中美高中物理教材结构对比研究

张蕾 代同贞 丁永文

摘 要：教材的结构及呈现形式影响着学生的学习方式和学习过程，对学生能力的培养也有一定的作用。从体例结构、正文表述和栏目设置三方面对中美两套教材进行了对比分析，在此过程中吸取了美国教材的精华之处，并结合实际情况对我国教材提出了合理的建议。

关键词：高中物理教材；教材结构；中美比较

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）3-0064-5

教材的编写体现着国家的教育目的和教育理念，由于各国教育目的不同，也存在文化差异，所以其编写的教材都不尽相同。本文通过对中美两国高中物理教材对比研究，希望借鉴美国教材的优点，使我国的教材更加完善。

本文选取的中国教材为“人教版”的《物理》（必修部分）[1]，美国教材为麦格劳希尔公司出版的《物理：原理与问题》（Physics： Principles and Problems）[2]，是美国利用率最高的高中物理教材，具有代表性，我们将从教材的整体结构方面进行对比研究。

1 教材的体例结构

教材的体例结构即编写格式结构，从整体上直观地展现教材结构的各个组成部分。

1.1 美国教材的体例结构（图1）

1.2 中国教材的体例结构（图2）

1.3 对比分析

由图1、图2可以看出：

（1）两国教材的主体结构形式相似，以章为主体展开叙述，章的下一级主体为节，节由标题、正文及图表、栏目、节后练习题几个部分构成。

（2）中国教材第一级分类类别比美国教材多，教材的前言包括“走进物理课堂之前”和“物理学与人类文明”，让学生对物理学有初步的了解，激起学生的学习兴趣；教材末尾设置课题研究和课外读物，培养学生的探究意识和探究能力，指导学生拓展知识面，拓宽眼界。

（3）美国教材章的分层比中国教材多。每一章在前后均设置实验：“起步实验”为小型实验，引起学生兴趣；“物理实验”为完整的大型实验，让学生体会物理实验的乐趣，并培养学生的探究能力及动手能力。在章末设置复习和测试相关内容，包括复习指南、测评和标准化测试，帮助学生复习知识和自测。中国教材章末没有相关内容。

（4）美国教材在节中设置学习目标和关键术语（图3），用来指出本节学习目标及关键内容，对学生学习起到指引作用。除了节内的“学习目标”之外，在每一章的开头也会对整章内容进行简单介绍（图4），以此告诉读者本章你将学到什么，它有什么重要性。中国教材中没有相应内容。

2 正文表述

（1） 美国教材文字叙述的篇幅大，描述物理过程的文字较多。能够将得出某一结论的思考过程细致地叙述给读者，带领阅读者边思考边理解，使得一些结论蕴含在过程叙述中，内容详实。

中国教材文字叙述篇幅相对小，其中大量的文字用来引入情景，将读者带入物理情境。对于物理结论获得过程的描述少，结论多为直接给出，读者不能深入理解。

（2） 美国教材的文字叙述注重读者自身体验，第二人称代词“你”出现频繁，随处可见“当你……”“你已经……”“你可以……”等短语，这样的词语能使读者在阅读过程中产生很强的主体意识，读书的过程更像与人对话的过程，更易融入内容中。

中国教材中人称代词出现频率极少，只有在章或节的开头会出现第一人称代词“我们”，其余叙述均以第三人称叙述，讲述性强，读者参与性相对较弱。

（3）美国教材在图示上统一、明确。图示的线条有规定的颜色惯例，比如：用绿色代表位移矢量，红色代表速度矢量，紫色代表加速度矢量。运动图像的线条上也沿用这样的惯例，如：速度-时间图像的线条是红色的，位移-时间图像的线条是绿色的。这样，从图像的线条颜色就能区分各物理量，便于理解，不易混淆。

中国教材没有类似的颜色惯例，图示、图像中的线条颜色都相同，尤其在标示多个物理量的图示中，颜色使用没有规律，不便区分各物理量，容易混淆。

3 栏目设置

除了正文的文字叙述，还有相应的栏目来配合，两国教材都设置了多个不同功能的栏目来配合主要内容的阐述。

3.1 栏目外观

两国教材均采用方框的形式，并用不同颜色的边框或背景装饰栏目。

美国教材中，栏目方框的背景多为黄色，边框一般采用较深的颜色，如：红棕色、深紫色，使其更加醒目（图5）。尤其是每一章末尾的“生活中的物理”栏目，运用大幅的图片做背景，整篇的彩页很有吸引力。

中国教材中，栏目方框的背景颜色为渐变色，并以浅色系为主，如：浅绿色、浅橙色、淡黄色等，几乎没有边框（图6），和正文区分度不太高，栏目的吸引力不如美国教材。

3.2 栏目类型

将栏目按类型归类，并进行数量统计，结果如表1所示。

可以看出，两国教材栏目均有5种类型，但不完全相同，美国教材没有思考讨论类的栏目，而中国教材中没有数学与物理类的栏目。

3.3 具体栏目分析

（1）实验类

从表1上看，美国教材中实验栏目只有1种，项目数量为7个，每章的数量为1个。“迷你实验”是节内栏目中的小型实验，属于课外实验，器材也多为日常生活用品。该类实验位于节内，在开头提出问题并罗列所用器材，引起学生兴趣；标出安全警示符号，提醒学生注意实验安全；实验步骤叙述明确，逐步引导学生完成实验；提出实验中需要进行思考的问题，引导学生对实验现象进行思考。由此看出，这类实验虽小但是结构十分完整，能很好地培养学生的实验能力。

中国教材实验类的栏目有3种，项目总数为28个，多于美国教材。其中，数量最多的是“做一做”，该类型实验属于课外实验，用具不局限于物理实验室，涉及到计算机和生活中的用品。“演示”和“实验”需要课上完成，“演示”多为教师操作，内容为现象明显且过程不复杂的实验，学生通过观察实验现象对知识进行理解。“实验”为学生在课上完成的较小型实验，通过实验验证一些规律，同时培养学生的动手能力。这两种实验用具多为实验室器材，如：打点计时器、牛顿管等。教材中对实验过程的描述为成段的文字，没有明确的分步，需要学生从中提取实验步骤的信息，容易忽略一些步骤，不利于学生实验技能的培养。

（2）解题与练习类

美国教材在解题方面进行了多层次的栏目安排，首先是“解题策略”，总结同一类型问题的分析方法，使学习者明确思路和步骤。“例题”对重要问题进行解答示范，解题均按分析概括问题、求解未知量和验证答案的步骤进行，简单明了。紧随示范解题之后是“练一练”，对例题进行专门练习，每个“练一练”包含5道左右的题目，这种“练一练”栏目数量很多，在选取的7章内容中共有33个。此外，针对可进行拓展练习的题目，安排“挑战性问题”栏目，提供有一定难度的练习题。最后，在“本节复习题”中综合练习整节的知识内容。由此看出，美国教材中的练习题目很多，并且以多层次呈现。

中国教材的“例题”穿插在正文内容中，没有按其他栏目的方框形式呈现。内容为典型知识点的计算题举例讲解，按照分析、解答的步骤进行，没有验证答案的步骤。教材中没有专门针对例题进行的专门的练习题栏目，练习均在“问题与练习”中。对整节知识内容的练习，包含简述题、计算题等类型，题目共5道左右，数量很少。在学校，练习题部分被课外练习册所代替。

（3）生活中的物理

物理学在生活中的应用广泛，两国教材都设置了栏目，介绍相关的生活现象、科学技术以及科学发展。

美国教材按内容对栏目进行分类，每章之后均有1个，并采用大幅彩页，来介绍具体的物理原理与问题，如：跑鞋的学问（Running Smarter）、磅秤（Bathroom Scale）等。

中国教材中该类栏目设置在节之后，共有13个。“STS”栏目，介绍物理学与社会的联系，如：速度与现代社会、从伽利略的一生看科学与社会等；“科学漫步”介绍相关课外知识，如：气垫导轨、流体的阻力等；“科学足迹”展现一些相关的物理学史，对物理的发展过程进行介绍，如：人类对行星运动规律的认识、牛顿的科学生涯。

（4）思考讨论类

中国教材设置思考讨论类栏目，包括“思考与讨论”和“说一说”，提出适当的问题，动员学生进行思考、讨论，并发表自己的看法，旨在锻炼学生的思考能力，让学生在互相的讨论中加强对知识的理解，提高学生的思维能力。

（5）物理与数学的应用

美国教材设置了该部分栏目，强调物理与数学的联系，使学生认识到数学这种研究工具在物理学习中的重要性，有助于学生在物理中建立数学思维。除此之外，教材中与其他学科相联系的地方也会用彩色文字标注出来，例如：物理学与生物学的联系，物理学与化学的联系，等等。让学生认识到各个学科都不是孤立的，增强了学生对科学的整体性认识。

4 启示

通过对比研究，中国教材较美国教材在外观吸引力和知识目标等方面有所欠缺，可进行适当调整：

（1）增强教材的可读性和趣味性

教材编写时应关注学生的阅读兴趣，在外观上适当增加醒目的颜色，使得栏目引人注目，图示更清晰，达到愉悦学生心情的同时引起学习兴趣[3]。

正文的叙述要从学生角度进行出发，多用第二人称，让学生在阅读过程中体会到与书本对话的乐趣，融入书本中。改变“听书本讲”知识的状况，要与书本“一起学”知识。

（2）加强知识获得的过程感

应加强教材的内容过程感，适当增加对思考过程的文字描述，充实教材内容，让学生体会思考的过程，在获得知识的同时学会分析问题的方法。也要加强实验的过程感，注重学生实验的体验，如：逐条列出实验步骤，不必十分详尽，主要目的是让学生明白实验的步骤性，具体操作由学生自己把握，使学生更好地体会实验过程[4]。

（3）为学生学习提供方便

为学生明确学习目标，在每节开头，将学生需要达到的基本目标罗列出来，使学生明确必须掌握的知识范围，有目的地进行学习来完成这些目标。除明确学习目标外，教材应加强章节后的知识总结，这是“人教版”物理教材欠缺的地方，应加以改进，如：在章末安排本章内容的知识结构图，或让学生以填空形式自行完成结构图，帮助学生复习知识。

教师在教学过程中更应着重强调目标的重要性并时刻注意知识的总结，引导学生将所学知识系统化、结构化，帮助学生建立知识体系。

参考文献：

[1]普通中学课程标准实验教科书·物理[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2]Paul W.Zitzewitz.Ph.D.Physics：Principles and Problems[M].The McGraw-Hill Companies. Inc.，2005.

[3]沈国强.中美两套高中物理教材栏目设置的比较研究[J].物理教师，2010，31（6）：48.

[4]王广新.高中物理教材结构的比较研究[D].北京：首都师范大学硕士学位论文，2008.

（栏目编辑 邓 磊）