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新西兰高中物理

  新西兰高中物理教材的特点———基于隐性课程概念的分析

  1 问题的提出

  隐性课程,是与显性课程相对应的范畴。一般理解为学生在学习环境中所学习到的非预期或非计划性的知识、价值观念、规范和态度。它具有潜在性的特点,所以也叫潜在课程。近期的研究拓展了隐性课程的范围。大们把有此预期的课程也规划为隐性课程,更注重隐性课程的“意图性”和“隐蔽性”。这意味着隐性课程的研究已由注重不知不觉的潜移默化,变为强调有意图的安排,这种概念的扩大对于研究隐性课程有重要的意义。

  教材是教师和学生进行教学活动的主要媒体,其内容源于学科领域的各个方面,并以计划的形式表现出来。在选择组织教材内容的过程中必然溶进编者的教学观、知识观、情感与价值观,这些大都隐藏在素材的图文背后、字里行间,隐藏在教学内容的“潜台词”中。因此教材的功能不仅限于帮助学生构建知识、掌握方法,它更是渗透情感、态度、价值观的重要凭借。要创造性地编写与使用教材,就要超越教材,开发教材文本之外的隐性课程资源。

  本文对新西兰高中物理教材《给你的物理学》(《phyics for you》)进行分析与研究。此套教材由新西兰Stanley T hornes公司根据1994年新西兰国家教育部颁布的高中物理课程标准修改后再版。笔者试图通过对此套教材隐性资源的探讨,从理论和实践上推进我国中学物理教材在隐性课程层面上的开发。

  2 生活、学习、娱乐三位一体

  2. 1 娱乐性

  漫画设计是新西兰物理教材的一大特色。教材共呈现漫画192幅,都由专人设计。其中一个叫“麦瑟教授”的漫画人物出现次数达131次之多。麦瑟教授的物理学习不好,常使自己陷入尴尬境地,编者把他的很多滑稽表现以连环卡通画的形式呈现出来,让学生利用所学知识指出他的错误帮助他走出困境。同时,书中还出现其他的漫画大物:比如仅在《能量》这一章中,就以多个卡通人物的跳芭蕾、荡秋千、玩弹弓、踢足球、点生日蜡烛等来引能量的概念,这此漫画人物经历的是学生耳熟能详的娱乐游戏,使大觉得亲切生动,在轻松的气氛中领会其中的物理概念和规律。

  不仅如此,这套物理教材的版面设计也很生动活泼。比较有代表性的是在每一章的题目栏中安排独具匠心。如第14章《力》的标题是这样呈现的:一个写有英文单词“force”的标题牌被两个漫画人物向相反的方向撕裂;在第21章《波》中,题目“wave”被连续3遍,然后12个字母以水波的形状成高低不同的排列,显得生意盎然,妙趣横生。一章的标题以如此幽默的形式出现,这在我国各版本的物理教材中都是不多见的。

  此外,教材中选用了一此新颖独特照片。如为了突显光导纤维的“纤细”,教材呈现了一张拿光纤与针眼对比的照片;为了说明漫反射的产生机理,教材选用了一张显微镜下拍摄的照片,清晰地显示出普通纸的表面的凹凸不平。这此照片效果新奇,出人意料,满足了学生的好奇心和求知欲。

  2. 2 生活实用性

  物理是一门实用性很强的学科,生活中的物理现象无处不在。新西兰物理教材的一个显著特点就是把物理和生活融合在一起,达到水乳交融的境界。 例如,教材中有28幅图片来自于运动场。在速度与加速度的讨论中,就选取了体操、摔跤、投掷铁饼和标枪以及短跑等多种运动项目的照片,大量的赛车、举重、弓箭、跳高、滑冰的图片也出现在其他的章节;又如,有的素材来自于舞台,如在电和磁的介绍中,引用了歌手拿麦克风演唱的近距离照片、乐队演奏吉他的照片,迪斯科舞的闪光照片、冰上舞蹈的照片等、也有更多的素材来自于家庭生活,如电能的供应中,厨房中家电一览无余:电视机、微波炉、电水壶,在提到人类能量的摄取时,一个大口吞爵汉堡包的照片也被选取,这让大感觉到亲切、自然。另有很多素材来自于实验室、工厂、医院、办公室、游乐场、街道、机场、太空……,内容不仅涉及科学探究,还涉及到化学生物、航空航天、环境保护、医疗交通、艺术体育等领域。教材中,设置图片总数达546幅,其中330幅都立足于反映物理学科的趣味性与实用性,占总数的60%。从显性课程的概念分析来看,这此图片似乎和物理无关,它们应该出现在报刊杂志的新闻版、体育版、娱乐版等更合适些。但在新西兰的教材中,却把它们收纳进来并且与物理学科的知识融为一体了。

  此外,在每一章的最后,都固定设置一个栏目“物理的应用”,内容覆盖从日常生活到高科技领域,所占篇幅从一页到十几页不等。在书后,教材还专门设置了“职业”这个栏目,介绍与物理相关的职业近70种,并且把物理在各种职业中的重要性以不同的符号显示,以体现“学以致用”。

  综合来看,此版物理教材在素材的选择上突出以下主旨:(1)培养学生学习物理的兴趣。 (2)用生活来构建物理学习的氛围。

  《phyics for you》的编者将科学知识与个大娱乐、生活联系在一起,为学生构造了一个娱乐、学习、生活三位一体的物理情境,在所涉及的各个领域,都突出了编写者的这个“预定中心”。这此内容的选择在潜移默化中激发了学生热爱科学的情感,增添了科学知识的魅力。这种“润物细无声”的境界显然需要编者的精心策划。

  3 自然美、科学美和语言美的和谐统一

  新西兰的物理教材向我们展示了一个丰富多彩的美的世界,其潜在的美育因素可以从以下三个方面进行分析。

  3.1 自然美

  新西兰的物理教材为读者提供了自然美的资源。统观全书,约有1/ 3的照片都来自于自然界。其中有大量的图片来自于“动物世界”,我们可以观察到昆虫在水上行走,鸟类疏松羽毛应对寒冬、奔跑中的大象向我们证明动能与质量有关,金钱豹也以其敏捷的身姿展示它不同凡响的速度—27 m/ s,蝙蝠竖起其大大的耳朵暗示我们它接受超声波的奥秘……如此奇妙的动物界,朴素而充满生机;又如,在第二十章《宇宙中的地球》中,教材以图片的方式向我们展示了火山爆发、太空探测器拍摄到的地球、木星及哈雷慧星及各种星系的照片,显现大自然的美丽与神奇;再如,在《光和声》的世界中,向读者展示了多幅效果奇特的X光照片、红外照片以及可见光光谱和彩虹的缤纷色彩等等,呈现在读者面前的是一个科技带来的色彩斑斓的美丽世界。

  日月星辰、朝霞彩虹、山川草木、花鸟虫鱼,从微观世界到宏观世界,从人类自身到无限广阔的宇宙……这此教材中的自然美的资源琳琅满目,美不胜收。而且经过作者审美处理,比现实生活中的自然美更精致,更完美。

  另外,此套教材版而新颖活泼,图片色泽绚丽,纸质优良,可视性强。教材本身在视觉上就有强烈的感染力,给人以美的享受。

  3.2 科学美

  物理学作为一门科学,它蕴涵内在的多种形式的科学美。谈到科学美,很多教材更注重科学理论的对称、和谐、简洁、多样统一等形式美。因为物理学中,所有的概念、规律都具有统一或对称等形式上的美。此套新西兰的物理教材更注重科学的内在的美。

  例如,教材设置了一个栏目“科学家的工作”,集中介绍了历史上20位科学家以及他们的科学探索的故事。科学家们以物理探索为神圣事业,坚信科学美的存在并设法揭示这种美,为貌似简单的科学理论所付出了艰辛的劳动和毕生的精力,他们是科学美的发现者,也是科学美的感受者。阅读这此内容,不仅使学生欣赏到物理学先驱者们的杰出的洞察力和想象力、更重要的是,科学家们对科学事业的热爱、执着、勇敢、忘我,科学家们的美的品德、美的精神更能够激发学生心理上的共鸣。

  科学理论是“按照美的规律来发现的”,这已经是不争的事实。但这只是科学美的一个方面,科学家们灵魂深处对自然界的和谐、统一的美的追求,对科学发展起着内在的深层的推动作用。科学探索者表现出来的这种精神上的美,是一种内在的、深刻的、更高层次的科学美。这在潜移默化影响着学生的情感、态度与价值观的形成。从这个角度讲,教材的这种栏目设计不仅从新的角度诠释了科学美,也有利于科学美在更深意义上的传递与强化。

  3.3 语言美

  通常在人的印象中,科学是讲求理性思维的学科,科学道理是深奥的、严肃的,似乎与感性无缘。作为自然科学的教材,只要做到语言准确、规范即可。但新西兰的物理教材,除注重语言的科学性以外,更注重对语言美的追求。

  例如,教材在解释抽象的物理原理之后,通常再配以压韵的幽默小诗。在讨论太阳的发光原理时,在插图旁可以读到这样一首小诗:

  Twinkle, twinkle sunny star,

  Now we know just what you are

  Nuclear fusion, burning brightly,

  ……Nice of you to switch off nightly!

  这种轻松、诙谐的语言在我国的物理教材中是难以见到的。

  又如,在书后有一篇《考试技巧》,以很大的篇幅教学生如何应对考试。在谈到考前文具准备时,出现了以下内容:准备两支钢笔,以防其中一支墨水用完。准备一块橡皮和一把直尺,可用于画图。用铅笔画图,用钢笔做图形标记,这样画图会很漂亮。(彩色铅笔一般不需要。但有时为了突出图形的局部,也会用到彩色铅笔,例如画光谱)准备一只手表,以备考试计时,因为考场里钟表可能看不清楚……

  这此亲切的、人性化语言都体现出丰富的感情色彩。

  除此之外,教材正文的语言风格简洁、通俗,生活化的语言很多,极少出现晦涩难懂的专业术语,这也是此套教材的语言特色。

  值得一提的是,此套教材的封面题为《phyics for you》,与一般物理教材题为《phyics》相比较,“for you”一字显然具有更浓烈的感情色彩,蕴涵了更深刻的人文关怀,独具魅力。这应是此套教材语言美的集中体现。

  这些优美的语言克服了科学知识给人的冷冰冰的印象,使知识与情感互相渗透,让学生领悟“情中之理”。使物理教科书具有感性色彩,在不知不觉中拉近了学生与物理学科的距离。

  总之,物理教材《phyics for you》蕴藏了丰富的美育宝藏。它使学生有意无意地接受着美的熏陶并在愉悦的情境下获取知识,它更能调动学生的情感的力量,启示、激发学生去热爱美、热爱科学。显然,编者的精心编排对实施隐性课程的美育功能提供了必要的物质条件。

  4  科学、技术与社会的交叉渗透

  新西兰教育部在1994年颁布的《高中物理课程标准》指出:“科学教育将致力于每个学生的成长与发展,把他们培养成为有社会责任感的人……”;“让学生理解:科学活动是日常生活的一部分,每个人都能进行”。“为学生提供机会,培养科学研究所需要的科学态度。”“重视培养把知识转化为技术的能力”等等。为了体现课程标准的精神,教材进行了以下的努力。

  4.1 科学思想在教材中的渗透

  新西兰是一个在教育中重视科学方法训练和科学态度培养的国家。科学思想在此教材中的渗透也集中体现在科学态度和方法的改进上。例如,在讨论影的形成时,教材设置了如下的探究过程:

  (1)[实验、观察]装置A:把一个乒乓球放在小电灯泡和白色屏幕之间。装置B:把另一个同样的乒乓球放在一个大的面光源和白色屏幕之间。观察实验现象。

  (2)[提出问题]装置A与B 中,光源形成的影子是否相同?为什么?

  (3)[推测]影子最暗的部位可能是由于光线完全照射不到引起的、比较暗的部位或许能接收到一此光线、最明亮的部位接收到的光线最多。

  (4)[再实验、再观察]移动乒乓球的位置,改变影子的大小,验证猜测。

  (5)[讨论]由同学发表自己的观察结果,可用光路图来辅助说明。

  (6)[再提出问题]在阳光灿烂的天气和多云的天气,物体的影子有什么不同?能否用此实验装置模拟日食和月食的形成?

  这个探究性的实验几乎占了本章篇幅的1/2。在其他章节,类似的实验也反复出现,它们都不要求学生得出结论,只是让学生依照自己的想法提出问题、实验活动,再提出问题,再实验。这种编写方式无疑对于培养学生的科学态度是极为有利的。

  4.2 技术思想在新教材中的渗透

  科学是为了认识自然,技术则是为了改造自然。技术教育在新西兰的物理教材中占有很重要的地位。这集中体现在物理技术知识应用的介绍上。主要包括以下几个方面:(1)现代物理科学技术的新发展、新成就。如磁悬浮列车、超导体、现代航天技术、各领域的射线摄影技术等。 (2)与工业、农业生产密切相关的知识和技能。如太阳能的综合利用,温室的原理及其应用等。(3)与日常生活、社会生活密切相关的知识和技能。如家庭取暖节能设备、各种健身器材的使用、了解多种乐器的发音机理、修理各种电器和儿童玩具等。

  此套教材的技术涉及面广,内容详尽,全书共有399页,其中有约120页都在专门讨论技术,并设有专门的栏目“物理学在工作”(physics at work)。但长期以来,我国物理教材对科学与技术没有明显的区分,而且存在着一个“厚此薄彼”的现象,对技术教育没有应有的重视。

  4.3 社会思想在教材中的渗透

  就题材而言,物理教材《phyics for you》更注重从不同的角度去选择题材以体现物理与人类社会的关系。例如,在声学中,有这样一道习题:“一个人被绑架了,被蒙住了眼睛,囚禁在一间屋子里,他如何判断自己处在城镇还是乡村?如何判断这屋子是否是一间空屋子?”;在地球的地壳运动的讲解中,展示了一张地震中正倾倒的高楼的照片;在讲到惯性这个概念时,展示了一张模拟图片:司头撞破了车窗玻璃,大部分身躯从车身飞到车外,后排的乘客也向前冲过去,隔离栏已经被撞的变形……图片下面有一行小字:“惯性可以置你于死地!”。这此反面的甚至“破坏性”的题材在我国物理教材中是很少涉及的,它们让大感到担忧、恐惧,会给学生以强烈的心灵震撼与视觉冲击,但这此素材能向学生展示一个真实的、立体的现实世界,让学生认识到要改造这个并不完美的世界,物理学将扮演一个重要角色。在潜移默化中,不仅培养着学生的意志品质,更加激励学生关心生活,关注社会,有助于社会责任感与正确的价值观的形成。

  就题材的表现方式而台,也有值得借鉴的地方。例如在讲到“能源危机”时,从家庭能源的昂贵说起,提醒读者能源的浪费就是金钱的流失,减少能量的损耗就是节省金钱!然后再从家庭拓展到国家、全球的能源问题。这种低起点的介绍方法让学生感觉到能源危机这个社会问题与自身的利益息息相关,使“节能”这个严肃沉重的问题更容易被学生轻松接受。