近几年，全国陆续进入高考新课程改革，开始采用依据《普通高中物理课程标准（2017版）》编写的新版本教材。在新一轮课程改革吹响号角之际，美国教材的实用主义倾向为我们打开了一扇重新审视物理实验的大门，借鉴美国教材的优势为我们所用，已成了教材编写者和物理教师们的共同方向。美国作为发达国家，一直走在课程改革的前列，它的每一次课程改革都对世界物理教育的发展产生了重要影响。美国国家科学院出版了第一部全国性的科学教育标准——《国家科学教育标准》，这些对世界科学教育改革具有积极的参考意义。研究美国课程改革的趋势，有助于更好的推进我国基础教育课程改革。

课程改革的关键之一是教材改革，伴随着基础教育课程改革的深入发展，我国已经实现了“一标多本”的教材多样化。教材建设者需要根据时代的发展、社会的需要和科技的进步，遵循国家的方针政策，尊重教育规律，在吸取本国的和外国的、历史的和现实的教材改革经验的基础上，结合我国实际研究教材编写的指导思想和原则，研究教材的结构、内容、呈现方式等等。教材在课程改革和教学实践中具有十分重要的地位，通过教材对比，既可以促进教材编写者了解各国的教育理念与教育思想，继承与发展优良的教材编写风格；也可以帮助学生和教师梳理教材的结构体系，合理有效的利用教材，提高教育教学质量。教材研究是全面落实“立德树人”和全面提高学生科学素养的重要途径。

目前，课题组已开展中国高中主流物理教材比较的相关文献研究和实践探索，对教材结构和方式变革思考，有计划、有步骤开展系统研讨工作。

1.核心概念

（1）物理核心素养

学科核心素养是指学科的思维品质和关键能力，各学科根据本学科的独特价值培养学生的学科核心素养。《普通高中物理课程标准（2017版）》指出：物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，是学生物理核心素养的关键成分，主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成。

（2）中美高中主流物理教材

课程标准是构建呈现教材知识体系的“线”，教材内容围绕“线”来选择、组织、编排知识，根据课程标准编写的主要有人教版、粤教版、教科版、鲁科版、沪科版等五个版本的教材，其中人教版教材在我国使用的范围最为广泛、影响最大，是我国高中物理的主流教材。美国高中物理教材丰富多彩，诸如《PSSC物理学》、《哈佛物理教程（HPP物理）》、《Conceptual   Physics》、《Active   Physics》、《Physics   In Action》、《Physical   Science》及《Physics:Principles   and Problems》等，诸多教材可主要归纳为三个价值取向：学术型取向、通识型取向、生活型取向。其中，《Physics:Principles and Problems（物理：原理与问题）》是由 Paul W.Zitzewitz 等人编写的生活型取向的物理教材，最受美国师生欢迎、使用最广泛，美国高中物理的主流教材。

（3）教材比较研究

通过对不同版本教材的比较分析，明确教材各自的优缺点，从教材的编写理念、内容编排、编写体例、呈现形式、素材选取、文本特色等方面进行解读教材、重组教材、用好教材，在比较分析的基础上，结合教学实践，使教材体系更加完善，使教材更好服务于教学。

2. 研究价值

纵观中国物理教育史，每次关键性的教育改革都伴随着教材改革。在教材改革的过程中，国外的先进教育理论、教育方法以及优秀的教材成为我国编写教材时借鉴与参考的对象，在新一轮课改背景下，系统的从物理核心素养的“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”等维度对中美高中主流物理教材进行比较借鉴研究，具有理论和现实的双重意义：

（1）理论意义：本课题属于比较教育的研究范畴，通过中美高中主流物理教材的比较研究，有利于深化比较教育研究思想，提供教育经验借鉴，完善教材编写理论，促进新一轮课改的进一步发展。

（2）实践意义：基于培养学生的物理核心素养的角度，以中美高中主流物理教材为实实在在的抓手进行比较研究，有利于促进新一轮课改的教学具体实施过程中更合理建构或创造性的使用教材，取其精华，对改变教师的教学观念、转变教学方法、促进学生的物理核心素养发展均具有重要意义。

3.主要观点

（1）以培养学生物理核心素养为抓手

与已有的部分中美高中主流物理教材比较研究的文献资料不同，本课题顺应新一轮课程改革的背景，以促进学生物理核心素养的进一步形成和发展为抓手进行比较研究。

（2）比较研究教材，以教材为依托进行“二次开发”整合

在原有的部分中美高中主流物理教材比较研究的文献资料基础上，进一步进行教学内容的整合，结合有利于培养学生物理核心素养的教学实际进行“二次开发”。

（3）以比较研究国外优秀教材的视角探索培养学生物理核心素养的策略

在新课改中如何培养学生的物理核心素养尚处于摸索阶段，本课题通过美版优秀物理教材比较研究探索培养学生物理核心素养的策略，旨在体现“他山之石，可以攻玉”。

1．研究目标

（1）以课题研究促进对国外优秀物理教材的借鉴吸收

在比较研究中借鉴吸收国外优秀物理教材的成功之处，基于培养学生物理核心素养的角度合理利用教材，在教学过程中对教材内容进行符合教学逻辑和学生认知规律的整合，促进教材的科学化，努力实现教材价值功能的最大化，为教材的进一步改革和发展添砖加瓦，促使编写出适合中国国情特色的物理教材。

（2）以课题研究推进培养学生物理核心素养的教学策略研究

在新一轮课程改革背景下，培养学生的物理核心素养是基本理念之一。通过与美国高中主流物理教材的各方面比较研究，围绕物理核心素养的“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”等维度，从中美教材比较中逐步探索培养学生物理核心素养的教学策略。

（3）以课题研究助推物理教师的专业发展

课题组成员以课题研究为抓手，学习研究美国优秀物理教材《物理：原理与问题》，并率先学习新课改的相关内容，认真研究物理核心素养，理解“双基”到“三维目标”、再到“核心素养”的关系，对改变教师的教学观念、转变教学方法、促进教师自身的专业发展及培养学生物理核心素养的教学策略研究等均具有重要意义。

2.研究内容（子课题设计）

（1）两版教材中物理情境创设的比较研究

创设真实的物理情境进行教学，对培养学生的物理核心素养具有十分关键的作用。物理概念的建立、物理规律的探究等都需要建创设真实的物理情境。比较并提炼两版教材中的相关物理情境的素材，对四个维度进行比较分析和研究：1）教材情境的数量（从实验情境数量、生活情境数量、物理学史情境数量以及科技情境数量等维度）；2）教材插图的数量和质量；3）实验情境生活化；4）知识引入情境设置。

（2）两版教材中科学思维的挖掘与显化的比较研究

培养学生的科学思维是培养学生物理核心素养的核心内容之一。“科学思维”主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。挖掘并提炼两版教材中的相关科学思维的素材，从三个维度进行比较分析和研究：1）科学思维的呈现方式比较：对显性呈现方式和隐性呈现方式的比较；2）科学思维相关内容编排的定性与定量分析比较：①科学思维的呈现位置（组织结构：章节编排、栏目设置、图表设计、习题配置；行文特色：引言、正文）；②科学思维的依托载体（依托于物理知识（物理概念规律等）、物理实验（含科学探究活动）、物理学史等）；3）科学思维具体化内容的定性与定量分析比较：①科学方法的整体性分析；②实验方法的整体性分析；③模型方法的整体性分析；④数学方法的整体性分析。

（3）两版教材中物理实验的比较研究

物理实验是高中物理教学的重要板块，物理实验在培养学生的科学思维、科学探究能力、科学态度和责任方面具有特殊的作用，真实的物理实验探究是培养学生物理核心素养的有效途径。比较并提炼两版教材的相关物理实验的素材，从表层结构和深层结构两个方面进行定性与定量比较分析研究：1）在表层结构方面，分成宏观模块和微观模块进行比较研究：①宏观模块的比较包括实验类型、实验呈现栏目、实验分布与数量、实验编排结构等维度；②微观模块的比较包括实验目标、实验器材的选择、实验内容的相关性、实验相关图片的呈现方式（含实验插图语言）、实验情境的创设、实验评价等维度。2）在深层结构方面，根据物理核心素养的构成要素入手进行比较，从实验内容组织（物理概念实验和物理规律实验的编排）、物理实验科学方法、实验对学生科学观和科学态度的培养三个维度进行比较分析。

（4）两版教材中物理科学观教育的比较研究

科学观是物理核心素养的重要内容，科学观教育的研究对培养学生的物理核心素养具有重要意义。比较并提炼两版教材的科学观教育的素材，从三个维度进行比较和分析：1）科学观的内容比较：教材中所呈现的具体的科学观内容比较，包括①科学知识观；②科学方法观：包括科学基于证据和逻辑，科学具有解释和预测性，科学实事求是，不迷信权威等；③科学价值观：包括理解科学与技术•社会•环境的关系，具有科学责任感等；④科学事业观：包括科学行为中的伦理道德规范等。2）科学观呈现方式比较：分为正文文字部分、图表部分、辅助栏目部分等。3）科学观教学方式比较：①科学观的显性教学方式：教材中以文字的形式直接呈现科学观内容；②科学观的隐性教学方式：在具体的教材知识点或物理学史及STS 的相关部分中体现科学观内容。

（5）两版教材中问题解决的比较研究

通过问题解决，学生把自身形成的物理观念和科学思维等用于分析和解决问题，在解决问题中进一步促进核心素养的形成。挖掘并提炼两版教材中问题解决的板块或内容素材，从三个维度进行比较分析研究：1）提出问题的比较：①提出问题的方式；②问题呈现的方式；2）分析问题的比较：①例题的分析解答过程（解题策略）；②美版教材的“问题解决策略”模块；③利用数学知识分析物理问题；3）解决问题的比较：①习题类（位置、栏目、数量、类型、情境来源、难度、层次性、编排顺序等）问题解决；②通过实验的设计与操作解决问题；③STS类问题解决。

1.研究思路

以培养学生的物理核心素养为抓手，比较研究人教版高中物理教材和美国高中物理教材《物理：原理与问题》。定期召集课题组成员学习《物理：原理与问题》，对该教材框架结构，内容编排等有大致的了解，并进行交流探讨。对新课改中物理核心素养的相关内容进行深入学习，理解物理核心素养的“物理观念”、“科学思维”、“实验探究”、“科学态度与责任”构成要素。在课题实施过程中，明确分工职责，运用比较研究法、文献资料法等，做好课题研究的过程性资料的整理，撰写相关的论文。根据教材的比较借鉴成果，运用于教学实践，摸索培养学生物理核心素养的策略。

2.研究阶段

（1）前期准备阶段（2021年9月——2021年11月）。建立课题组，制定并论证方案，继续对方案进行修改、完善，查阅有关文献资料，启动课题研究，明确分工和职责。

（2）研究实施阶段（2021年12月——2023年6月）。组织课题组成员学习美版教材《物理：原理与问题》及其相关研究；在物理骨干教师共同体引领下定期不定期开展形式多样的课堂教学研讨活动；做好课题研究过程性资料的整理、归档工作；撰写课题相关论文；做好中期汇报等阶段性成果汇报工作。

（3）结题鉴定阶段（2023年7月——2023年10月）。组织课题组成员整理有关课题研究资料，汇集课题研究成果，写出课题研究报告，完成结题相关汇总资料。

3.研究方法

（1）比较研究法：对中美两版教材进行比较研究，明确教材各自的优缺点，取长补短，在比较研究的基础上，结合教学实践，使教材体系更加完善，使教材更好服务于教学，有利于培养学生物理核心素养。

（2）行动研究法：课题组成员将比较研究的成果与平时的教学行动结合起来，以有利于培养学生的物理核心素养为目标，结合比较研究，不断地反思改进自己的教学行为。

（3）文献研究法：通过查阅教育理论专著、期刊、报纸及网络资料，及时了解并借鉴前人研究的成果以指导课题研究，夯实课题研究的理论基础。

4.阶段性研究成果

评议专家组组长签名

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鉴定组职务

姓名

工作单位及职务、职称

签名

单位公章：  

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