吴斯莉

（西南大学教师教育学院 重庆 400715）

自2001年实行基础教育改革以来，我国相继对各学科课程标准进行了编写和修订，教育部在2011年颁布了《义务教育物理课程标准（2011年版）》（以下简称中国《标准》）。美国颁布的《新一代科学教育标准》（以下简称美国《标准》）明确了科学教育的指导思想，确立了具体规范的科学教育体系和教育环节，对实施科学教育活动提供了重要的指导作用。笔者以初中阶段的能量内容为例，对中美两国《标准》进行比较研究。

1 中美两国《标准》简介

美国《标准》整合了科学与工程实践、核心概念和跨学科概念3个维度，基于学习进阶的研究，提出了一套从幼儿园到12年级连贯的学习预期，以支持学生跨年级的学习。美国《标准》包括生命科学、物质科学、地球与空间科学、工程与技术四个学科领域，共十六个主题。物质科学由物质及其相互作用、运动和稳定性——力和相互作用、能量、波及其在信息传递技术中的应用这四个主题构成。中国《标准》注重学生的全面发展，关注学生应对未来社会挑战的需求，强调提高全体学生的科学素养，将物理学科划分为物质、运动和相互作用以及能量这三个主题。

2 初中阶段能量内容的比较研究

在美国标准中，对初中能量的相关内容进行了划分，包含了：能量定义；能量转化与守恒；能量与力之间的关系；日常生活中的能量四个版块。我国《标准》中初中阶段的能量内容则包括六个板块：能量、能量的转化和转移；机械能；内能；电磁能；能量守恒；能源与可持续发展。下面以美国《标准》的四个板块划分维度为依据进行比较。

2.1 中美课标关于能量的定义的比较

能量观念是分析和解决物理问题的重要基础，在解决物理现实问题中应用较多，掌握了能量定义，能帮助学生形成具体的能量观念。

表1：中美课标关于能量定义的比较

由表1分析比较可知，中美课标对能量的定义描述方面，都要求学生了解能量及其存在的不同形式，知道动能、势能和内能。美国《标准》侧重对相关概念的理解以及相关模型的建立，强调学生能运用数学工具来描述动能和其质量及速度的关系、势能与物体的位置关系，并对学生建构模型的能力提出了要求。另外，在相关知识点的深度方面，美国《标准》要求学生了解“动能与物体的质量成正比，与速度的平方成正比”“一个系统中物体的势能取决于它们的相对位置”等，中国《标准》对这些内容未提及。

中国《标准》中并未强调通过建立模型理解能量的定义，而是从“功”的角度来引入能量的概念，要求理解功、功率、机械效率。其重点在于对功、功率、机械效率的计算，而美国《标准》对这些内容并未提及。

2.2 中美课标关于能量的转化和守恒的比较

能量转化和守恒定律是物理学中最重要的基本定律之一。与数学、化学、生物等其他学科联系紧密，与社会生产、居民生活结合度很高。

表2：中美课标关于能量的转化和守恒的比较

由表2可看出，中美课标在能量的转化和守恒方面，都要求学生了解能量可以从一个物体转移到另一个物体，认识不同形式的能量可以互相转化，知道能量守恒定律。美国《标准》重点倾向于物理原理的理解，要求学生能设计、构造和测试一个转化热能的设备，侧重模型的建构，强调培养学生的综合能力。

中国《标准》要求学生通过实验探究来了解能量的转移和转化、了解动能和势能的相互转化等，其重点在于学生科学思维的培养以及实验探究方法的学习。与美国《标准》相比，中国《标准》对知识点的要求更为具体。

2.3 中美课标关于能量和力之间的关系的比较

能量贯穿于各物体间相互作用。能量相关定律是分析、解决物理问题的重要原理。

表3：中美课标关于能量和力之间的关系的比较

由表3可看出，中美课标都要求学生知道两个物体相互作用时，能量会转移或者转化。美国《标准》除了让学生掌握物理原理外，还要求学生通过构建一个模型来描述当相隔一定距离相互作用的物体的位置改变时，储存在系统中的势能的变化，对于模型构建的对象也做了相应的要求。

中国《标准》要求学生从力做功的角度理解能量的转化和转移，学生通过理解电功、电功率来掌握电路中能量守恒与转换，通过实验探究来了解焦耳定律。美国《标准》对这些内容并未提及。中国《标准》要求重点在于培养学生结合实例理解原理，并利用原理解释现象的能力。

2.4 中美课标关于日常生活中的能量的比较

能量相关知识在日常生活中具有广泛的应用，中美课标均指出这部分内容具有较强的综合性，强调和其他学科的交叉等。

表4：中美课标关于日常生活中的能量的比较

由表4可知，美国《标准》中要求学能够熟练地开发和使用模型，规划调查，分析和解释数据，设计解决方案，参与证据论证，对模型的类型也提出了具体说明。美国《标准》重视逐步培养学生的建模能力、科学探究能力、数据分析能力、解决实际问题的能力。

中国《标准》侧重于要求学生从人类历史发展、自然现象、日常生活中了解各种形式的能量，认识能量对社会发展的意义、培养安全用电和节约用电的意识。结合实例，与现阶段我国物理能源科技发展相结合，让学生知道核能等新能源。同时侧重于要求学生了解我国和世界的能源状况，强调学会区分日常生活中可再生能源和不可再生能源，强调对于能源的开发利用有可持续发展的意识。

3 结论与建议

根据中美初中物理课程标准的比较分析，对我国《标准》中能量部分内容的完善提出如下建议：

（1）能量概念是物理学科中的核心概念之一，但能量概念相对于其他的物理概念来说有其特殊性,例如,能量概念本质的抽象性、内涵的丰富性等。因此，适当加深对能量观念知识点的要求，有助于学生建立更扎实、更科学的能量观念，也能为后续学习阶段更好地发展能量概念做好铺垫。

（2）对于科学实践，不仅注重学生思维方法的训练，也应强调实践操作能力的培养。以能量部分为例，在对知识点的要求叙述中增加“构建一个模型来描述当相隔一定距离相互作用的物体的位置改变时，储存在系统中的势能的变化”“构建和解释能展示数据的图表，来描述物体的动能和其质量及速度的关系”等要求，培养学生运用所学知识进行实验设计，并学会分析和解释数据，改进实验的能力。在实验过程中逐步培养学生的科学探究能力。

（3）重视知识与生活实践的联系。让学生意识到科学知识和人类历史发展、自然环境、日常生活的相互联系，做到从“做”中学，学会学以致用，让学生深刻认识到所学知识的现实意义，做好对学生的情感、态度、价值观等人文素质的教育。