中美三个版本高中物理教材栏目设置的比较研究

汪欣

摘   要：文章选取高中物理“动量”内容为切入点，通过对中美三个版本教材的栏目进行梳理分析，围绕栏目总体设置及三类共同栏目进行深入比较，最终得出中美三个版本教材栏目设置的特点：凸显科学思维、强调科学探究、展示教材特色、关注科学前沿，所得结果为我国课程改革及教材编写提供了新的启示。

关键词：教材对比;栏目设置;比较研究;动量

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）1-0023-5

近年来，课程改革一直在如火如荼的进行，教材无疑是课程改革的重要内容。栏目就是在教材版面上按内容性质分成的标有名称的各部分，它是课程观的载体，也是教材的重要组成部分，起着提纲挈领的作用。栏目的内容、形式都体现着深层次的教育理念，对中美教材栏目的分析与比较不仅能从一个侧面反映课程改革的特点，也能为我国的教材编写提供借鉴。想要全面、准确地对其进行分析比较，首先需要了解各版教材栏目的种类。

1    中美教材中的栏目种类

本研究所选取的中美三个版本主流教材分别为：中国人教版高中《物理》[1]（以下简称“人教版”教材）、美国《物理：原理与问题》[2]（以下简称“3P”教材）和《豪尔特物理》[3]（以下简称“HP”教材）。

为对教材栏目实现准确统计，拟定针对本研究的操作性定义。具体包括如下三点：

（1）有标题;（2）有独立的信息单元;（3）不包括练习与评价。

若同时满足以上三个条件，则将其作为一类独立的栏目计入统计。

1.1    “人教版”教材栏目

“人教版”教材的栏目具体包括：“演示实验”“探究实验（学生实验）”“做一做”“思考与讨论”“科學漫步”“科学足迹”。

1.2    “3P”教材栏目

“3P”教材的栏目包括：“起步实验室”“物理实验室”“迷你实验室”“物理挑战”“现实物理（生活中的物理）”“科学畅想”“学习指南”。

1.3    “HP”教材栏目

“HP”教材的栏目包括：“快捷实验室”“探究实验室”“概念性挑战”“物理职业”“加亮区”“科学链接”。

2    教材栏目设置的分析与比较

2.1    中美三个版本教材栏目设置的总体比较

现将三个版本教材栏目设置的种类和数量进行统计，结果见表1。

由表1可以看出，总体而言，三个版本教材均精心设置了丰富多彩的栏目，其中“人教版”教材六类、“3P”教材七类、“HP”教材六类，种类数基本均衡，但总的栏目数量显示为依次降低。其次，各版教材各栏目的出现数量和频率略有不同，“人教版”教材六类栏目中“思考与讨论”的数量最多，其余栏目数量基本持平;“3P”教材有关实验的栏目出现最频繁，如“物理实验室”“迷你实验室”;“HP”教材“科学链接”栏目在本章中的数量最多，其余栏目均只出现一次。再次，虽然各版教材的栏目名称不一样，但其本质却有着异曲同工之妙，为了便于进一步的比较，现将三个版本教材中设置的栏目归属于五大类，分别是实验类、问题与思考类、学习指导类、拓展类以及其他类。

1.实验类栏目：“人教版”教材有“探究实验”“演示实验”“做一做”;“3P”教材有“起步实验室”“物理实验室”“迷你实验室”;“HP”教材有“快捷实验室”“探究实验室”。

2.问题与思考类栏目：“人教版”教材有“思考与讨论”;“3P”教材有“物理挑战”;“HP”教材有“概念性挑战”。

3.学习指导类栏目：“3P”教材有“学习指南”;“HP”教材有“加亮区”。

4.拓展类栏目：“人教版”教材有“科学漫步”“科学足迹”;“3P”教材有“现实物理”;“HP”教材有“科学链接”。

5.其他类栏目：“3P”教材有“科学畅想”;“HP”教材有“物理职业”。

上述统计结果如图1所示。

由图1可见，“人教版”教材栏目的数量最多，只涉及了实验类、问题与思考类和拓展类三大类，“3P”教材和“HP”教材均囊括了上述五大类栏目。总体而言，美国教材栏目设置的类型更多样，数量分布上也更为均衡，中国“人教版”教材对不同类型栏目的侧重程度呈现出明显差异。

分析原因可能包括以下几点：第一，上述统计结果只针对“动量”章节内容，由于知识点数量和篇幅有限，造成某些栏目没有呈现;第二，此部分内容在中国教材中属于选修部分，故核心知识点数量和受重视程度相较必修内容较低，也是导致栏目类型较少的原因之一;第三，栏目数量的侧重反映了教材编写者对学科的理解和教育价值倾向，中国可能比较注重实验技能的培养、科学思维的提升以及科学知识的储备，而美国在注重实验教学的同时，也关注对学生其他方面能力的培养，比如学习策略、想象力、职业理解与选择等。

由表1还可以看出，三个版本教材共同包含的栏目有实验类、问题与思考类和拓展类，下面就围绕这三种类型的栏目展开进一步的分析与比较。

2.2    实验类栏目的分析与比较

物理是一门以实验为基础的学科，实验在物理教学中的地位举足轻重。实验类栏目是组成教材正文的重要部分，通常围绕实验展开，一般包括探究实验、演示实验、学生小实验等。实验栏目的设置为教材使用者理解实验设计思路、提升实验操作技能以及体会科学探究的过程提供了重要参考依据。在三个版本教材中，实验类栏目数量、比例及对应的主题内容见表2。

由表2可知，三个版本教材实验类栏目的数量分别为“人教版”教材4个、“3P”教材6个、“HP”教材2个，可认为在“动量”部分内容中“3P”教材最重视实验栏目的设置。具体来看，“人教版”教材中实验栏目“做一做”最多，此栏目和“起步实验室”“迷你实验室”“快捷实验室”相类似，该实验通常随手取材、简单易操作，便于理清实验思路，获得实验结果，故较多地安排在教材中。另外，“人教版”教材“演示实验”栏目大多是由教师主导进行实验演示，这类实验“3P”教材、“HP”教材中均未涉及，原因可能是美国倾向于让学生动手实验。

“3P”教材中实验栏目“物理实验室”安排数量最多，占50%，类似“探究实验”“探究实验室”，此栏目的设置有助于改变学生的学习思考方式，不仅让学生学到物理知识，还让学生通过各种探究活动对知识进行体验、感悟、升华，逐步形成科学研究的意识和自主学习的能力，例如教材中实验“探究碰撞中的不变量”“探究动量守恒”等。

2.3    问题与思考类栏目的分析与比较

问题与思考类栏目是教材中不可或缺的一个重要栏目，该栏目通常针对于教材中的核心知识提出相应的问题。这些问题往往有一定难度和思考价值，且部分题目具有开放性，学生既可独立思考，也可与同伴相互交流讨论，最终目的是解决问题。设置此类栏目有助于培养学生的思辨能力和形成科学思维。在三个版本教材中，问题与思考类栏目数量、比例及对应的主题内容见表3。

由表3可知，三个版本教材中属于问题与思考类的各有一个栏目，分别是“人教版”教材的“思考与讨论”、“3P”教材的“物理挑战”、“HP”教材的“概念性挑战”。但该类栏目出现的数量有明显差异，表现为“人教版”教材出现了6次，“3P”教材和“HP”教材各出现1次，数量上远少于“人教版”教材。由此可见，此类栏目在中美两国受教材编写者的重视程度是不一样的。

“人教版”教材将此栏目作为衔接知识的桥梁，上承学生脑海中已有的知识经验，下启与之能建立起联系的新知识的学习。通过创设物理情境提出一系列环环相扣的问题，引发学生对所学内容进行思考，在经历了同化、顺应的思维过程后，最终建构起新的物理概念和物理规律。例如，表3中提出的问题“你认为章鱼游泳时应用了什么物理原理”，在抛出此问题前学生已经了解了几种不同类型的碰撞，脑中能建构出相应的物理模型。材料中先创设了章鱼游泳的物理情境，此时再提出问题，引起学生对这种新模型的疑问和思考。后文紧接着介绍了“反冲”的概念，由已知到未知，顺应学生的逻辑认知，易于建构起新的知识。反观“3P”教材、“HP”教材仅将其作为穿插在教学环节中的一个关卡，为学生提供演练、检测的机会，故安排的数量不多。

3.3    展示教材特色

对于教科书的编写，应做到既落实课程标准又体现教材特色，坚持时代性与基础性相结合的原则。在各版教材主体内容大体相同的情况下，栏目就成为了一个窗口，透过其展示教材的不同风格。正如三个版本教材的拓展类栏目和其他类栏目有效拓展了教材的选择性，使教材内容更加丰富多彩、独具特色。

“人教版”教材在“科学足迹”栏目中介绍了中子的发现、历史上关于运动量度的争论，让学生沿着科学史的轨迹感受科学家们对真理的执着追求与人文情怀;“3P”教材中的“科学畅想”不失为一个特色栏目，材料主题“天空之火”是由小行星撞击地球的设想引发的一系列关于科学、人类生活的探讨，包括对历史线索的追迹、引发的自然灾害的预测以及人类探测技术发展的思考，该栏目的设置极大地激发了学生的想象力和探索自然的动力;“HP”教材中的“物理职业”栏目也是该教材的一大亮点，本章中介绍的职业是“物理高中教师”，编写者试图通过该栏目的教学，让学生了解与物理相关的职业， 使对物理感兴趣或打算从事与物理有关职业的学生具有对相关职业初步了解、选择的能力。

3.4    关注科学前沿

新课标中的课程基本理念明确提出了要注重课程的时代性，号召广大教育者和受教育者关注科学技术的进步和社会发展的需求。因此，各国教材也在不断更迭、与时俱进，力求教学素材紧跟时代发展，反映科学前沿。例如，三个版本教材中的拓展类栏目贴切地反映了这一特点。

“人教版”教材中的“科学漫步”栏目安排了汽车碰撞试验的素材，一方面此试验内容与“动量”知识的学习相契合，另一方面通过材料的相关介绍，让学生了解此试验是综合评价汽车安全性能的最有效方法，而安全性能也正是未来汽车发展的三大核心主题之一，从而将科学知识和前沿技术有效地连接起来。除“人教版”教材外，“3P”教材和“HP”教材也不约而同地选择了介绍现代汽车安全气囊的使用及其功效的素材。此外，“HP”教材的“科学链接”栏目，由国际科学教师协会编订，其中囊括了大量围绕知识主题的科学前沿材料，学生可以通过点击链接，便捷地获取有关某一主题的最新科学技术动态。此栏目既丰富、更新了学生的科学知识储备，又升华了学生对科学知识的理解，激励他们在探索、创造新的科学成果的道路上继续前行。

参考文献：

[1]人民教育出版社，课程教材研究所，物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书物理选修3-5[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]Paul W. Zitzewitz. Physics： Principles and Problems[M].Columbus：McGraw-Hill Companies，2005 .

[3]Raymond A.Serway，Jerry S. Faughn. Holt Physics[M].New York：Holt Rinehart and Winston，2006.

[4]沈国强. 中美两套高中物理教材欄目设置的比较研究[J].物理教师，2010，31（6）：27-28.

[5]高倩，李富强.中英高中物理教材拓展栏目比较研究[J].物理教师，2014，35（04）：66-68.

（栏目编辑    刘   荣）