面对高考中国---匈牙利高中物理教材比较.doc

中国-匈牙利高中物理教材比较江苏丹阳吕叔湘中学 陈留庚基础教育的课程目标是为学生终身学习打下基础，即普及性、基础性和发展性，物理学科也不例外。建国以来（除文革外）中学物理课程一直遵循着按照学科的知识体系构建课程内容的思路，教材内容追求完整性、系统性、科学性，十分重视所编内容是否符合物理学科的知识体系，逻辑是否严密，某一个知识点在本学科中的位置等等，而较少考虑学习内容对学生是否是基础的、必须的、恰当的，对学生认识能力的发展，基础知识的把握有着怎样的意义等。西方发达国家，为了顺应新的竞争态势，纷纷调整自己的教育目标和教育体系，大刀阔斧地进行教育改革。在教材建设上投入了大量的精力，取得了令人瞩目的成就。我国从改革开放以来，教育改革的旗帜也一直高举，但由于传统观念、社会功利主义等负面影响根深蒂固，改革步伐不大。教材的建设，一直是加加减减，从体制上和实质内容上未有根本性的改变。目前，第二轮课改已经启动，与之相配套的新教材也在编制或使用之中。在教育课程改革进程中，多参考一些国外的经验，可以少走弯路，达到事半功倍之效。匈牙利有着悠久的重视素质培养的科学教育传统，它是全世界第一个举办中学生数理奥林匹克竞赛的国家（1895年）。这个国家面积比我国的浙江省还小,人口比北京市的人口还少。然而，从匈牙利出了8位诺贝尔奖金获得者，匈牙利人有“外星人”的美称。特在此把我国高中物理教材与匈牙利高中物理教材对比研究，以期对我国现在的课程改革有借鉴作用。本文选用的匈牙利教材是普通高中教材外星人学物理，全套书共四册，用于普通高中（即非职业高中）9至12四个年级，内容依次为：物质结构和物性、力学、电学、近代物理（统计力学、原子物理学、原子核物理学、天体物理学，用统一的观点讨论）。本书主编是布达佩斯厄击（Etvs）大学原子物理系主任George Marx教授和他的一些同事和学生。本课题选用的中国教材是全日制普通高级中学教科书（试验修订本、必修加选修）物理（人民教育出版社物理室编）。参考了初中物理第二册（华东地区）。 教材基本架构的比较一篇幅中国现行高中物理教材（总字数约54万字）册号字数（万字）内 容第一册20动力学 静力学 运动学 动量和机械能 机械振动第二册24机械波 热学 电磁学第三册10光学 原子和原子核 相对论匈牙利普通高中物理教材（总字数约79万字）册号字数（万字）内 容112热学（聚集体、温度、相互作用、有序化）214运动学、角动量、动量和能量330振动和波 电学423统计物理 原子物理与原子核物理二、内容中国高中物理教材中有而匈牙利普通高中物理教材中没有的内容：A、光电效应B、相对论匈牙利教材中有而中国教材中没有的内容：A、热学中：自由度；能量均分原理；玻尔兹曼常数K及其测定；分子能量的表达式E=NKT；定压、定容热容量；表面张力F=L。B、在力学中：引力场场强g=G角动量、转动惯量、角动量定理、转动动能EK=I2弹性势能E弹=Kx2 引力能E引=G简谐振动的方程： y=Asint v=Awcost a=Aw2sint复摆的周期公式：T=2，振动的合成。波动方程：y=Asin(t) 2k 强干涉的定量计算：S= k=0，1，2，3 (2k+1) 弱波传播的能量密度：=A22。C、电学：高斯定理：NE=（麦克斯韦第一定律）麦克斯韦第二定律（环路定理） ES=0电容量的电能公式：w=QU，匀强电场的能量：w=0E2v 。基尔霍夫第一、第二定律：（I=0，U=0）。磁场中的环路定理：BS=oI几种特殊磁场的公式：直导线：B=，长螺线管：B=o 环：B=o。 磁能公式：w=IL2，磁能密度：=玻印廷矢量：S=EB，平均动量：G=gv，电磁波压力P=EB感抗、容抗、功率因数的表达式。D、统计物理：熵S=klny T= 玻尔兹曼分布：N=NoeE、原子物理：波函数，海森堡定律：X*Ph 晶体管，逻辑电路，固体能带结构。三、得到的启示从以上数据可以看出，匈牙利的整个教材的总篇幅超过中国教材约25 万字，而超出的部份并不是在两国重选内容上的加深，而是从面上拓展出很多，即增加的内容很多，特别是统计物理、电学和原子物理部份拓宽的面很大，而静力学几乎没有，动力学篇幅也少于中国教材。根据资料介绍，在匈牙利，完成这套教材的教学任务的时间是四年，共314 课时，平均年课时78.5节;中国完成这套教材的教学任务的时间是二年，共 187 课时，平均年课时93.5节。那我们高三的课时都用去干什么了呢？答案是非常清楚的做大量的重复的练习题。中国目前的教材加课时计划再加考试制度决定了中学物理教师要花大量的时间，也有时间逼学生做大量的练习题。为此，在新的一轮课程改革中，建议新教材的编写在面上要再拓宽一点，特别是与近代物理学相衔接的内容，与现代科技相关的内容，以及与生产、生活相联系的内容。在点上要再浅一点，以了解常识，培养科学素养为主要目标。要考虑到高中毕业后一部份学生将到大学转向社会科学方向的学习和研究，他们将不再专门学习物理。在中学里必须给他们足够的物理知识面，至于深入的研究，对他们是不必要的，而对以后专门从事物理相关专业的学习和研究的人来说，这正是他们以后的任务。教材编写特点的比较一、实验，插图，阅读材料和习题。实验（个）插图（幅）阅读材料（篇）习题（条）12885853775=匈中16661497100%14.3%8.3%35.9%14.3%根据以上数据，考虑到匈牙利是四年完成的，中国若再加上初三的一册教材，以上四个项目，除了“阅读材料”外，数量都已超过了匈牙利，但中国教材中的151个实验中，包括演示实验112个“做一做”和分组实验共39个，也就是说学生自己做的实验为39个，约占总数的30%，而匈牙利教材中128个实验几乎全部是学生和老师一起做或学生自己动手做的。二、概念、的呈现方式：概念规律的引入方式中国教材注重科学性、严密性、专业化。而匈牙利教材的编排注重趣味性、由表及里、生活化。例1、以“气体模型”为例：匈牙利教材: 为气体建一个模型，通过以下几个实验来建立：实验31：体验空气的存在；实验32：我们来压缩空气；实验33：用嗅觉体验；实验 34：用看得见的气体做实验： 根据实验中气体的膨胀和混合的性质来建立气体的模型:把气体看作是一大群向四面八方不停地飞行的小弹子球。 接着，再做一些实验来修正这个模型。实验35：倾倒气体； “溴气的密度比空气的密度大。”实验36：观察膨胀的速率；知道了“弹子球是飞得很快的。在两次碰撞之间弹子球以高速运动。”模型实验37：试着解释压力；“把气体想像成大量弹子球的聚集体，这个模型就解释了气体的连续的压力。气体是大量粒子的聚集体，你可以把这些粒子叫做弹子球。这些弹子球很小，数量则非常之多。它们高速运动，相互撞击并且撞击容器壁。它们的无规则飞行使它们充满提供给它们的体积。”接着再研究气体的压强和体积的关系。得出两个量的乘积是一个常数，因此p和V的反比关系可以写成pV常数。”模型实验142：检验我们的模型的结论一端密封的玻璃管，内含空气，用高度为10cm15cm的水银柱把空气封闭在管中。我们把这种仪器叫梅尔德（Melde）管。在实验142中，我们发现各个乘积p1V1、p2V2和p3V3近似相等（误差百分之几）。依靠模型你能预先得出这个结果。可见弹子球模型是有效的：经验证实了从这个模型得出的结论。”然后，再修改模型。“乘积pV真是常数吗？”引出理想气体的状态方程“pV=NkT”中国教材则是以下列顺序来呈现气体的: 一、气体的状态和状态参量（温度，体积，压强的定义）； 二、气体实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖.吕萨克定律）；三、 理想气体的状态方程；我们设想一种严格遵守实验定律的气体，这样的气体叫做理想气体当然，理想气体是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似有许多实际气体，特别是那些不易液化的气体，如氢气、氧气、氮气、空气、氦气等，在通常的温度和压强下，它们的性质很近似于理想气体的性质，可以把它们看成理想气体这样处理的结果，误差很小，处理起来却简便多了。例2、气体分子动理论(对气体性质的微观解释)” 两国教材的流程图如下: 匈：模型的作用建立模型的一般方法通过实验为气体建立一个模型气体的性质(等值过程) 通过实验修改模型 理想气体的状态方程 再修改模型中：定义气体的状态参量气体的性质(等值过程) 什么叫理想气体？理想气体的状态方程 微观解释例3、以动力学为例物理规律的呈现中国：常见力牛顿第一定律第二定律第三定律动量机械能匈牙利：牛顿第一定律动量、动量守恒动量的变化率电场力、洛仑兹力牛顿第三定律牛顿第二定律常见力（弹力、引力、摩擦力）。例4、STS教育的体现。我国的现行教材在图文并茂，拓展知识面方面相对前几版教材已经迈出了很大的步伐，插图的量和质方面都已经超过或达到了匈牙利教材的水平。在科学性上，比匈牙利教材严密，结构要严谨一些，深度还是太大了一些，在知识面上比人家还有较大的差距。匈牙利教材在贴近生活，贴近社会，人文精神方面有明显的优势。一是概念引入深入浅出，几乎每章的开头的引入都是由一个有趣的故事、实验或者生活场景开始的。例如“模型”的引入是从一个外星人的故事说起的；统计物理学中可逆过程和不可逆过程是从放电影和倒过来放电影开始说起的；气体定律是引用凡尔纳的小说气球上的五星期开始的。二是人文精神方面做得很好。教材常常借助名人诗句小说来传递科学知识。多凡尔纳的小说，尤哈斯、费伦茨（匈）的诗、克雷罗夫的童话、开普勒、哥白尼、伽利略、牛顿等著名科学家的原著、莎士比亚的剧本都是科学知识的载体。在课本的举例和习题所给的情境中也充满了人文精神，它所列举的例子和数据几乎都是匈牙利本国的材料、河流、地名、桥梁、历史、科学家等等。三、得到启示。1让学生通过实验探究来体验发现的过程和快乐，是匈牙利教材的一大特色。我们在新教材的编写中要十分重视这一点，把老师“演实验”变为师生一起或学生自己动手做实验，以培养科学精神。实验从“演”和“看”转向“做”和“探”。2我国高中物理课时有限，但可以适当增加阅读材料，以拓展教材信息含量。3根据现代教育观念“从生活走向物理，从物理走向社会”，我国物理教材需要减少静力学、动力学的篇幅，并降低难度，增加与现代科学技术相关的内容。4我国物理教材需要提高自身的STS教育功能，更多的体现人文精神。这套匈牙利教材把重点放在培养学生正确的科学方法上，引导学生如何通过观察和实验积累经验，在经验事实的基础上建立物理模型，用建立的物理模型解决实际问题、预言未知现象，用新的实验现象检验这个物理模型的适用范围、进一步修正物理模型。在这个框架内介绍有关的物理知识，极为重视“科学素质的培养”。我国的中学物理教材几经改革，渐趋完善。近年来，又出现了一纲多本的好势头。新的教材在可读性、图文并茂、科学素养、扩展知识面等方面都有了长足的进步。其中借鉴了国外教材中许多好的经验，匈牙利普通高中物理教材在趣味性、人文精神、科学素养等方面值得我们在新的一轮课改中借鉴。由于有关匈牙利的教育资料缺乏、本人水平经验有限，两国教材的对比还不全面。期待进一步研究和与同行探讨。参考资料：陈志伟等著 浙江大学出版社 2001年4月全日制普通高级中学教科书 人民教育出版社物理室编著2001年6月匈牙利高中物理教材人民教育出版社2001年9月毛贵廷 比较中小学教育北京师范大学出版社 1997年7月作者简介:陈留庚,男,43岁,1982年毕业于南京师范大学物理系,中学高级教师联系地址:江苏省丹阳市老北门大衔14号 吕叔湘中学邮编:212300 TEL:05116560101 E-MAIL:In the modern time, mainly in small and medium-sized enterprises, Fosh