五版本初中物理《大气压强》对比分析及教学启示

唐成晨

摘 要：备课作为教学工作的首要一环，是教师上好课的关键.其中备教材在很大程度上取决于教师对教材资源的把握以及教师自身知识广度.本文以初中《大气压强》一节为例，从课题引入、科学探究、视野拓展、课后习题四个环节编写思路对五个版本教材进行了对比分析，得出教学启示以提高教师备课质量和课堂教学效果.

关键词：备课;大气压强;教材

目前，绝大多数教师在授课时往往拘囿于单版本教材，在备课时也只是参考该版本的教材解读，其他版本教材中的优势和资源被闲置[1].本文通过对《大气压强》一节在苏科版、教科版、人教版、北师大版以及沪科版中的编写思路进行对比分析，挖掘各版本教材中的巨大教学价值，以供教师在备课时能集众家之所长，丰富教师教学认知，开阔视野，进而提高备课质量.

1 《大气压强》课前分析

大气压强安排在固体压强以及液体压强之后，学生对压强有所了解.但由于气体看不见，摸不着，气体压强很容易被人们忽视.大气压强更为抽象，虽然我们生活在大气中，但却很难感受到大气的存在.相比于固体、液体压强，学生脑中很少有关于大气压强的实例.由于缺乏感性认识，所以通过实验让学生观察并感受到大气压强的存在是课程顺利进行的先决条件.2011年版义务教育物理课程标准中明确提出本节的要求，即注重与实际生活的联系，学生要知道大气压强以及与人类生活的关系.其中本节的重点就是要使学生了解大气压强的存在，并能用大气压解释生产、生活中的一些现象[2].难点则是经历科学探究过程，掌握大气压的测定.在课标中，科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式.通过科学探究，让学生获取物理知识，领悟科学探究方法，发展科学探究能力，体验科学探究的乐趣.为此，科学探究过程的设计是教好该节课的核心部分.

2 《大气压强》各版本教材编写思路比较

2.1 课题引入对比分析

课题引入是师生情感共鸣的第一音符，是师生心灵沟通的第一座桥梁.课题引入的好坏往往直接影响着整堂课的效果，好的引入可以较快的集中学生的注意力，调动学生学习的积极性，提高课堂效率.五版本教材课题引入对比分析如表1所示.

苏科版通过教师演示易拉罐变瘪实验来启发学生思考易拉罐变瘪的原因.教科版，人教版以及北师大版都是以图片的形式展示生活中的实例，进一步让学生思考这些司空见惯的现象所蕴含的物理知识，如吸管吸饮料.沪科版则是通过类比的方式，将地球比作苹果，把大气比作苹果的表皮，直接告诉学生我们周围包围着大气层，由于果皮（大气）有重力，所以果皮（大气）有压强.各版本都涉及到了马德堡半球实验，通过有趣的物理故事来激发学生学习兴趣.苏科版通过演示实验来引入课题，沪科版以类比的方式，化抽象为具象，充分利用了学生已有的知识经验，相较其他三版本，苏科版以及沪科版有着较好的课题引入效果.

2.2 科学探究对比分析

物理课程标准明确了科学探究不仅是学生的学习目标，又是一种重要的教学方式.通常科学探究涉及提出问题、猜想与假设、设计实验与制定计划、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作七个过程.科学探究旨在使学生经历完整的探究过程，主动获取物理知识，领悟科学探究方法，养成实事求是的科学态度和用于创新的科学精神.五版本教材科学探究对比如表2所示.

随之，设计了两道例题.其中一道是思考为何不用水做该实验，激发学生思考热情.第二道则是将所学的液体压强和气体压强结合在一起，问5m深水池底部所受到的压强

比较发现，只有苏科版在科学探究环节选择的是用注射器来粗侧大气压强值，并经历了提出问题、设计实验与制定计划（包括实验数据表格的设计，仪器的选取）、进行实验与收集证据、分析与论证（主要分析导致测量值与真实值有偏差的原因以及如何改进）.苏科版对托里拆利水银柱试验并未做过多介绍，只需学生了解一个标准大气压约等于76cm水银柱所产生的压强.

其余四版本教材都是选用的托里拆利水銀柱实验来测大气压强值.简单模拟了托里拆利水银柱实验，结合液体压强公式推导计算出大气压强值.仅涉及了提出问题，进行实验与收集证据两个过程.沪科版在推导计算出气压值后，立即设计了两道例题，主要让学生思考为何托里拆利不用水来做实验以及考察5m深水池底部所受压强，即将空气压强与液体压强结合在一起.

苏科版科学探究有着比较完善的操作流程和反思，能更好的培养学生的科学探究能力.其他版本在此方面有所欠缺，但是沪科版设置例题的方式也值得学习.

2.3 视野拓展对比分析

视野拓展指的是一些非主体内容，即该内容主要是以文字阅读和图片的形式呈现，旨在拓展学生的知识面，开阔视野，更大地激发学生学习物理的兴趣.五版本教材视野拓展对比如表3所示.

在视野拓展方面，五版本教材有着显著的共同点，将物理知识与生活实际紧密联系.各教材都介绍了测量气压的装置，详细介绍了金属盒气压计的构造及工作原理，还有大气压强随高度的变化以及高压锅的原理.

另外，苏科版介绍了流体的概念，流体压强与流速的关系，以飞机，火车站旁的安全黄线生活事例拓展了学生的视野.

人教版和北师大版还介绍了活塞式抽水机的工作原理.北师大另补充了离心式水泵的工作原理，具体介绍了两者的工作环境特点和局限.使学生了解到根据特定地形选择汲水装置的知识，与生产劳动结合更加紧密.

沪教版列举了大量生活中利用气压工作的实例，如拔火罐，吊水，钢笔吸墨水等，最后介绍了人类的呼吸机制，列举高原反应以及对潜水人员的保护措施来使学生感受到大气压的变化会影响人类呼吸，加深学生对自然的敬畏.

2.4 课后练习对比分析

课后习题的设置也是教学的重要一环.习题主要有巩固知识、训练能力、培养习惯和提供反馈四大功能.它能培养学生分析问题解决问题的能力，也是培养学生素质的重要手段.本文将课后练习分为简答题（即结合所学知识解释说明物理现象）、计算题、科学探究题（以实验形式呈现）和实践拓展题（学生课后动手制作器具）.五版本教材课后习题对比如表4所示.

教科版同样注重培养学生解释说明问题的能力，设计的两道计算题，不仅考察了学生对P=F/S公式的理解，也将气体压强与液体压强知识相结合，更好地帮助学生融汇贯通所学知识.

人教版设计的习题则比较新颖，血压的估算以及盆景中的自动供水装置两道题需要学生课后自己搜集资料并结合所学进行解答;另外三道计算题，不仅注重培养学生公式的运用及运算能力，更关注学生通过数据发现问题的能力，例如对模拟马德堡半球实验中实际拉开半球的力与理论计算出的力是否有偏差？导致偏差的原因？进而分析用马德堡半球来测大气压的不便之处.该版本设计的习题在考察学生是否掌握该节知识的同时注重培养学生主动发现问题，解决问题的能力.

北师大版和沪科版同样都涉及到了简答题和具体的计算题.值得注意的是，北师大版中将利用“注射器测大气压”以探究题的形式来命题，沪科版中在设计的计算题中大多将气体压强与液体压强结合在了一起.

习题是检验学生掌握知识程度以及课程教学质量的重要工具.人教版设计的习题新颖独特，能够激发学生的解题热情.习题的解答过程潜移默化的训练了学生搜集处理信息的能力、计算能力、主动发现问题与解决问题的能力.值得选用其他版本教材的教师去学习补充.

2.5 图片数量对比

图像作为教材最直观、最具特色的部分，它不仅是文字的补充，更是激发学生学习兴趣的重要工具[3].对五版本教材在各个环节设置的图片数量对比如图1所示.

教科版与沪科版在课题引入环节设置了6张图片，多于其余版本教材，更能抓住学生眼球，激发求知欲.在科学探究环节中，教科版的图片数量明显多于其余四版本，科学探究主要是讓学生经历与科学工作者相似的探究过程，获得物理知识，领悟探究方法.作为一项重要的课程内容，以图片的形式呈现更能培养学生的主体性.视野拓展和课后练习两环节中，五版本教材都注意到图片的重要性，设置了大量图片.习题中设置图片，不仅激发学生的解题欲望，而且能更好地帮助学生理解题意.

3 教学启示

3.1 多样化课题引入方式，激发学生学习兴趣

由于大气看不见，摸不着，学生很难认识到大气压强.但生活中不乏与大气压强相关的实例.教师要从生活入手，由现象提炼物理本质.如教科版，人教版，北师大版教材中举出的吸管吸饮料，真空吸盘等蕴含着与本节课相关的物理知识.举这些例子学生更容易接受，也能激发学生的学习兴趣.苏科版演示易拉罐变瘪实验的做法有助于让学生观察直观现象，充分调动了学生的视听觉，激发学生的探索欲望.在课题引入环节，教师可以结合学生学情，综合运用演示实验以及举例的做法.

3.2 注重科学探究过程，培养科学素养

实施科学探究式教学对提高学生的科学素养具有重要作用，由于科学探究的问题常涉及某一物理知识，容易使教师把注意力仅放在知识目标上，“过程与方法”和“情感态度与价值观“层面被忽视.因此，教师在备课时应格外注意让学生切实经历科学探究的七个环节.在该方面，教师可以参考苏科版的科学探究设计，综合考虑科学探究各环节之间的衔接性以及学生实际情况进行教学设计.在活动过程中，鼓励学生积极参与思考，教师也应适当给予鼓励和协助，提高学生的科学素养.

3.2 丰富教材资源，加强STS教育

五版本教材都涉及到了物理知识与生活的联系，但只有人教版与北师大版涉及了物理知识与生产的联系.如北师大版中详细介绍了两种广泛应用于生产的抽水机，即活塞式与离心式，使学生深刻体验到物理技术对生产劳动的巨大推动作用.教师在备课时，可以结合学生学情、本地的现实内容选取一些与生活生产结合紧密的事例充实到课堂中.可以尽量采用图片，视音频等多媒体资源来强化视听效果，提高学生课堂听课效率.

3.3 巧设习题，考察学生综合能力

课后作业不应局限在对物理习题的演算上，还应加强与生活，与前面所学知识的联系.教师可以参考人教版教材中的习题，补充一些新颖独特的题型，这些题目不仅检验了学生课堂知识的掌握程度，更需要学生阅读资料、观察调查，而这些也应当成为课后作业的一部分，它们是物理联系生产、生活的重要方式.如人体血压的估算以及盆景中自动供水装置两道习题，培养了学生课后阅读资料，收集信息的能力.沪科版设计的将气体压强与液体压强相结合的习题，培养了学生综合运用所学知识处理问题的能力，同样值得教师借鉴.

4 结论

课标是教材的依据，教材是课标的具体表现形式之一，各版本教材各有特色，具体表现在：苏科版科学探究过程完整，注重培养学生的科学素养;教科版注重实验的模拟，重视对学生分析改进实验能力的培养;人教版在习题的设置中，以新颖培养学生综合能力见长;北师大版本在事例的选取中，非常关注物理与生产劳动的结合，不惜笔墨介绍了两种有着广泛应用的抽水机，使学生更能体会到物理发展对生产的推动作用;沪科版则重视将物理知识与人类最基本的生命活动如呼吸结合在一起，促进学生横向发展的同时，使学生对大自然心生敬畏.因此，教师应当“用教材教”，而非“教教材”，在备课时，应综合考虑各版本的优势，互相取长补短，从而提高备课及课堂教学质量.

参考文献：

[1]邓妍，孙玥.五版本初中物理教材中《光的反射》的比较分析与教学启示[J].物理教学探讨，2019，37（03）：25-27.

[2]丁玉祥. 《义务教育物理课程标准（2011年版）》修订特点及对当前物理课程教学的启示（续）[J].中学物理教学参考， 2012，41（04）：2-3.

[3]张孟影， 袁海泉. 苏科版初中物理教材中图像特征研究[J]. 物理之友， 2019，35（01）：10-12+14.

（收稿日期：2019-06-19）