中德现行高中物理教材“动力学”之比较探讨[德语论文]
资料分类免费德语论文 责任编辑:茜茜公主
更新时间:2017-05-23
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摘 要：德国高度重视科学技术教育，其中学物理教育分层次、分阶段，并在文理中学使用配套的KPK系列教材。通过对中德中学物理课程设置、中德两套高级中学物理教材“动力学”部分的主题内容和体系结构的比较探讨发现：德国卡尔斯鲁厄物理课程的设计思想切入点创新、内容选取起点较高、展开顺序“深入浅出”、概念引入直接自然。两套教材的比较探讨能够为理解物理概念、完善物理教材和教师备课提供较大的帮助和参考。
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关键词：德国；教材；高中物理；KPK；比较
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）2-0021-4
1 引 言
新课程改革的人教版教材侧重物理学概念、规律经典的建设过程，教材的主题内容基本是围绕着“运动和力”展开的，教材对物理知识本身的要求较高，同时对高中阶段学生的数学功底要求逐步升高，使得高中学生感到物理“晦涩难懂”。相比之下，德国KPK教材更加注重物理从生活中来，在设计思想、主题内容选取及展开顺序、概念引入、栏目设置和插图等方面形象生动，深入浅出，值得认真探讨。
现有的中德物理教材的对比探讨主要从两套教材的习题和设计思想特色方面进行展开[1-2]，而本文从中德中学物理的课程设置和知识结构等方面着手，选取新课标人教版必修模块和选修3-5“动量守恒定律”与KPK力学[3]在中学物理的课程设置、“动力学”主题内容和“动力学”概念规律三方面进行比较探讨。
2 中德中学物理课程设置比较
2.1 德国中学物理课程设置
德国实行小学4年、中学8年的义务教育，4年小学后经过5年级和6年级的过渡阶段进入分流阶段，大约70%的学生进入主科中学（5到9年级）和实用中学（5到10年级）等职业学校，读2～3年后就业；一小部分（30%左右）成绩较好的学生进入文理中学（5到13年级）继续学习，不同中学实现不同的教育目标。主科中学和实用中学侧重职业教育，完全中学侧重“精英教育”，实行全面化分层次的双向分流教育。文理中学又分为初级、中级、高级3个阶段。德国中学物理课程设置如表1所示。
2.2 我国中学物理课程设置
我国实行小学6年、初级中学3年的国家义务教育，小学毕业后学生不分流。初中毕业后，大部分学生进入高级中学学习，小部分学生进入中等职业技术学校学习技术。新课程改革后，我国中学教育提倡面向全体学生的素质教育，我国中学物理课程设置如表2所示。
2.3 比较略论
九年制的文理中学（又称完全中学）是德国的传统高级中学，文理中学的高级阶段相当于我国的高中阶段。德国在此阶段的学生基础较好，使用的KPK高中物理教材与我国的高中物理教材属于同一层次。德国KPK物理教材的高中版，德语论文，非常明细地将物理学分支学科分为力学、电磁学、热学、光学、原子和量子物理等5册，德国的双向分流教育使得KPK系列教材每一册的起点相对较高。而我国新课标人教版高中物理教材分必修模块和选修模块，为学生提供一定的选择性，没有明显的学科分支，新课程改革提倡素质教育，面向全体学生。
3 中德两套高中物理教材“动力学”章节主题内容比较
3.1 章节内容结构比较（如表3所示）
3.2 比较略论
从表3中可以看见：德国KPK物理教材（高中版）和新课标人教版必修1、2及选修3-5两套教材所选编的内容差别很大。KPK教材第三章《角动量和角动量流》、第四章《重力场》，这些内容和概念出现在我国大学物理教材中，这也体现出德国KPK教材知识的深度、广度相对较高。
两套物理教材对各章节内容的侧重程度不同，具体反映在各章节内容所占的页数篇幅上。现将各章节页数所占总页数的比例作出饼状图，如图1、图2所示。对比可见：KPK教材重点内容较为突出，第三章《动量和动量流》所占比例高达28.09%；而人教版教材除《物理学与人类文明》部分所占比例较小外，其他章节所占比例基本均匀。KPK教材的《宇宙学》所占比例为2.25%，而人教版教材的《万有引力与航天》所占比例为11.86%；人教版教材主要采用牛顿的“力学模型”，侧重介绍运动、受力略论和能量，而KPK教材主要采用新的设计思想和新的概念结构，以“动量流模型”为核心，侧重于介绍动量、动量流，KPK教材把动量作为力学的基础。
4 动力学物理概念和规律比较
KPK教材和人教版教材所采用的基本物理量、模型和描述方式不同。因此，两套教材表述相同物理概念和规律也有较大的区别。
4.1 物理概念比较
由表4可见，两套教材中相同的基本物理概念的描述不同。KPK教材独特的设计理念打破了经典力学的思维，进行了大胆的改革与创新。KPK教材中“力”简化为“动量流强度”，它将物体运动的第一基本概念定义为动量，认为动量是一个整体不可再分，能够在物体之间流动。它以动量这一实物型量为中心概念构建全新的力学结构，其独特的描述方式更好地激发学生学习物理的兴趣和积极性。而人教版教材以力和速度为基本概念构建了经典力学结构，力的概念比较复杂，颇具难度。尤其是受力略论，学生学得相当吃力，很难真正掌握。
此外，两套教材概念引入的思维方式也不同。人教版高中物理教材采用从特殊到一般的思维方式来引导学生建构物理知识，而KPK教材则恰巧相反，采用从一般到特殊的思维方式来引导学生接受物理知识，这对传统教育理念框架来说，KPK教材作出了大胆的尝试与创新。
4.2 物理�律比较
人教版教材中牛顿运动定律是物理学的基础规律，是整个高中物理中联系运动与力的纽带。由表5可见：KPK教材中把牛顿运动定律只是作为“动量流模型”的一个推论，人教版教材在给出定律前学生先实验探索，得出实验探索报告，最后引入牛顿运动定律。例如：Δp=I关系式在人教版教材中是动量定理，在KPK教材中却是一种定律；相反，德语专业论文，==F在KPK教材中是定理，其本质相当于人教版教材中的牛顿第二定律ma=F。人教版教材遵循物理学发展的历史，进而建立一些重要物理概念和物理规律，让学生探析物理学家伟大发现的足迹，而KPK教材则独辟蹊径，大胆创新，从一开始就确定“流模型”概念（如“动量流”）。在这一基础上逐步建立牛顿运动定律、动量守恒定律。从这一角度来看，KPK物理教材最大的特色是“深入浅出”。显然，对学生的思维要求较高，这也体现出德国的“精英教育”。同时也非常重视职业教育，大约70%的学生就读职业学校，只有30%左右的学生学习物理提高课。而人教版物理教材的特色是“浅显易懂，逐步深入”，这充分体现了素质教育的要求，面向全体学生。
5 结 论
通过对KPK物理教材和人教版物理教材力学部分的对比，发现两套教材的面向对象、设计思想、主体内容和体系结构等都有较大的不同。
（1）两套教材的面向对象的起点存在异同。KPK教材面向双向分流后学习成绩较好的30%左右的学生，因此，呈现出“入门难”的特点。而人教版教材面向学习成绩分层的学生，所以，呈现出“浅显易懂，逐步深入”的特点。
（2）两套教材的设计思想的切入点不同。KPK教材通过物理概念和物理思想的结构化实现物理课程的精简化，以“流”和“守恒”为指导思想，建立了以“动量流模型”为核心概念的力学体系。人教版教材更加侧重物理概念和规律的经典建立过程，教材的主题内容基本围绕着“运动和力”展开。不同的切入方式处理问题时，处理措施略有不同。
（3）两套教材主题内容的选取、展开顺序和重点内容有所不同。KPK教材重点讲述动量和动量流、重力场及质量和能量，而人教版教材重点讲述运动和受力略论。KPK教材第九章《宇宙学》所占比例仅为2.25%，而人教版教材第六章《万有引力与航天》所占比例则为11.86%。
参考文献：
[1]陈时见，杨茂庆.高中课程改革的国际比较[M].重庆：西南师范大学出版社，2017：9.
[2]张敏生.对于德国中学教育的若干思考[J]. 中国校外教育，2017（8）：7.
[3]HeFrrmann，G Job.戚华，译.德国卡尔斯鲁厄物理课程 力学[M].上海：上海教育出版社，2017：14.
[4]课程教材探讨所、物理课程教材研发中心.普通高中课程标准实验教科书 物理必修1[M].北京：人民教育出版社，2017.
[5]课程教材探讨所、物理课程教材研发中心.普通高中课程标准实验教科书物理 必修2[M].北京：人民教育出版社，2017.
[6]课程教材探讨所、物理课程教材研发中心.普通高中课程标准实验教科书物理 选修 3-5[M].北京：人民教育出版社，2017.
（栏目编辑 刘 荣） |
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