值得借鑒的美國主流高中物理“學材”的特點分析＊

劉運新

（畢節學院物理系，貴州 畢節 551700）

1 問題的提出

信息技術革命給學校教育帶來的一個顯著變革，就是多媒體走進課堂.多媒體使教材突破了書本這種以文字為主的印刷媒體形式，而以多樣化的形式作用于學習者的所有感官.那么，這是否意味著長期以來作為主要教材的教科書將讓位于新型的多媒體教材呢？回答是否定的.20世紀80年代特別是90年代以來，日本教科書研究中心的研究表明，在大量使用多媒體教材的課堂中，教科書仍將作為中小學各門學科教學的主要教材.研究報告指出：“所謂多媒體，是指毫無痕跡地整合所有信息樣式的信息環境，是文字、聲音、影像等全部可以超鏈接在一個畫面中進行邊操作、邊對話的信息環境.教科書這種印刷媒體也囊括其中.無論什么學科，教科書都呈現最基礎的內容.從教科書出發，再回到教科書，中間則由電子媒體來補充.教科書媒體和電子媒體的共存是一種理想的方式.”因此，今后新媒體的開發將會創造更豐富多樣的教材，但教科書在其中擔負著“教材群之母港”的作用，這里所謂“母港作用”、“主要教材”作用的涵義，是指“教科書是賦予其他教材以教育意義的最終‘據點’”，也指教科書從歷來的“作為教學之用主要教材”轉型為“作為學習之用主要教材”.簡言之，從“教材”轉型為“學材”.［1］

因此，如何做好將“教材”轉型為“學材”，也是教科書的建設中不可忽視的重要工作之一.分析研究先進教育國家教科書的編設，借鑒他們的經驗，來審視我們的不足，從而編寫出更具“學材”特點的教科書.

本文以在美國選用率近50%并為許多英語國家選用的美國主流的高中物理教材《物理：原理與問題》2005年最新版作為樣本，從“學材”的這一角度對其進行分析闡述，并與我國普通高中課程標準實驗教科書物理（2004年初審通過，以下簡稱人教版教材）比較.從這一角度來看，其具有以下5個方面的特點.

2 引發學生好奇心，激發學生濃厚的學習興趣

《物理：原理與問題》從內容素材的選取及其呈現方式，到先行組織者的設計、實驗的設計、欄目板塊的設計、正文的敘述方式、習題的編設等都以引發學生的好奇心、激發學生的學習興趣和保持學習興趣為最先目的，讓學生帶著濃厚的興趣自覺地學習物理知識.人教版教材在這點上雖然有所改進，但還顯不足.

例如在素材的選取及呈現方式上過于死板，以介紹全球衛星定位系統GPS為例，中美教材對GPS文字介紹差異不大，但在其素材的選取及呈現方式上有所不同.人教版教材是將GPS放在“科學漫步”欄目中來介紹，在介紹GPS的正文的旁邊以開窗口的形式插入一幅彩色小幅（約4.7cm×4.7cm）的 GPS定位器“實物”照片，圖片下面的文字直接要學生回答“這個GPS定位器此刻位于我國哪個城市的什么部位？從顯示屏中你能獲得哪些信息？”［2］，學生看了這干巴巴的GPS“實物”圖片，即便由于問題的提出能激發出幾分興趣閱讀正文，但正文里并沒有GPS定位器的讀數方法的介紹，學生只學習課本上的知識是無法回答這些問題的，增加了學習難度.由于沒有指明進一步學習的方向，學習興趣也難以得到保持.

另外，由于照片較小，照片上GPS定位器屏幕上的示數不是很清晰，尤其角標，學生辨認很困難，即便學生通過查資料學會了GPS定位器的讀數方法，也無法回答問題，學生心理上不能產生成就感，少了一份激勵.《物理：原理與問題》則是在講述“先進的測量技術”的正文中將GPS作為一種先進的測量技術來介紹，在介紹GPS的正文上方先插入了一幅考察團人員面帶自豪且充滿自信的成功喜悅正在把GPS接收器安裝在珠穆朗瑪峰頂的高清晰彩色的中幅（約11cm×7cm）“實景”照片，在照片旁以小字體旁白：“考察團人員成功地把GPS接收器安裝在了珠穆朗瑪峰頂.通過這種方法，科學家提高了所測得的珠穆朗瑪峰高度的準確性：珠穆朗瑪峰確切的海拔為8 844.43m，而不是8 848m”［3］，與人教版教材相比，顯而易見，后者更能激發學生的學習動機和提高學生的學習自覺性.

首先，《物理：原理與問題》以學生感興趣的先進的測量技術GPS應用實例來吸引學生的注意力，不僅使學生自覺的閱讀正文，而且還引發了學生更深了解GPS的濃厚興趣，同時也降低了學習的難度（并沒要求學生會使用GPS），使學習興趣得以保持.其次，照片上的考察團人員的成功喜悅，無疑對學生也是一種精神刺激，能激發他們成功的希望，從而增強了學習的自覺性.

3 使學生明確意識到自己的學習目標和課題

首先，《物理：原理與問題》不僅有每章內容提要，而且每一節都有學習目標和關鍵術語，“物理實驗.互聯網”中也有實驗目標，除了教材一般都有的章課題、節課題、實驗課題外，還有具體到每一個物理概念和物理規律及其應用的小課題，提示了所有學生必須共同學習的課題和共同達到的目標.

其次，《物理：原理與問題》的“物理實驗.互聯網”中設有“進一步探索”、每一章測評中的“科技寫作”、每一章的標準化測試中的“拓展題”，以及“挑戰性問題”、“物理學的應用”和“技術與社會”、“未來技術”、“工作原理”、“物理學前沿”.這些特設欄目中的每一個專題內容既有發生在學生身邊的，也有關于高科技發展的，還有尖端前沿的，內容的跨度非常大，不僅大大拓展了學生的學習空間，而且提示了學生進一步學習的方向和不同程度的學生進一步深化學習的多種選擇方向，以適應每個學生的不同興趣.

人教版教材跟《物理：原理與問題》相比，前者在這點上也略顯不足.例如，人教版教材中沒有明確的提示節學習目標和關鍵術語，從預習來說這尤顯重要.

4 注意培養學生的學習方法和思考方法的能力

首先，《物理：原理與問題》在第1章“物理學工具箱”中就明確指出研究物理學的“科學方法——進行觀察、做實驗、創建模型或提出理論，以解釋你的結果，或做出新的預測”.［3］《物理：原理與問題》每1章均有“起步實驗”、“迷你實驗”、“物理實驗.互聯網”.“起步實驗”設置在每章的開始，它由實驗課題、問題、步驟、分析組成，將本章的內容及主要概念用問題引出，在步驟中強調觀察，有助于學生改進實驗的方法和觀察方法，在分析中設置理性思維問題，引導學生對概念或實驗結果的進一步探究，有助于學生改進思考方法；“迷你實驗”由實驗課題、過程、分析與結論組成，在過程中強調預測，有助于學生改進對未知世界的預測的思維方式，分析與結論則有助于學生改進創建模型或提出理論的抽象思維方式；“物理實驗.互聯網”由“實驗課題（包含內容提要）”、“問題”、“目標”、“安全警示”、“實驗器材”、“實驗步驟”、“分析”、“結論與應用”、“進一步探索”、“生活中的物理學”、“交流數據（張貼即發表、討論等）”、“物理在線”等組成，這是一個要求學生在觀看互聯網提供的實驗室錄像片后自行做實驗的綜合性比較強的大型物理實驗，它促使學生進一步改進學習方法、改進思考方法、改進調查和觀察與實驗的方法、改進討論方法和發表方法.

其次，《物理：原理與問題》在重要的章節中還設有“解題策略”，以幫助學生改進解題方法.

另外，每一章的標準化測試中的“考試小貼士”提示學生進一步改進自己的考試方法.

在這一點上，人教版教材雖有改進，但還顯不足.例如，沒有提示學生改進發表的方法、考試的方法，沒有實驗安全警示，對預測這一重要思維方式的培養的力度也很弱，等等.

5 促進學習個性化和個別化

首先，《物理：原理與問題》的“物理實驗.互聯網”中的“進一步探索”、“生活中的物理學”以及“技術與社會”、“未來技術”、“工作原理”、“物理學前沿”這些特設欄目中的“進一步探索”不僅提示了學生進一步學習的方向和不同程度的學生進一步深化學習的多種選擇方向，而且表明學習不只為了求得正確的結果，也允許各種思考方式的存在，允許開放的學習結果；“物理實驗.互聯網”中的“物理在線”則指明了進一步學習所需的信息源.

其次，《物理：原理與問題》在版面的設計上注重“留白”作用，正文只占除了一般書的“邊白”外所剩余的版面的2／3，另1／3或旁白或留空，給人一種錯落有致的美感，有助于學生開闊視野，放開思維.相比來說，人教版教材除了一般書的“邊白”外，極少有空白的地方（即使有也是極小），給人一種“滿”的感覺.

6 注重鞏固學習

《物理：原理與問題》不僅有節復習題，而且每章后附有“復習指南”、“測評”以及“標準化測試”，以方便學生自主復習和自我評價，培養學生的自我評價能力.而人教版教材只在每節后面設置了由幾個簡單題目組成的“問題與練習”，不方便學生自主復習和自我評價.

日本筑波大學高倉翔教授認為，作為學材的教科書應當發揮5大功能，即：激發學習欲望的功能，提示學習課題的功能，提示學習方法的功能，促進學習個別化與個性化的功能，鞏固學習成果的功能.［1］從以上的分析來看，《物理：原理與問題》確實是一本在我們編寫高中物理教科書工作中值得借鑒的“學材”.

1 鐘啟泉.現代課程論.上海：上海教育出版社，2003.378，388

2 人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準實驗教科書物理（必修）1.北京：人民教育出版社，2004.11

3 ［美］保羅·齊澤維茨著.沈珊雄，徐在新，錢振華譯.物理：原理與問題.杭州：浙江教育出版社，2008.28，22