浅析新旧人教版教材中“运动与力的关系”的编排异同

王 力

(安徽省枞阳县第三中学，安徽 铜陵 246700)

最新人教版教材已于2019年出版发行，同年起在部分省份试用，其在继承传统教材特色的同时，顺应时代要求，大胆改革创新，渗透核心素养，彰显育人理念。本文以“运动与力的关系”一章为例，分析比较2004年版和2019年版教材的章节设置、核心规律呈现方式、科学探究等内容，展示2019年版教材的亮点。

1 两版教材“运动与力”一章章节设置的编排比较

同样的知识内容，编者对其内在联系及结构构成的认知不同，编写出的教材便显得不同。2004年版、2019年版教材“运动与力的关系”一章也不例外，新旧教材在章节设置上的异同如表1所示。

表1

表1从章标题、节次编排上展示了2004年版、2019年版教材“运动与力”一章的异同，从表1中不难发现两版教材不仅在章标题上有所不同，而且在总节次和部分节标题上也有所差异，两版教材的章节设置异同可概括为“两删、两改、一分离”。

1.1 两删

第一删为“牛顿第三定律”。2004年版教材研究力与运动时按传统的思路编排，即牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律，最后是牛顿运动定律的应用，知识体系结构简洁明了、脉络清晰。2019年版教材打破了这一以知识结构为主线的传统编排思路，将牛顿第三定律从该章节前置到“相互作用”一章，从问题的本质来看，牛顿第三定律研究作用力与反作用力的关系，本就属于相互作用的范畴，这样的变化更符合学生的认知规律。

第二删为“共点力的平衡”。2004年版教材中将共点力的平衡看成是牛顿第二定律的特殊情况，即合力为零时的情形，因而将共点力的平衡内容编排在“用牛顿运动定律解决问题(一)”中而2019版，教材则将其前置至“相互作用”一章章末，自成一节，节名为“共点力的平衡”，当然，对于相互作用一章而言，在研究了重力、弹力、摩擦力、牛顿第三定律及处理力的方法、力的合成与分解等内容后，研究共点力的平衡时机已经成熟，故而2019年版教材顺势在“力的合成与分解”一节后追加“共点力的平衡”，以巩固前面所学习的内容和方法，恰到好处。

1.2 两改

第一改为章名称。2004年版教材章标题定为“牛顿运动定律”，其研究内容为牛顿三大定律及其应用，章标题即显现出本章研究的内容，相比之下，2019年版教材则将章标题定为“运动和力”，该标题表面上看与传统标题相比显得另类，但细究其研究的内容不难发现该标题实际上比“牛顿运动定律”更为贴切。其研究内容有“牛顿第一定律”“牛顿第二定律”“牛顿运动定律的应用”和“超重与失重”，牛顿第一定律研究的是物体在不受力情况下呈现的运动形态，牛顿第二定律描绘了物体在受到力作用时呈现的运动形态，至于“牛顿运动定律的应用”和“超重与失重”内容实质均为两定律在一定条件下所呈现的力与运动的关系。

第二改为节名称。2004年版教材最后两节节名称分别为“用牛顿运动定律解决问题(一)”“用牛顿运动定律解决问题(二)”，而2019年版教材将其整合变更为“牛顿运动定律的应用”。

1.3 一分离

一分离即将2004年 版教材中“用牛顿运动定律解决问题(二)”一节中第二部分的“超重与失重”内容分离出来，独成一节，命名为“超重与失重”，2004年版教材该节由两部分组成，2019年版教材将两者分离出来，各自成一节，一者前置，一者保留，细究2019年版教材这一分离动作，不无道理，超重与失重的本质是物体在竖直方向上具有加速度，故其对支持物的压力或对悬挂物的拉力呈现出不等于自身重力的现象，它是一种现象，这种现象可以用牛顿运动定律解释，因此可以归结为牛顿运动定律的应用，这一编排的思路是“先认知定律，再观察生活现象，最后用定律解读现象原因”。当然，受标题、情境等暗示，学生已知晓肯定要运用牛顿运动定律解读这一现象，学生的思考分析是被动的，相比之下，将其分离出来并将标题定为“超重与失重”，既强调这一生活中常见的现象，同时也为问题的解决设置了一定的悬念(学生常对于将超重与失重内容呈现在牛顿运动定律应用的后一节感到茫然)，化被动为主动，有效地激发了学生的思考。

2 两版教材中核心定律的呈现方式比较

物理定律是物理学家在大量实验的基础上，通过对数据的定量分析概括推理得出，物理教材在呈现定律时，其方式非常重要，既要符合学生认知规律，又不能脱离定律实际，两版本教材在牛顿第二定律呈现方式上的异同如表2所示。

表2

表2展示了两版本教材在牛顿第二定律呈现方式上的异同，比较发现存在三方面的不同之处。

2.1 定律的导入

2004年版教材在节首未设置导入语和导入情境，开门见山“由上节的实验结论得……”，2019年版教材则以其特色风格“问题导入法”为开节，配以图片引入本节内容，在过渡上较2004年版更为自然。

2.2 定律内容的形成

牛顿第二定律是实验定律，由实验数据分析概括得出结论。两版本教材在由实验数据分析概括、形成结论上显得不同，在得出加速度与力成正比、与质量成反比这一结论后，2004年版教材直接由实验数据通过图像这一最直观的方式生成结论，而2019年版教材在通过数据生成结论上显得非常慎重，强调定律的形成既要有大量可靠数据的支撑，更要有严谨的科学态度，教材花了一定的篇幅论述实际图像与理想图像的区别，实际图像要通过拟合处理方能得出正比关系，由此可见新教材更加注重科学态度与责任的培养。

2.3 定律表达式的呈现

在得出F=kma后，如何将力与运动的关系表达得更为简单直接，即如何将该表达式中的比例系数定为1？新旧教材的处理方式略有不同，2004年版教材直接将F=kma中的k定为1，紧接着阐明该表达式F=ma即为牛顿第二定律的数学表达式，然后对1 N的力作详细说明，2019年版教材则恰好相反，在将F=ma中的k定为1后，并不急于说明该表达式是牛顿第二定律的数学表达式，而是在解释清楚1 N的力后，质量单位取千克,加速度的单位取米/秒2再给出表达式F=ma，在定律的数学表达式的呈现方面更为严谨。

3 两版本教材中科学探究的比较

科学探究作为核心素养的重要方面，旨在通过对学生“猜想发现问题、设计探究方案、分析处理数据、推理概括”等能力的培养，达到在实际生活中解决相关问题的目的，这是科学探究素养的精髓所在。笔者就2004年版与2019年版教材中最具代表性的实验“加速度与力、质量关系”的探究作了简要比较(表3)。

表3

表3从实验构成、参考案例数量、实验方法、实验器材及实验装置图等方面对两版本教材的实验编排作了比较，同中有异，异中有同。

3.1 探究实验的构成

探究实验在两版本教材中均分为四个板块，2004年版教材中四板块分别为：“加速度与力的关系、加速度与质量的关系、制定实验方案时的两个问题、怎样由实验结果得出结论”，标题表述较为口语化，在实验探究基本要素的呈现方面存在不足。2019年版教材则设有“实验思路、物理量的测量、进行实验、数据分析”四个板块，其标题名称均为科学探究的重要环节，探究目标明确、思路清晰，尽显实验探究韵味。

3.2 参考案例

2004年版教材编排了一个实验方案，2019年版教材则编排了两个实验方案供选用，其中一个与2004年版方案相同，2019年版的探究方案更为翔实。

两种教材实验方案上的不同主要体现在加速度的测量上，2004年版教材运用位移之比等于加速度之比，无需通过纸带上的点处理数据以计算加速度，而2019年版教材的参考案例2则运用了传统的纸带法求解加速度。另外，在传统物理教材中“平衡摩擦力”这一动作，在2019年版教材中代之为“阻力补偿法”。

3.3 实验装置与器材

2019年版教材较2004年版教材有一细微的改变，将2004年版教材实验装置中与绳相连的小盘和砝码更换为槽码，其优势在于可通过其数量的增减实现合力(将槽码的重力近似看作小车受到的合力)的整数倍变化，这在探究加速度与力的正比关系时效果非常明显，相比之下，使用小盘加砝码这一装置，因其总重力等于砝码重力与小盘重力之和，故在增减砝码数目时不能实现总重力的整数倍变化。

4 结语

2019年版教材是新事物，显然有许多亮点，但也不是完美无暇，因此，2019年版教材的推广使用，并不是告诉我们就要与2004年版教材甚至其他版本教材完全告别，辩证、客观地审视教材、使用教材，既看到每种教材的特色，也要理解每种教材的不足，因而一线教师任何时候手中都应当持有不同版本的教材，各取所长，相互弥补，真正做到用教材教，而不是教教材。