中美三個版本高中物理教材欄目設置的比較研究

汪欣

摘? ?要：文章選取高中物理“動量”內容為切入點，通過對中美三個版本教材的欄目進行梳理分析，圍繞欄目總體設置及三類共同欄目進行深入比較，最終得出中美三個版本教材欄目設置的特點：凸顯科學思維、強調科學探究、展示教材特色、關注科學前沿，所得結果為我國課程改革及教材編寫提供了新的啟示。

關鍵詞：教材對比;欄目設置;比較研究;動量

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2021）1-0023-5

近年來，課程改革一直在如火如荼的進行，教材無疑是課程改革的重要內容。欄目就是在教材版面上按內容性質分成的標有名稱的各部分，它是課程觀的載體，也是教材的重要組成部分，起著提綱挈領的作用。欄目的內容、形式都體現(xiàn)著深層次的教育理念，對中美教材欄目的分析與比較不僅能從一個側面反映課程改革的特點，也能為我國的教材編寫提供借鑒。想要全面、準確地對其進行分析比較，首先需要了解各版教材欄目的種類。

1? ? 中美教材中的欄目種類

本研究所選取的中美三個版本主流教材分別為：中國人教版高中《物理》[1]（以下簡稱“人教版”教材）、美國《物理：原理與問題》[2]（以下簡稱“3P”教材）和《豪爾特物理》[3]（以下簡稱“HP”教材）。

為對教材欄目實現(xiàn)準確統(tǒng)計，擬定針對本研究的操作性定義。具體包括如下三點：

（1）有標題;（2）有獨立的信息單元;（3）不包括練習與評價。

若同時滿足以上三個條件，則將其作為一類獨立的欄目計入統(tǒng)計。

1.1? ? “人教版”教材欄目

“人教版”教材的欄目具體包括：“演示實驗”“探究實驗（學生實驗）”“做一做”“思考與討論”“科學漫步”“科學足跡”。

1.2? ? “3P”教材欄目

“3P”教材的欄目包括：“起步實驗室”“物理實驗室”“迷你實驗室”“物理挑戰(zhàn)”“現(xiàn)實物理（生活中的物理）”“科學暢想”“學習指南”。

1.3? ? “HP”教材欄目

“HP”教材的欄目包括：“快捷實驗室”“探究實驗室”“概念性挑戰(zhàn)”“物理職業(yè)”“加亮區(qū)”“科學鏈接”。

2? ? 教材欄目設置的分析與比較

2.1? ? 中美三個版本教材欄目設置的總體比較

現(xiàn)將三個版本教材欄目設置的種類和數(shù)量進行統(tǒng)計，結果見表1。

由表1可以看出，總體而言，三個版本教材均精心設置了豐富多彩的欄目，其中“人教版”教材六類、“3P”教材七類、“HP”教材六類，種類數(shù)基本均衡，但總的欄目數(shù)量顯示為依次降低。其次，各版教材各欄目的出現(xiàn)數(shù)量和頻率略有不同，“人教版”教材六類欄目中“思考與討論”的數(shù)量最多，其余欄目數(shù)量基本持平;“3P”教材有關實驗的欄目出現(xiàn)最頻繁，如“物理實驗室”“迷你實驗室”;“HP”教材“科學鏈接”欄目在本章中的數(shù)量最多，其余欄目均只出現(xiàn)一次。再次，雖然各版教材的欄目名稱不一樣，但其本質卻有著異曲同工之妙，為了便于進一步的比較，現(xiàn)將三個版本教材中設置的欄目歸屬于五大類，分別是實驗類、問題與思考類、學習指導類、拓展類以及其他類。

1.實驗類欄目：“人教版”教材有“探究實驗”“演示實驗”“做一做”;“3P”教材有“起步實驗室”“物理實驗室”“迷你實驗室”;“HP”教材有“快捷實驗室”“探究實驗室”。

2.問題與思考類欄目：“人教版”教材有“思考與討論”;“3P”教材有“物理挑戰(zhàn)”;“HP”教材有“概念性挑戰(zhàn)”。

3.學習指導類欄目：“3P”教材有“學習指南”;“HP”教材有“加亮區(qū)”。

4.拓展類欄目：“人教版”教材有“科學漫步”“科學足跡”;“3P”教材有“現(xiàn)實物理”;“HP”教材有“科學鏈接”。

5.其他類欄目：“3P”教材有“科學暢想”;“HP”教材有“物理職業(yè)”。

上述統(tǒng)計結果如圖1所示。

由圖1可見，“人教版”教材欄目的數(shù)量最多，只涉及了實驗類、問題與思考類和拓展類三大類，“3P”教材和“HP”教材均囊括了上述五大類欄目。總體而言，美國教材欄目設置的類型更多樣，數(shù)量分布上也更為均衡，中國“人教版”教材對不同類型欄目的側重程度呈現(xiàn)出明顯差異。

分析原因可能包括以下幾點：第一，上述統(tǒng)計結果只針對“動量”章節(jié)內容，由于知識點數(shù)量和篇幅有限，造成某些欄目沒有呈現(xiàn);第二，此部分內容在中國教材中屬于選修部分，故核心知識點數(shù)量和受重視程度相較必修內容較低，也是導致欄目類型較少的原因之一;第三，欄目數(shù)量的側重反映了教材編寫者對學科的理解和教育價值傾向，中國可能比較注重實驗技能的培養(yǎng)、科學思維的提升以及科學知識的儲備，而美國在注重實驗教學的同時，也關注對學生其他方面能力的培養(yǎng)，比如學習策略、想象力、職業(yè)理解與選擇等。

由表1還可以看出，三個版本教材共同包含的欄目有實驗類、問題與思考類和拓展類，下面就圍繞這三種類型的欄目展開進一步的分析與比較。

2.2? ? 實驗類欄目的分析與比較

物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗在物理教學中的地位舉足輕重。實驗類欄目是組成教材正文的重要部分，通常圍繞實驗展開，一般包括探究實驗、演示實驗、學生小實驗等。實驗欄目的設置為教材使用者理解實驗設計思路、提升實驗操作技能以及體會科學探究的過程提供了重要參考依據(jù)。在三個版本教材中，實驗類欄目數(shù)量、比例及對應的主題內容見表2。

由表2可知，三個版本教材實驗類欄目的數(shù)量分別為“人教版”教材4個、“3P”教材6個、“HP”教材2個，可認為在“動量”部分內容中“3P”教材最重視實驗欄目的設置。具體來看，“人教版”教材中實驗欄目“做一做”最多，此欄目和“起步實驗室”“迷你實驗室”“快捷實驗室”相類似，該實驗通常隨手取材、簡單易操作，便于理清實驗思路，獲得實驗結果，故較多地安排在教材中。另外，“人教版”教材“演示實驗”欄目大多是由教師主導進行實驗演示，這類實驗“3P”教材、“HP”教材中均未涉及，原因可能是美國傾向于讓學生動手實驗。

“3P”教材中實驗欄目“物理實驗室”安排數(shù)量最多，占50%，類似“探究實驗”“探究實驗室”，此欄目的設置有助于改變學生的學習思考方式，不僅讓學生學到物理知識，還讓學生通過各種探究活動對知識進行體驗、感悟、升華，逐步形成科學研究的意識和自主學習的能力，例如教材中實驗“探究碰撞中的不變量”“探究動量守恒”等。

2.3? ? 問題與思考類欄目的分析與比較

問題與思考類欄目是教材中不可或缺的一個重要欄目，該欄目通常針對于教材中的核心知識提出相應的問題。這些問題往往有一定難度和思考價值，且部分題目具有開放性，學生既可獨立思考，也可與同伴相互交流討論，最終目的是解決問題。設置此類欄目有助于培養(yǎng)學生的思辨能力和形成科學思維。在三個版本教材中，問題與思考類欄目數(shù)量、比例及對應的主題內容見表3。

由表3可知，三個版本教材中屬于問題與思考類的各有一個欄目，分別是“人教版”教材的“思考與討論”、“3P”教材的“物理挑戰(zhàn)”、“HP”教材的“概念性挑戰(zhàn)”。但該類欄目出現(xiàn)的數(shù)量有明顯差異，表現(xiàn)為“人教版”教材出現(xiàn)了6次，“3P”教材和“HP”教材各出現(xiàn)1次，數(shù)量上遠少于“人教版”教材。由此可見，此類欄目在中美兩國受教材編寫者的重視程度是不一樣的。

“人教版”教材將此欄目作為銜接知識的橋梁，上承學生腦海中已有的知識經(jīng)驗，下啟與之能建立起聯(lián)系的新知識的學習。通過創(chuàng)設物理情境提出一系列環(huán)環(huán)相扣的問題，引發(fā)學生對所學內容進行思考，在經(jīng)歷了同化、順應的思維過程后，最終建構起新的物理概念和物理規(guī)律。例如，表3中提出的問題“你認為章魚游泳時應用了什么物理原理”，在拋出此問題前學生已經(jīng)了解了幾種不同類型的碰撞，腦中能建構出相應的物理模型。材料中先創(chuàng)設了章魚游泳的物理情境，此時再提出問題，引起學生對這種新模型的疑問和思考。后文緊接著介紹了“反沖”的概念，由已知到未知，順應學生的邏輯認知，易于建構起新的知識。反觀“3P”教材、“HP”教材僅將其作為穿插在教學環(huán)節(jié)中的一個關卡，為學生提供演練、檢測的機會，故安排的數(shù)量不多。

3.3? ? 展示教材特色

對于教科書的編寫，應做到既落實課程標準又體現(xiàn)教材特色，堅持時代性與基礎性相結合的原則。在各版教材主體內容大體相同的情況下，欄目就成為了一個窗口，透過其展示教材的不同風格。正如三個版本教材的拓展類欄目和其他類欄目有效拓展了教材的選擇性，使教材內容更加豐富多彩、獨具特色。

“人教版”教材在“科學足跡”欄目中介紹了中子的發(fā)現(xiàn)、歷史上關于運動量度的爭論，讓學生沿著科學史的軌跡感受科學家們對真理的執(zhí)著追求與人文情懷;“3P”教材中的“科學暢想”不失為一個特色欄目，材料主題“天空之火”是由小行星撞擊地球的設想引發(fā)的一系列關于科學、人類生活的探討，包括對歷史線索的追跡、引發(fā)的自然災害的預測以及人類探測技術發(fā)展的思考，該欄目的設置極大地激發(fā)了學生的想象力和探索自然的動力;“HP”教材中的“物理職業(yè)”欄目也是該教材的一大亮點，本章中介紹的職業(yè)是“物理高中教師”，編寫者試圖通過該欄目的教學，讓學生了解與物理相關的職業(yè)， 使對物理感興趣或打算從事與物理有關職業(yè)的學生具有對相關職業(yè)初步了解、選擇的能力。

3.4? ? 關注科學前沿

新課標中的課程基本理念明確提出了要注重課程的時代性，號召廣大教育者和受教育者關注科學技術的進步和社會發(fā)展的需求。因此，各國教材也在不斷更迭、與時俱進，力求教學素材緊跟時代發(fā)展，反映科學前沿。例如，三個版本教材中的拓展類欄目貼切地反映了這一特點。

“人教版”教材中的“科學漫步”欄目安排了汽車碰撞試驗的素材，一方面此試驗內容與“動量”知識的學習相契合，另一方面通過材料的相關介紹，讓學生了解此試驗是綜合評價汽車安全性能的最有效方法，而安全性能也正是未來汽車發(fā)展的三大核心主題之一，從而將科學知識和前沿技術有效地連接起來。除“人教版”教材外，“3P”教材和“HP”教材也不約而同地選擇了介紹現(xiàn)代汽車安全氣囊的使用及其功效的素材。此外，“HP”教材的“科學鏈接”欄目，由國際科學教師協(xié)會編訂，其中囊括了大量圍繞知識主題的科學前沿材料，學生可以通過點擊鏈接，便捷地獲取有關某一主題的最新科學技術動態(tài)。此欄目既豐富、更新了學生的科學知識儲備，又升華了學生對科學知識的理解，激勵他們在探索、創(chuàng)造新的科學成果的道路上繼續(xù)前行。

參考文獻：

[1]人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標準實驗教科書物理選修3-5[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]Paul W. Zitzewitz. Physics： Principles and Problems[M].Columbus：McGraw-Hill Companies，2005 .

[3]Raymond A.Serway，Jerry S. Faughn. Holt Physics[M].New York：Holt Rinehart and Winston，2006.

[4]沈國強. 中美兩套高中物理教材欄目設置的比較研究[J].物理教師，2010，31（6）：27-28.

[5]高倩，李富強.中英高中物理教材拓展欄目比較研究[J].物理教師，2014，35（04）：66-68.

（欄目編輯? ? 劉? ?榮）