中美英高中物理教材内容编排和栏目设置对比浅析
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作者:黄艳艳
摘 要 对中美英高中物理教材，从内容编排和栏目设置两个方面，以“运动的描述”一章为例进行对比分析，并得出启示。
关键词 中美英;教材;高中物理;运动的描述;核心素养
中图分类号：G633.7 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2019）19-0134-03
1 前言
本文选用中国人教版高中教材《物理》（必修1）（简称人教版教材），美国主流高中物理教材《物理：原理与问题》（Physics： Principles and Problems）（简称美国教材），英国针对非英国本土的学生学习A-level课程时所用的《剑桥海外物理教材》（Cambridge International AS and A-Level Physics Course Book）（简称英国教材），选择运动学部分“运动的描述”一章进行分析。中美两国教材的章节内容差不多，而英国教材一小节基本上就是人教版教材一章的内容，所以在内容选择上选英国教材中和中美两国差不多的内容进行对比分析。
2 中美英教材内容编排分析
中美英三套教材内容编排风格各异，如表1所示。
1）从三国教材的内容编排进行分析，中国的教材系统性强、逻辑结构严密，并不急于讲速度，而是先为速度的提出准备知识、做铺垫;然后就非常自然地引出速度这个物理量，在后面讲速度知识的时候层层递进、环环相扣。如先讲“质点，坐标系和参考系”，然后讲“时间和位移”接下来才引出“速度”的学习，这样的安排顺理成章、水到渠成;在讲完速度概念之后，用实验来测速度，这样可以加深学生对速度的理解;最后提出加速度，这样的编排有利于学生系统地学习。
但是，人教版教材的这种编排注重的是对理想化模型的分析，和实际生活联系不是很紧密，这样会使学生产生错觉，让他们认为物理只是理论知识，不能解决实际生活中的问题。
2）美国教材比较注重物理概念的意义建构，在学习新知识之前，先让学生做一个起步实验。在这个实验中，学生为了回答实验提出的问题，会进行实验探究，在探究的过程中基本理解速度的意义，明确速度和哪些物理量有关。这个起步实验为学生后面的学习搭起了“脚手架”，这样后面的学习也不会太吃力。美国教材先将真实的人物运动图呈现出来，然后把人物换成质点来研究，从而引出质点模型。这样处理，学生更易理解，在内容的安排上和人教版教材差不多。美国教材注重培养学生的动手能力、物理思维，最后还有一个创建运动图的实验，这个内容可以提高学生对物理问题的处理能力。
3）英国教材的内容比中美两国的教材多出“HSW Units”
和“Equations of motion”这两个内容，而且在刚开始的时候就直接给出速度的定义，速度的公式是用英文单词直接表示出来的，没有用字母表示，对图像的分析也很到位;但是教材知识点较少，内容比较松散，系统性不强，学生对知识的整体脉络不好把握，不如人教版教材逻辑结构严密。如在第一节直接给出“速度”之后，才开始讲“直线图”“路程和位移”，以及后面的“运动方程”和“向量”知识。
英国教材实用性强，注重知识与实际生活的联系，如在讲速度之前首先呈现几幅生活中的运动图，这样的安排使学生对速度的理解更深刻，并且感觉到物理知识是来源于实际生活的。
3 中美英教材栏目对比分析
三套教材各具特色的栏目见表2。
人教版教材的主要栏目及功能
“说一说”栏目是对学生进一步理解物理知识的补充，用于加强学生的理解与记忆，培养了学生运用物理语言的能力。
“思考與讨论”栏目的内容是引入知识点，用于对学生物理思维的拓展。
“做一做”栏目主要是为了培养学生的综合能力，让学生将所学的物理知识运用于实践中，培养学生的动手能力、物理思维及解决问题的能力。如“借助传感器用计算机测速度”，在这个活动中，学生首先要知道速度的意义，然后利用计算机技术借助于传感器去测速度。因此，本栏目是对学生多种能力的培养。
“科学漫步”栏目通过对物理学知识的扩展性介绍，把学生引入科学的殿堂，所涉及的内容有奇妙的科学知识应用、对教材知识的拓宽、科学方法的介绍以及物理学史上物理规律的建立等。这不仅开阔了学生的视野，让学生感受到物理知识的魅力，而且能将物理知识与前沿科技联系起来，从而激发学生学习物理知识的兴趣，如本章的“全球卫星定位系统”“气垫导轨和数字计时器”“变化率”等。
“STS”栏目体现了物理学与科学、技术、社会的关系，这不仅能够拓展学生的课外知识，还能培养学生的科学态度与社会责任，体现了物理学的核心素养，真正实现“从物理走向生活，从生活走向社会”的理念，如本章的“速度与现代社会”。
“实验”栏目介绍了实验仪器、实验步骤及仪器的使用，要求学生自己动手操作，探究物理规律，体会科学方法，训练物理思维。
美国教材的主要栏目及功能 美国教材在每章开始的时候有“内容提要”“学习本章的意义”两个栏目，这两个栏目可以使学生清楚地知道本章将要学习什么知识及在生活中的作用。这种安排可以让学生目标更明确，并且明白物理知识与生活的联系。
在第一节新内容之前，有“起步实验”栏目，这个栏目为新内容的学习奠定了基础，搭起了“支架”。如本章中“哪一辆车跑得快”实验，让学生比较两辆玩具车谁跑得快。做完这个实验，学生基本上清楚了速度和哪些物理量有关，为后面的学习奠定基础。而在每一节又列出“学习目标”和“关键术语”，这样每一节的重点都展示出来，而且就在书的旁边，一目了然，更适合学生自学。
“练一练”在例题之后，这个栏目的目的在于对新知识进行强化训练，进一步加强理解记忆。 “本节复习题”是对本节内容的小结，可以训练学生的物理思维，提高他们用物理知识解决问题的能力。
“物理学的应用”是将本节所学的知识与生活中的问题进行对接，可以使学生感受到物理知识就在身边，运用物理知识能够解决生活中的问题。
对“物理实验”“迷你实验室”栏目，一些需要在实验室完成的实验，一般放在“物理实验”欄目;一些实验容易操作，简单、安全，用身边的物品可以完成，放在“迷你实验室”这个栏目，这样一来，学生就是主要问题的参与者，而不是旁观者。在“物理实验”这个栏目中有安全提示，这一步是人教版教材实验所没有的，可以培养学生的安全意识和自我保护意识。
章末有“物理学前沿”“复习指南”和“测评”三个栏
目：“物理学前沿”将本章的主要知识与前沿科技进行对接，使得学生的知识面得以拓宽，并且了解本节知识与最新科技之间的关系，体现与时俱进的思想;“复习指南”相当于章末小结，将本章的主要知识进行罗列，学生在复习的时候对本章的知识脉络更清楚，容易把握主要内容;“测评”这个栏目内容设计得很好，包括绘制概念图、理解概念、应用概念、问题解决和复习提高等项目，这些内容层层递进，可以很清楚地知道哪些内容要学习到什么程度，这样的设计更适合自学。
英国教材的主要栏目及功能 英国教材每一章开始之前有“Introductory pages”栏目，这个栏目是对本章内容的简介，也是知识结构图，通过这个栏目可以清楚地看到本章所要学习的主要知识及它们之间的关系。
每一节包括三个栏目，分别是“HSW boxes”“Practi-cal boxes”和“Question boxes”。
“HSW boxes”栏目是让学生经历科学家发现知识的过程，培养学生的物理思维，体会科学探究，将本节知识与科学家接轨，这样的安排与前沿科技更接近。
“Practical boxes”栏目有许多将要测试所学知识的重要的练习，这些练习由教师来提供。这个栏目可以进行评价学习，看看学生掌握了多少知识，以便随时补充。
“Question boxes”这个栏目位于每节知识的最后，通过对这些问题的解答，学生能够知道自己学到了多少知识，是否有必要再回顾一遍所学的知识。这个栏目和中美教材每节课后习题的作用是一样的。
每一章的章末有“Examzone pages”栏目，这个栏目可以帮助学生复习本章所学的主要知识，起到查漏补缺的作用，学生可以及时补充欠缺的知识，为考试做准备。
4 结语
通过对中美英高中物理教材的内容编排和栏目设置进行比较分析，可以得到一些启示。
1）人教版教材知识体系强，注重知识的系统性学习，知识点覆盖面广，一些栏目的设置提高了学生的探究能力，培养了学生的科学态度与责任，符合核心素养的要求;但是物理来源于生活，因此要回归到生活中去，而人教版教材中感性材料偏少，而且不形象，更注重知识的逻辑结构，一环扣一环，层层深入，更重视知识的理论学习，实用性学习不是很明显。
2）美国教材更符合学生的认知规律，注重物理概念的心理建构过程，在学习每一章新知识之前都有一个起步实验，为学生搭好学习新知识的“脚手架”，这样有利于学生对新知识的掌握。美国教材还注重实验与生活的联系，这样可以激发学生的学习欲望，提高学生学习物理的热情。同时，美国教材注重对学生安全意识的培养，在“物理实验”这个栏目中有安全提示，可以潜移默化地让学生养成自我保护的习惯。
3）英国教材更加重视知识与实际生活的联系，强调对学生探究能力的培养，整章内容没有空洞的物理模型，所有的物理问题都来源于实际生活，是最原始的物理问题;但是英国教材系统性不强，知识框架不清晰。
综上所述，可以吸取国外教材的优点以弥补我国教材的不足，使我国教材更完美，更加适合师生的教学活动。
参考文献
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