美國中學(xué)的物理課是怎樣的?和中國的有什么區
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首先說(shuō)明一下,我將會(huì )用具體的國內和國外教材進(jìn)行對比:
國內教材: 此教材是教育部(原國家教委) 基礎教育司“八五”、“九五”重點(diǎn)課題《高中物理課程改革與實(shí)驗》課題組研究成果, 由北京師范大學(xué)出版社于2004 年7 月出版的《物理》。
國外教材:美國高中(9-12年級)物理教材《Physics—Principles and Problems》(《物理:原理與問(wèn)題》),作者是美國迪爾伯恩大學(xué)的物理學(xué)教授保羅·齊策維茨博士。
以上兩套教材均為時(shí)下兩國的主流中學(xué)物理教材,各自凸顯出本國中學(xué)物理教育特色,具有良好的對比意義。本文使用以上兩套教材作為對比,試圖從各自教材的教材內容、教材實(shí)驗內容、教材插圖來(lái)進(jìn)行比較分析,總結出一些我們可以借鑒的經(jīng)驗,來(lái)為我國的中學(xué)物理新課改提供一些參考。
1 美國與中國在中學(xué)物理教材內容上的對比
1.1 美國的教學(xué)內容 其教材內容的特點(diǎn):其教材并不只注重單個(gè)知識點(diǎn),而是讓各個(gè)知識點(diǎn)形成一條知識鏈,重視各個(gè)知識點(diǎn)的前后聯(lián)系,并對概念和規律進(jìn)行五花八門(mén)的拓展,并與生活實(shí)際相聯(lián)系,使之鮮活的展現在學(xué)生的課本上。 第一:在教材引言方面 章節名稱(chēng)為《矢量知識》的這一章中,其標題為望鄉,并用一張登山的照片作為其引言處的背景圖片,在下方提出以問(wèn)題:如果你的GPS接收器告訴你的位置在離家150KM處、北偏西40度處,但是在你面前就只有一條正北的道路,如果沿著(zhù)這條路走十公里,你會(huì )離家多遠?及你的具體位置? 再在章節名稱(chēng)為《能量》這章中,在一張飛馳的過(guò)山車(chē)為背景圖片上,其用“猛沖下來(lái)”作為標題并提出了問(wèn)題:過(guò)山車(chē)緩緩的爬上第一個(gè)山頭,把你的帽子拉好。過(guò)山車(chē)飛一般地掠過(guò)谷底,又開(kāi)始爬下一個(gè)山頭。第一個(gè)山頭應是所有山頭中最高的嗎? 有以上可發(fā)現教材內容表現形式的多樣性、善用大篇幅背景圖案、概念引入與生活實(shí)際的聯(lián)系性是其教材引言的一大特點(diǎn)。 第二:在教學(xué)內容的呈現上 美國的中學(xué)物理教材大量應用生活化情景來(lái)作為物理情景,加深學(xué)生對于課本內容的理解。在上述教材《Physics—Principles andProblems》里《相互作用》這一章中,就用到了一張棒球街球手接球時(shí)的照片作為其背景圖案。很多人知道,棒球在美國是一項非常流行且受歡迎的運動(dòng),美國的大多數學(xué)生都有這項運動(dòng)的經(jīng)驗。這個(gè)背景圖片的使用自然更好的能讓學(xué)生理解牛頓第三定律。再如,當學(xué)生開(kāi)始學(xué)習能量這一個(gè)抽象概念時(shí),課本上很幽默的出現了下面一段話(huà):“錢(qián)以多種方式存在著(zhù),當你把它存在銀行中時(shí),它就成為了存款,含有被花掉的潛力,可以將這種現象稱(chēng)之為“勢”。不論你是從ATM上取錢(qián)還是把錢(qián)存進(jìn)銀行,始終都沒(méi)有改變你的所有資金數目,只存在形式的不同而已”。以此種方法來(lái)說(shuō)明“勢”這一抽象的概念,相信更能使學(xué)生容易理解且牢記此概念,并能讓課堂不再沉悶、枯燥,使課堂氣氛更加輕松、活躍。
1.2我國的教材內容 與美國的教材內容相比,我國的教材內容中各知識點(diǎn)相互獨立,沒(méi)有聯(lián)系性與對應性。再從教材內容的表達方面來(lái)說(shuō),我國中學(xué)物理教材略感生硬,概念、規律、知識點(diǎn)的引入過(guò)快,缺少過(guò)渡性,對學(xué)生的抽象思維能力要求過(guò)高,稍顯“灌輸”的性質(zhì)。且我國的教材內容很少能聯(lián)系到學(xué)生的生活實(shí)際,把學(xué)生單純地孤立在知識點(diǎn)、概念、規律的學(xué)習中,無(wú)法培養學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際、發(fā)現生活實(shí)際問(wèn)題、解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。
1.3總結美國與中國在中學(xué)物理教材內容上? ??對比 第一:我國的中學(xué)物理教學(xué)內容應當努力聯(lián)系與學(xué)生相關(guān)生活實(shí)際,且讓各種概念、規律和知識相互聯(lián)系起來(lái),形成一條能讓學(xué)生自己探索的知識鏈。 第二:努力讓教材的內容表現方式豐富起來(lái)、多樣化、個(gè)性化。 第三:教材內容的表達上應當使用更加活潑、通俗。
2.美國與中國在中學(xué)物理教材實(shí)驗上的對比 在此項對比中,國內教材選用了北京師范大學(xué)出版社在2004年出版的《物理》教材,美國教材仍然選用了《Physics—Principles and Problems》這套廣泛被美國高校使用的教材。下面就運用列表方式來(lái)闡述兩國在中學(xué)物理教材實(shí)驗上的對比。 表一:美國學(xué)生實(shí)驗數目的分布情況[3] 類(lèi)別 力學(xué) 熱學(xué) 光學(xué) 電磁學(xué) 原子物理 試驗數目 按性質(zhì) 驗證性 7 1 4 5 4 21 探究性 7 0 0 3 0 10 按大小 實(shí)驗室 14 1 4 7 4 30 小實(shí)驗 34 7 17 20 11 69 總數 62 9 25 35 19 130 表二:中國學(xué)生實(shí)驗數目的分布情況[4] 類(lèi)別 力學(xué) 熱學(xué) 光學(xué) 電磁學(xué) 原子物理 試驗數目 按性質(zhì) 驗證性 3 0 0 0 0 3 探究性 7 1 1 6 0 15 按大小 實(shí)驗室 10 1 1 6 0 18 小實(shí)驗 8 3 2 0 0 13 總數 28 5 4 12 0 49 表3:中美兩國物理教材中學(xué)生實(shí)驗所列舉的實(shí)驗器材統計情況[5] 國別 實(shí)驗器材 美國 中國 使用與否 使用次數 使用與否 使用次數 剪紙尺等生活材料 √ 2 √ 1 瓷地磚等建筑材料 √ 1 × 0 壘球等體育器材 √ 1 × 0 小車(chē)、表、木板等 √ 7 √ 1 燒杯、彈簧、天平 √ 2 √ 1 氣墊導軌 × 0 √ 1 示波器 × 0 √ 1 打點(diǎn)計時(shí)器 × 0 √ 1 眾所周知,物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的自然科學(xué),試驗數目與實(shí)驗類(lèi)型的多少直接影響了學(xué)生對所學(xué)知識的認知度。首先,先拿表一和表二來(lái)進(jìn)行對比。很顯然的發(fā)現了我國的學(xué)生實(shí)驗總數目比美國的少一半還多,特別是在原子物理這一欄中,我國的試驗總數目為零,美國的多達19個(gè)。試驗數目的多少將直接影響學(xué)生對物理概念、規律、知識點(diǎn)的理解程度,類(lèi)似原子物理這一欄的對比結果,更是直接的表現出我國在原子物理這一知識概念的教材內容是死板的,學(xué)生必須充分發(fā)揮自己的抽象思維能力才有可能把這一知識點(diǎn)吃透。相比之下,美國的教材可通過(guò)各種各樣的實(shí)驗項目來(lái)加深學(xué)生對于原子物理這一知識點(diǎn)的理解。 同時(shí),在表3中我們也可以發(fā)現美國教材的試驗器材大部分使用了與生活實(shí)際相關(guān)的器材用具,但在專(zhuān)業(yè)儀器上的使用明顯少于我國的使用次數。這也同時(shí)表現出來(lái)美國的學(xué)生所要做的實(shí)驗,可以很輕松的找到實(shí)驗器材,且聯(lián)系實(shí)際生活,有利于學(xué)生發(fā)現物理概念與生活現象的共同點(diǎn),并使之提升到發(fā)現實(shí)際生活問(wèn)題,解決問(wèn)題的思想高度。而在我國,學(xué)生在做實(shí)驗時(shí),除了必須了解概念、規律外,還應學(xué)習專(zhuān)業(yè)儀器的使用方法,這無(wú)疑加大了學(xué)生的學(xué)習任務(wù)。再者,我國還存在大部分地區缺少專(zhuān)業(yè)實(shí)驗器材、實(shí)驗室,在學(xué)習到某一實(shí)驗時(shí),就只能靠老師的課堂講演與板書(shū),缺乏實(shí)際操作的能力和對知識概念的理解。
由上總結出,我國中學(xué)物理教學(xué)中的實(shí)驗應多聯(lián)系到學(xué)生的日常生活,增加對于學(xué)生來(lái)說(shuō)難以理解的概念的試驗數目,多采取一些小實(shí)驗、課后實(shí)驗、興趣實(shí)驗等實(shí)驗項目來(lái)是學(xué)生增加對物理知識學(xué)習的興趣。
3.中美物理教材插圖使用的對比 插圖是教材的主要表現形式,優(yōu)秀的插圖在教材內容的表達上往往能取到點(diǎn)睛之筆的作用。一本教材大量的使用插圖能豐富教材本身內涵與質(zhì)量,也有助于教學(xué)者的教學(xué)工作和學(xué)生的學(xué)習。下面也將用上文中提到的兩本教材作? ?較。 圖表 1 美國教材插圖統計[6] 圖表 2 中國教材插圖統計[7] 在此說(shuō)明一下,有些插圖雖然存在于教材的實(shí)驗當中,但是其意義是為了說(shuō)明其實(shí)驗概念原理,所以就歸類(lèi)于原理和概念。還有一些類(lèi)似課后作業(yè)、頭腦風(fēng)暴、章節測驗等當中的小插圖并未統計在其中。 由上兩幅圖表對比可知,美國中學(xué)物理教材當中的插圖總量是我國的兩倍還多。文字、插圖、物理學(xué)中的數學(xué)語(yǔ)言和特殊符號是時(shí)下物理教材表達其內容的幾種方式。直觀(guān)顯示出物理現象和過(guò)程、具體的讓學(xué)生來(lái)認知是物理教材插圖使用的意義。當一本沒(méi)有使用插圖的物理教材被學(xué)生學(xué)習時(shí),可想而知,學(xué)生根本就無(wú)法深刻的理解其中較抽象的概念、規律,也從本質(zhì)上消弱了學(xué)生學(xué)習該教材的積極性;無(wú)法激發(fā)學(xué)生學(xué)習物理這一自然學(xué)科的學(xué)習興趣,教學(xué)安排和教學(xué)組織也將成為老師們的一大難題。 拿兩國在日常生活插圖使用數目上作對比,我國很顯然的又落后了一大半。物理新課程標準中指出: 義務(wù)教育階段的物理課程應貼近學(xué)生生活, 符合學(xué)生認知特點(diǎn), 激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習興趣, 通過(guò)探索物理現象, 揭示隱藏其中的物理規律, 并將其應用于生產(chǎn)生活實(shí)際, 培養學(xué)生終身的探索樂(lè )趣、良好的思維習慣和初步的科學(xué)實(shí)踐能力。[8]由此發(fā)現,我國開(kāi)始逐漸重視物理課程、教材內容應與生活實(shí)際相聯(lián)系,讓學(xué)生在學(xué)習中亮相到生活現實(shí),而又使學(xué)生在生活現實(shí)中發(fā)現自然現象。 再如物理學(xué)史插圖使用數目的統計,我國18幅,美國42幅。要讓學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)觀(guān),就需要學(xué)生了解物理學(xué)史;認識到物理學(xué)家上下而求索的精神;知道科技的進(jìn)步對社會(huì )所造成的巨大影響。顯見(jiàn),美國比我國更加重視教材中物理學(xué)史的穿插與教育功能。 在此總結,學(xué)生所喜愛(ài)的教材并不在于其知識的難易程度,而是取決于學(xué)生對其所學(xué)知識的理解難易。中學(xué)物理教材能夠多量化、多樣化、科學(xué)化、生活化、生動(dòng)化的使用插圖,無(wú)疑將能夠提高學(xué)生對于物理的學(xué)習興趣,增加其對自然現象的發(fā)現和探索的能力,改善其對于物理知識結構的認知程度并使各種知識相互聯(lián)系。
4.我國與美國中學(xué)物理教材的總體比較下來(lái),我國教材稍顯枯燥、狹隘、缺乏藝術(shù)感和學(xué)生的共鳴感。我國中學(xué)物理教材中插圖、實(shí)驗應當適當增加其數量和類(lèi)型,能讓學(xué)生多思考、多動(dòng)手;教材內容不僅要各知識點(diǎn)相互聯(lián)系,更要多與生活實(shí)際相聯(lián)系;文字表達需要更活潑、生動(dòng)幽默。通過(guò)這樣的方法,物理教材將不會(huì )是一光禿禿的樹(shù)干,而是一枝繁葉茂的蒼天大樹(shù)。
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