1、中英主流高中物理教材比照分析 :以“动量及其守恒定律一章为例,基于物理学科核心素养视角,分析中、英两国主流高中物理教材的学问呈现、试验编排及习题设置的差异结果说明:中国教材规律性更强,章节联系更加紧密,留意培育同学的科学思维和科学探究力量;英国教材更加留意物理与生活的联系鼓舞一线老师在授课的过程中,保证严谨性和科学性的同时,充分发挥个人才智创设适合同学的情境,以更好地促进同学核心素养的进展 关键词:核心素养;中英教材比照;动量及其守恒定律 一般高中物理课程标准年版提出,高中物理课程以“立德树人为根本任务,强调高中物理课程要从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面提炼学科的育人价值,
2、表达物理学科对提升同学核心素养的作用,为同学的终身进展奠定根底教材作为学科的主要学问载体,在课程中占有重要地位,通过对中外教材进行比照与反思,取长补短,可以有效地促进我国学科和课程的进展本争辩以动量及其守恒定律一章为例,对中、英两国主流高中物理教材进行比照争辩通过分析两版教材学问内容的呈现方式、试验的编排以及习题的比照,从物理学科核心素养的视角进行差异化争辩,找到两国教材在动量章节的优势和缺乏,为一线老师对教材的解读及授课供给参考思路,以促进同学物理学科核心素养的进展 两套教材简介 本文接受的中英两套主流教材分别是:我国人民教育出版社编写的一般高中教科书:物理和英国的,教材信息见表后文中简称“
3、中国教材与“英国教材两套教材分别是两国目前使用范围较广的最新版本教材,动量局部的学问在两本教材中都以一章多节的形式表达从名目来看,两本教材中的学问呈现、试验编排存在确定差异,下文中将开放比照 基于核心素养的中英教材编排比拟 学问呈现方式比拟 我国教材在讲解“动量及其守恒定律这一章节时,先给出两球碰撞的例如,提出查找碰撞过程中的不变量,从而引入动量的概念接着争辩了碰撞过程中单个物体的受力与动量变化的关系,与同学之前学过的牛顿其次定律相结合,讲解了动量定理并提出冲量概念最终争辩碰撞过程中两个物体在相互作用过程中动量的转变,分别对两个物体列动量定理,从而推导出动量守恒定律,并通过试验验证该定律同学接
4、受了动量守恒定律之后,最终讲解动量守恒定律的运用:碰撞模型包括弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞、爆炸反冲模型等具体呈现方式如图所示在英国教材中,“动量及其守恒定律一章由“碰撞引入并贯穿始终章节初始由“如何提升汽车在碰撞过程中的平安系数这一特殊有用性的问题作为导入,引发同学思考紧接着书中给了各种各样的碰撞例如,有微观世界的粒子间的碰撞、有宏观世界物体的碰撞、也有宇宙界天体的碰撞等将碰撞分成两大类:一类是碰撞之后二者分开的“弹性碰撞;另外一类是碰撞之后二者合二为一的“粘性碰撞在这里,英国教材直接了当地给出了动量的概念,不同于我国教材中所谓的“碰撞过程中的不变量,英国教材中指出“速度、质量是两个
5、在碰撞过程中的重要的物理量,二者组合起来即为动量并指出,在孤立系统中,动量是守恒的,即提出动量守恒定律接着连续引导同学深化地理解碰撞模型,将之前比拟简洁理解的口语化的“有弹性的碰撞和“有粘性的碰撞更正为严谨的科学术语,即“弹性碰撞和“非弹性碰撞,并说明两类碰撞模型的动量和能量的特点,随后解决一些生活中的碰撞问题应用同学完全理解碰撞模型之后,英国教材又讲解了动量守恒在其他模型中的运用,以“爆炸模型和“重物地球系统为例,说明无论是爆炸过程,还是重物在地球外表下落的过程,系统的动量都是守恒的,即动量守恒定律成立的范围是特殊广泛的英国教材还补充了二维碰撞过程,回忆了矢量的运算法那么最终一局部内容是争辩
6、动量与牛顿运动定律的联系,通过同学已有的关于牛顿运动定律的理解,进一步理解动量的意义具体呈现方式如图所示从学问呈现的方式来看,我国教材对同学的数学推理力量要求更高,规律性更强,章节之间的联系也更加紧密强调用建模的方法,将简洁实际问题转化为清楚的物理模型,更有利于培育同学的科学思维而英国教材那么更留意物理学问与生活的联系,举例更加生活化,符合建构主义学习观点依据同学已有的生活经验,设立脚手架,关心同学意义构建新学问由同学生疏且感爱好的情景入手,更简洁激发同学的学习动机,体会学问诞生过程,更加留意学科学问的生活意义两国教材对学问的呈现方式不同,各有优劣,在确保科学性的前提状况下,可以有不同的授课思
7、路,这符合随机通达教学的原理老师在具体授课的过程中,保持严谨性和科学性的同时,还是应当依据同学的实际状况,创立有意义的情景,乐观引导同学形成正确的物理观念,并鼓舞同学依据已有的物理学问来解释生活现象比方:在英国教材中,将“汽车平安系数作为问题导入动量课程,而学习完碰撞模型后,又解释了“汽车的碰撞缓冲区来答复开头时的问题,构成闭环增加物理与生活的联系,不仅增加同学的学习动机,也有利于促进进展同学的社会责任感 试验编排比拟 在我国教材中,有特地的一小节为试验课程:验证“动量守恒定律该小节给出两种试验参考方案,一种是争辩气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒;另外一种是争辩斜槽末端小球碰撞时的动量守恒如图、
8、所示两个试验方案都需要同学明确实验目的,梳理试验思路,进行物理量的测量,得到相关数据,并分析数据得到试验结果整个过程都对同学有严谨而专业的要求这样特地的试验章节设计,加强了中学物理试验教学,有利于引导同学做中学,体会科学探究的内涵,进展同学物理学科核心素养图争辩气垫导轨上滑块碰撞时的动量守恒图争辩斜槽末端小球碰撞时的动量守恒英国教材没有特地的试验章节,而是在讲解碰撞模型时,给出弹性碰撞和非弹性碰撞的两个例如,由同学动手进行计算,探究弹性碰撞和非弹性碰撞中动量、动能满足的特点英国的验证性试验如图所示:给出两个质量相等的小车和碰撞前后两车的速度,由同学自己计算两车碰撞前后系统的总动量,觉察碰撞前后
9、系统动量守恒这样的基于真实情景的验证性试验,同学更简洁接受和理解,但是无视了同学科学探究力量的培育 习题比拟 习题作为教材的重要组成局部,在考察学问点的同时,更重要的是把物理学科属性表达出来,突出教育的个体属性和社会属性通过争辩中、英两国主流教材的习题数量、类型、情景设置等因素的差异,分析习题设置对物理学科核心素养提升的促进作用具体统计状况如表所示,题量包括正文中的例题及课后习题,假设一道题目中涉及多个小问题,那么统计为多题;多个小问题中假设有的为计算题,有的为简答题,那么分别归于计算类型、简答类型的统计之中由表中的数据可知,中、英两国教材的习题总量根本没有差异,计算题、图像分析题数量也根本全
10、都中国教材较英国教材独有的试验探究题是消逝在“验证动量守恒定律的试验专题章节的这样的设置是为了更好地培育和检验同学的试验探究力量,促进同学科学探究力量的形成一线老师在授课的过程中确定要重视试验,重视培育同学的科学探究力量简答题大多是运用所学的物理学问,解释生活中的现象和规律,我国教材就物理与实际生活的关联类习题也设置的较为充实一线老师在授课过程中,也应当关注同学运用物理学问解释自然现象的力量培育,促进同学形成正确而又严谨的物理观念表为中国教材中具有明显试验特征习题的举例创设情景有利于促进同学形成物理观念,培育科学态度所谓的创设情景题是指以真实存在的事物、现象为背景,归纳物理模型,用物理方法解释
11、生活现象的题型无论是我国教材还是英国教材,创设情景题的占比都很高,如表所示:英国教材创设情景题较习题总量占比为;中国教材为在教学中,创设情景能让同学经受科学探究和思维加工,保证物理概念和规律的内化,形成学科的思想比照觉察,我国教材设计的情景更加生动,很多情景配有插图,为同学带来更直观的学习体验表中为中英两国教材情景类习题比照 结论与启示 分析两国教材动量及其守恒定律的学问呈现、试验编排以及习题设置我们觉察:在学问呈现上,我国教材更具规律性和严谨性,更有利于培育同学的科学思维,而英国教材更留意物理与生活的联系,使同学更简洁接受新学问,从生活情境中建立物理观念在试验编排上,我国教材设置的特地的试验
12、章节更有利于培育同学的科学探究力量在习题设置上,两国教材都特殊重视情景创设,通过创设情景促进同学形成物理观念,培育科学态度通过中、英两国教材的比拟争辩,反思两国教材的优势与缺乏,继承进展我国教材严谨性、科学性的同时,也要乐观借鉴英国教材“生活中的物理教学将教科书作为引导,充分发挥老师的个人才智,创设适合同学的生活情境,让课程清楚且活泼,以更好地促进同学核心素养的进展 参考文献: 中华人民共和国教育部一般高中物理课程标准年版北京:人民教育出版社, 曹阳,张轶炳,苏义梅视野下中英物理教材比照以“动量和动量定理为例物理老师,: 廖伯琴一般高中物理课程标准年版要点解读物理教学,: 黄开智中澳高中物理教材习题的比照争辩物理老师,: 杨孝波,张静核心素养视角下高中物理新旧教材习题的比拟争辩以“运动和力的关系章节为例物理老师,: 廖伯琴一般高中物理课程标准年版解读北京:高等教育出版社, 许钰彬 肖子鑫 朱广天 单位:华东师范高校老师教育学院