中方物理教材与AP课程物理教材绪论的对比

张延伟

一、人教版的绪论编写

人教版教材绪论可以认为由两部分组成：赵凯华老师的文章《走进物理课堂之前》和《物理学与人类文明》。《走进物理课堂之前》这一文章通过几个热爱自然、勇于探索的学生（黑娃、白胖、红孩等）在老师的指导下探究苹果下落的规律的故事，鼓励学生们要对大自然充满好奇、要勇于创造条件进行探索、要善于将发现的规律数学化、要相信自然规律本身的优美简洁，并且通过老师之口说出了物理探索的过程：观察、实验、建立理想模型、新的实验、对物理模型的肯定或修正。老师还讲了达·芬奇的名画《蒙娜丽莎》，点出了科学和艺术的相通性……

《物理学与人类文明》首先讲述了什么是物理、物理的研究方法，然后通过电视机、放射线治疗癌症、半导体芯片、激光束、超导磁悬浮、量子围栏、DNA的双螺旋结构等科技成果讲述了物理学对其他科学技术的带动、引领作用；然后通过蒸汽机车、高压输电、电子管、集成电路、光导纤维、互联网讲述了物理学对社会进步巨大的推动作用；接着通过宇宙观念的变迁、蝴蝶效应的发现、核电站的利与弊，讲述了物理学对人们思维观念所带来的巨大冲击、科学技术这把双刃剑所带来的利与弊；最后，物理学的未来这一节，描述了物理学史上划时代的发现以及在其中做出重大贡献的年轻的物理学家，向中学生提出倡议，鼓励他们学习科学、革新科学、利用科学为人类造福。

二、美国选修物理教材（A Custom Publication）的绪论编写

美国选修物理教材（A Custom Publication）的绪论分简介（Intra-duction）、测量（Measurement）和评估（Estimating）三大部分，共8小节。第1小节：科学的本质中讲了科学发现的三个手段：观察（Observation）、物理理论（Theories）、实验（Testing）。第2小节：物理学和其他科学技术的关系中，讲了物理学与化学、物理学与建筑学、物理学与动物学等诸多学科的关系，甚至指出：物理学与其他领域的关系是“无限延伸的”。第3 小节：物理模型、物理理论、物理定律中，提出了理想模型的精髓；物理理论的定义；物理定律的定义。第4小节：测量和误差、有效数字中，指出精确测量是物理学中重要的一部分；如何减小误差；有效数字的读取。第5小节：单位、标准和国际单位制中，介绍了长度、时间、质量等物理标准定义的变迁，介绍了国际单位制。第6小节：单位的转换中，介绍了英寸与厘米、英尺与米等单位的换算关系。第7小节：快速估算中，讲了如何对物理数据进行数量级的估算，这实际上是微分的方法。这个方法很具有挑战性，很重要，是培养高级思维能力、大局观解决问题能力的方法。第8小节……

三、两版教材绪论的异同和启发

总的来看，人教版绪论面对的是高中生，通过赵凯华老师的文章《走进物理课堂之前》将物理学的研究方法讲授给学生；通过《物理学与人类文明》将物理学的特点及对其他科学、技术甚至对人类思维的巨大冲击讲授给学生，鼓励学生学习科学，勇攀高峰！美国选修物理教材（A Custom Publication）的绪论，其立足点就是面对美国大学理科专业（非物理专业）的大学生，用了19 页的篇幅把物理学的基本而又重要的问题悉数囊括，比较专业和系统。

就笔者的教学和感受所言，人教版赵凯华老师的文章《走进物理课堂之前》经常被高中老师所忽略，而是直接讲《物理学与人类文明》，内容看似活泼和现代化，但里面少了物理学的重要研究方法（观察、探索、实验、建立理想物理模型、修正模型），也缺乏了物理学最基本的问题（测量、误差、单位制、估算）。建议人教版教材能否在保持原有优点的基础上，学习和借鉴美国选修物理教材（A Custom Publication）的绪论，将物理学最基本的问题（测量、误差、单位制、估算）前移，放到绪论中，加大绪论比重，使学生对物理学的体系可以有系统性、整体性的认识，从而对如何学习物理成竹在胸、信心十足。

参考文献：

[1]王 进.中美高中物理教材绪论的对比与启示[J].物理教师，2017（8）.

[2]罗 敏.中美两套高中物理教材的比较、反思与启示[D].天津：天津師范大学，2013.