美國中學(xué)物理教材的分析與評價(jià)

Word第第頁美國中學(xué)物理教材的分析與評價(jià)陳嫻

(南京師范高校物理系,江蘇南京210097)

中國和美國的中學(xué)物理教學(xué)存在著很大的差異,如何借鑒美國中學(xué)物理教學(xué)中的特長,彌補(bǔ)我們的缺乏是擺在物理教育工面前的討論課題.本文以美國的中學(xué)物理教材“物體的浮與沉”作為切入點(diǎn)進(jìn)行分析和評價(jià),供中學(xué)物理老師參考.

1討論方法

本文是以調(diào)查法作為討論美國中學(xué)物理教材的方法.

調(diào)查時(shí)間:2000年7月12日下午;

調(diào)查對象:主要來自江蘇泰州地區(qū)和安徽馬鞍山市的中學(xué)物理骨干老師;

調(diào)查人數(shù):16人;調(diào)查地點(diǎn):南京師范高校物理系,2000年物理教育討論生課程班;

調(diào)查過程:隨機(jī)發(fā)給每一位調(diào)查者一課的教材內(nèi)容(從第1課到第16課),請他們各自地將分析和評價(jià)結(jié)果寫在調(diào)查報(bào)告紙上,然后收回調(diào)查報(bào)告;

有效的調(diào)查報(bào)告:15份.

2教材內(nèi)容在美國國家科學(xué)資源中心編寫的美國中學(xué)物理教材中,關(guān)于“物體的浮與沉”共有16課的內(nèi)容.現(xiàn)給出其中的第8課內(nèi)容作為案例,供參考.

第八課物體的大小影響物體所受的浮力嗎?

思索與質(zhì)疑一只用鋁箔制作的小船浮在水上可以放多少玻璃彈子?假如小船做得大一些結(jié)果又如何?你首先進(jìn)行猜想然后親自驗(yàn)證一下.

預(yù)備物對于你:一個(gè)科學(xué)筆記本,一張編號為8—a的記錄紙;

對于你和你的同伴:一張鋁箔大小是10cm×10cm、一張鋁箔大小是15cm×15cm、一張鋁箔大小是20cm×20cm、30個(gè)玻璃彈子、一個(gè)容積約2l的容器、一條毛巾.

你的發(fā)覺

1.與同伴和其它同學(xué)復(fù)習(xí)以前的內(nèi)容,與同伴商量確定采納一種小船的設(shè)計(jì)圖案.

2.用3張鋁箔做出大小不同的船,使它們有相同的外型.

3.把最小的船放入水中,輕輕壓它使它沉入水中,你有什么感覺?驚訝嗎?

4.對另外兩只船重復(fù)第3步驟,描述你壓小船的感覺.

5.完成3和4的步驟后,對小船能夠裝多少玻璃彈子做出猜想并寫在記錄紙上,然后驗(yàn)證.船在水中的深度是多少?畫出你所看到的現(xiàn)象.

6.完成測試后把試驗(yàn)材料放回貯存位置.

7.閱讀課本中的補(bǔ)充內(nèi)容“船在航行”并思索問題:1哪些船只你曾經(jīng)見過?2如今這些船怎樣?3一些船很大很重仍舊可以浮在水上,為什么?

探究性問題設(shè)計(jì)制作可以裝載8個(gè)玻璃彈子而不沉的小船,但是它再放一個(gè)玻璃彈子就會沉入水中.閱讀教材航行中的船你乘過船嗎?

暢游在水面上微風(fēng)吹拂那是特別好玩的!船可以在海洋、河流和湖泊中航行,你可能留意到不同的船在不同的水域中航行.例如:普捷特·桑德的渡船(華盛頓州西北沿海)每天載著上千輛汽車和它們的司機(jī);加勒比海四周的赤道島國,巡航船作為“海上旅館”為來自世界各地的度假者供應(yīng)享受暖和氣候的舒適條件.還有一些船是用于工作的,一種用于破冰的大船可以為小船開路,運(yùn)輸船可以在海上用于運(yùn)輸油、鋼材和其它貨物,潛水艇能夠深化水中探查海洋的深度.早在幾千年前船就可以在水中運(yùn)輸,早年的埃及人制造平型長條,樣子像駁船或像救生伐的船,在埃及克胡法金字塔墓葬中就發(fā)覺這樣的船.1000年前斯堪的那維亞人,即所謂的北歐海盜設(shè)計(jì)制造了獨(dú)木舟狀長型船,這種船每邊有16只槳可以快速滑行,而且在擱淺前能夠平穩(wěn)地簡單操縱地駛向岸邊.早期的船是由木頭或蘆葦桿制作,風(fēng)或槳可以使船前進(jìn).200年前,狀況有所改變,工程師

們創(chuàng)造了由蒸汽機(jī)制造的船.在蘇格蘭一位名叫威廉·斯米頓的創(chuàng)造家制造了能夠航行的蒸汽船——卡羅特·頓塔司,它每小時(shí)可以走3英里.此后船的設(shè)計(jì)越來越完善,用處多樣的金屬材料漸漸代替了木頭,由鋼和鐵制造的船比木頭制造的船要重,但是它們越大可載的物資就越多.當(dāng)今巨大的鋼船可以裝載貨物橫跨海洋.從人類第一次設(shè)計(jì)的船到如今的船,已經(jīng)發(fā)生了很大的改變,但是早期的獨(dú)木舟仍為如今的人們所使用,幾千年前早期美國人劃著類似的船在北美的河流和湖泊上漂游.

3調(diào)查結(jié)果通過分析有效的調(diào)查報(bào)告和本人對整個(gè)教材的`全面剖析,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:

3.1美國的中學(xué)物理教學(xué)注意對同學(xué)的科學(xué)討論方法的訓(xùn)練同學(xué)自己對某個(gè)現(xiàn)象首先做出預(yù)言猜想,并將自己的猜想寫在科學(xué)筆記本上,接下來自己與同伴一起做試驗(yàn),在試驗(yàn)中觀看、記錄,然后將試驗(yàn)結(jié)果與預(yù)言猜想進(jìn)行比較,從而得到結(jié)論,這正是科學(xué)討論的方法.人類在探究自然規(guī)律的過程中遵循:提出假設(shè)——試驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論——再提出假設(shè)??;直至做動身現(xiàn).

3.2美國的中學(xué)物理教學(xué)是以同學(xué)為課堂主體的整個(gè)物理課堂教學(xué)活動是以同學(xué)的動手試驗(yàn)活動為中心綻開的.老師沒有過多的交待和要求,而是讓同學(xué)在教材和試驗(yàn)說明的指導(dǎo)下自由發(fā)揮.一節(jié)課是根據(jù)“思索與質(zhì)疑——預(yù)備試驗(yàn)——觀看記錄——分析總結(jié)”這樣的模式進(jìn)行的,同學(xué)自始至終主動參加全過程.課堂氣氛活躍,同學(xué)的主觀能動性得到充分發(fā)揮,探求未知的奇怪???易于滿意.

3.3美國的中學(xué)物理教學(xué)特別重視同學(xué)之間的溝通商量在教材中可以看到:與同伴一起預(yù)備試驗(yàn)器材;與小組同學(xué)一起重溫上一次課或前面的內(nèi)容;與全班同學(xué)共同共享你的測量結(jié)果并商量產(chǎn)生結(jié)論的可能理由;在班級陳設(shè)同學(xué)設(shè)計(jì)的各種貨船,商量分析展品的相像之處和不同之處;等等.

3.4美國中學(xué)物理教材的內(nèi)容均以試驗(yàn)為基礎(chǔ),試驗(yàn)器材特別簡潔,許多來自生活.例如第15課“制作一個(gè)比重計(jì)”需要:兩個(gè)小的塑料飲料管;一團(tuán)泥土;一個(gè)量筒器或自己制作的帶有刻度的玻璃杯;一杯鹽水、一個(gè)塑料茶勺;一個(gè)塑料盤和一條毛巾.第7課的內(nèi)容“討論船的設(shè)計(jì)”需要:一小堆泥土;30個(gè)玻璃彈子,一個(gè)容積為2l的塑料桶,一個(gè)塑料盤和一條毛巾.簡潔的、生活化的材料可以給同學(xué)親切感,消退對物理學(xué)的畏難心情(美國同學(xué)普遍認(rèn)為物理是最難的學(xué)科).另外在生活和學(xué)習(xí)中也可以很簡單地找到試驗(yàn)材料的替代物,使得動手活動易于開展.

3.5美國中學(xué)物理教材有利于培育同學(xué)的創(chuàng)新力量在教材的探究性問題中內(nèi)容涉及廣泛,富于想象,具有很大的彈性,益于同學(xué)動腦、動手培育創(chuàng)新的意識和力量.例如:編寫一個(gè)關(guān)于海洋生物的小故事,并假設(shè)它從海水中游到淡水中,盡可能地想象各種消失的狀況,這是一個(gè)引導(dǎo)編寫科幻小說故事的題材.例如:請你發(fā)布一個(gè)關(guān)于釣魚浮子的廣告,介紹你設(shè)計(jì)的浮子質(zhì)量好能夠釣到大魚.這是一個(gè)可以討論關(guān)于釣魚問題的題材.又如:猜想罐裝飲料和果汁在液體中的浮與沉,并討論為什么有些液體浮在水上,而有些液體則沉入水底,等等.

3.6美國中學(xué)物理教育存在的問題美國的中學(xué)物理教育也存在著許多問題.1995年“第三屆國際數(shù)學(xué)和自然科學(xué)學(xué)習(xí)成就評估”(timss)的討論報(bào)告說明:美國12班級同學(xué)的數(shù)學(xué)和科學(xué)常識在21個(gè)國家產(chǎn)中處于得分最低之列;對來自16個(gè)國家的成果優(yōu)異的第12班級同學(xué)進(jìn)行較高水平的數(shù)學(xué)和物理測驗(yàn),有11個(gè)國家的同學(xué)比美國同學(xué)表現(xiàn)杰出.根據(jù)美國國家科學(xué)基金會主席尼爾·倫(neallane)所說的,“這些討論說明,當(dāng)同學(xué)們在學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí),他們似乎沒有對數(shù)學(xué)和自然科學(xué)進(jìn)行嚴(yán)格的學(xué)習(xí).”*由美國國家科學(xué)資源中心供應(yīng)的這本物理教材,是一本高中教材.由于學(xué)校階段一般設(shè)置綜合理科,高中才開頭單科的科學(xué)課程學(xué)習(xí).調(diào)查報(bào)告中較普遍地認(rèn)為這本教材也存在以下問題:1教材缺少系統(tǒng)性和學(xué)問性;沒有涉及浮力的概念、計(jì)算公式和產(chǎn)生緣由等基礎(chǔ)學(xué)問.2教材缺少運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)問進(jìn)行物理問題探究的內(nèi)容,即教材缺少定量的內(nèi)容.3教材缺少培育思維