教材修订之教材错误大盘点（苏科版）.doc

教材修订之教材错误大盘点再谈惯性定律牛顿第一定律又叫惯性定律，但惯性概念最早是由伽利略而非牛顿提出的，他分别从钢球在斜面上速度的变化和以及在平面上的运动论证得出“一个运动的物体假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度这个条件只有在水面的平面上才有可能，因为朝下运动则已经有了加速的起因，朝上运动则已经有了减速的起因，由此可知，只有水平平面上的运动才是不变的”、“假如有一个像镜子一样光滑的平面，如果这样一个平面是无限的，那么在这个平面上的运动同样是无限的”即“动者恒动”，这是人类对“惯性”的最初级的认识，首次打破了亚里士多德“运动要靠力维持”的直觉经验，为后来牛顿建立惯性定律开辟了道路。“但他（牛顿）不是简单地把前人的研究成果移植为自己的定律，而是在定律叙述和定义惯性时作了几点重要的补充，从而形成了明确的第一定律”（表述一），这就是“牛顿站在伽利略的肩膀上”的结果了。从教材内容的编排上可以看出编者基本上就是根据这个历史进程设计的，其中“斜面实验”的原理与伽利略的实验完全相同（具体细节略有不同），教材中安排这个活动是有深刻用意的（若认为这个活动仅仅是引入了惯性概念那就辜负编者的一番良苦用心了），此话怎讲？“亚里士多德直觉经验加粗略思辨的认识方法，对于缺乏科学训练的中学生来说几乎是默然相通的，破除这种认识方法乃是科学方法训练的起点”，“惯性观念的改变，始于伽利略而完成于牛顿，是古代与中世纪自然哲学过渡到经典物理学最重要的分水岭，也是中学生跨入物理学大门区分直觉经验与科学概念的第一次分野，值得特别注意”，教材安排这个活动的目的就是“教育青少年如何在观察与实验的基础上逐步建立科学思维方法”，该活动是初中学生首次接受到的科学方法训练，意义是十分重大的，各位在教学过程中务必予以充分重视，讲课时不妨多讲几句不要以为笔者不唱“颂歌”只“挑刺”（做这等吃力不讨好的事并非笔者所愿），在此献上一曲颂歌只为改变诸君对笔者的“恶劣”印象。美中不足的教材最终交给学生的结论似乎过于“忠实于”伽利略的论述了，表述二描述的基本上就是伽利略对惯性的认识（多了一个静者恒静），其实大可不必，我们教材中也说了“牛顿在基础上，进行了深入研究，总结出”，那么最终交给学生一个“明确的第一定律”有何不可呢？ “牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况。虽然世界上没有真正不受力的物体，但大量的事实可以推证这一定律是正确的”。如果您用心地去阅读、品味这段文字，产生的感觉只能用一个词来表达滑稽，这段话之所以引人发笑问题就出在第一句话，后面二句话则是编者用错了地方，若把他们挪到“斜面实验”的分析论证后面倒是一点问题都没有的，“惯性定律不是由实验事实中直接归纳出来的，而是经过理想实验的推理方法得出的”。 附：表述二导致的对惯性和惯性定律的错误认识 ：“外力”和“力”两种表述有何区别？哪个更好些？有老师认为苏科版课本对“牛一”的表述“应该是牛一定律的现代最通用版本”，其实不然，细察之下可以发现二者还是有一点点差别的，据笔者所知“现代最通用版本”（苏科版除外）都是表述为“不受外力作用”的而苏科版却把“外”字去掉了，至于“许多世界名校”的表述是“外力”还是“力”笔者就不得而知了，撇开这些不谈，笔者想听听诸君高见的是：既然苏科版把“外”字给“毙”了总是有一定道理的吧？那么编者的意图是什么呢？对“牛一”表述时哪种表述方法更好些？也许笔者又在“钻牛角尖”了，若您认为这是一个不值得思考的问题那就算了，若您认为这还有一点点思考价值请您谈谈自己的看法，权当茶余饭后的闲聊话题吧。教材修订之教材错误大盘点（三）第三章光现象 问题1：“如图39所示，将红、绿、蓝中任意两种色光照射到白纸上，相互重叠的区域是什么颜色呢？将观察结果填入下表”（八上 p.58）。 点评：教材安排这个活动的目的无非就是想说明“红、绿、蓝中三色光按不同比例混合能产生任何一种其他颜色的光”，若按照教材的设计方案（图39）操作，其答案应当是：黄、品红、青（见p.78图359），这个活动的可操作性是很差的，一是二种色光的比例较难控制，二是即使得到了编者所希望的黄、品红、青三种颜色的光，但要学生说出品红和青也就太难为学生了。 修改建议：把“表格”去掉，活动设计为：如图39所示，将红、绿、蓝中任意两种色光照射到白纸上，观察相互重叠的区域，你有什么发现？ 问题2：光在均匀介质中是沿直线传播的（八上 p.65）。 点评：关于光的直线传播，完整、严谨的表述为：“在同一种各向同性的均匀介质中， 光在两点间总是沿着连接这两点的直线传播的”1，课改前初中物理教科书中一般均表述为“光在同一种均匀介质中是沿直线传播的”，课改后，有些版本的教材只说“同种”而省略了“均匀”，苏科版教材则是只说“均匀”而省略了“同种”， 也不知教材编者们出于何种考虑？凭初中学生的认知能力，对“同种均匀”的理解没有任何障碍，所以这个知识点并没有“留白”的必要，至少“同种”较之光的反射定律中的“三线共面”要容易理解的多，在我们这套教材中“三线共面”都讲了何在乎在直线传播规律中加“同种”二字呢？我就有点儿纳闷了，苏科版教材中为何就偏偏不肯说“同种”呢？说了“同种”犯了什么大忌？不说“同种”又有什么“好处”呢？何况课程标准之“内容标准”中说得明明白白：“探究光在同种均匀介质中的传播特点”2。 注：该问题笔者与编者曾有交流，编者坚持认为不讲同种“这个命题是科学的、严谨和合理的”，因为“ 不同种介质，他们之间必然是不均匀的”，“没有必要介绍同种介质。因为介质不同，本身就是不均匀的，他们之间就必然存在界面问题”。说到底，问题的焦点就在于如何理解“均匀”？根据编者所言可以肯定他们所说的“均匀”不是指密度均匀，而初中学生对于“均匀”的理解也就是“密度分布均匀”，对于同种介质而言这种理解一点问题都没有，但不讲“同种”就会带来不必要的麻烦：密度相同的不同物质算不算“均匀”？若算，问题就来了，例如，酒精与煤油密度相同，但它们的绝对折射率分别在1.341.36之间和1.451.46之间，当光在这两种物质之间传播时必将发生折射，所以教材不讲“同种”反而把问题复杂化了，初中教材理当做到浅显易懂，退一步讲，就算“这个命题是科学的、严谨和合理的”，但跟初中学生玩“深沉”似乎没有这个必要吧？编者还认为“这个地方不需要强调对光的传播问题”，“何况不同物质折射率相同的情况较少”，“不同介质折射率相同的问题，我们并没有讨论。即使你说不同物质折射率相同光也沿直线传播，这只能说明该命题的逆命题不成立。何况我们不要求学生了解密度与折射率的关系，以及折射率大小的问题”，但以上观点笔者并不敢苟同。第一，问题的产生就是在讨论光在介质中的传播问题引起的，所以是回避不了的，第二，虽说不同物质折射率相同的情况较少但毕竟还是有的，第三，虽说初中物理并不要求学生了解密度与折射率的关系以及折射率大小的问题，但事实上初中光学中很多地方都涉及到了，例如解释“海市蜃楼”现象等等。 修改建议：光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。 问题3：“、光亮的金属、也能看做是平面镜”。（八上 p.71） 点评：反射镜按其反射面形状分成两大类，反射面是平面的叫做“平面镜”，反射面是球面的叫做“球面镜”，光的反射也有两种类型即“漫反射”和“单向反射”，发生在平面镜表面的反射就是“单向反射”，所以人们通常又把“单向反射”又叫做“镜面反射”，但有些人不明就里，望文生义地把在“镜面”上发生的反射都误以为是“镜面反射”了，这是错误的，所谓“镜面反射”物理学中是有严格定义的，即平行的入射光反射后仍然是平行的（八上 p.71），也就是说其反射光只集中在一个方向上（单向），所以发生“镜面反射”的物体要么看不到要么看上去很“光亮”，还有一种光学器件叫凸面镜，光在其表面发生的反射既不是“单向反射”也不是“漫反射”，其反射光较之“漫反射”还是比较集中的，所以看上去也是很“光亮”的，例如日常生活中的金属汤勺其凸面看上去就是很光亮的，但它不是平面镜而是凸面镜，所以教材中把“光亮的金属”都看做平面镜这个说法是错误的。 修改建议：把“光亮的金属”那句话删去。 问题4：关于平面镜成像的性质和对称法作图：“平面镜所成的像是虚像，像的大小与物体的大小相等，像和物到平面镜的距离相等，像与物对镜面是对称的”（八上 p.70）。 点评：此说问题多多。文中第一句话指的是像的物理性质，第二、第三句话则是指像的几何性质，第四句话其实是第二、第三句话的概括性总结，但只凭这二点并不能得出“像与物对镜面是对称”的结论，如右图，像与物大小相等且它们到镜面的距离相等，但像与物关于镜面并不对称，欲得此结论还必须得满足“像与物对应点的连线与镜面垂直”这个条件，教材在介绍“对称法作图”时就用到了该知识点。 修改建议：平面镜所成的像是虚像。像的大小与物体的大小相等，像和物到平面镜的距离相等，像与物对应点的连线与镜面垂直，也就是说像与物关于镜面是对称的。 问题5：“光射到物体表面上时，有一部分光会被物体表面反射回来，这种现象叫做光的反射”。（八上 p.73） 点评：“反射回来叫做反射”纯属废话。 修改建议：光射到物体表面上时，会有一部分光改变传播方向并返回原物质，这种现象叫做光的反射。 问题6：“红、黄、蓝叫做颜料的三原色”（八上 p.78）。 点评：此说有误。颜料的三原色应当是品红、黄和青。“通常对颜料中的品红、黄和青也称三原色”。1（人教版教材中也是这么说的）。不知编者是否发现，“颜料的三原色”与“光的三原色”之间是有关系的，里面暗藏玄机，颜料的三原色其实就是光的三原色中的任意二种混合后生成的一种颜色，见p.78图359，（专业性太强了，不讨论也罢），也许教材中这样处理是为了“通俗”一点，但与事实不符。 修改建议：品红、黄、青叫做颜料的三原色（P.60 www 第一题中“红、黄、蓝”应改为“品红、黄、青”），当然插图（p.78图360）也得跟着改。又：教材插图的颜色不纯正，应提高印刷质量。 参考资料 【1】中学物理教师手册.北京：人民教育出版社，1998. p.412 【2】中华人民共和国教育部.物理课程标准.北京：北京师范大学出版社，2001. p.25 【3】辞海上海：上海辞书出版社，1979. p.42 教材修订之教材错误大盘点（四）第五章物体的运动 问题1：教材先安排了学生目测课桌椅的长、宽、高，然后要求“不用尺，你如何证实自己的目测结果”？（八上 p.106） 点评：如何证实自己的目测结果？学生会很自然地想到可以用尺量一下，这就很自然地引入了测量概念（非常棒的引入，我想这就是编者的意图吧），那么不用尺如何证实自己的目测结果呢？这就给学生出了一个难题，当然，我们可以去查资料等等，但这跟测量又有什么关系呢？这样处理显然是跟编者的意图相悖的，也许我并没有理解编者这样处理的意图，那么编者的意图是什么？还请明示，但教材这样处理确实给老师在教学过程中带来了困惑。 修改建议：把“不用尺”三字去掉，改为：你如何证实自己的目测结果？ 问题2：八上 p.108图57之测量方法是错误的。 点评：教材安排此图无非是想说明读数时“视线应与尺面垂直”，但此操作并不符合“使用刻度尺时应使有刻度的一边紧靠被测物体”之测量原则，如图a所示测量锥体高度的方法肯定是错误的吧？事实上若刻度线紧靠被测物体即使视线不与尺面垂直，读数也是正确的，如图b所示，所以读数时“视线应与尺面垂直”是指刻度线无法紧靠被测物体的情况下应采取的措施，例如对量筒内液体体积的读数，而测量铅笔长度时是可以设法（平移）使刻度线紧靠被测物体的。 修改建议：举例改为对量筒的读数。 问题3：测出你10次脉搏的时间，这样你就有了一个随身携带的“生物钟”。（八上p.110） 点评：这里不想多费口舌讨论“生物钟”问题，只需指出一点：“生物钟”不是“计时器”，“生物钟”人人都有，不“测出你10次脉搏的时间，”你照样具有“生物钟”，但并不能用来测量时间，课程标准中就有“测量自己的脉搏，相当于在自己身上设置了一个时钟”的活动建议，可能编者认为标准中的说法不够“出彩”故而写作了“生物钟”，此说疑有哗众取宠之嫌。 修改建议：测出你10次脉搏的时间，这样你就有了一个随身携带的“计时器”（或“时钟”）。 p.111中习题2也得改。 问题4：唐朝大诗人李白根据北魏散文家郦道元“朝发白帝，暮到江陵”的句子，写成千古名句：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”。请估算出该船的平均速度。（八上 p.120） 点评：这条习题中有二个问题：李白写这首诗的背景是他亲身经历（小学生都知道）而非根据郦道元“朝发白帝，暮到江陵”的句子，这里似乎并不需要引经据典了，随便翻翻哪一本唐诗看看这首诗的注释就知道了：李白因“安史之乱”受株连被判流放夜郎，行至白帝城时，忽然接到肃宗对他的大赦令，惊喜交加的李白立即起身从白帝城乘船东下江陵，途中写下此诗，将当时的喜悦畅快之情表达得淋漓尽致。反过来笔者倒要问问了，说李白所写此句是根据郦道元的记载根据何在？ 略有文学常识的人都知道，诗词里面的数字都是虚的，并不能作为计算的依据，“千里”不一定就是“一千里”，实际上一千多里或不足一千里作诗时写作“千里”也完全是可以的，同样，诗中“一日”究竟是几小时也是不确定的，有这样一条类似的习题（没有说“朝发白帝，暮到江陵”）就有人是以24小时计算的，即使说了“朝、暮”也不一定就是12小时，毛泽东有“万里长空且为忠魂舞”之名句，“万里”是否就是地球到月球的距离呢？所以诗词里面的数字哪怕是作为估算的依据都是不行的，更何况古代的“一里”并不等于500米而只约相当于现代的350米，但教参中提供的答案是取500千米进行计算的（绝大多数老师也是这样计算的），这纯属胡搞，其实这个问题在人教版初中语文教科书水经注这篇课文的注释中就说得很明白，至于“一里”等于500米的规定是二十世纪初的事了，谓予不信也可找一本正规出版社出版的地图册量一量并按比列尺算一下，看看奉节（白帝城）到荆州（江陵）的实际距离是多少？现在物理教学界有一种风气即题必唐诗宋词，什么“余音绕梁，三日不绝”（说明回声）；“破镜不能重圆”（说明分子引力）；“举杯邀明月，对影成三人是指哪三人？”李白、影子、李白杯中之像（说明平面镜成像）等等等等，全都是一派胡说，大有不把语文教师气死誓不罢休之气势。类似的，教材中关于孙悟空翻筋斗和金箍棒的习题都是不合适的，教材中此类习题显然是从“民间采风”而来，课改不应在这方面下功夫。 修改建议：把此题给毙了。若实在舍不得，就改为：唐朝大诗人李白有千古名句：“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”，北魏地理学家、散文家郦道元在其著作水经注中也有“朝发白帝，暮到江陵”的记载。请估算出该船的平均速度。注：古代的一里约相当于现代的350米。 问题5：小时和分之间的间隔符号错了，例如09：39。（八上 p.120） 点评：在表示时间时，小时和分之间应用“”分隔而非冒号“：”，上海文艺出版总社的咬文嚼字杂志对此问题有过论述，具体哪一期记不得了，烦请编者核实，当然最简单的方法莫过于去看一下正规的火车时刻表就知道了。 修改建议：改正。 问题6：要确保基本单位恒定不变，应以自然的物理量为基础。（八上 p.126） 点评： 何谓物理量？ “物理量是用来定量描述物理现象的”1，物理量是一个物理概念，如质量、长度、时间等等，当然，任何物理量都是有一定的量值的，但用物理量来定单位似乎说不通，至少读上去非常地别扭。 修改建议：要确保某物理量的基本单位恒定不变，应当选取它在自然界中稳定的量值为标准。 参考文献 【1】中学物理教师手册.北京：人民教育出版社，1998. p.807 第六章物质的物理属性 问题：一块大理石比一块形状和大小都相同的泡沫塑料含有的物质多。（八下 p.2） 点评：这会误导学生“质量”与形状有关，也许编者是从“控制变量”的角度出发才这样表述的，那么是否还得加上“颜色相同”、“温度相同”、呢？ 修改建议：一块大理石比一块大小与之相同的泡沫塑料含有的物质多。或： 一块大理石比一块形状、颜色、温度和大小都相同的泡沫塑料含有的物质多。 教材修订之教材错误大盘点（五）第七章从粒子到宇宙 问题1：固体中，分子间的距离为110-10410-10m。（八下 p.27） 点评：固体之所以能保持一定的体积和形状就是因为分子引力的缘故，而“在0.3nm或更近的距离上，分子力表现为斥力”1，若分子间的距离为110-10m（0.1nm）则分子力就表现为斥力，怎么还能保持一定的体积和形状呢？不知教材中数据来自何方？ 修改建议：？ 问题2： “1911年，物理学家卢瑟福用巧妙的实验方法收集到有关原子内部的信息，建立了类似行星绕日的核式结构模型” 。（八下p.31） 点评：此叙述会使人误以为粒子散射实验是在1911年做的，但实际上该实验是在1909做的，卢瑟福花了约2年的时间对实验结果进行了理论分析，于1911年提出了原子核式结构模型2。 修改建议： 1909年，卢瑟福领导的研究组利用一束高速运动的带正电的粒子轰击金箔，获得了极有价值的实验现象和有关实验数据，卢瑟福花了约2年的时间对实验结果进行了理论分析，于1911年建立了类似行星绕日的核式结构模型。或：1911年，物理学家卢瑟福根据用巧妙的实验方法收集到的有关原子内部信息，建立了类似行星绕日的核式结构模型。 问题3：“1919年，卢瑟福领导的研究组利用一束高速运动的带正电的粒子轰击一片很薄的金箔，获得了极有价值的实验现象和有关实验数据，由此，卢瑟福提出了著名的原子核式结构模型”（八下p.33）。 点评：该叙述年代搞错了且与p.31之叙述重复，若年代不错则与事实不符，1919年卢瑟福确有重大成果问世，但不是建立原子核式结构模型而是实现了人工核反应。另：“很薄的金箔”的说法是叠床架屋了，“金箔”即指很薄的金片，不薄的就是金板或金砖了。 修改建议：1915年卢瑟福的学生马斯登发现粒子轰击空气后出现了一些粒子，它们具有不寻常的长射程，为搞清这些粒子到底是什么，卢瑟福设计了一个实验：用粒子轰击氮气，用显微镜观察粒子轰击氮气后放出的粒子打在荧光屏上后的闪烁情况，根据收集到的实验证据，卢瑟福花了约3年时间于1919年证明这是粒子轰击N（氮）核后使之衰变放出了氢原子核即质子，这是人类历史上首先实现的人工核反应3。或：1909年，卢瑟福领导的研究组利用一束高速运动的带正电的粒子轰击一片金箔，获得了极有价值的实验现象和有关实验数据，由此，卢瑟福于1911年提出了著名的原子核式结构模型”（此方案与p.31之叙述重复，不好）。 问题4：“从静电现象，我们认识到原子是可分的”（八下p.31）。 点评：此说没有道理，所谓静电现象无非就是指摩擦起电、带电体吸引轻小物体、自然界存在两种电荷且同性相斥异性相吸，若无先知先觉之功能根据这些现象人们是不能认识到原子可分的，所以虽然在公元前几百年人们就知道了静电现象但认识到原子可分还是在二千多年后汤姆生发现电子之后的事。 修改建议：把“从静电现象，我们认识到原子是可分的”这句话删掉，凡涉及对摩擦起电的解释的论述统统移到第三节，即第二节只讲静电现象，但这样处理第二节内容比较单薄，可补充一些静电现象在生产和生活中的应用的例子，恰好弥补了教材中的空白。第三节具体编排为：将原第二节之第一、二、三段移至第三节（原第三节第一段去掉）；19世纪末（p.30第一段）；增加：“从静电现象，我们知道电荷有正、负二种，而原子是呈电中性的，所以原子必然由带负电的电子和带正电的电荷构成”，那么它们内部结构又是怎样的呢？”（刘教授语）；保留P.31第二段；其后不改；移入P.30第二、三段。 又：刘教授的修改思路：“在静电现象一节不提原子核，只提：电子发现后，人们认识到由于原子呈电中性，所以原子必然由带负电的电子和带正电的电荷构成，而且正负电荷在数量上相等。摩擦起电中，一些电子会从一个物体上转移到另一个物体上，失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体会因有多余的电子而带负电。这样修改后，第三节引言中就不再提原子核，而提正负电荷是怎样分布的”。此方案解决了“逻辑上有些不顺”的问题，但“摩擦起电中，一些电子会从一个物体上转移到另一个物体上”显然是没有说服力的，学生必然会想：“为什么不是带正电的电荷的转移呢”？要讲清这个问题必须先得了解原子结构知识。 问题5：关于“石墨分子”和“金刚石分子”及相关插图（八下p.28）。 点评：关于物质的结构层次，化学教科书中叙述为“物质是由分子、原子或离子构成的”，物理教科书中则表述为“物质是由大量分子组成的，分子是由原子构成的”，但有些物质如各种金属、金刚石、石墨及稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙）等就是直接由原子构成的，这又该作何解释呢？于是物理学中又引进了“单原子分子”和“多原子分子”的概念，这就自圆其说了，即物质都是由分子组成的，只不过有些是“多原子分子”有些是“单原子分子”而已，从这个角度看“石墨分子”和“金刚石分子”的说法并没有错，即“石墨分子”和“金刚石分子”就是碳原子，问题在于那幅插图，由于教材中并没有介绍“单原子分子”和“多原子分子”的概念，根据教材相关叙述结合插图，学生很自然的会认为“石墨分子是由75个碳原子构成的”；“金刚石分子是由30个碳原子构成的”；“碳足球分子是由60个碳原子构成的”，其中“碳足球”分子是由60个碳原子构成的一点都没错，但“石墨分子是由75个碳原子构成的”、“金刚石分子是由30个碳原子构成的”则是无稽之谈，那幅插图不管从哪个角度理解物质结构层次都是错误的：按照化学教科书的说法，根本就不存在所谓的“石墨分子”和“金刚石分子”；按照物理教科书的说法，所谓的“石墨分子”及“金刚石分子”就是碳原子，那么编者又是凭什么制造出了“石墨分子”和“金刚石分子”模型的呢？ 修改建议：把教材中“金刚石分子”、“石墨分子”等等此类说法统统毙了，在举例单质时选择氧气（由二个氧原子构成）、氢气（由二个氢原子构成）。 另：图711是用来说明“同种原子由于结构不同可构成不同物质”的，这是一个很不错的话题，金刚石、石墨和“碳足球”都是由碳原子构成的，但它们具有截然不同的物理性质（硬度、导电性、导热性等等），这就跟第六章物质的物理属性相呼应了，或可保留，但叙述上应作改正。 问题6：图711（c） 富勒烯（俗称“碳足球”分子）。（八下p.28） 点评：“碳足球”（C60）只是富勒烯系列中的一种，其它还有C26、C32、 C70、 C240等等，形状也各不相同，管状的就是所谓的碳纳米管，所以教材中“富勒烯（俗称碳足球分子”）之说是错误的。 修改建议：图c说明应改为：富勒烯系列之“碳足球”。或可增加一个挺时髦的碳纳米管的例子，文字说明为：富勒烯系列之“碳纳米管”。 问题7：“早在公元前300年，人们就发现了摩擦起电现象。直到17世纪末，人们对物体带电本质的认识仍很模糊”（八下p.29）。 点评：文中有关年代有误，据笔者掌握的资料，早在公元前600500年间人们就发现摩擦起电现象了，“古希腊的泰勒斯（前624前547）最先掌握了摩擦起电的知识，知道摩擦琥珀可以吸引轻小物体。在西方电这个词就是从希腊文（琥珀）一词转意而来。”4“17世纪末”疑是19世纪末之误，因为在电子发现和核式模型建立后人们才认识了物体带电本质（刘教授也是这个观点），而原子核式结构模型的建立是在1911年（20世纪初），那么人们真正认识电本质应当是20世纪初，即19世纪末还是模糊的。 修改建议：早在公元前600500年间人们就发现摩擦起电现象了，古希腊的泰勒斯（前624前547）最先掌握了摩擦起电的知识，知道摩擦琥珀可以吸引轻小物体，在西方“电”这个词就是从希腊文（琥珀）一词转意而来。但直到19世纪末，人们对物体带电本质的认识仍很模糊。或：早在公元前600500年间，人们就发现了摩擦起电现象。但直到19世纪末，人们对物体带电本质的认识仍很模糊。 问题8：散布在宇宙中的星系多达1000亿个（八下p.36）。 点评：宇宙到底有多大目前似乎尚无定论，不知此说根据何在？人教版的叙述为：目前人们观测到的星系约为1000亿个，我认为该表述比较客观。 修改建议：目前人们观测到的星系约为1000亿个。 参考资料 中学物理教师手册.北京：人民教育出版社，1998. 【1】P138 【2】p766 【3】p590, p708 【4】p589 教材修订之教材错误大盘点（六）第八章力 问题1：物体的这种形状或体积的改变，叫做形变（八下p.45）。 点评：详略，具体内容参见笔者已发帖子“就教材中若干问题与刘炳升先生商榷”。 又：笔者终于找到教材中这句话的出处了，形变：“固体受到外力作用时所发生的形状或体积的改变”1。那么这是否就可以作为教材中那种说法的依据呢？答案是否定的，因为在不同工具书中（那怕这两本工具书都是最权威的）对同一问题的论述有时是会有些偏差的，例如中教参对形变的定义就是“在外力作用下，物体中质点相对位置的变化所引起的物体形状变化叫做形变”2，也许二种说法都有道理但是有特定背景的，当然也不排除某种说法是错误的，若我没有记错的话，大百科全书（第一版）在“电阻”和“欧姆定律”两个条目中对同一问题的论述就不同，一说“电阻与电流成反比”而另一说则为“电流与电阻成反比”（ 二条目编者非同一人，但都是著名教授，绝对权威），若您在引用关于资料时该认同哪一个？又比如本教材中关于卢瑟福建立原子核式结构模型的年代，一说为1911年，一说为1919年，你又该认同哪一个？所以作者在引用参考资料时应当有自己的思考和判断，不能因为某个说法比较新鲜或为了彰显本教材之“特色”而盲目照搬，愚以为在初中物理教科书这个特定背景中还是表述为“物体形状的改变叫形变”比较妥当。 修改建议：物体形状的改变，叫做形变。或可不必对形变下定义，只说“我们看到物体发生了形变”，学生自然能够理解，糊涂一点如何？ 问题2：测量时，要使弹簧测力计的受力方向沿着弹簧的轴线方向（八下p.46）。 点评：实际测力时是把弹簧测力计的轴线方向去凑力的方向而不是把所测力去凑弹簧测力计。 修改建议：测量时，要使弹簧测力计的弹簧轴线方向沿着受力方向。纯属鸡蛋里面挑骨头，鸡毛蒜皮的小事一桩，不改亦可。 问题3：在物理学中，还可以用一种定量表示力的方法力的图示（八下p.50，60） 点评：力的图示法是老教材中必讲的经典内容，用此方法表示力先得确定力的比例标度，然后按比列标度画出线段的长短并在线段上标注，最后还得在箭头旁标注力的大小（实乃多此一举），而“力的示意图”非但可以表示出力的作用点和方向而且也可以定量表示力（只要在图中箭头旁标注力的大小就可以了，本教材中也有说明），“力的图示”既繁琐又不合理，是老教材中的“糟粕”，早已废弃不用了，所以课程标准之“内容标准”中就只要求“能用示意图描述力”3。 修改建议：删掉。 问题4：在一定范围内，滑动摩擦力的大小与与接触面积的大小无关（八下p.55）。 点评：摩擦力的问题比较复杂，目前学界对摩擦力的产生原因仍有几种说法，但不管是何种原因滑动摩擦力的大小与实际接触面积的大小都是有关的，但从实际接触面积这个角度研究滑动摩擦力的大小将是十分麻烦的（甚至是无法解决的），后来人们发现，在一定范围内，实际接触面积是与压力成正比的（增大压力本质上就是增大了接触面积），所以我们就表述为“滑动摩擦力的大小与与压力的大小有关，在一定范围内，滑动摩擦力的大小与接触面积无关”（严谨的表述应当是与“表观面积”无关），这是一种物理方法，这就是人的聪明之处，初中物理中对摩擦力问题只能作一些简单的定性描述，那么在描述摩擦力大小与“面积”关系时就索性模糊一点，即既不讲“接触面积”也不讲“表观面积”而只讲“面积”，不知编者意下如何如何？ 修改建议：在一定范围内，滑动摩擦力的大小与面积的大小无关。 问题5： 试说明“孤掌难鸣”的道理（八下p.59）。 点评：此题安排在第四节“力的作用是相互的”后，答题时当然得紧扣“力的作用的相互性”这个关键词，言下之意就是若力的作用不是相互的巴掌就拍不响啰？其实不然，鸣者，发声（振动）也，若力的作用不是相互的，则施力者不受力（不会振动发声）但被击物（受力者）照样会振动发声，只不过不是“双掌都鸣”罢了，所以把此题放在第四节实属牵强附会。“孤掌难鸣”最能说明的问题是“力是物体对物体的作用”，若此题不设特定场景其答案必然是“要产生力至少得有二个物体”或“只有一个物体是不会产生力的”。 修改建议：删掉或将此题安排第一节。 参考资料 【1】现代汉语词典.北京：商务印书馆，1998. p.1409 【2】中学物理教师手册.北京：人民教育出版社，1998. p.19 【3】中华人民共和国教育部.物理课程标准.北京：北京师范大学出版社，2001. p.23 教材错误大盘点（七）“重磅炸弹”第九章力与运动 问题1：牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况。（八下 p.66）。 点 评：这是一个非牛顿第一定律的“牛顿第一定律”和一个美丽的谎言。就事论事而言，“一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态”（下面简称表述二），这句话绝对没错，但若说它就是牛顿第一定律，恐怕未必妥当，谓予不信请看看牛顿他老人家是怎么说的，牛顿在其所著自然哲学的数学原理一书中写道：“任何物体，都保持其静止状态，或匀速直线运动状态，除非施加外力迫使其改变这种状态”1（下面简称表述一），这才是真正的牛顿第一定律，“任何物体都保持其静止状态或匀速直线运动状态”意即物体保持原来运动状态不变是物质的一种固有属性与生俱来的（天生的、骨子里就有的）、无条件的（不管物体原来受力与否）；“除非施加外力迫使其改变这种状态”意即若要改变它那种状态则需要另外对它施加力，牛顿第一定律的物理意义是：“ 指出了一切物体都有惯性。 定性地说明了什么是力，维持物体原有运动状态并不需要力，要改变物体的运动状态才需要力的作用，即力是改变物体运动状态的原因。”2，说得简单一点，牛顿第一定律就是阐明力和运动关系的，“当物体所受合外力为零时，惯性表现为保持原来运动状态不变，当物体所受合外力不为零时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度，惯性越大表示其运动状态越难改变”3。现在我们就可以知道把表述二作为牛顿第一定律的问题所在了：一是把“除非施加外力”理解为“物体原来是不受力的”了，这是对牛一定律的误读，请诸君公评，牛顿老先生原话中可有丝毫“物体只有在没有受到力的作用时才能保持匀速直线运动状态或静止状态”的意思？二是只描述了匀速直线运动和静止两种状态，而匀速直线运动和静止状态并非物体所有的运动状态，也就是说表述二并没有全面地反映出力与运动的关系，如果说它就是牛顿第一定律那也只是一条“伪牛顿第一定律”，事实上，导致人们对惯性和惯性定律一系列错误认识的根子就是表述二。“物体只有在不受外力作用时才有惯性”是学生对惯性理解上的一个经典错误，或许学生会感到很憋屈，不是书上这么说的吗？怎么就说我错啦？请诸君站在公平（从初中学生的思维角度）、公正的立场上评判，表述二是不是有这个意思？可怕的是编者自己也被绕进去了，“牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况”，真不知从何说起，难道受力物体就不适用牛顿第一定律了你还别说，还真有人就是这么认为的，而且还是出现在著名的正规出版社（苏科社）出版的书籍中的，这绝对是错误的，这个问题将在附录中作较为详尽的论述？这就是在自寻烦恼了，既然“牛一定律描述的是物体不受力时的运动情况”而“世界上（又）没有真正不受力的物体”（p.66），那牛顿第一定律岂非就是空中楼阁？它又有什么实际意义呢？也许编者也意识到了这个问题，那接下来教材该怎么“编”呢？“大量的事实可以推证这一定律是正确的”（p.66），这算什么理由？这与牛顿第一定律有没有实际意义又有什么关系？再说了也没人说牛一定律不正确呀，典型的自欺欺人，真可谓是“剪不断，理还乱”了。更可怕的事还在后头，那些拎不清朋友又对“牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况”这句话“发扬光大”了（或许是直接从表述二“推理”而来的），某市教研室组织编写的导学手册（苏科出版社）中言之凿凿的指出：“牛顿第一定律成立的条件是不受外力作用”（青岛市教研室编写的教师用书中也有此一说），这就是在进一步的胡说八道了，学过普通物理的人都知道牛顿定律只适用于惯性系，莫非惯性系中的物体都是不受力的？地球人都知道，牛顿第一定律就是阐明力和运动关系的，若说“牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况”、“牛顿第一定律成立的条件是不受外力作用”岂非令人笑掉大牙？按照这些人的思维模式我们是否能说“牛顿第一定律描述了物体受力时的运动情况”、“牛顿第一定律成立的条件是必须受外力作用”？这里要说句公道话，若说编者不知道牛顿第一定律就是描述力和运动关系的，那是冤枉他们了，本教材第九章的大标题就是“力与运动”，本节引言中小明和小华的对话也点明了该主题，只是他们有时清醒有时糊涂罢了。要说根本就没有必要也没有可能去跟初中学生讲牛顿第一定律的成立条件什么的，但有人就是要讲而且还胡说八道，这就是存心在误人子弟了。 综上所述，表述二就是造成人们对于惯性及惯性定律所有错误理解的“罪魁祸首”， 而若采用表述一则上述一切问题都不会发生，为此笔者强烈呼吁：还牛顿第一定律之庐山真面目！由于表述二是统治了中国初中物理教学界几十年的对牛顿第一定律的“经典”表述，所以若苏科版颠覆“经典”突破禁区而采用表述一是需要有一定的勇气的，若编写组认为笔者观点是正确的，那我十分希望编者能鼓起十二万分的勇气去突破禁区而造福于学生，顺便说一下，以前高中教材采用的也是表述二而现在的课标教材已改为表述一了，笔者也曾尝试过以表述一跟初中学生讲牛顿第一定律，实践表明，初中学生也是完全能够理解而且是十分乐意接受的，也就是说采用表述一对初中学生来说并不存在认知障碍。也许会有人提出这样一个问题，若采用表述一必将涉及“合力”问题而标准已把“合力”内容删去了，所以“物体所受合力为零”就只能表述为“物体不受力”（注意，这并不能作为“牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况”那种说法的借口）， 这不就又回到原来的问题上去了吗？如果你也是这么想的，那说明你还没有摆脱“不受力”这个框框的束缚，要知道物体所受合力为零其实就是受平衡力作用，而平衡力的概念刚刚在第一节学过；当然若编者有勇气越标准“雷池”一步而在教材中补充“合力”内容，笔者虽不赞成却也不敢反对，因为本教材中对光的直线传播、力的图示等知识点的处理上都已偏离标准了，也不在乎再“偏”一次了；若编者坚持“不受力”笔者也无可奈何，但“世界上没有真正不受力的物体”这个问题又该如何解决呢？其实这个问题说难也难说不难也不能，方法很简单：只要把“物体不受力”理解为“物体在某个方向上不受力”就OK了，虽然世界上没有真正不受力的物体，但物体在某个方向上不受力的例子比比皆是，例如放在水平桌面上的物体在水平方向上不受力，它在水平方向上就能保持原运动状态不变，从这个角度看，把“物体不受力”理解为“物体在某个方向上不受力”马马虎虎也算可以吧，虽说是无奈之举但恐怕没有比这更好的办法了。综合以上各种因素，笔者提出三种修订方案供编写组参考，但最终不管采用哪种方案，教材中“牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动情况”那句话必须统统删掉，这是一条底线。 修改建议： 合力方案：补充合力内容。 一切物体都有保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质，除非施加外力迫使其改变这种状态。 牛顿第一定律阐明了力和运动的关系：当物体所受合力为零时，物体保持原来运动状态不变；当物体所受合力不为零时，物体的运动状态就会改变，即力是改变物体运动状态的原因。 平衡力方案： 一切物体都有保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质，除非施加外力迫使其改变这种状态。 牛顿第一定律阐明了力和运动的关系：当物体受平衡力作用时，物体保持原来运动状态不变；当物体受非平衡力作用时，物体的运动状态就会改变，即力是改变物体运动状态的原因。 不受力方案： 一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。 牛顿第一定律阐明了力和运动的关系：当物体不受力作用时，物体保持原来运动状态不变；当物体受力作用时，物体的运动状态就会改变，即力是改变物体运动状态的原因。 世界上真正不受力的物体是没有的，但物体在某个方向上不受力的情况是很普遍的，例如放在水平桌面上的物体在水平方向上不受力，它在水平方向上就能保持原运动状态不变，这里我们所说的物体“不受力”是指物体在某个方向上不受力。 第二、第三段或可改为： 牛顿第一定律阐明了力和运动的关系：当物体不受力时注，物体保持原来运动状态不变；当物体受外力作用时，物体的运动状态就会改变，即力是改变物体运动状态的原因。 注：我们这里所说的物体“不受力”是指物体在某个方向上不受力。 还有一个话题，愿闻诸位高见。不知大家是否发现，以前老教材中总是说“外力作用”而在本教材中却把“外”字去掉而只说“力的作用”了，这里有什么玄机？说“外力”好还是只说“力”好？在回答上述问题时请先思考：某人的力气足够大，为什么不能拉着自己的头发把自己“提”起来？人用力拉自己的头发时，手对头发的力和头发对手的力是不是一对相互作用力？作用力和反作用力能相互抵消吗？ 问题2：我们有时要利用物体的惯性，。例如，跳远运动员用助跑来获得较大的向前的起跳速度，从而跳出较远的距离。八下p.68。 点 评：“速度越大，惯性越大”是学生对惯性理解上的又一个经典错误，这恐怕与教材的“循循善诱”不无关系：利用物体的惯性助跑获得较大的速度跳出较远的距离，跳远运动确实利用了物体的惯性（运动员起跳后，地面作用于运动员的力就消失了，但运动员还会继续向前“飞”），但为什么速度越大就能跳得越远呢？这要用高中物理运动学知识解释（详略），硬要用惯性来解释就完了：因为速度越大惯性越大。老师们对学生“速度越大，惯性越大”这个错误一直是感到比较头大的，因为要跟初中生说清这个问题还是颇费口舌的，所以我们一般都尽可能避免跟学生提起这个话题，教材倒好，教师们避之不及的话题偏偏要提，我想这倒不是编者存心跟教师过不去，恐怕编者自己潜意识中也是这样认为的，一不当心，不知不觉就犯错了，看来人们保持“对惯性的错误认识”的“惯性”还是挺大的，教辅书中也经常可以看到“在高速公路上行驶的汽车为什么要限速”等等诸如此类的习题，所以若把学生犯错原因全都怪罪于教材那是不公平的，但教材确实起到了推波助澜的作用是难辞其咎的。 修改建议：“毙”了，或改为：跳远运动就利用了物体的惯性，运动员起跳后，地面 作用于运动员的力就消失了，但运动员还会继续向前“飞”。 参考资料 【1】【2】【3】中学物理教师手册.北京：人民教育出版社，1998. p.36 附录：关于惯性参考系、牛顿第一定律成立的条件及惯性力 惯性定律成立的参考系称为惯性参考系，简称惯性系1，“实验证明：以太阳中心为原点、坐标轴指向恒星的坐标系是惯性参考系，通常称作恒星参考系（太阳系绕银河系的中心旋转、银河系和河外星系也都在总星系中旋转，所以在宇宙中严格的惯性系并没有找到）。显然，相对于恒星参考系作加速运动的地球（地球对太阳有公转，地面对地心有自转）并不是一个惯性参考系，但实际计算下来地心对太阳的向心加速度和地面对地心的向心加速度是极其微小的，所以在一般精确度范围内地球及在地面上作匀速直线运动的物体都可近似看作惯性参考系，但在地面上作变速运动的物体就不能看作惯性参考系。”2 牛顿定律只适用于惯性系，在惯性系内不管物体受力与否，牛顿第一定律都是成立的，而在非惯性系中，即使物体“不受力”牛顿第一定律也是不成立的，下面我们通过一个具体事例来说明这个问题。在一列火车车厢内的光滑桌面上有一质量为m的滑块，设火车从静止开始以加速度a向右作匀加速直线运动。从站在地面上（惯性系）的人看来，滑 块 还 在 原 位 置（滑块所受合力为零，运动状态不变），车 厢 受牵引力作用以加速度a向右作匀加速直线运动（车厢所受合力不为零，运动状态改变），完 全符合牛顿第一运动定律；现在我们请发明“牛顿第一定律成立的条件是不受外力作用”的那位仁兄面对车头方向坐在桌前，那么当火车从静止开始以加速度a向右作匀加速直线运动时令他感到十分诡异的事就发生了：原来静止的滑块会突然以加速度a向他冲来，也许他还会感到很愤怒：哎！哎！哎！我明明已经告诉你了，不受力不许动，怎么你就不听讠，啊！如图所示。他之所以会感到这个现象很诡异是因为他根本就不懂得“牛顿第一定律”，因为牛顿定律只适用于惯性系而非他所认为的“不受力”，而他现在正处于非惯性系中，但愿滑块能够把这些人给“击醒”了。 牛顿定律只适用于惯性系，那么怎样研究在非惯性系中的质点的运动呢？这就必须引入“惯性力”的概念，“惯性力不满足牛顿第三定律，它没有施力物体，也没有相应的反作用力，因而有人称之为虚拟力或赝力，但是，在非惯性系中，惯性力确实起着与实力相同的作用，而且是可以观测到和进行测量的，在平动非惯性系内，质点所受惯性力为F=ma” 3，还有我们平时所说的“离心力”、“科里奥利力”等等就是物体在其他非惯性系中受到的惯性力。也许您会有疑问：一个没有施力者的虚拟力会起着与实力相同的作用吗？是的！“在北半球，南北向的铁路，右侧路轨磨损的厉害些；南北向的河流也对右岸冲刷的厉害些，都是科里奥利力作用的结果4，如果您还心存疑虑，那就请您随我一起去参加一次“感受赝力”之旅吧：现在您正面朝车头站在一辆静止在地面的汽车中，汽车突然启动。笔者：当汽车突然启动时您是否感受到了好像有一股无形之力推了您一把？您：是的；笔者：很好，您的运动状态变化了吗？您：我向后跌倒了；笔者：不错，这就是“赝力”（惯性力）的作用了！其实人人都曾有过这种经历，只不过初中物理是用惯性来解释的。 说到惯性力又引发了一个话题，很久很久以前（大约是在十几年前吧），北京市有一条中