中國與新加坡初中物理教材的比較研究

史俊杰

（長春市第五十二中學，吉林長春 130031）

義務(wù)教育教科書《物理》是由人民教育出版社課程教材研究所和物理課程教材研究開發(fā)中心編著，人民教育出版社出版的，目前國內(nèi)使用最為廣泛的初中物理教材版本[1]。教材《物理》一共分為三冊—八年級上冊、八年級下冊和九年級全一冊。包括聲、光、電、磁、力、熱共6大部分，共22章。

新加坡初中物理教材《Physics Matters》是廣受贊譽的國外物理教材[2]。該教材由Dr Charles Chew、Chow Siew Foong、Dr Ho Boon Tiong根據(jù)新加坡教育部授權(quán)的2013年普通水準（O-Level）物理大綱編寫，由新加坡名創(chuàng)教育出版社出版。新加坡初中物理教材《Physics Matters》整體分為基礎(chǔ)物理，熱物理，光、波動和聲音，電與磁四大專題，共22單元，共465頁。

一、兩版教材欄目設(shè)置的比較

人教版一共設(shè)計了9個欄目，包括實驗、演示、想想議議、科學世界、STS、擴展性實驗、動手動腦學物理和學到了什么等，各類欄目個數(shù)總計279個；新加坡初中物理教材設(shè)計了10個欄目，包括學習綱要、信息技術(shù)鏈接、中心思想和自測、逐步演示、試一試、注意、練習、擴展思維、概念理解圖等，各類欄目個數(shù)總計361個。

兩本書欄目設(shè)置的名稱不同，但經(jīng)過對比大致可以分為以下幾類：實驗類、討論類、拓展類、科普類和習題類。實驗類欄目即是通過學生運用實驗儀器或生活中的物品親自動手參與實踐，加深對知識的認知；討論類欄目使同學們互相交流，在交流討論中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，培養(yǎng)學生主動學習的能力；拓展類欄目不僅是對所學知識的拓展，也是對知識運用領(lǐng)域的拓展；科普類欄目就是對相關(guān)知識的普及，使同學們對物理的知識背景，科學應(yīng)用和理論來源都有所了解；習題類欄目是對所學知識的提煉和歸納，幫助同學們在解題的過程中更加理解所學的知識并達到靈活運用的程度。兩版教材中各類欄目數(shù)量及百分比的比較如表1所示。

表1 各欄目數(shù)量及所占比例的比較

通過以上對比能明顯地發(fā)現(xiàn)，兩版教材在習題類欄目上所占的比例基本一致，說明人教版與新加坡教材在對學習內(nèi)容的鞏固方面都是同等重視的。在實驗方面，人教版的初中物理教材比新加坡教材更凸顯實驗的探究過程，注重從實驗中得出規(guī)律和解決問題。而新加坡教材在拓展類和科普類的欄目所占的比例大于人教版的物理教材，這體現(xiàn)了新加坡教材注重把知識用活，用到生活中，多方面全方位地打開學生的視野，給予學生科學性的啟迪，這對培養(yǎng)學生的想象力和創(chuàng)造力有不可替代的作用[3]。

二、兩版教材課后習題的比較

人教版物理教材的課后習題數(shù)量多，習題內(nèi)容精煉，范圍由小到大，強調(diào)解題的過程和方法，注重實際運算和知識點的應(yīng)用。

新加坡物理教材的課后習題數(shù)量多，題型豐富，與教材內(nèi)容完全相匹配，內(nèi)容清晰完整，在每個章節(jié)的結(jié)尾都會有相應(yīng)的實踐類型的題目，跟生活實際聯(lián)系緊密，注重培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。人教版物理教材的習題類型不如新加坡物理教材豐富，但是習題內(nèi)容相比之下更為精煉，中心思想更為突出，更注重基礎(chǔ)知識的掌握和計算能力的培養(yǎng)。兩版教材習題數(shù)量的比較如表2所示。

表2 兩版教材習題數(shù)量的對比

從表2可以看出，人教版課后習題的簡答題較多，而新加坡教材課后習題的推導證明題較多，而計算題數(shù)量基本持平，但新加坡教材難度相對較低。兩版教材在課后習題功能上有許多共同之處，兩版教材都體現(xiàn)了“知識與技能”“過程與方法”“情感態(tài)度與價值觀”這三個方面的要求，都注重學生對基本知識點的掌握和理解。兩版教材在每小節(jié)的節(jié)末設(shè)置的習題都主要用于鞏固復(fù)習概念和規(guī)律、簡單結(jié)論證明、掌握簡單運算。在每一章的末尾，人教版教材設(shè)置的習題更偏重于復(fù)雜計算和概念與規(guī)律的運用。而新加坡教材則更注重復(fù)習概念、思維拓展和知識銜接，對計算的要求相對較低。例如下題完全可以口算，正確答案為B。

例1中顯示了作用在塊上的四個力。合力是多少？

A.5N 向左 B.6N 向右

C.11N 向右 D.合力為零

三、兩版教材實驗設(shè)置的比較

人教版教材共三冊，章節(jié)為22章。統(tǒng)計實驗總數(shù)共122個。新加坡版教材全一冊，共有22個單元，實驗總計48個。兩版教材實驗數(shù)量在各章節(jié)的分布如表3所示。

表3 實驗數(shù)量在各章節(jié)分布的比較

從表3可以看出人教版初中物理教材中實驗在章節(jié)的分配上比較均勻，每章的實驗數(shù)目也較平均，每章都會編排實驗。新加坡初中物理教材實驗的分布比較分散，集中編排在幾個章節(jié)。對比而言，在實驗總數(shù)上人教版初中物理教材要比新加坡初中物理教材多，實驗的廣度也就較大，實驗難度與新加坡教材相比稍難。人教版教材內(nèi)實驗部分設(shè)計更為豐富，并且分工明確，老師與學生各司其職，新加坡教材更注重日常生活的練習，但在實驗數(shù)量及設(shè)置方面略顯單薄，更多地挖掘?qū)W生觀察力和創(chuàng)造力。

新加坡教材的實驗特色體現(xiàn)在Try it out欄目，這是專門為實驗設(shè)置的欄目，此類欄目涉及的實驗難度較低，旨在讓一些學生可以在家和課余時間完成簡單易操作的小實驗來學習物理知識。例如，從你的錢包里拿出一枚硬幣放在一只手里，另一只手拿起錢包，從相同的高度釋放。通過聲音判斷哪一個先落到地面。它們落到地面在同一時間嗎？這些實驗由于不需要特定的教具和實驗儀器，所以學生可以單獨進行，自己觀察總結(jié)。易于學生接受，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，發(fā)現(xiàn)生活中有趣的物理現(xiàn)象，從而促使學生去探索、學習其中的物理知識。

另外，新加坡版教材“力和運動”的實驗主要集中在實驗儀器的使用和測量。如“To calibrate a simple pendulum to measure time in seconds”。這對于剛接觸物理的初中生來說，可以幫助他們認識和學會使用基本的實驗儀器，這些實驗都簡單易操作，可以很好地培養(yǎng)他們的動手能力，增加學生對物理實驗的好奇心。更集中于知識的介紹。

演示實驗的設(shè)置是人教版教材的一大特色。在教材的這個實驗環(huán)節(jié)中由教師作為實驗的主要操作者、示范者，學生是觀察者或協(xié)助者。它的主要目的是把要研究的物理現(xiàn)象展現(xiàn)在學生面前，引導學生觀察思考，配合講課和學生討論讓學生進一步思考實驗背后的結(jié)論。例如，在講解聲音的傳播時，做“真空中的鬧鐘”的演示實驗：將正在響的鬧鐘放在玻璃罩內(nèi)，逐漸抽出里面的空氣，觀察聲音的變化，再逐漸注入空氣，觀察聲音的變化。聲音的傳播需要介質(zhì)，聲音通過固體、液體、氣體都可以傳播?？諝馐莻鞑ヂ曇舻囊环N重要介質(zhì)，但容易被初學者忽略。由于氣體傳聲實驗條件要求高，所以教學中安排了空氣傳聲的演示實驗，通過實驗中的有趣現(xiàn)象，使同學們對空氣傳聲知識點認識得更深刻。

有趣、生動、新奇的演示實驗不僅創(chuàng)造了一個輕松的學習環(huán)境，而且可以使學生的思維處于積極狀態(tài)，喚起學生的好奇心和求知欲。演示實驗發(fā)揮了教師在物理實驗教學中的主導作用。好的演示實驗，會給學生留下深刻的印象，活躍課堂氣氛，獲得良好的教學效果。

四、啟示

（一）對教材欄目設(shè)置的啟示

第一，可以加入一些與其他學科鏈接的欄目內(nèi)容。中學的知識群落并不是孤立靜止的，而是相互聯(lián)系的。一直以來都有數(shù)理化生不分家的說法，物理知識有時也需要其他科目來補足知識漏洞，同時也對其他學科提供補充。如果欄目的設(shè)置注重到學科的融合，并將物理知識有效地與其他學科知識相聯(lián)系，這會對學生的學習能力起到強化作用。

第二，可以在章節(jié)前增設(shè)學前提要類型的欄目和在章節(jié)后增設(shè)總結(jié)復(fù)習類型的欄目。例如光學，就可以在章節(jié)學習前標出學習的內(nèi)容有：什么是光？光是怎樣傳播的？什么是光的反射和折射？光在我們生活中又有哪些應(yīng)用？同時還可以給出光的直線傳播、光的反射和折射定律是重難點，讓學生在學習前對學習內(nèi)容有一定的了解，并對以后學習的重難點做出規(guī)劃。在章節(jié)結(jié)束后還可以用思維導圖的方式把各種相關(guān)知識整合，使所學知識更有邏輯地呈現(xiàn)。

（二）對教材課后習題編制的啟示

從課后習題“質(zhì)”和“量”的兩個方面做出考量。其中，習題的“質(zhì)”，考慮的是習題的內(nèi)容分布和難度，而習題的“量”則是代表其數(shù)目的多少。在質(zhì)的層面上，由于《義務(wù)教育物理課程標準（2011年版）》[4]明確強調(diào)了課程內(nèi)容組織的重要性，因此針對教科書的課后習題，就其呈現(xiàn)方式而言，可以做出進一步的調(diào)整，適當?shù)刈儞Q現(xiàn)有的習題類型，以提升學生的科學素養(yǎng)為主要目的，增添一定的物理背景知識內(nèi)容，幫助學生開闊眼界。具體主要可以從這幾個角度做出改善：

第一，編制習題時可融入某些貼合日常生活的物理情境。課標中指出了“注意學科滲透，關(guān)心科技發(fā)展”的課程理念，我們也清楚地意識到物理正是來源于生活，因此在課后習題編寫的過程中可以增進其與實際生活的聯(lián)系。與生活緊密相連的物理情境設(shè)定能夠在一定程度上增強學生的共鳴感，使得學生對抽象的理論知識做出改觀，在接觸和理解新的物理現(xiàn)象及規(guī)律時不那么被動，在主動的學習過程中感知物理這門學科的魅力，讓課后習題不僅僅成為學生對新知掌握程度的重要檢驗工具，更能發(fā)揮其激發(fā)學生學習物理興趣的深層價值[5]。

第二，在習題的類型及難度分布方面，既要保留包括基礎(chǔ)知識點的類型題，同時也要涵蓋具體物理定律的應(yīng)用類習題，還可適當增設(shè)開放類實踐題，結(jié)合相應(yīng)章節(jié)的知識內(nèi)容為學生提供參與到社會實踐欄目的機會，使他們進一步了解物理與社會的關(guān)系，從而增加社會責任感。如：調(diào)查學校附近的噪聲污染嚴重程度及是否采取了一定的防護措施，針對現(xiàn)況提出進一步減少噪聲污染的合理建議。

第三，鑒于物理實驗在物理學習過程中具有重要地位，可以在課后習題的編制中引入相關(guān)物理實驗，用以進一步培養(yǎng)學生的科學探究能力，使學生在實驗題中體驗具體物理規(guī)律的探索過程，制定完整的實驗方案，明確每一個實驗步驟以及實驗中的重要注意事項。此類習題的作答不拘泥于某一固定結(jié)果，而是集中于某一范圍的物理知識點供學生進行探討，有助于發(fā)散學生的思維。

2021年2月，教育部在例行發(fā)布會上提出“嚴控學生作業(yè)總量，提高學校課后服務(wù)水平，在時間安排上，要與當?shù)卣Ｏ掳鄷r間相銜接，指導學生盡量在校內(nèi)完成作業(yè)?！盵6]因此在量的層面上，要減輕負擔，精講精練。另外，研究表明過多的計算量對于學生知識點的理解并沒有顯著的提升效果，因此對每一道習題的計算量也要適度掌控，削減不必要的計算量。其中，基礎(chǔ)知識類型題及物理規(guī)律應(yīng)用類習題的出現(xiàn)頻率應(yīng)相對持平，保證習題難度梯度的同時也要保證習題數(shù)量的分布盡可能地合理，既不過度考查同時也兼顧對學生淺層理解能力和深層理解能力的關(guān)注，實現(xiàn)真正意義上的減負。

（三）對教材實驗設(shè)置的啟示

第一，在編寫教材時，要強調(diào)通過科學探究實驗學習知識，多討論，多動手。因為做實驗不單單是為了驗證結(jié)論更要了解實驗的過程。探究性實驗欄目比如“做一做”和“Try it out”都要求學生動手來發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。這個過程是學生思維發(fā)展的過程，通過自己的實踐對物理批判性的繼承。

第二，常規(guī)物理實驗要貼近學生生活，易于接受，易于操作。幫助學生熟練儀器操作和正確操作規(guī)程，強調(diào)物理實驗的規(guī)范性、科學性。

第三，增加設(shè)計性實驗。此類實驗可以就地取材于生活，不受到實驗儀器的限制，大膽嘗試用生活中的常見物品開展實驗。這類設(shè)計性實驗，注重以學生為主體，啟發(fā)學生的思維，開闊學生的想象力，有助于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。