IBDP物理课程大纲与我国高中物理课程标准的比较

谭晓琴

(苏州外国语学校,江苏 苏州 215011)

国际文凭课程(International Baccalaureate,简称IB)是由国际文凭组织IBO(International Baccalaureate Organization)为全球学生开设的从幼儿园到大学预科的课程.国际文凭预科课程(International Baccalaureate Diploma Programme,简称IBDP)是国际文凭组织IBO为全球16-19岁学生开设的高中课程,同时也是大学预科课程,整个课程为期2年.IBDP课程考试成绩可以作为申请大多数欧美大学的重要学术水平认证,是世界顶尖名校的“敲门砖”.在中国,AP、 A-LEVEL和IBDP是目前最为流行的3大国际高中课程.

IBDP课程体系分为6个学科组和3个核心课程,6个学科组分别为语言和文学研究(母语)、语言习得(第二语言)、个体与社会(包括历史、地理、经济学、哲学、心理学等)、科学(包括物理、化学、生物、计算机科学、环境系统等)、数学(包括数学高水平、高等数学标准水平、数学研究、数学法等)、艺术(包括舞蹈、视觉艺术、音乐、戏剧艺术等).每个学科基本上都分为标准水平(Standard Level,简称SL)和高水平(Higher Level,简称HL)两个层次.要获得IBDP全科文凭的学生,需要从6个学科组里各选1门进行学习和考试,这6门课中至少有3门是高水平(HL),艺术类课程可由其他学科的课程替代.除了6门课程外,学生同时必须完成3个核心课程的学习.3个核心课程分别为拓展论文(Extended Essay,简称EE)、知识论(Theory of Knowledge,简称TOK)和创造、活动与服务(Creativity,Action,Service,简称CAS).IBDP 课程以其先进的教育理念, 独特和均衡的课程体系,全面和严格的评价体系,在国际上受到了极大的认可.研究IBDP课程对于我们思考中国普通高中课程的设置和改革有重要的借鉴意义.本文以物理学科作为切入点,从课程目标、课程结构和内容、评价方式等方面对IBDP物理课程大纲和我国高中物理课程标准进行了比较研究,希望给我国高中物理课程的设置带来一些可借鉴之处.

1 课程目标的比较

IBDP物理课程的总目标概括如下:

(1) 在全球化背景下,通过激励性和挑战性机遇进行科学学习和科学创新；

(2) 获得反映科学和技术的知识、方法和技能；

(3) 运用反映科学和技术的知识、方法和技能；

(4) 培养分析、评估和综合科学信息的能力；

(5) 在科学活动中培养对有效合作和沟通的必要性和价值的批判意识；

(6) 培养实验和探究的技能,包括使用现有技术；

(7) 在科学研究中培养和运用21世纪的交流技巧；

(8) 作为国际公民,对使用科学和技术的伦理影响具有批判意识；

(9) 了解科学和技术运用的可能性和局限性；

(10) 了解科学学科之间的关系及其对其他知识领域的影响；

我国普通高中物理课程标准的课程目标为: ① 形成物质概念、运动与相互作用概念、能量概念等,能用其解释自然现象和解决实际问题.② 具有建构模型的意识和能力;能运用科学思维方法,从定性和定量两个方面对相关问题进行科学推理、找出规律、形成结论;具有使用科学证据的意识和评估科学证据的能力,能运用证据对研究的问题进行描述、解释和预测;具有批判性思维的意识,能基于证据大胆质疑,从不同角度思考问题,追求科技创新. ③ 具有科学探究意识,能在观察和实验中发现问题、提出合理猜想与假设,具有设计探究方案和获取证据的能力,能在正确实施探究方案,使用不同方法和手段分析、处理信息,描述并解释探究结果和变化趋势;具有交流的意愿与能力,能准确表述、评估和反思探究过程与结果.④ 能正确认识科学的本质;具有学习和研究物理的好奇心与求知欲,能主动与他人合作,尊重他人,能基于证据和逻辑发表自己的见解,实事求是,不迷信权威;关心国内外科技发展现状与趋势,了解物理研究和物理成果的应用应遵循道德规范,认识科学·技术·社会·环境的关系,具有保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感.

通过比较可以发现,两个课程的目标比较接近.两者都注重学生对物理基本概念和规律的掌握,强调物理知识在技术、生活和社会的影响,重视物理知识的实际运用以及对实践能力的培养,培养学生的科学态度. IBDP课程目标中提到对现有技术的使用,强调信息技术在科学研究中的重要性,强调科学研究中使用21世纪的交流技巧,这充分体现了IBDP课程紧跟时代以及学科发展的特点.我国高中物理课程目标非常的详尽和具体,但实施起来难度较大.

2 课程结构和内容的比较

2.1 课程结构的比较

IBDP物理课程分为标准水平(SL)和高水平(HL)两个层次,学生可根据自己的学习兴趣和能力,结合自己的选课情况来进行选择.标准水平(SL)由核心内容、选修内容和内部评估(课题研究)3部分组成.高水平(HL)在标准水平(SL)内容的基础上增加了附加部分.两个层次的核心内容完全相同,高水平(HL)选修部分的知识内容较普通水平(SL)更为广泛和深入.

我国高中物理课程由必修、选择性必修、选修3类课程构成.其中物理1、物理2和物理3为全体学生必须学习的必修模块.必修课程每个模块2学分,共计6学分.学生完成必修模块的学习后,可用于参加高中毕业的学业水平合格性考试.选择性必修课程每个模块2学分,共计6学分.选择性必修课程学完后,学生可参加用于高等院校招生录取的学习水平等级性考试.学生还可以根据自己的兴趣、发展潜力以及今后的职业需求,学习若干选修课程.

从课程结构的设置上来说,两个课程也有一些相似的地方.我国高中物理课程设置了必修和选择性必修,必修部分是全体学生都必须学习的,为学生打下必要的科学基础.选择性必修部分一般是日后往理工科专业发展的学生选择学习的.IBDP物理课程核心内容为标准水平(SL)和高水平(HL)共同学习部分,知识比较基础和全面.在打下了必要的基础之后,再进入难度和专业度有所提高的选修部分.IBDP课程结构设置还有极大的灵活性,层次上有标准水平(SL)和高水平(HL)可供选择,选修部分有4个模块以供选择,充分尊重了学生的兴趣和能力差异.在课程结构上,两个课程最大的不同之处在于IBDP课程将课题研究(内部评估)单独作为课程结构的一个部分,这充分体现出其对学生实践能力的重视.

2.2 课程内容和教学时长的比较

IBDP物理课程内容和我国高中物理课程内容的比较如下所示(见表1).

首先,从课程内容的设置上来说,IBDP课程比我国高中课程更加广而深.IBDP的核心内容包含了力学、热学、光学、电磁学和原子物理的内容,知识体系比较系统和完整.我国高中物理的必修部分主要涵括力学和电磁学方面的内容,不利于学生了解物理学科的基本架构和形成完整的知识体系.

其次,IBDP课程的内容设置体现了现代性和运用性,与人们的生活更加的息息相关.如核心内容的粒子物理和能源、全球气候变化、电子技术等.IBDP选修部分有物理理论方面的深入研究,如相对论;也有与物理的运用相关,如工程物理和成像技术;也有交叉学科,如天体物理学.这些内容一方面可以拓宽学生的知识面和知识深度,激发学生的学习兴趣,让学生体会到物理对推动科技和社会发展的意义,另一方面也可以给学生大学专业和未来职业的选择提供一些参考.

第三,实验在IBDP课程中占据非常重要的地位.IBDP物理课程的实验部分占据了整个课程教学总学时的1/4,充分体现了IBDP课程对实践能力的重视.实验部分的形式也非常的多样化,由规定实验和其他实验、内部评估(独立课题研究)和科学组课题3部分构成.规定实验和其他实验部分为学生完成大纲规定的和教师自行安排的实验.内部评估为学生选择一个课题进行独立研究,最终提交一份规范的6-12页的实验报告.科学组课题为跨学科研究,由选择不同科学学科的学生合作完成一个项目.IBDP课程对实验的重视也体现在学习内容的设置上.核心内容的第一部分就是测量和误差,这样的设置首先让学生认识到物理的基础是实验,实验结果的科学规范表述对于物理非常的重要.通过测量和误差的学习,学生能够学到一些测量知识和正确认识误差,并在实验中尽可能减小误差,养成良好的实验习惯,打下科学研究的基本功.

表1 IBDP物理课程和我国高中物理课程内容的比较

3 课程评价的比较

IBDP物理课程大纲主要从理解和掌握、运用、分析和评估3个方面对课程评价进行了规定:

(1) 理解和掌握:科学事实、概念和术语;科学方法和技术;信息.

(2) 运用:科学事实、概念和术语;科学方法和技术;呈现信息的方法.

(3) 分析和评估:假设、研究问题和预测;科学方法和技术;原始资料和二手资料;科学的解释;展示进行富有洞察力和符合道德的探究所需的适当研究、实验和个人技能.

IBDP物理课程大纲对评价形式,考试的题型、用时、分值和权重也作了非常具体的规定(见表2和表3).

表2 标准水平(SL)物理课程评价形式

表3 高水平(HL)物理课程评价形式

我国普通高中物理课程标准中对学生的评价主要包括以下几个方面内容: (1) 评价学生关于物质、运动与相互作用、能量等物理观念的发展水平;评价学生从物理学视角对客观事物的本质属性、运动规律及相互关系认识的科学思维发展水平;评价学生提出科学问题、获取证据、作出解释、表达交流等能力的发展水平;评价学生在认识科学本质、形成科学态度和社会责任感方面的发展水平.

IBDP物理课程评价标准围绕着“科学”两个字展开,分别从理解、运用、分析和评估3个方面进行了陈述.我国高中物理课程的评价内容与课程目标一致,分别从物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任4个方面进行解读,每一个方面的解读都非常的细致.IBDP的评价由外部评价和内部评价两部分构成,两部分成绩按一定的权重进行计算,最终得出IBDP物理学科的成绩.外部评价的形式为传统的纸笔测验,考察学生理论知识和能力的掌握,由题型、分值、考试时长不同的1,2,3卷的考试构成,分两天完成.内部评估为学生根据兴趣选择一个题目,选择科学合理的方法进行探究,收集和处理数据,并对数据进行分析,对实验设计进行优化,最终完成一份6-12页的规范报告.在整个过程中,教师只承担指导者的角色,整个过程由学生独立完成.内部评估的评分由本校教师根据评价标准,从学生实验的独立性、探究性、分析能力,评价以及沟通能力等5方面进行评定,再由IBO从每个学校中随机抽取样本进行审核,从而调整该学校物理学科内部评估的整体分数.

4 对我国高中物理课程的启示

4.1 注重学生能力的全面发展

4.1.1 培养学生的实验能力

作为一门实验性学科,IBDP物理课程的核心目标就是将学生培养成为一个科学的探究者.IBDP物理实践部分包括大量的必做实验和教师自行安排的实验.教师将学生实验记录在PSOW(Practical Scheme of Work)表中.该表格记录了实验课题、是否是规定实验、采用了何种信息技术(包括数据记录,绘图软件,电子表格,数据库,计算机建模和模拟),实验课题隶属于哪个内容模块、完成时长等信息.内部评估(课题研究)作为课程评价组成的一部分,在最终成绩中占比为20%.学生根据兴趣选择一个课题,用合理科学的方法进行探究,如设计完成实验、使用计算机模拟或者建模、使用数据库进行分析等,收集和处理数据,对数据进行分析,最终完成一份表达规范的6-12页报告.通过实验可以加深学生对学科知识的理解,经历科学发现的过程,掌握科学研究的方法,培养学生的科学素养.

4.1.2 培养学生的团结合作能力

IBDP物理课程和我国高中物理课程都在课程目标中提到了信息交流和团结合作,但IBDP课程中的落实比较到位.IBDP物理课程的实验部分包括了学科组课题探究,具体操作为让科学组(包括物理,化学,生物,环境系统等)内学习不同学科的学生组成小组,共同合作完成一个跨学科研究的项目,展示所学课程对同一事物不同角度的思考.学生通过科学组课题研究,体验了跨学科综合研究.跨学科课题研究形式跟当今科学研究的实际比较接近,能帮助学生了解科研的过程,对于他们今后进行科学研究有非常大的帮助.

4.1.3 培养学生的批判性思维能力

对学生批判性思维能力的培养贯穿于 IBDP 的整个课程之中,但集中体现在核心课程-认识论(TOK)上.认识论(TOK)是IBDP课程的3个核心课程之一,是所有学生必修的跨学科的课程,目的是激励学生思考,培养学生的批判性思维.认识论(TOK)引导学生对课堂内外获得的知识和经验进行反思,鼓励学生对基础知识进行质疑,进而认识到各学科知识之间的联系和局限性,防止主观臆断和思想意识上的偏见.IBDP物理课程的大纲中除了对每章的内容进行解读之外,还单独列了该章的认识论(TOK)问题,如在误差部分提出问题:“物理科学的一个目标是提供物质世界的精确图景.20世纪物理学的一个成就就是证明这个目标是无法实现的-Jacob Bronowski”.科学家能否真正确定他们的发现?力的部分提出问题为:经典物理学认为宇宙的整个未来可以通过对现状的了解来预测.现在的知识在多大程度上可以让我们了解未来?能量部分问题:科学知识在多大程度上基于能源等基本概念?当我们对这些基本概念的理解发生变化或演变时,科学知识会发生什么变化?动量部分:守恒定律是限制还是促进物理学的进一步发展?这些认识论(TOK)的问题基于学科知识之上,但又将思考的高度和深度提升到学科之外,是IBDP课程教育哲学的体现.

4.2 注重内容的现代性和运用性

虽然物理是一门历史悠久的科学,但其发展的脚步从未停止.随着时代的变迁,物理学科的主干在不断地延伸,科学范式更新交替.物理在技术领域的渗透也愈加深入,对技术和社会的发展产生了深远的影响.在科学技术迅速发展的21世纪,高中的物理教育如果还只是停留在基础知识和基础理论这个层面,会使学生感觉学习脱离了实际,无法体会到物理的意义和运用,从而失去对物理的学习兴趣.IBDP课程内容体现了极大的现代性和应用性,反映了物理学研究的新成果.在经典物理教学模式的基础上渗透前沿知识,有助于学生对物理知识的理解和把握,在深度和广度上将学科知识进行外延,有利于调动学生的学习兴趣和拓宽学生的视野.

4.3 注重评价形式的多样化和过程 性

IBDP物理课程的评价方式由外部评估和内部评估两部分构成,评价非常的立体和全面,且注重过程.外部评估为传统的纸笔测验,分为3卷,在两天内完成.外部评估的考试题目包含了很多的论述题,侧重考察学生对知识理解,分析和运用,关注学生是否领会学科的本质.内部评估(课题研究)需要学生运用在学习过程中获得的知识,技能和方法,整个过程贯穿在整一学期甚至一年当中,成绩不会由于偶然的因素而受到较大的影响.值得一提的是,IBDP并不像我国高考那样一考定终身.学生在申请大学的时候,还没有IBDP最终的考试成绩,学生只能提供预估成绩.预估成绩是教师根据学生平时表现和平时测验成绩来开具的,所以IBDP是一个非常注重过程的课程.

我国高中物理的评价方式比较单一,没有真正的内部评估,外部评估主要是学业水平考试和高考.学业水平考试考察学生基础能力,比较简单.高考是选拔性考试,考试题目往往比较难.学生通过3年的学习,但是评估他们的学习成果只是体现在关键的一场考试当中,对学生的整个学习过程缺乏考察.这样会导致学生过分重视学习结果,忽略学习的过程.考生为了获得高分,往往重复地进行刷题,这样对培养学生的学习兴趣,让学生真正领会学科的本质,做到学以致用并没有任何的帮助.

4.4 课程目标和评价机制的统一

评价机制对教师的日常教学和学生的日常学习产生导向作用,要保证课程目标的真正落实,需要良好的评价机制进行支撑.IBDP课程对学生各方面能力的培养和考察,都有相应行之有效的评价形式,如内部评估(课题研究)培养和考察学生的探究能力和表达能力,科学组课题培养和考察学生的团结合作能力,认识论(TOK)培养和考察学生的批判性思维能力.我国高中物理课程标准中也提到了对学生各种能力的培养,但目前单一的评价机制显然无法对其进行有效的评估,也无法激励学生学习和指导教师教学.以实验为例,我国课程标准中明确提出要培养学生的实验能力,课程标准中也列举了学生的必做实验.但实际情况是实验的评价机制并不完善,这导致我国高中普遍对实验重视度不够.没有合适的评价机制来保证和肯定课程目标的实施,课程目标只能沦为一种美好的愿望.在这点上,IBDP课程的评价机制非常值得我国高中物理课程学习.