对中美物理教材知识难度差异的分析与思考*

张 磊

(中国烟台赫尔曼格迈纳尔中学 山东 烟台 265500) (山东师范大学物理与电子科学学院 山东 济南 250014)

1 美国PPP教材介绍

美国教材《Physics: Principles and Problems》是由Paul W.Zitzewitz①等人编写,美国McGraw-Hill公司出版的一部生活型取向的高中物理教材[1].这部教材自出版以来经久不衰，自1990年到2005年一直在美国“常规一年的物理课程”中选用率最高.其最大特点是紧密联系生活.教材的编写者力图通过将物理规律的讲解与生活中物理现象的解释联系在一起，让学生体会到物理学的巨大魅力.

2 中美物理教材知识难度比较[1～2]

表1中中国《物理》：必修1，必修2，选修3-1，3-2，3-3，3-4，3-5这七本教材所涵盖的全部知识内容是我国最难课程内容的整体.但与美国教材相比我国教材的知识内容仍然不够丰富.由表1可见，美国教材力学部分第八章“转动”；第九章“动量与动量守恒”中涉及到的角动量、角动量守恒、二维空间中的碰撞；近代物理部分第二十九章“固态电子学”，这些内容都是我国高中教材没有涉及到的内容.美国教材从知识的深度、广度都难于我国教材.两国教材的知识难度存在较大差异值得我们认真思考.

3 中美物理教材知识难度差异成因分析

教材的编写应符合课程标准的要求，因此课程的内容与结构制约着教材的内容与结构；教材是为教师教学与学生学习服务的，所以教师对教材的解读方式影响着教材的编写[3].由此可见，中美两国不同的课程结构与教学观念是导致两国教材知识难度存在差异的两个重要因素.

3.1 中美两国课程结构差异对教材知识难度的影响

美国的物理课程分为4种：

(1)概念物理又称“非理科物理”是为非理工方向发展的学生开设的物理课程.这类物理课程的重点是物理基本概念和研究方法，不注重定量的计算和技术性的细节.

(2)常规一年的物理课程又称之为“定量物理”,学生一般在毕业年级选修.

(3)荣誉生物理课程是一些学校为学习成绩优秀的学生开设的物理课程.内容与常规一年的物理课程的内容基本相同，部分内容有所加深.

(4)高级物理课程，简称AP课程是为最优秀、最有学习动力的中学生开设的一种具有大学水平的物理课程[4].

美国物理课程难度的层次性是逐渐加深的，每个水平物理课程的教学内容都包含了力、热、光、电、磁以及近代物理部分物理知识的整体内容，只是不同课程对这些内容阐释的角度、深度不同.美国多层次的课程类型为美国教材的编写提供了很大的灵活性.教材可以依据不同课程的不同难度要求编写，有针对性的适应不同能力水平学生的学习需求.因此教材无论是增加难度还是降低难度都有比较灵活的伸缩空间.

表1

我国新课标的物理课程由12个模块构成.这12个模块各自有不相同的物理知识内容，每个模块占2学分,最低修满6学分.其中物理1与物理2是必修模块,其余是选修模块.选修模块的梯度如图1所示.

图1

必修模块物理1与物理2所有学生必须修读；修满可获得4学分.剩下的2学分学生可以依据其兴趣、能力和以后的职业需求选择[5].在6学分修满之后,学生仍然可以依据其兴趣来选择物理课程.由此可见，我国物理课程的难度梯度是通过让学生选择不同的知识板块实现.这种课程结构的梯度更多、更灵活，但在实施的过程中存在着一些问题.

美国课程难度梯度的划分是通过对物理学各部分知识内容整体难度的加深或降低实现.我国则是通过逐步减少或增加学生学习的物理知识内容模块实现课程难度梯度的划分.两国划分课程梯度的不同方式,使得同样选修最低标准物理课程的中美学生收获有很大差异.选修美国最低标准物理课程的学生在修完课程后,能够对物理知识的各个方面(力、热、光、电、磁、近代物理)都有一个初步的了解；选修我国最低标准物理课程的学生在修满学分后,只能学习到完整的力学部分和电学、热学、光学、磁学、近代物理学中的某一部分.例如,学生在必修基础上又选修了3-1模块，他在修满6学分后只能了解力学和电学部分的物理知识，无缘了解其他部分的物理知识.我国物理课程的这种选修模式会造成学生物理知识的缺失,不利于学生对物理学科的整体认识.

在我国无论是高中会考还是高考都要求学生掌握比较全面的物理知识内容，这使得学生无论能力高、低，未来发展方向如何，都必须学习与高考相关的全部物理知识内容.我国的课程结构的灵活性与我国当下的学业评价方式本身存在矛盾，最终导致我国大部分地区并没有真正落实新课程结构对物理课程的灵活选择的要求，仍然是所有的学生选择同样的文科课程或理科课程.文科物理课程选用的教材是必修1,必修2,选修1-1到2-3；理科物理课程选用的教材是必修1,必修2,选修3-1到3-5.

我国新课标教材是按照课程标准的要求编写，匹配新的课程结构，每一个模块的课程都有与之相对应的教材.但由于我国新课程结构本身存在着不足并且新的课程结构并没有得到真正意义上的落实，致使我国新的课程结构并没有为我国教材编写提供灵活加深或降低教材知识难度的空间.选修同一知识板块的学生的能力水平发展方向仍然差距悬殊，教材的编写仍需要照顾到不同层次学生的发展需要.因此我国教材非但不能加深知识难度，反而为了照顾大多数学生的学习需求要适当降低知识难度，最终导致我国教材无法像美国教材那样将一些比较难的物理知识内容纳入到高中教材中.

3.2 中美教学观念的差异对教材知识难度的影响

美国教材本身所涵盖的知识难度不等于美国学生所学习到的知识难度.美国教师与我国教师应用教材的思想存在着很大不同.美国教师是“用教材教”，我国教师则是“教教材”.虽然美国教材知识的难度深度都很大，但美国的教师不会严格按照教材教授物理课程.美国常规一年的物理课程内容分布如表2[4].

表2 美国常规一年物理内容分布

课程内容热学与分子动理论近代物理其他所占比例/%1392

美国教师会在教材中选择适合学生学习的知识内容.

美国教师之所以能够将比较难的物理知识传授给学生，在于美国的物理教育是对物理知识内容本身的教学，而不是将纯粹思辨性的物理式数学题引入到教学中.美国《PPP》教材的习题很多,但多数是比较简单的物理知识的灵活应用，很少有需要繁杂的数学计算、思辨性强和难于理解的.美国物理教学没有过多的习题负担，因此可以将比较难的物理知识体系在高中的物理教材介绍.

我国教材的内容相对简单，教材中的习题较少并且难度不大.但我国教师为了提高学生的应试能力,通常将练习册视为学生的第二教材.练习册中的题量通常较大，并且题目较难，趣味性较低.解决练习题通常需要的更多是数学手段，而不是物理知识本身.我国物理教学把过多的时间用于处理数学式的物理练习题上，减少了物理知识本身的教学时间，因而增大了学生的学习压力.

美国教师的教学观念是变繁为简，我国教师的教学观念则是变简为繁.我国教师将简单知识复杂化的教学方式是我国教材难以加深难度的主要原因.在权衡了我国教师的教学方式和为学生减负的课改宗旨，我国教材在编写过程中不得不大幅度的变动了教材中的一些物理知识内容.一方面通过减少物理教材的内容直接降低学生学习的负担；另一方面通过对部分物理知识的删减来降低学生的习题负担.由此可见，我国教师对教材变简为繁的解读方式使我国教材很难像美国教材那样拓展教材内容的深度和广度.

4 对中美物理教材知识难度差异的思考

我国教材与美国教材的难度差异不只是简单的物理教材之间内容与形式上的差异.中美两国物理教育不同的课程结构、教学观念和评价机制是两国教材产生差异的原因所在.在不同课程结构、教学观念与评价机制作用下教材的建设完全不同.就中美教材知识难度差异本身而言，教材中的知识并不是越难越好,更不是越简单越好.教材中知识的难易程度以其能够适应学生的发展需要为宜，因此不能单纯的就教材知识难度的高低论两国教材的优劣.我国教材知识难度偏低只是课程改革存在问题的一个表象，其背后反映的课程、教材、教学观念、学业评价方式本身存在的不合理因素以及这些环节之间在新课程实施过程中的脱节,才是我们应当认真思考的实质性问题.为了使我国课程改革能够更好的得到落实，笔者认为我国当下的课程结构、教学观念与评价方式应进行适当的调整.

(1)新课程改革将以往的文科课程与理科课程变成了多层次、多梯度的物理课程，这是我国课程改革迈出的一大步.但通过知识板块选择的方式来实现课程难度梯度的划分，会使学生在学习的过程中对自己未选修的物理知识产生盲点，不利于学生对物理知识的全面了解，形成完整的科学素养.因此我国物理课程难度梯度应在保证各层次课程知识整体性的前提下，通过要求定量计算的程度、物理内容难度的高低划分课程难度梯度，并且为了保证课程结构更容易实施，我国当前的课程梯度不宜过多.

(2)教师对新课程标准的执行是我国课程改革得以实施的基本保障.教师、学校急功近利的教学思想将我国物理教育曲解成了“考试教育”.应当尽快转变教师“为考试而教”的教学思想.我国教师教学思想的形成一方面由于教师自身对新课程改革的认识不够造成；一方面由于高考压力和学校对教师的评价过分重视教学成绩的因素造成.因此转变教师教学观念一方面要为教师提供尽可能多的继续教育以加深对新课程改革的理解；另一方面要弱化教学成绩在评价教师时所占的比重，为教师的观念转变扫清障碍.

(3)我国多层次的课程结构呼唤多梯度的学业评价方式.高考一直以来是我国公平有效的选拔人才方式，但随着新课程改革课程梯度灵活性的增高，高考非文即理的考试方式已经不能适应当下的课程结构.应当尽快调整学业评价方式以适应我国当下多梯度的课程结构.

物理课程改革是一个长期的过程.改革中不同环节的改革难度不同、速度不同.教材的改革比课程结构的改革、教学观念和评价机制的改革更容易操作，因此我国新课程改革中教材的改革更容易实现.这就造成教学观念的转变与课程结构的落实不能与教材改革同步，至使教材改革与课程改革、教学观念改革之间的进程不匹配.这种课程、教材、教学观念、评价方式的脱节在改革初期的一段时间内是不可避免的;但从改革实施的长远来看应尽量及时调整各个环节，使它们能够相互匹配，实现课程改革优势最大化.

参考文献

1 Paul W.Zitzewitz.Physics: Principles and Problems..McGraw-Hill Companies，2005.86～117

2 人民教育出版社物理室.普通高级中学教科书(物理).北京：人民教育出版社，2006.67～85

3 钟启泉,崔允 ,张华.基础教育课程改革纲要(试行)解读.上海:华东师范大学出版社,2001

4 郭玉英.物理比较教育.南宁:广西教育出版社，2006.75～136

5 中华人民共和国教育部.物理课程标准(实验) .北京: 人民教育出版社,2003

6 钟启泉,汪霞,王文静.课程与教学论.上海:华东师范大学出版社,2008.227