中、英、法、德初中物理课程标准课程内容比较研究

潘怀宇 田博扬 李春密

(北京师范大学物理学系，北京 100875)

近年来，许多国家和地区提出了自己的学生发展核心素养，并开启了新一轮基于核心素养的课程标准修订工作，其中科学课程又是改革的前沿阵地.例如美国于2013年4月发布了《新一代科学教育标准》(Next Generation Science Standards，简称NGSS)，加拿大安大略省于2014年发布了《实现卓越:安大略省教育的新愿景》 (Achieving Excellence：A Renewed Vision for Education in Ontario).[1]我国也于2016年发布了我国的学生发展核心素养，[2]并在2017年颁布了新一版基于核心素养的高中物理课程标准.[3]在此版课标中提出了以物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任为组成要素的物理学科核心素养.并且义务教育阶段的初中物理课程标准修订工作也已经启动.课程标准一般包括课程理念、课程目标、课程内容、课程评价等部分，其中最主要、最核心的部分就是课程内容部分.本文通过对中、英、法、德4国初中物理课程标准的课程内容进行比较，探讨以下3个问题：基于怎样的概念体系建立课程结构？物理学科的各个内容主题分布情况如何？课程内容以何种表述方式进行组织和呈现？通过比较，揭示我国和欧洲发达国家初中物理课程标准的异同，乃至总结国际科学课程标准课程内容的共同特征和发展趋势，为我国义务教育物理课程标准的修订工作提供参考和建议.

1 研究设计

1.1 研究对象

研究对象为英国于2014年9月修订发布的《英国国家课程科学课程方案：学段3》中的物理学科部分内容(后简称英国科学课标)；[4]法国于2015年11月发布的《学段2、3、4课程大纲》中学段4：物理与化学中的物理学科部分内容(后简称法国物理与化学课标)；[5]2019年8月发布的德国北莱茵—威斯特法伦州《北莱茵—威斯特法伦州文理学校初中核心课程：物理》(后简称德国北威州物理课标)，[6]以及我国2011年发布的《义务教育物理课程标准(2011年版)》(后简称中国初中物理课标).[7]

选择研究对象的标准基于这些国家和地区具有比较强的影响力，且几个国家和地区，都针对科学素养和科学探究，于2000年前后开展了一轮科学教育改革，而现用版本课标都是在课程改革所出台的课标基础上，参考2013年美国的NGSS进行的新一轮修订.英国科学课标虽以科学为课程框架，物理、化学和生物共用一份课程理念，但各个学科内容各独立列出，在具有跨学科整合性的同时，兼顾了学科的独立性；法国物理与化学课标的学习内容中物理学科占绝大多数，11个一级主题中有10个为物理主题；选择德国北威州物理课标，一是因为北威州是德国人口最多，经济实力最强，国土面积较大，教育研究发达的州，在德国基础教育改革过程中有着比较强的影响力.二是前些年，德国大多数州的文理学校由9年制(G9)缩减至8年制(G8)，此改革饱受争议，近几年许多州都开始策划改回9年制，北威州于2019年8月对公众发布G9正式版.课程框架基于物理的学科领域和学生的素养领域相结合，以达到发展所有学生素养的目标，发布时间较新，修改幅度较大.此外，由于语言问题，法、德两国教育现状在国内研究较少，因此几份课程标准都具备比较研究和参考的价值.

1.2 研究方法

在翻译和整理了3个国家新旧版课程标准的基础上，采用了文本研究和比较研究的研究方法，由于各国课程标准存在较大差异，故以中国初中物理课标作为参照，结合实际情况制定统一的比较框架和分析维度，对4个国家课程标准中课程内容的概念体系、主题分布以及表述方式进行比较.[8]

2 比较结果

将4国课程标准比较发现，各国初中物理课程标准的课程内容存在内容和形式的差异，但同时具有一些共同的表现特征和发展趋势，主要表现为以下3个方面.

2.1 课程结构建构概念体系整合教学内容

科学内容知识绝不是科学结论杂乱无章的堆积，而是通过一定的逻辑相互关联，具有一定结构的巨大系统.[9]通过“大概念”整合学生的科学概念，梳理概念间的联系、主次和层次；通过学习进阶连贯发展学生的科学概念，加深学生的学习深度.郭玉英等人提出，科学教育应依托大概念建构科学概念体系，整合教学内容，而大概念包括共通概念和核心概念，共通概念侧重于跨学科内容的组织，而核心概念侧重于整合某一学科内的知识.[10]用“大概念”使原本教学时孤立的学科知识联结起来，以整合与发展的角度帮助学生建立物理观念，发展对科学本质的认识.[11]

对各国的物理学科课程内容的概念体系进行研究发现，课程内容结构大多分为“一级主题—二级主题—内容表述”三级结构，其中英国、法国和中国以核心概念作为一级主题的划分依据.而德国则做了较大幅度修改，且与国际科学教育趋势略显不同：划分依据由核心概念改为了学科知识.表1为各国各版本课程标准一级主题.

表1 各国各版本初中物理课程标准课程内容主题结构

续表

英国科学课标在新一次课标修订中，在原有核心概念的基础上进一步发展.“能量”和“物质”两个既是核心又是共通概念的重要主题与化学、生物学科中的能量、物质主题产生联系，从不同的角度帮助学生发展物质观、能量观.将“光和声”改为“波”，加入机械波、波的能量传递等内容，学生对机械波、声波、电磁波等相对复杂的知识间产生联系和区分.此外，给出共通概念的示例：“学生应当通过学科知识学习发展大概念，支持学科知识发展、建立学科领域联系.例如生物结构与功能间的联系、物质的微观形式是理解物质性质和相互作用的关键，以及能量转移、能源使用与相互作用的密切关系”.

英国科学课标的课程结构与中国初中物理课标相似，各项学科知识分别隶属于某一核心概念下.这种结构方式使课程标准结构明了，关系明确.但学科知识与核心概念之间的关系通常不是一一对应的关系，而是交叉作用，某一学科知识经常涉及多个核心概念共同作用.这种将学科知识直接划分到某一核心概念下的结构形式，有违大概念知识间相互联系、相互整合的理念，导致学科知识学习有时存在使用生硬、内容割裂的困境.

面对这一问题，法国和德国课程标准做出不同的应对.法国物理与化学课标在以核心概念“物质”“相互作用和运动”“能量”和“信息与信号”为课程框架，学科知识作为发展核心概念的课程资源，在二级主题中列出如何通过学科知识发展核心概念，某一学科知识可能在两个主题下都有呈现.例如，在“运动与相互作用”中，学习运动、位移、速度等学科知识，同时在“能量”主题下学习动能、能量的守恒、转移和转化.

此外，法国物理与化学课标会在每个核心概念的最后给出此核心概念的渐进性基准，说明此核心概念在其他学段的学习情况，及本学段的发展目标，保证学生的核心概念在不同学段如何进行纵向发展.例如在能量主题，“在学段4，学生需要逐渐能够对能源，能量的形式、转移和转化进行区分，从而建立能量概念的连贯思想.…7年级学生需要回顾之前学段3对能源和能源转换的学习.…从7年级开始，首先要掌握功率和能量转移速度间的关系.并在之后提供越来越复杂的示例支撑学习.动能的定义可以保留到9年级.本学段学习结束时，学生需完全掌握节能概念.”

最后，法国物理与化学课标在课程内容的最后给出本学科与其他学科之间的跨学科交叉点，以此保证知识间的横向整合.例如物理与化学与艺术学科的跨学科交叉点，包括听觉艺术：声源，传播，速度；光与艺术：光学幻觉，错视画，暗箱，彩色玻璃与灯光.

表2 德国北威州物理课标学科知识与核心概念覆盖关系

德国于2004年12月由各州文教部长联席会议(KMK)发布了全国统一的教育标准，德国北威州2008年版课程标准基于教育标准对物理学科知识包含“能量”“物质结构”“相互作用”和“系统”四项设立了一级主题.在此次修订中，德国北威州物理课标的课程结构从核心概念型改为学科知识型改用“温度与热量”等11个物理学科知识作为划分依据.不再以核心概念作为课程的划分依据，并不代表不重视大概念.德国北威州物理课标在每个学科知识后提供了本学科知识对4个核心概念发展的所作贡献.例如，对于声学学习对核心概念发展贡献给出如下内容：声波传输能量；声音通过振动粒子传输，因此需要传播介质；声音激发振动，声音可以被吸收或反射；声源，传输介质和声音接收器构成传输信息的系统.通过学科知识与核心概念建立的概念体系，帮助学生发展物理观念.表2为德国北威州物理课标学科知识与核心概念对应关系.

2.2 内容分布强调通过基础知识内容发展学生

在内容主题上，英国科学课标中物理学科共有6个一级主题，分别为“能量”“运动和力”“波”“电与磁”“物质”和“宇宙物理”，下分为19个二级主题，62条内容表述.法国物理与化学课标共有4个一级主题，分别是：“物质的组成与转变”“运动与相互作用”“能量及其转换”和“信号的观察与传输”，其中物理学科有9个二级主题，47条内容表述.德国北威州物理课标中涉及11个一级主题， 31个二级主题，108个议题，139条内容表述.中国初中物理课标分为3个一级主题，分别为“物质”“运动和相互作用”“能量”，下分为14个二级主题，63条内容表述.为了统一标准进行比较，将英、法、德3国的内容表述按照中国初中物理课标的主题分布，以“物质”“运动和相互作用”“能量”和“其他”进行分类，计算各国主题分布比例.[13]图1为4国初中物理课程标准内容主题分布.

图1 4国初中物理课程标准内容主题分布

研究发现，以中国初中物理课标作为内容划分依据可以包含英、法、德3国初中物理课程大部分知识要素，各部分比例占比差异不大，以运动和相互作用和能量主题占比较高.[14]在物质主题下，包括的内容主要有：物质的形态及其变化；物质的密度、质量等物理属性；分子、原子等物质的微观结构.运动与相互作用主题包括的内容主要有：使用时间、路程、速度、加速度描述机械运动；力的类型、要素及作用；牛顿第一定律和第三定律的定性认识；压力与压强；万有引力；浮力与阿基米德原理；简单机械、功和功率；光的直线传播、折射和反射；除了简单电路以外的电和磁.能量主题下包含的内容主要为简单的电学和热学知识，主要内容分别简单电路、安培定则、焦耳定律，能量的守恒、转移和转化；安全用电和节约能源.在其他部分，英、法、德3国的物理课程普遍包含一定的宇宙物理和天文知识.

除了各国的共同具备的知识概念，由于英国科学课标对“波”这一特殊的运动形式要求较高，包括波的传播，波的反射与叠加的，压力波的能量传递等知识，导致其“运动和相互作用”主题占比高达50%.而法国物理与化学课标则在电学领域，要求学生能够解释电场作用下导体内电偶极子的推导，以及如何使用声光信号发送与接受模拟信号；德国北威州物理课标的能量主题占比最高，且其他部分占比远高于其他国家，达到了13.7%.这主要是因为德国初中物理学习时间长，内容多，难度较高.在9年级结束时，已经完成了很多我国高中物理的知识内容，如电磁感应、楞次定律以及核物理等.升入高中后，选修物理学科的学生将开始进行量子力学等更深层次知识的学习.

2.3 表述方式基于课程目标强化指导性和可操作性

课程内容是课程贯彻实施的具体指导，课程内容的表述方式体现出各国不同的课程理念与课程目标.表3以描述运动为例，比较4个国家课程标准内容表述方式的异同.

通过以上实例，可以看出课程标准的内容表述方式各有差异，概括起来有以下3种形式.

表3 4国课程标准描述运动内容表述比较

(1)列举知识点：仅列举出需要学习的内容，不对内容本身进行，也不对学生需达到的水平提出要求.英国就采用了这种方式.

(2)陈述内容+教师活动.采用完整的陈述句，对需要学习的内容进行描述.再给出教师课堂活动示例，帮助教师了解如何完成陈述对象的教学过程.法国就是用了这种方式.

(3)描述期望.通过动词+概念名词的方式，给出学习内容，并对学习要求进行描述.中国和德国北威州均使用了这种方式.

英国国家教育部颁布的课程标准中只确定课程理念、课程目标，对课程内容上的知识范围进行划分.但对于学科内容学生需要把握到什么程度，如何通过这些学科知识发展学生的科学本质、促进对科学过程和科学方法的认识.这些课程内容如何完成课程理念和目标并没有多做要求和说明.这是由于英国自身的三级教育制度导致的.国家发布课程标准后，由地方教育部门和各个资格认证考试机构针对理念和目标把控课程内容的深度和难度，再由学校根据自身情况选择教材、实施教学.

法国物理与化学课标的课程理念希望通过对自然现象的科学认识，帮助学生远离以人类为中心的信仰世界观，培养科学态度和科学能力，并要求通过科学探究活动培养学生尊重事实、合作与负责的价值观.因此在内容表述上，给出了丰富的情境为教师提供示例，例如在简单电路部分，“以讨论等活动使学生意识到节约能源、培养负责的公民精神”.

德国北威州物理课标和中国初中物理课标均使用表现期望的表述方式，不同之处在于，德国北威州依照德国科学素养框架，从学科知识运用(UF)、知识获取(E)、沟通(K)和评价(B)4个维度对学生提出具体表现期望，不仅从多个维度对知识进行阐述，并且每一条表现期望只针对学生某一知识点.而中国则是对学生对知识的掌握给出整体期望.

3 启示和建议

各国课程标准中体现的共同特征和发展趋势，值得我们进一步加以研究，供我国义务教育课程标准的进一步完善和修订提供借鉴，为一线教师和教研工作者提供建议：

建立跨学科、跨学段的概念体系，可以有效帮助学生全面发展科学观念.英、法、德3国均对课程标准进行统筹规划，将几个学段的多门课程标准制定在统一的框架下，建立从学前到高中毕业的K-12发展路径.统一的框架可以根据各学科、学段的特点，学科间相互配合，确保课程目标没有缺漏；学段间课程目标不断发展，完成进阶.中国初中物理课标的修订可以在新版高中物理课程标准的物理学科核心素养基础上，建立起初中学段的物理观念发展目标.一线教师在教学过程中要重视单元备课和大概念教学，关注学生的跨学段的衔接，利用好学生的前概念资源.

课程内容主题分布整体上各国的初中物理课程标准保持一致.都在义务教育结束阶段，帮助学生建立基本科学观念，同时保持教学内容的广度；注重物质、力和运动、能量和简单电学等生活常见的现象作为教学内容重点，强调通过基础物理观念的发展，提升学生的探究和问题解决能力，提高学生的物理学科核心素养.

在表述方式上需要提高课程标准的指导性和操作性.如今国际社会许多国家使用表现期望的表述方式，但学生能够完成具体表现只是课程目标的一部分，还有培养学生科学的思维方式和行为习惯等其他部分.我们可以借鉴表现期望的同时，要充分发挥物理课程的育人功能，培养学生认知，促进思维发展，构建德智体美劳全面培养的教育体系，才能培养出具备核心素养的时代新人.