中英高中物理教材结构比较研究 ——以沪科版和CIE A-Level力学部分为例

作     者：杨晓冰 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：苏桂锋

授予年度：2023年

学科分类：0401[教育学-教育学] 04[教育学] 

主      题：高中物理教材 教材比较 解释结构模型 

摘      要：教育部颁布的《普通高中物理课程标准(2017版)》首次提出了物理学科核心素养的相关要求。根据新课程标准,上海科技出版社发行了一套新的高中物理教材,该套教材已正式落地使用。由于教材的内容是由各种知识要素所构成,因此对教材的知识要素结构进行剖析,将有助于更好地把握教学内容之间的联系。对知识要素结构的认识不仅能使教师和学生更好地了解教材的结构特点,更关键的是能够为更新教学方法、优化教材体系提供助力。为了更好地对新教材进行教材结构分析,挖掘教材的特色,并汲取国外优秀教材的优点,本文拟对中外教材开展比较研究。本文选取沪科版高中物理最新出版的教材和剑桥出版社出版发行的英国A-Level国际课程物理教材,以力学部分的“相互作用和“牛顿运动定律两个模块为例,运用分析教材结构的方法——解释结构模型法,对教材的结构进行了分析。研究步骤根据以下内容展开:提取要素;建立要素上下位关系;将要素关系形成图转换为邻接矩阵;计算可达矩阵;计算要素层级;绘制要素层级有向图;在对两个版本的教科书进行对比分析的基础上,从关键要素的选取、终止要素的异同以及要素之间的形成关系等方面进行比较,以展现出两个版本教材的特点。本文在此基础上,根据对两版教材对比研究的结论,并结合我国高中物理教学的特点,对教学设计提出了一些相关的改进策略建议。基于这些建议,本文以“牛顿运动定律章节优化教法为例开展了教学设计与实践。综上所述,本文得到了以下结论:首先,通过对两版教材结构的比较研究,本文厘清了两个国家的物理教材所反映出的物理教育理念的相同与不同之处,具体包括:(1)教材内容选取上的异同:(1)教材内容选取都重视基础性与前沿性;(2)沪科版新教材注重物理知识的逻辑性;(3)CIE A-Level教材注重知识的广度;(2)教材内容安排和结构上的异同:(1)两版教材的编排组织都力图实现物理学科逻辑顺序与学生认知顺序的统一;(2)沪科版新教材更注重知识结构的逻辑性,贯彻新课标着力培养学生物理核心素养的要求;(3)CIE A-Level教材注重强调知识体系间的关联性。最后,基于教材结构比较分析的结论,提出教学设计改进策略。一是确定关键要素,掌握教学内容。二是理解终止要素,确定教学目标。三是优化形成路径,确定教学过程。教学实践结果表明:基于教材结构分析的教学改进策略有益于学生知识框架的建构、多元概念的理解、科学思维的提升。