中美课程标准关于初中力和相互作用的比较与启示

沈雅惠

摘   要：本文通过比较美国《新一代科学教育标准》和我国2012年颁布的《义务教育物理课程标准（2011年版）》中力和相互作用的内容进行了比较研究，探讨两国在这部分内容的不同点，并从中获得启示。

关键词：课程标准;力和相互作用;比较研究;启示

1  中美两国《课程标准》简介

课程标准不仅仅是教材编写的参考标准，还是教学、评价以及考试命题的根据，是国家评价和管理课程的依据[ 1 ]。美国在原有的《国家科学教育标准》的基础上，于2013年正式颁布了《新一代科学教育标准》（ Next Generation Science Standards，以下简称NGSS），有一定的实践教育经验。NGSS提出了三维整合的框架体系：科学与工程实践、学科核心概念与跨领域概念，将学习内容划分为：物质科学、生命科学、地球与空间科学和工程与技术四大模块，分学段从幼儿园贯穿到高中进行讲述，提出了美国政府对各个年龄阶段的学生在科学学习中需要达到的要求。

我国自教育改革以来，多次对义务课程标准进行修订，于2012年颁布了《义务教育物理课程标准（2011年版）》（以下简称中国《标准》）。中国《标准》从“注重学生核心素养的发展、学生的终身学习”出发，从物质、运动和相互作用及能量三个方面划分物理学科，课程标准主要从“内容要求”和“活动建议”进行指导。

2  中美关于力和相互作用的比较研究

NGSS中力和相互作用部分的内容分为三个方面：牛顿第三定律、牛顿第二定律、电磁力的影响因素;中国《标准》将该内容主要分为两个方面：机械运动和力、电和磁。下面以NGSS划分的三个方面为依据进行比较和分析。

2.1  牛顿第三定律

牛顿第三定律内容的比较见表1。

从表1 可以看出NGSS有具体对牛顿第三定律的定义提出要求，并强调着重掌握“竖直或水平单一方向上的相互作用。”NGSS还要求学生应用所学的知识自主进行科学设计、解决两个物体相撞问题，从内容和所举实例可以看出，美国《标准》很重视“牛顿第三定律”与实际生活的联系及具体应用实例，注重学生自主实践设计、自主实践探究的能力培养。中国《标准》则仅仅要求学生对几种力、二力平衡条件的掌握，未在初中物理中侧重强调相互作用力之间的联系，在高中物理中才有具体涉及到。

2.2  牛顿第二定律

牛顿第二定律内容的比较见表2。

通过表 2可以看出，中美《标准》在牛顿第二定律中都要求学生掌握力和物体运动状态的关系。NGSS在牛顿第二定律中除了要求学生定性掌握力和物体运动的关系，还强调了质量与运动的关系。并要求学生通过设計方案、实践研究、数据分析，定量地得出物体运动的变化与力、质量的关系，还要同平衡力（牛顿第一定律）进行比较。除此之外，NGSS对该定律的使用范围和单位做了限定。中国《标准》对质量和物体运动改变的关系没有做要求，要求通过实验让学生掌握力是改变物体运动状态的原因，更侧重学生对牛顿第一定律、平衡力的掌握和运用。

2.3  电磁力的影响因素

电磁力的影响因素内容的比较见表3。

通过表3可以看出，中美《标准》在电磁力的影响因素这部分内容中显示出差异。两国《标准》都对电与磁相互作用力的影响因素、场的认识都做了具体的要求。NGSS的要求侧重电与磁相互作用力的表现及影响因素，如带电量、电流或磁感应强度，以及相互作用的物体之间的距离。并通过对生活设备、实例的数据分析，如电磁铁、电动机、发电机及胶体等，加深对概念的认识。中国《标准》侧重要求学生通过探究实验认识磁场、了解通电导线在磁场中会受到力的作用及其影响因素、了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。从内容上来看，NGSS对知识内容的深度要求更高，更加注重学生对知识的运用能力和设计能力;中国《标准》更注重学生通过对探究实验的分析总结得出结论。

3  结论与启示

基于对中美两国课程标准在初中“力和相互作用”专题知识的比较研究，发现了两国在这个专题的学习内容、学习目标和对学生的能力培养方面存在着差异性。中国《标准》则侧重通过生活现象或实验了解力及其相互作用，易于帮助学生掌握基本概念及其原理。认为这一安排能够帮助学生建立起物理和生活的桥梁，减轻学生达到学习目标的压力，但是忽略了对学生思考能力和探索能力的培养。美国《标准》强调的是模型的构建，要求学生通过自主设计方案，以此提供证据去论证自己所学、所得的结论，重视培养学生的科学素养。由于美国《标准》在年级上更早地对力和相互作用的知识进行了要求，因此在初中阶段对学生在学习内容的要求上会更多。

通过上述对中美两国课程标准在“力和相互作用”专题的研究比较，对我国《标准》力和相互作用部分内容的完善提出了以下建议。

3.1  重视学生物理观念的合理构建

从“力和相互作用”这部分内容可以看出，美国《标准》从知识点的范围到知识点的难度都比中国《标准》要来的深。从学生的整个学习阶段来看，我国在小学科学上对学习内容的要求更多的仅限于生活中的现象，未深入其背后的原因。导致学生在初中学习物理时感觉一切都是“从零开始”，而到高中物理学习时又觉得难度跨度大，不利于培养学生学习物理的积极性。因此我国《标准》可以注重学段上知识点的衔接和对课程难度和广度的适当加深，这样有助于帮助学生对物理观念的理解和知识框架的构建，培养学生学习物理的自信和兴趣，推动学生的深入学习。

3.2  重视学生科学思维的培养

在美国《标准》中对“力和相互作用”各部分知识点的要求中都有提到要提供证据、证据建构、论述呈现等方面要求学生对相关问题进行科学推理，“基于证据得出物理结论”。我国《标准》也可以适当的加入模型建构、科学推理和论证等要求。以“力和相互作用为例”，可加上通电螺线管外部磁场方向的模型、能够恰当运用证据说明力是改变物体运动状态的原因等内容，在课表上呈现对知识内容和要求掌握的能力进一步细化，培养学生科学思维的形成。

3.3 重视学生的科学探究

在中美两国物理教育标准上都有强调实验的重要性，在某些知识内容上都要求学生通过实验得出物理规律和结论。但在美国《标准》中更加重视学生利用某一技能去解决实验中的问题，学会自己设计实验方案、展开研究调查、独自处理数据并对实验进行评估。我国《标准》可以适当借鉴美国《标准》，让学生学会如何进行科学探究并掌握相关技能，这样有助于培养学生的探究精神、解决实际问题的能力。

参考文献：

[1] 教育部.基础教育课程改革纲要（试行）[J].学科教育，2001（7）：1-5.