中美高中物理教材結(jié)構(gòu)對(duì)比研究

張蕾 代同貞 丁永文

摘 要：教材的結(jié)構(gòu)及呈現(xiàn)形式影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過程，對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)也有一定的作用。從體例結(jié)構(gòu)、正文表述和欄目設(shè)置三方面對(duì)中美兩套教材進(jìn)行了對(duì)比分析，在此過程中吸取了美國(guó)教材的精華之處，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)我國(guó)教材提出了合理的建議。

關(guān)鍵詞：高中物理教材；教材結(jié)構(gòu)；中美比較

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）3-0064-5

教材的編寫體現(xiàn)著國(guó)家的教育目的和教育理念，由于各國(guó)教育目的不同，也存在文化差異，所以其編寫的教材都不盡相同。本文通過對(duì)中美兩國(guó)高中物理教材對(duì)比研究，希望借鑒美國(guó)教材的優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)的教材更加完善。

本文選取的中國(guó)教材為“人教版”的《物理》（必修部分）[1]，美國(guó)教材為麥格勞希爾公司出版的《物理：原理與問題》（Physics： Principles and Problems）[2]，是美國(guó)利用率最高的高中物理教材，具有代表性，我們將從教材的整體結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行對(duì)比研究。

1 教材的體例結(jié)構(gòu)

教材的體例結(jié)構(gòu)即編寫格式結(jié)構(gòu)，從整體上直觀地展現(xiàn)教材結(jié)構(gòu)的各個(gè)組成部分。

1.1 美國(guó)教材的體例結(jié)構(gòu)（圖1）

1.2 中國(guó)教材的體例結(jié)構(gòu)（圖2）

1.3 對(duì)比分析

由圖1、圖2可以看出：

（1）兩國(guó)教材的主體結(jié)構(gòu)形式相似，以章為主體展開敘述，章的下一級(jí)主體為節(jié)，節(jié)由標(biāo)題、正文及圖表、欄目、節(jié)后練習(xí)題幾個(gè)部分構(gòu)成。

（2）中國(guó)教材第一級(jí)分類類別比美國(guó)教材多，教材的前言包括“走進(jìn)物理課堂之前”和“物理學(xué)與人類文明”，讓學(xué)生對(duì)物理學(xué)有初步的了解，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；教材末尾設(shè)置課題研究和課外讀物，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和探究能力，指導(dǎo)學(xué)生拓展知識(shí)面，拓寬眼界。

（3）美國(guó)教材章的分層比中國(guó)教材多。每一章在前后均設(shè)置實(shí)驗(yàn)：“起步實(shí)驗(yàn)”為小型實(shí)驗(yàn)，引起學(xué)生興趣；“物理實(shí)驗(yàn)”為完整的大型實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生體會(huì)物理實(shí)驗(yàn)的樂趣，并培養(yǎng)學(xué)生的探究能力及動(dòng)手能力。在章末設(shè)置復(fù)習(xí)和測(cè)試相關(guān)內(nèi)容，包括復(fù)習(xí)指南、測(cè)評(píng)和標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)和自測(cè)。中國(guó)教材章末沒有相關(guān)內(nèi)容。

（4）美國(guó)教材在節(jié)中設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)和關(guān)鍵術(shù)語（圖3），用來指出本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)及關(guān)鍵內(nèi)容，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到指引作用。除了節(jié)內(nèi)的“學(xué)習(xí)目標(biāo)”之外，在每一章的開頭也會(huì)對(duì)整章內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹（圖4），以此告訴讀者本章你將學(xué)到什么，它有什么重要性。中國(guó)教材中沒有相應(yīng)內(nèi)容。

2 正文表述

（1） 美國(guó)教材文字?jǐn)⑹龅钠螅枋鑫锢磉^程的文字較多。能夠?qū)⒌贸瞿骋唤Y(jié)論的思考過程細(xì)致地?cái)⑹鼋o讀者，帶領(lǐng)閱讀者邊思考邊理解，使得一些結(jié)論蘊(yùn)含在過程敘述中，內(nèi)容詳實(shí)。

中國(guó)教材文字?jǐn)⑹銎鄬?duì)小，其中大量的文字用來引入情景，將讀者帶入物理情境。對(duì)于物理結(jié)論獲得過程的描述少，結(jié)論多為直接給出，讀者不能深入理解。

（2） 美國(guó)教材的文字?jǐn)⑹鲎⒅刈x者自身體驗(yàn)，第二人稱代詞“你”出現(xiàn)頻繁，隨處可見“當(dāng)你……”“你已經(jīng)……”“你可以……”等短語，這樣的詞語能使讀者在閱讀過程中產(chǎn)生很強(qiáng)的主體意識(shí)，讀書的過程更像與人對(duì)話的過程，更易融入內(nèi)容中。

中國(guó)教材中人稱代詞出現(xiàn)頻率極少，只有在章或節(jié)的開頭會(huì)出現(xiàn)第一人稱代詞“我們”，其余敘述均以第三人稱敘述，講述性強(qiáng)，讀者參與性相對(duì)較弱。

（3）美國(guó)教材在圖示上統(tǒng)一、明確。圖示的線條有規(guī)定的顏色慣例，比如：用綠色代表位移矢量，紅色代表速度矢量，紫色代表加速度矢量。運(yùn)動(dòng)圖像的線條上也沿用這樣的慣例，如：速度-時(shí)間圖像的線條是紅色的，位移-時(shí)間圖像的線條是綠色的。這樣，從圖像的線條顏色就能區(qū)分各物理量，便于理解，不易混淆。

中國(guó)教材沒有類似的顏色慣例，圖示、圖像中的線條顏色都相同，尤其在標(biāo)示多個(gè)物理量的圖示中，顏色使用沒有規(guī)律，不便區(qū)分各物理量，容易混淆。

3 欄目設(shè)置

除了正文的文字?jǐn)⑹觯€有相應(yīng)的欄目來配合，兩國(guó)教材都設(shè)置了多個(gè)不同功能的欄目來配合主要內(nèi)容的闡述。

3.1 欄目外觀

兩國(guó)教材均采用方框的形式，并用不同顏色的邊框或背景裝飾欄目。

美國(guó)教材中，欄目方框的背景多為黃色，邊框一般采用較深的顏色，如：紅棕色、深紫色，使其更加醒目（圖5）。尤其是每一章末尾的“生活中的物理”欄目，運(yùn)用大幅的圖片做背景，整篇的彩頁很有吸引力。

中國(guó)教材中，欄目方框的背景顏色為漸變色，并以淺色系為主，如：淺綠色、淺橙色、淡黃色等，幾乎沒有邊框（圖6），和正文區(qū)分度不太高，欄目的吸引力不如美國(guó)教材。

3.2 欄目類型

將欄目按類型歸類，并進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

可以看出，兩國(guó)教材欄目均有5種類型，但不完全相同，美國(guó)教材沒有思考討論類的欄目，而中國(guó)教材中沒有數(shù)學(xué)與物理類的欄目。

3.3 具體欄目分析

（1）實(shí)驗(yàn)類

從表1上看，美國(guó)教材中實(shí)驗(yàn)欄目只有1種，項(xiàng)目數(shù)量為7個(gè)，每章的數(shù)量為1個(gè)。“迷你實(shí)驗(yàn)”是節(jié)內(nèi)欄目中的小型實(shí)驗(yàn)，屬于課外實(shí)驗(yàn)，器材也多為日常生活用品。該類實(shí)驗(yàn)位于節(jié)內(nèi)，在開頭提出問題并羅列所用器材，引起學(xué)生興趣；標(biāo)出安全警示符號(hào)，提醒學(xué)生注意實(shí)驗(yàn)安全；實(shí)驗(yàn)步驟敘述明確，逐步引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)；提出實(shí)驗(yàn)中需要進(jìn)行思考的問題，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行思考。由此看出，這類實(shí)驗(yàn)雖小但是結(jié)構(gòu)十分完整，能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

中國(guó)教材實(shí)驗(yàn)類的欄目有3種，項(xiàng)目總數(shù)為28個(gè)，多于美國(guó)教材。其中，數(shù)量最多的是“做一做”，該類型實(shí)驗(yàn)屬于課外實(shí)驗(yàn)，用具不局限于物理實(shí)驗(yàn)室，涉及到計(jì)算機(jī)和生活中的用品?！把菔尽焙汀皩?shí)驗(yàn)”需要課上完成，“演示”多為教師操作，內(nèi)容為現(xiàn)象明顯且過程不復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解?！皩?shí)驗(yàn)”為學(xué)生在課上完成的較小型實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一些規(guī)律，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。這兩種實(shí)驗(yàn)用具多為實(shí)驗(yàn)室器材，如：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、牛頓管等。教材中對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的描述為成段的文字，沒有明確的分步，需要學(xué)生從中提取實(shí)驗(yàn)步驟的信息，容易忽略一些步驟，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)。

（2）解題與練習(xí)類

美國(guó)教材在解題方面進(jìn)行了多層次的欄目安排，首先是“解題策略”，總結(jié)同一類型問題的分析方法，使學(xué)習(xí)者明確思路和步驟?！袄}”對(duì)重要問題進(jìn)行解答示范，解題均按分析概括問題、求解未知量和驗(yàn)證答案的步驟進(jìn)行，簡(jiǎn)單明了。緊隨示范解題之后是“練一練”，對(duì)例題進(jìn)行專門練習(xí)，每個(gè)“練一練”包含5道左右的題目，這種“練一練”欄目數(shù)量很多，在選取的7章內(nèi)容中共有33個(gè)。此外，針對(duì)可進(jìn)行拓展練習(xí)的題目，安排“挑戰(zhàn)性問題”欄目，提供有一定難度的練習(xí)題。最后，在“本節(jié)復(fù)習(xí)題”中綜合練習(xí)整節(jié)的知識(shí)內(nèi)容。由此看出，美國(guó)教材中的練習(xí)題目很多，并且以多層次呈現(xiàn)。

中國(guó)教材的“例題”穿插在正文內(nèi)容中，沒有按其他欄目的方框形式呈現(xiàn)。內(nèi)容為典型知識(shí)點(diǎn)的計(jì)算題舉例講解，按照分析、解答的步驟進(jìn)行，沒有驗(yàn)證答案的步驟。教材中沒有專門針對(duì)例題進(jìn)行的專門的練習(xí)題欄目，練習(xí)均在“問題與練習(xí)”中。對(duì)整節(jié)知識(shí)內(nèi)容的練習(xí)，包含簡(jiǎn)述題、計(jì)算題等類型，題目共5道左右，數(shù)量很少。在學(xué)校，練習(xí)題部分被課外練習(xí)冊(cè)所代替。

（3）生活中的物理

物理學(xué)在生活中的應(yīng)用廣泛，兩國(guó)教材都設(shè)置了欄目，介紹相關(guān)的生活現(xiàn)象、科學(xué)技術(shù)以及科學(xué)發(fā)展。

美國(guó)教材按內(nèi)容對(duì)欄目進(jìn)行分類，每章之后均有1個(gè)，并采用大幅彩頁，來介紹具體的物理原理與問題，如：跑鞋的學(xué)問（Running Smarter）、磅秤（Bathroom Scale）等。

中國(guó)教材中該類欄目設(shè)置在節(jié)之后，共有13個(gè)?！癝TS”欄目，介紹物理學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系，如：速度與現(xiàn)代社會(huì)、從伽利略的一生看科學(xué)與社會(huì)等；“科學(xué)漫步”介紹相關(guān)課外知識(shí)，如：氣墊導(dǎo)軌、流體的阻力等；“科學(xué)足跡”展現(xiàn)一些相關(guān)的物理學(xué)史，對(duì)物理的發(fā)展過程進(jìn)行介紹，如：人類對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)、牛頓的科學(xué)生涯。

（4）思考討論類

中國(guó)教材設(shè)置思考討論類欄目，包括“思考與討論”和“說一說”，提出適當(dāng)?shù)膯栴}，動(dòng)員學(xué)生進(jìn)行思考、討論，并發(fā)表自己的看法，旨在鍛煉學(xué)生的思考能力，讓學(xué)生在互相的討論中加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解，提高學(xué)生的思維能力。

（5）物理與數(shù)學(xué)的應(yīng)用

美國(guó)教材設(shè)置了該部分欄目，強(qiáng)調(diào)物理與數(shù)學(xué)的聯(lián)系，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)這種研究工具在物理學(xué)習(xí)中的重要性，有助于學(xué)生在物理中建立數(shù)學(xué)思維。除此之外，教材中與其他學(xué)科相聯(lián)系的地方也會(huì)用彩色文字標(biāo)注出來，例如：物理學(xué)與生物學(xué)的聯(lián)系，物理學(xué)與化學(xué)的聯(lián)系，等等。讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到各個(gè)學(xué)科都不是孤立的，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)科學(xué)的整體性認(rèn)識(shí)。

4 啟示

通過對(duì)比研究，中國(guó)教材較美國(guó)教材在外觀吸引力和知識(shí)目標(biāo)等方面有所欠缺，可進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整：

（1）增強(qiáng)教材的可讀性和趣味性

教材編寫時(shí)應(yīng)關(guān)注學(xué)生的閱讀興趣，在外觀上適當(dāng)增加醒目的顏色，使得欄目引人注目，圖示更清晰，達(dá)到愉悅學(xué)生心情的同時(shí)引起學(xué)習(xí)興趣[3]。

正文的敘述要從學(xué)生角度進(jìn)行出發(fā)，多用第二人稱，讓學(xué)生在閱讀過程中體會(huì)到與書本對(duì)話的樂趣，融入書本中。改變“聽書本講”知識(shí)的狀況，要與書本“一起學(xué)”知識(shí)。

（2）加強(qiáng)知識(shí)獲得的過程感

應(yīng)加強(qiáng)教材的內(nèi)容過程感，適當(dāng)增加對(duì)思考過程的文字描述，充實(shí)教材內(nèi)容，讓學(xué)生體會(huì)思考的過程，在獲得知識(shí)的同時(shí)學(xué)會(huì)分析問題的方法。也要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的過程感，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)，如：逐條列出實(shí)驗(yàn)步驟，不必十分詳盡，主要目的是讓學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)的步驟性，具體操作由學(xué)生自己把握，使學(xué)生更好地體會(huì)實(shí)驗(yàn)過程[4]。

（3）為學(xué)生學(xué)習(xí)提供方便

為學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，在每節(jié)開頭，將學(xué)生需要達(dá)到的基本目標(biāo)羅列出來，使學(xué)生明確必須掌握的知識(shí)范圍，有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)來完成這些目標(biāo)。除明確學(xué)習(xí)目標(biāo)外，教材應(yīng)加強(qiáng)章節(jié)后的知識(shí)總結(jié)，這是“人教版”物理教材欠缺的地方，應(yīng)加以改進(jìn)，如：在章末安排本章內(nèi)容的知識(shí)結(jié)構(gòu)圖，或讓學(xué)生以填空形式自行完成結(jié)構(gòu)圖，幫助學(xué)生復(fù)習(xí)知識(shí)。

教師在教學(xué)過程中更應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)目標(biāo)的重要性并時(shí)刻注意知識(shí)的總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，幫助學(xué)生建立知識(shí)體系。

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[4]王廣新.高中物理教材結(jié)構(gòu)的比較研究[D].北京：首都師范大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.

（欄目編輯 鄧 磊）