和用法的掌握，提高识记效率。

“图9.1-4 通过什么方法增大或减小压强”展示生活中四种常见实物——推土机、篆刻刀、破窗锤、火车轨道，它们是生活中典型的体现增大或减小压强的例子。生活中的实物图唤起学生的生活经验，丰富学生的感性认识，为学生的思维加工奠定基础。教师利用生活中的实物图可以让学生体会到物理与生活密切相关，充分调动学习物理的兴趣，培养学生从生活常见的事物中发现物理知识的习惯和能力。

8.思维导图

“图3.4-2 水的三态联系”思维导图清晰地总结概括出本章的学习重点：物质的三种状态和六种物态变化。教师可以运用思维导图帮助学生把握几个知识点的联系，加强学生理解抽象的物理概念、总结物理规律、建构知识体系、提升问题解决的能力。教师应充分利用教科书中的思维导图来训练学生物理思维能力，教导学生学会绘制思维导图，培养学生学完一专题后对其中重要知识点及其之间的联系进行归纳总结的习惯。

总之，人教版八年级物理教科书插图中蕴涵着大量的隐性知识，具有重要的教育价值。在实际教学过程中，教师应积极创设与教科书插图相关的教学情境，恰当地使用、挖掘插图中的隐性知识，使其充分显性化并积极发挥教育功能，提升学生对相关物理知识的理解和应用能力，教师通过对学生进行一些形象引导，让学生在感性认识的基础上不断反思、探索、分析、整合，获得物理插图背后蕴含的丰富的隐性知识，进而培养学生的观察能力、动手操作能力、构建物理模型模拟物理原理的能力、分析图表的能力、通过观察实物提高识记效率的能力以及归纳总结专题知识的能力。教师引导学生根据插图查资料，了解相关物理学发展进程及物理学家的事迹，树立探究自然奥秘、发展科学技术、造福社会和保护社会环境可持续发展的观念，形成正确的情感、态度和价值观。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2] 吕增建.论物理学史的素质教育功能[J].自然辩证法通讯，2009，31（02）.

[作者：侯新杰（1963-），男，河南长葛人，河南师范大学物理与材料科学学院教授，硕士生导师，博士;阮舒雨（1993-），女，河南洛阳人，河南师范大学物理与材料科学学院在读硕士研究生。]

【责任编辑   杨   子】