值得借鉴的美国主流高中物理“学材”的特点分析＊

2013-03-19刘运新

物理教师 2013年2期

刘运新

（毕节学院物理系，贵州毕节 551700）

1 问题的提出

信息技术革命给学校教育带来的一个显著变革，就是多媒体走进课堂.多媒体使教材突破了书本这种以文字为主的印刷媒体形式，而以多样化的形式作用于学习者的所有感官.那么，这是否意味着长期以来作为主要教材的教科书将让位于新型的多媒体教材呢？回答是否定的.20世纪80年代特别是90年代以来，日本教科书研究中心的研究表明，在大量使用多媒体教材的课堂中，教科书仍将作为中小学各门学科教学的主要教材.研究报告指出：“所谓多媒体，是指毫无痕迹地整合所有信息样式的信息环境，是文字、声音、影像等全部可以超链接在一个画面中进行边操作、边对话的信息环境.教科书这种印刷媒体也囊括其中.无论什么学科，教科书都呈现最基础的内容.从教科书出发，再回到教科书，中间则由电子媒体来补充.教科书媒体和电子媒体的共存是一种理想的方式.”因此，今后新媒体的开发将会创造更丰富多样的教材，但教科书在其中担负着“教材群之母港”的作用，这里所谓“母港作用”、“主要教材”作用的涵义，是指“教科书是赋予其他教材以教育意义的最终‘据点’”，也指教科书从历来的“作为教学之用主要教材”转型为“作为学习之用主要教材”.简言之，从“教材”转型为“学材”.［1］

因此，如何做好将“教材”转型为“学材”，也是教科书的建设中不可忽视的重要工作之一.分析研究先进教育国家教科书的编设，借鉴他们的经验，来审视我们的不足，从而编写出更具“学材”特点的教科书.

本文以在美国选用率近50%并为许多英语国家选用的美国主流的高中物理教材《物理：原理与问题》2005年最新版作为样本，从“学材”的这一角度对其进行分析阐述，并与我国普通高中课程标准实验教科书物理（2004年初审通过，以下简称人教版教材）比较.从这一角度来看，其具有以下5个方面的特点.

2 引发学生好奇心，激发学生浓厚的学习兴趣

《物理：原理与问题》从内容素材的选取及其呈现方式，到先行组织者的设计、实验的设计、栏目板块的设计、正文的叙述方式、习题的编设等都以引发学生的好奇心、激发学生的学习兴趣和保持学习兴趣为最先目的，让学生带着浓厚的兴趣自觉地学习物理知识.人教版教材在这点上虽然有所改进，但还显不足.

例如在素材的选取及呈现方式上过于死板，以介绍全球卫星定位系统GPS为例，中美教材对GPS文字介绍差异不大，但在其素材的选取及呈现方式上有所不同.人教版教材是将GPS放在“科学漫步”栏目中来介绍，在介绍GPS的正文的旁边以开窗口的形式插入一幅彩色小幅（约4.7cm×4.7cm）的 GPS定位器“实物”照片，图片下面的文字直接要学生回答“这个GPS定位器此刻位于我国哪个城市的什么部位？从显示屏中你能获得哪些信息？”［2］，学生看了这干巴巴的GPS“实物”图片，即便由于问题的提出能激发出几分兴趣阅读正文，但正文里并没有GPS定位器的读数方法的介绍，学生只学习课本上的知识是无法回答这些问题的，增加了学习难度.由于没有指明进一步学习的方向，学习兴趣也难以得到保持.

另外，由于照片较小，照片上GPS定位器屏幕上的示数不是很清晰，尤其角标，学生辨认很困难，即便学生通过查资料学会了GPS定位器的读数方法，也无法回答问题，学生心理上不能产生成就感，少了一份激励.《物理：原理与问题》则是在讲述“先进的测量技术”的正文中将GPS作为一种先进的测量技术来介绍，在介绍GPS的正文上方先插入了一幅考察团人员面带自豪且充满自信的成功喜悦正在把GPS接收器安装在珠穆朗玛峰顶的高清晰彩色的中幅（约11cm×7cm）“实景”照片，在照片旁以小字体旁白：“考察团人员成功地把GPS接收器安装在了珠穆朗玛峰顶.通过这种方法，科学家提高了所测得的珠穆朗玛峰高度的准确性：珠穆朗玛峰确切的海拔为8 844.43m，而不是8 848m”［3］，与人教版教材相比，显而易见，后者更能激发学生的学习动机和提高学生的学习自觉性.

首先，《物理：原理与问题》以学生感兴趣的先进的测量技术GPS应用实例来吸引学生的注意力，不仅使学生自觉的阅读正文，而且还引发了学生更深了解GPS的浓厚兴趣，同时也降低了学习的难度（并没要求学生会使用GPS），使学习兴趣得以保持.其次，照片上的考察团人员的成功喜悦，无疑对学生也是一种精神刺激，能激发他们成功的希望，从而增强了学习的自觉性.

3 使学生明确意识到自己的学习目标和课题

首先，《物理：原理与问题》不仅有每章内容提要，而且每一节都有学习目标和关键术语，“物理实验.互联网”中也有实验目标，除了教材一般都有的章课题、节课题、实验课题外，还有具体到每一个物理概念和物理规律及其应用的小课题，提示了所有学生必须共同学习的课题和共同达到的目标.

其次，《物理：原理与问题》的“物理实验.互联网”中设有“进一步探索”、每一章测评中的“科技写作”、每一章的标准化测试中的“拓展题”，以及“挑战性问题”、“物理学的应用”和“技术与社会”、“未来技术”、“工作原理”、“物理学前沿”.这些特设栏目中的每一个专题内容既有发生在学生身边的，也有关于高科技发展的，还有尖端前沿的，内容的跨度非常大，不仅大大拓展了学生的学习空间，而且提示了学生进一步学习的方向和不同程度的学生进一步深化学习的多种选择方向，以适应每个学生的不同兴趣.

人教版教材跟《物理：原理与问题》相比，前者在这点上也略显不足.例如，人教版教材中没有明确的提示节学习目标和关键术语，从预习来说这尤显重要.

4 注意培养学生的学习方法和思考方法的能力

首先，《物理：原理与问题》在第1章“物理学工具箱”中就明确指出研究物理学的“科学方法——进行观察、做实验、创建模型或提出理论，以解释你的结果，或做出新的预测”.［3］《物理：原理与问题》每1章均有“起步实验”、“迷你实验”、“物理实验.互联网”.“起步实验”设置在每章的开始，它由实验课题、问题、步骤、分析组成，将本章的内容及主要概念用问题引出，在步骤中强调观察，有助于学生改进实验的方法和观察方法，在分析中设置理性思维问题，引导学生对概念或实验结果的进一步探究，有助于学生改进思考方法；“迷你实验”由实验课题、过程、分析与结论组成，在过程中强调预测，有助于学生改进对未知世界的预测的思维方式，分析与结论则有助于学生改进创建模型或提出理论的抽象思维方式；“物理实验.互联网”由“实验课题（包含内容提要）”、“问题”、“目标”、“安全警示”、“实验器材”、“实验步骤”、“分析”、“结论与应用”、“进一步探索”、“生活中的物理学”、“交流数据（张贴即发表、讨论等）”、“物理在线”等组成，这是一个要求学生在观看互联网提供的实验室录像片后自行做实验的综合性比较强的大型物理实验，它促使学生进一步改进学习方法、改进思考方法、改进调查和观察与实验的方法、改进讨论方法和发表方法.

其次，《物理：原理与问题》在重要的章节中还设有“解题策略”，以帮助学生改进解题方法.

另外，每一章的标准化测试中的“考试小贴士”提示学生进一步改进自己的考试方法.

在这一点上，人教版教材虽有改进，但还显不足.例如，没有提示学生改进发表的方法、考试的方法，没有实验安全警示，对预测这一重要思维方式的培养的力度也很弱，等等.

5 促进学习个性化和个别化

首先，《物理：原理与问题》的“物理实验.互联网”中的“进一步探索”、“生活中的物理学”以及“技术与社会”、“未来技术”、“工作原理”、“物理学前沿”这些特设栏目中的“进一步探索”不仅提示了学生进一步学习的方向和不同程度的学生进一步深化学习的多种选择方向，而且表明学习不只为了求得正确的结果，也允许各种思考方式的存在，允许开放的学习结果；“物理实验.互联网”中的“物理在线”则指明了进一步学习所需的信息源.

其次，《物理：原理与问题》在版面的设计上注重“留白”作用，正文只占除了一般书的“边白”外所剩余的版面的2／3，另1／3或旁白或留空，给人一种错落有致的美感，有助于学生开阔视野，放开思维.相比来说，人教版教材除了一般书的“边白”外，极少有空白的地方（即使有也是极小），给人一种“满”的感觉.