中美中学物理教学比较

中美中学物理教学比较中美中学物理教学比较 前 言 19 世纪 随着资本主义世界市场的形成 人们的眼光打破了民族 国家和地域的界 限而把世界看成一个整体 到了 20 世纪 特别是第二次世界大战以后 技术突飞猛进 世 界经济已走向国际化 整体化 尤其是电脑化和信息化时代的到来 整个世界已连成一片 过去那种单一化的生活格局发生了根本变化 世界正以其整体的 复杂的面貌呈现在人们 面前 人们认识的眼光了已在宏观与微观上拓宽到全球 任何一国的发展都或多或少带上 世界性色彩 由于世界各国发展的不平衡性 一些成功的经验往往首先被一些国家总结 出来 同样 一些失败的教训也常常在一些国家得到表现 因而 在相互联系和相互影响 的大形势下 必须认真分析借鉴他人的经验与教训 认真分析本国的具体国情 保证科学 的决策 以更好地为本国的发展服务 在这样的条件下 就要求进行比较研究 通过比较 与世界沟通 当今世界的显著特点是 科技进步日新月异 它意味着今后各国间的综合国力的竞争 实质上是人才方面的竞争 而这种人才竞争不仅表现在人才的数量方面 更重要的是表现 在人才的质量方面 许多发达国家 为了顺应未来全球战略竞争新形势的需要 积极地调整自己的教育目 标和教育体系 把培养创造型人才视为国家兴亡之关键所在 二战之后 美日等国一直在 大刀阔斧致力于教育改革 以求建构创新教育的新体系和新模式 其中不乏成功的经验和 失败的教训 在我国 由于受传统观念和前苏联的影响 教育的问题表现得尤为突出 进行 教育改革是解决危机的惟一办法 如何才能使我们的教育改革顺利进行 少走弯路 参考 国外的教改经验是切实可行的办法之一 一 研究的意义 1 从另一个角度来认识本国的物理教育 古罗马学者达奇特斯说过 一个人为了要知道自己 就必须把自己和他人比较 美 国学者康德尔也曾说过 外国教育制度的研究 意味着对自己教育的一次检讨和挑战 因 而也是对本国教育制度的背景和基础的一次比较清楚的分析 通过和外国物理教育的比较 可以从另一个角度来更好地认识本国的物理教育 换言之 是在和外国物理教育的比较中 明辨本国物理教育的特点 以期充分掌握其所具有的长处和短处 相互借鉴 促进本国物理教育的改革 通过物理教育的比较研究 明确了本国教育的缺点和落后面 必然使本国要加以改革 英国比较教育学家埃德 金说 一切比较教育的研究都含有改革的意思 否则 为什么费 心去比较 而探索如何根据本国国情有选择地借鉴外国物理教育的成功经验 创造性 地运用于本国物理教育改革实践 也是物理教育比较研究的一贯课题 照搬照抄别国经验 别国模式 从来不可能取得成功 探索物理教育的普遍规律 从前面的分析中可知 物理教育比较研究的目的 是相当现实的 是很有实践性的 物理教育比较研究目的 不但在于掌握本国物理教育的特性 借鉴别国的经验以促进本国 物理教育改革 还在于为达到这个目的 必须探索物理教育的普遍规律 为物理教育改革 中所遇到的普遍性问题提供有效的解决办法 各国物理教育的发展都有其特殊规律 但又 有其普遍规律 只有通过物理教育的比较研究才能认识什么是物理教育的普遍规律 什么 是特殊规律 正如美国学者所讲的那样 比较是掌握世界动向的钥匙 是谋求优势的手段 二 与本课题相关的国际与国内研究现状 1 国际研究历史与现状 国际教育成就评价协会 全称是 International for the Evaluation of Educational Achievement 简称 IEA 成立于 1961 年 是一个非官方的教育研究机构 它把整个世界 看做一个巨大的教育实验室 在国际范围内开展了一系列的教育课题的评价研究 成立后 于 1962 1964 年间首先完成了一项 十二国数学教育研究 1966 年开始进行 六学科教育 研究 该研究经综合于 1976 年出版 名为 IEA 六学科调查 二十一国教育的经验研究 其中理科教育研究 叫做 第一次 IEA 理科教育研究 First International Science Study 简 称 FISS 它的结果于 1973 年出版 名为 十九国的理科教育 一次经验的研究 IEA 实 施的第二次理科比较研究 Second International Science Study 简称 SISS 于 1978 年开始第 一期研究 1986 年结束 然后进行后期研究和处理 这是一次全世界的合作研究活动 其 目的是 对各国理科教育现状进行评价 找出造成各国理科教育成果差异的因素 尤 其是科学课程所起的作用 考查 70 年代以来参加第一次理科教育研究的国家中理科教育 的变化 这次研究的样本包括三个总体 即 7 岁的学生 14 岁的学生 中学最后年级学习 任何学科的学生 测验分为核心测验 主测验 和组合测验 核心测验是国际上共同要求 的 组合测验中一部分是国际要求 另一部分是国家要求 而且在 ABCD 四个测验中任选 两个进行 综合测验内容包括地球科学 生物学 化学和物理学 测试目标包括识记 理 解和应用三个层次 2 国内研究现状 我国于 1984 年 2 月正式加入 IEA 国际教育成就评价协会 改革开放以来 我国许 多高校派出了一批访问学者到美国考查美国的基础教育 物理教育教学杂志上经常有介绍 美国物理教育方面的文章 这对扩大我国物理教育工作者的视野 转变我国物理教育工作 者的观念起到了一定的作用 有的研究机构和美国建立了长期的合作关系 定期召开学术 会议 三 课题研究方法与过程 本课题综合运用比较法 文献资料法 观察法等 首先 查阅近年来国内关于物理教 育教学方面的杂志及各种教育方面的报刊 收集关于中美物理教育比较方面的文章 第二 查阅近年来发行的比较教育方面和教育理论方面的书籍 第三 研究上述资料 确定研究 方向 第四 进行论文写作 四 课题研究成果 本文从中学物理教育工作者的角度审视中美物理教育教学存在的差异 找出我国物理 教育方面存在的问题及对策 一 物理教学目的 1 美国物理教学目的 全美中学教育总目标 要满足学生在科技发达社会里 使用和维护现代设备的需要 要能满足学生将来选择工作的需要 要能满足学生进一步学习的需要 要满足作为一个现代化公民 了解和正确处理由于科技发展而出现的新的社会问题 的需要 按照这一精神 政府又制订了 中学科学的范围 连续和协调 计划 简称 SS C 其中提出了中学物理教学的基本目的 使所有学生理解和喜欢物理学 在向学生介绍术语和符号之前 应首先把学生带入直 接经验 向他们提供自然界的物理现象 个别概念应在六年学习中反复强调 以便使学生 获得更好地理解 物理学的概念 原理和规律经过一定的处理和安排 在几年内逐渐达到 高度抽象水平的理解 国家科学教育标准 所规定的学校科学的目标是培养学生能 1 由于对自然界有所了解和认识而产生充实感和兴奋感 2 在进行个人决策时恰当地运用科学的方法和原理 3 理智地参与那些与科学技术有关的各种问题举行的公众对话和辩论 4 在自己的本职工作中运用一个具有良好科学素养的人所应有的知识 认识和各种 技能 因而能提高自己的经济生产效率 2 我国中学物理教学目的 初级中学物理教学目的 1 引导学生学习物理学的初步知识及其实际应用 了解物理知识对提高人民生活 促进科学技术的发展以及在社会主义建设中的重要作用 2 培养学生初步的观察 实验能力 初步的分析 概括能力和应用物理知识解决简 单问题的能力 3 培养学生学习物理的兴趣 实事求是的科学态度和良好的学习习惯 4 结合物理教学对学生进行辩证唯物主义主义 爱国主义教育和品德教育 我国即将颁布的 科学 课程的目标 7 9 级 科学 课程以培养学生的科学素养为基本目标 分为以下四个方面 1 科学探究 科学课程中的科学探究指的是学生在科学学习中用以获取科学知识 理解科学思想观 念 领悟科学家们研究自然界所用的方法和发展探究能力而进行的各种活动 2 理解基本科学事实 概念 原理和规律 并掌握相应的基本技能 能用所学的 知识解释生活和生产中的有关现象 解决有关问题 了解科学在现代生活和科学技术中的 应用及其对社会发展的意义 3 科学态度 情感与价值观 4 科学 技术与社会的 高级中学物理教学目的 1 使学生学习比较全面的物理学基础知识及其实际应用 了解物理学与其他学科以 及物理学与技术进步 社会发展的关系 2 使学生受到科学方法的训练 培养学生的观察和实验能力 科学思维能力 分析 问题和解决问题的能力 3 培养学生学习科学的志趣和实事求是的科学态度 树立创新意识 结合物理教学进 行辩证唯物主义教育和爱国主义教育 3 比较及启示 1 培养学生学习物理学的兴趣在两国的教学目的中都有明确的体现 美国的教学目 的把培养学生的兴趣放在首要地位 并提出了具体的实施办法即 利用直接经验 我国的 教学目的把学习知识放在首要位置 从中可以看出 美国的物理教学是让学生在兴趣中学 习 而我国的物理教学是在学习中培养学生的兴趣 2 美国的教学目的 着眼于学生的未来需要 侧重于学生的个性发展 培养学生的 探究能力 我国的教学目的中对学生能力的要求很具体 并着重指出了要对学生进行世界 观和爱国主义教育 3 美国物理教学中早期对概念学习没有提出十分严格的要求 我国的物理教学对基 本概念 基础规律的准确性要求比较严格 二 课程设置 一 美国课程设置 根据美国宪法第十条修正案 政府不对教育作统一的具体规定和指导 因此美国没有 全国统一的教学大纲 教材和高考入学考试 甚至没有统一的学制 教育立法及教学要求 由各州自行负责 1 小学理科课程 这是美国对学生进行科学启蒙教育的开始 物理知识包含在科学常识教育中 2 中学物理课程 由于各州学制不尽相同 一般中学从 9 年级开始设物理课 也有例外的 如洛杉矶学 区的教学大纲规定从 8 年级起开始设物理课 在中学前期 相当于我国的初中阶段 物 理不单独设课而包括在理科课中 后期 相当于我国的高中阶段 物理作为选修课开设 有几种类型供选择 在中学前期理科与英文 数学 体育同为必修课 中学后期必修课与选修课门类都较 多 一般实行学分制 听满 120 小时可得 1 学分 由各州规定毕业所要求的最低学分数 一般三年制学校多为 12 学分 四年制学校多为 12 至 18 学分 各门课的课时一般都按每 天一节安排 以实行四年制的加利福尼亚州为例 课程标准规定应修完课程包括英文 3 年 历史 社会 3 年 数学 2 年 理科 2 年 体育 2 年 外语或形象与 表演艺术 1 年 理科的最低要求是必修 物质科学 和 生命科学 各 1 年 但认为对于准 备从事工科 医科 科研等工作的学生至少应修 3 年数学和 3 年理科课程 加州课程标准 建议的理科课程选课方案有如下几种序列 年级普通序列定量序列概念序列 9 10 11 12 物质科学 生命科学 概念化学 概念物理 地球科学或选修课 生物 定量的化学 定量的物理 地球科学或选修课 概念物理 概念化学 生物 选修课包括海洋 天文 环境等 学生如果选最低学分的理科课程 则应选 物质科学 其中也包含物理方面的内 容 在加州1985年所订课程标准中 物质科学 所包含的课题中物理 化学 地球科学 三方面成4 3 3之比 物理方面的内容约相当于1学年的40 对于这部分学生 中学阶 段物理方面的学习就到此为止 在这最低要求上 可供单独选修的物理课有几种类型 1 常规型的一年物理课程 即以上提到的加州课程中称为 定量的物理 学生一般在毕业的年级 即12级 选 修 据1990年的一项统计 在全部选修物理课的学生中73 选这种常规型的 课程内容以 各州的课程标准为依据 总的来说 是较为传统的 所用的数学则限于代数和几何 据 1983年的一项从全美中学中抽样110所中学调查统计的结果 物理课内容分布的情况是 力学电学与 磁学 光学与 波动 热学与分 子动力论 近代物理其他 36 20 20 13 9 2 2 荣誉生课程 一部分中学为优秀生另开设一种荣誉生课 内容与常规型基本相同 只是有些部分有 所加深 据 1990 年的统计 选物理课的学生中有 12 选荣誉生课 3 高等位课程 美国教育强调适应各种学生能力发展的水平 AP 课程是为最优秀 最有学习动力的中 学生开设的一种大学水平的课程 修完 AP 课 又能通过统一的 AP 考试 就可取得大学承 认的学分 选 AP 物理的学生约占物理课学生总数的 5 他们大都先已修过 1 年常规型的 物理课 4 概念物理 又称 非理科物理 这一类物理课程把重点放在物理基本概念和研究方法上而不注重 讲技术性的细节和公式 思路与大学的 文科物理 相似 适合于向非理工方向发展的学生 和数学成绩较差的学生 选这一类物理课的学生已达 10 二 我国的物理课程设置 从 80 年代初开始 我国的教育行政部门 教育科研部门和学校教育工作者就开始了课 程设置探索 努力寻求适合我国国情的最佳课程设置方案 目前 我国的中小学课程设置 从强调统一性逐步发展到重视统一性和多样性相结合 必修课程和选修课程相结合 1 小学自然课 这是学生从课本上学习物理知识的开始 内容与学生生活密切相关 2 中学物理课程设置 在九年制义务教育课程和普通高中课程中分别设置必修课和选修课 规定初中阶段以必 修课为主 适当设置选修课 高中阶段学科课程分成必修课和选修课 普通高中物理必修课的基本任务是使学生较为全面地学习力学 分子物理学和热学 电学 光学和原子物理的基础知识 内容和要求着眼于提高学生的科学文化素质 培养学 生的观察和实验能力 科学思维能力以及适应现代社会生活的能力 普通高中选修课可以分为三种类型 1 相关类选修课 这类选修课的内容是对应物理必修课内容的加深和拓宽 但不 是高年级选修课的下放 主要适合于对必修课学有余力的学生 通常在高中一 二年级开 设 由学生自主选修 所以是自主性选修课 2 新知识类选修课 这类选修课的内容主要适应学生的兴趣和特长 以开拓学生 视野 丰富学生知识和加强某种能力为主要任务 学校根据办学条件和教师特长安排 在 高中各年级都可以开设 因此 这类选修课也属于自主性选修课 3 分科类选修课 物理分科类选修课有教学大纲 或课程标准 和教材 属于较 高要求的物理课 适合于理科基础较好的学生学习 这类选修课的基本任务是要为学生将 来进一步学习物理打下比较坚实的基础 以培养学生观察和实验能力 科学思维能力和科 学语言表达能力 运用数学处理问题的能力 分析和解决实际问题的能力 分科类选修课 通常在高三年级分科后开设 也有根据大纲在高中二年级即分科开设的 分科类选修课的 教学大纲是这类选修课教学的依据和高考命题的依据 分科类选修课属于限定性选修课 三 比较及启示 1 小学阶段中美两国都设有科学常识课 2 中学前期 物理知识同为两国学生的必修内容 不同之处是美国的课程设置为综 合理科 我国大部分省市用分科课程给学生传授物理知识 上海和浙江在进行综合理科课 程改革试验 3 中学后期 美国的物理课为选修课 选修课又划分了不同层次的要求 适应各类学 生的需要 我国学生在这个阶段前两年物理为必修课与选修课 第三年为选修课 分析可以看出 我国的学生在课堂上学习物理的时间远远多于美国 显示我国对物理 教学比较重视 在学习要求上 我国对学生的要求也比美国高 美国的课程设置具有更大 的弹性 不同层次的学生更容易选修适合自己的课程 结合中学教育的实际情况来看 美国由于不存在升学和全国统考的压力 他们的课程 设置在实践中能得到很好的贯彻实施 学生完全有充分的自主权 我国的课程设置在目前 情况下 在大部分中学根本不可能全面实施 调查可以发现 许多中学只有为少数尖子学 生开设竞赛辅导课 对剩余的学生来说不存在什么选修课 这一方面是由于考试的压力 另一方面也是由于我国教育资源不足造成的 目前 在我国 物理对一部分学生来说是令他们讨厌的 不仅仅是高中生存在这样的 情况 即使刚刚学习物理的初中生也存在 物理本来就是一个很难的科目 但是为了升学 这个目标 教师不得不加深教学内容 为了成绩 不得不对所有的学生采取相同的要求 我们都知道人的智力是有差别的 对不同智力的人用相同的要求 这是不科学的 但是 现在我国有一些所谓的教育家 还有一些中学校长照搬外国的理论 高喊 没有教不好的学 生 要激发学生的兴趣 把压力全部加在教师身上 这完全违背了教育规律 只有对不同 的学生提出不同的要求 才能把所有学生都教好 要实现这个目标 加大课程设置的弹性 是一个可以施行的办法 但不是根本的办法 借鉴国外的经验 我认为我国的课程应如下设置 初中阶段 我国应设置综合理科 选修课的模式 第一 综合理科使学生能从整体上把 握自然 第二 综合理科使科学对更多的学生有现实意义 第三 综合理科有利于减轻学 生负担 第四 选修课可以使学有余力 并对物理有兴趣的学生得到进一步提高 高中阶段 在加大选修课程设置的同时 必修课也应有不同的要求 这在高一阶段就 应开始 学生根据自己的实际情况来选学 这才能真正满足不同学生的情况 三 教师与课堂教学 1 教师的教学观 教学观是指人对教学现象的过程和本质的总的看法 Marton 1981 教师的教学观 影响了教师对教学过程的具体事件和参与教学活动的各方之间的相互关系的看法 也影响 了他们在教学实践中的表现 进一步影响到学生的学习方式和效果 过去二十年中 学者对世界各地教师的教学观做了大量的调查 发现了各种各样的 教学观 这些教学观可以整合为以下五种类型 1 传授知识的教学观即把教学看成把知 识或技能传递给学生的过程 教师处于教学的中心地位 2 传授结构的知识教学观即应 付考试的教学观 目的在于使学生获取好成绩特别是公开考试的好成绩 从而取得进一步 学习或就业工作的必要资格 教学过程就是准备或对付考试的过程 教师像个训练员 对 学生进行各种适应考试的训练 考试成为教学的指挥棒 考什么就教什么 怎么考就怎么 教 3 师生相互作用教学观把重点放在发展学生的学习能力上 学生是教学活动的中心 教学过程可以看成是一个引导学生主动地去探索并转变对自然的概念的过程 这种教学观 强调教学的内容必须与现实的世界以及学生的生活环境有密切和联系 4 促进理解教学 观和概念转变教学观 教学的目标在于使学生树立起主动学习的精神和独立思考的习惯 成为一名合格的公民 教学的内容不仅是学科的知识 还包括各种从文化的 历史的以及 哲学的角度介绍自然科学的材料 包括隐含在科学知识后面的价值观和道德观 可以进一 步归并为前两种以教师或知识为中心的导向 灌输式导向 后三种教学观可以归并为以 学生或学习为中心的导向 培育式导向 比较中美两国的物理教学可以看出我国教师的教学观倾向于灌输式 美国教师教学观 倾向于培育式 教学观的差异 导致中美两国课堂教学存在显著的不同 2 我国物理教学的特点 我国中学物理教师专业基础扎实 但在学习理论和教育方法方面的训练较差 联系 实际的能力也不如美国教师 我国的教师注重讲课 课讲得好就是好教师 教师严格按照 教科书授课 年轻教师向富有经验的老教师学习 共同备课 共同进行教研活动 理科教 学是由教师 专职实验员和其他教学辅助人员共同参与的 从课堂教学的实践看 具有以 下特点 第一 我国中小学科学教学结构紧凑 以教师的讲解和提问为主 其教学模式是以教 师为中心 复习与重复性练习是教师用来控制和巩固课堂教学的主要手段 学生反复练习 以便熟练解答与考试相似的问题 学生从上学时起就围绕着教师 教材和考试转 听课 作笔记 背诵 练习是大多数学生的主要学习策略 他们学习的基本科学概念通过螺旋式 课程从低年级到高年级反复巩固 因此 一般而言 我国学生在科学基本知识的掌握上比 较扎实 我国的文化传统并不鼓励学生提问 学生要提问时 得先举手 然后站起来问教师 这就制约了许多学生的提问 学生在课堂上紧紧围着教师转 很少有机会主动学习 一位 学者这样评论道 在科学教学和其它教学中 教师要为学生 咀嚼 知识 像喂他们吃饭一 样地灌输给他们 学生唯一要做的事就是吞下知识 即使在实验时 教师和实验室助手常 常为学生准备好一切 而学生所要做的只是打开或闭上开关 结果 大多数学生都非常依 赖老师 第二 过分强调理论学习 演绎推理是科学教学的主要方法 教师首先一步步地提出 概念或理论 然后使用教材上的例题阐明这些概念或理论 在教基本理论和概念时 教师 必须做到 正确 和 详细 演示与实验活动常常被忽视 正如我国的一位学者所说 中 国科学教师只要能够用语言把问题解释清楚 他们就不一定去动手 我国学校偏重理论而轻视实践既有传统观念的影响 也有体制上的原因 在我国文化 传统里 重理论而轻实践的观念根深蒂固 从考试制度上看 大学入学考试偏重考理论 对于实际工作或实验重视不够 这是科学教学偏重理论而忽视实践的重要原因 第三 学生以书本学习为主 我国学生的这一偏向是与重理论轻实践的文化传统一脉 相承的 由于这种偏向 衡量学生掌握知识的程度就是看他们记住了多少规则和原理 做 了多少书面练习 考试成绩如何 等等 在这种情况下 对教师和学校的评价也是根据学 生考试的及格率和优秀率来进行的 因此 一般来说 我国学生的家庭作业负担过重 考 试的压力过大 致使许多学生精疲力竭 丧失学习的兴趣 所谓 高分低能 现象主要就是 由这种被动 封闭的学习方式造成的 3 美国物理教学特点 美国中学教师是在大学和学院培养的 注重掌握学习理论和教育方法 实践时间也比 较长 在职教师也参加培训 大多数教师通过培训达到硕士水平 但由于物理基础教育薄 弱 在专业方面合格的物理教师较少 美国中学理科教学是独立的 充满个性 由于没有全国统一考试的压力 教师自由选 择教材 独立完成整个课堂教学 不考虑其他教师和其他学校的做法 在美国 讲授是不 受鼓励的 一个好教师是能在课堂上最好地调动学生积极性 使学生参与学习活动的教师 有时教师故意说错话以便让学生纠正 培养学生的独立思考能力 比较来看 美国的课堂 教学有如下特点 第一 美国中小学科学课堂是以学生为中心的 美国教师更加重视学生的兴趣 个性 和创造性 他们的教学方式也更加灵活 应用大量的身体语言 所以 比较而言 在中国 科学教学是件严肃的事 而在美国课堂上它可以是轻松愉快的事 美国老师在课堂上给予学生更多的自由 学生提问不需要教师的允许 也不需要站起 来 他们往往问得很多 在实验教学时 学生通常有机会自己准备设备和材料 并独自进 行实验 教师还要求他们撰写实验报告并向全班同学汇报 显然 美国学生在学习上比我 国学生更加主动 更为独立 更具有创造性 第二 美国科学教师注重演示和动手操作 倾向于在科学教学中使用归纳推理方法 他们引导学生从观察具体的经验事实开始 逐步逼近概念和理论 在教学过程中 利用日 常生活中的实例 发展学生独立思考的能力 并要求学生参加动手操作活动 有些教师甚 至引导学生做真正的科学实验研究 一位访美学者写道 教师提供不同的设计题目给学生 学生根据自己的兴趣和知识背景选择课题 然后 教师引导学生进行整个研究项目 查阅文献 进行调查 收集资料 检验假设 撰写并提出研究报告 通过这种教学 学生 对科学过程了解透彻 从而逐步掌握科学方法并形成科学精神 在访美学者看来 只要能够通过动手操作阐明理论 教师就不会用语言去解说 美国 中小学科学教学的演示和实验活动有 3 个特点 一 所用的设备和材料并不奢侈或昂贵 大多是一些简单而又便宜的 许多仪器是教师自己利用日常家庭用品制作的 二 由于 动手操作与日常生活情境相联系 它们既生动活泼又切合实际 三 大量使用计算机 第三 美国科学课堂上大量的学习活动是学生的动手操作 在学习新课时 教师并不 像中国教师那样先讲授 而是把学生分成小组 带领他们进行实验活动 学生把观察到的 现象记录下来 并作出分析 做完实验后 学生再阅读教科书 查阅有关的参考资料 他 们各自得出自己的初步结论 然后与小组内的其他同学分享彼此的实验结果 最后 教师 花一点时间总结实验并提出理论 这样 学生的独立思考和解决问题的能力就得到了培养 中国实验总是在教师讲课之后进行 首先 教师详细地向学生解释实验的目标 要求 方 法和设备 然后 学生像照着烹调书做菜一样做实验 他们不知道实验的所以然 就对待实验和动手操作的目的而言 中美两国中小学的差异也是十分明显的 一位访 美学者作了如下的比较 在中国 动手操作实践是为了证明课本上的理论和结果 学生只 需用相同的方法和仪器 做相同的实验 并被期望得出相同的结果 然而 在美国 动手 操作活动的目的是发现课本上以用课本外的理论和结果 因此 学生受到鼓励进行不同的 实验 用不同的方法和材料 并得出不同的解决总是的方案和结论 科学教学实验的目的 不同 培养出的人在创造性和解决问题的能力方面自然会有差异 比较中美两国中小学的科学实验课 访美学者发现 中国学生的动手操作活动是试 验性的 而美国学生装的动手操作活动是探索性的 4 比较及启示 教师的教学观和课堂教学有着必然的联系 教学观对课堂教学的影响是决定性的 教学观对学生的影响也是深远的 在灌输式的教学观影响下培养出来的学生在独立思考的 能力方面会有所欠缺 同时 教师的权威和考试的压力使得他们缺乏怀疑精神和创新能力 我国教师并不是不赞同培育式教学 近年来 我国教育理论界也在大力提倡学生主 体性和以学生为中心的教育思想 鼓励学生积极参与教学过程 但这种努力由于考试的指 挥棒作用和教材编制上的学术化倾向 在实际教学中是不可行的 许多赞同培育式教学取 向的教师最终也不得不进行灌输式教学 先进的教学理论对教师和课堂教学也有很大的影响 美国的教师深受布鲁纳等教育 家理论影响 在教学中采用发现法进行教学深入人心 教材的编写上也遵循发现法的思路 四 中学物理教材比较 美国由于课程设置弹性比较大 教材的发行市场化 因此 美国中学物理教材多种 多样 不同的机构编写的教材也各有不同 但也有许多相同之处 下面就美国教材的共同 特点与我国教材作一比较 1 教材的形式 美国教材往往用图文方式来表述 教材的版面显得十分活泼 美国科学教育专家赫德 教授说 美国的 科学课本可以比得上插图精美的辞典 有些高中教材超过一千页 大多是 事实 我国访美学者也发现 美国科学教科书图文并茂 生动活泼地介绍科技新发现 与 现实生活情境密切联系 向学生提出有趣的问题 对学生提供很有帮助的动手操作的指导 语等 因而十分吸引学生 这种课程可以帮助学生用他们在学校学到的科学知识适应社会 并为社会服务 概念化物理 教材是由美国爱迪生 威斯利出版公司于 1987 年出版的 供高中学生使用 全套教材有清晰的照片近 150 幅 形象的插图 600 多幅 每一节都配有 丰富多彩的插图 图中的线条十分简洁 但人物表情却很丰富 这样的编排既增加了教材 的趣味性 又使许多物理内容从图中体现 学生读后印象深刻 我国以往的教材都是黑白色调 从 2000 年的高中新教材开始有了较大改变 教材做到 了图文并茂 但教材在语言的叙述上还没有多大的改变 还象以往一样是程序化的陈述 不够生动 2 美国物理教学内容的特点 1 与其它学科相互交叉渗透 在美国 幼儿园至 8 年级的科学教育早就是综合性的 至少从 60 年代课程改革以来 美国科学课程的整合就已开始 随着科技的迅猛发展 科学 教育综合化的趋势愈加明显 面对科学技术日新月异 中小学科学课程必须改革 改革的 方式不是增加科学课程的数量 而是对科学课程进行有效的整合 这不仅出于减少课程数 量的考虑 也反映了当今科学技术发展的趋势 即 各门自然科学之间的界限变得越来越模 糊 主要的概念变得更加统一 加强学科之间的整合不仅可以部分地解决课程日益繁多的 问题 也是当今科学技术整合性对科学教育的必然要求 传统的美国课程常被具体的规则束缚着 理科教育工作者逐渐认识到 自然现象属 于自然科学这个整体范畴 简单地区别学校中的各门理科课程在现代科学中的地位已没有 多大意义 所以物理课程的内容就逐渐变得是各学科相互联系和交叉渗透了 往往涉及到 生命学 健康学 医学 地球学 地质学 地理学 天文学 气象学 海洋 学 环境学 生态学 动物学 植物学 生理学 遗传学 计算机科学等 如 概念化物理 在 能 这一章中 讲述了 生命能源 视细胞为一部小机器 植物依靠太阳能源维持 运转 生物体都能吸收 储存 释放能量 旋转的机械 中讲了转动惯量 角动量守恒跟体育 运动的联系等等 2 物理教学内容现代化 广泛且与生活联系密切 实用性很强 美国中学生普遍 感到物理难学 抱怨物理学太抽象和理论化 大多数高中学生尽可能少选择物理课程 有 些人甚至想方设法在没有学习物理知识的情况下从中学毕业 为了提高学习物理的兴趣 帮助学生理解物理知识 教材渗入了很多与生活有关的内容 这些内容涉及范围很广 就 联系日常生活问题而言 美国的中学物理教学内容有不少与我国中学物理教科书中的类似 此外 在科学教育中渗透职业意识培养的方法 既有利于调动学生学习科学的积极 性 也有助于学生通过科学学习来确定未来的职业选择 3 发展思维 强调能力 教材注重培养学生的科学思维方法 提出科学的方法应 是 明确要研究的问题 作出前期假说或猜想 预测假说的结果 用实 验验证假说或猜想 将这一结论用最简单的公式表示出来 如 物体的浮与沉 一章 每一节都是由 思考与质疑 实验准备 实验过程及发现 探索性问题 这 几部分组成 显示美国的教材是按照人类认识问题的一般顺序来编写的 教材对学生的科 学方法教育采取的是潜移默化的方式 让学生在不知不觉中掌握解决问题的方法 提高解 决问题的能力 在 探索性问题 这部分中 对探索性问题的答案要求用多种方式来表达 如 你考虑过鱼是怎样在水中游来游去的 这个他要求学生 写一个故事或一首诗描写 鱼或水中生物的生存方式 画出图画来说明你的故事或诗 这种回答问题的要求 考查 了学生的想象能力 表达能力等 对一个问题能用简单形象的方式表达出来 直接反映了 一个的创造能力 此外 语言表达能力是一个的基本素质 这一点在教材中都得到的突出 的体现 教材强调科学态度应该以事实为依据 培养学生实事求是的科学态度 如果自己提 出的假说无法用实验得到验证 则应该实事求是地放弃这一假说 4 重视实验 强调动手操作 以 物体的浮与沉 为例 每一节内容都有学生的动 手实验 让学生在动手操作中 逐步认识物体浮与沉的条件 美国教材编写重视实验的倾 向与他们倡导的培育式教学观是一致的 从教材中 我们还可以看出 实验大多数为定性 的 定量的实验的较少 这也说明了美国的物理教学重视对科学方法的教育 3 美国教材对我们的启示 长期以来 我国教材中体现的是灌输式的教学观 教学内容以学术性的知识为核心 按照学科的知识结构来组织教材 随着高考竞争的加剧和教育中功利思想的急剧膨胀 教 材中练习的份量不断加大 学生的因素是次要的 最多是在编写教材时 依据他们的年龄 阶段和原有基础 对内容做一些必要的简化 或采用稍有不同的方式进行演绎 2000 年秋季普通高级中学教材进行了新一轮的改革 与以往教材相比 新 高一物理 具有以下的特点 第一 适当调整知识结构系统 在不降低教学要求的情况下 降低学习难度 第二 根据教学过程与学习过程的实际需要 以及教 学心理特点 编写体例上按照恰当的知 识单元分设小章 第三 教科书编写应当在知识运用 解决物理问题方面作出较充分的示例 为学生独立学习及教师教学提供条件 第四 教科书在保证基本要求的前提下 有适量的弹 性内容 以适应不同学校教学与不同学生学习的需要 第五 单独编写了 高中物理实验教 科书 第六 版面活泼 图文并茂 第四 内容现代化程度有了一定的提高 从中可以看出 新教材不在只从学科知识结构的角度来考虑教材内容的安排 而是结 合了学生的理解过程 考虑了学生的认知和情感发展水平 并对不同学生的在兴趣 动机 也有了适当的考虑 我认为我国教材以下几方面还需进一步加强 第一 教材的编写要体现培育式的教学观 现代教育家认为 教学过程是既要传授知 识 又要培养能力 在校学生阶段知识的掌握是有限的 而能力的提高是学生持续发展的 根本 目前我国教师 教 学生 学 基本上还是以课本为主 教材对教学的导向会产 生不小的作用 我们提倡教学要为学生的终生发展提供必要的基础 就应该进行培育式教 学 发展学生的能力 促进学生主动发展 教材中如何体现培育式教学观呢 第一 教材 应让学生逐步加深对科学的理解 第二 教材要尽可能接触实际 让学生有可能主动去经 历探索的过程 第二 教材的编写要力图符合学生的认知规律 在物理教学实践 关于初 高中教材的衔接问题一直是一个难题 学生普遍感到很难 一下子适应 这就需要在教材编写时 要首先研究学生的认知特点 考虑到学生思维的发 展过程 不要跨度太大 第三 教材要进一步降低难度 突出科学方法教育 现代科学技术的迅猛发展 使社会发生了巨大的变化 计算机的广泛应用 新材料新能 源的不断开发 生物技术的推广等使知识更新频率加快 据科学家估计 在未来二 三十 年内 知识将在现有的基础上翻一倍 现在在校所学的知识将远远不能满足我们教学 工 作 生活的需要 因为每一天都有更新 更难的知识出现 目前教科书中的一些内容已经 很陈旧了 而今天的新知识到明天就已经过时了 因此片面顾加深教材的难度 对学生的 未来生活 发展来说没有很大的意义 为了适应时代的发展 我们所培养的学生应掌握唯 物辩证和逻辑的科学思想方法 学习方法 工作方法 具有较强的分析能力 表达能力 实践能力 创造能力等 能在生活 工作中更多 更快地吸收新知识 因此 在我们教材 中 要把科学方法以各种形式嵌入在其中 将科学方法与科学知识更紧密地融合在一起 让学生从教科书中掌握一些科学的研究方法 工作方法 第四 增加学生动手实验 过去一般认为能力包括记忆 理解 运用等 现代教学理论认为学生的能力还包括实 践动手能力 创造和发散思维能力 还有获取信息交流能力 信息能力是学生今后在现代 社会中生存和发展的基本能力 实验可以让学生从小养成像科学家那样的思维 自己设计 和构想实验 在实验中获取信息 交流信息 在信息中寻找和发现规律 而这些能力的提 高 不仅能促使他们今天对知识的获取 而且知道 怎样获取 这样才更有利于他们今 后的持续发展 高中新教材专门配套了实验教材 实验教材的内容还是以验证性实验为主 设置的探索性实验也很难起到探索的作用 因为实验的结论学生已经知道 或在课本上可 以找到结论 如 研究弹簧所受拉力与弹簧伸长的关系 这个实验结论学生在初中就已经 讲过 对学生来说做这样的探索性实验毫无神秘感 因此 教材对探索性实验应精心选择 最好是选择一些学生不知道结论的实验或在课本上没有结论的实验 对于学生已知结论的 探索性实验可以在实验器材的选择上有所改变 不用学生熟知的器材 而用学生生活中常 见 感兴趣的东西来做 也许会起到很好的效果 五 教学评价 国家科学教育标准 当前许多科学成绩测验都是考核 惰性 知识的 而不是 活性 知识 惰性知识是一种支离 破碎的知识 而活性知识则是一种具有良好结构的知识 包括学生所有学习成果在内的评 价过程必须测试学生的知识广度和知识结构 不是检查学生记住了多少信息 而是要了解 其对知识的理解 推理和应用 评价和学习是密切联系在一起的 如果不对所有的学习成 果进行评价 那么教师和学生很可能会重新确定期望值 只注重那些要进行评价的内容 不大强调 比较强调 评价容易考核的内容 评价具有最被重视的内容 评价分立的知识 评价具有良好结构的丰富知识 评价科学知识 评价科学理解力和推理能力 评价目的是了解学生有哪些还不知道 评价目的是了解学生理解了什么 只评价成绩 既评价成绩 又评价学习机会 由教师在期末评价 学生参与对自己和他人学习成果的评价 只由考核专家设计外部评价 教师参与外部评价的设计 改革考试评价制度是今后课程改革能否成功的关键 目前 绝大多数的高中毕业希望 进入大学 而大学只能接纳其中的一小部分 由于参加考试的人数众多 笔试成为目前几 乎是唯一的可行方法 也是防止不正之风 维持社会公正的较为有效的方法 激烈的考试 竞争 分数的重要作用 使得高考和分数的价值被过分提高 高考的做法被各级的中小学 加以模仿 分数变成评价学校 教师和学生的栓可靠指标 对中小学教育教学造成极大的 冲击 也是实现以培育式教学观进行课程改革的巨大障碍 考试的改革是多方面的 其中 改革评价学生的方法 或者说改革考试和命题方法是课程改革所必须考虑的内容 新的考 试方法不仅应能考查学生解答笔试题目的能力 还应当考查学生解决实际问题的能力 不 仅对学生要有学校外部的评价 教师的评价 还要有内部的评价 包括学生间的相互评价 和自我评价 除了学业成绩外 情感意志领域和个性品格的发展也应包括在教学评价之中 实现这一改革的道路还十分漫长 作为一个开始 建议象高考中考试考这类公开考试应除 笔试外 理科的考试一定要包括观察 实验和交流能力的考查 学生垢平时表现要以一定 的权重计入考试成绩中 通过上述对国外物理学习评价情况的介绍 比较我国物理学习评价现状 可以发现 国外物理学习评价有以下几个特点 1 物理学习评价理论比较系统 现代教学评价的理论起源于西方 经过几十年的发展 目前已经形成了比较系统的 理论 随着教学评价理论的不断科学化 系统化 物理学习评价的理论也逐步地系统化 科学化 在测验方法上 现代教育测验理论指导着测验的编制和测验结果的统计分析 这 就为提高试卷编制的科学化和测验结果的科学化提供了保证 在学习目标考核上 有以教 育目标分类理论为基础形成的物理教学目标分类理论 既为物理教师指明了教学要达到的 目标 又为考评学生的学习效果提供了依据 2 物理学习评价内容比较全面 在物理教学评价理论指导下 国外物理学习评价的内容比较全面 在进行评价时 既评价 学生认知领域的目标达到程度 如对基本知识 基本技能的评价 又评价学生情感领域目 标的达到程度 如对学生对物理学习的态度和倾向性方面进行评价 在认知领域 特别注 意结合物理学科的特点 对学生观察能力 实验技能等方面的评价 同时还注意评价学生 的研究能力 如对发现并寻找解决问题途径 数据处理和建立物理模型等方面的能力进行 评价 3 由于物理教学目标的复杂性 决定了物理学习目标的多样性 在物理教学目标的整体类 目中 有些类目通过笔试是不好评价的 如观察能力 实验操作能力等 为全面 客观地 评价学生的学习效果 除笔试外 国外一些物理教师还注意使用观察法来评价学生的学习 效果 以弥补笔试的不足 另外 一些教师还辅以口试 来进一步考察学生的学习效果 尽管西方发达国家在物理学习评价方面具有不少值得称道的特点 但是仍有不少缺点 如在西方曾风行一时的标准化测验 近几年就受到不少人的批评 批评的焦点集中 于 标 准化测验全部为客观性试题 不利于考核学生的写作能力和文字表达能力 不利于考查学 生的思维过程和逻辑推理能力 近年来 一些西方国家在考试中又开始增加了非客观性的 试题 如问答题 小论文等题型 以弥补客观题型的不足 我国有着悠久的教学评价的历史 古代的一些考试方法 如墨义 贴经等 对世界教学评 价的发展曾产生过巨大的影响 但是 到了近代 由于历史的原因 我们落后了 同西方 发达国家相比 我们在教学评价理论研究方面 起步较晚 虽然改革开放后 我们注意吸 收了一些国外的教学评价理论 并注意研究建立适合我国特点的教学评价理论体系 但与 发达国家相比仍有不少距离 至于生理学习评价理论方面的研究 我们尚处于探索阶段 至今还未形成自己的体系 在物理学习评价实践中 存在着只注重评价学生对物理知识的 掌握 理解和解题技能 而忽视对学生动手能力 研究能力和情感方面的考核 这势必会 产生高分低能的倾向 为此 我们要努力学习现代物理学习评价理论 大胆探索物理学习 评价方法 同时 我们还要注意挖掘我国传统考试中的一些好的方法 争取早日实现物理 学习评价的科学化 为国家培养出大批合格的物理人才 物理课堂教学评价的比较 课堂教学是学校教育的主要形式 也是物理教学的主要形式 学生物理知识的获得 能力的培养科学态度的形成等 绝大部分是通过课堂教学实现的 可以说物理课堂教学质 量如何 直接关系到学生物理学习的成败 因而 物理课堂教学评价可以说是物理教学评 价的重要内容 物理课堂教学评价就是以物理课堂教学为研究对象 依据一定的标准 对 教与学的水平和效果进行定性和定量的价值判断 以改进物理课堂教学的活动 在物理课 堂教学评价方面 欧美一些国家经过多年研究与实践 形成了一定的理论和方法 其中不 少对我们是有借鉴和指导作用的 一 国外物理课堂教学评价发展趋势 近年来 随着教育统计与测验理论的不断发展和广泛使用 特别是微型电子计算机 开始用于教学评价的研究和工作 使国外物理课堂教学评价出现了以下发展趋势 1 更加重视评价的形成性功能 注意对教学过程评价的研究 早期的评价重视终结性评价 即重视评价课堂教学的结果 目的在于鉴定教师的教学资 格 而近期更重视形成性评价 即重视课堂教学过程的评价 以诊断课堂教学中存在的问 题 并反馈给教师 促进教学质量的提高 2 强调立体的 全方位的评价 国外学者强调要对课堂教学做出全面评价 需全方位地搜集评价信息 既要评价教 师的教学行为 又要评价学生的学习行为 还要评价教学效果 二 存在问题 1 以学生成绩作为评价教师教学质量的依据 2 校长缺乏评价训练 并且对所要评价的课不熟悉 3 把评价教师作为解雇教师的借口 四 国外物理课堂教学评价对我们的启示 在我国 80 年代以前 由于历史的原因 没有全面地 有组织地 系统地开展对各级 学校教育和教学工作的评价 对物理课堂教学评价也只限于课堂的观摩和评议 1985 年 中共中央关于教育体制改革的决定 颁布后 我国教育界贯彻 决定 精神 围绕教育 和教学评价问题 形成一股 评价热 广大物理教育工作者 大胆吸收国内外有关教育评 价的理论 结合物理教学的特点 拟订了多种物理课堂教学评价的指标 这些指标体系 对提高物理课堂教学质量做出了很大的贡献 但是 与先进国家相比 我们尚有不小的距 离 具体表现在以下几个方面 一 正确评价课堂教学质量应从教学结果 教师和学生在课堂教学中的行为三个方面 进行评价 关于教学结果的评价 布卢姆教育目标分类理论传入我国后 广大物理和学生 行为方面的标准 还未建立起科学的标准 特别是学生行为特征方面注意得就更少 在已 有评价体系中 有的甚至就根本没有涉及 二 评价指标体系的构建方面 物理课堂教学评价指标体系是评价物理课堂教学的依据 它是成功进行教学评价的关 键 在这方面 有以下几个问题值得研究 1 指标体系大部分凭经验得出 缺乏科学的论证 这种构建指标体系的方法是建立 在个体直觉经验水平基础上的 主观随意性较强 所建立的指标体系往往含糊重复 界定 不清 取舍难定 因而影响了评价指标的客观性和科学性 2 指标体系生成后 缺乏对指标体系的信度 效度分析 这样评出的结果难免失之 偏颇 而欧美一些发达国家 单纯采用经验法构建指标体系 然后再进行试评 进一步修 订后 正式使用 3 指标体系缺乏物理学科的特点 大都为一般的 共性的项目 影响了评价的准确 性 三 评价信息的获得方面 虽然我们已认识到搞好物理教学评价需从学生 教师同行和管理人员几个方面获取信 息 进行综