中外物理教学比较及研究

国内外中学物理的教育比较及研究高献锋摘要：对中外物理教材，物理教学活动，教学实验等方面进行比较研究。指出其中的差异，并提出几点启示。关键词：物理教材;教学；实验Abstract;Westudyandcompareofthephysicsteachingmaterial，physicsteachingactivities，teachingexperimentbetweenChinaandoverswas.Andfindoutthedifference.Keywords;Physicsteachingmaterial;Physicsteaching;Theexperiment一、中美物理教材比较国内物理学教材现状国内现行教材大纲分为必修和选修共12册，其中必修部分：高中理科必修1第一章运动的描述第二章匀变速直线运动的研究第三章相互作用第四章牛顿运动定律必修二第五章曲线运动第六章万有引力与航天第七章机械能守恒定律选修3-1第一章静电场第二章恒定电流第三章磁场选修3-2第四章电磁感应第五章交变电流第六章传感器选修3-3第七章分子动理论第八章气体第九章物态和物态变化第十章热力学定律选修3-4第十一章机械振动第十二章机械波第十三章光第十四章电磁波第十五章相对论简介选修3-5第十六章动量守恒定律第十七章波粒二象性第十八章原子结构第十九章原子核高中文科选修部分有5册如下：选修1-1选修1-2选修2-1选修2-2选修2-3必修加选修共12册内容由5大部分组成，每一部分又由数章组成，并且都有对应的学生实验和演示实验及课题研究。书中还有“科学漫步”、“思考与讨论”、“做一做”等栏目以开阔学生视野，启发思考。美国物理学教材现状美国现行教材是《Physics:principlesandproblems》,作者是美国密执安-迪尔伯恩大学的著名物理学教授保罗-齐策维次博士。后又经修订与改版，至今长盛不衰。全书分为上中下三册，具体结构如下：章节内容1物理学工具箱2运动的描述3加速运动4一维力5二维力6二维运动7哇有引力8转动9动量与动量守恒10能量、功和简单机械11能量和动量守恒12热能13物态14振动于波15声16光学基础17反射和面镜18折射与投射19干涉和衍射20静电21电场22电流23串联和并联电路24磁场25电磁感应26电磁现象27量子理论28原子29固态电子学30核物理《Physics:principlesandproblems》全书共30章组成，选取的内容是理学、物态、波于光、电和磁、电磁感应、近代物理学。每一章都有“内容提要”、“学习本章的意义”、“想一想”、“起步实验”等栏目，结尾都有“复习指南”、“测评”、“标准化测试”，除征文外还有“学习目标”、“物理学应用”、“迷你实验”、“本章复习题”等栏目，以突出科学探究，强调物理与技术的关系，加强学科之间的联系与渗透，反应科学的人文性。教材结构比较（一）、两套教材的共同点1、结构严谨，内容完整两套教材均注重对学生以后发展有重要意义的基础知识的选取，重视基本概念和基本规律的教学。教材编写时不仅注重物理学本身的发展，还注重学生的认知水平和认知的发展，从分体现了逻辑结构的严谨性。两套教材都包括了经典物理学得几乎所有内容，在最后几章给出了近代物理的相关知识，同时每一小节后都配有习题，便于学生巩固所学内容。2、重视实验，加强研究要学好物理比较重要的一条是循序渐进认识物理规律体验物理规律的探究过程。两套教材都很好的利用学生掌握物理知识，运用物理知识的规律其中有很多学生实验和演示实验，包含了验证试验和探究性试验。并渗透对探究方法的指导，让学生理解并掌握物理规律，体验科学探究的过程，为学生自主学习打下基础。3、设置专栏，突出应用理论联系实际是学好物理、培养学生的实践能力最有效的途径。两套教材都可以让学生有目的、有针对性地区发现更多的与武力相关的只是，激发学生兴趣，增强他们对科学的亲切感，了解科学与社会，认识人与自然，有可持续发展意识和全球观念。（二）、两套教材的差异1、编排的题体例不同人教版教科书采用章节体编写体例，这样的安排，每一章知识的逻辑性十分清晰，在正文的阐述中穿插学生活动，引导学生探究，该设置按照从现象到本质再到应用的逻辑关系展开，便于教师开展教学活动。《Physics:principlesandproblems》采用了章节体和课题体相结合的方式，章节体结构严谨、逻辑清晰。课题体则更加关注学生，围绕学生的认知特点展开，在注重逻辑性的同时又很好的激发了学生学习的主动性。2、编排的顺序不同人教版的编排顺序为：直线运动--相互作用--动力学--曲线运动—及节能守恒—静电场—恒定电流—磁场—电磁感应—热力学—波与光—动量守恒—近代物理，从整体上看人教版的编排体系还比较传统。《Physics:principlesandproblems》的顺序为；物理学工具箱—直线运动—相互作用—动力学—曲线运动—动量守恒—机械能与能量守恒—热力学—光与波—静电场—恒定电流—磁场—电磁感应—近代物理。总体上《Physics:principlesandproblems》是以知识的增长为目的。3、章节设置不同人教版必修和选修3系列共计十九章，《Physics:principlesandproblems》共计3三十章。《Physics:principlesandproblems》采取了更灵活的方式，根据学生和教师的心理特点，将内容较多的一大章分成若干小章节。4、栏目设置不同人教版教材的每章节都有“名人名言”、“章首图片”、“章首语”，这些潜在指出了这章要学什么，歇息过后可以解决的一些现实问题。《Physics:principlesandproblems》每章都有“章首图片”、“内容提要”、“习本章的意义”，明确地提出了本章节要学得内容和意义。5、章节习题不同人教版教材的章节后面习题较少，《Physics:principlesandproblems》章节后面配备的习题较多，并有难易程度的区分，能更好地检测学生的学习情况和巩固学生所学知识。二、物理教学比较国内物理教学现状一般，现在国内都采用探究式物理教学的方法，高中物理探究式教学的过程一般都如下：（1）提出问题，创设情景教师通过不同的途径和方式（如教师引导、学生之间的讨论、师生之间的讨论）激发学生提出科学的问题。接着，利用现代信息技术创设特定的学习情景（如观察、实验、案例分析、研究图片等）引导学生进入学习，同时提供解决问题所需的信息资料、实验仪器。（2）提出假设，科学验证我国的探究式学习教学设计的核心要素，是要求学生提出假设、设计探究方案进行探究，直至得出结论。这阶段是自主探究阶段，具体包括：a根据已有的知识、经验或收集的信息作出比较合理的猜想，假设和设计探究方案；b由学生通过网络访问教师放置在校园网网络服务器上的网络资源库。（3）分析讨论，得出结论这阶段是协作探究阶段，具体包括：a对收集到的信息进行分析、鉴别、处理，得出结论；b对得出的结论作出科学解释。在分析讨论过程中，必要时可通过网络的辅助进行网上协作学习。学生通过网络的辅助，将各自的猜想、假设、实验方案或得出的结论带入网络讨论区进行交流，比较各小组的探究过程和思维结论，从中获得成功的经验和失败的教训，使自己的思维过程更趋合理。（4）小结交流，测试反馈a、学生对各自的探究过程进行小结，陈述各自的探究结论或实验现象与结论，并对各自的探究过程和结论进行反思、评价；b、学生对他人的探究过程和结论进行反思、评价，提出建议；c、教师对本课的学生小结进行适当的补充、总结和评价，并引导学生进入能力题库的自我练习国外物理教学现状50年代末开始，教学改革已成为世界性的潮流，各国都根据本国的原有基础将教学改革不断向前推进。50年代末60年代初，由美国首先掀起了以课程改革为中心，以提高科学教育质量、加快培养科学人才为目标的教学改革运动。这一改革很快波及许多国家，并发展成为世界性的改革浪潮。进入70年代以后，一些国家在总结前十年教学改革的成败经验的基础上，又将改革引向深入。从80年代开始、美国、前苏联、日本、法国等都先后开展了一次新的教学改革，进入90年代，各国的教学改革仍方兴未艾。纵观国外的教学改革与发展，我们可以发现以下一些主要特点。(1).在教学目标的改革上，由单一性目标向综合性目标发展(2).在教学内容的改革上，注重课程结构的合理化、内容的综合化、形式的多样化(3).在教学方法、技术的改革上，注重多种方法的优选、整体效果的优化(4).在教学改革中，注重教师培训，加强师资建设无论是教学目标的实现、教学内容的完成，还是教学方法的运用与推广，都离不开教师。可以说，教学改革的成败在很大程度上有赖于教师文化科学水平和教育理论修养。在国外的物理教学中都非常重视教师的教学。都注重从以上各个方面来改善教师的教学水平，提高教学质量。（一）国内外中学物理教学的共同点1、国内外的中学物理教学都习惯与采用探究式的物理教学2、在教学的基本策略方面，在一定的教学理论和学科专业基础上，新课程下物理教师都主要以课堂为中心进行教学反思。（二）、国内外中学物理教学差异1、教学模式与教师与学生的交流目前国内大部分地区还都是采用大班教学，好多市、县级高中班级人数能达到70人。在大班教学中由于人数较多教师很难注意到每一个学生，对多数学生基本是被动的接受，互动效果不怎么理想。而且有些教师带有多个班级，教学压力也比较大。英联邦国家实行小班教学，每班学生不超过30人，小班授课的形式，教育很注重人性化，个性化，教室里老师对20几个学生的讲授变成一种交谈，一种心灵的沟通，老师能注意到每个学生的思维反应，学生也能观察到老师情绪变化.师生互动关系的形成使教师在传授知识的同时能随时得到学生的反馈信息.最直接的反馈是学生提问，教师也可以从学生情绪的变化间接了解他们对授课情况的反映，更好的调动学生的积极性.学生的参与是教学成功的关键。2、实验教学物理学从根本上讲是一门实验科学.中学物理课的教学和大学普通物理课的教学都应该是理论和实验并重的，单靠一些物理符号来进行逻辑推理的教学方法，是不可能教好这门课程的.国内外在屋里教学实验方面比较就总体而言，普通物理教学中演示实验的开设并不尽如人意，已成伪基础物理教学现代化最薄弱的环节.主要表现在以下几方面:（1）重讲授，轻实验，普遍存在以讲代做现象实验研究是物理学研究的重要手段，一些基本的物理规律通过演示实验证明其正确性，更易于学生接受.而有些教师认为，只讲现象不做实验，学生也能理解，便略去演示实验;再由于图省事，嫌麻烦，怕花时间多，怕影响教学进度，故把演示实验排挤到可有可无的地位，致使这门以实验为基础、具有较强实践性的课程，在讲课中只采用以课本、粉笔、黑板为主的传气教学方法，大学生普遍感到枯燥无味、抽象难学.因此以讲代做不利于培养学生的观察、思考、独立总结规律的能力，更不利于学生对教师所讲内容的理解和掌握.（2）演示效果差物理教师的备课，实际上也应包括演示实验的准备.但有的教师准备不充分，课前不调试、不演示，使得课堂上演示效果不理想，或者没有演示出应该出现的现象，有的甚至出现错误的结果.这样的演示实验不但不能帮助学生理解、掌握所学的内容，反而使教师讲授的内容显得牵强，没有说服力，影响学生学习普通物理的兴趣.有的教师在演示实验中不善于引导学生观察演示实验现象，学生没有观察重点，无法达到演示实验的效果.（3）仪器配备不到位，不善于利用现有条件有些学校在基础课实验方面的投资远达不到开课的要求，使得演示实验仪器不齐全，导致许多实验不能开出.例如芜湖的师大附中高一年级学生一年下来从未做过实验，教师在碰到实验课程时就直接跳过。而且由于教师对实验的重视不够，自制教具仪器的积极性不高，使得利用现有条件，经过教师努力能开出的实验也不能进人课堂。发达国家的学校在物理教学中普遍对演示实验非常重视.例如:在德国，物理教学大纲中明文规定:物理规律应通过大量实验和细致的观察得到，并且把培养学生的实验技能作为物理教学的目的之一德国的基础物理教材中编人了大量的演示实验，有些基础物理课