中美高中物理教材中科學(xué)史內(nèi)容分析

趙德清

摘要：科學(xué)素養(yǎng)的培育已經(jīng)成為物理科學(xué)的重要共識(shí).科學(xué)史作為科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)重要組成部分，得到廣泛重視.科學(xué)本質(zhì)視野下的科學(xué)史觀，不僅會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知造成影響，而且會(huì)對(duì)學(xué)生的世界觀、人生觀造成影響.

關(guān)鍵詞：高中物理教材 科學(xué)史 內(nèi)容分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，中美之間科技教育交流更加頻繁和深入.分析和對(duì)比研究中美兩國(guó)廣泛使用的物理教材版本，能夠有效地明晰教育界的三個(gè)科技維度，也就是科學(xué)觀的呈現(xiàn)方式、科學(xué)觀的內(nèi)容和科學(xué)觀的教學(xué)方式.通過(guò)中美物理教材中科學(xué)史的研究，還能從教師和學(xué)生的兩個(gè)維度了解科學(xué)探究的意義.調(diào)查研究本來(lái)就是科學(xué)探索的主要任務(wù)，能為師生教與學(xué)提供更多的資源信息.

一、研究的對(duì)象和方法

對(duì)中美高中物理的比較研究，離不開(kāi)比較的對(duì)象，比較物理教材才是研究的主體，也是中美兩國(guó)物理見(jiàn)解和科學(xué)史不同的集中表現(xiàn)之處.我國(guó)高中學(xué)生使用的是新課標(biāo)教材第一冊(cè)到第三冊(cè)，而美國(guó)的高中物理教材使用廣泛的是《PHYSICALSCIENCE》，這套教材的物理知識(shí)部分共有15章，其余的10章是化學(xué)和生物的部分.首先，要了解現(xiàn)代物理的整個(gè)知識(shí)體系和劃分標(biāo)準(zhǔn)，也就是明白當(dāng)今的物理課程分為上下兩部分，一部分是1900年以前的經(jīng)典物理；另一部分是1900年以后的現(xiàn)代物理部分.其次，要采取宏觀的、系統(tǒng)對(duì)比方法進(jìn)行比較分析.從總體上把握教材科學(xué)史中物理內(nèi)容所占的份額，以及頁(yè)數(shù)所占有的教材總體比例，做出系統(tǒng)的比較分析.再次，在科學(xué)本質(zhì)的視野下做出思考.提出問(wèn)題，研究思路，找到中美高中教材中要求學(xué)生了解和掌握的核心內(nèi)容和宗旨是什么，進(jìn)而對(duì)其中科學(xué)史內(nèi)容做出有效合理的分析.

二、中美教材中科學(xué)史內(nèi)容分析

研究顯示，中美兩國(guó)高中物理教材中現(xiàn)代物理和經(jīng)典物理所占的比重是略微有差異的.其中，美國(guó)的課本中現(xiàn)代物理頁(yè)數(shù)所占的比例是16.9%.而我國(guó)的新課標(biāo)教材比美國(guó)教材要少一些，大致的頁(yè)數(shù)是13.5%，但這并不能說(shuō)明中國(guó)高中物理教材對(duì)現(xiàn)代物理就是不重視的，單單從比例上來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)代物理確實(shí)少于美國(guó)，但在整個(gè)宏觀的體量上來(lái)說(shuō)，其實(shí)沒(méi)有差別很多.我國(guó)高中在現(xiàn)代物理的科學(xué)史上的內(nèi)容主要涉及有量子理論、原子結(jié)構(gòu)、光的波粒二象性、物質(zhì)波和狹義的相對(duì)論以及原子核結(jié)構(gòu)的放射性研究等.此外，對(duì)于其中的液晶材料、納米技術(shù)、激光技術(shù)、航天技術(shù)和超導(dǎo)材料等也做出了不少篇幅的介紹.美國(guó)高中在現(xiàn)代物理的科學(xué)史上的內(nèi)容沒(méi)有光的波粒二象性、量子理論、狹義相對(duì)論和物質(zhì)等.主要涉及原子核反應(yīng)、裂變和聚變、激光和半導(dǎo)體、超導(dǎo)體的材料技術(shù)，著重講解的是計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體材料的應(yīng)用和發(fā)展.但我國(guó)的物理教材中沒(méi)有多少涉及，這顯示出兩種教材重點(diǎn)的差異性.兩國(guó)高中物理教材中科學(xué)史見(jiàn)解的不同，最大的差異性在于知識(shí)點(diǎn)的表現(xiàn)方式上.我國(guó)的高中物理主要是以文字?jǐn)⑹鰹橹鳎詧D表實(shí)驗(yàn)為輔的.而實(shí)驗(yàn)其實(shí)是少之又少的.我國(guó)高中物理對(duì)學(xué)生的要求多是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的直接背誦，而非是主動(dòng)探求知識(shí).有些章節(jié)會(huì)有小樂(lè)趣的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生掌握知識(shí)和增加學(xué)習(xí)的趣味性起到了一些作用.而美國(guó)的科學(xué)史物理教材對(duì)物理知識(shí)的獲取過(guò)程很重視，圖畫(huà)列表占到每章節(jié)的三分之一，辯論交流、知識(shí)競(jìng)答和實(shí)驗(yàn)運(yùn)用又會(huì)占到三分之一，真正的理論知識(shí)文字其實(shí)是很少的.相對(duì)中國(guó)物理教材來(lái)說(shuō)，美國(guó)物理教材好像更樂(lè)意提高學(xué)生的參與度和趣味性.美國(guó)教材在物理課程科學(xué)史內(nèi)容上更加以學(xué)生為主體，要求他們?nèi)ケ磉_(dá)觀點(diǎn)，參與辯論，進(jìn)行課下的內(nèi)容收集和相關(guān)知識(shí)的掌握.在引導(dǎo)課程的時(shí)候，增加一些樂(lè)趣性教學(xué)，對(duì)課程進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，接下去的資料收集、物質(zhì)檢測(cè)、活動(dòng)交流和報(bào)告匯報(bào)都會(huì)交給學(xué)生去完成，這是一種創(chuàng)造性的以學(xué)生為主的課程教學(xué).

三、對(duì)我國(guó)高中物理教學(xué)的啟迪

通過(guò)對(duì)中美兩國(guó)高中物理課程中科學(xué)史的對(duì)比研究可以看出，美國(guó)的教學(xué)比我國(guó)的“知識(shí)背誦”教學(xué)更加人性化、更加貼近生活現(xiàn)實(shí)，也更加符合學(xué)生的探索性發(fā)展.值得注意的是，我國(guó)的新課標(biāo)改革不斷深化，旨在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)問(wèn)題的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生全面的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)并滿足他們對(duì)周圍現(xiàn)象的好奇心.我們應(yīng)該更加注重借鑒美國(guó)的教學(xué)布置和內(nèi)容涉及，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、多樣化和趣味性，有利于學(xué)生更加熱愛(ài)物理學(xué)科，更好地掌握物理知識(shí).如何更好地挖掘現(xiàn)代物理的科學(xué)探究精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，才是教材的本質(zhì)體現(xiàn)，也是科學(xué)本質(zhì)屬性下高中物理科學(xué)史對(duì)比研究精神的體現(xiàn).