中美初中物理学教材比较：创新精神揭示

创新可以说是任何理科学习的终极目标，要做到创新，有创新能力，需要极大的知识储备，丰富的实践操作经验，而最根本的是要具备创新精神。在中美两国的初中物理学教材中对学生创新能力的培养都有所涉及。但是对于多年来一直不太重视创新能力培养的中国物理学教材而言，起步稍晚。所以虽然教材中有多处可以体现其培养创新能力意图的地方，但在提问的方法和实验的设计方面设想不够全面，调动激发学生创新能力的力度略小。以下选取几个比较有代表性的例子。

1.对“噪声控制”的创新设计

中国初中8年级学生在学习了声学简介后，掌握了乐音和噪声的区别，也了解到日常生活中的噪声造成的困扰和危害。在8年级第一学期物理学习活动卡“1.2c 声音的特征 乐音与噪声”上有一道意在培养学生创新意识的思考题。

思考与讨论：观察下面这幅漫画（图2-1），谈谈日常生活中的噪声，然后说说你对控制噪声的设想。

图2-1　噪声

学生应该就日常生活中常见的噪声污染的来源进行讨论，并一一列举解决方案。题目意在让学生利用课内所学，再运用自己的创意，来解决日常所见的问题。这是中国初中物理学教材尝试培养学生创新精神的一个体现。对于这个题目，学生可以集思广益，激发出创意火花，提出各类新颖的噪声控制的设计方案。但是，最大的问题在于没有论证这些创意设计的实际效果的手段。

再来看美国初中物理学教材中相对应的噪声控制的题目是怎样设计的，题目来自《Physical Science》第十章“声音和光”的第三节“声音的传播”：

你的家人有没有经常让你把房间里的音乐声调轻？隔音层可以帮你解决这个问题。

（1）发挥想象力，讨论一下如何能使你的房间隔音？你会使用什么材料？你会把材料放在什么位置？解释一下原因。

（2）讨论一下如何做一个隔音房间的模型。你会用什么材料来做房间模型？画一个模型蓝图并以小组为单位做一个隔音房间模型。

（3）你如何能知道你的设计能隔音？想一个能测试你模型的方法，并测试一下模型房间的隔音效果。

（4）写一篇文章描述一下你的隔音房间模型的原理以及改进方案。

（5）你的房间模型是否能适用于一个真实大小的房间呢？为什么？(www.xing528.com)

一样是让学生设计控制噪声的方案，美国物理学教材中的课题则要丰富详细得多。从设计的目的，采用的材料到模型的制作，以及可行性的讨论，学生经历了迸发创意到实现想法的每一个步骤。这样不仅培养了创新精神，也培养了必不可少的创新能力。同样的创新课题，美国的物理学教材比中国的物理学教材操作性强一点，让学生在“创意无限”之后，实际体会了自己创新的可行性，为以后每一次的创新打下基础。

2.对“新能源应用”的创新设计

在上教版物理学教材中也有设计比较详细的创新课题，比如9年级物理第二学期学习活动卡“9.4b 能量的转化和守恒”，学习了“能量的转化和守恒”之后，让学生就新能源的开发和使用进行自主的学习与探讨。

使用核能的优点：核能发电成本并不昂贵；可以开发新的核燃料；可以利用高效反应堆技术；不会污染空气，不会产生噪声；核电站不受地域限制。

使用核能的缺点：提炼核燃料的技术难度大，成本高；核辐射事故时有发生；核废料可能泄露；可采铀矿的废渣会污染环境；核技术一旦扩散开，被恐怖分子利用，后果不堪设想。

结论：支持和反对开发核能的论据都很有说服力，各国应该根据国情，权衡利弊，适度开发。

要求：参考上面范文，从不同的能源中选取一个题目，收集相关素材和资料，写一篇类似小论文。

组织一次能源辩论会。

这是上教版物理学教材中设计非常到位的一个创新课题，给出了具体的背景知识材料，让学生分析利用这些知识，再加上自己的想法和创意，提出自己对今后世界上新能源运用和推广的设想。

作为一个世界性的问题，美国初中物理学教材《Physical Science》第八章“做功和机械”的第三节“能量”中当然也有相关的课题：

让学生参考一下第372～377页上的附录A中有关可替换能源的资料，告诉学生美国开采并使用了世界上非常多的能源。让学生组成小组，每个小组选择一种能源并找出美国和世界其他主要国家开采并使用了多少该能源。学生们可以制作柱状图或者饼图来展示主要国家对能源的开采使用。邀请每个小组来分享一下他们收集到的资料和制作的图表。

同样是如何选择新能源的问题，美国物理学教材将此问题与地域差异联系到了一起，使相关课题更进一步。两国的教材都让学生选取一种可替代的新能源为例，讲述它的利弊点，美国教材除了要求简单的文字性描述外，还让学生用直方图等手段列出相关数据来证明自己的观点，并且要求学生根据几个大国家的地域差异来选取合适的能源，这就更加需要学生的探究和创新的能力了。

中国的初中物理学教材在课改后，对学生的发散性思维、自主探究能力和创新能力的培养有了明显的倾向，不再将“会做难题”当作学好物理的标准。虽然起步晚一些，又受到中考、会考等评价系统的压力，但中国的初中物理学教材有了明显的改变。美国的初中物理学教材则在保持一贯以来的紧密联系生活，培养学生动脑、动手能力的特点之外，在NGSS的号召下，适当增加了教材内物理学科知识点的阐述和课后练习中的学科知识难度。但不论两国教材怎么改革，培养学生的创新精神永远是最重要的意义之一。