我們的物理教材能培養出有創造力的人才嗎？談談初中物理教材

我最近看了一篇吐槽大學教材的文章，激發了我的同感。

我想吐槽一下初中物理教材。

曾經有一位初中生來問我物理問題，我發現他概念不清。我讓他查書，他翻的不是教材，而是一本參考書。

我很不高興，說教材才是最經典的，描述最簡練和最正確，其他的參考書很有可能錯誤，理解概念不要查參考書。

小孩很委屈，說書上內容不好查。

我翻看了一下教材，真是大吃一驚。

我想象的教材應該是這樣的：內容編排合理，連貫，知識介紹正確易懂，物理影象清晰，有物理邏輯和觀點。

結果是：教材成了物理知識的堆砌，內容編排混亂，沒有物理影象，也沒有物理邏輯，很多名詞沒有解釋。

我看的是某師大版的物理教材，一共3本，八年級上冊、八年級下冊和九年級全一冊。

八年級上冊的目錄是：

第一章 物態及其變化

第二章 物質世界的尺度、質量和密度

第三章 物質的簡單運動

第四章 聲現象

第五章 光現象

裡面沒有解釋或者說無法解釋的概念比比皆是，下面我隨便舉幾個例子。

攝氏溫度的規定

我們先看第一章。第一節是物態變化、溫度。

書裡面提到了攝氏溫度的規定，原文如下：

在整本書開始沒幾頁，就來了這段話。裡面涉及了1.01*105（5是上標）這個數字、大氣壓、沸騰、單位Pa、中文單位帕、冰水混合物等等的概念。

大氣壓在這套書裡面的第八章講，講大氣壓需要有壓力、重力等概念。單位Pa（帕）的定義也在第八章講。

沸騰、冰水混合物是物態的變化，在後面的第2節和第3節講。這裡主要用到了水在沸騰為100攝氏度，冰水混合物時的溫度為0度，保持不變。

如果要把這個定義講清楚，需要補充很多的物理知識才行。

熔點、沸點等概念缺乏先修知識

還是第一章。第二節，熔化和凝固，第三節，汽化和液化，裡面最重要的概念，熔點和沸點都是會隨壓強不同而不同，所測量的資料都必須是在一定大氣壓的前提條件下。這些內容都是以壓強作為先修知識的，沒有這些講熔點、沸點等，能講得清嗎？

書裡還講述了沸點與氣壓的關係。問題是氣壓的概念還沒有，除了能背熟沸點跟氣壓的關係外，學生能思考出為什麼高山上氣壓低，沸點就低嗎？

如果知道了大氣壓就是空氣重力造成，物態變化的根本原因是速度，溫度是分子熱運動的宏觀體現，那麼學生很容易就明白氣壓低，沸點低的原理。

溫度是分子熱運動的宏觀體現要到第10章，也是9年級才上。我不知道，學生把第一章和第十章的內容能否聯絡起來。

在第一章，還有一節高壓鍋的內容。這裡面，講了高壓鍋的構造，工作方式。同樣，學生沒有壓強的概念，還是不太明白為什麼水蒸氣不跑出去，壓強就會增大，沸點就會提高。

這些考試的重點，我想大部分學生都是背熟的，而不是從物理原理推出來的。

我不明白這章內容為什麼要放在第一章，是不是放在力和運動之後更好？

光年、米的定義難以理解

在第二章的第一節裡，講了物體的尺度，裡面提到了光年。書中說：

光年是個很大的長度單位，但放在這裡是否合適？因為這裡還沒有講到運動、速度和距離的概念。更重要的是，用光年作為距離單位，有個前提條件，在太空中，沒有介質，是真空，光速不變。而且，根據相對論，對於不同參考系和觀察者來說，光速都不變。相對論才是光年用來作為距離的理論依據。

所以，這段文字，學生是背了下來，還是進行了理解？

在第一節，還講到了米的規定，原文如下：

這個米的規定跟光年一樣，沒有解釋。我問了一位初三學生，你知道米的規定嗎？他不知道，當年初一學的時候沒記住。我告訴了這個規定。他第一時間的反應是難道原來沒有1米這個概念的？

我告訴了他米原器。

他還是很迷糊，為什麼1米就會等於這個奇怪時間，光走過的距離呢？我又跟他解釋了距離=速度*時間。解釋完了，他又問，為什麼要用這麼複雜的方法測？……

一個米的定義，初中生是一臉懵啊。因為這需要運動和鐳射的知識。

物理量和國際單位制沒有解釋

在第二章和第一章裡面，還提到了國際單位制，但沒有任何解釋。

其實，完全可以解釋一下，對物理量的測量，單位的確立，是人類科學發展的一個重要內容。歷史書還講書同文、車同軌，我們的物理書竟然不講各種單位制的來歷和發展。

物理量的解釋也是非常重要。人類探究自然規律，為什麼會以長度、質量、速度等作為物理量？這些不是一開始的想當然，而是有很多探索。其實這些歷史知識，是能激發學生的好奇心和興趣的。

聲波沒有解釋

在第四章”聲現象“裡面，講到人怎樣聽到聲音：

如圖所示，音叉的振動使它附近的空氣時而變密，時而變疏，周圍的空氣就形成了疏密相間的狀態，並且不斷地向遠方擴充套件，這就叫做聲波。

圖當然很清楚，聲波有疏有密，但人眼可看不了空氣的壓縮，是不是應該再多解釋幾句，把相關實驗介紹一下？

平衡態沒有很好的解釋

在第七章”運動和力“中的第五節”二力平衡“，寫道：

物體處於靜止或勻速直線運動狀態，我們就稱物體處於平衡狀態。處於平衡狀態的物體所受的力叫作平衡力。如果物體只受兩個力而處於平衡狀態，這種情況叫作二力平衡。

平衡狀態的概念應該來自牛頓第一定律，但這時牛頓第一定律還沒有講。所以，這一小節是不是放到牛頓第一定律後面更自然一些？學生也更容易理解一些？

……

類似的問題很多，就不一一舉例了。

人才培養

大家一直問的是，為什麼我們的學生創新能力不夠？我看了這個教材，感覺跟教材大有關係。

物理教材是中學階段對人科學思維培養的一個重要載體，在物理教材裡，不應該只有物理知識，還應該講些物理學家是如何思考問題、解決問題，在這些物理知識裡，有著什麼樣的邏輯鏈條，整個的物理影象應該是什麼樣的。

中學教材內容雖然簡單，但承載的任務並不簡單。

這樣的教材能滿足要求嗎？