《科学探索者》的物理部分充分挖掘日常生活中的物理素材,关注社会热点和科技进步,大量使用彩色图片。很多插画用的都是生活中中学生喜欢的照片、漫画、漫画。科学探索者有4卷物理学,有大约900幅插图。与我国物理教科书中的插图相比,不仅数量丰富,而且内容也相当丰富。图表、照片、地图等插图形象地反映了某些流程或编辑的意图。插图的说明包括了图中的重要概念,插图指出了图中的重点,图例解释了图中各种符号的含义。教材的文字适合学生的阅读能力,避免迂腐和成人化,提高可读性,内容生动活泼,图文并茂,能引起学生学习物理的兴趣。学生愿意花一些时间仔细阅读插图和附带的文字信息。通过欣赏一幅插图,学生可以从这些视觉元素中学习知识,进而理解物理规律。
第一,生活
物理规律具有生活的特性,来源于生活,又高于生活。在教学中,学生可以在更多感性认识的基础上认识物理规律的来源,并根据物理知识在生产生活中的各种应用,使知识显得有血有肉,而不是干巴巴的文章和枯燥的习题。美国的教科书在这方面做得很好。他们不追求严格的叙述,淡化定量研究,强调“科学与生活”的关系,强调物理与现实生活、自然现象与社会的广泛联系。它们生动活泼,贴近学生生活,对培养学生的学习兴趣,鼓励学生积极参与教学活动,主动获取知识有很大的帮助。教材中的插图大多来自生活案例。比如在讲“运动状态和加速度的变化”时,我们用的是图1所示的垒球运动照片,它被誉为美国的国球。在教材的其他很多地方,我们也用学生喜欢的体育照片来说明物理规律,让学生从生活走向物理。比如在讲“摩擦力”的时候,我们用了图2所示的现实生活中马拉雪橇的照片,让学生了解摩擦力,欣赏美国的雪景。此外,在教材中的大量插图中,乐器和场景的选择也反映了生活。有仪器图,实验装置图,操作过程示意图等。都是实物照片,有的是前视剖面图,有的是斜视俯视实物图,有的仪器外壳其实是透明的,生动直观,一目了然。比如在讲“电与磁的关系”时,教材用的是图3所示的插图。仪器是常见的电池、磁铁、钉子、课本,没有固定的铁架。在讲“摩擦起电”时,选用图4所示的插图,用锡铂、水杯、铅笔、家用盘子、毛巾作为简易验电器,测试电荷的存在。实验简单易操作,学生可以就地取材进行实验。
第二,人类文化
物理不仅是一门严谨的自然科学,而且富含优秀的人文精神和丰富的辩证唯物主义,让学生在学习自然科学知识的同时,受到良好道德品质的熏陶。因此,《科学探索者》中的插图强调物理与人类文化的广泛联系,重视“科学与人文”,体现人文主义。教材插图注重自然物理和人文物理的结合,突出人文物理的内容。人文物理反映的图片数量占了很大比重,反映了当代人类面临的资源、人口、环境、人等社会问题。同时,教材注重科学与人类社会的交流过程,关心人与人之间的团结合作(如插图中大量出现黑人,许多实验涉及多人操作),关心弱势群体(如插图中大量出现残疾人),关心民族融合(如广播画面中出现各民族优秀文化成果),关心人与动物的和谐共处(如插图中也大量出现人与动物的照片)。这些都有助于学生养成实事求是的作风,尊重他人劳动成果的态度,积极主动、锲而不舍的精神,敢于挑战和克服困难的意志,使学生在未来的社会中善于并敢于承担对他人和社会的责任,成为“健康”的社会人。比如说在讲“波浪的形成”的时候,我们用了几个人和龙跳舞的照片,如图5所示。在谈到“运动速度的描述”时,使用了如图6所示的白人学生、黑人学生和残疾学生合作测量速度的图解。在讲“做功的力量”时,用如图7所示的学生集体清扫垃圾的场景,向学生讲解做功和力量,同时唤起他们自觉保护自然、积极关注生态、重视环境保护的强烈责任感。教材在讲“质量密度”时,用的是人牵着狗亲密称重的照片,如图8所示。看到这样的画面怎么能不让学生感受到人与自然和谐共处的美好呢?
第三,好玩
兴趣是老师。在整个物理教学过程中,高中物理教学是青少年进入物理知识宝库的入口和启蒙,是培养学生学习物理兴趣和具备观察事物、分析问题、解决问题能力的关键。有趣的教学方法可以在教学过程中不时刺激学生的感官,活跃课堂气氛,使学生的注意力长时间保持在持续的兴趣中,对提高课堂效率起着决定性的作用。因此,有趣的活动成了学生热爱学习、享受学习、学习物理的“引子”。
《科学探索者》插图幽默、细致、生动,符合青少年的心理和生理特点,展现了本教材科学性、可行性、生动性、趣味性的特点,成为学生爱不释手的科普读物。教科书上增加了许多学生的实验,并配有插图。在实验观察和操作中,插图实验的趣味性得到突出和加强。实验经过精心设计,游戏化(如小魔术、趣味游戏、小制作等。).插图描述语言也很有趣(整个教材的描述语言风趣生动),能让学生在更轻松的环境中接受知识,增长技能。这本教材的插图中还创作并引用了漫画,非常符合学生的心理特点。此外,教材中的插图刊登了一些有趣的物理故事,使学生在第一种意义上对物理产生了高度的兴趣。比如,在讲“电磁波”时,教材介绍的漫画如图9所示,并配有“虽然感觉不到,但始终处于电磁波的沐浴中”的字幕。在讲“牛顿第三定律”时,为了说明作用力与反作用力的关系,教材使用了如图10所示的插图,几只小狗在草地上玩布带。在讲“光的折射”时,为了解释“眼睛是瞎的”,引入了如图11所示的计算机处理的数字图片,用拉链把一个人的嘴封闭起来。讲“电池电压”时,用如图12所示的实验插图,让学生用苹果启动计算器,并告诉他们可以尝试其他水果,学生自然有很高的学习和探索热情。
总之,插图不仅能帮助学生快速掌握物理知识,还能激发学生热爱物理的思想感情,培养学生良好的心理素质和审美意识,进而陶冶学生情操。
我国中学物理教材改革正在逐步深化,教材多元化的格局已经形成。教材改革中的问题需要在实践中解决。随着素质教育的实施,高中物理教材改革也将进入一个新的阶段。我们相信,新一轮的物理教材改革将为新世纪的高中物理教学注入新的活力。