目前我国的基础教育新课程正在向多层次、多特色的方向发展。在德国,科学和技术教育得到高度重视且特点突出。研究德国中学的物理教育,对我们的中学物理教育会有一定的启发作用。德国的中小学教育共13 年(6- 18 岁),其中中学教育可分为两个阶段。7- 10 年级为初级阶段,11- 13 年级为高级阶段。这两个阶段分别与我国的初中阶段和高中阶段相当。

一、德国初中阶段的物理教育

在德国16 个联邦州,物理是中学初级阶段的必修课。只有几个州作为科学教育的起点,在小学开设“自然现象”课程。大多数州,物理课程直到7~8 年级才开设,学生年龄大概有 13 岁,对校外的事物越来越感兴趣。在 7~10 年级开设的科目为光学、热学、电学和力学。少数几个州 10 年级还开设天文学课程。初级阶段物理课程的目标及强调的教学理念有:中小学的物理教育不应当陷入试图使学生们了解整个学科的系统结构的误区。中小学校应当赋予那些将来可能成为律师、医生、建筑师、记者、运动员或者艺术家的孩子们足够的自然科学知识,使他们可以积极地参与到社会发展过程中来,甚至有助于他们在社会中作出决策。事实上,这些孩子可能一辈子都不可能需要做出有关物理方面的重要决定。即使需要,他们也可以通过咨询专家的意见来解决这样的问题。但是,对许多会影响到整个社会的决定,比如,处理能源供应和能源节约问题,环境协调技术的发展,保护环境的理念,当然还有废物处理等问题,为做出正确的判断,人们必须具有对自然科学最基本的认识。而对很多人而言,中小学校是他们唯一可以学习自然科学知识的地方。在中小学里,物理必须呈现一个动态的、迷人的知识领域。实践表明,多媒体演示在入门者教育中是一个非常成功的工具———通过令人信服的实验或对自然的观察了解物理学,而不仅仅使用语言和公式来阐述这些道理,观察是学习物理学基本概念的最好方法。学生们必须非常熟悉自然科学的工作方法,比如观察法、描述法、解释法以及数学公式等。为了清楚地说明自然科学知识和发现,学生们必须学会在日常用语和科学语言之间进行转换。使用数学公式的一个重要优点,就是可以建立物理和数学之间的紧密联系,这对于两个学科发展都非常有利。教授物理课,最好每个班的学生人数较少,使老师可以了解到每个孩子的学习过程,给以相应的帮助。物理学应当与其他科学沟通。许多自然现象,如果不从物理学观点来认识,就不能理解,反过来,生物学和化学知识可以帮助和丰富对物理学中各种关系的理解。比如,为了理解能量经济学中的种种关系,仅仅了解物理能量的定义是远远不够的。发现能量守恒定律的迈耶(J.R.Mayer),其职业是医生。学生应当了解基本物理学规律对于技术发展产生的正面和负面的影响。仅仅在每一个物理学现象后加上其技术应用是不够的,还应当从技术问题的角度,看看哪些基本的物理学规律是可以被“研究”的。

二、德国高中阶段的物理教育

在中学11年级,在大多数联邦州里,物理是所有学生的必修课。在此之后,学生可以选择基础课程和高等课程。打算学习科学或工程的学生,或者开始进行相关职业训练的学生,通常会选择这类物理课程。根据一项德国全国性调查,26%的学生选择物理基础课程,大约12%选择高等物理课程。这说明,将近总数 2/3 的学生放弃物理作为早期教育课程的可能机会。学习物理的学生数量在12 年级升到 13 年级时又有显着下降。除了介绍经典物理学知识,中学教育第二阶段的学生应该关注 20 世纪的物理知识,20 世纪物理学以场论方面的发展为特征,尤其包括原子、原子核和固体物理知识。粒子物理、天体物理、生物物理、量子光学和非线性动力学,这些前沿的内容也编入课程中,特别适合于让学生对目前物理学的研究有深刻的印象。国际性调查显示,正是这些前沿的物理学课题使学生在 12 年级、13 年级有好的表现。要从当前物理研究领域找到内容进行讲解,获得高质量的物理教学,要求物理老师不断自修。要完整地将物理学全部内容教授给学生是不可能的。中学第二阶段物理教学的基本目标,是告诉学生物理与其他自然科学、人文科学的相互联系。好的物理教学必定是不局限于技术知识领域,而是解决学生在自然、环境和技术中面临的问题。只有这样,在学校中,物理对学生才会有吸引力。学生必须认识到在物理学习中获得知识的方法能对其他课程学习有所帮助。必须在学校教育中逐步将学生们引向物理学家的思考方式和工作方式上来,这点不能通过硬性灌输已备好的教案来实现。正确的方法是,告诉孩子们在自然科学领域得到新发现的一些具体过程,使他们在老师指导下尽可能独立地沿着这条路走下去,让他们获得体验,受到启发。德国的学校中,女生学习物理的态度是一个特殊问题。显然,很少有女生选择高等物理课程。在德国致力于学习物理或工程的女生的比例远小于其他欧州国家。有责任感的物理教师必须牢记女生在学习和理解物理问题中天生并不比男生差,需要的只是帮助她们建立自信。

三、对我国中学物理教育教学的启示

1.中学初级阶段物理教育的目标放在大多数的未来公民的兴趣和需要上,而不是放在要进一步学习物理而成为科学家和工程师的少数精英身上。因此,重视物理在社会上、技术上的应用而不是追求知识结构的系统性和完整性。

2.中学高级阶段的物理教育,应该要有可供学生选择的高等物理课程。物理提高课不仅要提高物理课程的知识水平,扩大物理专业知识范围,还应引入当代前沿的物理课题。高等物理课程要满足对物理学习有热情的未来成为科学家和工程师的学生的需求。

3.学校教育中要逐步将学生们引向物理学家的思考方式和工作方式上来,这通过硬性灌输的教学方法是行不通的。如果不给学生以解决真实问题的体验,即使有很多的知识和很好的理解力,也不能保证使学生具备解决实际问题的能力。