中美初中物理教材比較研究

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摘要:本文以人教版《物理》和浙教版《科學(xué)探索者》為研究對(duì)象，以科學(xué)方法為研究切入點(diǎn)，對(duì)科學(xué)方法在中美初中物理教材中的呈現(xiàn)方式進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞:物理教材;科學(xué)方法;呈現(xiàn)方式

美國學(xué)者喬恩•米勒將科學(xué)素養(yǎng)分為科學(xué)的準(zhǔn)則和方法、科學(xué)的主要術(shù)語和觀點(diǎn)、科學(xué)對(duì)社會(huì)的影響這三個(gè)維度，并以此為標(biāo)準(zhǔn)，每兩年對(duì)美國的公眾科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行調(diào)查。[1]中國以此為借鑒，在2001年也對(duì)公眾的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)行了調(diào)查，其中科學(xué)方法也是調(diào)查的一個(gè)重要方面。在中美本科生的能力方面，有調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國大學(xué)生的分析和批判性思維能力以及量化分析能力不及美國大學(xué)生。[2]張軼炳等人對(duì)中美大學(xué)生科學(xué)推理能力差異進(jìn)行調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)中國大學(xué)生不善于通過虛構(gòu)實(shí)驗(yàn)背景、觀察現(xiàn)象、判定證據(jù)、驗(yàn)證假設(shè)、證偽的方法進(jìn)行推理。[3]這些能力的培養(yǎng)與科學(xué)方法的教育息息相關(guān)。系統(tǒng)地、有策略地對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，將有利于學(xué)生相應(yīng)能力的提高。

1呈現(xiàn)的位置和內(nèi)容不同

《物理》中對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行顯化是在實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用到此方法時(shí)，在實(shí)驗(yàn)旁邊進(jìn)行相應(yīng)的旁注。《科學(xué)探索者》中顯化的科學(xué)方法是在教科書最后“技能手冊(cè)”部分對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行了介紹。其中觀察法、猜測(cè)法、分類法是在“像科學(xué)家那樣思考”部分呈現(xiàn)的，控制變量法是在“科學(xué)探究”部分呈現(xiàn)的，表格法則是在“繪制圖表”部分呈現(xiàn)的。《物理》中科學(xué)方法的顯化，是一種分散的、即講即用的形式，這樣的方式更加具有針對(duì)性。由于是以實(shí)驗(yàn)的旁注形式出現(xiàn)，也就是說這個(gè)實(shí)驗(yàn)本身就運(yùn)用到了這個(gè)科學(xué)方法，所以《物理》只是對(duì)該科學(xué)方法的含義做了介紹。《科學(xué)探索者》中科學(xué)方法的介紹出現(xiàn)課本最后的“像科學(xué)家那樣思考”“科學(xué)探究”和“繪制圖表”等主題的“技能手冊(cè)”中，是一種整體的、系統(tǒng)的呈現(xiàn)方式。學(xué)生在翻閱《科學(xué)探索者》的過程中，知道以此為小標(biāo)題的詞語是一種并列的關(guān)系，從而對(duì)科學(xué)方法在初步認(rèn)知上就具有一定的系統(tǒng)性。由于《科學(xué)探索者》中科學(xué)方法的介紹統(tǒng)一出現(xiàn)在教科書的最后，脫離了教科書中的實(shí)驗(yàn)，所以為了讓學(xué)生更好地了解科學(xué)方法，避免紙上談兵的情況出現(xiàn)，《科學(xué)探索者》不僅表達(dá)了科學(xué)方法的內(nèi)涵，還列舉了生活中運(yùn)用到這些科學(xué)方法的事例，并且強(qiáng)調(diào)了運(yùn)用這些科學(xué)方法的注意點(diǎn)。這樣既讓同學(xué)們更好地理解科學(xué)方法，知道了科學(xué)方法是什么和如何去運(yùn)用科學(xué)方法，也有助于學(xué)生感受科學(xué)方法的實(shí)用性，領(lǐng)悟?yàn)槭裁匆獙W(xué)習(xí)科學(xué)方法。同時(shí)，在旁邊補(bǔ)充了對(duì)應(yīng)的活動(dòng)版塊，讓同學(xué)們參與活動(dòng)，運(yùn)用科學(xué)方法掌握相應(yīng)的技能。

2語言的風(fēng)格不同

《物理》中對(duì)科學(xué)方法的介紹具有簡潔、專業(yè)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn)，以達(dá)到讓學(xué)生準(zhǔn)確地知道該科學(xué)方法內(nèi)涵的教學(xué)目的。《科學(xué)探索者》中的科學(xué)方法因?yàn)槌霈F(xiàn)在技能手冊(cè)的不同部分，所以語言風(fēng)格也有所不同。“像科學(xué)家那樣思考”部分介紹的科學(xué)方法有觀察法、猜想法和分類法，這部分的語言因?yàn)榻Y(jié)合了一些生活事例，更加生活化，更加簡單易懂。例如，在介紹分類法時(shí)，《科學(xué)探索者》通過“你能想象在一個(gè)排列無序的圖書館里尋找一本書是怎樣一種情形嗎？恐怕你一整天時(shí)間都得花在找書上了。幸運(yùn)的是，圖書管理員會(huì)把相同主題或者同一個(gè)作者的書歸類到一起。”引入分類法，反問的語氣中有一點(diǎn)點(diǎn)俏皮，抱怨的語氣讓學(xué)生感同身受，小小的轉(zhuǎn)折又讓學(xué)生迫不及待。教科書上的文字是冰冷的，但是其歡快活潑的語言風(fēng)格很快便吸引住了學(xué)生的注意力，再結(jié)合通俗易懂的語言介紹科學(xué)方法的內(nèi)涵，讓學(xué)生真真切切地感受到了科學(xué)方法不是那么生澀難懂。“科學(xué)探究”部分介紹的科學(xué)方法是控制變量法，此部分是圍繞“純水和鹽水哪一個(gè)結(jié)冰更快”這一實(shí)驗(yàn)展開的；“繪制圖表”部分介紹的是表格法，它是圍繞“不同體重的人在做各種活動(dòng)時(shí)會(huì)消耗多少熱量”這一實(shí)驗(yàn)展開的。所以科學(xué)方法的介紹方式與《物理》中科學(xué)方法的介紹方式相同，語言風(fēng)格也相似。《物理》中對(duì)科學(xué)方法的介紹都是伴隨著實(shí)驗(yàn)的，所以，言風(fēng)格與實(shí)驗(yàn)部分本身的語言風(fēng)格具有高度的一致性。《科學(xué)探索者》中也是如此，伴隨著實(shí)驗(yàn)的控制變量法和表格法的語言風(fēng)格也是簡潔而又專業(yè)的。這種語言風(fēng)格與實(shí)驗(yàn)和物理學(xué)本身理性和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娘L(fēng)格不謀而合，在這樣的語言風(fēng)格中，學(xué)生能夠更加冷靜且專注地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。《科學(xué)探索者》中沒有圍繞實(shí)驗(yàn)展開介紹的觀察法、猜想法和分類法部分的語言風(fēng)格生動(dòng)易懂，體現(xiàn)出科學(xué)方法和物理學(xué)靈活變通的另一面。

3插圖不同

在詳細(xì)介紹的部分，《物理》中實(shí)驗(yàn)部分基本上都配有相應(yīng)的插圖，但是這些插圖中都沒有針對(duì)科學(xué)方法的。《科學(xué)探索者》中針對(duì)科學(xué)方法的插圖均出現(xiàn)在“像科學(xué)家那樣思考”部分。此部分的插圖除了具有與該科學(xué)方法相關(guān)的針對(duì)性，還具有一定的生活性。例如分類法的插圖是由乒乓球、籃球、高爾夫球、桌球和網(wǎng)球組成的圖片，以協(xié)助學(xué)生完成以一種特征將其分為兩類的活動(dòng)任務(wù)。插圖的球類來源于生活，具有一定的生活化特色，同時(shí)又能滿足教科書要求學(xué)生運(yùn)用分類法的針對(duì)性。

4強(qiáng)調(diào)程度不同

之前討論的不同點(diǎn)主要是兩版教科書中詳細(xì)介紹科學(xué)方法的部分，即出現(xiàn)在《物理》實(shí)驗(yàn)旁注中和《科學(xué)探索者》參考資料部分的科學(xué)方法。而科學(xué)方法多數(shù)時(shí)候是以實(shí)驗(yàn)操作中的行為動(dòng)詞的隱性方式呈現(xiàn)的。對(duì)于這樣的呈現(xiàn)方法，兩版教科書也有不同之處。《物理》中使用到相關(guān)方法的行為是直接穿插在一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中表述，而《科學(xué)探索者》在實(shí)驗(yàn)步驟前將涉及科學(xué)方法的相關(guān)行為用紅色加粗以示強(qiáng)調(diào)，再具體描述進(jìn)行什么樣的行為。《科學(xué)探索者》“透鏡成像”實(shí)驗(yàn)中，在“當(dāng)燈泡移向透鏡時(shí)，像的位置有什么變化？”前將“觀察”這兩字進(jìn)行了紅色加粗來進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。如果沒有強(qiáng)調(diào)，這一步驟的表述會(huì)是“當(dāng)燈泡移向透鏡時(shí)，觀察像的位置有什么變化”。學(xué)生需要進(jìn)行的活動(dòng)有兩個(gè)：移動(dòng)燈泡和觀察像的位置。在沒有強(qiáng)調(diào)的情況下，學(xué)生會(huì)覺得這兩個(gè)行為是同一個(gè)級(jí)別的。而實(shí)際上，移動(dòng)燈泡只是一個(gè)操作行為，觀察則會(huì)帶有思維活動(dòng)。所以，在這兩個(gè)活動(dòng)中，觀察是主要活動(dòng)，移動(dòng)燈泡只是一個(gè)輔助觀察的活動(dòng)。

通過“紅色加粗”的形式，很好地對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，從而潛移默化地對(duì)科學(xué)方法進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)。兩版教科書對(duì)科學(xué)方法的呈現(xiàn)方式有同有異，初中物理教師應(yīng)該結(jié)合教科書的編寫特點(diǎn)，選擇合適的教學(xué)方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，從而提高學(xué)生相應(yīng)的能力。

參考文獻(xiàn)

[1]MillerJD.Scientificliteracy:aconceptualandem-piricalreview.Daedalus,1983,112(2):29-48.

[2]常桐善.中美研究型大學(xué)本科學(xué)生基本能力比較研究[J].中國高教研究,2018(2):48-55.

[3]張軼炳,黃昭,白明俠,包雷.中美大學(xué)生科學(xué)推理能力差異的調(diào)查研究[J].咸陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2011,26(2):112-115.

作者:蔡媛媛 周嵐 單位:揚(yáng)州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院