中美課程標準關于初中力和相互作用的比較與啟示

沈雅惠

摘? ?要：本文通過比較美國《新一代科學教育標準》和我國2012年頒布的《義務教育物理課程標準（2011年版）》中力和相互作用的內容進行了比較研究，探討兩國在這部分內容的不同點，并從中獲得啟示。

關鍵詞：課程標準;力和相互作用;比較研究;啟示

1? 中美兩國《課程標準》簡介

課程標準不僅僅是教材編寫的參考標準，還是教學、評價以及考試命題的根據，是國家評價和管理課程的依據[ 1 ]。美國在原有的《國家科學教育標準》的基礎上，于2013年正式頒布了《新一代科學教育標準》（ Next Generation Science Standards，以下簡稱NGSS），有一定的實踐教育經驗。NGSS提出了三維整合的框架體系：科學與工程實踐、學科核心概念與跨領域概念，將學習內容劃分為：物質科學、生命科學、地球與空間科學和工程與技術四大模塊，分學段從幼兒園貫穿到高中進行講述，提出了美國政府對各個年齡階段的學生在科學學習中需要達到的要求。

我國自教育改革以來，多次對義務課程標準進行修訂，于2012年頒布了《義務教育物理課程標準（2011年版）》（以下簡稱中國《標準》）。中國《標準》從“注重學生核心素養的發展、學生的終身學習”出發，從物質、運動和相互作用及能量三個方面劃分物理學科，課程標準主要從“內容要求”和“活動建議”進行指導。

2? 中美關于力和相互作用的比較研究

NGSS中力和相互作用部分的內容分為三個方面：牛頓第三定律、牛頓第二定律、電磁力的影響因素;中國《標準》將該內容主要分為兩個方面：機械運動和力、電和磁。下面以NGSS劃分的三個方面為依據進行比較和分析。

2.1? 牛頓第三定律

牛頓第三定律內容的比較見表1。

從表1 可以看出NGSS有具體對牛頓第三定律的定義提出要求，并強調著重掌握“豎直或水平單一方向上的相互作用。”NGSS還要求學生應用所學的知識自主進行科學設計、解決兩個物體相撞問題，從內容和所舉實例可以看出，美國《標準》很重視“牛頓第三定律”與實際生活的聯系及具體應用實例，注重學生自主實踐設計、自主實踐探究的能力培養。中國《標準》則僅僅要求學生對幾種力、二力平衡條件的掌握，未在初中物理中側重強調相互作用力之間的聯系，在高中物理中才有具體涉及到。

2.2? 牛頓第二定律

牛頓第二定律內容的比較見表2。

通過表 2可以看出，中美《標準》在牛頓第二定律中都要求學生掌握力和物體運動狀態的關系。NGSS在牛頓第二定律中除了要求學生定性掌握力和物體運動的關系，還強調了質量與運動的關系。并要求學生通過設計方案、實踐研究、數據分析，定量地得出物體運動的變化與力、質量的關系，還要同平衡力（牛頓第一定律）進行比較。除此之外，NGSS對該定律的使用范圍和單位做了限定。中國《標準》對質量和物體運動改變的關系沒有做要求，要求通過實驗讓學生掌握力是改變物體運動狀態的原因，更側重學生對牛頓第一定律、平衡力的掌握和運用。

2.3? 電磁力的影響因素

電磁力的影響因素內容的比較見表3。

通過表3可以看出，中美《標準》在電磁力的影響因素這部分內容中顯示出差異。兩國《標準》都對電與磁相互作用力的影響因素、場的認識都做了具體的要求。NGSS的要求側重電與磁相互作用力的表現及影響因素，如帶電量、電流或磁感應強度，以及相互作用的物體之間的距離。并通過對生活設備、實例的數據分析，如電磁鐵、電動機、發電機及膠體等，加深對概念的認識。中國《標準》側重要求學生通過探究實驗認識磁場、了解通電導線在磁場中會受到力的作用及其影響因素、了解導體在磁場中運動時產生感應電流的條件。從內容上來看，NGSS對知識內容的深度要求更高，更加注重學生對知識的運用能力和設計能力;中國《標準》更注重學生通過對探究實驗的分析總結得出結論。

3? 結論與啟示

基于對中美兩國課程標準在初中“力和相互作用”專題知識的比較研究，發現了兩國在這個專題的學習內容、學習目標和對學生的能力培養方面存在著差異性。中國《標準》則側重通過生活現象或實驗了解力及其相互作用，易于幫助學生掌握基本概念及其原理。認為這一安排能夠幫助學生建立起物理和生活的橋梁，減輕學生達到學習目標的壓力，但是忽略了對學生思考能力和探索能力的培養。美國《標準》強調的是模型的構建，要求學生通過自主設計方案，以此提供證據去論證自己所學、所得的結論，重視培養學生的科學素養。由于美國《標準》在年級上更早地對力和相互作用的知識進行了要求，因此在初中階段對學生在學習內容的要求上會更多。

通過上述對中美兩國課程標準在“力和相互作用”專題的研究比較，對我國《標準》力和相互作用部分內容的完善提出了以下建議。

3.1? 重視學生物理觀念的合理構建

從“力和相互作用”這部分內容可以看出，美國《標準》從知識點的范圍到知識點的難度都比中國《標準》要來的深。從學生的整個學習階段來看，我國在小學科學上對學習內容的要求更多的僅限于生活中的現象，未深入其背后的原因。導致學生在初中學習物理時感覺一切都是“從零開始”，而到高中物理學習時又覺得難度跨度大，不利于培養學生學習物理的積極性。因此我國《標準》可以注重學段上知識點的銜接和對課程難度和廣度的適當加深，這樣有助于幫助學生對物理觀念的理解和知識框架的構建，培養學生學習物理的自信和興趣，推動學生的深入學習。

3.2? 重視學生科學思維的培養

在美國《標準》中對“力和相互作用”各部分知識點的要求中都有提到要提供證據、證據建構、論述呈現等方面要求學生對相關問題進行科學推理，“基于證據得出物理結論”。我國《標準》也可以適當的加入模型建構、科學推理和論證等要求。以“力和相互作用為例”，可加上通電螺線管外部磁場方向的模型、能夠恰當運用證據說明力是改變物體運動狀態的原因等內容，在課表上呈現對知識內容和要求掌握的能力進一步細化，培養學生科學思維的形成。

3.3 重視學生的科學探究

在中美兩國物理教育標準上都有強調實驗的重要性，在某些知識內容上都要求學生通過實驗得出物理規律和結論。但在美國《標準》中更加重視學生利用某一技能去解決實驗中的問題，學會自己設計實驗方案、展開研究調查、獨自處理數據并對實驗進行評估。我國《標準》可以適當借鑒美國《標準》，讓學生學會如何進行科學探究并掌握相關技能，這樣有助于培養學生的探究精神、解決實際問題的能力。

參考文獻：

[1] 教育部.基礎教育課程改革綱要（試行）[J].學科教育，2001（7）：1-5.