提高學生的科學素養,是編寫中學《物理》教科書的根本出發點,而物理科學素養的養成是一個漸進的過程,需要通過內容的學習來提高。本人在擔任“中加雙高中文憑班” 中方物理老師時,對我國新課標高中《物理》教材(人教版)和加拿大高中《物理》教材進行了比較研究,從中借鑒其他國家教材編寫之精華,探索教材編寫如何更好實現課程目標的要求。
1.教材內容選擇的比較 。我國新課標下的高中《物理》教材(人教版)為達到全面提高學生物理科學素養的要求,體現科學教育的本質,在編寫上是煞費苦心的。
首先,注重現代科學的進展和科學方法的介紹。如在科學漫步中介紹氣墊導軌和數字計時器、全球衛星定位系統等,讓學生感受到現代科學的發展,喚起學生對物理科學的熱情。教材還十分關注技術的發明和科學方法的改進,在學生可理解的范圍內,作了必要的介紹,如“做一做”中要求學生嘗試用計算機繪制v-t圖像等。在科學方法上,介紹了模型方法、變量控制、對比實驗等方法。
其次,設計了豐富的探究活動,幫助學生理解科學的過程。以必修1運動學為例,探究活動的設計是豐富多彩的。其中包括實驗、探究、資料搜集和分析、思考與討論、模型建構、課外制作和課外實習、探究活動、技能訓練活動等不同種類的探究活動。這些探究活動不僅比初中的深入,而且還具有更大的開放性,給教師和學生開展探究性活動提供了更大的空間。如果不同組的學生探究不同的問題,全班學生將會有更多的問題和心得進行交流,遠比全班學生探究同一個問題所涉及的知識、碰到的問題和解決的問題要多得多,所涉及的信息量更多。
與我國教材相比,加拿大高中《物理》教材主要有以下幾個特點:
①版式新穎,圖片精美。該套加拿大教科書比較重視版式的設計和圖片的選擇。越來越多的教材的編著者逐漸達成共識,即在教科書中穿插圖片不僅僅是為了提高學習“興趣”,更重要的是通過讀圖,促進學生的積極思維。由于圖片的思維性越來越強,圖片在激發學生學習興趣的同時,也發展了學生的思維能力。加拿大教材還在圖片旁邊提出“讀圖的要求或思路”,引導學生進行積極思維。
②重視思維能力的培養。加拿大的高中《物理》教材非常重視思維能力的培養。其物理教材在如何培養學生科學的思維方式、養成良好的科學研究的習慣等方面進行了有益的探索和實踐,形成了自己鮮明的特色。為了使學生了解科學探究的方法,加拿大高中《物理》教科書就專門介紹了科學探究的方法與過程、調查的方法及過程,同時還教給學生寫作報告的方法。教材并指出科學研究是對新知識的探求,不同的學科需要不同的方法,但基本原理和思維技巧是大多數類型的科學研究共同具備、共同使用的。教科書通過制定計劃、確定變量、提出問題(確定探究目的)、收集數據、解釋報告,教會學生科學探究的步驟與方法。
③注重學習背景。高中物理學教育應該更多地考慮社會的背景、學生生活的背景和科學的背景。加拿大高中物理學習背景重點突出,將中學物理學習放到社會背景下、學生生活背景下及物理科學的背景下。首先將與社會、生活的聯系作為高中物理學學習的主要背景之一,其次關注學生本身是該套教材編寫的另一背景,此外還比較注重引導學生走近職業。專門設置了一個欄目叫“物理與職業”。
2.課后習題設計的比較 。人教版教材的習題形式多樣,難易適中,注重學生對基礎知識的掌握,重視學生知識、情感和技能三維能力的發展。這些課后練習對學生的要求更高了,特別是增了一些比較靈活的題目,加強了知識的遷移和思維的拓展。其中知識遷移型的習題運用所學知識分析和解決新情境中的問題,特別是來自生產和生活實際的問題居多。思維拓展型的習題在本章內容基礎上進一步拓展,促使學生進行更深入、更廣闊的思考,培養求異思維和發散思維等能力。此外,探究活動中設置的討論題、隨堂練習和技能訓練都大大豐富了習題的形式。
而在加拿大高中《物理》教材中,盡管其習題數量很大,但許多習題的開放性較強,有許多思考題,并不要求計算,而是鼓勵學生發表自己獨特的見解,同時,習題也注重了學生在知識、技能以及情感態度方面等三個維度的和諧發展。
3.教材插圖的比較。人教版教材文字通俗易懂,圖文并茂。在每一章的前言部分,教材或引用現代科技成果或引用動感的圖片來引起學生對本章知識的關注。如物理1第2章的引言中介紹“上海磁浮” ,使教學內容生動活潑,使教學更貼近生活、貼近實際,從而有利于調動學生的興趣、更好地理解科學。在學習過程中,學生通過讀圖可以進行積極的思維,通過閱讀圖表提取信息、分析信息、處理信息。該套教科書中的插圖全部為彩圖,清晰的圖片,逼真的色彩,使學生記憶深刻。插圖包括實物照片、示意圖、模式圖、圖表曲線等多種形式,為學生提供了豐富真切的感性材料。新教材還運用了較多的比喻、類比,通過形象的卡通漫畫描述物理規律,使抽象的知識變得具體直觀且有趣。
◆(作者單位: 江西省南昌市第二中學)
□責任編輯:周瑜芽