人教版初中物理新教材“问题”栏目情境分析与教学建议

摘 要 人教版初中物理新教材在每章节伊始新增设的“问题”栏目是本次教科书更新的特色与亮点，蕴含着丰富的情境教学资源。研究发现，人教版初中物理新教材“问题”栏目的情境设置有如下特点：以真实情境激活生活经验，提升学生物理学习动机；以劣构情境驱动认知冲突，促进学生深度学习发生；聚焦情境创设的素养立意，指向物理教学目标达成；重视情境与问题的关联性，提出引入探究的真问题。在应用“问题”栏目进行教学时，可通过科学准确理解问题情境教学功能、以多模态资源丰盈问题情境形态、充分发挥素养导向情境育人价值三大维度最大限度发挥此栏目的教学意蕴。

关 键 词 物理教科书；核心素养；问题情境；初中物理教学

荆鹏.人教版初中物理新教材“问题”栏目情境分析与教学建议[J].教学与管理，2025（01）：49-52.

教科书在教学实施与课程标准之间发挥着重要的桥梁作用，是落实课程理念的关键载体，而情境作为物理教科书中重要的有机构成，深刻影响着义务教育阶段物理课程的教与学。《义务教育物理课程标准（2022年版）》（以下简称“《课标》”）将“突出问题导向，强调真实问题情境，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力，发展核心素养”作为本次课标修订的课程理念之一[1]，并在“教学建议”部分强调“突出问题教学”“倡导情境化教学”。缘于此，2024年人教版初中物理教科书（以下简称“新版教科书”）在每章节伊始设置了“问题”栏目，以引发学生在已有认识基础上继续学习新的内容的动机，指向发展学生核心素养。“问题”栏目情境的特征表现如何，在物理教学实践中如何有效应用，直接关涉教科书功能价值的实现。研究选取新版教科书八年级上下册“问题”栏目的情境为研究对象，以情境类型学为基础构建量化分析框架，从情境视角进行分析并给出了该栏目的教学使用建议。

一、“问题”栏目的情境分析方法

1.研究的教科书样本

研究选取新版教科书八年级上下册两本教科书进行分析，原因有二。一是人教版教科书是当前国内使用最为广泛的初中物理教科书；二是本次人教版物理教科书总体设计思想是让学生带着问题，边思考、边学习，重视通过创设真实的问题情境，提出引入探究的问题[2]。八年级是学生正式开始物理课程的学段，这一阶段通过问题情境激活学生学习动机，促进学生深度学习和核心素养发展具有重要现实意义。其中，上册包含机械运动、声现象、物态变化、透镜及其应用、质量与密度六章，下册包含力、运动和力、压强、浮力、功和机械能、简单机械六章，共计52节，涉及义务教育物理课程内容框架的五个一级维度。除跨学科实践部分章节外，均设有“问题”栏目，最终选定47节的“问题”栏目进行情境分析。

2.分析维度的划分与框架确定

情境类型学创始人罗日叶提出的情境类型的三大划分维度，他认为从辨别参数、内容参数和装扮参数3个维度可实现对情境的评价。其中，辨别参数是只需由情境的外部要素进行描述的参数，其无需将情境的内部因素纳入考察范畴，换言之，是“以情境的外在特征为基础对情境做出的定性判断，而不涉及情境的解决问题”，譬如情境所在的学科领域、开放程度、所寻求的教学功能，或者其已知条件的性质等；内容参数则是独立于情境呈现的方式，蕴含着情境教学的关键要素，是解决问题情境所必需的知做技能和知存态度如所追求的目标、使用的方法、问题的独立性和解决的步骤等等；装扮参数则涉及情境设计过程中被人为“装扮过的”“教学论化的”情境，通过设置障碍和帮助，主要包含表现和情境的呈现有关的屏障与帮助的参数和情境激发动机的特征有关的参数两部分[3]。

尽管情境类型学为设计和分析情境提供了一个框架指南，但这一框架的部分维度和指标存在主观性强和边界模糊问题，且更倾向于职业发展。对此，罗日叶亦认为，部分参数难以摆脱主观判定，例如内容参数中的“情境意味深长的特征”更多地存在于抛给学生的挑战里[4]，不易把握这一与学生认知图式和先验经验有密切关联的特征。因此，为了提升分析框架的有效性和适用性，需对“情境类型学”框架进行修订与优化，依据《课标》、初中阶段学生的认知发展特征以及现有的相关研究，对“情境类型学”框架进行整合重复条目、精简冗余内容等修订与优化，强化框架的针对性，进而提升分析框架的信效度。例如，将“所追求的目标”“被运用的知识、知做技能和知存态度”这两个维度及其子维度，取代为《课标》提出的物理学科核心素养。初拟框架确定后，邀请3位研究人员依据其进行编码测试，对集中出现问题的指标维度参考研究人员的建议进行进一步修订，得出本研究分析框架（见表1）。

3.分析方式说明

为提升编码的科学性、客观性和可操作性，先使用2章此栏目内容对参与编码的3位研究人员进行培训。在正式分析阶段，遵循以下三个原则。一是明确性原则。编码严格按照分析框架进行，通过详细地定义每一个编码类别，包括其内涵、外延以及与其他类别的区别，以便减少主观判断的空间。如“开放等级”这一维度中的三个选项具有明确的辨别标准，开放（D1）的情境拥有若干解决方案，这些方案理论上彼此价值相当，半开放（D2）的情境则是所有条件都给出或者解决方案是唯一的，封闭（D3）的则是在情境表述中呈现全部的条件信息、解决方案是唯一的。二是一致性原则。在整个分析过程中，编码标准应当保持一致，即对于同一分析材料，采用相同编码方式，并且在遇到不明确的情况时能够及时沟通以达成共识。例如，若情境在二级维度中有多个特征表现，则在选项中均将其编码计入。如“透镜”一节“问题”栏目内容为“用照相机拍照，可以把瞬间的情景留作永恒的记忆；用投影仪投影，可以使教室里的同学看到放大的图片；用显微镜观察，可以让化验室的医生看见血液中的各种细胞……这些仪器共同的主要光学元件是什么，它们对光有什么作用”。这里的情境既包含物理学科领域，同时又涉及生物等多学科内容，在确定情境学科领域时，在物理学科（C1）和跨学科（C2）均计入相应的情境次数。三是全面性原则。编码系统需要覆盖研究对象的所有可能情况，倘若“问题”栏目围绕某一情境设计了多个问题，则在相应的参数维度分别以问题数目为单位记录。

二、“问题”栏目的情境分析结果

本研究基于上述分析流程对研究对象分析后，得出新版教科书“问题”栏目的情境统计结果（如图1）。

1.以真实情境激活生活经验，提升学生物理学习动机

素养的核心是真实性，而真实性的最根本属性就是“情境性”[5]。目前学习科学的主流研究集中关注真实情境下的认知与学习[6]，认为真实情境可激活学生科学学习的认知体系中的相关结点，使新知与先验经验形成联结，促进学生对概念的理解。《课标》指出，教材内容应密切联系实际，加强与实际情境的关联，突出基于真实情境的问题解决[7]。真实情境的开放性、复杂性、多元性和限制性，能激发和保持学生解决问题的动机[8]。就情境范畴而言，个人的情境占比最大，而学科的、区域的、全球的情境相对较少。从就情境主题而言，着重选择贴近学生生活实际的情境素材，注重教材在“问题”栏目内容的基础性，指涉前沿科技、物理学史、自然现象等领域的内容相对较少，且在情境的学科领域维度可以看到，有近三成跨学科的情境占比，凸显注重从跨学科实践的视域甄选内容，意在培养学生的问题解决能力和审辩思维意识。

2.以劣构情境驱动认知冲突，促进学生深度学习发生

罗日叶认为，问题情境呈现出建构性的不稳定，这种不稳定不仅是建构性的而且它还常常是建构而成的， 其中有一个把问题加以“教学论化”的过程[9]。换言之，课堂教学中的问题情境并非应简单地反映现实世界的问题，而是经过人工设计形塑使其“劣构化”的产物，蕴含一种来自教育者的“企图”。此类结构不良的情境能有效扩大信息摄入、加工处理的强度，激活学习者现有的认知结构[10]，进而有益于驱动认知冲突、加深知识理解，形成结构化的知识脉络。在本次“问题”栏目的情境分析结果中可以窥见新版教科书中对结构不良的劣构情境的设置。总体来看，“问题”栏目的情境设置充分借鉴了现代学习理论的前沿理念，给予学生“面对来自相异观点（alternative perspectives）的需要解决的认知失调（cognitive dissonance）”[11]学习体验过程，创设认知冲突的情境加速其物理学习概念转变和深度学习的发生。

3.聚焦情境创设的素养立意，指向物理教学目标达成

素养是知识、技能、理解、价值观、态度和欲望的复杂组合，指向现实世界中具体复杂情境中的问题解决，能够应对现实工作和生活中的各种复杂需求或挑战[12]。新版教科书中“问题”栏目的情境创设秉持素养立意，十分关注情境的教学实践价值，利教助学。就核心素养的指涉维度而言，物理学科核心素养的四大维度均有涉及。新版教科书遵循核心素养的要求设置“问题”栏目情境，既注重物理学的核心概念和基本规律，同时关注物理学的研究过程和思想方法等在课程学习中的重要价值，旨在促进学生学科核心素养的全面发展。

4.重视情境与问题的关联性，提出引入探究的真问题

任何有意义的学习均应充分调动学生自主学习的积极性，但脱离问题导向的情境无益于学生物理学习中深度达成行为参与、情感参与和认知参与[13]，并可能会弱化科学探究本质的理解以及削弱学习的效果。从现有结果来看，新版教科书编写过程中注重问题设计和情境的呈现形态，并关注问题与情境的关联性。具体而言，就问题的独立水平来看，多数为非单一问题程式，在问题组（链）中，问题间的关联性较强，也即说，问题通常不是孤立存在的，而是具有较强的依存性、进阶性和连贯性，而单一问题的设置中绝大多数问题表现出开放性的特点。就问题与情境的关联程度来看，绝大部分问题与情境呈现强关联，为学生在解决“真问题”以进行意义建构，提供了丰富的背景信息和实践机会。就情境的呈现形态而言，单一文本形态呈现方式占少数，主要通过插图或“文本+插图”的方式呈现，通过视觉辅助，意在更好地还原情境与问题的现实关联性，营造有利于促进迁移的氛围。

三、“问题”栏目的教学建议

1.强化问题教学：科学准确理解问题情境教学功能

《课标》认为，“问题教学”为学生提供了一个交流、合作、探索、发展的平台，在教学活动中以问题为线索，让学生在问题情境中探索和发现知识，掌握技能，发展创新思维[14]。新版教科书章节伊始的“问题”栏目从问题情境到任务设置严格遵循《课标》要求和义务教育阶段学生的认知规律，是兼具正确方向性、科学规范性的特色与创新的教科书资源模块。教师在教学实践中要以此栏目为重要参考锚点，有意识地将其中的问题情境进一步根据学情实施教学转化，在课堂的导入阶段可在此基础上引入实践活动、设定探究任务、提供资源工具等方式引导学生发现问题、提出问题，帮助学生形成良好的思维习惯，将该栏目的问题情境资源最大限度地发挥教学价值。由此，要求教师科学准确理解“问题”栏目情境设置的教学意蕴，在实践中通过以新奇的情境激发学生学习动机，由认知冲突引发学生深入思考，进而引导学生“从生活走向物理、从自然走向物理”。

2.因应技术赋能：以多模态资源丰盈问题情境形态

以学习者能够将获得的教益重新应用到新情境中的方式来学习他人的经验是一个复杂的元认知活动[15]。实验研究表明，学习环境的数字化转型可以带来更多模态的学习情境，有利于学习者在沉浸式的模拟情境中提高学习效果[16]。纸质教科书囿于载体，其在情境的呈现形态和构造方式上备受限制，多以文本与插图的不同组合形式呈现。当前生成式人工智能、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）等技术的蓬勃发展，为物理课堂教学情境的多模态生成，丰富学生对物理问题情境的感性认识，进而深化学生对核心概念、科学规律的理解提供了有效支撑，尤其是通过现实中难以捕捉的现象或者操作条件复杂且具有危险性的实验。教师可在厘定教学目标、考量现实条件后，充分借用技术工具进行多感官设计，补充“问题”栏目的部分情境，如按照物理规律制作而成的智能型软件进行模拟、利用VR技术构建虚拟实验室、结合音视频等多媒体形式等。多模态资源的运用使得物理教学活动超越枯燥乏味的桎梏，通过多感官通道有助于提高学生的学习动机和参与度，促进深度学习的发生。

3.关注意义建构：充分发挥素养导向情境育人价值

意义建构（Sense-Making）作为物理学习的积极协变量，是促进学生通过跨学科统整、迁移应用知识和经验去获得问题解决技能的过程[17]。“问题”栏目设置的素养立意，无论是从劣构情境促进高阶复杂心智的发展，还是真实情境推动学生认知、行为和情感地深度参与，都指向促进学生通过物理课程学习实现科学意义建构和为其素养发展提供互动生态。鉴于前沿科技的更迭速度，不宜设计过多新近科技进展，因而“问题”栏目选取的情境多贴近学生生产生活，所以涉及与社会发展及科技进步的等领域情境元素需要教师在教学过程中进一步完善优化，以将信息、教学内容，镶嵌在特定的情境中并构成一个和谐的整体[18]，进而以具体事实、鲜活案例凸显我国科技成就，引导学生增强文化自信和建立科学身份认同。

参考文献

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【责任编辑 孙晓雯】