中美初中物理教材比較研究

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摘要:本文以人教版《物理》和浙教版《科學探索者》為研究對象，以科學方法為研究切入點，對科學方法在中美初中物理教材中的呈現方式進行了比較。

關鍵詞:物理教材;科學方法;呈現方式

美國學者喬恩•米勒將科學素養分為科學的準則和方法、科學的主要術語和觀點、科學對社會的影響這三個維度，并以此為標準，每兩年對美國的公眾科學素養進行調查。[1]中國以此為借鑒，在2001年也對公眾的科學素養進行了調查，其中科學方法也是調查的一個重要方面。在中美本科生的能力方面，有調查發現，中國大學生的分析和批判性思維能力以及量化分析能力不及美國大學生。[2]張軼炳等人對中美大學生科學推理能力差異進行調查研究，發現中國大學生不善于通過虛構實驗背景、觀察現象、判定證據、驗證假設、證偽的方法進行推理。[3]這些能力的培養與科學方法的教育息息相關。系統地、有策略地對學生進行科學方法教育，將有利于學生相應能力的提高。

1呈現的位置和內容不同

《物理》中對科學方法進行顯化是在實驗中運用到此方法時，在實驗旁邊進行相應的旁注。《科學探索者》中顯化的科學方法是在教科書最后“技能手冊”部分對科學方法進行了介紹。其中觀察法、猜測法、分類法是在“像科學家那樣思考”部分呈現的，控制變量法是在“科學探究”部分呈現的，表格法則是在“繪制圖表”部分呈現的?！段锢怼分锌茖W方法的顯化，是一種分散的、即講即用的形式，這樣的方式更加具有針對性。由于是以實驗的旁注形式出現，也就是說這個實驗本身就運用到了這個科學方法，所以《物理》只是對該科學方法的含義做了介紹?！犊茖W探索者》中科學方法的介紹出現課本最后的“像科學家那樣思考”“科學探究”和“繪制圖表”等主題的“技能手冊”中，是一種整體的、系統的呈現方式。學生在翻閱《科學探索者》的過程中，知道以此為小標題的詞語是一種并列的關系，從而對科學方法在初步認知上就具有一定的系統性。由于《科學探索者》中科學方法的介紹統一出現在教科書的最后，脫離了教科書中的實驗，所以為了讓學生更好地了解科學方法，避免紙上談兵的情況出現，《科學探索者》不僅表達了科學方法的內涵，還列舉了生活中運用到這些科學方法的事例，并且強調了運用這些科學方法的注意點。這樣既讓同學們更好地理解科學方法，知道了科學方法是什么和如何去運用科學方法，也有助于學生感受科學方法的實用性，領悟為什么要學習科學方法。同時，在旁邊補充了對應的活動版塊，讓同學們參與活動，運用科學方法掌握相應的技能。

2語言的風格不同

《物理》中對科學方法的介紹具有簡潔、專業和嚴謹的特點，以達到讓學生準確地知道該科學方法內涵的教學目的?！犊茖W探索者》中的科學方法因為出現在技能手冊的不同部分，所以語言風格也有所不同?！跋窨茖W家那樣思考”部分介紹的科學方法有觀察法、猜想法和分類法，這部分的語言因為結合了一些生活事例，更加生活化，更加簡單易懂。例如，在介紹分類法時，《科學探索者》通過“你能想象在一個排列無序的圖書館里尋找一本書是怎樣一種情形嗎？恐怕你一整天時間都得花在找書上了。幸運的是，圖書管理員會把相同主題或者同一個作者的書歸類到一起?！币敕诸惙?，反問的語氣中有一點點俏皮，抱怨的語氣讓學生感同身受，小小的轉折又讓學生迫不及待。教科書上的文字是冰冷的，但是其歡快活潑的語言風格很快便吸引住了學生的注意力，再結合通俗易懂的語言介紹科學方法的內涵，讓學生真真切切地感受到了科學方法不是那么生澀難懂?！翱茖W探究”部分介紹的科學方法是控制變量法，此部分是圍繞“純水和鹽水哪一個結冰更快”這一實驗展開的；“繪制圖表”部分介紹的是表格法，它是圍繞“不同體重的人在做各種活動時會消耗多少熱量”這一實驗展開的。所以科學方法的介紹方式與《物理》中科學方法的介紹方式相同，語言風格也相似?！段锢怼分袑茖W方法的介紹都是伴隨著實驗的，所以，言風格與實驗部分本身的語言風格具有高度的一致性。《科學探索者》中也是如此，伴隨著實驗的控制變量法和表格法的語言風格也是簡潔而又專業的。這種語言風格與實驗和物理學本身理性和嚴謹的風格不謀而合，在這樣的語言風格中，學生能夠更加冷靜且專注地進行實驗?！犊茖W探索者》中沒有圍繞實驗展開介紹的觀察法、猜想法和分類法部分的語言風格生動易懂，體現出科學方法和物理學靈活變通的另一面。

3插圖不同

在詳細介紹的部分，《物理》中實驗部分基本上都配有相應的插圖，但是這些插圖中都沒有針對科學方法的?！犊茖W探索者》中針對科學方法的插圖均出現在“像科學家那樣思考”部分。此部分的插圖除了具有與該科學方法相關的針對性，還具有一定的生活性。例如分類法的插圖是由乒乓球、籃球、高爾夫球、桌球和網球組成的圖片，以協助學生完成以一種特征將其分為兩類的活動任務。插圖的球類來源于生活，具有一定的生活化特色，同時又能滿足教科書要求學生運用分類法的針對性。

4強調程度不同

之前討論的不同點主要是兩版教科書中詳細介紹科學方法的部分，即出現在《物理》實驗旁注中和《科學探索者》參考資料部分的科學方法。而科學方法多數時候是以實驗操作中的行為動詞的隱性方式呈現的。對于這樣的呈現方法，兩版教科書也有不同之處?！段锢怼分惺褂玫较嚓P方法的行為是直接穿插在一個實驗步驟中表述，而《科學探索者》在實驗步驟前將涉及科學方法的相關行為用紅色加粗以示強調，再具體描述進行什么樣的行為。《科學探索者》“透鏡成像”實驗中，在“當燈泡移向透鏡時，像的位置有什么變化？”前將“觀察”這兩字進行了紅色加粗來進行強調。如果沒有強調，這一步驟的表述會是“當燈泡移向透鏡時，觀察像的位置有什么變化”。學生需要進行的活動有兩個：移動燈泡和觀察像的位置。在沒有強調的情況下，學生會覺得這兩個行為是同一個級別的。而實際上，移動燈泡只是一個操作行為，觀察則會帶有思維活動。所以，在這兩個活動中，觀察是主要活動，移動燈泡只是一個輔助觀察的活動。

通過“紅色加粗”的形式，很好地對其進行了強調，從而潛移默化地對科學方法進行了強調。兩版教科書對科學方法的呈現方式有同有異，初中物理教師應該結合教科書的編寫特點，選擇合適的教學方法對學生進行科學方法教育，從而提高學生相應的能力。

參考文獻

[1]MillerJD.Scientificliteracy:aconceptualandem-piricalreview.Daedalus,1983,112(2):29-48.

[2]常桐善.中美研究型大學本科學生基本能力比較研究[J].中國高教研究,2018(2):48-55.

[3]張軼炳,黃昭,白明俠,包雷.中美大學生科學推理能力差異的調查研究[J].咸陽師范學院學報,2011,26(2):112-115.

作者:蔡媛媛 周嵐 單位:揚州大學物理科學與技術學院