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浅谈美国高中物理教材的特点

发布时间：2018-02-01

文/吴荩萱

     作为一名长期工作在国际高中双语物理教学一线的教师，我在每一年教学的过程中，都对我们所用的美国高中物理教材《Physics principle and problem 》有新的体会和认识。美国高中物理教材的时代性、启发性、情境性和应用性留给我们很大的思考空间和回味空间。

一，美国高中物理教材具有时代性

美国高中教材提倡科学的知识要与社会的发展紧密结合，即让学生能充分体会到物理在社会生产、生活中的广泛应用，时代的进步和发展离不开物理，同时也更容易引起学生的关注，让学生有兴趣地参与到课堂，参与到问题的思考与讨论中。

例如，《Physics principle and problem 》第六章中谈到应用牛顿第二定律解决超重和失重问题时，就引入了国际空间站的事例。国际空间站（ISS）中，来自不同国家的科学家正在从事各种实验和观察。他们观察了水滴在空中形成的悬浮球体，他们还种了豌豆，看看其能否在失重的条件下生长。在谈到向心力问题时，教材中又讲到ISS一般会被制造成大圆环的形状，这是为什么呢？因为ISS以及其中的所有物件和居住者都因为没有受到重力作用而漂浮在空中。如果圆环自转，则其中没有被束缚住的物件会由于向心运动而紧贴圆环的外侧，若转动速率和环的直径刚好取某个值，便可以使其中的居住者受到的向心力与地球上的重力的数值一致。这部分充满时代性的教学内容引起了学生的广泛共鸣，激发了学生学习物理的热情。

二，美国高中物理教材具有启发性

   美国高中物理教学强调学习不仅仅是让学生理解多少物理知识，更重要的是通过学习来培养学生的思维能力，养成正确的思维习惯。所以教材的内容设置一定要激发学生的热情，激发学生的多层次思维能力。教材通过多角度的设问引导学生从不同角度去观察和思考物理问题，培养学生的发散性思维能力。

例如，《Physics principle and problem 》第七章中就提出过这样一个问题：如何测量当地的重力加速度？你需要测得哪些数据？需要用到哪些仪器？学生通过讨论，不同的小组可以提出许多不同的方案，如在当地做自由落体实验，测量物体的重力，通过单摆实验测出周期等等。在小组讨论的过程中，人人都绞尽脑汁，力求想出和别人不同、测量方便且节约成本的方案。通过这部分内容的学习，学生在理解和应用知识的同时，也培养了探究意识、合作意识和创新意识。

三、美国高中物理教材重视情境化

    我在普高教学中遇到过这样的问题，有些学生认为老师所提出的问题与自己没有太大的关系，且枯燥无味，这样的学生往往在课堂上表现为启而不发，不能与老师产生共鸣。要解决好这个问题，我们不能强制每个学生都对我们所提出的那些抽象的、远离生活的、凭空捏造的问题产生强烈兴趣，我们应该关注如何让学生感受到他就是问题中的一员，如何有兴趣地参与进来。也就是说，我们在提问时，应该给问题一个载体，给学生创设一种情境，让每个学生感受到他就处在这个情境之中。

    美国高中物理教材在这方面做得就非常值得借鉴。《Physics principle and problem 》第十三章在讲到压强问题时，就引入了龙卷风的情境。首先提出问题：在龙卷风来临之际你是把门窗紧闭还是打开？学生照常理回答大多是“紧闭门窗”。接着书中给出了具体的数值让学生去感受：“龙卷风中心的压强可以比标准大气压强低15%，假定龙卷风的外围边沿作用于195cm高，91cm宽的门上，那么门受到的净力为多大，方向怎样？”经过讨论和分析，同学们往往会恍然大悟。我明显感觉到这比单单要求他们计算某一压强生动的多，因为学生已经将自己融入该情境中，成为了情境中的一员。

四，美国高中物理教材强调应用性

美国物理教材《Physics principle and problem 》当中设计了30个物理学的应用专栏。有的应用是在现实中已经实现的，有的还在构想阶段。例如，宇宙电梯，背跃式跳高，“哈勃”的困惑，隐形眼镜，激光眼部外科手术等等。全书30章内容，每章都配有一个知识点的应用，非常生动有趣。学生想解开奥秘的心情是急切的，老师充分抓住学生求知心切的心理，从而使得知识教学顺利展开，而学生对知识的印象也非常深刻。

美国高中物理教材的特点还有很多，如趣味性、对比性、针对性等等，不再一一举例。通过科学的、巧妙的的设计教材，可以有效的提高课堂效率，进而提高物理课堂教学的有效性。这其中的奥秘值得我们每个物理双语教师仔细体味。

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