中外物理教育比较之美国.ppt

1 中学物理课程与教学比较研究—美国中学物理教育研究xjianch@ 一、美国中学物理教育研究 中学课程设置 物理（理科）教学研究 教材研究 学制 中小学普通教育学制一般共12年 义务教育年限在9－12年 学制 　6－3－3 (primary school, junior high school, senior high school) 　8－4 (elementary school, high school) 　4－4－4 (middle school) 物理课程 中学前期（相当于我国的初中阶段） 　　“自然科学常识”或“科学”（Science）（包括理、化、生、地知识） 其中的物理部分大致为每周2－3课时学1年，为必修课。 中学后期（相当于我国的高中阶段） 　　物理课程的开设主要有二种形式 　　　1.综合理科课程（以“物质科学”课程开设为多，物理、化学、地球科学三方面的内容大致为4∶3∶3，此为最低学分要求。） 　　　2.物理课程 模式 物理课程 常规型的一年物理课程 选修物理课的学生中约70－75%的学生选修此类物理课程 物理课程 AAPT/NSTA物理初级考试项目分布（1985.1.1） 数据分析　1%　（数据的图示；科学记数法和有效数字；图示信息的解释；测量单位；用比例式思考问题；数量级估计） 一维运动　5%　（运动学；匀加速运动） 二维运动　5%　（匀速圆周运动；抛体运动；矢量及运算） 单体动力学　5%　（静力学平衡；动力学平衡；牛顿三定律；摩擦；向心加速度与力；惯性质量） 能的守恒　5%　（功；动能与引力势能；功率） 动量守恒　5%　（弹性、非弹性碰撞；“爆炸”；冲力） 力矩与转动平衡　1% 牛顿引力定律　2%　（圆周轨道与卫星；开普勒行星运动定律；引力场） 振动　1%　（简谐振动；弹簧上质量的振动；单摆运动；胡克定律） 热学与分子运动论　10% 温度与热　4%　（比热；热作为一种能；量热学；传导、对流和辐射三种热交换） 分子运动论　4%　（理想气体定律；相变与能；绝对温度和分子动能） 热力学　2%　（第一定律作为能量守恒的叙述；第二定律） 电学与磁学　25% 静电学　7%　（电荷与库仑定律；静电感应；电场；点电荷电势；板电容器） 直流电路　6%　（电流；电阻连接方式；电压和直流电源；欧姆定律与基尔霍夫定律；电功率与电能；安培表与伏特表；内阻） 交流电路　1%　（有效值；电感；电容） 磁学与磁场　5%　（永磁体；运动电荷产生的磁场；运动电荷的磁力；载流长直导线上的力） 电磁感应　6%　（楞次定律；法拉弟电磁感应定律） 波动、光学与声学　20% 波动　6%　（波的性质；行波；驻波；叠加原理；波的传播；波长、频率与传播速率的关系） 几何光学　7%　（直线传播；反射与面镜；折射与透镜；全反射；色散；反平方定律；光的粒子模型与波模型） 物理光学　5%　（干涉；衍射；偏振；电磁波谱；颜色） 声学　2%　（声波的性质；多普勒效应；谐波；共振） 近代物理　15% 原子物理　7%　（光子的性质；光电效应；波粒二象性；原子能级；普朗克常数） 核物理　7%　（卢瑟福散射实验；原子核模型；放射性；核反应；同位素） 狭义相对论　1%　（爱因斯坦假设；质量、长度和时间对速率的依赖关系；质能等效；光速作为速率极限） 常规型课程中使用的教材 Physics: Principles and Problems (Murphy) Modern Physics (William) Physics: Its Methods and Meaning (Taffel) 荣誉生课程常用教材 Modern Physics (William) PSSC Physics (Gianoli) Physics: Principles and Problems (Murphy) 非理科课程（概念物理）侧重为文科学生开设 Conceptual Physics (Hewift) Harvard Project Physics Physics: Principles and Problems (Murphy) 高等位课程（相当于我国的大学物理或普通物理） University Physics (Sears) Fundamentals of Physics (Halliday Resnick) Physics (Gianoli) 教材研究 PSSC物理 HPP物理 PSSC物理 教材改革的时代背景 1956年，麻省理工学院教授扎卡赖亚斯（Zacharias,J·R）为首，联合其他物理学家和中学物理教师，成立了美国物理教学研究会（Physical Science Study Committee，PSSC），发起了教材改革运动，得到了国家科学基金会其它基金会的资助。 19