(西南大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,重慶 400715)

課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫(xiě)、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)，它的制定對(duì)課程的實(shí)施有著重要作用。自2001年實(shí)行基礎(chǔ)教育改革以來(lái),我國(guó)相繼對(duì)各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了編寫(xiě)和修訂，2012年我國(guó)教育部頒布了《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》)，而美國(guó)則于2013年正式頒布《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡(jiǎn)稱美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》)。筆者以初中階段的波動(dòng)內(nèi)容為例,對(duì)中美兩國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行比較研究，并結(jié)合我國(guó)國(guó)情提出建議。

1 中美兩國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》簡(jiǎn)介

美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)內(nèi)容劃分為物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與空間科學(xué)、工程與技術(shù)這四個(gè)領(lǐng)域，物質(zhì)科學(xué)則由物質(zhì)及其相互作用、運(yùn)動(dòng)和穩(wěn)定性、力和相互作用、能量和波及其在信息傳遞技術(shù)中的應(yīng)用這四個(gè)主題構(gòu)成。該標(biāo)準(zhǔn)以表現(xiàn)期望為核心,采用“表現(xiàn)期望+基礎(chǔ)盒子+連接盒子”的呈現(xiàn)方式,實(shí)現(xiàn)科學(xué)與工程實(shí)踐、學(xué)科核心概念和跨領(lǐng)域概念3個(gè)維度的整合，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的研究,提出了一套從幼兒園到12年級(jí)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)。

中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》旨在提高全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，將物理學(xué)科劃分為物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)和相互作用以及能量這三個(gè)主題,波動(dòng)部分包含在運(yùn)動(dòng)和相互作用主題中，其內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)主要從“內(nèi)容要求”和“活動(dòng)建議”兩個(gè)維度加以呈現(xiàn)。

2 初中波動(dòng)內(nèi)容的比較研究

美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中波動(dòng)部分的內(nèi)容分為以下三個(gè)方面：波的描述、波的特性、波的應(yīng)用。中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則主要包括：聲和光、電磁波及其應(yīng)用，以下以美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》的3個(gè)劃分維度為依據(jù)進(jìn)行比較。

2.1 中美課標(biāo)中關(guān)于波的描述的比較

波以特定形式在空間傳播振動(dòng)狀態(tài),其傳播總伴隨著能量的傳輸,可用波長(zhǎng)、波速、頻率和振幅等物理量來(lái)描述，按照性質(zhì)可將波具體分為多種類別,如機(jī)械波、電磁波和引力波等，中美課標(biāo)中有關(guān)波的描述的內(nèi)容如表1。

表1

由表1可看出,中美課標(biāo)在波的描述方面,都要求學(xué)生知道波可用波長(zhǎng)、頻率等物理量來(lái)描述。美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》側(cè)重運(yùn)用數(shù)學(xué)工具來(lái)描述波,并對(duì)學(xué)生建構(gòu)模型的能力提出了要求,對(duì)電磁波則不作要求，此外還強(qiáng)調(diào)需要從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)波進(jìn)行描述。

中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》側(cè)重對(duì)波現(xiàn)象的了解和認(rèn)識(shí),從定性的角度來(lái)描述波,即只要求學(xué)生知道波可用波長(zhǎng)、頻率等物理量來(lái)描述即可。此外還要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)聲波的產(chǎn)生條件,重視培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力。要求學(xué)生知道電磁波,初步建立電磁波的概念，而美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)這些內(nèi)容并未提及。

2.2 中美課標(biāo)中關(guān)于波的特性的比較

波的特性包括波與物質(zhì)相互作用的方式以及波的傳播方式和規(guī)律，不同種類的波的傳播方式不同,但它們?cè)趥鞑r(shí)也會(huì)表現(xiàn)出共同的特性,如會(huì)發(fā)生反射、折射和散射等現(xiàn)象，中美課標(biāo)中有關(guān)波的特性的內(nèi)容比較如表2。

表2

由表2可看出：中美課標(biāo)在波的特性方面都要求學(xué)生掌握聲波和光波的傳播特點(diǎn),知道光波的反射、折射和色散等現(xiàn)象的特點(diǎn)及產(chǎn)生條件。美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生能夠建構(gòu)并使用模型來(lái)定性描述機(jī)械波和光波通過(guò)各種材料的反射、吸收或傳播的現(xiàn)象,側(cè)重模型的建構(gòu)，學(xué)生需要綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)建立波通過(guò)各種材料時(shí)傳播的模型，美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)學(xué)生的要求較高,強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究來(lái)了解光波的反射、折射和色散等,偏重對(duì)波的特性的了解和認(rèn)識(shí),側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。與美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》相比,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)知識(shí)點(diǎn)的要求更為具體。對(duì)于聲波,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生要了解樂(lè)音的特性。對(duì)于光波,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》還要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解平面鏡成像的特點(diǎn)和凸透鏡成像的規(guī)律,并知道電磁波在真空中的傳播速度，美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則未提及這些知識(shí)點(diǎn)。

2.3 中美課標(biāo)中關(guān)于波的應(yīng)用的比較

波可以傳遞信息和能量,因此波在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用極為廣泛，中美課標(biāo)中有關(guān)波的應(yīng)用的內(nèi)容比較如表3。

表3

由表3可看出,中美課標(biāo)在波的應(yīng)用方面都要求學(xué)生了解波在通信中的應(yīng)用。美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)學(xué)生收集和整理信息的能力要求較高。學(xué)生不僅要理解波可以用于通信,還要能夠利用各種渠道收集和整合定性的科技信息,以說(shuō)明數(shù)字信號(hào)傳輸比模擬信號(hào)傳輸更為可靠。

中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生了解電磁波的應(yīng)用,但沒(méi)有對(duì)學(xué)生收集和整理信息的能力提出要求，與美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》相比,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)波的應(yīng)用這部分的內(nèi)容的要求更為廣泛，要求學(xué)生了解聲波的應(yīng)用以及平面鏡成像和凸透鏡成像規(guī)律的應(yīng)用，美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則未對(duì)此提出要求。

3 結(jié)論與建議

中美初中課標(biāo)在波動(dòng)部分都要求學(xué)生能用波長(zhǎng)、頻率等物理量來(lái)描述波,掌握聲波和光波的傳播方式以及與波有關(guān)的現(xiàn)象和規(guī)律。并且兩國(guó)課標(biāo)都注重將波動(dòng)知識(shí)與生活聯(lián)系起來(lái),要求學(xué)生了解波在通信中的應(yīng)用。

中美課標(biāo)在波動(dòng)方面也有很多不同之處，首先,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)模型的建構(gòu),要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)建構(gòu)波以及波通過(guò)各種材料傳播的模型,重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則側(cè)重實(shí)驗(yàn)探究,要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解聲波和光波的相關(guān)特性,重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。其次,總體而言美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)波動(dòng)知識(shí)的要求更高,在表達(dá)上更為簡(jiǎn)潔。中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)波動(dòng)知識(shí)的要求相對(duì)而言低一些,但在知識(shí)點(diǎn)的范圍上更廣,在表達(dá)上更為具體。最后,在波的應(yīng)用中,美國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)學(xué)生收集和整理信息以提供論據(jù)的能力提出了要求,中國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》則只要求學(xué)生了解相關(guān)信息。

基于以上比較分析,對(duì)我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中波動(dòng)部分內(nèi)容的完善提出如下建議。

(1) 重視對(duì)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)?？茖W(xué)思維主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素?？梢栽趯?duì)知識(shí)點(diǎn)的要求敘述中加入體現(xiàn)科學(xué)思維能力的語(yǔ)句，比如“能夠建構(gòu)物理模型,并使用模型來(lái)描述物理現(xiàn)象”“能夠從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)推理,得出結(jié)論”“能夠基于證據(jù)得出物理結(jié)論”等。以波動(dòng)部分為例,可加上能夠建構(gòu)光波通過(guò)各種材料時(shí)傳播的模型,能夠恰當(dāng)運(yùn)用證據(jù)說(shuō)明數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)等內(nèi)容。通過(guò)細(xì)化要求,在掌握知識(shí)和方法的過(guò)程中培養(yǎng)科學(xué)思維,促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的提升。

(2) 適當(dāng)加深對(duì)波動(dòng)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的要求。與學(xué)生能力水平相接近或略高于學(xué)生能力水平的要求,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探究熱情。例如,我國(guó)《標(biāo)準(zhǔn)》中可增加運(yùn)用數(shù)學(xué)描述波的簡(jiǎn)單模型這一條目,有助于加深學(xué)生對(duì)波的本質(zhì)的理解。