第一节 国外物理课程与教学改革概况
20世纪80年代以来，世界各国对中小学课程进行大规模改革，学习成为人类生存和发展的第一需要。 从全球来看，基础教育已经开始从精英教育向全民教育转变，这种转变必然体现在课程和教材的改革上。 各国对课程的难度、梯度、内容、体系等进行了科学深入的研究，形成了普遍性、个性化、民族化、国际化、多元化、现代化、生活化、信息化、服务化、实验性的。 课程构成了人们对课程的多方面要求。 各国在课程目标的确定、内容选择、难度设计、资源安排、质量标准等方面都有比较深入和成熟的思考，并有大量长期的实验研究可供参考，其中最具代表性的是课程标准包括《英国中学普通教育证书国家标准（物理部分）》（1985年）和《美国国家科学课程标准》（1995年）。 下面我们以美国、英国、日本等国家为例，简要介绍国外物理课程改革和教育改革的情况。
1.美国中学物理课程与教学改革
美国是一个政治和经济大国。 二战以来，美国进行了四次重大的教育改革实践。 20世纪50年代，苏联“外太空”高科技的挑战引发了美国“主体结构”改革运动； 20世纪70年代初，出现了职业教育与普通教育分离的“民生教育”； 70 20世纪90年代中期，掀起了以加强基础知识教学和基本技能训练为主要内容的“返璞归真”运动。 20世纪80年代，美国的教育改革表现出较强的全面性和前瞻性，引起了世界舆论的关注。 受到普遍关注。 20世纪80年代，美国著名教育家、卡内基基金会主席欧内斯特·博耶（ Boyer）对一些州的教育法和学校向教师下达的教学任务指示进行了比较分析，并与学校校长和教师一起工作。进行对话交流，提出现代美国中学教育的四项基本任务，即：
1.帮助所有学生培养批判性思维并使用语言进行有效沟通；
2.帮助所有学生理解自身、人类文化遗产和他们所生活的世界之间相互依存的关系；
3． 帮助所有学生为终身教育和劳动就业做好准备；
4． 帮助全体学生履行社会责任和公民义务。
面对教育质量的下降和日益激烈的国际竞争，美国于1983年4月发表了对教育问题的全面审视《国家处于危险之中——教育改革的当务之急》，拉开了教育改革的序幕。 此后，多部著名的教育改革文件相继出台。 1985年，美国科学促进会联合美国国家科学院、联邦教育部等12个机构，启动了21世纪跨世纪人才培养计划，致力于小学课程改革和中学——“2061计划”。 在大量一流科学家的参与下，通过长期、多方位的实验，提出了未来儿童青少年从小学到高中应掌握的基础知识框架，其中包括“全民科学”美国人》、《科学素养标杆》、《科学教育改革蓝图》、《科学素养导航图》、《科学素养设计》、《科学素养资源》等，同时课程标准公民教育、技术教育、艺术教育等相关教学资源也相继发布，极大丰富了课程相关学习资源。
1992年，美国国家科学教师协会在《范围、程序和协调法案》中强调通过改革科学课程的教学方法和科学教育的组织来提高全民科学素养的重要性。中学科学。 1996年，国家研究委员会正式颁布了《国家科学教育标准》。 该标准明确提出了培养具有科学素养的人的理念和科学教育标准，如科学教学标准、科学教师、科学教育评价、科学教学内容、科学课程、科学教育体系等。
美国的这次基础教育课程改革主要着眼于提高全体美国公民的素质，而不仅仅是少数精英的素质； 这些课程不仅是基于选择性和系统性的知识，更重要的是，它通过这些课程的教学启发学生新的思维，提高他们的科学素养。 这是美国课程改革所遵循的基本理念。
美国国家科学教育标准提出的愿景是，所有学生，无论年龄、性别、文化或种族，无论残疾程度，无论对科学的兴趣、动机和抱负如何，都应该有机会接受科学教育。 为了使自己具有更高水平的科学素养。
我们以美国密歇根州的科学教育改革为例，大致了解一下美国的科学教育状况①。
《密歇根州课程体系科学教育指南》中明确提出，学校有责任为未来社会培养学生。 无论每个学生的具体理想如何，学校都必须让所有学生具备合理的科学素养。 因此，学校所有毕业生应实现以下目标：
1.掌握地球科学、生命科学、材料科学三大科学分支的重要概念和理论；
2、具有科学思考能力，能够运用科学知识对一些现实问题做出决策；
3． 能够通过探索、阅读和讨论来构建自己的新知识；
4． 熟悉自然世界，能够尊重其连贯性、多样性和脆弱性；
5、能够对一些观点和争议做出有根据的判断，并能够阐明自己的科学依据；
6． 能够以合理的方式思考科学在人类事务中的地位。
《密歇根州课程体系科学教育指南》提供了两类课程模式帮助教师构建学校的科学课程框架，即“蛋糕层模式”和“协调”模式。 “蛋糕层模型”让学生先学习一定程度的生物学，然后学习一定程度的化学，然后再学习一定程度的物理。 蛋糕层模型的优点之一是它在每个年级的内容主题或单元之间创建了联系。 这种模式的另一个优点是易于实施，因为教师接受的是特定学科的教育。
美国国家科学教师协会向初中推荐了“协调模式”课程框架。 生物学、地球科学和物理学可以在 7 年级到 12 年级之间分几次教授，以此类推，每次都将相应的主题提升到更高的水平。 复杂程度。 他们为7至9年级推荐的科学课程主要是描述性的、概念性的和体验性的。 因此，10-12 年级的科学课程允许以理论和定量的方式讨论每个主题。 他们相信，如果课程按照这种“协调模式”组织，学生将对科学及其应用有更深入的理解。 “协调模式”有利于不同传统学科领域之间建立各种联系，有利于学生科学素养的培养。
密歇根州要求所在学区的学校无论采用“分层蛋糕模式”还是“协调模式”，都必须建立跨学科联系。 此外，《密歇根州课程体系科学教育指南》还专门附上了牛津公立中学开发的新课程，供教师参考。 本课程结合了“蛋糕层模式”和“协调模式”的特点。
在科学教育改革中，美国将物理课程置于整个科学教育体系之中。 这不仅是因为美国现行的教学体系中包含了物理、化学、生物等科学课程，更重要的是源于清晰的科学意识。 发展不能局限于传统的学科分类。 他们强调科学探究和科学思维的精神，而不是简单地传授科学知识。 他们强调科研方法的培养，而不是机械的服从。 他们强调学科知识的交叉渗透以及科学精神和人文精神的互补。 ，而不是某一学科的单一发展。 美国物理教育改革的影响无疑是深远的。
美国《国家科学教育标准》中对科学素养的解释中有这样一句话：“理解科学、拥有科学技能也可以使学生有足够的能力在未来竞争各种重要的、生产性的工作。”工商企业家需要的新员工是善于学习、善于推理、善于思考、善于决策、善于解决问题的人”，充分体现了当代物理课程发展的基本趋势。价值观，即从单一角度来看。 我们不再只追求物理课程某一方面的价值，而是发展到强调物理课程的多元教育价值，特别是注重物理课程对人的发展的价值。
2.日本中学科学课程与教育改革
针对日本教育面临的重视学历、过分重视考试竞争、缺乏对青少年心理健康的关注、学校教育规范化、僵化等一系列问题，日本临时教育会议提出，教育应改革尊重个性。 基于这一指导思想，日本于1989年公布了新的教学大纲——《学习指导要点》。 新课程将于1993年在初中实施，1994年在高中实施。日本1993年3月出版的高中理科《学习指导方针》指出，高中理科改革的基本方针是“更加重视以科学探究性学习，培养探索本质的能力和态度，同时根据每个学生的能力、适应能力、兴趣、关心、进取希望等，培养丰富的科学素养。
初中物理教育的这次改革进一步加强了与高中物理的联系，更加注重概念形成的过程，强调掌握探究方法、科学观点和思维方法。 此外，教学方式也要求多样化，包括灵活运用电脑、投影仪等教学设备。 这次物理教育改革最大的变化是初中物理部分。 初中理科《学习指南》将物理分为三门课程：物理IA、物理IB、物理II。 每门课程均为选修课。
物理IA：属于较低层次的学科，不严格按照物理体系组织学习。 它从提出与日常生活密切相关的物理现象出发，注重让学生进行探究活动。 通过这些探究活动，学生可以培养科学观点和思维方法，了解物理现象和物理学的应用，了解科技进步与人类生活的关系。 内容包括五个部分：声音和光、物体的运动、能量和生命、信号及其处理、物理的影响。
物理IB：是更系统地遵循物理学体系，运用物理方法处理与自然事物和现象有关的问题，让学生了解基本概念、原理和规律的高级学科。 同时，通过物理探究过程培养学生的科学方法，形成科学的自然观。 内容包括：关于力与运动、动量及相关运动的探索活动； 机械能、热能及相关能源的勘探活动； 对波和波的性质、声波、光波及相关波等的探索活动。
物理二：运动与能量、圆周运动与万有引力、气体分子运动、电与磁、电流与磁场、电磁感应与电磁波； 原子与原子核、波性质与粒子性质、原子结构以及与具体物理事物有关的探索活动对物理学的发展做出了重要贡献的课题研究和相关实验研究。
1999年3月，日本公布了新的高中理科学习指导方针，并决定于2003年实施。改革后，目前日本高中理科课程有13门，改革后的新理科学习指导方针设置了11门。科学课程。 其中，新开设了“科学基础”课程，将现有的“综合科学”课程与现有的物理、化学、生物和地球科学的[1A]课程合并为“综合科学A”和“综合科学A”两门课程。 “综合科学B”课程，将现有物理、化学、生物、地球科学八门课程【IB】、【II】分别整合为物理、化学、生物、地球科学八门课程【I】、【II】。
日本高中理科实行选修课、多元化的政策。 目前高中理科13门课程均为选修课。 改革后的11门课程仍为选修课，但对科目选择略有限制，即规定中要求的最低学分为2科4学分，其中必须包括三门课程中的一门”科学基础”、“综合科学 A”和“综合科学 B”。
新课程《物理Ⅰ》知识内容的安排打破了以往以力学内容开始课程的传统。 它不遵循力学-波-电磁学-原子物理学的顺序，而是从电学内容开始。 人类课程按照电磁学-波-力学的顺序排列知识内容。 这样的安排主要是因为电及与电相关的科技内容更贴近日常生活，更容易引起学生对身边物质事物的兴趣和关注，从而容易激发学生的学习欲望和兴趣。学习物理的热情。 《物理II》课程按照力学-电磁学-物质与原子-原子与原子核的顺序排列，并以力学内容作为《物理I》和《物理II》课程的衔接点。 《物理I》和《物理II》的内容互不重叠。 这是两个不同的阶段、不同的层次。 内容由易到难，由易到深，知识层次逐步上升，有利于缓解和消除学生的学习心理。 压力。
可以看出，日本高中物理教育改革有以下两个主要特点：
（一）注重培养学生对自然科学的兴趣、关心和探究。 通过密切联系日常生活，通过观察、实验、探究活动和课题研究，让学生主动学习，在学习实践中利用自己的力量发现问题、解决问题，体验探索物理知识和规律的快乐和快乐。 感动，从而增强了探索物理的兴趣、信心和热情。
(2)注重培养学生的科学素质和探索物理的能力。 探究性学习是通过对物理事物和现象的观察、实验、探究活动和课题研究来进行的。 在探究过程中培养学生的科学素质、科学研究方法、科学思维、判断力和表达力。
3.英国中学物理课程与教育改革①
英国科学教育有着非常悠久的历史，在英国通识教育中占有非常重要的地位。 最初的物理教育融入了科学教育。 1944年《教育法》的颁布以国家法的形式确立了文法学校、技术学校和现代学校成为英国公立中等教育的主要形式。 文法中学的目标是帮助学生为大学做好准备，科学课程占据显着地位，并在单独的科目中提供。 技工中学以培养学生的专业素质为目标，理科课程较少，且大多不开设单科。 从第五年开始，学生开设四门课程：科学课程、设计课程、商业课程和人文课程。 现代中学以培养学生未来生活为目标，实行通识教育，注重基础学科，特别是英语和数学，科学课程很少，不分学科。 不同学校开设的课程不同物理资源网，导致英国科学教育长期缺乏统一的课程标准，不同学校之间的教学内容、教学方法、评价等方面存在较大差异。 《1944年教育法》的颁布导致了“物理科”的诞生。
20世纪70年代以来，制定国家统一课程标准的呼声日益高涨。 英国政府经过长期酝酿，于1988年通过了《教育改革法案》，规定在全国中小学实行“国家课程”。 这是英国历史上具有里程碑意义的改革。 该法案规定中小学必须开设两类课程：核心课程和基础课程。 核心课程包括：英语、数学和科学。 基础课程有：外语、历史、地理、美术、音乐和体育。 英国中小学课程终于走向统一。
1989年，英国教育部和科学部正式颁布了《国家科学教育课程标准》。 经过多次修改和完善，英国政府于2020年公布了新世纪《国家科学教育课程标准》。
该标准有四个主要部分：科学课程概述、学习计划、教学要求和成就目标。 科学课程概述主要阐释了《标准》的总体结构，重点阐述了科学课程对学生学习和发展的重要性以及实现途径； 学习计划指出了学生必须学习的基础科学内容，主要包括科学探究、生命过程和有机体、物质及其性质和物理过程； 教学要求指出了教师在教授科学课程时必须遵循的准则。 核心理念是“为所有学生提供有效的学习机会”； 实现目标指出了不同的能力和成熟度 A-level 学生在每个关键阶段结束时应达到的知识、技能和理解力的预期标准。 该标准的制定将有助于英国科学教育的有效实施。
英国的这次科学教育改革体现了物理教育的以下特点：
（一）向全体学生开放，关注个体差异
科学课程向所有学生开放，并充分考虑学生的个体差异。 不仅强调共同的核心内容，还针对不同学习需求的学生制定不同的学习计划，为提高全体公民的科学素养提供了保障。
（二）注重科学探究，强调个性化教学
英国的物理教育已从单纯的知识目标转向知识目标和过程目标并重。 它重视促进学生在观察、测量、描述、预测、实验、分析、解释等科学探究过程中的发展，强调培养学生的科学探索精神。 、实践能力和创新意识。 科学探究是本标准中学习计划的核心内容，主要包括四个方面：一是强调在探究过程中理解科学思想和科学证据的重要性； 第二，需要制定计划和调查研究的技能； 第三，确定并出示证据； 第四是思考和评估证据。 以上四个方面对不同年龄段的学生有不同程度的要求。
英国物理教育改革要求实行个性化教学，即教学的设计、实施和评价的每一个过程都必须以个性化为原则，灵活处理，满足学生个体的需要。 它强调为所有学生提供有效的学习机会，教师可以在必要时修改学习计划。
（三）课程类型全面
国科课程融合物理、化学、生物、地球科学等学科进行综合教育，避免了各学科课程内容的重复，有助于拓宽学生的课程视野，提高学生综合整合相关知识、有效解决问题的能力。问题 。
（四）多元化的评价体系
英国国家课程中的学习评估主要分为三种类型。 首先是形成性评估。 它自始至终伴随课程学习，以自我参照为基础，要求学生了解现有基础，明确学习目标，并知道如何弥合与实现目标的差距。 它应该成为改善未来学习的主要评估形式。 二是总结性评价。 当一个单元完成或在学年结束或关键阶段时，学生的课程成绩将根据国家标准进行衡量。 评估以国家合规要求为基础，是收集数据和改进管理的有效手段。 三是国家总结性评价。 它是国家对课程学习的评价，以国家课程考试的形式进行。 它为每个学生在每个关键阶段结束时达到标准提供了明确的证明，也为学校教学和管理提供了参考。
英国物理教育的轨迹是“自然科学-物理子学科-自然科学”，体现了融合的趋势。
四、国外科学课程改革的特点
1.目标智能制定
纯知识目标越来越智能化，这是发达国家科学课程目标改革的最突出特点。 过去的科学教育习惯于以传授基础科学知识和概念作为唯一重要目标，强调教学的逻辑性和连贯性，要求学生全面、系统地掌握基础科学知识。 结果，课程内容往往死板，学习死记硬背。
发达国家科学课程改革的共同目标是培养学生的思维能力，他们认为这是学校需要努力实现的中心目的，无论是完成传统任务还是在最近的变革中强化的任务。世界。 什么是思考？ 思考是自由心灵的理性能力。 这些能力包括：回忆、想象、分类、概括、比较、评价、分析、综合、演绎、推理等。科学课程必须提供指导学生运用理性能力的经验。 通过运用他们的理性能力，学生发展和更新他们的思维能力。
美国提出科学课程不仅要传授基础科学知识，还要培养科学探索精神和科学价值观，具备科学素养； 英国还主张科学教育要注重观察、测量、描述、探究、预测、实验、解释等科学过程。 ; 日本要求科学课程培养科学观点和思维方法，同时注重科学的基本概念； 法国特别强调科学课程的目标是使学生获得相关的科学活动（观察、分析、实验、演示）和技术活动方法，并发展相应的素质。
2.提供全面的科技教育
当今时代，环境污染、能源危机、粮食危机等大规模全球性问题开始显现。 虽然造成这些问题的部分责任在于科学技术，但从另一个角度来看，我们也必须依靠科学技术来解决这些问题。 没有其他办法。 而且，仅仅依靠某一领域的科技是无法解决的。 必须通过自然科学、工程、技术等科学领域的综合研究来解决。 因此，开设跨学科综合科学课程已成为各国的共识。
科学技术综合教育不仅可以减少科学课程的门类，避免各学科教学内容的重叠和过重，而且可以克服学科知识之间缺乏联系和沟通的缺点。 同时，通过科技综合教育，拓宽学生的科学视野，帮助学生更有效地学习科学知识、解决问题。
美国、英国、法国等国家在小学、初中乃至高中低年级实行综合科学技术教育，开设综合科学课程。 美国的“自然科学”（“”、“”）内容非常广泛，包括生物学、物理学、化学、环境科学、地球科学等； 英国的“科学”课程结合了“生命的多样性”，有“遗传与进化”、“人类活动对地球的影响”、“电与磁”等16个主题； 日本的“科学”涵盖能源、物质、生命、宇宙等； 法国的“科学技术”由物理、化学、天文学、生物学和各种工艺制作活动的知识组成。
3、注重与社会生活的联系
课程本身就是一个世界，也是整个世界的反映。 当课程设计是为了社会生活的目的时，它就服从于社会生活，特别是当它保证了社会生活发展所需的人力资源时，它有助于社会调动生产力。
发达国家科学课程改革的一个重大发展就是强调课程与社会生活的联系，使科学课程不仅仅局限于纯自然科学，社会问题和学生的生活经历也都在课程中得到体现。 让孩子结合自然、环境、社会生活来学习科学。 通过观察、实验、综合和应用，他们在掌握科学概念和原理的同时，也获得了对社会和自然的真实认识，增加了科学学习的兴趣和好奇心，积累了知识。 获得社交生活经验。
美国的科学课程非常重视与社会的联系，强调科学探究，培养解决个人和社会问题的能力。 例如高中物理的特点，社会生活问题贯穿于CHEM-COM课程中； 英国国家科学课程有6个任务，其中3个涉及社会和个人生活问题，涵盖社会问题、生活经历、身边的事情等； 日本《生命科学》的内容是“了解社会、自然、人类”； 法国《科学与技术》的学习要求是组织孩子的经验，将他们置于问题情境中，以理解和解决更复杂的问题。 问题，能够检测并提出有关人类及其生活环境的问题，并对他们感到关注和负责，并了解人类建立的世界。
4．关注教学活动的多样性
爱因斯坦曾经说过：“所有科学的目的是组织人们的经验并将其整合到逻辑系统中。” 庞加莱（é）对科学的描述更加生动，“科学是由事实建造的，就像房屋是用石头建造的一样，但事实的积累并不是科学，就像一堆石头并没有造房子一样。”
无论是爱因斯坦的逻辑系统的构建还是庞加莱对和谐与秩序的追求，他们俩都在谈论同一件事，也就是说，科学不仅是事实，原则，概念和法律，而且还从我们的经验中寻求信息，并使其成为可能。 有组织的，这些信息可以导致事实，原则，概念和法律。 可以看出，在科学教学中，学生必须参与观察，测量，实验评估，积累，组织和解释更多现象，问题，数据和材料。 科学教学不能缺乏探索。
除了教学活动外，外国科学课程的教学还非常重视科学知识的探索。 通过观察，描述，演示，测量，预测，询问，分析和实验等活动，学生被指导真正与科学家建立的科学事实接触。 原则，法律和概念。 各种形式的共存，例如“教学 - 理解 - 接受”，“讲述 - 验证 - 实践”，“探索 - 获得 - 扩展”有效地促进了知识的掌握和思维的培养。
5.科学课程加入基本课程
在新的科学和技术革命的驱动下，面临着该国社会和经济发展的需求以及21世纪的发展前景高中物理的特点，它已成为所有发达国家改善科学课程地位并将其纳入基本国家的共同举措培训班。
美国将“自然科学”列为五个核心课程之一，要求学生应对自然科学内容中的挑战，并确保美国学生在自然科学中排名第一。 英国首次将“科学”课程与“英语”和“数学”结合在一起，被列为三个核心课程，从而将科学教育提高到了普通教育中前所未有的重要地位。 日本的科学教育始于幼儿园，科学课程在幼儿园，小学，初中和整个高中教授，上课时间仅次于“中文”和“数学”。 在法国，“科学技术”课程也受到高度重视，并且是强制性的基本课程之一。
6强度的科学和技术启蒙教育
科学和技术的快速发展以及人脑研究中的突破使人们意识到科学和技术教育应该从很小的时候开始，以便学生从很小的时候就对学习科学和技术产生兴趣和好奇心，并建立一个良好的知识基础和未来进一步研究的基础。 科学伦理。
在过去的20年中，随着教育思想的变化以及新一轮课程改革的广泛发展，外国中学的科学教科书发生了重大变化。 总而言之，主要表现如下：1。减少知识的难度并加强知识产生的过程； 2.打破主题中心的内容框架； 3.设计各种形式的学习活动； 4.增强教材的工具； 5.加强插图的作用； 6.进一步的多样化。