中美高中物理教材難度比較分析

常曉慧　侯恕

摘要：首先對中關(guān)教材的內(nèi)容進行分類，然后分別對教材進行難度比較，最后給出研究結(jié)論及啟示.

關(guān)鍵詞：中關(guān)高中；物理教材；難度比較

2014年9月國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于深化考試招生制度改革的實施意見》，2014年啟動考試招生制度改革試點，2017年全面推進.政策規(guī)定，在實行高考綜合改革的省（區(qū)、市），計入高校招生錄取總成績的學業(yè)水平考試有3個科目，由學生根據(jù)報考高校要求和自身特長，在思想政治、歷史、地理、物理、化學、生物等科目中自主選擇.在試點區(qū)域的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于學生覺得物理學科難度大，所以很多學生避開選擇物理課程.中學物理課程的難度是否真的很大？造成課程難度大的主要原因是什么？本文對中美主流高中物理教材的難度進行比較，期待從物理教材的角度分析以上問題.

1中美教材選取及內(nèi)容分類

本文選取美國當前的主流教材《Physics：Principies and Problems》（后文簡稱《原理與問題》）和我國當前的主流教材人民教育出版社普通高中課程標準實驗教科書（后簡稱人教版教材）.人教版教材分必修和選修，其中選修3系列是供當前理科學生學習的模塊，使用較為普遍，因此本文選取人教版教材的必修及選修3系列作為研究對象.《原理與問題》共有30章內(nèi)容，人教版教材共有26章內(nèi)容，其中必修7章，選修19章.為研究方便，根據(jù)物理學常用的分類模式，將高中物理學科知識分成力學、熱學、電磁學、光學和原子物理學五大類，然后分別進行難度的比較.

2中美教材難度比較分析

教材難度由廣度、深度和進度共同決定.本研究以教材一級標題（知識點）的數(shù)目和內(nèi)容分析廣度和進度，將知識點深度分為知道、理解、推理與分析三個層次，請專家對各個知識點深度進行劃分，然后通過比較不同深度知識點個數(shù)占知識點總數(shù)的比例分析深度.

2.1力學部分

綜合中美教材力學部分的內(nèi)容，將力學部分分為力、運動、能量三個主題，確定每個主題包含的知識點，表1分別統(tǒng)計兩本教材所涉及的知識點總數(shù)以及不同深度的知識點個數(shù).

由表1可知，《原理與問題》的知識點總數(shù)比人教版教材多，主要是因為《原理與問題》“力”主題中加入了“轉(zhuǎn)動力矩”、“角動量”等內(nèi)容.而且“能量”主題也加入了“復雜機械”、“人體的行走機械”等機械內(nèi)容，所以力學部分《原理與問題》教材廣度比人教版教材大.比較表1中不同深度知識點占知識點總數(shù)的比例可知，力學部分兩本教材的內(nèi)容深度相當.綜合以上因素，力學部分《原理與問題》難度比人教版教材大.

2.2熱學部分

綜合中美教材熱學部分的內(nèi)容，將熱學部分分為內(nèi)能和物態(tài)兩個主題，統(tǒng)計表如表2所示.

由表2可知，人教版教材“內(nèi)能”主題知識點總數(shù)較多，主要是因為人教版教材加入“分子動理論”內(nèi)容，而《原理與問題》“物態(tài)”主題知識點總數(shù)較多，主要是因為《原理與問題》加入“伯努利原理”、“固體的熱膨脹”等內(nèi)容，總體熱學部分兩本教材知識點總數(shù)相當.比較表2中“理解”層次知識點個數(shù)占知識點總數(shù)的比例可知，“內(nèi)能”主題人教版教材難度較大，“物態(tài)”主題《原理與問題》教材難度較大，整體上熱學部分兩本教材的內(nèi)容深度相當.綜合以上因素，熱學部分《原理與問題》與人教版教材難度相當.

2.3電磁學部分

中美教材電磁學部分的電場與靜電現(xiàn)象、恒定電流、磁場與電磁現(xiàn)象三個主題，統(tǒng)計表如表3所示.

由表3可知，人教版教材的知識點總數(shù)比《原理與問題》多，但人教版教材的知識廣度并不比《原理與問題》大，導致人教版教材知識點總數(shù)偏多的原因是因為同樣的知識內(nèi)容，人教版教材分了更多的一級標題來講解.通過知識點內(nèi)容分析和數(shù)據(jù)計算可知，電磁學部分兩套教材的內(nèi)容廣度和深度相當，但《原理與問題》的進度比人教版教材更快，因此電磁學部分《原理與問題》的難度較人教版更大.

2.4光學部分

綜合中美教材光學部分的內(nèi)容，將光學部分分為振動與波、光兩個主題，統(tǒng)計表如表4所示.

《原理與問題》“振動與波”主題比人教版教材多了“聲波”的內(nèi)容，“光學”主題比人教版教材多了“面鏡成像”、“透鏡成像”等知識，因此光學部分《原理與問題》教材廣度比人教版教材大.比較不同深度知識點占知識點總數(shù)的比例，兩套教材深度相當，綜合以上分析，光學部分《原理與問題》較人教版教材難度更大.

2.5原子物理學部分

中美教材原子物理學部分量子理論和原子兩個主題.統(tǒng)計表如表5所示.

由表5可知，兩套教材關(guān)于“量子理論”主題的知識內(nèi)容沒有太大差異，導致人教版教材“理解”層次知識點多的原因是因為人教版教材講解得較細，進度較慢.“原子”主題兩教材的廣度和進度以及深度都差不多.綜合以上分析，原子物理學部分《原理與問題》比人教版教材難度大.

3研究結(jié)論

通過以上對中美教材的知識點的統(tǒng)計及分析，可以初步得出以下結(jié)論：

（1）中國教材的廣度低于美國教材.《原理與問題》所涉及的知識更全面，包含的知識范圍更廣.

（2）中國教材的難度低于美國教材.主要原因是中國教材的廣度低于美國教材，而教材廣度與教材難度是正相關(guān)的.另外，中國教材的進度比美國教材慢也是一部分原因.兩套教材深度相當，因此中國教材整體難度低于美國教材.

（3）中國教材雖然整體難度要低于美國教材，但是學生會覺得物理學科難度大，原因應該有以下兩個方面：一是美國教材相對于中國教材更形象，一個突出的表現(xiàn)是兩套教材的插圖，美國教材的插圖形象、真實，可以有效幫助學生理解概念.另外美國教材更多地選用與學生生活相關(guān)的實例作為背景講解問題，能夠有效利用學生頭腦中的前概念建立物理概念和規(guī)律；二是我國物理課程教材內(nèi)外難度的不一致，物理教材雖然難度較小，但課外習題抽象、復雜、繁瑣，增加了物理課程的難度.另外由于學生要用一年時間復習高中知識，準備高考，高中三年的課程要壓縮成兩年來完成，這也導致了物理課程難度的增加.endprint