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1 教材介绍
江苏省普遍使用的是人民教育出版社出版的，普通高中课程标准实验教科书物理必修1（以下简称为中国教材）。美国高中（9～12 年级）主流物理教材是《物理：原理与问题》（ Physics ： Principles and Problems）（以下简称为美国教材）。此教材由美国麦格劳-希尔公司（ The McGRAw-Hill Companies。 Inc。）出版。现在国内有很多想要去美国读大学的高中学生都会选择这本教材。这套教材一共有上中下三册，中译本由浙江教育出版社出版。
本文选择上面 2 套教材作为中美物理教材的比较对象，试图通过分析比较，研究两种教材的各自特点，对一线教师的教学和对教师参与的新课程改革实践能有所促进和帮助。本文会对比这两种版本教材内容设计，插图设计， 实验设计，题目（包括例题和课后习题）设计4个方面。
2 比较教材的内容设计
从内容上看，两种教材各有特点、各有侧重。涉及的基本知识点是一致的，静摩擦力、滑动摩擦力的定义及计算、 常见接触面的摩擦因数，以及典型的匀速运动时的推力或拉力大小。但是国内教材提到了滚动摩擦以及关于流体的阻力，这是美国教材没有涉及的。
先从对概念的定义来谈一谈。两种教材都是通过二力平衡来引出静摩擦力的，但是中国教材提到了相对运动趋势，而美国教材只说：“当两个表面不发生相对运动时，其中一个表面施加在另一个表面上的力。”相对来说中国教材较容易理解一些。但对于静摩擦力的理解一直是学生学习的难点所在。
再来谈谈对公式的给出。中国教材先讲静摩擦力，用实验来说明静摩擦力的大小在0-Fmax之间，但对最大静摩擦力的大小没有太多的说明，一般教师在讲解时都会提到最大静摩擦力的大小略大于滑动摩擦力的大小，计算时不做说明我们默认最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小。然后再介绍滑动摩擦力，而且滑动摩擦力的公式是直接给出的，“实验表明：滑动摩擦力的大小和压力成正比。”从而给出动摩擦因数是比例常数及其相关因素。美国教材却先介绍动摩擦力，而且通过实验得到的，先对相同的接触面，改变压力大小，作图得到斜率就是动摩擦因数，再换不同的接触面，改变压力大小，作图得到另外的两条图线，图线为三条过原点的倾斜直线，直接可以看出动摩擦因数的不同，以及动摩擦力和压力成正比。教材中直接给出最大静摩擦力，是这样说的：“最大静摩擦力和正压力之间的关系与动摩擦力的情况类似”，然后推理得到静摩擦力小于或等于静摩擦因数和正压力的乘积，即Ff静≤μsFN。对于公式的给出，美国教材更侧重于推理演算，并给出了静摩擦因数这个物理量，国内教材对于最大静摩擦力是比较模糊给出的，在做题时是要因题而异的，而国外教材是给出的比较直白，而且在后面典型接触面的摩擦因数的列表中也是有明确给出静摩擦因数的数值的。所以对于公式的给出方面，从某种程度上讲美国教材比中国教材更加严谨。
再来说说对知识的拓展方面。中国教材有“说一说”部分，例举了日常生产和生活中的静摩擦力，并让学生举例，知识与生活相结合。还在提到滚动摩擦时，让学生“做一做”，拆卸一个自行车的滚动轴承，并能自己组装，培养学生的动手能力。而且还拓展了流体的阻力作为学生的相关知识补充。美国教材只补充了一点，摩擦力产生的原因，提到了微观情况下的起因，并指出目前仍是研究课题，激励学生的研究兴趣。所以两种教材相比较而言，知识的拓展中国教材要比美国教材更多，且更贴近学生的生活，便于理解。
3 比较教材的插图设计
课本插图是指插附在教材文字中间或是教材知识的一种呈现形式，或是教材知识内容本身的一部分，或用以帮助说明文字内容的图画。前苏联著名教育家乌申斯基说过，“把画片带进教室， 就是哑子也会说话了。” 足见插图在教学中的重要作用。插图作为教材的“第二语言”，它能使理性问题感性化、抽象问题具体化、深奥问题通俗化。所以教材中的插图让学生对这部分知识的理解更加透彻，在此我们来比较两本教材的在“摩擦力”这一章节的插图设计。
中国教材在这部分知识的处理上图片明显多于美国教材。其中实际图片就是与实验以及生产生活相关的图片。它们可以帮助学生更快地理解物理知识，书中图3.3-2测力计指针下面的小纸团记录最大静摩擦力的大小。它们还可以帮助学生学以致用，将物理知识与生活、生产相联系，图3.3-7安装自行车的滚动轴承、图3.3-9轮船的水下部分呈流线型等。还可以激励学生求实创新，加强其爱国意识，图3.3-8神舟飞船返回舱的空降实验。而美国教材在这一节是没有实际图片的，只有模拟图片。
模拟图片是指由绘画出的现实生活中的一些物体或事件，甚至可以以漫画的形式呈现。中美教材中都有3幅模拟图。中国教材的3幅模拟图是来分别是展现摩擦力的有无以及最大静摩擦力；物体的受力图；滚动摩擦力比滑动摩擦力小。美国教材也同样用“图5-8与外力相对应的静摩擦力存在一个极限”，这张图来说明静摩擦力的情况的。还有一张图5-9弹簧秤以恒力拉动木块，另一张是木箱匀速运动时的受力图。这样看来两种教材在模拟图片方面比较相近，都来说明最大静摩擦力的存在和运动受力情况。
数据图片不用过多解释，主要呈现的是常见接触面间的摩擦因数。两种教材都有这一点，不过美国教材多一项静摩擦因数，这是中国教材中不涉及的内容。美国教材多一幅数据图——图5-10摩擦力与正压力之间存在线性关系。这幅图是从实验中得来的，从而给出了动摩擦力的公式。而中国教材直接给出了该公式，只交代了一句“实验表明：滑动摩擦力的大小和压力成正比”。从这里便可以看出这幅图片出现的必要性。
4 比较教材的实验设计
物理学是以实验为基础的科学，实验始终是研究物理学的重要方法，因此在中学物理教学中实验是重要的教学方法，通过演示实验、学生实验等形式，不仅能提供学生对所研究的物理现象的感性材料，培养学生的观察能力，而且还可以使学生获得一定的实验技能，培养学生的实验能力。 中国教材既有演示实验还有学生自主实验，并提到了还可以利用传感器来做摩擦力的实验。而美国教材只有一个比较理论化的演示实验，主要是实验理论的讲解，没有实验数据的展示，只有最后通过图5-10反映的实验结果。从这里看出，对于这部分知识，颠覆了很多人认为的美国教材是很注重实验的，比中国教材实验要多得多的想法。可能是这部分知识的原因以及对该知识的重视程度导致的不同的处理。其实中国教材中提到的对摩擦力的研究以及利用传感器来研究静摩擦力是非常必要的，因为静摩擦力一直是学生学习的难点所在，利用实验（包括演示实验、学生自主实验）是能让学生更快更深刻地理解这部分知识的，这里用实验做处理是必要的。
5 比较教材的题目设计
书上例题都是经过编写者精心筛选、有目的设置的，是课堂教学过程中非常重要的组成部分，既可以作为学生理解知识的基本训练，又能作为深化知识认识的增长点，具有许多潜在的教育功能，是课堂教学过程中不可跳跃的一环。
课后习题是为巩固学习效果而安排的作业，是巩固新授知识，形成技能技巧，培养良好的思维品质，发展学生智力，开拓创新能力的重要途径，是课堂教学过程中不可跨越的一环。
先来谈谈例题的设置。中国教材只有一道例题，而美国教材有2道，其第一题和中国教材的第一题是异曲同工的，都是判断匀速运动状态下的受摩擦力的情况，再利用水平方向二力平衡，得到推力或拉力的大小。可谓“英雄所见略同”。美国教材的例题2是加速运动的情况下，讲施加的推力加倍，计算木箱的加速度大小。这题出在这里是有原因的，因为在之前的第4章一维力的内容中已经介绍过牛顿运动第二定律了，所以在这里会有一个结合摩擦力的应用。这是不同教材内容顺序的处理不同带来的，中国教材的牛顿第二定律要在后面一章中才会讲到，所以这个加速运动的情况会在之后讲解和涉及。
再来谈谈课后习题的设置。我们可以看到，中国教材只有3题，而美国教材有16题，题量是中国教材的5.3倍。而且有一个很明显的特点，他们的摩擦力计算的13道习题中有11题是以生活中的情境为背景的，例如：“一女孩拉雪橇”、“艾米将一只装满书的箱子从办公室拖到他的汽车处”、“德莱克和他的朋友玩牌”等等，这些习题的设置弥补了之前内容中的与生活联系紧密度不够的不足。但他们的习题设置都是比较简单的，与例题比较接近，但也有一定的思考和拓展。中国教材的课后习题设置也不难，难度和美国教材相当。但题量要明显少。但是基于中国的国情，实际上学生做的习题（老师额外布置的）要比课后例题要多的多（不会比美国教材题量少），而且难度要深得多。当然我想不管是中国学生还是美国学生，只要是热爱物理的孩子，都会在课后自己去利用参考书等学习资料进行拓展和学习，使得自己能对公式、概念有更深刻的理解，提高自身的科学素养，并能用于生产生活，这也是习题设置的初衷所在。
6 启示
通过对“摩擦力”一节的中美高中物理教材的内容设计，插图设计， 实验设计，题目设计4个方面的比较后得出以下几点想法：（1）现在有些人会有误区，觉得国外的教材比国内的教材好，实验多，内容设计新颖。而通过比较发现，中国教材在这一节内容上设计的学生动手和与实际生活相关联的内容要明显多于美国教材。所以我觉得内容的安排取决于编者希望通过对这部分知识给学生有怎样的收获。（2）必要的相关插图补充能激发学生的学习兴趣和对知识的理解，这也是将信息技术用于教学的主要作用。（3）演示实验和学生自主实验都很重要，都是为学生的学习服务。课后可以适当布置些学生实验，激发学生的学习兴趣，培养动手能力。（4）对于例题的选择，不仅仅是理论的，更可以选择一些与学生生活相关的，或以学生生活为背景的题目。让学生觉得学有所用，学习起来更有干劲。
江苏省普遍使用的是人民教育出版社出版的，普通高中课程标准实验教科书物理必修1（以下简称为中国教材）。美国高中（9～12 年级）主流物理教材是《物理：原理与问题》（ Physics ： Principles and Problems）（以下简称为美国教材）。此教材由美国麦格劳-希尔公司（ The McGRAw-Hill Companies。 Inc。）出版。现在国内有很多想要去美国读大学的高中学生都会选择这本教材。这套教材一共有上中下三册，中译本由浙江教育出版社出版。
本文选择上面 2 套教材作为中美物理教材的比较对象，试图通过分析比较，研究两种教材的各自特点，对一线教师的教学和对教师参与的新课程改革实践能有所促进和帮助。本文会对比这两种版本教材内容设计，插图设计， 实验设计，题目（包括例题和课后习题）设计4个方面。
2 比较教材的内容设计
从内容上看，两种教材各有特点、各有侧重。涉及的基本知识点是一致的，静摩擦力、滑动摩擦力的定义及计算、 常见接触面的摩擦因数，以及典型的匀速运动时的推力或拉力大小。但是国内教材提到了滚动摩擦以及关于流体的阻力，这是美国教材没有涉及的。
先从对概念的定义来谈一谈。两种教材都是通过二力平衡来引出静摩擦力的，但是中国教材提到了相对运动趋势，而美国教材只说：“当两个表面不发生相对运动时，其中一个表面施加在另一个表面上的力。”相对来说中国教材较容易理解一些。但对于静摩擦力的理解一直是学生学习的难点所在。
再来谈谈对公式的给出。中国教材先讲静摩擦力，用实验来说明静摩擦力的大小在0-Fmax之间，但对最大静摩擦力的大小没有太多的说明，一般教师在讲解时都会提到最大静摩擦力的大小略大于滑动摩擦力的大小，计算时不做说明我们默认最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小。然后再介绍滑动摩擦力，而且滑动摩擦力的公式是直接给出的，“实验表明：滑动摩擦力的大小和压力成正比。”从而给出动摩擦因数是比例常数及其相关因素。美国教材却先介绍动摩擦力，而且通过实验得到的，先对相同的接触面，改变压力大小，作图得到斜率就是动摩擦因数，再换不同的接触面，改变压力大小，作图得到另外的两条图线，图线为三条过原点的倾斜直线，直接可以看出动摩擦因数的不同，以及动摩擦力和压力成正比。教材中直接给出最大静摩擦力，是这样说的：“最大静摩擦力和正压力之间的关系与动摩擦力的情况类似”，然后推理得到静摩擦力小于或等于静摩擦因数和正压力的乘积，即Ff静≤μsFN。对于公式的给出，美国教材更侧重于推理演算，并给出了静摩擦因数这个物理量，国内教材对于最大静摩擦力是比较模糊给出的，在做题时是要因题而异的，而国外教材是给出的比较直白，而且在后面典型接触面的摩擦因数的列表中也是有明确给出静摩擦因数的数值的。所以对于公式的给出方面，从某种程度上讲美国教材比中国教材更加严谨。
再来说说对知识的拓展方面。中国教材有“说一说”部分，例举了日常生产和生活中的静摩擦力，并让学生举例，知识与生活相结合。还在提到滚动摩擦时，让学生“做一做”，拆卸一个自行车的滚动轴承，并能自己组装，培养学生的动手能力。而且还拓展了流体的阻力作为学生的相关知识补充。美国教材只补充了一点，摩擦力产生的原因，提到了微观情况下的起因，并指出目前仍是研究课题，激励学生的研究兴趣。所以两种教材相比较而言，知识的拓展中国教材要比美国教材更多，且更贴近学生的生活，便于理解。
3 比较教材的插图设计
课本插图是指插附在教材文字中间或是教材知识的一种呈现形式，或是教材知识内容本身的一部分，或用以帮助说明文字内容的图画。前苏联著名教育家乌申斯基说过，“把画片带进教室， 就是哑子也会说话了。” 足见插图在教学中的重要作用。插图作为教材的“第二语言”，它能使理性问题感性化、抽象问题具体化、深奥问题通俗化。所以教材中的插图让学生对这部分知识的理解更加透彻，在此我们来比较两本教材的在“摩擦力”这一章节的插图设计。
中国教材在这部分知识的处理上图片明显多于美国教材。其中实际图片就是与实验以及生产生活相关的图片。它们可以帮助学生更快地理解物理知识，书中图3.3-2测力计指针下面的小纸团记录最大静摩擦力的大小。它们还可以帮助学生学以致用，将物理知识与生活、生产相联系，图3.3-7安装自行车的滚动轴承、图3.3-9轮船的水下部分呈流线型等。还可以激励学生求实创新，加强其爱国意识，图3.3-8神舟飞船返回舱的空降实验。而美国教材在这一节是没有实际图片的，只有模拟图片。
模拟图片是指由绘画出的现实生活中的一些物体或事件，甚至可以以漫画的形式呈现。中美教材中都有3幅模拟图。中国教材的3幅模拟图是来分别是展现摩擦力的有无以及最大静摩擦力；物体的受力图；滚动摩擦力比滑动摩擦力小。美国教材也同样用“图5-8与外力相对应的静摩擦力存在一个极限”，这张图来说明静摩擦力的情况的。还有一张图5-9弹簧秤以恒力拉动木块，另一张是木箱匀速运动时的受力图。这样看来两种教材在模拟图片方面比较相近，都来说明最大静摩擦力的存在和运动受力情况。
数据图片不用过多解释，主要呈现的是常见接触面间的摩擦因数。两种教材都有这一点，不过美国教材多一项静摩擦因数，这是中国教材中不涉及的内容。美国教材多一幅数据图——图5-10摩擦力与正压力之间存在线性关系。这幅图是从实验中得来的，从而给出了动摩擦力的公式。而中国教材直接给出了该公式，只交代了一句“实验表明：滑动摩擦力的大小和压力成正比”。从这里便可以看出这幅图片出现的必要性。
4 比较教材的实验设计
物理学是以实验为基础的科学，实验始终是研究物理学的重要方法，因此在中学物理教学中实验是重要的教学方法，通过演示实验、学生实验等形式，不仅能提供学生对所研究的物理现象的感性材料，培养学生的观察能力，而且还可以使学生获得一定的实验技能，培养学生的实验能力。 中国教材既有演示实验还有学生自主实验，并提到了还可以利用传感器来做摩擦力的实验。而美国教材只有一个比较理论化的演示实验，主要是实验理论的讲解，没有实验数据的展示，只有最后通过图5-10反映的实验结果。从这里看出，对于这部分知识，颠覆了很多人认为的美国教材是很注重实验的，比中国教材实验要多得多的想法。可能是这部分知识的原因以及对该知识的重视程度导致的不同的处理。其实中国教材中提到的对摩擦力的研究以及利用传感器来研究静摩擦力是非常必要的，因为静摩擦力一直是学生学习的难点所在，利用实验（包括演示实验、学生自主实验）是能让学生更快更深刻地理解这部分知识的，这里用实验做处理是必要的。
5 比较教材的题目设计
书上例题都是经过编写者精心筛选、有目的设置的，是课堂教学过程中非常重要的组成部分，既可以作为学生理解知识的基本训练，又能作为深化知识认识的增长点，具有许多潜在的教育功能，是课堂教学过程中不可跳跃的一环。
课后习题是为巩固学习效果而安排的作业，是巩固新授知识，形成技能技巧，培养良好的思维品质，发展学生智力，开拓创新能力的重要途径，是课堂教学过程中不可跨越的一环。
先来谈谈例题的设置。中国教材只有一道例题，而美国教材有2道，其第一题和中国教材的第一题是异曲同工的，都是判断匀速运动状态下的受摩擦力的情况，再利用水平方向二力平衡，得到推力或拉力的大小。可谓“英雄所见略同”。美国教材的例题2是加速运动的情况下，讲施加的推力加倍，计算木箱的加速度大小。这题出在这里是有原因的，因为在之前的第4章一维力的内容中已经介绍过牛顿运动第二定律了，所以在这里会有一个结合摩擦力的应用。这是不同教材内容顺序的处理不同带来的，中国教材的牛顿第二定律要在后面一章中才会讲到，所以这个加速运动的情况会在之后讲解和涉及。
再来谈谈课后习题的设置。我们可以看到，中国教材只有3题，而美国教材有16题，题量是中国教材的5.3倍。而且有一个很明显的特点，他们的摩擦力计算的13道习题中有11题是以生活中的情境为背景的，例如：“一女孩拉雪橇”、“艾米将一只装满书的箱子从办公室拖到他的汽车处”、“德莱克和他的朋友玩牌”等等，这些习题的设置弥补了之前内容中的与生活联系紧密度不够的不足。但他们的习题设置都是比较简单的，与例题比较接近，但也有一定的思考和拓展。中国教材的课后习题设置也不难，难度和美国教材相当。但题量要明显少。但是基于中国的国情，实际上学生做的习题（老师额外布置的）要比课后例题要多的多（不会比美国教材题量少），而且难度要深得多。当然我想不管是中国学生还是美国学生，只要是热爱物理的孩子，都会在课后自己去利用参考书等学习资料进行拓展和学习，使得自己能对公式、概念有更深刻的理解，提高自身的科学素养，并能用于生产生活，这也是习题设置的初衷所在。
6 启示
通过对“摩擦力”一节的中美高中物理教材的内容设计，插图设计， 实验设计，题目设计4个方面的比较后得出以下几点想法：（1）现在有些人会有误区，觉得国外的教材比国内的教材好，实验多，内容设计新颖。而通过比较发现，中国教材在这一节内容上设计的学生动手和与实际生活相关联的内容要明显多于美国教材。所以我觉得内容的安排取决于编者希望通过对这部分知识给学生有怎样的收获。（2）必要的相关插图补充能激发学生的学习兴趣和对知识的理解，这也是将信息技术用于教学的主要作用。（3）演示实验和学生自主实验都很重要，都是为学生的学习服务。课后可以适当布置些学生实验，激发学生的学习兴趣，培养动手能力。（4）对于例题的选择，不仅仅是理论的，更可以选择一些与学生生活相关的，或以学生生活为背景的题目。让学生觉得学有所用，学习起来更有干劲。