中、澳高中物理教材結(jié)構(gòu)比較研究

李錦昌 李德安

摘? ?要：教材是重要的課程資源，不同版本的教材其結(jié)構(gòu)、目錄、欄目等內(nèi)容呈現(xiàn)方式各有特色。對(duì)不同教材進(jìn)行分析與比較，有利于教師合理地使用教材，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)和學(xué)習(xí)目的性的提升。文章從目錄、緒論和前言、章（節(jié)）前言、回顧復(fù)習(xí)以及欄目設(shè)置五部分對(duì)中、澳高中物理教材進(jìn)行比較研究，并結(jié)合教學(xué)實(shí)際提出相應(yīng)的教學(xué)啟示。

關(guān)鍵詞：高中物理教材;中外教材對(duì)比;比較研究

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2021）5-0024-5

本文選取的研究對(duì)象分別是澳大利亞的Heinemann版高中物理教材[1]（以下簡(jiǎn)稱Heinemann教材）和廣東教育出版社出版的高中物理教材[2]（以下簡(jiǎn)稱粵教版教材）。

1? ? 教材的整體結(jié)構(gòu)

Heinemann教材和粵教版教材的整體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

對(duì)比分析圖1和圖2可知：

兩套教材都有章、節(jié)，每一節(jié)中均有正文、圖表、欄目以及練習(xí)，但兩者的欄目數(shù)量不同。Heinemann教材中的欄目較少，只有“Physics in Action”“PhysicsFile”“Extension”?；浗贪娼滩牡臋谀坑小坝^察與思考”“實(shí)驗(yàn)與探究”“討論與交流”“實(shí)踐與拓展”和“資料活頁(yè)”。

Heinemann教材是按照“單元—章—節(jié)”的順序展開(kāi)，在開(kāi)始每一單元以及每一章的學(xué)習(xí)之前分別先介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)和重點(diǎn)知識(shí)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有明確的目的性，在完成每一章、每一節(jié)的學(xué)習(xí)之后都會(huì)進(jìn)行回顧與總結(jié)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。在Heinemann教材中，第一級(jí)分類類別較多，除了扉頁(yè)、目錄、單元之外，還有指南、附錄、答案、詞匯表以及指數(shù)，其中指南是介紹教材每一部分的設(shè)計(jì)意圖以及學(xué)生應(yīng)該如何使用。以教材中的“擴(kuò)展”欄目為例，指南是這樣介紹的：“擴(kuò)展材料超過(guò)了研究設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，它適用于希望加深理解深度的學(xué)生”[1]。附錄部分分為兩個(gè)板塊——國(guó)際單位以及了解測(cè)量，“國(guó)際單位”包括了標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位、質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間以及派生單位，“了解測(cè)量”主要有正確使用單位符號(hào)、科學(xué)計(jì)數(shù)法、準(zhǔn)確度和精度、估計(jì)結(jié)果中的不確定性、重要數(shù)字、線性關(guān)系和處理非線性數(shù)據(jù)，學(xué)生可以自行學(xué)習(xí)感興趣的材料。Heinemann教材的詞匯表包含了教材中所有概念以及重要知識(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到不理解的知識(shí)可以查閱詞匯表來(lái)解決困惑。

2? ? 目錄分析

傳統(tǒng)教材都是按照“力、熱、聲、光、電”的順序來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)，粵教版教材也不例外。以必修一為例，粵教版教材的必修一有四章，分別是運(yùn)動(dòng)的描述、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、相互作用和牛頓運(yùn)動(dòng)定律（圖3），章題目簡(jiǎn)潔明了。

而Heinemann教材的編排順序則有所不同，整套Heinemann高中物理教材分為兩冊(cè)——Physics 11和Physics 12，主要圍繞四個(gè)問(wèn)題展開(kāi)，分別是“怎樣來(lái)解釋物理世界”“關(guān)于物理世界的實(shí)驗(yàn)揭示了什么”“場(chǎng)如何解釋運(yùn)動(dòng)和電”“兩個(gè)相互矛盾的模型如何解釋光和物質(zhì)”。此外，Heinemann教材又將每個(gè)單元分成若干個(gè)問(wèn)題展開(kāi)。以Heinemann 11級(jí)教材為例，共有兩個(gè)單元，分別是“怎樣來(lái)解釋物理世界”和“關(guān)于物理世界的實(shí)驗(yàn)揭示了什么”。在“怎樣來(lái)解釋物理世界”單元，分為三個(gè)章節(jié)“怎樣解釋熱效應(yīng)”“電路如何工作”“什么是物質(zhì)以及物質(zhì)是如何形成的”（圖4）。目錄以問(wèn)題的方式進(jìn)行章節(jié)分類，且提出的問(wèn)題與學(xué)生生活息息相關(guān)，容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及求知欲，正如杜威所說(shuō)的“教育即生活”。在教學(xué)開(kāi)始時(shí)，學(xué)生會(huì)帶著問(wèn)題走進(jìn)課堂，走進(jìn)物理學(xué)。

粵教版教材的目錄可以使讀者對(duì)本章的教學(xué)內(nèi)容一目了然。Heinemann教材的目錄更傾向于問(wèn)題導(dǎo)向，目的在于讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)，所以每一個(gè)單元都是以問(wèn)題方式命名單元的標(biāo)題，例如“怎樣解釋熱效應(yīng)”。由于提出的問(wèn)題與生活有著密切的聯(lián)系，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣在接觸教材時(shí)就已經(jīng)被激發(fā)。目錄提出的問(wèn)題是學(xué)生熟悉的，但是學(xué)生對(duì)于問(wèn)題的理解并不全面，如“怎樣解釋熱效應(yīng)”，學(xué)生的第一反應(yīng)是可以用溫度去解釋熱效應(yīng)，可以將溫度與熱效應(yīng)簡(jiǎn)單地聯(lián)系起來(lái)，那么溫度是否可以完全解釋熱效應(yīng)呢？很顯然并不是，除了溫度之外，熱效應(yīng)還涉及熱量、比熱容、潛熱等諸多知識(shí)。關(guān)于溫度的知識(shí)屬于學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，但是關(guān)于熱量、比熱容等知識(shí)屬于即將到達(dá)的發(fā)展水平，兩者之間的差異就是“最近發(fā)展區(qū)”，借助于教學(xué)，可以實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有發(fā)展水平到即將到達(dá)的發(fā)展水平的飛躍。這就要求教師要做到：采取合適的教學(xué)方式和方法來(lái)適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，引導(dǎo)并促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，同時(shí)也要引導(dǎo)學(xué)生積極參與知識(shí)的建構(gòu)[3]。以目錄的方式提出的問(wèn)題，有助于學(xué)生帶著興趣和求知欲來(lái)參與物理課堂的學(xué)習(xí)。

3? ? 緒論與前言分析

緒論與前言部分是粵教版教材所獨(dú)有的，兩部分內(nèi)容延續(xù)了傳統(tǒng)教材的一大特點(diǎn)——高度概括性，這也是我國(guó)教材與英美教材最大的區(qū)別之一。其優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)容豐富，信息量較大，缺點(diǎn)是可讀性較差。緒論部分主要討論了物理學(xué)是研究什么的，物理學(xué)的發(fā)展給人類文明進(jìn)步帶來(lái)哪些成果，物理學(xué)與我們的生活如何相關(guān);從學(xué)習(xí)的角度認(rèn)識(shí)高中物理與初中物理有什么不同，思考我們?nèi)绾螌W(xué)習(xí)高中物理[2]。整體提供的信息量較多，滲透著物理學(xué)的態(tài)度和思想，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)情感態(tài)度教育。

前言部分介紹本冊(cè)教材主要研究的問(wèn)題，通過(guò)列舉問(wèn)題引出研究?jī)?nèi)容。以粵教版教材必修一為例，提及的問(wèn)題有“汽車在急轉(zhuǎn)彎前為什么要先減速？”“投籃時(shí)籃球的運(yùn)動(dòng)軌跡為什么是曲線？”在前言部分列舉生活中常見(jiàn)的問(wèn)題和現(xiàn)象，其目的是讓學(xué)生帶著問(wèn)題走進(jìn)物理課程。但是，前言把各個(gè)章節(jié)的問(wèn)題羅列在一起，學(xué)生沒(méi)辦法把握重點(diǎn)，不能有針對(duì)性地帶著問(wèn)題走進(jìn)物理課堂，而且前言部分趣味性、故事性不強(qiáng)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)作用有待商榷。前言部分也對(duì)教材欄目的設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行介紹，例如，“觀察與思考”欄目，編者設(shè)計(jì)這個(gè)欄目的意圖在于鍛煉學(xué)生觀察、描述、分析物理現(xiàn)象的能力[2]，這一部分的內(nèi)容與Heinemann教材的指南作用一致。

4? ? 章節(jié)前言

Heinemann教材在單元以及章開(kāi)始時(shí)分別介紹學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)重點(diǎn)，以“關(guān)于物理世界的實(shí)驗(yàn)揭示了什么”為例，其在單元前言中分為三個(gè)研究領(lǐng)域，分別是如何描述和解釋運(yùn)動(dòng)、選修和實(shí)際調(diào)查，在研究領(lǐng)域一和研究領(lǐng)域三都提出了相應(yīng)的目標(biāo)。對(duì)于研究領(lǐng)域一，其結(jié)果目標(biāo)是：完成本單元后，學(xué)生應(yīng)該能夠研究、分析和模擬粒子和物體的運(yùn)動(dòng)。在研究領(lǐng)域三中提出的目標(biāo)是：完成本單元后，學(xué)生應(yīng)該能夠設(shè)計(jì)和研究與數(shù)據(jù)收集和分析的科學(xué)過(guò)程有關(guān)的物理問(wèn)題，并依據(jù)收集到的數(shù)據(jù)得出結(jié)論[1]。

在“直線運(yùn)動(dòng)”章節(jié)中，Heinemann教材的前言除了描述常見(jiàn)的直線運(yùn)動(dòng)外，還提出了本章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)：經(jīng)過(guò)本章的學(xué)習(xí)之后，你將完成對(duì)最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式（直線運(yùn)動(dòng)）的研究，并且能夠：（1）在恒定加速度下以圖形、數(shù)字和代數(shù)方式分析直線運(yùn)動(dòng)：（2）以圖形方式分析不均勻的直線運(yùn)動(dòng)[1]。

粵教版教材在章節(jié)的前言部分也會(huì)涉及該章節(jié)常見(jiàn)的情境以及本章的方法以及知識(shí)點(diǎn)，但是教學(xué)目的的具體程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如Heinemann教材。以《運(yùn)動(dòng)的描述》一章為例，前言列舉了常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)情境，如鳥(niǎo)兒在空中飛翔、河水在奔流，在介紹完常見(jiàn)的情境后，對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)研究范疇進(jìn)行了區(qū)分。而在學(xué)習(xí)目標(biāo)上，教材是這樣描述的：“本章從物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題入手，運(yùn)用科學(xué)抽象和理想模型的方法，逐步建立描述物體運(yùn)動(dòng)的位置、位移、速度、加速度等概念，從而為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)”[2]。由此可知，學(xué)生需要學(xué)會(huì)兩種方法——科學(xué)抽象和理想模型，此外還需要形成關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的位置、位移、速度、加速度等概念。除了這些之外，學(xué)生是否還需要從教材中學(xué)習(xí)到其他內(nèi)容呢？學(xué)生還需要掌握時(shí)間與時(shí)刻、路程與位移等一系列知識(shí)。所以，粵教版教材告知學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確。在現(xiàn)有的教學(xué)中，教師會(huì)借助于教師用書(shū)等方式來(lái)獲取教學(xué)目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等信息，但是這些信息并沒(méi)有傳遞給學(xué)生，所以學(xué)生最多是帶著問(wèn)題而非具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)走進(jìn)課堂。對(duì)于學(xué)生而言，教學(xué)就是解決學(xué)習(xí)困惑以及學(xué)習(xí)老師所教授的知識(shí)與技能，學(xué)生對(duì)于自己需要在課堂上學(xué)習(xí)到哪些內(nèi)容沒(méi)有明確目標(biāo)。通過(guò)前言的方式告知學(xué)生本章的具體學(xué)習(xí)目標(biāo)，需要掌握哪些概念、定理、定律和方法，有助于學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)。此外，學(xué)生也可以根據(jù)自身掌握的知識(shí)與章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，檢查已經(jīng)掌握的知識(shí)是否符合學(xué)習(xí)目標(biāo)，以更好地進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。

5? ? 回顧復(fù)習(xí)

粵教版教材在學(xué)生完成一個(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)之后，會(huì)對(duì)該章節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu)（圖5）進(jìn)行梳理，學(xué)生通過(guò)思維導(dǎo)圖可以理清學(xué)習(xí)思路。此外還有回顧與評(píng)價(jià)，以問(wèn)題的方式讓學(xué)生反思自身知識(shí)是否需要進(jìn)一步完善，如“本章學(xué)習(xí)的質(zhì)點(diǎn)模型有何意義？其建構(gòu)過(guò)程對(duì)學(xué)習(xí)物理有何啟示”。

雖然Heinemann教材沒(méi)有相應(yīng)的思維導(dǎo)圖對(duì)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，但是它的總結(jié)概括內(nèi)容也很詳盡。以“加速度”一節(jié)為例，其總結(jié)由以下部分構(gòu)成：速率變化的含義與計(jì)算、速度變化的含義與計(jì)算、加速度的定義、計(jì)算公式以及加速度的單位。學(xué)生通過(guò)溫習(xí)總結(jié)內(nèi)容，可以進(jìn)一步鞏固知識(shí)，而且由于總結(jié)部分位置恰好被安排在習(xí)題之上，學(xué)生在解答習(xí)題的過(guò)程中如果遇到困惑，也可以重新回顧知識(shí)來(lái)查漏補(bǔ)缺。

6? ? 欄目設(shè)置

從欄目的數(shù)量來(lái)看，粵教版教材的欄目數(shù)量較多，有“觀察與思考”“實(shí)驗(yàn)與探究”“討論與交流”“實(shí)踐與拓展”和“資料活頁(yè)”，Heinemann教材的欄目只有“Physics in Action”“PhysicsFile”和“Extension”。以粵教版教材必修一、必修二和必修三以及Heinemann教材中“怎樣解釋熱效應(yīng)”“電路如何工作”“什么是物質(zhì)以及物質(zhì)是如何形成的”“怎樣描述和解釋運(yùn)動(dòng)”的四個(gè)研究領(lǐng)域?yàn)榻y(tǒng)計(jì)對(duì)象，統(tǒng)計(jì)兩者的欄目相應(yīng)的頁(yè)數(shù)（兩者的教材頁(yè)數(shù)分別為451頁(yè)和442頁(yè)），統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1、表2所示。

通過(guò)表1和表2可以看出，粵教版教材“討論與交流”欄目數(shù)量最多，占比達(dá)到37%，而“實(shí)驗(yàn)與探究”欄目數(shù)量最少。這與欄目的適用性和替代性有關(guān)，只有章節(jié)的內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)時(shí)，才能設(shè)計(jì)“實(shí)驗(yàn)與探究”欄目，例如測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻。相對(duì)而言，“討論與交流”欄目的應(yīng)用范圍更為廣泛，因?yàn)橐还?jié)內(nèi)容可以對(duì)多個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論與交流，同時(shí)“討論與交流”欄目可以起到替代例題的作用，如“試估算一下自已和同桌之間的引力有多大”。

在Heinemann教材中，“Physics in Action”“PhysicsFile”以及“Extension”三部分內(nèi)容都會(huì)涉及名詞的解釋或者生活中的應(yīng)用場(chǎng)景，但是三者之間是存在區(qū)別的。“Physics in Action”是將物理學(xué)置于適用的情況或相關(guān)的上下文中，它們指的是物理學(xué)的性質(zhì)和實(shí)踐、物理學(xué)的應(yīng)用和相關(guān)問(wèn)題以及概念和思想的歷史發(fā)展;“PhysicsFiles”則包含一系列有趣的信息和真實(shí)示例;“Extension”更多的是指超出了研究設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，它適用于希望加深理解深度的學(xué)生[1]。

在粵教版教材的前言部分，也對(duì)各欄目的設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行了介紹?！坝^察與思考”欄目意在鍛煉學(xué)生觀察、描述、分析物理現(xiàn)象的能力;“實(shí)驗(yàn)與探究”欄目可以讓學(xué)生體會(huì)問(wèn)題、證據(jù)、解釋、交流等要素在開(kāi)展科學(xué)探究中的重要性;“討論與交流”欄目可以展示學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的見(jiàn)解，感受思維碰撞的樂(lè)趣;“實(shí)踐與拓展”欄目可以讓學(xué)生發(fā)散思維，在實(shí)踐性的課題探索中提升創(chuàng)新能力，認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境發(fā)展的關(guān)系;“資料活頁(yè)”欄目可以讓學(xué)生感悟物理學(xué)史上科學(xué)家們的智慧，感受前沿科技的成就[2]。

7? ? 啟示

7.1? ? 告知學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)，提高學(xué)習(xí)的目的性

雖然粵教版教材在章節(jié)開(kāi)始時(shí)沒(méi)有向?qū)W生明確本章或本節(jié)需要掌握的概念、定律以及公式，但是教師可以補(bǔ)充相關(guān)材料。教師將教學(xué)的目標(biāo)、重點(diǎn)、難點(diǎn)等信息與學(xué)生進(jìn)行分享，使得教學(xué)過(guò)程朝著共同的方向進(jìn)行，可以提高教學(xué)效率和教學(xué)目的性。

7.2? ? 巧設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

國(guó)內(nèi)的教材對(duì)于物理學(xué)史的重視程度越來(lái)越高，最突出的表現(xiàn)就在于物理學(xué)史在教材中占有的比例越來(lái)越多。除了通過(guò)物理學(xué)史來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣之外，也可以充分借鑒國(guó)外教材的生活情境的方式，在教學(xué)中更多地使用故事或者生活情境來(lái)引出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

7.3? ? 妙用物理問(wèn)題，激發(fā)求知欲

教學(xué)開(kāi)始時(shí)，教師可以借助于合適的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，通過(guò)問(wèn)題建立教學(xué)內(nèi)容與生活之間的聯(lián)系，使學(xué)生帶有明確的目的走進(jìn)教學(xué)，例如“怎樣解釋熱效應(yīng)”。同時(shí)，教學(xué)中也應(yīng)該充分利用“最近發(fā)展區(qū)”，通過(guò)一定的策略，來(lái)提高教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯? ? 劉? ?榮）