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        中美課程標(biāo)準(zhǔn)中力學(xué)部分的比較研究

        2017-08-02 06:50:57張寧馨蘇玉成
        物理教師 2017年7期
        關(guān)鍵詞:科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容

        張寧馨 蘇玉成

        (中央民族大學(xué)理學(xué)院,北京 100081)

        ·國(guó)外教育·

        中美課程標(biāo)準(zhǔn)中力學(xué)部分的比較研究

        張寧馨 蘇玉成

        (中央民族大學(xué)理學(xué)院,北京 100081)

        本文將美國(guó)新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)的物理課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較研究,主要以高中階段力學(xué)部分的內(nèi)容為例,討論了兩國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)在高中階段力學(xué)部分的差異性,并提出了一些具體建議.

        課程標(biāo)準(zhǔn);力學(xué);比較研究

        課程標(biāo)準(zhǔn)是規(guī)定某一學(xué)科的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、內(nèi)容目標(biāo)、實(shí)施建議的教學(xué)指導(dǎo)性文件.美國(guó)《The Next Generation Science Standards(新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn))》[1](以下簡(jiǎn)稱美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》)明確了科學(xué)教育的指導(dǎo)思想,確立了具體規(guī)范的科學(xué)教育體系和教育環(huán)節(jié),對(duì)實(shí)施科學(xué)教育活動(dòng)提供了重要的指導(dǎo)作用.我國(guó)《基礎(chǔ)教育課程改革綱要》中規(guī)定:課程標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn),是教材編寫、教學(xué)、評(píng)估和考試命題的依據(jù),是國(guó)家管理和評(píng)價(jià)課程的基礎(chǔ).[2]

        借鑒他國(guó)尤其是基礎(chǔ)教育領(lǐng)先的美國(guó)的科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn),將有助于我國(guó)科學(xué)教育理念和實(shí)踐的發(fā)展,更好地指導(dǎo)教育教學(xué)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng).[3~4]陳丹純、王全等人將美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》與我國(guó)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比,得出了一些啟示;[56]郭玉英[7]等人對(duì)美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中科學(xué)教育內(nèi)容的整合理念進(jìn)行分析,探究了美國(guó)整合理念的實(shí)現(xiàn)和整合理念的設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)我國(guó)修訂課程標(biāo)準(zhǔn)的啟示;王磊[8]等人則將美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》與美國(guó)舊版標(biāo)準(zhǔn)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》[9]進(jìn)行對(duì)比,全面考察分析美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》的研制背景和特點(diǎn).

        力學(xué)部分是高中階段學(xué)習(xí)物理學(xué)的基礎(chǔ).本文將以高中階段的力學(xué)內(nèi)容為例,將美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》和我國(guó)《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》[10](以下簡(jiǎn)稱我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》)進(jìn)行比較研究,發(fā)現(xiàn)兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中力學(xué)內(nèi)容存在較大差異.

        本文的第一部分介紹兩國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》的背景資料;第二部分比較兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中高中階段力學(xué)內(nèi)容的差異;第三部分總結(jié)兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中高中階段力學(xué)內(nèi)容的差異并提出具體建議.

        1 背景資料

        1996年,美國(guó)頒布了《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(National Science Education Standards),該標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)了美國(guó)科學(xué)教育界公認(rèn)的科學(xué)素養(yǎng),并指出了“學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中必須實(shí)現(xiàn)的和能夠?qū)崿F(xiàn)的目標(biāo)”.[11]自《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》頒布后的15年,科學(xué)與科學(xué)教育的研究取得了很多的進(jìn)展.因而迫切需要將這些研究成果納入到課程標(biāo)準(zhǔn)中去.[12~13]2013年4月,美國(guó)頒布了《新一代國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》.《新一代國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》整合了科學(xué)與工程實(shí)踐、核心概念和跨學(xué)科概念3個(gè)維度,提出了一套連貫的學(xué)習(xí)預(yù)期以支持學(xué)生跨年級(jí)的學(xué)習(xí).[14]該《標(biāo)準(zhǔn)》旨在培養(yǎng)學(xué)生在日常生活中遇到與科學(xué)、技術(shù)密切相關(guān)的問題時(shí)嘗試?yán)每茖W(xué)教育的經(jīng)驗(yàn)做出更好的決斷,將所有的科學(xué)知識(shí)應(yīng)用到日常生活中去,更好地解決科學(xué)與技術(shù)問題.[15~16]

        無(wú)獨(dú)有偶,我國(guó)于2001年推行基礎(chǔ)教育課程改革以來(lái),科學(xué)教育的諸多方面發(fā)生了顯著的變化.2003年我國(guó)頒布了《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》,隨后也著手啟動(dòng)對(duì)各學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂.[17]2011年我國(guó)頒布了修訂后的《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》、[18]《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》.[19]

        2 高中階段力學(xué)內(nèi)容的比較研究

        美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中高中階段的力學(xué)內(nèi)容分為以下4個(gè)板塊:(1)牛頓第二定律;(2)動(dòng)量守恒定律;(3)碰撞;(4)萬(wàn)有引力.中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中高中階段的力學(xué)內(nèi)容主要包括:(1)運(yùn)動(dòng)的描述;(2)相互作用與運(yùn)動(dòng)規(guī)律;(3)拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng);(4)經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性;(5)碰撞與動(dòng)量守恒等5個(gè)版塊.下面以美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》的4個(gè)劃分維度為依據(jù)進(jìn)行比較.

        2.1 牛頓第二定律

        牛頓第二定律內(nèi)容的比較見表1.

        表1 牛頓第二定律

        由表1可以看出,中美《標(biāo)準(zhǔn)》在牛頓第二定律這部分內(nèi)容中,都提出了要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律.美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中“牛頓第二定律”部分詳細(xì)列出了對(duì)學(xué)生的具體實(shí)驗(yàn)要求,既包含了要求學(xué)生在一定的限制條件下設(shè)計(jì)牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn),并決定最佳實(shí)驗(yàn)方案再到實(shí)施實(shí)驗(yàn);還包含了采用工具、模型以及圖像對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.從表1*標(biāo)記的內(nèi)容上看,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并驗(yàn)證定律,注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力、自行進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng);而中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則僅僅要求學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),并未對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程做出具體要求,也沒有對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理做出詳細(xì)要求.從而這種不同要求帶來(lái)的是在該實(shí)驗(yàn)中兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、探究能力的不同要求.美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中還強(qiáng)調(diào)了牛頓第二定律的適用條件即“適用于一維運(yùn)動(dòng)且只適用于參考系為慣性系、低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體”;而中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中則并未對(duì)牛頓第二定律的適用條件做出強(qiáng)調(diào).

        2.2 動(dòng)量守恒定律

        動(dòng)量守恒定律內(nèi)容的比較見表2.

        由表2可以看出,在動(dòng)量守恒定律這部分內(nèi)容中,兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)都提到了理解和使用動(dòng)量守恒定律.從表2*標(biāo)記的情況來(lái)看,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中“動(dòng)量守恒定律”部分還強(qiáng)調(diào)學(xué)會(huì)運(yùn)用其數(shù)學(xué)表述并給出合理解釋以及學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法驗(yàn)證該定律,并要求學(xué)生理解該定律的本質(zhì);中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)量守恒定律的學(xué)習(xí),“體會(huì)自然界的和諧和統(tǒng)一”,這體現(xiàn)了中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育,強(qiáng)調(diào)人文素養(yǎng)的培養(yǎng).由表2(4)內(nèi)容可以看出,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中還強(qiáng)調(diào)了動(dòng)量守恒定律的適用條件;而中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中并未提及該定律的適用條件.

        表2 動(dòng)量守恒定律

        2.3 碰撞

        碰撞內(nèi)容的比較見表3.

        表3 碰撞

        由表3可以看出,在碰撞這部分內(nèi)容中,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生利用所學(xué)的有關(guān)“碰撞”的知識(shí),自行進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì),并不斷改良設(shè)計(jì),盡量使得“兩物體發(fā)生碰撞的過(guò)程中減少力的作用”.從*標(biāo)記的情況以及所給的例子來(lái)看,美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)很重視“碰撞”與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系以及“碰撞”在生活中的具體應(yīng)用實(shí)例;中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則要求學(xué)生“探究”碰撞的特點(diǎn)和了解“彈性碰撞”和“非彈性碰撞”兩種類型的碰撞,這反映了中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于重要知識(shí)點(diǎn)的重視.

        2.4 萬(wàn)有引力

        萬(wàn)有引力內(nèi)容的比較見表4.

        表4 萬(wàn)有引力

        由表4可以看出,在萬(wàn)有引力內(nèi)容中,兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)都提出了理解和掌握萬(wàn)有引力定律以及理解“場(chǎng)”的概念.從*標(biāo)記的內(nèi)容來(lái)看,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)運(yùn)用萬(wàn)有引力定律并根據(jù)該定律對(duì)一些現(xiàn)象做出“合理解釋”.現(xiàn)實(shí)生活中很多現(xiàn)象可以用所學(xué)知識(shí)來(lái)解釋,這就反映了美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》重視物理知識(shí)和生活現(xiàn)象的聯(lián)系.并明確強(qiáng)調(diào)“在力學(xué)領(lǐng)域,定律的量化表示和概念都非常重要”以及該定律的適用條件;而中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則強(qiáng)調(diào)萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷史以及在教學(xué)過(guò)程中滲透情感、價(jià)值觀等人文教育,并未明確提及該定律的重要性和適用條件.

        3 總結(jié)及建議

        根據(jù)第2部分的比較研究,中美《標(biāo)準(zhǔn)》中高中力學(xué)部分的內(nèi)容有很多相似之處,主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面.

        (1)中美《標(biāo)準(zhǔn)》中都提到了對(duì)于“牛頓第二定律”、“動(dòng)量”、“動(dòng)量守恒定律”、“萬(wàn)有引力定律”、“場(chǎng)”等重要定律和概念的理解和掌握.

        (2)中美《標(biāo)準(zhǔn)》中都要求學(xué)生進(jìn)行部分實(shí)驗(yàn)操作,并分別提出了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)要求.

        (3)中美《標(biāo)準(zhǔn)》中都要求學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)生活中的相應(yīng)現(xiàn)象做出合理解釋.

        中美《標(biāo)準(zhǔn)》高中力學(xué)的內(nèi)容也有很多不同之處,主要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面.

        (1)美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》更加注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并學(xué)會(huì)獨(dú)立分析數(shù)據(jù)、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的能力.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、科學(xué)探究能力以及解決實(shí)際問題的能力;而中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)于“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”卻很少提及.

        (2)美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中非常重視培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力,要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象.這就將物理知識(shí)與生活現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái),注重科學(xué)知識(shí)的實(shí)踐性;中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》雖然也有提及,但欠缺對(duì)于科學(xué)知識(shí)實(shí)踐性的重視.

        (3)美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》還注重培養(yǎng)學(xué)生的合作能力、交流能力;而中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中并未明確提及對(duì)于學(xué)生合作能力、交流能力的培養(yǎng).

        (4)中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中注重對(duì)科技史以及前沿科技的學(xué)習(xí),注重在課堂活動(dòng)中滲透對(duì)學(xué)生情感、態(tài)度、價(jià)值觀的教育;美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)并未提及了解科技史以及情感、態(tài)度、價(jià)值觀等人文素質(zhì)的教育.

        (5)在美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中,對(duì)于每一條定律的適用條件都做出了具體說(shuō)明,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中則欠缺對(duì)定律適用條件的說(shuō)明.

        有鑒于此,在完善我國(guó)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中力學(xué)部分的內(nèi)容,筆者提出如下建議.

        (1)處理好書本知識(shí)和應(yīng)用的關(guān)系,重視書本知識(shí)與生活實(shí)踐的銜接性.

        (2)重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、探究能力的培養(yǎng).

        (3)加大對(duì)學(xué)生合作能力和交流能力的培養(yǎng).

        (4)強(qiáng)調(diào)重要定律的適用條件.

        1 National Research Council.Next Generation Science Standards[M].Washington D C:The National Academies Press,2013:94-96.

        2 中華人民共和國(guó)教育部.基礎(chǔ)教育課程改革綱要(試行)[EB/OL].http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_309/200412/4672.html.2001-06-08.

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        9 National Research Council.The National Science Education Standards[M].Washington D C:The National Academies Press,1996.

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        18 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.

        19 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.

        2017-01-11)

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