中匈普通高中物理教材的比较研究
2018-11-06郭青春
郭青春
高中物理教材担负着将科学素养理念转化为具体教学内容的重任。科学素养的培养离不开物理教材的改革创新,《普通高中物理课程標准》(2017年版)明确指出:“在高中物理课程实验过程中,为了更好地落实物理课程的育人功能,提升学生的物理学科核心素养,高中物理教材作为直接的课程资源应发挥重要作用。”本文针对匈牙利和中国普通高中物理教材内容进行比较研究,从科学素养视角进行总结分析,以利于中国学生物理核心素养的培养。
匈牙利拥有高水平的教育体系,自1900年以来,已经有14位匈牙利人获得诺贝尔奖,其中有11位在生化、物理和医学类获奖,这在世界上是独一无二的。匈牙利普通高中物理教材把重点放在培养学生正确的科学方法上,教导学生如何通过观察和实验积累经验,在经验事实的基础上建立物理模型。用建立的物理模型解决实际问题、预言未知现象,用新的实验现象检验模型、进一步修正模型。如,教材为建立聚集体弹子球模型,首先通过多种实验为气体建一个模型,再用乒乓球实验检验弹子球模型,然后通过多种实验为液体建一个模型,最后通过多种实验为固体建一个模型,最终建立聚集体弹子球模型。这是基于实验建构物理模型的抽象概括过程,体现了对学生科学思维的培养。
匈牙利教材内容广泛。相对我国教材,力学方面多了刚体转动、角动量守恒、自角动量定理,近代物理内容多了统计物理学、天体物理学,并增加了大量的阅读材料,如恒星的死亡、地球、化学演化、生物学演化、空间研究、人类和能量等内容,及时纳入了最新的物理学研究成果,并关注了物理学技术应用带来的社会变革。这些为培养全体学生物理核心素养、提升公民科学素养设置的“必修课程”为我们提供了很好的借鉴。
匈牙利教材有一定的深度。以电学为例,基本概念、基本规律要多于我国教材,设有电通量、源强、电场能密度、磁场能密度、能流密度、感抗、容抗、场的动量、场的质量等内容;麦克斯韦第一定律、麦克斯韦第二定律、麦克斯韦第三定律、麦克斯韦第四定律、基尔霍夫第一定律、基尔霍夫第二定律等研究方法的要求也要高于我国教材。对于静电场的研究是从电场的力的性质、电场的能的性质两个方面进行的,且引入了电场强度、电势及电势差定量研究电场,用电场线及等势面描述电场,结合电场线引入了电场线通量、源强及麦克斯韦第一定律。对于电势、电势差的引入,我国教材是从电场力做功引入电势能,用比值法定义电势,然后定义电势差;匈牙利教材则是从功能关系定义了电势差,然后用相对零电势定义电势。整个电学部分,匈牙利教材是以麦克斯韦定律为主线进行研究,我国教材没有提及麦克斯韦定律、基尔霍夫定律。匈牙利教材涉及矢量的多用矢量方程计算,我国教材涉及矢量的限于一维计算,这为学生个人需求和升学要求而设置的“选择性必修课程”提供了参考。
“他山之石,可以攻玉。”通过对教材内容的分析,我们发现匈牙利高中物理教材极其重视科学素养的培养,希望通过比较研究,为我国的高中物理教学改革提供有益借鉴。
(责 编 行 之)