中美高中物理教材磁場(chǎng)知識(shí)內(nèi)容的對(duì)比研究

曾道富 陳巨

摘要：本文主要內(nèi)容是關(guān)于中美主流教材磁場(chǎng)部分內(nèi)容的比較研究，從微觀視角通過(guò)對(duì)本章的知識(shí)結(jié)構(gòu)、插圖設(shè)置、閱讀材料、章節(jié)間和章節(jié)后習(xí)題、章節(jié)實(shí)驗(yàn)等的對(duì)比研究，更好地辨明美國(guó)教材的優(yōu)與劣，正視我國(guó)現(xiàn)階段教材改革中出現(xiàn)的問(wèn)題，為未來(lái)課程改革提供一定的參考意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：高中物理教材;美國(guó)教材;磁場(chǎng);認(rèn)知規(guī)律中圖分類(lèi)號(hào)：G648 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2014）19-0027-01現(xiàn)階段很多文章對(duì)于中美教材的對(duì)比，基本上是基于教材的整體而言，而關(guān)于章節(jié)性?xún)?nèi)容進(jìn)行闡述的很少;另外源于磁場(chǎng)的抽象性及實(shí)際存在性，它屬于高中物理知識(shí)的難點(diǎn)部分，這也是本文立足之處。所選用教材是美國(guó)《Physics： Principles and Problem》[1]和人教版高中物理教材作為研究對(duì)象，以對(duì)比的方式從一個(gè)新的視角看待兩國(guó)教材。1.主要知識(shí)結(jié)構(gòu)的展開(kāi)表1中國(guó)：人教版《物理·選修 3-1》美國(guó)：《Physics： Principles and Problem》3.1磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)磁現(xiàn)象、電流的磁效應(yīng)磁場(chǎng)、磁性的地球起步實(shí)驗(yàn)3.2磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小24.1永磁鐵和暫時(shí)性磁鐵磁鐵的一般特性、永磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)、電流的磁效應(yīng)、磁性物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)3.3集中常見(jiàn)的磁場(chǎng)磁感線、幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)、安培分子電流假說(shuō)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、磁通量24.2磁場(chǎng)產(chǎn)生的力電流在磁場(chǎng)中受到的力、揚(yáng)聲器、靈敏電流計(jì)、帶電粒子受到的力、利用磁介質(zhì)儲(chǔ)存信息3.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力安培力的方向、安培力的大小、磁電式電流表3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力洛倫茲力的大小和方向、電視顯像管的工作原理3.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、回旋加速器我們對(duì)表1所展示的內(nèi)容從知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)、發(fā)展順序和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律加以分析?？傮w來(lái)看，中國(guó)教材知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)相比美國(guó)的而言更系統(tǒng)，更貼近發(fā)展的歷史順序。但從接受新事物新知識(shí)的認(rèn)知規(guī)律上講，美國(guó)的則更加優(yōu)秀。比如本章的開(kāi)篇，中國(guó)教材沒(méi)有引入而直接進(jìn)入主要內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生接受新知識(shí)沒(méi)有一個(gè)緩沖過(guò)程，這會(huì)讓學(xué)生難以激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)興趣。反觀美國(guó)教材，它開(kāi)篇通過(guò)讓學(xué)生做一個(gè)起步實(shí)驗(yàn)來(lái)明白磁場(chǎng)對(duì)其作用物體的力的方向，此舉能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，對(duì)于順利進(jìn)入下一個(gè)知識(shí)環(huán)節(jié)奠定了學(xué)生的主觀能動(dòng)性基礎(chǔ)。無(wú)論是中國(guó)的教師、教育研究者還是學(xué)生總覺(jué)得教材不盡人意，而對(duì)于美國(guó)教材似乎都愿意給它打一個(gè)高分。2.插圖設(shè)置為凸顯出兩國(guó)教材在插圖及欄目設(shè)置中的異同，我們采用在知識(shí)點(diǎn)相同的情況下，對(duì)比不同教材所采用的不同插圖所表達(dá)的內(nèi)容的異同。圖2內(nèi)容我們選取電流的磁效應(yīng)來(lái)對(duì)比說(shuō)明。圖2 （a）美版教材電流磁效應(yīng)，（b）中版教材電流磁效應(yīng)圖2兩圖均體現(xiàn)了電流對(duì)周?chē)〈朋w的作用，很明顯美版的插圖更直觀的反映了通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)的分布情況，并且從小鐵屑排列方向也反映出電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向。反觀中版插圖是一張簡(jiǎn)單的示意圖，對(duì)于電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的分布情況和磁場(chǎng)方向也不能直觀的反映出來(lái)，而且整章中示意圖的數(shù)量明顯多于趣味性的插圖。而這樣的插圖對(duì)于幫助學(xué)生理解知識(shí)沒(méi)有實(shí)際效果。3.閱讀材料教材中設(shè)置的各種閱讀材料是其有機(jī)的組成部分，它作為對(duì)課外知識(shí)的延伸，能提高學(xué)生理解能力，創(chuàng)新思維觀念[2]。研讀兩國(guó)教材的閱讀材料后，有以下發(fā)現(xiàn)：①?gòu)臄?shù)量上中國(guó)教材是2項(xiàng)，美國(guó)教材是1項(xiàng)。②從難易程度上看，中國(guó)教材屬于為教材服務(wù)的科普性文章，美國(guó)教材涉及到現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和日常生活中的運(yùn)用。③從獨(dú)立性上看，中國(guó)教材強(qiáng)調(diào)內(nèi)容的完整性，使得閱讀材料依附于章節(jié)內(nèi)容。美國(guó)教材的閱讀材料是章節(jié)內(nèi)容的拓展和延伸，為感興趣學(xué)生提供了進(jìn)一步的探索使用，獨(dú)立性相對(duì)較高。4.章節(jié)間和章節(jié)后習(xí)題習(xí)題是教材重要的組成部分，將兩國(guó)教材本章所有習(xí)題對(duì)比研究后發(fā)現(xiàn)。我國(guó)教材和美國(guó)教材的習(xí)題都注重學(xué)生對(duì)基本物理知識(shí)的掌握，在習(xí)題設(shè)置上也明顯體現(xiàn)出我國(guó)教材的編著一直注重知識(shí)完整性這一特點(diǎn)。美國(guó)教材的習(xí)題數(shù)量明顯多于我國(guó)教材，但多數(shù)只是對(duì)簡(jiǎn)單物理知識(shí)的靈活運(yùn)用，沒(méi)有復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，題型以思考題為主，與實(shí)際生活聯(lián)系緊密，同時(shí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的合作，設(shè)計(jì)方案共同解決問(wèn)題，而且思考題給與了學(xué)生很大的思考空間。我國(guó)教材習(xí)題較少且難度不大，但趣味性低，涉及的知識(shí)面狹窄，與實(shí)際生活聯(lián)系較少。習(xí)題的解決通常很多都需要數(shù)學(xué)計(jì)算而不是物理知識(shí)本身，對(duì)于需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作設(shè)計(jì)才能完成的基本沒(méi)有涉及。5.章節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)物理學(xué)科實(shí)驗(yàn)為主，沒(méi)有特定的實(shí)驗(yàn)支撐就不能觀察到某些物理現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)對(duì)于老師而言是物理教學(xué)的內(nèi)容方法和手段，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是學(xué)習(xí)和理解物理知識(shí)最直觀的途徑。很遺憾本章節(jié)中我國(guó)教材沒(méi)有設(shè)置明確的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，只有內(nèi)容當(dāng)中的一些"做一做"和"演示"設(shè)置。分析其原因，或許與中國(guó)高中物理教學(xué)的實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)，反向說(shuō)明我國(guó)高中教材基本屬于經(jīng)典物理學(xué)范疇，而美國(guó)教材則體現(xiàn)了隨科技變化的發(fā)展性。美國(guó)教材在本章中設(shè)置的實(shí)驗(yàn)是關(guān)于"電磁鐵利用電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使磁性物質(zhì)磁化"。從實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、器材、步驟、結(jié)論分析與運(yùn)用等我們可以看出，美國(guó)教材對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)置的目的在于訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的認(rèn)識(shí)觀，而且與生活緊密聯(lián)系。6.總結(jié)從以上比較內(nèi)容看出，新課程改革后我國(guó)的教材在各方面有了很大的進(jìn)步，但是始終沒(méi)有脫離集權(quán)式的知識(shí)本位的思維局限性，沒(méi)有將人作為知識(shí)傳達(dá)的主體。但是教材的編著須以學(xué)生為中心，教材的主要使用者是青少年學(xué)生，所以其形式內(nèi)容的編寫(xiě)都必須從學(xué)生角度出發(fā)。為學(xué)生服務(wù)的教材，最終才能為社會(huì)服務(wù)。參考文獻(xiàn)：[1] [美] 保羅·齊策維茨（Zitzewitz， P. W.）等著.物理： 原理與問(wèn)題·下冊(cè). 錢(qián)振華等譯. 杭州： 浙江教育出版社， 2008.[2] 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-1. 北京： 人民教育出版社， 2004.作者簡(jiǎn)介：曾道富（1990-）男，四川鹽源，西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，碩士研究生，凝聚態(tài)物理專(zhuān)業(yè)。