香港中学原子物理教材的特色，本文主要内容关键词为：香港论文,原子论文,物理论文,教材论文,特色论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
《物理新天地》是由文达出版（香港）有限公司出版的适合于中四、中五年级（相当于内地的高一、高二年级）使用的一套教材，热学、力学、波动学、电磁学和原子物理学各一册，其编写依据是1993年香港课程发展会议编订的《物理科课程纲要》及香港考试局颁布的《香港中学物理会考课程》。这套教材自2003年投入使用以来，获得了香港中学的广泛认可。
一、内容的选取
《物理新天地5原子物理学》[1]一书共三章：辐射和放射性，原子模型，核能。“辐射和放射性”主要介绍X射线、α、β、γ辐射的性质和产生，放射衰变和辐射的探测、安全问题；“原子模型”一章探索了原子的结构，介绍同位素的产生和应用；“核能”介绍核聚变和核裂变，以及人类在利用核能时的思考。纵观整个知识体系，其内容的侧重点在于“原子核”。与内地的新课程教材相比，内地的原子物理章节内容更加突出“原子”，如原子的量子能级结构、波粒二象性是教材中重点介绍的内容。侧重“原子核”和侧重“原子”有什么区别呢？我们知道原子核的应用比较广泛，中学也可进行一些实验；但原子部分的实验，中学实现起来较困难，相关的知识也比较抽象，但它与量子的概念联系紧密，与物理前沿联系紧密，能够较好地培养学生的抽象思维。香港和大陆教材内容的侧重点不同，实际上反映了两者对物理教学深度不同，对学生的要求不同，前者更强调学生对物理应用的了解，后者更突出学生物理思维的培养。
二、教材的呈现
1.新颖的教材结构
这套《物理新天地》结构上最大的特点就是：设置了大量有趣的栏目，如一章的开头是“考考你”栏目，几道简单的题目，引起学生对一章学习的思考；接下来就是“趣味廊”栏目，列出一些与我们生活相关的应用，如“正电子放射断层摄影”，“烟雾探测器”等，并提出一些问题，问题的答案将在一章的结束“趣味廊回声”栏目中给出。正文中还设置了“科学技术与社会”栏目，介绍科学技术的发展，科学技术对社会的影响，如“原子模型的发展”，“临近我们的核电站”等以及“活动”栏目，引导学生进行一些探究性的实验和讨论。整个章节中还穿插了“知多一点”“想一想”“课堂练习”“词汇”“概念简图”“检查站”“常用网址”等栏目，这些栏目构成了教、学、练为一体的教材内容，内容活泼有趣，丰富生动。
香港教材的编制如同一个系统工程，与教材配套的有教师用书，学生光盘，学生实验册等。值得一提的是其学习光盘内容丰富，实用性强。光盘内容由四部分构成（如图1）：“CAL工作坊”，运用简单动画演示抽象的物理概念、过程，如核电厂的运作，核聚变；“电子课本”，课本的电子版，中英文对照；“实验演示影片”，有1个介绍数据采集器的视频，6个配套教材的原子物理学实验视频；“发声辞典”，收录了中学物理的常用词汇，如裂变，X射线等，可以通过搜索快速地找到词汇，旁边的窗口内就会用文字（包括中文和英文）、图片或者动画来解释这个词汇，而且还伴随着人声解说。“发声辞典”是学生理解物理现象、掌握物理概念的好帮手。如图2为“发声辞典”对X射线管的解释，用图像来解释，一目了然。
2.教材中渗透人文精神的教育
科学教育和人文教育是素质教育的组成部分，前者侧重于技术知识的工具价值，后者着重于精神价值，将两者的结合才能促进人的基本技能的形成和全面和谐的发展[2]。从原子物理学这一部分的教材可以看出，教材在进行科学知识传授的过程中，体现了很强的人文精神。
例如“原子模型”一章里，介绍卢瑟福通过α粒子散射探索原子结构之后，向学生提出问题：你认为研究科学时应该采取怎样的态度？
“核能”一章“趣味廊”栏目里，学生阅读了爱因斯坦写给罗斯福关于建议制造原子弹的来信，以及原子弹所造成的巨大破坏，并对下列问题进行思考：
①你对于战争中使用核武器有什么看法？
②如果你是美国总统，你会不会发展“曼哈顿计划”，并向日本投掷原子弹呢？为什么？
③你认为日本是否应对二次世界大战所造成的灾难，负最大的责任？
④后来，爱因斯坦对另外一个科学家鲍林说：“我一生中犯下的最大错误，就是向罗斯福总统建议制造原子弹的信上签名。”为什么爱因斯坦会这么说？
⑤作为一个科学家或理科学生，你认为应该有怎样的道德观念、社会责任和行为操守？科学家又应否把才智运用在发明这类破坏性极强的武器上？
这些问题的设置具有趣味性和启发性，问题是开放式的，答案并不唯一，学生讨论分析，发表自己的看法，比较、判断、争论的过程实际上就是对自身的科学精神和人文精神的教育。通过对这些问题的思考，学生真正体会到了“科学技术是一柄双刃剑”的含义。作为老师应该因势利导，要求学生在进行科学研究时采取正确的科学态度，并考虑到科技成果可能会导致的灾难。培养学生成为促进社会进步、和谐发展的合格公民，这才是教育的真正意义所在。
3.强调与生活实际相联系，反映现代社会发展
教材中安排了一节的篇幅来讨论辐射的安全问题。教材介绍了本底辐射的概念，强调了大量辐射的危害性以及减少辐射的安全措施，并且在“科学技术与社会”栏目里探讨了“家居是否安全”，在“活动”栏目安排学生讨论“是否应该购买电视辐射防护屏”，告诉学生放射性辐射对人类的危害并不是只有核泄漏、原子弹爆炸时才会发生，很可能就潜伏在人类的生活之中。“是否应该购买电视辐射防护屏”实际上就是一个隐藏在生活中的科学探究。两个学生利用盖革—弥勒计数管测试电视在罩上防护屏前后的辐射强度，从而判断电视的辐射是否很强，购买防护屏是否值得。利用物理实验探究来对生活进行决策，是对物理知识较高层次的应用。
教材中还介绍了一些反映现代技术发展，将物理应用于生产生活的产品，如烟雾探测器，机场的x光线保安系统，工业上的自动包装系统，正电子放射断层摄影(PET)，厚度计，核弹等等，使学生感受到物理学的发展对人类社会的影响，认识到科学、技术与社会的关系。
4.突出实验在原子物理教学中的作用
原子物理部分，在高中可实际操作的实验并不多，但对教材统计发现，这一部分的实验还不少，有：①α粒子在空气中的射程，②β粒子在磁场中的偏转，③本底辐射及射线的穿透能力，④以骰子模拟放射衰变过程，⑤放射线对感光底片的效应，⑥量度食物中的辐射含量，⑦模拟连锁反应：利用多米诺骨牌。教材形式上，实验与正文融为一体，贯穿在整个教学过程中，实验内容上采用一些模拟实验，帮助学生理解物理规律和概念。
另外教材还具有图文并茂、语言生动活泼的特点，教材文字不多，图却非常丰富，极大地增加了教材对学生的亲和力。
三、启示
香港教材《物理新天地5原子物理学》对内地物理教材的原子物理部分的编写有以下几点启示：
①教材必须贴近学生，栏目有趣一点，内容丰富一点，问题多问一点。
②必须保证一定量的动手实验活动，否则很难引起学生的兴趣，可设置模拟实验。
③原子物理与技术发展联系紧密，教材中应在适当的地方开一些“窗口”，引导学生向窗外的世界望一望，开阔他们的眼界，启迪他们的思维。
④有关人类可持续发展的重大问题，如核能的使用、核武器的危害等在教材中应重点讨论，提高理科学生的人文素养。