第一節 國外物理課程與教學改革概況
20世紀80年代以來，世界各國對中小學課程進行大規模改革，學習成為人類生存和發展的第一需要。 從全球來看，基礎教育已經開始從精英教育向全民教育轉變，這種轉變必然體現在課程和教材的改革上。 各國對課程的難度、梯度、內容、體系等進行了科學深入的研究，形成了普遍性、個性化、民族化、國際化、多元化、現代化、生活化、信息化、服務化、實驗性的。 課程構成了人們對課程的多方面要求。 各國在課程目標的確定、內容選擇、難度設計、資源安排、質量標準等方面都有比較深入和成熟的思考，并有大量長期的實驗研究可供參考，其中最具代表性的是課程標準包括《英國中學普通教育證書國家標準（物理部分）》（1985年）和《美國國家科學課程標準》（1995年）。 下面我們以美國、英國、日本等國家為例，簡要介紹國外物理課程改革和教育改革的情況。
1.美國中學物理課程與教學改革
美國是一個政治和經濟大國。 二戰以來，美國進行了四次重大的教育改革實踐。 20世紀50年代，蘇聯“外太空”高科技的挑戰引發了美國“主體結構”改革運動； 20世紀70年代初，出現了職業教育與普通教育分離的“民生教育”； 70 20世紀90年代中期，掀起了以加強基礎知識教學和基本技能訓練為主要內容的“返璞歸真”運動。 20世紀80年代，美國的教育改革表現出較強的全面性和前瞻性，引起了世界輿論的關注。 受到普遍關注。 20世紀80年代，美國著名教育家、卡內基基金會主席歐內斯特·博耶（ Boyer）對一些州的教育法和學校向教師下達的教學任務指示進行了比較分析，并與學校校長和教師一起工作。進行對話交流，提出現代美國中學教育的四項基本任務，即：
1.幫助所有學生培養批判性思維并使用語言進行有效溝通；
2.幫助所有學生理解自身、人類文化遺產和他們所生活的世界之間相互依存的關系；
3． 幫助所有學生為終身教育和勞動就業做好準備；
4． 幫助全體學生履行社會責任和公民義務。
面對教育質量的下降和日益激烈的國際競爭，美國于1983年4月發表了對教育問題的全面審視《國家處于危險之中——教育改革的當務之急》，拉開了教育改革的序幕。 此后，多部著名的教育改革文件相繼出臺。 1985年，美國科學促進會聯合美國國家科學院、聯邦教育部等12個機構，啟動了21世紀跨世紀人才培養計劃，致力于小學課程改革和中學——“2061計劃”。 在大量一流科學家的參與下，通過長期、多方位的實驗，提出了未來兒童青少年從小學到高中應掌握的基礎知識框架，其中包括“全民科學”美國人》、《科學素養標桿》、《科學教育改革藍圖》、《科學素養導航圖》、《科學素養設計》、《科學素養資源》等，同時課程標準公民教育、技術教育、藝術教育等相關教學資源也相繼發布，極大豐富了課程相關學習資源。
1992年，美國國家科學教師協會在《范圍、程序和協調法案》中強調通過改革科學課程的教學方法和科學教育的組織來提高全民科學素養的重要性。中學科學。 1996年，國家研究委員會正式頒布了《國家科學教育標準》。 該標準明確提出了培養具有科學素養的人的理念和科學教育標準，如科學教學標準、科學教師、科學教育評價、科學教學內容、科學課程、科學教育體系等。
美國的這次基礎教育課程改革主要著眼于提高全體美國公民的素質，而不僅僅是少數精英的素質； 這些課程不僅是基于選擇性和系統性的知識，更重要的是，它通過這些課程的教學啟發學生新的思維，提高他們的科學素養。 這是美國課程改革所遵循的基本理念。
美國國家科學教育標準提出的愿景是，所有學生，無論年齡、性別、文化或種族，無論殘疾程度，無論對科學的興趣、動機和抱負如何，都應該有機會接受科學教育。 為了使自己具有更高水平的科學素養。
我們以美國密歇根州的科學教育改革為例，大致了解一下美國的科學教育狀況①。
《密歇根州課程體系科學教育指南》中明確提出，學校有責任為未來社會培養學生。 無論每個學生的具體理想如何，學校都必須讓所有學生具備合理的科學素養。 因此，學校所有畢業生應實現以下目標：
1.掌握地球科學、生命科學、材料科學三大科學分支的重要概念和理論；
2、具有科學思考能力，能夠運用科學知識對一些現實問題做出決策；
3． 能夠通過探索、閱讀和討論來構建自己的新知識；
4． 熟悉自然世界，能夠尊重其連貫性、多樣性和脆弱性；
5、能夠對一些觀點和爭議做出有根據的判斷，并能夠闡明自己的科學依據；
6． 能夠以合理的方式思考科學在人類事務中的地位。
《密歇根州課程體系科學教育指南》提供了兩類課程模式幫助教師構建學校的科學課程框架，即“蛋糕層模式”和“協調”模式。 “蛋糕層模型”讓學生先學習一定程度的生物學，然后學習一定程度的化學，然后再學習一定程度的物理。 蛋糕層模型的優點之一是它在每個年級的內容主題或單元之間創建了聯系。 這種模式的另一個優點是易于實施，因為教師接受的是特定學科的教育。
美國國家科學教師協會向初中推薦了“協調模式”課程框架。 生物學、地球科學和物理學可以在 7 年級到 12 年級之間分幾次教授，以此類推，每次都將相應的主題提升到更高的水平。 復雜程度。 他們為7至9年級推薦的科學課程主要是描述性的、概念性的和體驗性的。 因此，10-12 年級的科學課程允許以理論和定量的方式討論每個主題。 他們相信，如果課程按照這種“協調模式”組織，學生將對科學及其應用有更深入的理解。 “協調模式”有利于不同傳統學科領域之間建立各種聯系，有利于學生科學素養的培養。
密歇根州要求所在學區的學校無論采用“分層蛋糕模式”還是“協調模式”，都必須建立跨學科聯系。 此外，《密歇根州課程體系科學教育指南》還專門附上了牛津公立中學開發的新課程，供教師參考。 本課程結合了“蛋糕層模式”和“協調模式”的特點。
在科學教育改革中，美國將物理課程置于整個科學教育體系之中。 這不僅是因為美國現行的教學體系中包含了物理、化學、生物等科學課程，更重要的是源于清晰的科學意識。 發展不能局限于傳統的學科分類。 他們強調科學探究和科學思維的精神，而不是簡單地傳授科學知識。 他們強調科研方法的培養，而不是機械的服從。 他們強調學科知識的交叉滲透以及科學精神和人文精神的互補。 ，而不是某一學科的單一發展。 美國物理教育改革的影響無疑是深遠的。
美國《國家科學教育標準》中對科學素養的解釋中有這樣一句話：“理解科學、擁有科學技能也可以使學生有足夠的能力在未來競爭各種重要的、生產性的工作?！惫ど唐髽I家需要的新員工是善于學習、善于推理、善于思考、善于決策、善于解決問題的人”，充分體現了當代物理課程發展的基本趨勢。價值觀，即從單一角度來看。 我們不再只追求物理課程某一方面的價值，而是發展到強調物理課程的多元教育價值，特別是注重物理課程對人的發展的價值。
2.日本中學科學課程與教育改革
針對日本教育面臨的重視學歷、過分重視考試競爭、缺乏對青少年心理健康的關注、學校教育規范化、僵化等一系列問題，日本臨時教育會議提出，教育應改革尊重個性。 基于這一指導思想，日本于1989年公布了新的教學大綱——《學習指導要點》。 新課程將于1993年在初中實施，1994年在高中實施。日本1993年3月出版的高中理科《學習指導方針》指出，高中理科改革的基本方針是“更加重視以科學探究性學習，培養探索本質的能力和態度，同時根據每個學生的能力、適應能力、興趣、關心、進取希望等，培養豐富的科學素養。
初中物理教育的這次改革進一步加強了與高中物理的聯系，更加注重概念形成的過程，強調掌握探究方法、科學觀點和思維方法。 此外，教學方式也要求多樣化，包括靈活運用電腦、投影儀等教學設備。 這次物理教育改革最大的變化是初中物理部分。 初中理科《學習指南》將物理分為三門課程：物理IA、物理IB、物理II。 每門課程均為選修課。
物理IA：屬于較低層次的學科，不嚴格按照物理體系組織學習。 它從提出與日常生活密切相關的物理現象出發，注重讓學生進行探究活動。 通過這些探究活動，學生可以培養科學觀點和思維方法，了解物理現象和物理學的應用，了解科技進步與人類生活的關系。 內容包括五個部分：聲音和光、物體的運動、能量和生命、信號及其處理、物理的影響。
物理IB：是更系統地遵循物理學體系，運用物理方法處理與自然事物和現象有關的問題，讓學生了解基本概念、原理和規律的高級學科。 同時，通過物理探究過程培養學生的科學方法，形成科學的自然觀。 內容包括：關于力與運動、動量及相關運動的探索活動； 機械能、熱能及相關能源的勘探活動； 對波和波的性質、聲波、光波及相關波等的探索活動。
物理二：運動與能量、圓周運動與萬有引力、氣體分子運動、電與磁、電流與磁場、電磁感應與電磁波； 原子與原子核、波性質與粒子性質、原子結構以及與具體物理事物有關的探索活動對物理學的發展做出了重要貢獻的課題研究和相關實驗研究。
1999年3月，日本公布了新的高中理科學習指導方針，并決定于2003年實施。改革后，目前日本高中理科課程有13門，改革后的新理科學習指導方針設置了11門?？茖W課程。 其中，新開設了“科學基礎”課程，將現有的“綜合科學”課程與現有的物理、化學、生物和地球科學的[1A]課程合并為“綜合科學A”和“綜合科學A”兩門課程。 “綜合科學B”課程，將現有物理、化學、生物、地球科學八門課程【IB】、【II】分別整合為物理、化學、生物、地球科學八門課程【I】、【II】。
日本高中理科實行選修課、多元化的政策。 目前高中理科13門課程均為選修課。 改革后的11門課程仍為選修課，但對科目選擇略有限制，即規定中要求的最低學分為2科4學分，其中必須包括三門課程中的一門”科學基礎”、“綜合科學 A”和“綜合科學 B”。
新課程《物理Ⅰ》知識內容的安排打破了以往以力學內容開始課程的傳統。 它不遵循力學-波-電磁學-原子物理學的順序，而是從電學內容開始。 人類課程按照電磁學-波-力學的順序排列知識內容。 這樣的安排主要是因為電及與電相關的科技內容更貼近日常生活，更容易引起學生對身邊物質事物的興趣和關注，從而容易激發學生的學習欲望和興趣。學習物理的熱情。 《物理II》課程按照力學-電磁學-物質與原子-原子與原子核的順序排列，并以力學內容作為《物理I》和《物理II》課程的銜接點。 《物理I》和《物理II》的內容互不重疊。 這是兩個不同的階段、不同的層次。 內容由易到難，由易到深，知識層次逐步上升，有利于緩解和消除學生的學習心理。 壓力。
可以看出，日本高中物理教育改革有以下兩個主要特點：
（一）注重培養學生對自然科學的興趣、關心和探究。 通過密切聯系日常生活，通過觀察、實驗、探究活動和課題研究，讓學生主動學習，在學習實踐中利用自己的力量發現問題、解決問題，體驗探索物理知識和規律的快樂和快樂。 感動，從而增強了探索物理的興趣、信心和熱情。
(2)注重培養學生的科學素質和探索物理的能力。 探究性學習是通過對物理事物和現象的觀察、實驗、探究活動和課題研究來進行的。 在探究過程中培養學生的科學素質、科學研究方法、科學思維、判斷力和表達力。
3.英國中學物理課程與教育改革①
英國科學教育有著非常悠久的歷史，在英國通識教育中占有非常重要的地位。 最初的物理教育融入了科學教育。 1944年《教育法》的頒布以國家法的形式確立了文法學校、技術學校和現代學校成為英國公立中等教育的主要形式。 文法中學的目標是幫助學生為大學做好準備，科學課程占據顯著地位，并在單獨的科目中提供。 技工中學以培養學生的專業素質為目標，理科課程較少，且大多不開設單科。 從第五年開始，學生開設四門課程：科學課程、設計課程、商業課程和人文課程。 現代中學以培養學生未來生活為目標，實行通識教育，注重基礎學科，特別是英語和數學，科學課程很少，不分學科。 不同學校開設的課程不同物理資源網，導致英國科學教育長期缺乏統一的課程標準，不同學校之間的教學內容、教學方法、評價等方面存在較大差異。 《1944年教育法》的頒布導致了“物理科”的誕生。
20世紀70年代以來，制定國家統一課程標準的呼聲日益高漲。 英國政府經過長期醞釀，于1988年通過了《教育改革法案》，規定在全國中小學實行“國家課程”。 這是英國歷史上具有里程碑意義的改革。 該法案規定中小學必須開設兩類課程：核心課程和基礎課程。 核心課程包括：英語、數學和科學。 基礎課程有：外語、歷史、地理、美術、音樂和體育。 英國中小學課程終于走向統一。
1989年，英國教育部和科學部正式頒布了《國家科學教育課程標準》。 經過多次修改和完善，英國政府于2020年公布了新世紀《國家科學教育課程標準》。
該標準有四個主要部分：科學課程概述、學習計劃、教學要求和成就目標。 科學課程概述主要闡釋了《標準》的總體結構，重點闡述了科學課程對學生學習和發展的重要性以及實現途徑； 學習計劃指出了學生必須學習的基礎科學內容，主要包括科學探究、生命過程和有機體、物質及其性質和物理過程； 教學要求指出了教師在教授科學課程時必須遵循的準則。 核心理念是“為所有學生提供有效的學習機會”； 實現目標指出了不同的能力和成熟度 A-level 學生在每個關鍵階段結束時應達到的知識、技能和理解力的預期標準。 該標準的制定將有助于英國科學教育的有效實施。
英國的這次科學教育改革體現了物理教育的以下特點：
（一）向全體學生開放，關注個體差異
科學課程向所有學生開放，并充分考慮學生的個體差異。 不僅強調共同的核心內容，還針對不同學習需求的學生制定不同的學習計劃，為提高全體公民的科學素養提供了保障。
（二）注重科學探究，強調個性化教學
英國的物理教育已從單純的知識目標轉向知識目標和過程目標并重。 它重視促進學生在觀察、測量、描述、預測、實驗、分析、解釋等科學探究過程中的發展，強調培養學生的科學探索精神。 、實踐能力和創新意識。 科學探究是本標準中學習計劃的核心內容，主要包括四個方面：一是強調在探究過程中理解科學思想和科學證據的重要性； 第二，需要制定計劃和調查研究的技能； 第三，確定并出示證據； 第四是思考和評估證據。 以上四個方面對不同年齡段的學生有不同程度的要求。
英國物理教育改革要求實行個性化教學，即教學的設計、實施和評價的每一個過程都必須以個性化為原則，靈活處理，滿足學生個體的需要。 它強調為所有學生提供有效的學習機會，教師可以在必要時修改學習計劃。
（三）課程類型全面
國科課程融合物理、化學、生物、地球科學等學科進行綜合教育，避免了各學科課程內容的重復，有助于拓寬學生的課程視野，提高學生綜合整合相關知識、有效解決問題的能力。問題 。
（四）多元化的評價體系
英國國家課程中的學習評估主要分為三種類型。 首先是形成性評估。 它自始至終伴隨課程學習，以自我參照為基礎，要求學生了解現有基礎，明確學習目標，并知道如何彌合與實現目標的差距。 它應該成為改善未來學習的主要評估形式。 二是總結性評價。 當一個單元完成或在學年結束或關鍵階段時，學生的課程成績將根據國家標準進行衡量。 評估以國家合規要求為基礎，是收集數據和改進管理的有效手段。 三是國家總結性評價。 它是國家對課程學習的評價，以國家課程考試的形式進行。 它為每個學生在每個關鍵階段結束時達到標準提供了明確的證明，也為學校教學和管理提供了參考。
英國物理教育的軌跡是“自然科學-物理子學科-自然科學”，體現了融合的趨勢。
四、國外科學課程改革的特點
1.目標智能制定
純知識目標越來越智能化，這是發達國家科學課程目標改革的最突出特點。 過去的科學教育習慣于以傳授基礎科學知識和概念作為唯一重要目標，強調教學的邏輯性和連貫性，要求學生全面、系統地掌握基礎科學知識。 結果，課程內容往往死板，學習死記硬背。
發達國家科學課程改革的共同目標是培養學生的思維能力，他們認為這是學校需要努力實現的中心目的，無論是完成傳統任務還是在最近的變革中強化的任務。世界。 什么是思考？ 思考是自由心靈的理性能力。 這些能力包括：回憶、想象、分類、概括、比較、評價、分析、綜合、演繹、推理等。科學課程必須提供指導學生運用理性能力的經驗。 通過運用他們的理性能力，學生發展和更新他們的思維能力。
美國提出科學課程不僅要傳授基礎科學知識，還要培養科學探索精神和科學價值觀，具備科學素養； 英國還主張科學教育要注重觀察、測量、描述、探究、預測、實驗、解釋等科學過程。 ; 日本要求科學課程培養科學觀點和思維方法，同時注重科學的基本概念； 法國特別強調科學課程的目標是使學生獲得相關的科學活動（觀察、分析、實驗、演示）和技術活動方法，并發展相應的素質。
2.提供全面的科技教育
當今時代，環境污染、能源危機、糧食危機等大規模全球性問題開始顯現。 雖然造成這些問題的部分責任在于科學技術，但從另一個角度來看，我們也必須依靠科學技術來解決這些問題。 沒有其他辦法。 而且，僅僅依靠某一領域的科技是無法解決的。 必須通過自然科學、工程、技術等科學領域的綜合研究來解決。 因此，開設跨學科綜合科學課程已成為各國的共識。
科學技術綜合教育不僅可以減少科學課程的門類，避免各學科教學內容的重疊和過重，而且可以克服學科知識之間缺乏聯系和溝通的缺點。 同時，通過科技綜合教育，拓寬學生的科學視野，幫助學生更有效地學習科學知識、解決問題。
美國、英國、法國等國家在小學、初中乃至高中低年級實行綜合科學技術教育，開設綜合科學課程。 美國的“自然科學”（“”、“”）內容非常廣泛，包括生物學、物理學、化學、環境科學、地球科學等； 英國的“科學”課程結合了“生命的多樣性”，有“遺傳與進化”、“人類活動對地球的影響”、“電與磁”等16個主題； 日本的“科學”涵蓋能源、物質、生命、宇宙等； 法國的“科學技術”由物理、化學、天文學、生物學和各種工藝制作活動的知識組成。
3、注重與社會生活的聯系
課程本身就是一個世界，也是整個世界的反映。 當課程設計是為了社會生活的目的時，它就服從于社會生活，特別是當它保證了社會生活發展所需的人力資源時，它有助于社會調動生產力。
發達國家科學課程改革的一個重大發展就是強調課程與社會生活的聯系，使科學課程不僅僅局限于純自然科學，社會問題和學生的生活經歷也都在課程中得到體現。 讓孩子結合自然、環境、社會生活來學習科學。 通過觀察、實驗、綜合和應用，他們在掌握科學概念和原理的同時，也獲得了對社會和自然的真實認識，增加了科學學習的興趣和好奇心，積累了知識。 獲得社交生活經驗。
美國的科學課程非常重視與社會的聯系，強調科學探究，培養解決個人和社會問題的能力。 例如高中物理的特點，社會生活問題貫穿于CHEM-COM課程中； 英國國家科學課程有6個任務，其中3個涉及社會和個人生活問題，涵蓋社會問題、生活經歷、身邊的事情等； 日本《生命科學》的內容是“了解社會、自然、人類”； 法國《科學與技術》的學習要求是組織孩子的經驗，將他們置于問題情境中，以理解和解決更復雜的問題。 問題，能夠檢測并提出有關人類及其生活環境的問題，并對他們感到關注和負責，并了解人類建立的世界。
4．關注教學活動的多樣性
愛因斯坦曾經說過：“所有科學的目的是組織人們的經驗并將其整合到邏輯系統中?！?龐加萊（é）對科學的描述更加生動，“科學是由事實建造的，就像房屋是用石頭建造的一樣，但事實的積累并不是科學，就像一堆石頭并沒有造房子一樣?！?span style="display:none">Ezh物理好資源網(原物理ok網)
無論是愛因斯坦的邏輯系統的構建還是龐加萊對和諧與秩序的追求，他們倆都在談論同一件事，也就是說，科學不僅是事實，原則，概念和法律，而且還從我們的經驗中尋求信息，并使其成為可能。 有組織的，這些信息可以導致事實，原則，概念和法律。 可以看出，在科學教學中，學生必須參與觀察，測量，實驗評估，積累，組織和解釋更多現象，問題，數據和材料。 科學教學不能缺乏探索。
除了教學活動外，外國科學課程的教學還非常重視科學知識的探索。 通過觀察，描述，演示，測量，預測，詢問，分析和實驗等活動，學生被指導真正與科學家建立的科學事實接觸。 原則，法律和概念。 各種形式的共存，例如“教學 - 理解 - 接受”，“講述 - 驗證 - 實踐”，“探索 - 獲得 - 擴展”有效地促進了知識的掌握和思維的培養。
5.科學課程加入基本課程
在新的科學和技術革命的驅動下，面臨著該國社會和經濟發展的需求以及21世紀的發展前景高中物理的特點，它已成為所有發達國家改善科學課程地位并將其納入基本國家的共同舉措培訓班。
美國將“自然科學”列為五個核心課程之一，要求學生應對自然科學內容中的挑戰，并確保美國學生在自然科學中排名第一。 英國首次將“科學”課程與“英語”和“數學”結合在一起，被列為三個核心課程，從而將科學教育提高到了普通教育中前所未有的重要地位。 日本的科學教育始于幼兒園，科學課程在幼兒園，小學，初中和整個高中教授，上課時間僅次于“中文”和“數學”。 在法國，“科學技術”課程也受到高度重視，并且是強制性的基本課程之一。
6強度的科學和技術啟蒙教育
科學和技術的快速發展以及人腦研究中的突破使人們意識到科學和技術教育應該從很小的時候開始，以便學生從很小的時候就對學習科學和技術產生興趣和好奇心，并建立一個良好的知識基礎和未來進一步研究的基礎。 科學倫理。
在過去的20年中，隨著教育思想的變化以及新一輪課程改革的廣泛發展，外國中學的科學教科書發生了重大變化。 總而言之，主要表現如下：1。減少知識的難度并加強知識產生的過程； 2.打破主題中心的內容框架； 3.設計各種形式的學習活動； 4.增強教材的工具； 5.加強插圖的作用； 6.進一步的多樣化。