中美初中物理教材比较研究

摘要:本文以人教版《物理》和浙教版《科学探索者》为研究对象，以科学方法为研究切入点，对科学方法在中美初中物理教材中的呈现方式进行了比较。

关键词:物理教材;科学方法;呈现方式

美国学者乔恩•米勒将科学素养分为科学的准则和方法、科学的主要术语和观点、科学对社会的影响这三个维度，并以此为标准，每两年对美国的公众科学素养进行调查。[1]中国以此为借鉴，在2001年也对公众的科学素养进行了调查，其中科学方法也是调查的一个重要方面。在中美本科生的能力方面，有调查发现，中国大学生的分析和批判性思维能力以及量化分析能力不及美国大学生。[2]张轶炳等人对中美大学生科学推理能力差异进行调查研究，发现中国大学生不善于通过虚构实验背景、观察现象、判定证据、验证假设、证伪的方法进行推理。[3]这些能力的培养与科学方法的教育息息相关。系统地、有策略地对学生进行科学方法教育，将有利于学生相应能力的提高。

1呈现的位置和内容不同

《物理》中对科学方法进行显化是在实验中运用到此方法时，在实验旁边进行相应的旁注。《科学探索者》中显化的科学方法是在教科书最后“技能手册”部分对科学方法进行了介绍。其中观察法、猜测法、分类法是在“像科学家那样思考”部分呈现的，控制变量法是在“科学探究”部分呈现的，表格法则是在“绘制图表”部分呈现的。《物理》中科学方法的显化，是一种分散的、即讲即用的形式，这样的方式更加具有针对性。由于是以实验的旁注形式出现，也就是说这个实验本身就运用到了这个科学方法，所以《物理》只是对该科学方法的含义做了介绍。《科学探索者》中科学方法的介绍出现课本最后的“像科学家那样思考”“科学探究”和“绘制图表”等主题的“技能手册”中，是一种整体的、系统的呈现方式。学生在翻阅《科学探索者》的过程中，知道以此为小标题的词语是一种并列的关系，从而对科学方法在初步认知上就具有一定的系统性。由于《科学探索者》中科学方法的介绍统一出现在教科书的最后，脱离了教科书中的实验，所以为了让学生更好地了解科学方法，避免纸上谈兵的情况出现，《科学探索者》不仅表达了科学方法的内涵，还列举了生活中运用到这些科学方法的事例，并且强调了运用这些科学方法的注意点。这样既让同学们更好地理解科学方法，知道了科学方法是什么和如何去运用科学方法，也有助于学生感受科学方法的实用性，领悟为什么要学习科学方法。同时，在旁边补充了对应的活动版块，让同学们参与活动，运用科学方法掌握相应的技能。

2语言的风格不同

《物理》中对科学方法的介绍具有简洁、专业和严谨的特点，以达到让学生准确地知道该科学方法内涵的教学目的。《科学探索者》中的科学方法因为出现在技能手册的不同部分，所以语言风格也有所不同。“像科学家那样思考”部分介绍的科学方法有观察法、猜想法和分类法，这部分的语言因为结合了一些生活事例，更加生活化，更加简单易懂。例如，在介绍分类法时，《科学探索者》通过“你能想象在一个排列无序的图书馆里寻找一本书是怎样一种情形吗？恐怕你一整天时间都得花在找书上了。幸运的是，图书管理员会把相同主题或者同一个作者的书归类到一起。”引入分类法，反问的语气中有一点点俏皮，抱怨的语气让学生感同身受，小小的转折又让学生迫不及待。教科书上的文字是冰冷的，但是其欢快活泼的语言风格很快便吸引住了学生的注意力，再结合通俗易懂的语言介绍科学方法的内涵，让学生真真切切地感受到了科学方法不是那么生涩难懂。“科学探究”部分介绍的科学方法是控制变量法，此部分是围绕“纯水和盐水哪一个结冰更快”这一实验展开的；“绘制图表”部分介绍的是表格法，它是围绕“不同体重的人在做各种活动时会消耗多少热量”这一实验展开的。所以科学方法的介绍方式与《物理》中科学方法的介绍方式相同，语言风格也相似。《物理》中对科学方法的介绍都是伴随着实验的，所以，言风格与实验部分本身的语言风格具有高度的一致性。《科学探索者》中也是如此，伴随着实验的控制变量法和表格法的语言风格也是简洁而又专业的。这种语言风格与实验和物理学本身理性和严谨的风格不谋而合，在这样的语言风格中，学生能够更加冷静且专注地进行实验。《科学探索者》中没有围绕实验展开介绍的观察法、猜想法和分类法部分的语言风格生动易懂，体现出科学方法和物理学灵活变通的另一面。

3插图不同

在详细介绍的部分，《物理》中实验部分基本上都配有相应的插图，但是这些插图中都没有针对科学方法的。《科学探索者》中针对科学方法的插图均出现在“像科学家那样思考”部分。此部分的插图除了具有与该科学方法相关的针对性，还具有一定的生活性。例如分类法的插图是由乒乓球、篮球、高尔夫球、桌球和网球组成的图片，以协助学生完成以一种特征将其分为两类的活动任务。插图的球类来源于生活，具有一定的生活化特色，同时又能满足教科书要求学生运用分类法的针对性。

4强调程度不同

之前讨论的不同点主要是两版教科书中详细介绍科学方法的部分，即出现在《物理》实验旁注中和《科学探索者》参考资料部分的科学方法。而科学方法多数时候是以实验操作中的行为动词的隐性方式呈现的。对于这样的呈现方法，两版教科书也有不同之处。《物理》中使用到相关方法的行为是直接穿插在一个实验步骤中表述，而《科学探索者》在实验步骤前将涉及科学方法的相关行为用红色加粗以示强调，再具体描述进行什么样的行为。《科学探索者》“透镜成像”实验中，在“当灯泡移向透镜时，像的位置有什么变化？”前将“观察”这两字进行了红色加粗来进行强调。如果没有强调，这一步骤的表述会是“当灯泡移向透镜时，观察像的位置有什么变化”。学生需要进行的活动有两个：移动灯泡和观察像的位置。在没有强调的情况下，学生会觉得这两个行为是同一个级别的。而实际上，移动灯泡只是一个操作行为，观察则会带有思维活动。所以，在这两个活动中，观察是主要活动，移动灯泡只是一个辅助观察的活动。

通过“红色加粗”的形式，很好地对其进行了强调，从而潜移默化地对科学方法进行了强调。两版教科书对科学方法的呈现方式有同有异，初中物理教师应该结合教科书的编写特点，选择合适的教学方法对学生进行科学方法教育，从而提高学生相应的能力。

参考文献

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

[2]常桐善.中美研究型大学本科学生基本能力比较研究[J].中国高教研究,2018(2):48-55.

[3]张轶炳,黄昭,白明侠,包雷.中美大学生科学推理能力差异的调查研究[J].咸阳师范学院学报,2011,26(2):112-115.

作者:蔡媛媛 周岚 单位:扬州大学物理科学与技术学院