中国与新加坡初中物理教材的比较研究

史俊杰

（长春市第五十二中学，吉林长春 130031）

义务教育教科书《物理》是由人民教育出版社课程教材研究所和物理课程教材研究开发中心编著，人民教育出版社出版的，目前国内使用最为广泛的初中物理教材版本[1]。教材《物理》一共分为三册—八年级上册、八年级下册和九年级全一册。包括声、光、电、磁、力、热共6大部分，共22章。

新加坡初中物理教材《Physics Matters》是广受赞誉的国外物理教材[2]。该教材由Dr Charles Chew、Chow Siew Foong、Dr Ho Boon Tiong根据新加坡教育部授权的2013年普通水准（O-Level）物理大纲编写，由新加坡名创教育出版社出版。新加坡初中物理教材《Physics Matters》整体分为基础物理，热物理，光、波动和声音，电与磁四大专题，共22单元，共465页。

一、两版教材栏目设置的比较

人教版一共设计了9个栏目，包括实验、演示、想想议议、科学世界、STS、扩展性实验、动手动脑学物理和学到了什么等，各类栏目个数总计279个；新加坡初中物理教材设计了10个栏目，包括学习纲要、信息技术链接、中心思想和自测、逐步演示、试一试、注意、练习、扩展思维、概念理解图等，各类栏目个数总计361个。

两本书栏目设置的名称不同，但经过对比大致可以分为以下几类：实验类、讨论类、拓展类、科普类和习题类。实验类栏目即是通过学生运用实验仪器或生活中的物品亲自动手参与实践，加深对知识的认知；讨论类栏目使同学们互相交流，在交流讨论中发现问题和解决问题，培养学生主动学习的能力；拓展类栏目不仅是对所学知识的拓展，也是对知识运用领域的拓展；科普类栏目就是对相关知识的普及，使同学们对物理的知识背景，科学应用和理论来源都有所了解；习题类栏目是对所学知识的提炼和归纳，帮助同学们在解题的过程中更加理解所学的知识并达到灵活运用的程度。两版教材中各类栏目数量及百分比的比较如表1所示。

表1 各栏目数量及所占比例的比较

通过以上对比能明显地发现，两版教材在习题类栏目上所占的比例基本一致，说明人教版与新加坡教材在对学习内容的巩固方面都是同等重视的。在实验方面，人教版的初中物理教材比新加坡教材更凸显实验的探究过程，注重从实验中得出规律和解决问题。而新加坡教材在拓展类和科普类的栏目所占的比例大于人教版的物理教材，这体现了新加坡教材注重把知识用活，用到生活中，多方面全方位地打开学生的视野，给予学生科学性的启迪，这对培养学生的想象力和创造力有不可替代的作用[3]。

二、两版教材课后习题的比较

人教版物理教材的课后习题数量多，习题内容精炼，范围由小到大，强调解题的过程和方法，注重实际运算和知识点的应用。

新加坡物理教材的课后习题数量多，题型丰富，与教材内容完全相匹配，内容清晰完整，在每个章节的结尾都会有相应的实践类型的题目，跟生活实际联系紧密，注重培养学生的科学素养。人教版物理教材的习题类型不如新加坡物理教材丰富，但是习题内容相比之下更为精炼，中心思想更为突出，更注重基础知识的掌握和计算能力的培养。两版教材习题数量的比较如表2所示。

表2 两版教材习题数量的对比

从表2可以看出，人教版课后习题的简答题较多，而新加坡教材课后习题的推导证明题较多，而计算题数量基本持平，但新加坡教材难度相对较低。两版教材在课后习题功能上有许多共同之处，两版教材都体现了“知识与技能”“过程与方法”“情感态度与价值观”这三个方面的要求，都注重学生对基本知识点的掌握和理解。两版教材在每小节的节末设置的习题都主要用于巩固复习概念和规律、简单结论证明、掌握简单运算。在每一章的末尾，人教版教材设置的习题更偏重于复杂计算和概念与规律的运用。而新加坡教材则更注重复习概念、思维拓展和知识衔接，对计算的要求相对较低。例如下题完全可以口算，正确答案为B。

例1中显示了作用在块上的四个力。合力是多少？

A.5N 向左 B.6N 向右

C.11N 向右 D.合力为零

三、两版教材实验设置的比较

人教版教材共三册，章节为22章。统计实验总数共122个。新加坡版教材全一册，共有22个单元，实验总计48个。两版教材实验数量在各章节的分布如表3所示。

表3 实验数量在各章节分布的比较

从表3可以看出人教版初中物理教材中实验在章节的分配上比较均匀，每章的实验数目也较平均，每章都会编排实验。新加坡初中物理教材实验的分布比较分散，集中编排在几个章节。对比而言，在实验总数上人教版初中物理教材要比新加坡初中物理教材多，实验的广度也就较大，实验难度与新加坡教材相比稍难。人教版教材内实验部分设计更为丰富，并且分工明确，老师与学生各司其职，新加坡教材更注重日常生活的练习，但在实验数量及设置方面略显单薄，更多地挖掘学生观察力和创造力。

新加坡教材的实验特色体现在Try it out栏目，这是专门为实验设置的栏目，此类栏目涉及的实验难度较低，旨在让一些学生可以在家和课余时间完成简单易操作的小实验来学习物理知识。例如，从你的钱包里拿出一枚硬币放在一只手里，另一只手拿起钱包，从相同的高度释放。通过声音判断哪一个先落到地面。它们落到地面在同一时间吗？这些实验由于不需要特定的教具和实验仪器，所以学生可以单独进行，自己观察总结。易于学生接受，有助于培养学生的创新思维，发现生活中有趣的物理现象，从而促使学生去探索、学习其中的物理知识。

另外，新加坡版教材“力和运动”的实验主要集中在实验仪器的使用和测量。如“To calibrate a simple pendulum to measure time in seconds”。这对于刚接触物理的初中生来说，可以帮助他们认识和学会使用基本的实验仪器，这些实验都简单易操作，可以很好地培养他们的动手能力，增加学生对物理实验的好奇心。更集中于知识的介绍。

演示实验的设置是人教版教材的一大特色。在教材的这个实验环节中由教师作为实验的主要操作者、示范者，学生是观察者或协助者。它的主要目的是把要研究的物理现象展现在学生面前，引导学生观察思考，配合讲课和学生讨论让学生进一步思考实验背后的结论。例如，在讲解声音的传播时，做“真空中的闹钟”的演示实验：将正在响的闹钟放在玻璃罩内，逐渐抽出里面的空气，观察声音的变化，再逐渐注入空气，观察声音的变化。声音的传播需要介质，声音通过固体、液体、气体都可以传播。空气是传播声音的一种重要介质，但容易被初学者忽略。由于气体传声实验条件要求高，所以教学中安排了空气传声的演示实验，通过实验中的有趣现象，使同学们对空气传声知识点认识得更深刻。

有趣、生动、新奇的演示实验不仅创造了一个轻松的学习环境，而且可以使学生的思维处于积极状态，唤起学生的好奇心和求知欲。演示实验发挥了教师在物理实验教学中的主导作用。好的演示实验，会给学生留下深刻的印象，活跃课堂气氛，获得良好的教学效果。

四、启示

（一）对教材栏目设置的启示

第一，可以加入一些与其他学科链接的栏目内容。中学的知识群落并不是孤立静止的，而是相互联系的。一直以来都有数理化生不分家的说法，物理知识有时也需要其他科目来补足知识漏洞，同时也对其他学科提供补充。如果栏目的设置注重到学科的融合，并将物理知识有效地与其他学科知识相联系，这会对学生的学习能力起到强化作用。

第二，可以在章节前增设学前提要类型的栏目和在章节后增设总结复习类型的栏目。例如光学，就可以在章节学习前标出学习的内容有：什么是光？光是怎样传播的？什么是光的反射和折射？光在我们生活中又有哪些应用？同时还可以给出光的直线传播、光的反射和折射定律是重难点，让学生在学习前对学习内容有一定的了解，并对以后学习的重难点做出规划。在章节结束后还可以用思维导图的方式把各种相关知识整合，使所学知识更有逻辑地呈现。

（二）对教材课后习题编制的启示

从课后习题“质”和“量”的两个方面做出考量。其中，习题的“质”，考虑的是习题的内容分布和难度，而习题的“量”则是代表其数目的多少。在质的层面上，由于《义务教育物理课程标准（2011年版）》[4]明确强调了课程内容组织的重要性，因此针对教科书的课后习题，就其呈现方式而言，可以做出进一步的调整，适当地变换现有的习题类型，以提升学生的科学素养为主要目的，增添一定的物理背景知识内容，帮助学生开阔眼界。具体主要可以从这几个角度做出改善：

第一，编制习题时可融入某些贴合日常生活的物理情境。课标中指出了“注意学科渗透，关心科技发展”的课程理念，我们也清楚地意识到物理正是来源于生活，因此在课后习题编写的过程中可以增进其与实际生活的联系。与生活紧密相连的物理情境设定能够在一定程度上增强学生的共鸣感，使得学生对抽象的理论知识做出改观，在接触和理解新的物理现象及规律时不那么被动，在主动的学习过程中感知物理这门学科的魅力，让课后习题不仅仅成为学生对新知掌握程度的重要检验工具，更能发挥其激发学生学习物理兴趣的深层价值[5]。

第二，在习题的类型及难度分布方面，既要保留包括基础知识点的类型题，同时也要涵盖具体物理定律的应用类习题，还可适当增设开放类实践题，结合相应章节的知识内容为学生提供参与到社会实践栏目的机会，使他们进一步了解物理与社会的关系，从而增加社会责任感。如：调查学校附近的噪声污染严重程度及是否采取了一定的防护措施，针对现况提出进一步减少噪声污染的合理建议。

第三，鉴于物理实验在物理学习过程中具有重要地位，可以在课后习题的编制中引入相关物理实验，用以进一步培养学生的科学探究能力，使学生在实验题中体验具体物理规律的探索过程，制定完整的实验方案，明确每一个实验步骤以及实验中的重要注意事项。此类习题的作答不拘泥于某一固定结果，而是集中于某一范围的物理知识点供学生进行探讨，有助于发散学生的思维。

2021年2月，教育部在例行发布会上提出“严控学生作业总量，提高学校课后服务水平，在时间安排上，要与当地正常下班时间相衔接，指导学生尽量在校内完成作业。”[6]因此在量的层面上，要减轻负担，精讲精练。另外，研究表明过多的计算量对于学生知识点的理解并没有显著的提升效果，因此对每一道习题的计算量也要适度掌控，削减不必要的计算量。其中，基础知识类型题及物理规律应用类习题的出现频率应相对持平，保证习题难度梯度的同时也要保证习题数量的分布尽可能地合理，既不过度考查同时也兼顾对学生浅层理解能力和深层理解能力的关注，实现真正意义上的减负。

（三）对教材实验设置的启示

第一，在编写教材时，要强调通过科学探究实验学习知识，多讨论，多动手。因为做实验不单单是为了验证结论更要了解实验的过程。探究性实验栏目比如“做一做”和“Try it out”都要求学生动手来发现问题，解决问题。这个过程是学生思维发展的过程，通过自己的实践对物理批判性的继承。

第二，常规物理实验要贴近学生生活，易于接受，易于操作。帮助学生熟练仪器操作和正确操作规程，强调物理实验的规范性、科学性。

第三，增加设计性实验。此类实验可以就地取材于生活，不受到实验仪器的限制，大胆尝试用生活中的常见物品开展实验。这类设计性实验，注重以学生为主体，启发学生的思维，开阔学生的想象力，有助于培养创新型人才。