IBDP物理課程大綱與我國高中物理課程標準的比較

譚曉琴

(蘇州外國語學校,江蘇 蘇州 215011)

國際文憑課程(International Baccalaureate,簡稱IB)是由國際文憑組織IBO(International Baccalaureate Organization)為全球學生開設的從幼兒園到大學預科的課程.國際文憑預科課程(International Baccalaureate Diploma Programme,簡稱IBDP)是國際文憑組織IBO為全球16-19歲學生開設的高中課程,同時也是大學預科課程,整個課程為期2年.IBDP課程考試成績可以作為申請大多數歐美大學的重要學術水平認證,是世界頂尖名校的“敲門磚”.在中國,AP、 A-LEVEL和IBDP是目前最為流行的3大國際高中課程.

IBDP課程體系分為6個學科組和3個核心課程,6個學科組分別為語言和文學研究(母語)、語言習得(第二語言)、個體與社會(包括歷史、地理、經濟學、哲學、心理學等)、科學(包括物理、化學、生物、計算機科學、環境系統等)、數學(包括數學高水平、高等數學標準水平、數學研究、數學法等)、藝術(包括舞蹈、視覺藝術、音樂、戲劇藝術等).每個學科基本上都分為標準水平(Standard Level,簡稱SL)和高水平(Higher Level,簡稱HL)兩個層次.要獲得IBDP全科文憑的學生,需要從6個學科組里各選1門進行學習和考試,這6門課中至少有3門是高水平(HL),藝術類課程可由其他學科的課程替代.除了6門課程外,學生同時必須完成3個核心課程的學習.3個核心課程分別為拓展論文(Extended Essay,簡稱EE)、知識論(Theory of Knowledge,簡稱TOK)和創造、活動與服務(Creativity,Action,Service,簡稱CAS).IBDP 課程以其先進的教育理念, 獨特和均衡的課程體系,全面和嚴格的評價體系,在國際上受到了極大的認可.研究IBDP課程對于我們思考中國普通高中課程的設置和改革有重要的借鑒意義.本文以物理學科作為切入點,從課程目標、課程結構和內容、評價方式等方面對IBDP物理課程大綱和我國高中物理課程標準進行了比較研究,希望給我國高中物理課程的設置帶來一些可借鑒之處.

1 課程目標的比較

IBDP物理課程的總目標概括如下:

(1) 在全球化背景下,通過激勵性和挑戰性機遇進行科學學習和科學創新；

(2) 獲得反映科學和技術的知識、方法和技能；

(3) 運用反映科學和技術的知識、方法和技能；

(4) 培養分析、評估和綜合科學信息的能力；

(5) 在科學活動中培養對有效合作和溝通的必要性和價值的批判意識；

(6) 培養實驗和探究的技能,包括使用現有技術；

(7) 在科學研究中培養和運用21世紀的交流技巧；

(8) 作為國際公民,對使用科學和技術的倫理影響具有批判意識；

(9) 了解科學和技術運用的可能性和局限性；

(10) 了解科學學科之間的關系及其對其他知識領域的影響；

我國普通高中物理課程標準的課程目標為: ① 形成物質概念、運動與相互作用概念、能量概念等,能用其解釋自然現象和解決實際問題.② 具有建構模型的意識和能力;能運用科學思維方法,從定性和定量兩個方面對相關問題進行科學推理、找出規律、形成結論;具有使用科學證據的意識和評估科學證據的能力,能運用證據對研究的問題進行描述、解釋和預測;具有批判性思維的意識,能基于證據大膽質疑,從不同角度思考問題,追求科技創新. ③ 具有科學探究意識,能在觀察和實驗中發現問題、提出合理猜想與假設,具有設計探究方案和獲取證據的能力,能在正確實施探究方案,使用不同方法和手段分析、處理信息,描述并解釋探究結果和變化趨勢;具有交流的意愿與能力,能準確表述、評估和反思探究過程與結果.④ 能正確認識科學的本質;具有學習和研究物理的好奇心與求知欲,能主動與他人合作,尊重他人,能基于證據和邏輯發表自己的見解,實事求是,不迷信權威;關心國內外科技發展現狀與趨勢,了解物理研究和物理成果的應用應遵循道德規范,認識科學·技術·社會·環境的關系,具有保護環境、節約資源、促進可持續發展的責任感.

通過比較可以發現,兩個課程的目標比較接近.兩者都注重學生對物理基本概念和規律的掌握,強調物理知識在技術、生活和社會的影響,重視物理知識的實際運用以及對實踐能力的培養,培養學生的科學態度. IBDP課程目標中提到對現有技術的使用,強調信息技術在科學研究中的重要性,強調科學研究中使用21世紀的交流技巧,這充分體現了IBDP課程緊跟時代以及學科發展的特點.我國高中物理課程目標非常的詳盡和具體,但實施起來難度較大.

2 課程結構和內容的比較

2.1 課程結構的比較

IBDP物理課程分為標準水平(SL)和高水平(HL)兩個層次,學生可根據自己的學習興趣和能力,結合自己的選課情況來進行選擇.標準水平(SL)由核心內容、選修內容和內部評估(課題研究)3部分組成.高水平(HL)在標準水平(SL)內容的基礎上增加了附加部分.兩個層次的核心內容完全相同,高水平(HL)選修部分的知識內容較普通水平(SL)更為廣泛和深入.

我國高中物理課程由必修、選擇性必修、選修3類課程構成.其中物理1、物理2和物理3為全體學生必須學習的必修模塊.必修課程每個模塊2學分,共計6學分.學生完成必修模塊的學習后,可用于參加高中畢業的學業水平合格性考試.選擇性必修課程每個模塊2學分,共計6學分.選擇性必修課程學完后,學生可參加用于高等院校招生錄取的學習水平等級性考試.學生還可以根據自己的興趣、發展潛力以及今后的職業需求,學習若干選修課程.

從課程結構的設置上來說,兩個課程也有一些相似的地方.我國高中物理課程設置了必修和選擇性必修,必修部分是全體學生都必須學習的,為學生打下必要的科學基礎.選擇性必修部分一般是日后往理工科專業發展的學生選擇學習的.IBDP物理課程核心內容為標準水平(SL)和高水平(HL)共同學習部分,知識比較基礎和全面.在打下了必要的基礎之后,再進入難度和專業度有所提高的選修部分.IBDP課程結構設置還有極大的靈活性,層次上有標準水平(SL)和高水平(HL)可供選擇,選修部分有4個模塊以供選擇,充分尊重了學生的興趣和能力差異.在課程結構上,兩個課程最大的不同之處在于IBDP課程將課題研究(內部評估)單獨作為課程結構的一個部分,這充分體現出其對學生實踐能力的重視.

2.2 課程內容和教學時長的比較

IBDP物理課程內容和我國高中物理課程內容的比較如下所示(見表1).

首先,從課程內容的設置上來說,IBDP課程比我國高中課程更加廣而深.IBDP的核心內容包含了力學、熱學、光學、電磁學和原子物理的內容,知識體系比較系統和完整.我國高中物理的必修部分主要涵括力學和電磁學方面的內容,不利于學生了解物理學科的基本架構和形成完整的知識體系.

其次,IBDP課程的內容設置體現了現代性和運用性,與人們的生活更加的息息相關.如核心內容的粒子物理和能源、全球氣候變化、電子技術等.IBDP選修部分有物理理論方面的深入研究,如相對論;也有與物理的運用相關,如工程物理和成像技術;也有交叉學科,如天體物理學.這些內容一方面可以拓寬學生的知識面和知識深度,激發學生的學習興趣,讓學生體會到物理對推動科技和社會發展的意義,另一方面也可以給學生大學專業和未來職業的選擇提供一些參考.

第三,實驗在IBDP課程中占據非常重要的地位.IBDP物理課程的實驗部分占據了整個課程教學總學時的1/4,充分體現了IBDP課程對實踐能力的重視.實驗部分的形式也非常的多樣化,由規定實驗和其他實驗、內部評估(獨立課題研究)和科學組課題3部分構成.規定實驗和其他實驗部分為學生完成大綱規定的和教師自行安排的實驗.內部評估為學生選擇一個課題進行獨立研究,最終提交一份規范的6-12頁的實驗報告.科學組課題為跨學科研究,由選擇不同科學學科的學生合作完成一個項目.IBDP課程對實驗的重視也體現在學習內容的設置上.核心內容的第一部分就是測量和誤差,這樣的設置首先讓學生認識到物理的基礎是實驗,實驗結果的科學規范表述對于物理非常的重要.通過測量和誤差的學習,學生能夠學到一些測量知識和正確認識誤差,并在實驗中盡可能減小誤差,養成良好的實驗習慣,打下科學研究的基本功.

表1 IBDP物理課程和我國高中物理課程內容的比較

3 課程評價的比較

IBDP物理課程大綱主要從理解和掌握、運用、分析和評估3個方面對課程評價進行了規定:

(1) 理解和掌握:科學事實、概念和術語;科學方法和技術;信息.

(2) 運用:科學事實、概念和術語;科學方法和技術;呈現信息的方法.

(3) 分析和評估:假設、研究問題和預測;科學方法和技術;原始資料和二手資料;科學的解釋;展示進行富有洞察力和符合道德的探究所需的適當研究、實驗和個人技能.

IBDP物理課程大綱對評價形式,考試的題型、用時、分值和權重也作了非常具體的規定(見表2和表3).

表2 標準水平(SL)物理課程評價形式

表3 高水平(HL)物理課程評價形式

我國普通高中物理課程標準中對學生的評價主要包括以下幾個方面內容: (1) 評價學生關于物質、運動與相互作用、能量等物理觀念的發展水平;評價學生從物理學視角對客觀事物的本質屬性、運動規律及相互關系認識的科學思維發展水平;評價學生提出科學問題、獲取證據、作出解釋、表達交流等能力的發展水平;評價學生在認識科學本質、形成科學態度和社會責任感方面的發展水平.

IBDP物理課程評價標準圍繞著“科學”兩個字展開,分別從理解、運用、分析和評估3個方面進行了陳述.我國高中物理課程的評價內容與課程目標一致,分別從物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任4個方面進行解讀,每一個方面的解讀都非常的細致.IBDP的評價由外部評價和內部評價兩部分構成,兩部分成績按一定的權重進行計算,最終得出IBDP物理學科的成績.外部評價的形式為傳統的紙筆測驗,考察學生理論知識和能力的掌握,由題型、分值、考試時長不同的1,2,3卷的考試構成,分兩天完成.內部評估為學生根據興趣選擇一個題目,選擇科學合理的方法進行探究,收集和處理數據,并對數據進行分析,對實驗設計進行優化,最終完成一份6-12頁的規范報告.在整個過程中,教師只承擔指導者的角色,整個過程由學生獨立完成.內部評估的評分由本校教師根據評價標準,從學生實驗的獨立性、探究性、分析能力,評價以及溝通能力等5方面進行評定,再由IBO從每個學校中隨機抽取樣本進行審核,從而調整該學校物理學科內部評估的整體分數.

4 對我國高中物理課程的啟示

4.1 注重學生能力的全面發展

4.1.1 培養學生的實驗能力

作為一門實驗性學科,IBDP物理課程的核心目標就是將學生培養成為一個科學的探究者.IBDP物理實踐部分包括大量的必做實驗和教師自行安排的實驗.教師將學生實驗記錄在PSOW(Practical Scheme of Work)表中.該表格記錄了實驗課題、是否是規定實驗、采用了何種信息技術(包括數據記錄,繪圖軟件,電子表格,數據庫,計算機建模和模擬),實驗課題隸屬于哪個內容模塊、完成時長等信息.內部評估(課題研究)作為課程評價組成的一部分,在最終成績中占比為20%.學生根據興趣選擇一個課題,用合理科學的方法進行探究,如設計完成實驗、使用計算機模擬或者建模、使用數據庫進行分析等,收集和處理數據,對數據進行分析,最終完成一份表達規范的6-12頁報告.通過實驗可以加深學生對學科知識的理解,經歷科學發現的過程,掌握科學研究的方法,培養學生的科學素養.

4.1.2 培養學生的團結合作能力

IBDP物理課程和我國高中物理課程都在課程目標中提到了信息交流和團結合作,但IBDP課程中的落實比較到位.IBDP物理課程的實驗部分包括了學科組課題探究,具體操作為讓科學組(包括物理,化學,生物,環境系統等)內學習不同學科的學生組成小組,共同合作完成一個跨學科研究的項目,展示所學課程對同一事物不同角度的思考.學生通過科學組課題研究,體驗了跨學科綜合研究.跨學科課題研究形式跟當今科學研究的實際比較接近,能幫助學生了解科研的過程,對于他們今后進行科學研究有非常大的幫助.

4.1.3 培養學生的批判性思維能力

對學生批判性思維能力的培養貫穿于 IBDP 的整個課程之中,但集中體現在核心課程-認識論(TOK)上.認識論(TOK)是IBDP課程的3個核心課程之一,是所有學生必修的跨學科的課程,目的是激勵學生思考,培養學生的批判性思維.認識論(TOK)引導學生對課堂內外獲得的知識和經驗進行反思,鼓勵學生對基礎知識進行質疑,進而認識到各學科知識之間的聯系和局限性,防止主觀臆斷和思想意識上的偏見.IBDP物理課程的大綱中除了對每章的內容進行解讀之外,還單獨列了該章的認識論(TOK)問題,如在誤差部分提出問題:“物理科學的一個目標是提供物質世界的精確圖景.20世紀物理學的一個成就就是證明這個目標是無法實現的-Jacob Bronowski”.科學家能否真正確定他們的發現?力的部分提出問題為:經典物理學認為宇宙的整個未來可以通過對現狀的了解來預測.現在的知識在多大程度上可以讓我們了解未來?能量部分問題:科學知識在多大程度上基于能源等基本概念?當我們對這些基本概念的理解發生變化或演變時,科學知識會發生什么變化?動量部分:守恒定律是限制還是促進物理學的進一步發展?這些認識論(TOK)的問題基于學科知識之上,但又將思考的高度和深度提升到學科之外,是IBDP課程教育哲學的體現.

4.2 注重內容的現代性和運用性

雖然物理是一門歷史悠久的科學,但其發展的腳步從未停止.隨著時代的變遷,物理學科的主干在不斷地延伸,科學范式更新交替.物理在技術領域的滲透也愈加深入,對技術和社會的發展產生了深遠的影響.在科學技術迅速發展的21世紀,高中的物理教育如果還只是停留在基礎知識和基礎理論這個層面,會使學生感覺學習脫離了實際,無法體會到物理的意義和運用,從而失去對物理的學習興趣.IBDP課程內容體現了極大的現代性和應用性,反映了物理學研究的新成果.在經典物理教學模式的基礎上滲透前沿知識,有助于學生對物理知識的理解和把握,在深度和廣度上將學科知識進行外延,有利于調動學生的學習興趣和拓寬學生的視野.

4.3 注重評價形式的多樣化和過程 性

IBDP物理課程的評價方式由外部評估和內部評估兩部分構成,評價非常的立體和全面,且注重過程.外部評估為傳統的紙筆測驗,分為3卷,在兩天內完成.外部評估的考試題目包含了很多的論述題,側重考察學生對知識理解,分析和運用,關注學生是否領會學科的本質.內部評估(課題研究)需要學生運用在學習過程中獲得的知識,技能和方法,整個過程貫穿在整一學期甚至一年當中,成績不會由于偶然的因素而受到較大的影響.值得一提的是,IBDP并不像我國高考那樣一考定終身.學生在申請大學的時候,還沒有IBDP最終的考試成績,學生只能提供預估成績.預估成績是教師根據學生平時表現和平時測驗成績來開具的,所以IBDP是一個非常注重過程的課程.

我國高中物理的評價方式比較單一,沒有真正的內部評估,外部評估主要是學業水平考試和高考.學業水平考試考察學生基礎能力,比較簡單.高考是選拔性考試,考試題目往往比較難.學生通過3年的學習,但是評估他們的學習成果只是體現在關鍵的一場考試當中,對學生的整個學習過程缺乏考察.這樣會導致學生過分重視學習結果,忽略學習的過程.考生為了獲得高分,往往重復地進行刷題,這樣對培養學生的學習興趣,讓學生真正領會學科的本質,做到學以致用并沒有任何的幫助.

4.4 課程目標和評價機制的統一

評價機制對教師的日常教學和學生的日常學習產生導向作用,要保證課程目標的真正落實,需要良好的評價機制進行支撐.IBDP課程對學生各方面能力的培養和考察,都有相應行之有效的評價形式,如內部評估(課題研究)培養和考察學生的探究能力和表達能力,科學組課題培養和考察學生的團結合作能力,認識論(TOK)培養和考察學生的批判性思維能力.我國高中物理課程標準中也提到了對學生各種能力的培養,但目前單一的評價機制顯然無法對其進行有效的評估,也無法激勵學生學習和指導教師教學.以實驗為例,我國課程標準中明確提出要培養學生的實驗能力,課程標準中也列舉了學生的必做實驗.但實際情況是實驗的評價機制并不完善,這導致我國高中普遍對實驗重視度不夠.沒有合適的評價機制來保證和肯定課程目標的實施,課程目標只能淪為一種美好的愿望.在這點上,IBDP課程的評價機制非常值得我國高中物理課程學習.