中美两套高中物理教材栏目设置的比较研究

国外教育
中美两套高中物理教材栏目设置的比较研究
沈国强
(苏州大学物理科学与技术学院,江苏苏州 215006;吴江高级中学,江苏吴江 215200)
摘要:本文通过两套典型中美高中物理教材中不同的栏目形式、栏目内容及其功能、特点的比较,向读者们介绍和展示国外富有个性和特色的中学物理教材的设计及编写.
关键词:物理;高中教材;比较
20世纪80年代以来,世界各国纷纷掀起了基础教育改革的浪潮.各国都把课程改革作为整个基础教育改革的重点,而课程改革的成果最终必须要体现到教材上来.就物理教材而言,所谓栏目就是在教材版面上按内容性质分成的标有名称的各部分,它是课程观的载体,也是教材的重要组成部分,起着提纲挈领的作用.栏目的内容、形式都体现着深层次的教育理念,所以对栏目的比较也能从一个侧面反映课程改革的特点.为向物理教育工作者介绍和展示国外富有个性和特色的高中物理教材中的栏目设置,笔者通过中美物理教材中栏目设置的比较研究,分析中美两套物理教材中各自的栏目形式、功能及其特点,期待对当前不断深入的新课程改革有所启示.
1 对用于比较的两套教材的介绍
(1)国内教材.人教版!高中物理新教材是由人民教育出版社、课程教材研究所、物理课程教材研究开发中心编著的∀普通中学课程标准实验教科书物理必修1#和∀普通中学课程标准实验教科书物理必修2#.2003年教育部颁布了∀普通高中物理课程标准(实验)#,人民教育出版社及课程教材研究所等按照这个新课程标准的要求,编写了共同必修和其他3个系列的全套教科书.这套人教版!高中物理新教材在知识体系方面的编排是我国目前各种同类教材中的典型,它在我国使用范围大、影响广,在我国高中物理教材中具有代表性.
(2)美国教材.美国高中物理教材∀物理:原理与问题# (Physics:Principles and Problems)是美国麦格劳-希尔公司(T he M cGraw-Hill Companies.Inc.)于2002年出版的高水平(9~12)年级的高中物理教材,作者是美国密执安-迪尔伯恩大学(U niversity of M ichigan-Dearborn)的著名物理学教授保罗 齐策维茨博士(Paul W.Zitzewitz.Ph.D.). 1996年,美国国家科学理事会颁布了∀国家科学教育标准#,麦格劳∃希尔公司就是为配合这部标准于2002年重新编写出版了∀物理:原理与问题#.教材一经面世,即风行于世界,被许多国家选作教材或教学参考书.据公司网站公布的资料显示,该教材目前在美国的使用率已经占到70%,可见这部教材在美国高中物理教材是属于比较典型的一部.
本文选择上面两套教材中相应的必修部分作为中外物理教材栏目设置的比较对象,试图通过展现和分析两套教材栏目各自的功能、特点,拓展物理教育同行们的视野,以期对我们新课程改革实践中的物理教学有所帮助.
2 中美两套教材中栏目设置的比较
2.1 栏目形式及其数量的比较
两套教材都精心设置了各具特色的栏目来配合正文的说明与教学,见表1.
表1 中美两套教材中的栏目形式和数量
我国∀物理#
必修1、2教材
个数
美国∀物理:
原理与问题#教材
个数实验或探究13物理实验室11
演示6口袋实验室29
科学漫步8给你的信息(F.Y.I.)19
做一做20物理与科技4
学生实验3物理与社会3
说一说19问题解决策略8
思考与讨论21它是如何工作的4
STS3与其他链接10
问题与练习40需求帮助(Help Wanted)11
科学足迹2节复习题26
课题研究2
课外读物2
2.2 我国∀物理#必修1、2教材中一些主要栏目的内容及其功能
实验或探究!:要求学生自己动手、动脑探究科学规律,体会科学研究的方法.例如,用打点计时器测速度!,探究小车速度随时间变化的规律!,探究加速度与力、质量的关系!等等.
演示!:由教师来完成新颖、有趣、巧妙的演示实验,其作用是再现物理现象,激发学生的学习兴趣,引导学生思考,或者解释物理现象.例如,牛顿管!、微小形变!等.
说一说!栏目是对学生学习物理知识的进一步要求,为补充一些信息以便学生对相关问题进行思考.思考与讨论!栏目的内容是知识点的引入、拓展和应用.做一做!栏目主要是为了培养学生的思维能力、动手能力和应用现代技术能力.例如匀变速直线运动的研究!一章中出现了用计算机绘制v-t图像!等.
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ST S!栏目展示了物理学与技术、社会的关系.这不仅可以丰富学生的知识,而且能激发学生的社会责任感,体现了从生活走进物理,从物理走向社会!作为物理课程标准的基本理念.例如,运动的描述!一章中的速度与现代社会!等.
科学漫步!、科学足迹!栏目通过对物理学知识的扩展性介绍,把学生引入科学的殿堂,所涉及的内容有奇妙的科学知识应用、对教材知识的拓宽、科学方法的介绍,以及物理学史上物理规律的建立等等.这不仅开阔了学生的视野,激发了学生的求知欲望,还有利于学习兴趣的巩固.例如相互作用!课文中流体的阻力!,万有引力与航天!课文中人类对行星规律的认识!等.
课外读物!栏目介绍了一些相关的课外读本,以便丰富学生的课外知识,拓宽他们的视野.
2.3 美国∀物理:原理与问题#教材中一些主要栏目的内容及其功能
物理实验室!、口袋实验室!栏目:实验设计注重封闭性和开放性相结合,并渗透对探究方法的指导.有些需要在实验室完成的实验,一般放于物理实验室!栏目;有些实验容易操作,简单、有趣,用身边的物品就能完成的,通常放在口袋实验室!中.与我国的教材相比,美国教材中的学生实验往往较为容易、简单,但注重以科学方法的训练为原则.
物理与社会!、物理与科技!栏目:在教材第21章中物理与社会!栏目是为残疾人服务的计算机!(隐含了关心弱势群体的问题),详细地介绍了用计算机帮助残疾人的各种功能,相应的调查报告中提到,研究斯蒂芬 霍金的经历,找出他对科学的贡献、他对身体的挑战及帮助他进行挑战的信息.%%!此外,文中给出了网络链接,为学生提供了广泛的信息来源与讨论空间.通过这样的栏目,可以让学生有目的、有针对性地去发现更多的与物理学相关的知识,进而开阔学生的眼界和思路.
与其他链接!栏目:主要涉及物理学科与各门学科之间的联系,以其内容的灵活性和选择性适应不同学生的兴趣和爱好.这样设计,可使物理课程的内容针对学校、教师和学生的差异而具有选择性.
需求帮助!栏目以职业介绍的形式给学生提供如科学家系列、高级工程师、中等技术人员、普通技术工人%%等的招聘信息.可以看出,编写者试图通过物理教材的学习,让学生尽早了解社会的各行各业,使他们初步具有对今后职业进行了解、选择的能力.
给你的信息!栏目向学生展示了历史上各具特色的文化都对科学知识和技术发明做出了贡献!,其中涉及了众多国家、地区的科学发展及其成就.例如中国的火药、指南针、手推车、用来侦察敌情的陶制广口瓶、民间使用的取暖设备等内容.此外,栏目还对一些女性科学家做了介绍,适当体现了美国社会的女权主义的特点.
3 结束语
通过上面关于教材中栏目的呈现和比较,我们可以认识到我国人教版!物理新教材栏目的设计符合建构主义教育理论的要求,充分体现了高中物理课程标准的理念.各个栏目的设计力图让学生们不仅学到物理知识,而且还经历一些探究过程,学习科学探究的方法,提高学生自主学习的能力.这种设计充分体现了高中物理课程标准提倡的科学探究理念,同时也为教师在教学中要提供学生互相交流的机会!创造条件.
相对来说,美国教材在栏目的设置上显得更为成熟,通过对其栏目的介绍和分析可以看出有如下特点.
(1)突出科学探究.在物理实验室!与口袋实验室!等栏目的内容设计中,对问题、假设、实验的设计、证据的获得、分析、结论、应用等科学探究的基本方法十分重视.单从数量上看两者总数达40个之多,由此可见该教材对科学探究的高度重视.
(2)强调物理与技术的关系.在物理与科技!栏目中讲到了汽车中的物理学、计算机与物理学、家用电器中的物理学、航空航天技术等,多方面展示了物理学与现代技术的相互联系、相互促进.这些内容的挑选既有发生在学生身边的,也有关于高科技发展的,内容的跨度非常大,难度及深度适合高中学生的阅读.
(3)加强各学科之间的联系与渗透.每章课文的下方都有一至两篇与各门学科的联系!,这个栏目中的短文,学生阅读它们,可以及时将正文所述的知识与其他学科的知识结合起来,它们涉及到了自然科学、社会科学和技术,知识面很广.
(4)反映科学的人文性.由于是移民国家,美国的文化多样性在教材中的体现十分突出,很多栏目试图帮助学生从个人和社会的视角认识和理解物理学.例如物理与社会!栏目中有一篇文章还涉及到了研究经费的获得与社会纳税人之间的关系,使学生了解政府经费预算与科学研究的密切联系,学生从中自然可以强烈地感受到物理学在社会中突出的应用性.
尽管几十年来,我国高中物理教材的编写积累了相当丰富的经验,形成了自己严密性好、体系性强和重视双基!的特色,但也存在一些与知识经济时代和现代教育理念不完全适应的地方.在新一轮基础教育课程改革的浪潮中,我们要以国际比较的视野来审视和反思我国的教材编写,更好地顺应国际潮流和坚持特色发展的关系,寻求适当的平衡,研究开发出更优秀的高中物理教材.
参考文献:
1 Paul W.Zitzew itz.Ph.D..Physics:Principles and Problems.The
M cGraw-H i ll Com panies.Inc.,2002.
2 普通中学课程标准实验教科书 物理.北京:人民教育出版社,
2004.
3 司德平.例评美国高中物理教材的特点.物理教师,2007(6).
4 祁映宏.中美2套高中物理教材学生实验的比较与研究.物理
实验,2006(11).
(收稿日期:2010-02-28)
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