中美高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式的比較

作者簡介：王較過，男，漢族，陜西臨潼人，陜西師范大學(xué)教授，主要從事“物理教育”、“物理學(xué)史”和“教育統(tǒng)計、測量與評價”的教學(xué)和研究。現(xiàn)任教育部陜西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心副主任，《中學(xué)物理教學(xué)參考》主編，陜西省中學(xué)物理教學(xué)研究會副理事長。

摘要：教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到重要的引導(dǎo)作用。本文構(gòu)建了高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式宏觀層面和微觀層面的比較模型，并以人教版選修3-1和美國高中物理教科書holt physics中的電學(xué)部分為例，從章節(jié)安排、文本編寫、欄目設(shè)計思路、插圖設(shè)計及習(xí)題設(shè)計等方面對比分析了中關(guān)物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式的特點和差異。

關(guān)鍵詞：高中物理；電磁學(xué)；教材比較

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2013）2（S）-0001-5

教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式受文化背景的影響，因此中美文化背景的差異在物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式上也有反映。比較中美高中物理教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，不但可以了解中美教科書的特質(zhì)而且能夠為高中物理教科書的編寫提供有益的參考。那么，如何評價高中物理教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式呢？中美物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式到底有哪些不同呢？筆者以物理選修3-1（以下簡稱中國教科書）和近幾年在美國廣泛使用的holtphysies（以下簡稱美國教科書）中的電學(xué)部分為例作以探討，分析兩國物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式的特點和優(yōu)勢，為我國高中物理教科書編寫提供一些建議。

1 高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式比較模型

教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式是指內(nèi)容在教科書中應(yīng)該以什么樣的方式表達，即以什么樣的形式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，以怎樣的姿態(tài)面對學(xué)習(xí)者。一般而言，從表層看，教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式包括版式設(shè)計、欄目設(shè)置、插圖設(shè)計等；從深層看，它包括由教科書的行文風(fēng)格所反映出來的編者的文化底蘊，對教學(xué)內(nèi)容的深層次理解及其教育教學(xué)觀等方面。二者間是互相影響、不可割裂的?？梢?。教科書的呈現(xiàn)方式既包括整體內(nèi)容的組織形式又包括具體內(nèi)容的展現(xiàn)方式，前者關(guān)注整體內(nèi)容以怎樣的框架呈現(xiàn)，后者關(guān)注具體內(nèi)容以怎樣的方式編排。

對教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，學(xué)生往往傾向于從圖像系統(tǒng)和版面設(shè)計等感性方面進行評價，教師則傾向于從教科書內(nèi)容體系組織、欄目設(shè)置、拓展遷移等理性方面給予評價。因此，在比較教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式時，應(yīng)該考慮教科書的內(nèi)容體系組織、版面設(shè)計、欄目設(shè)計及圖片。除此之外，建立比較模型還應(yīng)該參照課程標(biāo)準(zhǔn)中對教科書的編寫建議?；谏鲜隹紤]，筆者認(rèn)為，建立教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式的比較模型，既要看宏觀層面也要看微觀層面，宏觀層面主要分析內(nèi)容的章節(jié)安排、文本編寫、圖片和表格的呈現(xiàn)、欄目設(shè)置、習(xí)題特點等。微觀層面主要分析對學(xué)習(xí)者已有經(jīng)驗的利用、探究活動的設(shè)計、留給學(xué)習(xí)者的思維和探索空間以及教學(xué)目標(biāo)的落實等方面?；谏鲜稣J(rèn)識并結(jié)合中美高中物理教科書的特點，筆者構(gòu)建了高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式宏觀層面比較模型和微觀層面比較模型（如表1和表2所示）。

2 中美高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式比較

2.1 章節(jié)安排差異明顯

兩版教科書的共同點是均采用“章一節(jié)”的編排結(jié)構(gòu)，其主題不但注重物理知識的內(nèi)在聯(lián)系，而且注重物理知識與學(xué)生認(rèn)知發(fā)展之間的關(guān)系。盡管如此，二者間仍有明顯的差異，從分章看，對同一主題，中國教科書分章較少，美國教科書分章較多。以“電學(xué)”相關(guān)主題為例，中國教科書分為兩章，美國教科書分為四章，如表3所示。

從分節(jié)看。同一內(nèi)容中國教科書的分章較少，分節(jié)較多，每節(jié)內(nèi)容的容量較小；美國教科書分章較多，分節(jié)較少，每節(jié)內(nèi)容的容量較大。以“靜電場”為例，中國教科書用一章呈現(xiàn)，共九節(jié)內(nèi)容。美國教科書分為兩章呈現(xiàn)，共六節(jié)內(nèi)容，如表4所示。

分析可知，中美教科書的編排方式各有利弊。以“電學(xué)”主題編排為例，中國教科書把電場、電勢和電容的相關(guān)知識放入《靜電場》一章，有利于知識的整合。美國教科書將這些內(nèi)容分章呈現(xiàn)，降低了教科書的難度，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)。以“靜電場”內(nèi)容編排為例，中國教科書各節(jié)知識跨度較小，知識點依次推進，美國教科書將同一層次的內(nèi)容放人一節(jié)，整合性強。

2.2 文本編寫各有千秋

從整體上比較，兩版教科書的文本呈現(xiàn)注重激發(fā)學(xué)生的求知欲，滲透科學(xué)思想方法，內(nèi)容表述富于邏輯性、科學(xué)性和藝術(shù)性。兩版教科書的呈現(xiàn)方式各有自己的特點并存在明顯差異。

2.2.1 導(dǎo)入方式的差異

中美教科書的導(dǎo)人方式各有特點。中國教科書往往通過引用名人名言、簡要介紹名人的生平和主要成就、插入與章節(jié)知識內(nèi)容相關(guān)的彩圖和必要的文字說明，提綱攜領(lǐng)地引入該章內(nèi)容。而美國教科書一般通過描述本章物理知識在生活中的應(yīng)用實例，設(shè)置問題點明本章的學(xué)習(xí)目標(biāo)，插入與內(nèi)容相關(guān)的彩圖引入本章課題。例如：兩版教科書中《靜電場》一章的導(dǎo)入就采用不同的形式，如表5所示。

由表5可知，首先，美國教科書的章首導(dǎo)讀內(nèi)容將電場力與工業(yè)中的汽車噴槍聯(lián)系起來，引導(dǎo)學(xué)生了解物理知識在實際問題中的應(yīng)用。這種選擇和呈現(xiàn)教科書內(nèi)容的方式，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。也有助于強調(diào)物理學(xué)與生活、生產(chǎn)、社會的密切聯(lián)系。其次，明確指出學(xué)習(xí)電場力及其相互作用，要求學(xué)生弄明白電場力在靜電噴漆行業(yè)的作用。對于后者，通過設(shè)置“靜電噴槍是如何工作的？”及“為什么靜電噴槍比傳統(tǒng)的噴槍更有效？”強調(diào)通過學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握靜電噴漆的原理及優(yōu)點。中國教科書的章首導(dǎo)讀，首先引用牛頓的一段話，使學(xué)生體會科學(xué)探究充滿樂趣，物理學(xué)的研究永無止境。同時教材指出牛頓沒有發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，人類研究電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的歷史更加豐富多彩，通過簡短的文字?jǐn)⑹鲋苯右霰菊碌闹黝}。這樣安排不但使學(xué)生明確了本章要研究的主要問題，而且有助于學(xué)生體會物理學(xué)研究的長期性、豐富性和科學(xué)家的地位與作用，滲透正確的學(xué)習(xí)觀和科研觀教育。

2.2.2 語言風(fēng)格的差異

在語言風(fēng)格上，中國教科書頗具文學(xué)色彩，每章的章首導(dǎo)讀部分，通過引用著名物理學(xué)家的精辟論述，或引用自編的詩歌導(dǎo)入本章內(nèi)容，引起學(xué)生對本章知識的關(guān)注。這樣既可使教學(xué)內(nèi)容顯得生動活潑，又有利于拉近物理學(xué)知識和日常生活的距離，還給學(xué)生從人文的視角去看物理學(xué)問題提供素材，將物理學(xué)問題與社會文化聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)。例如《萬有引力與航天》一章的導(dǎo)入語中引用了法國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯的論述：“（牛頓的）《原理》將成為一座永垂不朽的深邃智慧的紀(jì)念碑，它向我們揭示了最偉大的宇宙定律，是高于（當(dāng)時）人類一切其他思想產(chǎn)物之上的杰作，這個簡單而普遍的規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，以它囊括對象之巨大和多樣性，給予人類智慧以光榮。一拉普拉斯”

拉普拉斯的論述不僅對牛頓的貢獻做出了高度評價，而且文辭美妙。這樣既有利于激發(fā)學(xué)生對萬有引力定律的好奇心，又有助于學(xué)生將萬有引力定律與人類探索自然的過程聯(lián)系起來，培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)。

美國教科書中的語言非常注重人性化，關(guān)注學(xué)生的心理感受，體現(xiàn)學(xué)生與文本的對話功能。教科書中多以第二人稱“你”的口吻敘述內(nèi)容，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的想象思維，而且有助于增強學(xué)生身臨其境的體驗，使其感覺親近和被尊重，在調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時，引導(dǎo)學(xué)生回憶生活經(jīng)驗。例如，美國教科書《位移與速度》一節(jié)的導(dǎo)人語如下：

“假如你想從尤金出發(fā)去俄勒岡州的首府塞勒姆旅行，有多種路線可供選擇，如果你選擇不同的交通方式和路線，到達目的地將花費的時間也不同，或許是幾小時，或許是幾天，無論你選擇坐飛機、開車或走路，你的起始位置到終點的直線距離是相同的，為了描述你從一個城市到另一個城市的運動結(jié)果，你必須指定開始位置到目的地的距離和你的旅行方向?！?/p>

上述導(dǎo)人將速度與位移的知識與學(xué)生熟知的旅行路線的選擇聯(lián)系起來，知識點的展開就像是和學(xué)生進行友好的對話，這樣既拉近了學(xué)生與教科書的距離，又使學(xué)生產(chǎn)生了親切感且樂于接受。

2.3 中美教科書欄目設(shè)計思路比較

中美教科書都設(shè)置了豐富多彩的欄目引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，每一類欄目的設(shè)置都有所側(cè)重。其中“實驗類”欄目重在強調(diào)提高學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)探究能力：“拓展類”欄目重在強調(diào)知識內(nèi)容和科學(xué)思想方法的拓展；“科普類”欄目重在為學(xué)生了解現(xiàn)代科技、物理學(xué)發(fā)展史以及科學(xué)技術(shù)與社會關(guān)系搭建平臺；“討論類”欄目重在為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和深入思考提供較好的論題；“自我檢測類”欄目重在以習(xí)題的形式引導(dǎo)學(xué)生鞏固已學(xué)知識。中美教科書中的欄目比較如表6所示。

中國教科書中的各個欄目穿插在正文知識內(nèi)容的中間，其設(shè)計思路主要表現(xiàn)在三個方面：第一，實驗類欄目、討論類欄目旨在引導(dǎo)學(xué)生積極主動地建構(gòu)知識，學(xué)習(xí)技能和方法；第二，科普類和拓展類欄目旨在引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)與生活、生產(chǎn)和社會的聯(lián)系；第三，自我檢測類欄目旨在引導(dǎo)學(xué)生鞏固所學(xué)的知識。例如，中國教科書在《庫侖定律》一節(jié)中，首先通過演示實驗“探究影響電荷間相互作用力的因素”引導(dǎo)學(xué)生思考電荷之間的作用力與電荷量、距離之間的關(guān)系，為得出庫侖定律做好知識準(zhǔn)備；其次，通過科學(xué)漫步欄目引導(dǎo)學(xué)生了解靜電力在靜電噴漆和靜電復(fù)印中的應(yīng)用；最后，通過問題與練習(xí)欄目中的5道習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生鞏固庫侖定律，學(xué)會用庫侖定律處理實際問題。

美國教科書的欄目設(shè)計思路表現(xiàn)在三個方面：第一，實驗類欄目穿插在正文的中間，旨在引導(dǎo)學(xué)生親自動手設(shè)計實驗，體會科學(xué)探究的過程；第二，討論類欄目穿插在所講內(nèi)容之中，旨在對正文中知識點的拓展和補充，引導(dǎo)學(xué)生了解物理知識與生活的聯(lián)系；第三，拓展類、科普類和自我檢測類欄目安排在節(jié)末或者章末，旨在擴大學(xué)生的知識面，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。例如：美國教科書《電流》一節(jié)中，設(shè)置了“快速實驗室”欄目，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用日常生活中極易獲取到的器材設(shè)計趣味小實驗：設(shè)置了“概念挑戰(zhàn)”欄目講解電燈開關(guān)和粒子加速器的知識，引導(dǎo)學(xué)生了解電流的相關(guān)知識在生活、生產(chǎn)中的作用。這樣既有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又有助于學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程。

2.4 中美教科書插圖設(shè)計比較

學(xué)生偏好圖片豐富的教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式，教師也喜歡利用教科書上的圖片作為教學(xué)的重要資源。中美教科書中都設(shè)計了豐富多彩的圖片，按照其教學(xué)功能可分為四類，其中“物理圖片”（包括物理原理圖和模型示意圖）旨在幫助學(xué)生理解和掌握較難的物理概念或原理；“生產(chǎn)生活相關(guān)圖”旨在幫助學(xué)生理解物理知識與生產(chǎn)和生活的關(guān)系；“實驗圖”（包括實驗裝置、實驗現(xiàn)象和操作示意圖）旨在創(chuàng)設(shè)實驗情境，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和實驗動手能力；“圖表”（包括知識表格和數(shù)據(jù)表格）旨在引導(dǎo)學(xué)生用整體的眼光統(tǒng)覽所學(xué)知識，加強知識間的對比、聯(lián)系與整合。

中美教科書的分布存在明顯差異。以“電學(xué)”內(nèi)容為例，中美兩國教科書中的插圖按其分類統(tǒng)計（不包括例題以及習(xí)題中的插圖，且當(dāng)每一組插圖中有幾個圖片時，在統(tǒng)計時都作為“1”進行統(tǒng)計）如表7所示。

由表7可知，中美教科書插圖分布表現(xiàn)出兩個特點：第一，兩國教科書設(shè)計的圖片種類基本相同，但在數(shù)量上中國教科書明顯多于美國教科書，主要是物理圖片和實驗圖較多；第二，美國教科書中的圖表數(shù)量較多且圖表涵蓋的內(nèi)容比中國教科書更為豐富、廣泛。例如，中國教科書只在“簡單的邏輯電路”這一節(jié)設(shè)置了圖表，表中的內(nèi)容只列舉了邏輯電路的各種情況及其真值表；美國教科書在“電荷”、“電場強度”、“電流”、“電阻”等內(nèi)容中都設(shè)置了圖表，不但圖表內(nèi)容豐富（涵蓋粒子的質(zhì)量和帶電量，畫電場線遵循的法則，串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的比較圖等），而且圖表內(nèi)容注重對所學(xué)知識點進行總結(jié)歸納。這樣既有助于學(xué)生了解物理學(xué)中各個知識版塊之間的聯(lián)系，又有助于學(xué)生在總結(jié)、歸納和類比中學(xué)會學(xué)習(xí)。

對比發(fā)現(xiàn)，美國教科書中插圖說明更加具體確切，有助于學(xué)生理解物理知識產(chǎn)生的背景和過程。例如，中美教科書在《電場強度》一節(jié)所附的插圖分別如圖1和圖2所示。

由上述插圖可見，美國教科書的插圖文字說明更加詳細(xì)，既描述了物理過程，又闡明了產(chǎn)生的原因，而中國教科書的插圖只說明物理現(xiàn)象。

2.5 中美教科書習(xí)題的比較

中美教科書習(xí)題的設(shè)置差異明顯，中國教科書中的習(xí)題編排在每一節(jié)的節(jié)尾，章末沒有編排復(fù)習(xí)題；美國教科書中，不僅在每一節(jié)的節(jié)尾編排了一定數(shù)量的習(xí)題。而且在每一章的章末也編排了相應(yīng)的復(fù)習(xí)題。如表8所示。

由表8可知，中國教科書中的習(xí)題設(shè)置類型比較單一，美國教科書中習(xí)題的設(shè)置類型多、數(shù)量大。美國教科書中章末復(fù)習(xí)題分為四個類型，節(jié)內(nèi)的習(xí)題分為兩個類型。章末設(shè)置的復(fù)習(xí)思考題旨在幫助學(xué)生理清物理學(xué)知識結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生自主歸納總結(jié)的習(xí)慣：概念性問題通過創(chuàng)設(shè)情景提出問題，引導(dǎo)學(xué)生運用相應(yīng)的物理概念和規(guī)律解決生產(chǎn)生活中的物理問題，在解釋的過程中進一步深化對物理概念和規(guī)律的理解；實際問題類似于我國教科書中的計算題，主要是以簡單公式的運用為主；綜合復(fù)習(xí)題是融合本章知識設(shè)計的習(xí)題，考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合運用能力。

中美教科書的習(xí)題差異主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，中國教科書的習(xí)題種類比較單一。以計算題為主，其內(nèi)容主要涉及物理概念和規(guī)律的應(yīng)用；美國教科書的習(xí)題種類包括解釋物理現(xiàn)象、計算和科學(xué)探究等類型。其中，計算題主要是物理公式的簡單運用，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識。第二，中國教科書中的習(xí)題，解答題目要求的抽象思維能力較低，學(xué)生容易理解，找到解題的關(guān)鍵，代入公式計算；美國教科書的習(xí)題，解答題目對學(xué)生的思維能力和作圖能力要求較高，學(xué)生在解題時往往要通過畫圖以及較為復(fù)雜的分析才能解答。

教科書內(nèi)容的呈現(xiàn)方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)起著重要的引導(dǎo)作用，分析不同國家教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式的特點具有重要的意義。筆者在研究已有文獻的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式宏觀層面和微觀層面的比較模型，并運用該模型對比分析了人教版選修3—1和美國高中物理教科書holt physics在章節(jié)安排、文本編寫、欄目設(shè)計思路、插圖設(shè)計及習(xí)題設(shè)計方面的特點。本研究不僅豐富了教科書評價的理論知識，而且有助于讀者了解中美教科書在呈現(xiàn)方式上的差異及各自的優(yōu)勢。需要說明的是，筆者構(gòu)建的高中物理教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式比較模型還需要不斷的完善，本文僅以電學(xué)內(nèi)容為例，比較了中美教科書呈現(xiàn)方式在宏觀層面的差異，至于中美教科書內(nèi)容呈現(xiàn)方式微觀層面的差異還有待進一步的研究和探討。