毕业论文（设计）人教版高中物理教科书与美国物理教科书《物理：原理与问题》的比较研究.pdf

目 录第1章序言.11.1 研究的背景和意义.11.2 研究的对象和方法.2第2章教科书的相关理论.42.1“教科书”与“教材”的概念界定.42.2 教科书的性质和功能.62.3 教科书的结构.62.4 教科书设计的理论基础.82.4.1 课程理论.82.4.2 建构主义理论.92.4.3 认知心理学理论.102.4.4 STS教育思想.10第3章 教科书形式要素的比较研究.123.1 教科书体例的比较研究.123.2 引言的比较研究.143.3 插图的比较研究.163.3.1 插图分布的统计和比较.173.3.2 插图类型的统计和比较.1733.3插 图素材的统计和比较.183.4 栏目的比较研究.193.4.1 栏目分布的统计和比较.193.4.2 活动性栏目的比较研究.203.4.3 方法性栏目的比较研究.213.4.4 拓展性栏目的比较研究.22 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/3.5 习题的比较研究.23第四章 教科书内容要素的比较研究.284.1 知识要素的比较研究.294.1.1 知识点的选取、编排及数量的比较.314.1.2 知识广度、深度和难度的静态定量比较.334.1.3 多学科知识联系的比较.374.1.4 物理前沿知识的比较.384.2 技能要素的比较研究.404.2.1 实验系统的比较.414.2.2 信息技术与物理整合的比较.454.2.3 用数学工具解决物理问题的比较.454.2.4 培养质疑、合作等多元能力的比较.494.3 教科书过程与方法要素的比较研究.514.3.1 科学探究的比较.524.3.2 物理概念和规律的比较.57433方法指导的比较.604.4 教科书情感态度和价值观要素的比较研究.644.4.1 物理学史的比较.654.4.2 STS 的比较.67第五章 两套教科书的特色分析.715.1 人教版教科书特色分析建构式的教科书.715.1.1 注重体验，贯穿探究.715.1.2 层层铺垫，螺旋上升.725.1.3 重视科学方法，体现科学思想.735.1.4 融入物理学史，培养人文素养.745.2 物理：原理与问题特色分析学材式的教科书.745.2.1 教科书、参考书，合二为一.755.2.2 设置问题线索，唤起学习欲望.76 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/5.2.3 从生活走向物理，从物理走向社会.77524用批判的眼光看问题，用开放的思维解决问题.77第六章 研究结论与启示.796.1 研究的结论.796.1.1 关于形式要素的结论和建议.796.1.2 关于内容要素的结论和建议.806.2 对教科书编写的启示.826.2.1 统一要求和增加弹性的结合.82622学科逻辑与学习心理的结合.836.2.3 多种学习方式的结合.836.2.4 严谨性和趣味性的结合.836.3 对使用人教版教科书的建议.84第七章研究的不足和需改进之处.85参考文献.86攻读学位期间公开发表的文章.89致谢.90 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/ 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/黄显华，霍秉坤，寻找课程论和教科书设计的理论基础M,人民教育.，2004年1月，74国主义教育、科学素养等。动等；情感态度价值观要素的比较包括：课程标准的情感态度价值观要素的要求、爱的比较包括：课程标准的能力要素的要求、概念引入、学习方法指导、实验、实践活程标准的知识要素的要求、知识内容所占的比例、与其它学科知识的联系；能力要素主要从知识要素、能力要素、情感态度价值观要素入手。知识要素的比较又包括：课的内容包括：教材的目录、教材的栏目、教材的插图、教材的习题。深层结构的比较这些论文主要从深层结构和表层结构入手对教材进行了比较。其中表层结构涉及教材比较研究和周琴的中英高中物理教材比较。对我国不同版本的新教材进行了比较；涉及中外教材比较的有许芳的中美初中理科国义务教育阶段的新旧教材进行了比较;任明璋的两版本物理实验教材的比较研究发表了若干研究论文。如潮兴兵的初中物理教材内容结构比较及其调查研究对我随着我国新课程的实施和推广，到目前为止已有不少学者对此课题进行了研究，原理与问题的相互比较，取长补短，为我国教科书的编写提供一定的参考。的检验，才能得到进一步的完善。本文将通过对新人教版教科书与美国教科书物理:为中心”向“以学生发展为本”的变革。新编写的物理教科书仍需要通过理论与实践我国的物理教科书完成了从一纲一本到到多标多本的变迁，经历着“以传授知识学生的学习兴趣，并且可以加强他们对课程内容的了解”。外，教科书对学生的认知亦起了关键性的作用。一本质优的教科书不但可以提高如学者冯以宏、陈建英(1984)提出：“学生在学校的求知过程中，除了老师的讲授科书保证了全体学生最基本的学习要求，它会影响学生们的所知、所做和价值观。正映了一个国家或地区的意识形态和教育理念，是衡量其基础教育水准的重要标志。教教科书作为最基本、最重要的课程资源之一，其重要性不言而喻。教科书集中反省全面实施。而课程改革带给我们最直接的变化之一就是教科书的变革。容之一。在课程改革的大背景下，高中物理新课程与其他学科新课程一起率先在实验中学物理教育是中学科学教育不可或缺的重要组成部分，也是科学教育的核心内1.1研究的背景和意义第1章序言人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究第1章序言 1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http:/2郭玉英，物理比较教育M,广西教育.，2006年7月，8586这套教科书共三册，除讲述物理学基础理论内容外，每章都有学习目标、例题讲程的教学用书，30%的教师选用它作为荣誉生物理课程的教学用书。于有志理科学习的学生，2001年，美国有49%的教师选用它作为常规一年的物理课被许多国家选作教科书或教学参考书。经多次修订，日臻成熟。这套教科书主要面向(TheMcGraw-HillCompanies.Inc.)出版的高水平912年级(高中)物理教科书，迪尔伯恩大学的著名物理学教授保罗齐策维茨博士编写，美国麦格劳一希尔公司物理：原理与问题(Physics：PrinciplesandProblems),是美国密执安-本文所做研究以必修1、必修2和理科学生学习的选修系列3为研究对象。想和方法，较为深入地认识物理学在技术中的应用以及对经济、社会的影响。选修系列3侧重让学生较全面地学习物理学的基本内容，进一步了解物理学的思调物理学与技术的结合，着重体现物理学的应用性、实践性。选修系列2以物理学的核心内容为载体，侧重从技术应用的角度展示物理学，强强调物理学对人类文明的影响。用，突出物理学的人文特色，注重物理学与日常生活、社会科学以及人文学科的融合，选修系列1以物理学的核心内容为载体，侧重物理学与社会的相互关联和相互作展的影响，同时为下一步选学模块做准备。初步了解物理学的特点和研究方法，体会物理学在生活和生产中的应用以及对社会发学习运动、相互作用及运动规律、能量等物理学的核心内容，经历一些科学探究活动，其中，必修1和必修2是全体高中学生的共同学习内容。在该模块中，学生通过选修系列1、选修系列2和选修系列3,共12个模块。标，组织编写了人教版物理学科的全套教材。这套物理教科书，分为必修1、必修2、下，自2003年开始，我国课程教材研究所物理课程教材研究开发中心根据新的课在“以学生为本、全面发展”、“自主学习、教学方式多样化”等教育理念的指导1.2研究的对象和方法方面作进一步研究。理教材进行比较的，且比较时以定性或半定量为主，缺少定量研究，因此有必要在这此类比较针对义务教育阶段的居多，以国内教材比较为主，很少有对中外高中物第1章序言人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 第1章 序 言解、课后习题和物理实验室。为了扩展学生的知识领域，激发学生学习物理的兴趣，还开辟了“袖珍实验室”、“物理学与社会”、“物理学与技术”、“小资料”、“问题解决 策略”、“链接”等小栏目。人教版物理教科书和物理：原理与问题是根据中美两国各自教育标准所撰 写的主流教材，体现了当前中美两国物理教育的现状和特色，因此本文选取这两套教 材作为比较研究的对象。教科书文本的质量受制于很多因素，教科书文本的内容、结构和形式是其中的关 键要素，而教科书的特色是教科书的“灵魂”。因此，本文将主要从以上因素出发，采用内容分析法、比较法对上述两套教科书进行比较研究。3 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/ 1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http:/4基础教育教材建设丛书编委会，中外中小学教学参考书的比较研究M,人民教育.，2006年5月，4钟启泉，基础教育课程改革纲要）（试行）解读M,华东师范大学.，2001年，188189顾明远，教育大辞典M,上海教育.，1990年，283中国大百科全书编辑委员会，中国大百科全书教育M,中国大百科全书.，1985年，145因素造成了对“教科书”认识上的不同，但是“教科书是在学校和学院中使用，服务从以上学者对“教科书”的解释可以看出，虽然由于时代的变化、文化的差异等学生的智力发展水平和接受能力J目的书的体系。它们在学校广泛使用，有特殊的学科分类，内容适合不同年龄阶段的作者为教育下一代所编辑的书。这类书是被清楚地设计、组织，从而服务于具体教学单爱民认为：“教科书是一个国家或社区按照某种被认可的标准，由专门机构或或地区基础教育水准的重要标志。”念。教科书是学校教育中最重要的教材，或是教材系列的主体部分，是衡量一个国家在学科课程的范畴之中系统编制的教学用书，它集中反映了国家的意识形态和教育理基础教育课程改革纲要（试行）解读（钟启泉，2001）：“所谓教科书是或章节。主要由课文、注释、插图、实验和习题等构成。其中课文是最基本的部分的主要依据，学生课外扩大知识领域的重要基础。通常按学年或学期分册，划分单元课程标准）编写的教学用书，是教材的主体，是师生教学的主要材料，考核教学成绩教育大辞典（顾明远，1990）：“教科书也称“课本”。根据各课教学大纲（或考核教学成绩的主要标准J内容的主要依据，是实现一定教育目的的重要工具，是师生教与学的主要材料，也是根据教学大纲（或课程标准）编定的系统地反映学科内容的教学用书。教科书是教学中国大百科全书教育卷（陈侠，1985）：“教科书（textbook）亦即课本,有关学者对“教科书”的定义：“教科书”和“教材”两个概念进行辨析。什么是教科书？在现实中经常将“教科书”与“教材”相等同。因此，有必要对2.1“教科书”与“教材”的概念界定第2章教科书的相关理论第2章教科书的相关理论人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究第2章教科书的相关理论于教育目的”（哈里斯和Hodges,1995）的特点是毫无争议的。那么对“教材”又是如何定义的呢？中国大百科全书教育卷（陈侠，1985）：“教材一般有两种解释：（1）根 据一定学科的任务编选和组织具有一定范围和深度的知识和技能体系，一般以教科书 的形式来具体反映；（2）教师指导学生学习的一切教学材料。包括教科书、讲义、讲 授提纲、参考书刊、教学辅助材料（如图表、唱片、录音、录像磁带等）J新编教育学教程（叶澜，1991）：“教材是教师指导学生学习的一切教学材 料，包括教学大纲、教科书、讲义、参考书刊、教学辅助材料（如图片、教学影片、唱片、录音、录像、磁带、等）甚至包括有意识地用来为教学服务的实际情境。”教材论（曾天山，1997）：“教材是教学过程中教师用来协助学生达到教学 目标的各种知识信息材料。构成教材必须包括其基本要素和必要条件。基本要素其一 是信息（用以规范化和符号化的语言和思想），其二是信息赖以存在和显现的物质载 体（如语言甲骨、木竹、石皮、帛纸、胶片、磁带、录像带、软盘等）；必要条件是 教材得以实现其社会价值、发挥功能的活动教育教学活动。”基础教育课程改革纲要（试行）解读（钟启泉，2001）：“教材是教师在 教学活动中所利用的一切素材和手段，它既包括规范的教科书、教师参考书、学生练 习册、阅读材料等行行色色的书面印刷材料，也包括围绕课程内容开发的录象带、光 盘、教学软件等视听教材、电子教材和多媒体教材。”从以上学者对“教科书”和“教材”的定义，不难发现两者，教材、的区别与联系。可以这样说：教材涵盖了教科书。教科书是最有（二、）教科书）/代表性的，主干性的文本形式的教材。在本文下面的论述中，不 小22/再严格区分“教科书”和“教材”，统一使用“教科书”这一词 图21教材与教科书的关系 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/钟启泉，基础教育课程改革纲要（试行）解读M,华东师范大学.，2001年，188-189曾天山，教材论M,江西教育.，1997年叶澜，新编教育学教程M,华东师范大学.，1991年中国大百科全书编辑委员会，中国大百科全书教育M,中国大百科全书.，1985年，145基础教育教材建设丛书编委会，中外中小学教学参考书的比较研究M,人民教育.，2006年5月，4 1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http:/60叶立群，课程教材改革探索M,人民教育.，1997年，6263张维善，关于物理教科书功能的一些思考J,物理教学探讨：中教版，2003年21卷11期毕华林，走向生本的教科书设计一中学化学教科书设计的理论与实践M,山东教育.，2006年，86Tl“需要采取和运用多种形式。通常采用的是文字的阐述（课文）、图画、图表、表解、叶立群提出：“教材的结构指的是教材有哪几部分、哪几种形式组成的二教材都进行了探讨。所谓“结构”是指把观念组合成逻辑组织形式的方式。许多学者对教科书的结构2.3教科书的结构育的水平和学生发展的水平。从以上论述中，不难发现教科书承担着重要功能，教科书的质量直接影响学科教科书要引领学生跨入科学的大门物理教科书应展现科学教材的人文价值。程目标服务物理教科书要为学生的自主学习和教学方式多样化创造条件物理教张维善指出，物理教科书应具备以下几个功能：物理教科书要为实现三维课生进行自我反思与评价。生内在的学习动机、促进学生学习方式的转变、促进学生科学价值观的形成、引导学毕华林提出教科书的功能应包含以下五个方面：提供学生学习的范例、激发学为思想情感教育媒介的功能。学习动机和兴趣的功能、促进学习方式形成的功能、提供自我反馈与巩固的功能、作息的功能、整合学科知识与社会实际的功能、实施教育目标定向的功能、激发和维持在上述认识的基础上，可对具体学科的教科书，提出以下功能：提供学科知识信促进学生发展方面发挥着重要的功能。教科书的上述性质决定了教科书作为课程的物化产物，在传递人类文化知识、第三，教科书是文本，是教材最重要的形式；带；第二，教学活动以课程内容为主要凭借，所以教科书是联系师生活动的桥梁和纽第一，教科书是课程内容的主要载体；从以上对教科书的概念界定，可以发现教科书有如下性质：2.2教科书的性质和功能第2章教科书的相关理论人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究第2章 教科书的相关理论实验、作业（练习）等廖哲勋认为：“教材的基本结构是教材内部各要素、各成分之间合乎规律的组织 形式”，“各科教材的要素主要包括知识要素、技能要素、能力要素以及必要的思想教 育要素。其次还应含有某些审美要素和心理要素“各科教材的成分是指教材目标、教材内容和各科学习活动的方式。这三种成分是由各科教材各要素分化、组合而成 的二郭晓明认为教材具有实质结构和形式结构。实质结构包括两个亚层。一是对教 材结构的一般的、理论化的构想；二是教材目标定向和编写思路。形式结构包括三个 亚层。一是课文系统与课文辅助系统的构成及相互结合方式；二是各学期教材间纵向 衔接关系以及各单元（课、节）的设置与纵横关系；三是整个教材的课程内容与学习 活动方式的构成与相互结合方式，以及课程内容中知识、技能、能力、情感、思想意 识等要素的比例与结合方式，还有各种学习活动方式的组合。夏基松用“深层结构”和“表层结构”的概念来分析教材的结构。所谓“深层 结构”是指教材所选择的人类知识技能要素和道德情感要素构成的体系。教材的深层 结构设计包括基本概念、基本原理、基本技能、基本价值等更为根本、普遍的文化要 素的选择与组织。这个体系决定了教师教什么和学生学什么。所谓“表层结构”是为 了使学生更有效地内化深层结构而赋予教材的表现形式。表层结构的要素是指各种精 心设计的教材的“功能模块”以及相应的文字与图表的呈现形式。主要包括：目录、课文、学习活动、习题与评定、小结、参考资料、附录、图表、与教材配套的教学资 源。这个体系决定了教师怎样教和学生怎样学。丁朝蓬认为教科书结构既是深层结构和表层结构的统一，又是学科结构和教学 结构的统一。教科书的学科结构使教科书具备了成为教学资源的基础和可能性，而教 学结构才使得这种可能性成为现实性，才使得教科书变成可以被学生接受的有效的学 习资源；同时教学结构为教学活动实施提供了依据和支持，使教科书的工具功能得以 实现。1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/7丁朝蓬，教科书结构分析与内容质量评价J,教育理论与实践，2001年21卷8期夏基松，现代西方哲学教程新编（下）M,高等教育.，1998年，618郭晓明，论教师教材观的转变J,课程研究，2001-3廖哲勋，课程学M,华中师范大学.，1991,213-217图22教科书结构层次关系第2章 教科书的相关理论 人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究毕华林则将教科书的构成要素分为内容要素和形式要素。内容要素包括事实性知识、理论性知 识、技能性知识、策略性知识和情意类内容五个方 面，而将教科书的导言、目录、课文、习题、活动、图表、注释、附录、索引等称为教科书的形式要素，并认为教科书的结构就是构成教科书的内容要素 和形式要素之间合乎规律的组织形式，并在此基础 上将教科书结构分为宏观结构和微观结构。宏观结 构就是教科书内容的构成和及其组织,而微观结构 则由“学什么”、“为什么学”、“怎么学”、“学得怎 么样”四部分构成。1994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved,http:/8毕华林，走向生本的教科书设计一中学化学教科书设计的理论与实践M，山东教育.，2006年，81程是教育系统中处于核心地位的子系统，它是把宏观的教育思想、理论等与教学实际教科书是课程的物化形态之一，课程是影响教科书编写与设计最重要的因素。课2.4.1课程理论当代教育理论为理论基础。育思想的产物，教科书就必然与当代教育理论相联系，反映当代教育理论之成果，以任何教科书都是以一定的理论基础作为指导的。教科书是时代的产物，是当代教2.4教科书设计的理论基础和形式要素就是就是实现教科书功能的依托。都是教科书的功能。如果把教科书结构看成是教科书的骨架，那么教科书的内容要素结构和教学结构的统一，还是将教科书结构分为宏观结构和微观结构，其区分的依据同，但其实质是相同的。无论是将教科书结构看成深层结构和表层结构的统一、学科的含义被不断丰富。笔者比较赞同丁朝蓬和毕华林的观点，两者在表述上虽然有所不综上所述，不同学者对教科书结构有不同的描述，随着研究的深入，教科书结构Zjxo教科书要素、结构、功能的关系如图22所人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 第2章 教科书的相关理论 联系起来的主要途径，是教育目标的主要载体，是学生知识的主要来源。课程目标的 设计是否合理，课程类型的组织是否妥当，课程内容的选择是否恰当，在总体上决定 着教育质量的高低，决定着教育目标能否实现。课程问题是学校教育的核心问题。因 此，课程理论应该是教科书编写的最主要的理论基础。由于关注课程的视角不同，因而形成了各种课程论流派，其中影响较大的有强调 以学术为中心的学科课程论流派和强调以学生发展为中心的人本主义课程理论。1.学 科结构课程理论：学科结构课程理论认为知识是课程中不可或缺的因素，强调要把人类文化遗产中最具学术性的知识作为课程内容，并且重视知识系统本身的 逻辑顺序和结构。这种课程理论是以课程即知识的课程观为基础的，对于教科书的编 写影响很大。2.强 调以学生发展为中心的人本主义课程理论：学生中心主义课程理论主张应 该以学生兴趣、爱好、动机、需要、能力和态度为基础来编制课程。这种课程有两个 基本特征：课程的核心不是学科内容而是学生的发展，课程的内容不是固定不变的而 是随着教学过程中学生的变化而变化。这种理论倡导的教材以发展学生的天赋和适应 学生的个性特点为基本原则，把视野扩大到学生的生活经验上；重视思想因素与情感 因素的内在联系，把教材与学生的生活经验相互联系起来，帮助学生发现学习经验中 的个人意义。即从经验和活动来理解并设计教科书。2.4.2建构主义理论20世纪80年代以来，国际课程改革的主流理论是建构主义。建构主义的核心思 想是“建构、协作、提升”，它认为知识不是对客观世界的精确表征，而是由认知主 体积极建构的。学习过程就是学生在一定的情景中，利用自己与世界相互作用的独特 经验去构建自己的知识并赋予经验以意义的过程，在此过程中，教师的作用就在于为 学生理解和建构知识搭起一个“脚手架、建构主义理论以学生为中心，重视知识的动态发展性和情景性，强调学习的主动 构建性和社会作用性，引导学生通过高水平的思维活动，达到对知识的深层次理解。正是在此基础上，建构主义理论为教科书的设计提供了有益的启示。它要求教科书设 计要以学生为中心，充分关注学生的知识经验，通过设计问题串，引导学生思维，深 入激活学生的原有经验，理解分析当前的问题情景，对知识产生更深刻的理解。9 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第2章 教科书的相关理论 人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究2.4.3认知心理学理论作为课程设计的理论基础，认知心理学理论对教科书设计的影响更为直接和具 体。所谓认知发展，是指个体吸收知识时的认知方式与解决问题时思维能力，随年龄 增长而逐渐改变的历程。学生的认知发展既存在共同的特征，更体现出不同的个性差 异。学习动机、学习兴趣、认知风格等对学生认知学习和发展有着直接的影响。这就 要求教科书设计时要关注学生的认知发展阶段，符合学生的认知发展规律，认真分析 教学内容与学生已有知识经验的联系，在新旧知识的结合点上创设问题情景，引发学 生的认知冲突，引导学生通过探索解决问题，向更高的水平发展。教科书内容的选择 不仅要重视学科的基本结构，体现学科的基本概念和原理，还要反映出获得知识的方 法和过程，引导和启发学生，提高他们自主学习的能力；而组织内容时则要尽可能体 现出知识的内在逻辑顺序，帮助学生形成清晰的认知结构。教科书选择的内容要尽可 能贴近学生、贴近生活、贴近社会，从而激发学生的学习兴趣；同时还要把握好内容 的难度，使学生通过认真思考和积极探究能够解决问题，从而体验到学习成功的乐趣，增强学生学习的动机。2.4.4 STS教育思想STS是Science（科学）、Technology（技术）、Society（社会）三个英文单词首字 母的缩写。STS教育旨在把科学、技术与社会紧密结合起来，改革“脱离学生现实生 活，偏重科学世界”的科学课程，注重从学生的生活经验出发，让他们在熟悉的社会 生活情景中积极主动地学习科学。STS教育思想要求教科书设计时，第一，要以学生为中心，关注学生的学习需要，将科学教育的重点由“精英教育”转变为“大众教育。面向全体学生，关注每一个 学生的发展。教科书应呈现与现代生活密切相关的科学知识，以激发学生内在的学习 动机，充分调动学生参与学习的积极性和主动性，使每一位学生都能通过学习在原有 的基础上获得充分的发展。第二，要突出科学、技术与社会的相互联系，强调科学技 术在社会生活、生产和发展中的应用。教科书要给学生呈现现实世界的真实图景，引 导学生将对科学技术的理解与整个人类社会的文化结合起来，并依次为根据对未来做 出决策。第三，教科书应为学生提供广泛的学习科学的背景，把学生放置在他们熟悉10 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 第2章 教科书的相关理论 的社会生活背景中来学习科学，鼓励学生积极参与社会活动，了解社会对于科学学习 的重要意义。从以上阐述中我们可以发现，各种教育理论都要求设计教科书要把学生放在第一 位，所有的设计都要从学生特点出发，围绕学生的学习活动而展开，以更有利于学生 学习为目的。11 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第3章 教科书形式要素的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究第3章 教科书形式要素的比较研究教科书的形式要素通常来说就是教科书的编写体例。教科书的编写体例是指教科 书内部各种不同要素如选文系统、知识系统、助读系统、作业系统等，按照不同的组 织编排方法形成结构上的不同类型。3.1 教科书体例的比较研究不同的编写思想、编写理念会形成不同的教科书编写体例。教科书编写者之所以 精心设计特定的教科书编写体例，其根本出发点在于将教学材料分化为可供连续学习 的内容元素和基本技术元素，逐步帮助学生形成掌握知识建构的能力基础和经验基础 以及人格基础。因而，进行教科书研究，分析教科书的编写体例非常重要。人教版教科书将教科书理科部分分为必修1、必修2和选修3系列共7个模块,按照一个模块一册书的方式将全套教科书分为7册，每一模块围绕一物理领域展开。其编写结构如下:教科书实验 演示实验 做一做 说一说 思考与讨论 科学足迹 科学漫步 STS人教版教科书采用章节体的编写体例，按模块将其内容分为若干章，同时根据知 识线索将每一章分为若干节，每一节讲述一个相关的物理内容。这样安排，每一章节12 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 第3章 教科书形式要素的比较研究 知识的逻辑性十分清晰，每一节内容的容量适中且目标明确，便于教师引导学生开展 教学活动。在每一小节中以实验现象或生活现象入手，提出问题，引起学生兴趣。然后在正 文的阐述过程中穿插学生的活动，引导学生探究，获得其中的物理原理。随后通过例 题帮助学生实现对新知识的进一步理解和应用，通过阅读资料进一步拓宽学生的知识 面，最后通过练习达到巩固知识的目的。这样的设置按照从现象到本质再到应用的逻 辑关系展开，符合学生从形象思维到逻辑思维的思维方式的发展规律。这种体例的基 本模式实际上是“问题情境f建立模型一解释f应用f拓展、反思”，其背后所蕴涵 着的是一种探究式的内容呈现方式，较好地体现了知识、能力、方法、过程、情感态 度之间的联系。为了让学生更好地开展探究活动，人教版教科书在活动这一环节设置了大量丰富 多彩的栏目，旨在打破之前以“结果”为取向的封闭的、静态的学习观，向以“过程”为取向的开放的、动态的学习观转变，让学生在活动中体验过程，发挥自主探究的能 动性。而整套教科书图文并茂，围绕文字穿插了大量精美的图片，用卡通人物拉近了 与学生的距离，激发了学生学习的兴趣。物理：原理与问题共三册，31章。章节编写的基本体例如下：物理实验室 袖珍实验室 问题解决策略 物理学与社会 它是如何工作的？物理学与技术 连接 小盗料13 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第3堂 教科书形式要素的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究物理：原理与问题在章节设置上采取了更灵活的方式，根据学生学和教师教 的心理特点，将内容较多的一大章进一步分为若干小章。例如：关于静电场的内容就 将其分为静电和电场两章，而光学部分则一共分为四章内容。这样就为学生 的学习设置了台阶，降低了难度。在编写体例上，物理：原理与问题采用了章节体和课题体相结合的方式。章 节体结构严谨、逻辑清晰，但缺乏对学生心理特点的关注。课题体则更加关注学生，围绕学生认知特点展开，能更好地激发学生学习的兴趣，但课与课联系性不强，难于 系统地传授物理知识。物理：原理与问题较好地吸收了两者的优点，在按物理内 容的逻辑性编排知识的同时，又利用每一章的引言部分针对某一生活或自然现象设置 课题，并围绕如何解决这一课题来编排知识，在注重知识逻辑性的同时又很好地激发 了学生学习的主动性。为了让学生更好地主动参与到学习活动中去，该书精心地做了很多的安排。为了 让学生在学习之前明确自己的学习内容、学习目标，教科书专门向读者作了说明；为 了让学生积极参与学习活动、拓展学生的知识面，教科书设置了各种丰富的栏目；为 了能让学生在课后能更好地复习巩固、进行自我评价，教科书在每一章的结尾都对本 章内容做了提纲挈领的综述，并提供了大量分层次的习题。根据以上分析，笔者认为两套教科书虽然在编写体例上略有不同，但都根据学生 学习过程的特点和技能发展的规律进行了精心的设计。3.2 引言的比较研究在实践中一般把引言作为“先行组织者”，出现在教科书内容的前面，起到承上 启下的作用，在激励学生主动学习方面发挥重要作用。引言通常是用富有感召力或富 有哲理的话语来激发学生的学习兴趣，或用简洁的语言描述教科书的一章的精彩内 容，还可以概述学习目标、学习方法等。14 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http:/人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 第3章 教科书形式要素的比较研究【案例分析】以磁场的引言为例人教版教科书物理：原理与问题主题图托卡马克磁约束装置美丽的北极光引电和磁的实验中最明显的现象是，处于彼此距离相当远的物体之间的相 互作用。因此，把这些现象化为科学形 式的第一步就是，确定物体之间作用力 的大小和方向。麦克斯韦美丽的北极光，多少世纪以来，它使人着迷，也给多少代人留下了未 解之迷。小说家和诗人从这种北半球 夜空中出现的美妙条纹和天幕中获 得灵感。是什么原因使北方的天空中 出现了这种非同寻常的光呢？许多动物除了视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉外，还能感觉到磁场。依靠 这种感觉，它们能利用地磁场“导航”。候鸟和海龟长途迁徙不会迷失方向，它 们凭借的“秘密武器”之一，可能就是 对地磁场的感知能力。人类对磁场的利用就更多了：利用 磁场进行电能和机械能的相互转变，人 们制造出发电机、电动机；利用磁性材 料的磁化和退磁，人们广泛使用磁卡、磁盘、磁带；地球的磁场不仅为我们导 航、找矿，还能帮助我们测定岩层的年 龄，传递大陆飘移的信息。大到天体，小到粒子，磁现象无处 不在。让我们在这一章里，一起探究磁 的奥秘吧！按古代的说法，极光被认为是上 帝意志的体现，当今科学知识告诉我 们，这种北方的光晕是由太阳风和地 球的磁场相互作用引起的。要理解它 产生的机理，你就要深入了解这两种 现象。人们知道磁体和磁场的存在已 经有2000多年了。16世纪欧洲人就 发现中国人已用磁铁做成了指南针。有磁性的矿石，也被称为天然磁石，已经被古代科学家所研究了。现在，磁铁已被用于产生电能的发电机中。另外，电动机、电视机和磁带录音机 都依赖于电流的磁效应。于是，对磁 的研究是你研究电学以及理解很多 常见电气装置的重要方面。你将学到什么？你将在磁和电荷、电之间建立联系。你将能描述电磁是如何用于产生机 械功。为什么这部分是重要的？电动机利用电磁作用能将电能转化 成机械能。每天你都利用由电能转化而来的机 械能从此案例可以看出，两套教科书都对引言部分进行了精心的设计：配有精美的主 题图片；通过文字叙述，概括了本章的主要内容，强调了本章内容的地位；同时，又 体现了与社会生活的联系，突出了人文色彩。通过比较可以发现：两套教科书引言的构成基本相同，都含有主题图、标题、本章内容和地位介绍15 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/第3章 教科书形式要素的比较研究人教版高中物理教科书与美国物理教科书物理：原理与问题的比较研究 等。但物理：原理与问题多设置了“你将学到什么？”和“为什么这部分是重要 的？”两部分内容。这种对话的方式，更加贴近学生，从学生学习的角度对本章的主 要内容和地位进行了介绍。主题图片的选材各有特色。物理：原理与问题多以自然现象为例，人教版 教科书较多的以最新的科技成果为例。但以磁场的引言为例，人教版教科书引言 的文字叙述部分大多与主题图呼应较少。设置问题是物理：原理与问题引言部分的一大亮点。围绕主题图片设置问 题，以问题的形式提纲挈领地提出本章所要学习的内容，更能引起学生学习的动机。丰富的名人名言是人教版教科书引言部分的一大亮点。利用这些具有深刻内涵 的名人名言，烘托出浓厚的人文色彩。例如在热力学定律引言中R.埃姆登的一 段话：“在自然过程的庞大工厂里，嫡的原理起着经理的作用，因为它规定整个企业 的经营方式和方法；而能的原理仅仅充当了簿记员，平衡着贷方和借方在光 一章，教科书引用了托马斯杨的一段话：“固执于光的旧有理论的人们，最好从它 自身的原理出发，提出实验的说明。并且，如果他的这种努力失败的话，他应该承认 这些事实在原子结构一章，教科书利用密立根的一段话告诉学生：“科学靠 两条腿走路，一是理论，一是实验。有时一条腿走在前面，有时另一条走在前面。但 只有使用两条腿，才能前进。”这些名人名言作为一种隐性课程，有的能够帮助学生 更加深