中美課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于初中力和相互作用的比較與啟示

沈雅惠

摘? ?要：本文通過比較美國《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》和我國2012年頒布的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中力和相互作用的內(nèi)容進(jìn)行了比較研究，探討兩國在這部分內(nèi)容的不同點(diǎn)，并從中獲得啟示。

關(guān)鍵詞：課程標(biāo)準(zhǔn);力和相互作用;比較研究;啟示

1? 中美兩國《課程標(biāo)準(zhǔn)》簡介

課程標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是教材編寫的參考標(biāo)準(zhǔn)，還是教學(xué)、評(píng)價(jià)以及考試命題的根據(jù)，是國家評(píng)價(jià)和管理課程的依據(jù)[ 1 ]。美國在原有的《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》的基礎(chǔ)上，于2013年正式頒布了《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（ Next Generation Science Standards，以下簡稱NGSS），有一定的實(shí)踐教育經(jīng)驗(yàn)。NGSS提出了三維整合的框架體系：科學(xué)與工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念與跨領(lǐng)域概念，將學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為：物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)和工程與技術(shù)四大模塊，分學(xué)段從幼兒園貫穿到高中進(jìn)行講述，提出了美國政府對(duì)各個(gè)年齡階段的學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中需要達(dá)到的要求。

我國自教育改革以來，多次對(duì)義務(wù)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，于2012年頒布了《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱中國《標(biāo)準(zhǔn)》）。中國《標(biāo)準(zhǔn)》從“注重學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展、學(xué)生的終身學(xué)習(xí)”出發(fā)，從物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和相互作用及能量三個(gè)方面劃分物理學(xué)科，課程標(biāo)準(zhǔn)主要從“內(nèi)容要求”和“活動(dòng)建議”進(jìn)行指導(dǎo)。

2? 中美關(guān)于力和相互作用的比較研究

NGSS中力和相互作用部分的內(nèi)容分為三個(gè)方面：牛頓第三定律、牛頓第二定律、電磁力的影響因素;中國《標(biāo)準(zhǔn)》將該內(nèi)容主要分為兩個(gè)方面：機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力、電和磁。下面以NGSS劃分的三個(gè)方面為依據(jù)進(jìn)行比較和分析。

2.1? 牛頓第三定律

牛頓第三定律內(nèi)容的比較見表1。

從表1 可以看出NGSS有具體對(duì)牛頓第三定律的定義提出要求，并強(qiáng)調(diào)著重掌握“豎直或水平單一方向上的相互作用?！盢GSS還要求學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)自主進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、解決兩個(gè)物體相撞問題，從內(nèi)容和所舉實(shí)例可以看出，美國《標(biāo)準(zhǔn)》很重視“牛頓第三定律”與實(shí)際生活的聯(lián)系及具體應(yīng)用實(shí)例，注重學(xué)生自主實(shí)踐設(shè)計(jì)、自主實(shí)踐探究的能力培養(yǎng)。中國《標(biāo)準(zhǔn)》則僅僅要求學(xué)生對(duì)幾種力、二力平衡條件的掌握，未在初中物理中側(cè)重強(qiáng)調(diào)相互作用力之間的聯(lián)系，在高中物理中才有具體涉及到。

2.2? 牛頓第二定律

牛頓第二定律內(nèi)容的比較見表2。

通過表 2可以看出，中美《標(biāo)準(zhǔn)》在牛頓第二定律中都要求學(xué)生掌握力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系。NGSS在牛頓第二定律中除了要求學(xué)生定性掌握力和物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，還強(qiáng)調(diào)了質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。并要求學(xué)生通過設(shè)計(jì)方案、實(shí)踐研究、數(shù)據(jù)分析，定量地得出物體運(yùn)動(dòng)的變化與力、質(zhì)量的關(guān)系，還要同平衡力（牛頓第一定律）進(jìn)行比較。除此之外，NGSS對(duì)該定律的使用范圍和單位做了限定。中國《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)改變的關(guān)系沒有做要求，要求通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，更側(cè)重學(xué)生對(duì)牛頓第一定律、平衡力的掌握和運(yùn)用。

2.3? 電磁力的影響因素

電磁力的影響因素內(nèi)容的比較見表3。

通過表3可以看出，中美《標(biāo)準(zhǔn)》在電磁力的影響因素這部分內(nèi)容中顯示出差異。兩國《標(biāo)準(zhǔn)》都對(duì)電與磁相互作用力的影響因素、場的認(rèn)識(shí)都做了具體的要求。NGSS的要求側(cè)重電與磁相互作用力的表現(xiàn)及影響因素，如帶電量、電流或磁感應(yīng)強(qiáng)度，以及相互作用的物體之間的距離。并通過對(duì)生活設(shè)備、實(shí)例的數(shù)據(jù)分析，如電磁鐵、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及膠體等，加深對(duì)概念的認(rèn)識(shí)。中國《標(biāo)準(zhǔn)》側(cè)重要求學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)磁場、了解通電導(dǎo)線在磁場中會(huì)受到力的作用及其影響因素、了解導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。從內(nèi)容上來看，NGSS對(duì)知識(shí)內(nèi)容的深度要求更高，更加注重學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力和設(shè)計(jì)能力;中國《標(biāo)準(zhǔn)》更注重學(xué)生通過對(duì)探究實(shí)驗(yàn)的分析總結(jié)得出結(jié)論。

3? 結(jié)論與啟示

基于對(duì)中美兩國課程標(biāo)準(zhǔn)在初中“力和相互作用”專題知識(shí)的比較研究，發(fā)現(xiàn)了兩國在這個(gè)專題的學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)和對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)方面存在著差異性。中國《標(biāo)準(zhǔn)》則側(cè)重通過生活現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)了解力及其相互作用，易于幫助學(xué)生掌握基本概念及其原理。認(rèn)為這一安排能夠幫助學(xué)生建立起物理和生活的橋梁，減輕學(xué)生達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的壓力，但是忽略了對(duì)學(xué)生思考能力和探索能力的培養(yǎng)。美國《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)的是模型的構(gòu)建，要求學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)方案，以此提供證據(jù)去論證自己所學(xué)、所得的結(jié)論，重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。由于美國《標(biāo)準(zhǔn)》在年級(jí)上更早地對(duì)力和相互作用的知識(shí)進(jìn)行了要求，因此在初中階段對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)容的要求上會(huì)更多。

通過上述對(duì)中美兩國課程標(biāo)準(zhǔn)在“力和相互作用”專題的研究比較，對(duì)我國《標(biāo)準(zhǔn)》力和相互作用部分內(nèi)容的完善提出了以下建議。

3.1? 重視學(xué)生物理觀念的合理構(gòu)建

從“力和相互作用”這部分內(nèi)容可以看出，美國《標(biāo)準(zhǔn)》從知識(shí)點(diǎn)的范圍到知識(shí)點(diǎn)的難度都比中國《標(biāo)準(zhǔn)》要來的深。從學(xué)生的整個(gè)學(xué)習(xí)階段來看，我國在小學(xué)科學(xué)上對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的要求更多的僅限于生活中的現(xiàn)象，未深入其背后的原因。導(dǎo)致學(xué)生在初中學(xué)習(xí)物理時(shí)感覺一切都是“從零開始”，而到高中物理學(xué)習(xí)時(shí)又覺得難度跨度大，不利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性。因此我國《標(biāo)準(zhǔn)》可以注重學(xué)段上知識(shí)點(diǎn)的銜接和對(duì)課程難度和廣度的適當(dāng)加深，這樣有助于幫助學(xué)生對(duì)物理觀念的理解和知識(shí)框架的構(gòu)建，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的自信和興趣，推動(dòng)學(xué)生的深入學(xué)習(xí)。

3.2? 重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

在美國《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)“力和相互作用”各部分知識(shí)點(diǎn)的要求中都有提到要提供證據(jù)、證據(jù)建構(gòu)、論述呈現(xiàn)等方面要求學(xué)生對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行科學(xué)推理，“基于證據(jù)得出物理結(jié)論”。我國《標(biāo)準(zhǔn)》也可以適當(dāng)?shù)募尤肽Ｐ徒?gòu)、科學(xué)推理和論證等要求。以“力和相互作用為例”，可加上通電螺線管外部磁場方向的模型、能夠恰當(dāng)運(yùn)用證據(jù)說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因等內(nèi)容，在課表上呈現(xiàn)對(duì)知識(shí)內(nèi)容和要求掌握的能力進(jìn)一步細(xì)化，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的形成。

3.3 重視學(xué)生的科學(xué)探究

在中美兩國物理教育標(biāo)準(zhǔn)上都有強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性，在某些知識(shí)內(nèi)容上都要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)得出物理規(guī)律和結(jié)論。但在美國《標(biāo)準(zhǔn)》中更加重視學(xué)生利用某一技能去解決實(shí)驗(yàn)中的問題，學(xué)會(huì)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、展開研究調(diào)查、獨(dú)自處理數(shù)據(jù)并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。我國《標(biāo)準(zhǔn)》可以適當(dāng)借鑒美國《標(biāo)準(zhǔn)》，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何進(jìn)行科學(xué)探究并掌握相關(guān)技能，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、解決實(shí)際問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部.基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）[J].學(xué)科教育，2001（7）：1-5.