一、美国 PSSC 物理

PSSC 是在美国国家科学基金委员会的资助下为对高中物理课程进行新的探索而组建起来的“物理科学研究委员会”的简称。它原是一个研究麻省理工学院课程计划的机构,但在组建后不久便扩大成为全国性的组织了。

根据该书编者哈伯沙伊姆(U.Haberschaim)所说,PSSC 物理课程的目的在于说明在物理学发展过程中的实践与理论之间的相互作用;通过对自然界的调查,让学生学习物理学的基本原理和定律及其适用范围和根据; 培养批判地阅读的能力以及进行推理和善于区分本质与非本质的能力,从而提高所学到的技能;给想读大学理工科的学生打下一个坚实而牢固的基础。

PSSC 物理教材是由宇宙、光学与波、力学、电与原子结构等四部分组成。

在第一部分“宇宙”里,教材对时间、空间和物质等概念只作一般性的阐述,即说明怎样把握和怎样测定这些物理现象。具体内容包括什么是物理学,时间及其测定,空间及其大小,函数关系和标度的选择, 沿着一定轨道的运动,矢量,质量、元素、原子,原子和分子,气体的性质,测定等十章。通过对这一部分的学习,要让学生了解物理学是一个研究课题;理解时间、空间与物质三者是不可分的。不仅如此,还要让学生知道物理学是在不断发展之中,这一发展过程正是人们进行探索和研究的用武之地。学习这一部分只是对自然界进行一次广泛而粗略的扫描,接着就要对物理学的某些领域进行较深入的探究。

在第二部分“光学与波”中,教材主要研究光学。具体内容包括光的性质,反射和像,折射,透镜与光学仪器,光的粒子模型,波,波与光,干涉,光波等九章。从教材的编排体系上看,它是从研究光的粒子说开始逐步进入光的波动说的,但重点是在光波上。

在第三部分“力学”中,教材主要是以力学的观点去进一步细致地观察运动。具体内容包括牛顿运动定律,地面上的运动,万有引力和太阳系,动量及其守恒,功和动能,热、分子运动及能量守恒等六章。

在第四部分“电与原子结构”里,教材主要研究电磁学的内容,具体包括有关电的定性的事实,库仑定律和基本电荷,在电场中电荷的能

量和运动,磁场,电磁感应和电磁波,探索原子,光是粒子、电子是波吗,量子王国、原子结构等八章。

此外,PSSC 物理还有一个补篇部分,原名为“高等课题补充教材”, 介绍物理学的一些高等课题,包括角动量、统计力学、狭义相对论和量子物理学。这四个课题可以分开单独学习。作者在这里采用浅显易懂的语言,使学生不需要多少数学知识就能了解这些高等课题的基础知识。

PSSC 除编写了一套物理教材外,还编制了实验指导书、教师指导书、实验仪器介绍手册、教学影片及介绍手册、课外读物丛书、试题集等七种指导用资料。

经过实践,PSSC 物理教材受到不少批评。大家认为这套教材太深太难,只适用于少数尖子学生,远远脱离大多数学生的实际水平。虽然有部分教师在采用这套教材时,强调了科学探究,使用了新的教学方法, 但多数教师却依然使用传统的教学方法,因而收效甚微。但尽管如此, PSSC 物理所提出的教育改革的方向乃是大势所趋,同时也给人们留下不少有益的经验。