高中物理教科书插图中的隐性知识研究

【摘 要】本文以2019年人教版高中《物理》（必修一）为例，从教科书插图的概念、分类分析插图所蕴含的隐性知识及其功能特点，以期对高中物理教师的教学以及学生的知识理解能力提升有所帮助。

【关键词】高中物理;教科书插图;隐性知识

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2020）34-0253-02

新课程改革以后，插图在物理教科书中有了更多的呈现方式，越来越成为教师以及学生在教学过程中不可忽视的内容。相较文字而言，插图在给学生提供更加直观的感受和明显记忆点的同时，蕴藏了丰富的隐性知识，是对物理课本知识内容的有效延伸[1]。在教师的引导与隐性知识学习的共同合作下，学生能充分掌握并学会运用知识。但是，不少物理教师只关注对教科书中文字的讲解，忽略了对插图中隐性知识的深度挖掘，导致学生在学习过程中对知识的理解拘泥于文字。因此，研究物理教科书插图中的隐性知识对提高教师的教科书分析能力及培养学生的知识理解能力和技能、情感都有重要意义。

1   教科书插图及其隐性知识概述

教科书插图指的是教科书中一些能够表现现象和事物特性或者是根据相关理论统计出来的表格图片。理科教科书和文科教科书的插图都能够给学生及教师直观且生动的感受，但理科教科书不同于文科教科书之处在于它的很多插图都是实验装置以及操作图。物理本身就是一门以实验为基础、逻辑性强、知识较抽象、与生活技术联系密切的学科，更需要一些插图帮助学生快速熟悉并理解书中的内容。

隐性知识是相对于显性知识而言的，主要指隐含在材料或者经验中并没有直接表征出来的知识内容，是未经系统整理的、往往隐含在人们的经验之中、容易忽略却又深刻影响人们行为的知识。教科书插图中的隐性知识是学生不易注意到且不善于分析的，是需要教师根据已有的经验和知识储备指导学生对插图内容进行深层次挖掘才能得到的知识。

2   教科书插图中的隐性知识及特点

笔者以教科书插图的分类为基础，从不同类型的插图入手，研究并论述插图中的隐性知识及其特点。

2.1  章节引入图

章节引入图意在吸引学生，初步激发学生对知识的学习兴趣。无论是从生活上还是从科学技术上引入，教师都可借助此类插图打开学生的视野，引导学生关心当前科技，关注本章重点知识内容，提升自身素养。第二章章首图为“磁悬浮列车”，磁悬浮列车是我国一项重大且令人骄傲的发明，它的运行给人们带来了巨大便利，其行驶速度最高可达每小时603千米，远远快于汽车，但不能说其加速度永远大于汽车，为什么呢？该插图不仅给学生形象地展现了我国当前磁悬浮列车的形态，还通过隐性知识为学生设下疑问，让学生对本章重点知识产生学习兴趣。教师也可借此向学生展示我国铁路方面的发展和进步，在潜移默化间培养学生的爱国情怀。

2.2  人物肖像图

人物肖像图中蕴含着丰富的物理学史知识，学习人物肖像图有利于学生研究物理学史。研究物理学史有助于让学生了解物理学科发展规律，也有助于培养学生的历史学精神。在教学中，挖掘人物肖像图中的物理学史知识，既可以帮助学生了解物理概念与理论的发展进程，还能够培养学生积极探究的良好科学态度。

教材图2.4-5描绘的是伽利略在做铜球沿斜面运动的实验，伽利略与许多人一起让铜球沿着具有不同倾斜角度的斜面运动，以此来研究自由落体的运动规律。教师可通过讲述其中相关的学史问题培养学生思考问题的意识，为学生树立学习榜样，以榜样的力量指导学生学习与探究，以物理学家的精神感染学生，培养学生乐于探索、善于发现与解决问题的能力，以及积极向上、严谨认真的科学态度。

2.3  生活物理图

生活物理图中插图比较丰富且生活化，其中隐含的物理内容与生活息息相关。生活处处有物理，物理时时应用于生活，新课程标准也提出了“从生活走向物理，从物理走向社会”的基本理念。而分析有关生产生活的物理插图中的隐性知识，既可以巩固课堂知识，又可以让学生在实际生活中积极地运用物理知识来分析并解决问题。

教材图1.1-3描绘了一幅“卧看满天云不动，不知云与我俱东”的图景，艺术性地折射了运动相对性的知识;教材图1.4-3“相同时间曝光飞机起飞时”的照片形象地展示了加速度、速度以及变化率三者之间的关系和区别，能让学生将生活与运动联系起来，充分理解和掌握物理知识。

2.4  实验演示图

实验演示插图向学生直观地展示了实验装置的结构、实验原理、操作步骤等隐性知识。物理是以实验为基础的学科，学会观察实验、规范操作、勤于动手、乐于探究是物理学科对学生学习的基本要求与最终目标[2]。

教材图2.4-1为实验演示图，清晰地展示了实验所需的实验器材以及玻璃管摆放位置，学生虽做不了实验，却可以在教师的引导下联想到基本的实验步骤和现象。同时，还能培养学生对实验探究的兴趣，提高学生的观察能力。教材图2.4-10展示的是生活中的小实验，图中第一位学生捏住直尺0刻度，第二位学生捏住直尺顶端，反映了根据刻度尺长度来测量学生的反应时间。该实验贴近生活，学生在生活中就可操作观察。教师可以借此类插图引导学生使用生活中常见的事物设计并操作实验，从而提高学生的动手能力与探索精神。

2.5  数据分析图

数据分析图包括数据表格和坐标图像两种图。表格与图像是在物理实验过程中分析和处理数据的一种常用方法，是直观反映物理量之间的关系的重要途径，善于挖掘并总结数据图中的隐性知识是一项重要的实验技能。

教材图4.3-1是关于探究牛顿第二定律的表达式的两幅图片，直观地呈现了在猜想与实际数据两种情况下加速度a与合外力F的关系，教师可借此引导学生思考图像的意义、图像的差别以及原因，然后总结出牛顿第二定律的内容和表达式。采用物理图像的方法能使学生探究规律更简便、直观。教师还可以借助此类插图培养学生通过读取图表、分析图表获取知识与技能的能力，增强学生的总结分析能力。通过对图像的隐性知识的挖掘和讲解，能培养学生对知识的严谨态度，让学生学习科学家的勇气以及科学严谨的态度。

2.6  模型示意图

模型法是揭示那些难以直接观察到的事物的内部构造、事物变化以及物理实验原理及规律的方法[3]。模型示意图是在编写教科书时，为利于学生理解，又不失物理原型的形态、特征与本质而对其进行的简洁刻画。

教材图1.4-1为加速度方向与速度方向的关系示意图，清晰地展现了在速度增加与减小的两种情况下加速度与速度方向的关系。学生从速度与加速度的箭头走向中能直接得出结论，并联系所学知识，加深对物理知识的理解与灵活运用。教师利用此类插图可以将复杂的知识用简洁的方式呈现给学生，帮助学生理解记忆、加深印象。

通过上述分析可知，物理教科书插图中确实蕴含着丰富且有待挖掘的隐性知识，每一张插图都在其所在章节的教学中发挥着重要作用。所以，在教学中，教师要充分发挥对学生的指导作用，让学生不再拘泥于书面文字而忽略插图中的隐性知识，在不断探索、分析、整合中獲得插图中的隐性知识。教师要针对不同类型的教科书插图以及不同学生的知识水平方面采用恰当的教学策略，使隐性知识充分显性化，从而帮助学生掌握知识内容。教师要在学生获取隐性知识的过程中提高学生对物理知识的学习兴趣，培养学生对生活中物理问题的观察、分析与处理能力，增强其分析与处理实验数据的能力以及构建与理解物理模型的能力;要在知识与能力的基础上，培养学生善于思考、勤于动手的探究精神以及严谨认真的科学态度。

【参考文献】

[1]杜爱慧，卢美枝.中学物理教科书插图中的隐性知识及其运用策略探讨[J].教育理论与实践，2014（34）.

[2]杨乐.中学物理教科书插图中的隐性知识及其运用策略探讨[J].教育现代化，2016（3）.

[3]侯新杰，阮舒雨.初中物理教科书插图中的隐性知识和运用策略[J].教学与管理，2019（15）.

【作者简介】

刘佳（1997～），女，汉族，吉林双辽人，吉林师范大学学科教学（物理）专业2019级在读研究生。研究方向：学科教学

（物理）。