國外物理教材對我國物理教材的影響

包小云　程璐

教材是反映一個國家傳統(tǒng)文化、人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、政治制度的一個載體，不同時期，各國的發(fā)展也不盡相同。隨著時代的發(fā)展，各國的理科教育也都經(jīng)歷了完全不同的發(fā)展途徑。本文想闡述自20世紀(jì)50年代至今，對我國物理教材影響比較大的幾種國外教材。

一、蘇聯(lián)的物理教材對我國早期教材的影響

根據(jù)蘇聯(lián)教育部頒布的教學(xué)大綱規(guī)定：蘇聯(lián)中學(xué)物理課程分兩個階段學(xué)習(xí)：第一階段是6～7年級；第二階段是8～10年級。6～7年級的編排體系是：

六年級物理教材的主要內(nèi)容有：

1.緒論（物理學(xué)研究什么，物理現(xiàn)象，觀察和實驗，物理學(xué)和技術(shù)，物理現(xiàn)象的解釋）。

2.關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步知識（關(guān)于分子的初步知識，氣體、液體、固體的擴(kuò)散，羅蒙諾索夫論物質(zhì)結(jié)構(gòu)）。

3.運(yùn)動和力（機(jī)械運(yùn)動，勻速運(yùn)動和變速運(yùn)動，速度與平均速度，慣性，物體的相互作用，萬有引力現(xiàn)象、重力，形變，彈力，天平，重力和質(zhì)量的關(guān)系，力的圖示，力的合成，平衡，摩擦力，分子間的相互作用力，壓力，氣體的壓力）。

4.液體和氣體的壓強(qiáng)（帕斯卡定律，氣體和液體在自身重力下的壓強(qiáng)，連通器，空氣的重量，大氣壓強(qiáng)，抽氣機(jī)，水壓機(jī)，阿基米德力，浮體條件，比重計）。

5.功和功率、能（機(jī)械的功，功率，機(jī)械效率，勢能的概念，動能的概念，動能和勢能的轉(zhuǎn)化，水流能和風(fēng)能）。

七年級物理教材的主要內(nèi)容：

1.熱傳遞和功（分子的無規(guī)則運(yùn)動，內(nèi)能，改變內(nèi)能的兩種方法：做功和熱傳遞，熱傳遞的方法，熱量，物質(zhì)的比熱，熱量的計算，能量守恒和轉(zhuǎn)化定律，燃料燃燒的熱量）。

2.物質(zhì)聚集狀態(tài)的變化（物體的熔解、熔解溫度，熔解熱，蒸發(fā)和沸騰，沸騰溫度，汽化熱）。

3.熱機(jī)（熱機(jī)中蒸汽和氣膨脹的功，內(nèi)燃機(jī)，蒸汽輪機(jī)，熱機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用）。

4.原子構(gòu)造（物體的帶電，兩種電荷，帶電體的相互作用，電場的概念，密立根實驗示意圖，電荷的可分性，電子，電荷間的作用力與其距離間的關(guān)系，帶電粒子在物質(zhì)中的散射，原子的核模型，氫原子的結(jié)構(gòu)，氦、鋰原子的結(jié)構(gòu)，原子中電子的數(shù)目和核的電荷）。

5.電流強(qiáng)度、電壓、電阻（電荷在電場中的運(yùn)動、電流、電路，通過金屬和電解質(zhì)的電流，電量單位的確定——庫侖，以庫侖表示電子的電荷，電流強(qiáng)度，安培計，電壓，伏特計，電阻，電阻率，變阻器，部分電路的歐姆定律，串聯(lián)和并聯(lián)導(dǎo)體的電阻）。

6.電流的功率（電流的功和功率，焦耳熱，電熱器，短路，保險絲）。

7.電磁現(xiàn)象（直線電流和環(huán)形電流的磁場，螺線管，電磁鐵，電鈴，電報，繼電器及其應(yīng)用，永磁體，地球的磁場，電話，磁場對通電導(dǎo)體的作用力，直流電動機(jī)及其應(yīng)用，電磁感應(yīng)，發(fā)電機(jī)，蘇聯(lián)電氣化）。

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這套教材與我國當(dāng)年由人民教育出版社出版的《物理》教材相比，教材體系上沒有太大的區(qū)別，如圖1所示是1964年出版的初中物理教材，這套教材具有如下的特點：①體系完整，知識面較廣，典型的力、熱、電、光、原的編排方式，注意反映了當(dāng)時的科學(xué)和技術(shù)的新成就。涉及當(dāng)時科學(xué)技術(shù)的新概念，如失重現(xiàn)象、氣動工具、電場制冷機(jī)等，這與當(dāng)時的衛(wèi)星、登月飛船發(fā)射、家用電器的現(xiàn)代化密切相關(guān)。②概念、規(guī)律闡述得比較清楚，特別強(qiáng)調(diào)知識的傳授。我國的物理教材與之相似，主要是當(dāng)時的國情所致，新中國剛剛成立，百業(yè)待興，需要加快發(fā)展，大量地學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)“老大哥”的先進(jìn)教育，有時候甚至可以說是生搬硬套，甚至教學(xué)中的教學(xué)方法都是一致照搬的。

二、美國PSSC物理教材對我國“一綱多本”教材的影響

PSSC是在美國國家科學(xué)基金委員會的資助下為對高中物理課程進(jìn)行新的探索而組建起來的“物理科學(xué)研究委員會”的簡稱。它原是一個研究麻省理工學(xué)院課程計劃的機(jī)構(gòu)，但在組建后不久便擴(kuò)大成為全國性的組織了。

根據(jù)該書編者哈伯沙伊姆（U.Haberschaim）所說，PSSC物理課程的目的在于說明在物理學(xué)發(fā)展過程中的實踐與理論之間的相互作用；通過對自然界的調(diào)查，讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本原理和定律及其適用范圍和根據(jù)；培養(yǎng)批判地閱讀的能力以及進(jìn)行推理和善于區(qū)分本質(zhì)與非本質(zhì)的能力，從而提高所學(xué)到的技能；給想讀大學(xué)理工科的學(xué)生打下一個堅實而牢固的基礎(chǔ)。

PSSC物理教材由宇宙、光學(xué)與波、力學(xué)、電與原子結(jié)構(gòu)等四部分組成。

在第一部分“宇宙”里，教材對時間、空間和物質(zhì)等概念只作一般性的闡述，即說明怎樣把握和怎樣測定這些物理現(xiàn)象。具體內(nèi)容包括什么是物理學(xué)，時間及其測定，空間及其大小，函數(shù)關(guān)系和標(biāo)度的選擇，沿著一定軌道的運(yùn)動，矢量，質(zhì)量，元素，原子，原子和分子，氣體的性質(zhì)，測定等。通過對這一部分的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生了解物理學(xué)是一個研究課題；理解時間、空間與物質(zhì)三者是不可分的。不僅如此，還要讓學(xué)生知道物理學(xué)是在不斷發(fā)展之中的，這一發(fā)展過程正是人們進(jìn)行探索和研究的用武之地。學(xué)習(xí)這一部分只是對自然界進(jìn)行一次廣泛而粗略的掃描，接著就要對物理學(xué)的某些領(lǐng)域進(jìn)行較深入的探究。

在第二部分“光學(xué)與波”中，教材主要研究光學(xué)。具體內(nèi)容包括光的性質(zhì)，反射和像，折射，透鏡與光學(xué)儀器，光的粒子模型，波，波與光，干涉，光波等九章。從教材的編排體系上看，它是從研究光的粒子說開始逐步進(jìn)入光的波動說的，但重點是在光波上。

在第三部分“力學(xué)”中，教材主要是以力學(xué)的觀點去進(jìn)一步細(xì)致地觀察運(yùn)動。具體內(nèi)容包括牛頓運(yùn)動定律，地面上的運(yùn)動，萬有引力和太陽系，動量及其守恒，功和動能，熱、分子運(yùn)動及能量守恒等六章。

在第四部分“電與原子結(jié)構(gòu)”里，教材主要研究電磁學(xué)的內(nèi)容，具體包括有關(guān)電的定性的事實，庫侖定律和基本電荷，在電場中電荷的能量和運(yùn)動，磁場，電磁感應(yīng)和電磁波，探索原子，光是粒子，電子是波嗎，量子王國、原子結(jié)構(gòu)等。

此外，PSSC物理還有一個補(bǔ)篇部分，原名為“高等課題補(bǔ)充教材”，介紹物理學(xué)的一些高等課題，包括角動量、統(tǒng)計力學(xué)、狹義相對論和量子物理學(xué)。這四個課題可以分開單獨學(xué)習(xí)。作者在這里采用淺顯易懂的語言，使學(xué)生不需要多少數(shù)學(xué)知識就能了解這些高等課題的基礎(chǔ)知識。

PSSC除編寫了一套物理教材外，還編制了實驗指導(dǎo)書、教師指導(dǎo)書、實驗儀器介紹手冊、教學(xué)影片及介紹手冊、課外讀物叢書、試題集等七種指導(dǎo)用資料。

經(jīng)過實踐，PSSC物理教材受到不少批評。大家認(rèn)為這套教材太深太難，只適用于少數(shù)尖子學(xué)生，遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離大多數(shù)學(xué)生的實際水平。雖然有部分教師在采用這套教材時，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)探究，使用了新的教學(xué)方法，但多數(shù)教師卻依然使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，因而收效甚微。但盡管如此，PSSC物理所提出的教育改革的方向乃是大勢所趨，同時也給人們留下不少有益的經(jīng)驗。

這套教材在20世紀(jì)80年代翻譯引進(jìn)我國，在我國物理學(xué)界引起不少振動，許多學(xué)者看后提出，傳統(tǒng)的物理教材體系是不是也應(yīng)該有所變革。當(dāng)時我國老一輩物理教材專家雷樹人、董振邦等就在全國的學(xué)術(shù)會議上提出，要改革我國的物理教材，提出了全國在統(tǒng)一的教學(xué)大綱下應(yīng)該有多種版本的教材呈現(xiàn)，這就是20世紀(jì)80年代提出的“一綱多本”。當(dāng)時，全國各地就有廣東沿海版、四川版、東北版、滬科版、物理通報版等物理教材涌現(xiàn)。多種版本教材的出現(xiàn)吸納了許多新的東西，最為突出的就是由蘇州大學(xué)許國樑教授倡導(dǎo)，束炳如、謝堅城教授、何潤偉、汪延茂特級教師等編寫，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社出版，簡稱“滬科版”初中物理教材，如圖2所示，這套教材一問世就通過了教育部的審查，教材吸納了美國PSSC物理教材體系的一些思想，打破了傳統(tǒng)的教材編寫體系，將教材體系分為6篇。

入門篇 相當(dāng)于本書的“緒論”，主要激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，使學(xué)生對什么是物理學(xué)和怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)以及物理學(xué)與技術(shù)、社會的關(guān)系有一個初步的具體的概略的認(rèn)識。

第1篇 主要介紹光、聲、電、力的基本現(xiàn)象及觀察與描述物理現(xiàn)象、規(guī)律的方法，使學(xué)生對物理基本現(xiàn)象有清楚、正確的認(rèn)識，知道觀察、實驗是物理學(xué)的基本研究方法。

第2篇 主要闡述物理學(xué)中一些最基本的定律和實驗、歸納等研究方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)掌握有關(guān)規(guī)律的同時，受到實驗、歸納等研究方法的初步訓(xùn)練。

第3篇 主要介紹物質(zhì)的分子、原子的結(jié)構(gòu)及其研究的方法，使學(xué)生了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)的有關(guān)內(nèi)容，了解“假說”方法的重要作用。

第4篇 主要從功、能觀念研究有關(guān)物理問題及其應(yīng)用，使學(xué)生初步學(xué)會用能的觀點去認(rèn)識、理解和掌握有關(guān)知識和方法。

未來篇 概述物理學(xué)的現(xiàn)在和未來，作為選學(xué)教材，旨在寬展學(xué)生的視野，啟發(fā)學(xué)生對物理世界的進(jìn)一步探究。

三、美國《科學(xué)探索者》綜合理科教材對我國新課程教材的影響

美國綜合理科教材《科學(xué)探索者》（套裝全17冊）如圖3所示。它包括了：《科學(xué)探索者：地球上的水》《科學(xué)探索者：聲與光》《科學(xué)探索者：電與磁》《科學(xué)探索者：天文學(xué)》《科學(xué)探索者：化學(xué)反應(yīng)》《科學(xué)探索者：物質(zhì)構(gòu)成》《科學(xué)探索者：環(huán)境科學(xué)》《科學(xué)探索者：從細(xì)菌到植物》《科學(xué)探索者：細(xì)胞與遺傳》《科學(xué)探索者：動物》《科學(xué)探索者：人體生理衛(wèi)生》《科學(xué)探索者：地球內(nèi)部》《科學(xué)探索者：地表的演變》《科學(xué)探索者：天氣與氣候》《科學(xué)探索者：科學(xué)探究》《科學(xué)探索者：運(yùn)動、力與能量》和《科學(xué)探索者：法庭科學(xué)》。涉及物理學(xué)部分有三部分：聲與光、電與磁：運(yùn)動、力與能量。從知識內(nèi)容上看可能只相當(dāng)于小學(xué)科學(xué)與初中物理基礎(chǔ)知識的相融階段，它把整個理科知識分塊單列，但總體自成一個比較完整的綜合理科體系，這本書的最大亮點就是突出了科學(xué)探究，并闡述了進(jìn)行科學(xué)探究的一些基本流程和方法。

如：1.像科學(xué)家一樣思考：學(xué)會觀察、推理、預(yù)測、分類、模型、交流。

2.像科學(xué)家一樣理性思維：能夠靈活運(yùn)用各種理性思維解決問題，例如比較與對比、應(yīng)用概念、理解圖表、因果關(guān)系、歸納、做出判斷、解決問題。

3.像科學(xué)家一樣信息處理： 概念圖、比較/對比、維恩圖、流程圖、循環(huán)圖。

這套教材對我國現(xiàn)在實行的新課程標(biāo)準(zhǔn)教科書有著很大的影響。首先是課程理念的轉(zhuǎn)變，提出了五項基本理念：第一，面向全體學(xué)生，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；第二，從生活走向物理，從物理走向社會；第三，注意學(xué)科滲透，關(guān)心科技發(fā)展；第四，提倡教學(xué)方式多樣化，注重科學(xué)探究；第五，注重評價改革導(dǎo)向，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。其次是將科學(xué)探究作為課程內(nèi)容寫入課程標(biāo)準(zhǔn)，滲透到教材之中。將科學(xué)探究列入課程目標(biāo)，旨在讓學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)工作者進(jìn)行相似的探究過程，主動獲取物理知識，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，發(fā)展科學(xué)探究能力，體驗科學(xué)探究的樂趣，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神，這些與《科學(xué)探索者》有著驚人的相似，這不是巧合，這是時代、科技進(jìn)步所需求的。

四、綜合理科教程對我國科學(xué)課程的影響

綜合課程除了上面介紹的美國《科學(xué)探索者》外，還有一套值得稱贊的德國的綜合理科教程（初中第1、2、3冊），由德國克萊特出版社出版，同年在其資助下由上海教育出版社推出中文版，如圖4所示，該教材的主要內(nèi)容：

第一冊：1.知覺和感覺；2.微觀世界中的發(fā)現(xiàn)；3.動植物和它們的家。

第二冊：1.身份和功能；2.日常生活中的物質(zhì)；3.天氣和季節(jié)。

第三冊：1.生命的基本物質(zhì)；2.自然界和科技中運(yùn)動；3.物質(zhì)自身發(fā)生變化，同時也被改變。

其基本特點：

1.自始至終貫徹科學(xué)探究這條主線，從問題出發(fā)，從學(xué)生的心理特征出發(fā)，探索所遇到的問題。

2.從生活走向社會，從社會走向科學(xué)，以生物學(xué)科知識為基礎(chǔ)，設(shè)置與學(xué)生所見科學(xué)事實和生活實踐息息相關(guān)問題。

3.打破學(xué)科體系，以生物學(xué)為主導(dǎo)，適合社會發(fā)展和STS教育。

這套教材對我國推行學(xué)科與綜合課程兩條腿走路的新課程有很大的啟迪，課程標(biāo)準(zhǔn)專門研制了符合初中階段的《科學(xué)》課程標(biāo)準(zhǔn)，并在2000年前后設(shè)置了國家試驗區(qū)，如長沙的開福區(qū)、深圳的南山區(qū)、浙江省等，編制了由華東師范大學(xué)出版社出版的《科學(xué)》（七、八、九）和由浙江教育出版社出版的《科學(xué)》（七、八、九），如圖5所示。教材體系基本上還是一個“拼盤”，就是將理化生、地理有機(jī)地結(jié)合在一起。從目前實驗的情況來看，初高中、大學(xué)的銜接和綜合課程教師的培養(yǎng)，是綜合課程能否持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，目前只有浙江省的整體改革初見成效。值得稱贊的是綜合課程的堅冰已經(jīng)打破，雖然很艱難，但還是堅持下來，我國的綜合課程還有很多要向國外綜合課程的經(jīng)驗學(xué)習(xí)之處。

（作者單位：江西省石城縣第二中學(xué) 江西省弋陽縣邵畈學(xué)校）

責(zé)任編輯 王金瑞

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