郭俊龍　柳迪

摘 要：教材是教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵模塊，教材編寫的內(nèi)容和質(zhì)量將直接影響到教師授課和學(xué)生學(xué)習(xí)的成效，影響課程改革的進(jìn)程。以系統(tǒng)論為理論支柱，采用美國(guó)中學(xué)物理教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——物理：原理與問(wèn)題》作為研究文本，采用文獻(xiàn)分析法、案例分析法等對(duì)本套教材建立分析模型，從知識(shí)、技能、邏輯、非智力等四要素深入分析文本，旨在總結(jié)美國(guó)教材的特點(diǎn)，使其能夠?yàn)槲覈?guó)的物理教材編寫和物理教學(xué)改革提供一個(gè)交流的平臺(tái)，為我國(guó)中學(xué)物理教育改革提供一些有益的參考。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)論；物理教材；教材分析模型；美國(guó)教材

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-2589（2013）11-0271-02

一、系統(tǒng)論概述

系統(tǒng)，意為部分組成整體或集合，在現(xiàn)代科學(xué)中主要指由若干要素通過(guò)一定方式相互聯(lián)系、相互制約在一起的構(gòu)成的具有一定功能的穩(wěn)定的整體。結(jié)合系統(tǒng)定義，我們可以歸納出系統(tǒng)的幾個(gè)特點(diǎn)。

1.目的性與整體性

系統(tǒng)具有一定目的并有與之相適應(yīng)的功能與結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組成部分是在這個(gè)目標(biāo)的作用下，共同構(gòu)成了一個(gè)完整的、不可分割的整體。

2.相關(guān)性與層次性

系統(tǒng)內(nèi)各要素以及大系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間都是相互依賴、相互影響的，系統(tǒng)內(nèi)下分各具體要素，系統(tǒng)與系統(tǒng)還可構(gòu)成一個(gè)更龐大的系統(tǒng)，形成層次鮮明的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

3.環(huán)境適用性與動(dòng)態(tài)性

系統(tǒng)與外界條件息息相關(guān)，當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)，內(nèi)部要素也會(huì)隨之相應(yīng)調(diào)整。系統(tǒng)內(nèi)部與外部都是不斷發(fā)展變化的整體，保持著動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)。

伴隨著人類社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及該理論的廣泛傳播和不斷完善，系統(tǒng)論逐漸從樸素的整體思想發(fā)展為跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的現(xiàn)代系統(tǒng)理論。這種指導(dǎo)人類認(rèn)識(shí)和改造社會(huì)的方式就是系統(tǒng)方法論。人類社會(huì)和科技水平是不斷發(fā)展的，因而教材的編寫都是相對(duì)滯后的，傳授人類知識(shí)成果的教材更應(yīng)以一種開放的姿態(tài)，不斷實(shí)現(xiàn)自身內(nèi)部的整合創(chuàng)新，以適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展。

二、教材分析模型的建構(gòu)

系統(tǒng)中的各個(gè)要素看似獨(dú)立，但是要使要素對(duì)系統(tǒng)的整體性質(zhì)和行為產(chǎn)生影響，必須依賴于其他要素的相互作用，所以系統(tǒng)中要素的確定是用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)研究教材的基礎(chǔ)工作。在我國(guó)，教材的發(fā)展經(jīng)歷約兩千年的漫長(zhǎng)過(guò)程，但是教材的基本功能保持不變，即傳播功能和教育功能。教材的功能決定了教材要素的內(nèi)涵，應(yīng)包含知識(shí)要素、技能要素、邏輯要素和非智力要素。四個(gè)要素相互協(xié)調(diào)共同協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)教材系統(tǒng)的整體功能。

《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——物理：原理與問(wèn)題》是美國(guó)麥格勞—希爾公司出版的9-12年級(jí)（相當(dāng)于我國(guó)高中）物理教材，由著名物理學(xué)教授保羅·齊策維茨博士主持編寫。該教材出版至今，經(jīng)歷了數(shù)次改版，是美國(guó)中學(xué)教育選用率最高的物理教材，在全美的使用率占50%以上。因此對(duì)該教材的分析，有助于開闊我們的視野，為我國(guó)高中物理課程改革提供積極有效的建設(shè)性意見。

1.知識(shí)要素

知識(shí)是人類智慧的結(jié)晶，是人類對(duì)過(guò)往認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)的系統(tǒng)化總結(jié)。物理學(xué)是由基本概念、基本規(guī)律和理論組成的體系嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、精密定量的科學(xué)知識(shí)體系。物理教材并不能像學(xué)術(shù)論文那樣將知識(shí)生硬的擺出來(lái)，而是要有選擇性和針對(duì)性的進(jìn)行科學(xué)編排。

第一，該教材內(nèi)容面廣、知識(shí)量大，涵蓋“經(jīng)典物理學(xué)”、“近、現(xiàn)代物理學(xué)”的多方面內(nèi)容；編排上真正做到了以學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識(shí)的邏輯順序?yàn)楸?，降低學(xué)習(xí)的難度。以“力學(xué)”為例，首先介紹“一維方向上的力”引出“牛頓運(yùn)動(dòng)三定律”，又在“二維方向上的力”中對(duì)“牛頓運(yùn)動(dòng)三定律”進(jìn)行應(yīng)用，最后將運(yùn)動(dòng)帶入“二維空間”。這種循序漸進(jìn)的安排，遵循了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識(shí)的邏輯順序，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

第二，在物理學(xué)科與其他學(xué)科聯(lián)系方面，設(shè)置多個(gè)小欄目，將多個(gè)學(xué)科之間的聯(lián)系有效地滲透進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，既增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性又拓展了學(xué)生的知識(shí)面。如第十章第二節(jié)“機(jī)械”中與生物學(xué)的知識(shí)：人體肢體的運(yùn)動(dòng)，可以用運(yùn)動(dòng)的“力”和“功”的原理來(lái)解釋。

2.技能要素

技能要素是指教材中含有的關(guān)于學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的技能方法，主要是檢驗(yàn)教材中是否含有培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的能力的要素。

第一，該教材非常注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)。每章都以實(shí)驗(yàn)開端，在正文的知識(shí)點(diǎn)中解釋實(shí)驗(yàn)，并穿插著各種小實(shí)驗(yàn)來(lái)探索和驗(yàn)證知識(shí)點(diǎn)。其中，力學(xué)實(shí)驗(yàn)占39.2%；電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)占了22.5%；原子物理實(shí)驗(yàn)占了13.3%，熱學(xué)實(shí)驗(yàn)的6.7%。實(shí)驗(yàn)部分全部由“學(xué)生實(shí)驗(yàn)”和“課外實(shí)驗(yàn)”組成，并以“課外實(shí)驗(yàn)”為主，占74.2%。這種實(shí)驗(yàn)類型和分布的安排設(shè)置，真正體現(xiàn)了美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中：“不建議在規(guī)定的課堂時(shí)間內(nèi)進(jìn)行調(diào)查研究活動(dòng)，不建議使用演示實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行科學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，推薦在課堂時(shí)間外繼續(xù)延續(xù)對(duì)知識(shí)的調(diào)查和研究，強(qiáng)調(diào)探索和分析來(lái)解決科學(xué)問(wèn)題”的核心思想。

第二，當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，為信息技術(shù)與物理的整合創(chuàng)造了有利條件。該教材運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立了與教材相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)http：//www.glencoe.com/sec/ science/。登錄界面會(huì)有3種身份的選擇——教師、學(xué)生和家長(zhǎng)。該平臺(tái)并不是對(duì)教材的簡(jiǎn)單多媒體展示，教師、學(xué)生和家長(zhǎng)都可以從該平臺(tái)獲得與自己相關(guān)的教材擴(kuò)展，如教學(xué)計(jì)劃、學(xué)習(xí)建議、課外練習(xí)、知識(shí)連接等。

3.邏輯要素

邏輯要素是指教材內(nèi)容的結(jié)構(gòu)和呈現(xiàn)方式，是教材四個(gè)基本要素中最深層次的要素。

第一，教材在內(nèi)容呈現(xiàn)上，要根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)設(shè)出適合學(xué)生的問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地吸納新知識(shí)并與自身知識(shí)相融合，促進(jìn)學(xué)生對(duì)自身知識(shí)體系的自主建構(gòu)。該教材大多問(wèn)題的提出都是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)生活情景，既體現(xiàn)了情景中學(xué)生已掌握的自身知識(shí)，又提出了關(guān)于此情景的新問(wèn)題，使學(xué)生能夠在自身已有知識(shí)體系的基礎(chǔ)上不斷探索新知識(shí)。以第二十章“靜電”為例，該章首頁(yè)便介紹靜電技術(shù)在印刷機(jī)、復(fù)印機(jī)等設(shè)備的工作，接著插入閃電插圖引出對(duì)電荷成因的思考。

第二，對(duì)于概念的詮釋問(wèn)題，該教材以“相似類推法”，通過(guò)生活實(shí)例來(lái)解釋概念和規(guī)律，以此來(lái)增加知識(shí)的親切感，提高學(xué)生理解概念和規(guī)律的效率。如關(guān)于電路的理解，用水流下落的距離來(lái)比擬電路中的電壓；用溪流中每秒流過(guò)的水量來(lái)比擬電路中的電流；用狹窄的水道產(chǎn)生阻力來(lái)比擬電路中的電阻，至此一個(gè)抽象的電路就被比擬成生活中實(shí)例。

4.非智力要素

非智力要素是指教材中欄目設(shè)置順序和欄目?jī)?nèi)容中體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生“學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)”、“興趣與愛好”、“意志”、“情感與性格”和“習(xí)慣”的培養(yǎng)。

第一，物理學(xué)史的滲透。每一門學(xué)科背后都有他獨(dú)特的歷史內(nèi)涵和文化背景。該教材的物理學(xué)史大多以穿插在教材正文的形式出現(xiàn)。將歷史故事滲透進(jìn)各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的同時(shí)了解學(xué)科發(fā)展的故事，在這種積極情感的體驗(yàn)中，能夠更加自覺專注地接受知識(shí)的傳遞。

第二，教材設(shè)置趣味性強(qiáng)的欄目，針對(duì)學(xué)生的年齡、心理、認(rèn)識(shí)水平等特點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)本學(xué)科的興趣，主動(dòng)求索。該教材的趣味欄目集中于“物理學(xué)與社會(huì)”、“物理學(xué)與技術(shù)”、 “職業(yè)介紹”等板塊，從物理學(xué)與社會(huì)、科技、生活以及其他學(xué)科間的聯(lián)系等方面培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。該教材無(wú)論從欄目?jī)?nèi)容的趣味性上還是欄目編排順序的上都在不斷地培養(yǎng)著學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、興趣和習(xí)慣。

三、結(jié)論與啟示

根據(jù)系統(tǒng)論的整體性原則，筆者回歸到系統(tǒng)論的整體角度，對(duì)該教材進(jìn)行整體評(píng)價(jià)。

第一，整本教材最大的特點(diǎn)就是將知識(shí)與生活緊密相連。章節(jié)開始的“起步實(shí)驗(yàn)”、正文中穿插的“袖珍實(shí)驗(yàn)室”都是首先創(chuàng)設(shè)出學(xué)生熟知的生活情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。教材中實(shí)驗(yàn)材料大多來(lái)自于生活中隨處可見的素材，使學(xué)生真正將物理知識(shí)與生活緊密相連。

第二，巧借模型，聯(lián)系生活，化抽象為具體。對(duì)一些由于實(shí)驗(yàn)材料限制而無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn)，使用“模擬實(shí)驗(yàn)”代替，對(duì)一些難以理解的物理學(xué)概念和規(guī)律使用“相似類比”和“形象化圖形”，使抽象化的知識(shí)變得具體化，降低學(xué)生理解的難度。

第三，遵循美國(guó)教育觀中的變繁為簡(jiǎn)的理念，設(shè)計(jì)合理的知識(shí)梯度。將復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)分拆成若干個(gè)簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn)；安排符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的知識(shí)展現(xiàn)順序，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程由淺入深，降低物理學(xué)習(xí)的難度。

第四，與時(shí)俱進(jìn)，通過(guò)大量擴(kuò)展性欄目展現(xiàn)物理前沿知識(shí)。通過(guò)擴(kuò)展性欄目進(jìn)行學(xué)科之間的聯(lián)系，注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。

教材好比一部影視作品的劇本，在教學(xué)過(guò)程這場(chǎng)復(fù)雜的表演中起著基礎(chǔ)作用。因此，教材的編寫，不僅要以盡善盡美的方式把知識(shí)點(diǎn)傳遞給學(xué)生，而且要針對(duì)高中生的年齡特點(diǎn)，全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。注重學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、意志力、創(chuàng)造力等能力的培養(yǎng)比單純追求高分更為重要，這才是為學(xué)生的未來(lái)負(fù)責(zé)，為人才的培養(yǎng)負(fù)責(zé)，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展負(fù)責(zé)。現(xiàn)就筆者研究之皮毛對(duì)我國(guó)教材的編寫提出幾點(diǎn)不成熟的建議。

1.尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律

在知識(shí)的編排方面，更多的考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律?！盎睘楹?jiǎn)”，將難以理解的物理概念和規(guī)律分拆成若干個(gè)簡(jiǎn)單知識(shí)點(diǎn)，或者通過(guò)調(diào)整知識(shí)的編排順序，由淺入深，降低物理知識(shí)的學(xué)習(xí)難度。

2.合理編排實(shí)驗(yàn)

物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，物理的大多數(shù)規(guī)律都來(lái)自于實(shí)驗(yàn)。建議用實(shí)驗(yàn)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，具體流程：提出問(wèn)題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)引出知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，完成實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶出新的問(wèn)題……以此形成一個(gè)知識(shí)探索的流程。

3.生活化教材

學(xué)生總是會(huì)對(duì)自己熟知的事物感興趣，所以可以將教材中的知識(shí)點(diǎn)盡可能地與學(xué)生生活中的事例相聯(lián)系。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中盡量使用生活中的素材來(lái)作為實(shí)驗(yàn)材料，可以提高學(xué)生探索知識(shí)的興趣，又可以使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生活中。

4.讓學(xué)生更多的參與科學(xué)探究過(guò)程

學(xué)生對(duì)自己參與探究過(guò)程得來(lái)的知識(shí)往往比直接學(xué)來(lái)的知識(shí)要記憶深刻，所以在物理教材中要盡量設(shè)置開放內(nèi)容，讓學(xué)生自己提出問(wèn)題，自己想辦法解決問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]安文鑄.教育科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)[M].長(zhǎng)春：吉林教育出版社，1990.

[2][美]齊澤維茨，等.科學(xué)發(fā)現(xiàn)者：物理原理與問(wèn)題（上中下冊(cè)）[M].錢振華，等，譯.杭州：浙江教育出版社，2008.

[3]黃雁.談?wù)剼v史教學(xué)中運(yùn)用系統(tǒng)論方法對(duì)教材內(nèi)容重組的原則和方法[J].當(dāng)代教育理論與實(shí)踐，2012，（4）.

（責(zé)任編輯：田 苗）