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中美高中物理教科书中STS内容的比较论文(附论文PDF版下载)

发布时间:2019-01-15 13:49:26 文章来源:sci论文网 我要评论














SCI论文(www.scipaper.net):
 
 摘 要:教科书作为最基本、最重要的课程资源之一,是具体化的课程标准,也是教师设计教学活动的基本依据。 要在物理课堂教学中渗透 STS 教育,教材设计是重要的途径之一。从物理教材出发,可以看出中美物理教学在 STS 教育上的差异。比较中美物理教材中 STS 内容发现:人教版教材更注重物理基本概念的严密呈现,《物理:原理与问题》更注重物理概念、物理问题、物理情境的生活化;另外,人教版教材比较注重物理学科内部课程资源的挖掘,《物理:原理与问题》更注重紧密联系生活,在生活中、社会中挖掘课程资源。希望本文的内容对新课程理念引导下的课程改革中的物理教科书设计和物理教学有所启示。
 
关键词:高中物理 STS 教育 教科书比较

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教科书是教学内容的重要载体,也是教师实施教学并通过一系列教学活动实现课程目标的重要资源。要实施物理课程改革,教材改革是重中之重,教材的编写体现了新课改的理念,能够引导教师实施具体的教学改革。对国外教材的分析和比较会为课改提供一些参考和启示。 在物理教学中渗透 STS 教育内容,符合培养学生物理学科核心素养的理念,是教育界的共识。STS 教育为培养学生的道德观念和社会责任感,帮助学生了解社会和关心社会提供了必要的支持。本文通过比较中美物理教材中STS 内容,分析它们在这方面各自的特点和差异。
 
本文将对人教版《普通高中课程标准实验教科书——物理(必修 1)》和美国物理教材《物理:原理与问题》进行比较分析。前者(以下简称“人教版”)是由人民教育出版社课程教材研究所,根据《基础教育课程改革纲要(试 行)》的精神编制,经全国中小学教材审定委员会 2004 年初审通过。本套教科书在全国范围内使用广泛,在许多省 市被作为唯一选用的教材使用,所以选取本套教材作为比较对象具有代表意义。后者(以下简称“《原理》”)是美国密执安—迪尔伯恩大学的著名物理学教授保罗·齐泽维茨博士编写,麦格劳—希尔公司(The McGraw- Hill Companies.Inc.)出版,是 9- 12 年级(高中)物理教科书,此书已经被许多国家选作教科书或教学参考书,目前经过 多次修订日臻成熟。这套教材在美国常规型物理课堂教 学中也是被选用较多的教材之一。
 
两套教材中均有“运动的描述”一章内容,各自的位置和内容基本相当。人教版教材“运动的描述”出现在第一章。《原理》一书中则将其作为第二章(第一章是“物理学工具箱”),是整个运动学的第一部分。在这两个版本的教材中,“运动的描述”研究的主要内容基本是相对应的。人教版主要涉及一些基本概念,例如,质点、参考系、时间、位移、速度、加速度以及速度 - 时间关系图像等。《原理》中主要涉及除加速度以外的基本概念,以及运动图、 位置 - 时间关系图像等。由此可以看出两部分内容大致相当,具有可比性。两个版本的教材,都将该章作为高中物理初始阶段的内容,在激发学生兴趣、培养物理思维等方面具有一致性。
 
鉴于以上原因,本文将主要以“运动的描述”一章内 容为例,对两个版本教材中的 STS 教育内容进行比较。
 
一、S TS 教育与物理教学
 
1 .STS 教育
 
STS 是科学(science)、技术(technology)、社会(society) 三个英文单词的缩写。STS 教育是世界各国综合理科教育改革中形成的一种科学教育构想,强调科学、技术与社 会的相互关系以及科学技术在社会生产、生活和发展中 的应用,强调学生的参与和科学的社会化、应用性、时代 性和乡土性,主张在科学教育中应该强调三者的关系以 及科学技术在社会生产、生活中的应用。
 
2.STS 教育与物理教学
 
物理学对科学发展有不可替代的重要作用,在物理 教学中渗透 STS 教育已经是教育界的共识,也是近年来国内热议的话题。《物理课程标准》明确指出:高中物理课程应加强与学生生活、现代社会及科技发展的联系,反社会参与意识和对社会负责任的态度。
 
物理一直以来被认为是一门极为严谨的、尊重客观规律的学科。在人们的观念中,只有客观的、实证的知识才是科学的,只有学习这种知识,才能更好地认识自然, 增强控制物质世界的能力。在这种思想指导下的物理教学,教师传授给学生的知识就应该是严密的、客观的、价值无涉的物理定律、物理概念、物理原理。传统的教育理念导致了学科分化,这种分化使学生过分注重学科的概念、原理,以至于不能从宏观上认识自然世界,形成了机械化的自然认识。
 
STS 教育强调知识的多种形式。一方面,它的教育内容涉及物理、化学、生物等多门学科,具有一定的融合性, 而不是把知识看成是各自分离的独立体系,体现了现代理科教育的综合化趋势;另一方面,自然科学、人文科学以及社会科学之间相互融合,能够引导学生从科学、社会、 技术等方面综合性、多角度地了解和认识世界。
 
3.STS 教育与物理教科书
 
教科书是最基本、最重要的课程资源之一。在课程改 革的实施过程中,教科书的编写具有重要作用。教材是 课程标准的具体化,也是教师和学生参与教学活动的基 本依据。教材是学生学习知识和培养能力的依据和基 础,可以集中体现教育思想和教育观念。教材改革是基础 教育改革的重中之重。所以,要在物理课堂教学中渗透STS 教育,教材设计是重要的途径之一。从物理教材出发,可以看出中美物理教学在 STS 教育上的差异。
 
二、两套教科书中 STS 教育内容比较
 
1 .课节设置

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从表 1 课节设置来看,内容大致对应。不过《原理》将加速度的内容留在了下一章。
 
两个版本教材在标题的设置上有非常明显的差别。 人教版的标题直观地显示了本章要学习的主要物理量, 语言上更加严谨,避免生活化的语言出现,更加体现了物理学科的特点,体现出其注重学科的内在逻辑,注重物理学科体系的特点 而 原理 则更注重物理语言的生活化,“何处与何时”“有多快”,这些都是生活化的物理语言, 可以明显看出其注重物理与生活联系的特点。
 
2栏目设置

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在章节引入部分,两套教材都是通过图片和文字,从与社会生活、科学技术有关的话题入手,导入本章学习。 这一点两者具有相似性。不过《原理》中的“想一想”环节, 直接提出了与生活相关的具体问题,试图让学生带着问题开始本章的学习。
 
课节的栏目中,两者的 STS 教育内容都有体现。人教版的“说一说”和“做一做”部分,通常是根据生活中的情境提出一些问题,不过问题本身都是物理问题,一般不是密切联系生活的问题。科学漫步部分有的课节中是 STS, 该部分能很明显地体现编者将 STS 融入课程的意图。科学漫步通常来说与物理学的思想、方法有关,有的内容是正文内容的补充和深入,STS 则更注重融合性,突出科学、技术、社会三者的关系,其内容更加发散,涉及的问题更加广阔。在《原理》中,“物理学的应用”功能类似,但是后者比较简单,内容较少,没有太多展开。
 
在整章结尾部分,《原理》设有“物理学前沿”(后面的各章中有的是“技术与社会”,有的是“未来技术”等)。这 部分内容也能体现 STS 教育的内容。人教版在章尾没有设置栏目。
 
总体来看,两个版本教材从栏目设置上,都能明显体现 STS 教育。人教版课节中的 STS 栏目设置更加明显, 但是在章头和章尾涉及较少,略显薄弱。
 
3.正文内容
 
在正文内容中,两者都试图以生活情境为依托。例如,在质点的概念引入时,人教版用的是“飞翔的雄鹰”和“滚动的足球”,《原理》用的是“跑步的人”。又如,在速度学习这一部分,人教版用了“比较汽车和运动员快慢”来进行,
《原理》用“比较男女跑步者的快慢”来进行。但是两者相 较而言,《原理》的情境生活化得更加明显,这一点从两者 的正文插图对比中可见一斑。

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通过表 3 可以看出,人教版插图中数学坐标类的插图较多,而真实的插图以实物插图为主,其中有 4 幅插图是实验器材的插图(《原理》的实验没有作为单独的一节,章后单列),实景情境的插图在正文中没有。《原理》中则有更多情境化的图片。所以,《原理》更能体现物理与生活、 社会的紧密联系,更加注重在内容上渗透 STS 教育。
 
4.实验
 
从实验呈现的类型上看,人教版在本章中只有一个 实验:用打点计时器测速度,并且单独作为一节,比较单 一。而《原理》中则有三种呈现方式的实验:本章初的起步 实验,课节中设置的迷你实验,还有章尾的物理实验。其中章尾的物理实验—“创建运动图”和人教版中的实验类型类似。另外两种实验是人教版所没有的。
 
从实验内容上看,两个版本教材在实验规范、实验思 想上基本一致,都追求物理实验的严谨性、科学性、规范性,从设计到操作再到数据处理,都渗透着物理实验的思想方法。只不过《原理》中的迷你实验和起步实验,无论是设计上还是操作上,都更简单一些,而作为主体性实验的“物理实验”和人教版中的实验地位类似。但是两个主体 性实验也存在差别。
 
首先是实验内容不同。人教版选择了“用打点计时器 测速度”,而《原理》中选择了“创建运动图”。这样,人教版 实验中的重要工具性器材是打点计时器,而《原理》中对 应的工具是摄像机。打点计时器对学生来说很陌生,是物 理实验室的工具,这样的设计让学生较早地接触到了物 理实验室的相关器材,从物理学科学习本身来看是有益 的。而摄像机是学生日常生活中常见的工具,学生更为 熟悉,这样设计更容易激发学生对实验的兴趣,更有利 于让学生体会物理与生活的紧密联系。

其次,在实验内的栏目设置上也有差别。尤其是《原 理》中实验的最后设置有“生活中的物理学”,本章的问题 设计“汽车刹车过程中的痕迹问题”,是与生活联系非常 紧密的物理问题。而人教版的实验部分仅仅是实验室的 实验,缺少从生活发现实验资源的意识。
 
5.习题
 
在习题设置的方式上,人教版的习题设置在每一节 的后面,每一节 3- 4 道习题,全章共 18 道习题。《原理》除
了在每一节设有 4- 6 道题外,正文当中也穿插着习题——“练一练”部分,各节习题共 33 道,另外章末还有测评 36道题和标准化测试 7 道题,即全章所有习题总数为 76道。
 
《原理》中习题的数量多,类型上也更加丰富。有“理解概念”“应用概念”“问题解决”型习题,也有“理性思维”型习题,这几类题涉及对基本概念的应用和理解,其中“问题解决”型习题要求学生用学过的知识解决实际问题,强调知识的应用。
 
另外,《原理》中 2 道“科技写作”题,一道题要求“阅读几篇确定光速实验的文章,描述为了得到更准确的数据, 这些实验做了怎样的改进”,另一道题为“有些动物具有很好的耐力,而有些动物具有很强的爆发力,从参考资料上找出两个例子,并描述这些特征对动物有什么帮助”。
 
可以看出,这类题目开放性很强,并且往往与自然、 生活、社会有多方面的紧密联系,不仅仅局限在物理知识的范畴内。学生解决这些问题往往要借助网络、电视、 报纸、课外书籍、博物馆等很多社会工具,综合运用物理、 化学、生物甚至历史、写作等多种学科知识。在这样的过程中,STS 教育可以很好地渗透到物理教学中。
 
与《原理》相比,人教版的习题类型比较单一,主要考 查学生对物理概念和规律的理解及应用,基本限定在物 理知识的框架内,更多的是为物理学科的概念和结构服 务,开放性题目几乎没有。
 
三、结语
 
两个版本教材都在内容设置时一定程度上渗透了STS 教育内容。无论是在栏目设置上还是在具体内容中, 都有科学、技术、社会相融合的影子。经具体比较分析,发现了以下的不同特点。
 
人教版教材更注重物理基本概念的严密呈现,《物 理:原理与问题》更注重物理概念、物理问题、物理情境的 生活化,这一点无论是从标题上,还是具体内容上都有比 较明显的体现。
 
人教版的教材比较注重物理学科内部课程资源的挖掘,《物理:原理与问题》更注重紧密联系生活,在生活 中、社会中挖掘课程资源。这一点在实验资源的利用、正 文中的插图利用、习题资源的开发等方面都有体现。
 
人教版的教科书对比旧版的教科书已经有了很多进步,但也显现出一些不足。物理教科书中的 STS 教育内容应当在设置时注重更多的更深层的融入,而不仅仅是简单的罗列。怎样在考虑到物理学科自身的知识体系完整性和逻辑性的同时,兼顾具体化、生活化、社会化,以及科学、 技术与社会的综合教育,是教师需要考虑的重要问题。
 
另外,在开发编制教材的过程中要更多发掘社会生活中的教育资源,以更加开放的方式将 STS 教育渗透到教科书中,使自然科学、人文科学和社会科学深层次融合,以便让学生从科学、社会、技术等多方面来更好地了解和 认识世界。
 
参考文献:
 
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[4]郑挺谊.科学教学加强 STS 教育的探索[J].教学与管理,2005(27).
[5]孙可平.STS 教育:挑战与反思[D].上海:华东师范大学,2000.
[6]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(实验)[S].北京:人民教  育出版社,2003.
 
《中美高中物理教科书中STS内容的比较论文》(附论文PDF版下载):
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