中學(xué)物理教材的分析與評(píng)價(jià)

1、XX中學(xué)物理教材的分析與評(píng)價(jià)美國(guó)中學(xué)物理教材的分析與評(píng)價(jià)陳嫻（南京師范大學(xué)物理系,江蘇南京210097）中國(guó)和美國(guó)的中學(xué)物理教學(xué)存在著很大的差異,如何借鑒美國(guó)中學(xué)物理教學(xué)中的長(zhǎng)處,彌補(bǔ)我們的不足是擺在物理教育工作者面前的研究課題.本文以美國(guó)的中學(xué)物理教材“物體的浮與沉”作為切入點(diǎn)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),供中學(xué)物理教師參考.1研究方法本文是以調(diào)查法作為研究美國(guó)中學(xué)物理教材的方法.調(diào)查時(shí)間:2000年7月12日下午;調(diào)查對(duì)象:主要江蘇泰州地區(qū)和安徽馬鞍山市的中學(xué)物理骨干教師;調(diào)查人數(shù):16人;調(diào)查地點(diǎn):南京師范大學(xué)物理系,2000年物理教育研究生課程班;調(diào)查過(guò)程:隨機(jī)發(fā)給每一位調(diào)查者一課的教材內(nèi)容（從第1

2、課到第16課）,請(qǐng)他們各自獨(dú)立地將分析和評(píng)價(jià)結(jié)果寫(xiě)在調(diào)查報(bào)告紙上,然后收回調(diào)查報(bào)告;有效的調(diào)查報(bào)告:15份.2教材內(nèi)容在美國(guó)國(guó)家科學(xué)資源中心編寫(xiě)的美國(guó)中學(xué)物理教材中關(guān)于“物體的浮與沉”共有16課的內(nèi)容.現(xiàn)給出其中的第8課內(nèi)容作為案例,供參考.第八課物體的大小影響物體所受的浮力嗎?思考與質(zhì)疑一只用鋁箔制作的小船浮在水上可以放多少玻璃彈子?如果小船做得大一些結(jié)果又如何?你首先進(jìn)行猜測(cè)然后親自驗(yàn)證一下.準(zhǔn)備物對(duì)于你:一個(gè)科學(xué)筆記本,一張編號(hào)為8a的記錄紙;對(duì)于你和你的同伴：一張鋁箔大小是10cm10cmn一張鋁箔大小是15cm15cmn一張鋁箔大小是20cmiX20cmn30個(gè)玻璃彈子、一個(gè)容積約2

3、l的容器、一條毛巾.你的發(fā)現(xiàn)1. 與同伴和其它同學(xué)復(fù)習(xí)以前的內(nèi)容,與同伴討論決定采用一種小船的設(shè)計(jì)圖案.2. 用3張鋁箔做出大小不同的船,使它們有相同的外型.3. 把最小的船放入水中,輕輕壓它使它沉入水中,你有什么感覺(jué)?吃驚嗎?4. 對(duì)另外兩只船重復(fù)第3步驟,描述你壓小船的感覺(jué).5. 完成3和4的步驟后,對(duì)小船能夠裝多少玻璃彈子做出猜測(cè)并寫(xiě)在記錄紙上,然后驗(yàn)證.船在水中的深度是多少?畫(huà)出你所看到的現(xiàn)象.6. 完成測(cè)試后把實(shí)驗(yàn)材料放回儲(chǔ)藏位置.7. 閱讀課本中的補(bǔ)充內(nèi)容“船在航行”并思考問(wèn)題:1哪些船只你曾經(jīng)見(jiàn)過(guò)?2現(xiàn)在這些船怎樣?3一些船很大很重仍然可以浮在水上,為什么?探索性問(wèn)題設(shè)計(jì)制作可以

4、裝載8個(gè)玻璃彈子而不沉的小船,但是它再放一個(gè)玻璃彈子就會(huì)沉入水中.閱讀教材航行中的船你乘過(guò)船嗎?暢游在水面上微風(fēng)吹拂那是非常有趣的!船可以在海洋、河流和湖泊中航行,你可能注意到不同的船在不同的水域中航行.例如:普捷特桑德的渡船（華盛頓州西北沿海）每天載著上千輛汽車(chē)和它們的司機(jī);加勒比海附近的赤道島國(guó),巡航船作為“海上旅館”為世界各地的度假者提供享受溫暖氣候的舒適條件.還有一些船是用于工作的,一種用于破冰的大船可以為小船開(kāi)路,運(yùn)輸船可以在海上用于運(yùn)送油、鋼材和其它貨物,潛水艇能夠深入水中探查海洋的深度.早在幾千年前船就可以在水中運(yùn)輸,早年的埃及人制造平型長(zhǎng)條,樣子像駁船或像救生伐的船,在埃及克胡

5、法金字塔墓葬中就發(fā)現(xiàn)這樣的船.1000年前斯堪的那維亞人,即所謂的北歐海盜設(shè)計(jì)制造了獨(dú)木舟狀長(zhǎng)型船,這種船每邊有16只槳可以快速滑行,而且在擱淺前能夠平穩(wěn)地容易操縱地駛向岸邊.早期的船是由木頭或蘆葦桿制作,風(fēng)或槳可以使船前進(jìn).200年前,情況有所變化,工程師們發(fā)明了由蒸汽機(jī)制造的船.在蘇格蘭一位名叫威廉斯米頓的發(fā)明家制造了能夠航行的蒸汽船一一卡羅特頓塔司，它每小時(shí)可以走3英里.此后船的設(shè)計(jì)越來(lái)越完善,用途多樣的金屬材料逐漸代替了木頭,由鋼和鐵制造的船比木頭制造的船要重,但是它們?cè)酱罂奢d的物資就越多.當(dāng)今巨大的鋼船可以裝載貨物橫跨海洋.從人類(lèi)第一次設(shè)計(jì)的船到現(xiàn)在的船,已經(jīng)發(fā)生了很大的變化,但是早

6、期的獨(dú)木舟仍為現(xiàn)在的人們所使用,幾千年前早期美國(guó)人劃著類(lèi)似的船在北美的河流和湖泊上漂游.3調(diào)查結(jié)果通過(guò)分析有效的調(diào)查報(bào)告和本人對(duì)整個(gè)教材的全面剖析,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:3.1 美國(guó)的中學(xué)物理教學(xué)注重對(duì)學(xué)生的科學(xué)研究方法的訓(xùn)練學(xué)生自己對(duì)某個(gè)現(xiàn)象首先做出預(yù)言猜測(cè),并將自己的猜測(cè)寫(xiě)在科學(xué)筆記本上,接下己與同伴一起做實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中觀察、記錄,然后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)言猜測(cè)進(jìn)行比較,從而得到結(jié)論,這正是科學(xué)研究的方法.人類(lèi)在探索自然規(guī)律的過(guò)程中遵循:提出假設(shè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論再提出假設(shè)?;直至做出發(fā)現(xiàn).3.2 美國(guó)的中學(xué)物理教學(xué)是以學(xué)生為課堂主體的整個(gè)物理課堂教學(xué)活動(dòng)是以學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為中心展開(kāi)的.教師沒(méi)

7、有過(guò)多的交待和要求,而是讓學(xué)生在教材和實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的指導(dǎo)下自由發(fā)揮.一節(jié)課是按照“思考與質(zhì)疑準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)觀察記錄分析總結(jié)”這樣的模式進(jìn)行的,學(xué)生自始至終積極參與全過(guò)程.課堂氣氛活躍,學(xué)生的主觀能動(dòng)性得到充分發(fā)揮,探求的好奇易于滿(mǎn)足.3.3 美國(guó)的中學(xué)物理教學(xué)非常重視學(xué)生之間的交流討論在教材中可以看到:與同伴一起準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材;與小組同學(xué)一起重溫上一次課或前面的內(nèi)容;與全班同學(xué)共同分享你的測(cè)量結(jié)果并討論產(chǎn)生結(jié)論的可能理由;在班級(jí)陳列同學(xué)設(shè)計(jì)的各種貨船,討論分析展品的相似之處和不同之處;等等.3.4 美國(guó)中學(xué)物理教材的內(nèi)容均以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),實(shí)驗(yàn)器材非常簡(jiǎn)單,很多生活.例如第15課“制作一個(gè)比重計(jì)”需要:兩個(gè)小

8、的塑料飲料管;一團(tuán)泥土;一個(gè)量筒器或自己制作的帶有刻度的玻璃杯;一杯鹽水、一個(gè)塑料茶勺;一個(gè)塑料盤(pán)和一條毛巾.第7課的內(nèi)容“研究船的設(shè)計(jì)”需要:一小堆泥土;30個(gè)玻璃彈子,一個(gè)容積為2l的塑料桶,一個(gè)塑料盤(pán)和一條毛巾.簡(jiǎn)單的、生活化的材料可以給學(xué)生親切感,消除對(duì)物理學(xué)的畏難情緒(美國(guó)學(xué)生普遍認(rèn)為物理是最難的學(xué)科).另外在生活和學(xué)習(xí)中也可以很容易地找到實(shí)驗(yàn)材料的替代物,使得動(dòng)手活動(dòng)易于開(kāi)展.3.5 美國(guó)中學(xué)物理教材有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力在教材的探索性問(wèn)題中內(nèi)容涉及廣泛,富于想象,具有很大的彈性,益于學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手培養(yǎng)創(chuàng)新的意識(shí)和能力.例如:編寫(xiě)一個(gè)關(guān)于海洋生物的小故事,并假設(shè)它從海水中游到淡水

9、中,盡可能地想象各種出現(xiàn)的情況,這是一個(gè)引導(dǎo)編寫(xiě)科幻小說(shuō)故事的題材.例如:請(qǐng)你發(fā)布一個(gè)關(guān)于釣魚(yú)浮子的廣告,介紹你設(shè)計(jì)的浮子質(zhì)量好能夠釣到大魚(yú).這是一個(gè)可以研究關(guān)于釣魚(yú)問(wèn)題的題材.又如:猜測(cè)罐裝飲料和果汁在液體中的浮與沉,并研究為什么有些液體浮在水上,而有些液體則沉入水底,等等.3.6 美國(guó)中學(xué)物理教育存在的問(wèn)題美國(guó)的中學(xué)物理教育也存在著很多問(wèn)題.1995年“第三屆國(guó)際數(shù)學(xué)和自然科學(xué)學(xué)習(xí)成就評(píng)估”(timss)的研究報(bào)告表明:美國(guó)12年級(jí)學(xué)生的數(shù)學(xué)和科學(xué)常識(shí)在21個(gè)國(guó)家當(dāng)中處于得分最低之列;對(duì)16個(gè)國(guó)家的成績(jī)優(yōu)異的第12年級(jí)學(xué)生進(jìn)行較高水平的數(shù)學(xué)和物理測(cè)驗(yàn),有11個(gè)國(guó)家的學(xué)生比美國(guó)學(xué)生表現(xiàn)出色.按照美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)主席尼爾倫(neallane)所說(shuō)的，“這些研究表明,當(dāng)學(xué)生們?cè)趯W(xué)校學(xué)習(xí)時(shí),他們好像沒(méi)有對(duì)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)進(jìn)行嚴(yán)格的學(xué)習(xí).”*由美國(guó)國(guó)家科學(xué)資源中心提供的這本物理教材,是一本高中教材.因?yàn)槌踔须A段一般設(shè)置綜合理科,高中才開(kāi)始單科的科學(xué)課程學(xué)習(xí).調(diào)查報(bào)告中較普遍地認(rèn)為這本教材也存在以下問(wèn)題:1教材缺少系統(tǒng)性和知識(shí)性;沒(méi)有涉及浮力的概念、計(jì)算公式和產(chǎn)生原因等基礎(chǔ)知識(shí).2教材缺少運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行物理問(wèn)題探究的內(nèi)容,即教材缺少定量的內(nèi)容.3教材缺少培養(yǎng)思維的邏輯性的內(nèi)容.4教材沒(méi)有布置學(xué)生書(shū)面的作業(yè),所以學(xué)生缺少對(duì)基本知識(shí)的練習(xí).5教材缺少