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摘 要：从章节构成、物理实验、教材例题、教材插图四个方面对中美高中物理典型教材中的核物理内容进行比较研究，得出中美教材篇幅相当，内容相近;人教版教材没有设置实验，而美国教材设计了三个实验，且器材较为生活化;美国教材例题更多，且给出了明确的解题步骤，并引导学生批判性思考;最后得针对比较结论，对国内高中物理教材编写提出了几点建议。
关键词：中国;美国;高中物理教材;核物理;比较研究
核物理是20世纪建立的一个物理学分支，是高中物理教材的组成部分，它对中学生了解近代物理，建立完整的物理框架有着重要的作用。笔者以中美高中物理典型教材中的“核物理”內容为例，从章节构成、物理实验、教材例题等方面进行比较研究，以期找出异同，发现可借鉴的地方。
1.教材介绍
1.1 中国高中物理教材介绍
中国教材为人民教育出版社出版的普通高中课程标实验教科书《物理》，主编为张大昌（以下简称“人教版教材”）。该教材在我国高中物理教育中使用率较高，是我国高中物理典型教材。人教版教材中核物理部分为选修系列3-5中的第19章，是整个高中物理的最后一章。章节名称为“原子核”，共八节。
1.2 美国高中物理教材介绍
美国教材选自美国物理学家Paul W.Zitzewit编写的《Physics：Principles and Problems》，对应的中文译本为浙江教育出版社出版的《物理：原则与问题》（以下简称“美国教材”）。此本教材于2005年出版，原书共一册，中文翻译版分为上、中、下三册，全美使用率近50%。美国教材中核物理为第30章内容，同样为整个教材的最后一章。章节名称为“核物理”，共三节。
2.比较结果
以下笔者从章节构成、物理实验、教材例题、教材插图等4个方面进行比较研究。
2.1章节构成
从章节篇幅上看，中美高中物理教材核物理章节都为29页。其中我国教材为A4版面，美国教材为16K版面，篇幅相当。
从章节目录上看，我国教材核物理内容共分为8节，章节目录划分较为细致。第1、2、5、6、7节为理论知识内容，以原子核为中心，进行知识讲解;第3、4节为实际应用内容，介绍探测射线的方法和放射性的应用与防护;第8小节将研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论结合起来，开阔学生的物理视野。
美国教材核物理章节目录比较简洁，第1节介绍原子核，第2节学习核衰变和核反应，第3节为基本粒子。除此之外，实验还出现在美国教材目录中，共有三个不同类型的实验，分别为起步实验、迷你实验和物理实验。
从章节内容上看，尽管两套教材目录差异较大，但是对应的知识点相近。
从广度上看，人教版教材与美国教材的知识点数量相同，皆为14个知识点。两套教材共同的知识点有12个，分别为：核力、结合能、放射性衰变、半衰期、核反应、人造放射性同位素、放射性同位素的应用与防护、核裂变、核反应堆、核聚变、基本粒子以及四种相互作用。二者不同的知识点有4个，人教版教材与美国教材相比，多介绍了核聚变的应用，以及由粒子延伸到宇宙，简单介绍了宇宙以及恒星的演化。而美国教材则在第3节基本粒子中额外介绍了“反物质”、“粒子偶”的知识内容。
从深度上看，人教版教材的知识点深度与美国教材也基本相同。
通过章节构成的比较，我们发现，中美高中物理核物理章节篇幅相当，内容相近，同时各有特色：首先，美国教材的章节设置更加整洁，本章只有3小节，而人教版教材的章节设置更加详尽，分为8小节;其次，美国教材更加注重实验，在本章设置了3个实验，且实验出现在目录中，人教版在在本章并没有设置实验;最后，中美教材在内容上基本上基本一致，但中美教材各有其不同的知识点。
2.2物理实验
如前所述，在核物理章节中，人教版教材没有设置实验，而美国教材设计了三个实验。这三个实验分别是起步实验“构建原子核模型”，迷你实验“模拟放射性衰变”和物理实验“辐射的检测”。三个实验都出现在章节目录中，显示出美国教材对实验的重视。
“构建原子核模型”为起步实验，位于第30章开篇。该实验利用双面胶带与磁铁圆盘类比质子与中子，从而模拟强相互作用与核子间距离的关系。实验由问题、步骤、分析组成，其中分析包括理性思维内容，促进学生批判性思考。
“模拟放射性衰变”为迷你实验，位于第30章第2节.该实验借助生活用品中的硬币，通过硬币摇晃后正面朝上和反面朝上的数目，使学生直观地理解放射性元素的衰变以及半衰期。该实验由3步操作、3步分析与结论构成。
前两个实验所使用的实验器材都较为简单，如第一个实验的主要器材为双面胶，第二个实验的器材为硬币，这体现出美国教材实验器材的生活化，简单化，将复杂、微观的强相互作用现象通过宏观、肉眼可见的生活用品模拟或展示出来，使学生更加直观地了解微观的现象。三个实验都尽可能拉近学生与抽象的核物理的距离。
2.3教材例题
例题是教材的重要组成部分。在核物理章节中，人教版教材中只有1道例题，为计算题，针对的知识点为结合能;美国教材中有3道例题，全部为计算题，涉及的知识点有结合能、衰变、核反应方程。
美国教材中的三个例题均给出了明确的解题步骤，并引导学生批判性思考。三个例题都通过标题形式给出了“1分析概括问题（已知量;未知量）——2求解未知量——3验证答案”三个步骤。最后一个步骤“验证答案”主要从“单位是否正确？”“符号是否有意义？”“数值是否合理？”三个方面引导学生对解题结果进行批判性思考，这是美国教材例题比较特色的一点。统一的标题形式的步骤能帮助学生理清解题思路，掌握解题方法，并对结果进行批判性思考。
我国教材例题未给出明确的标题式的解题步骤，只是运用文字与公式相结合的方式进行解答。 除此以外，在核物理教材部分，美国教材还有以下一些特点：第一，习题种类齐全，习题数目压倒性优势。本章节，美国教材有55道习题，远远多于人教版教材的35道。并且美国教材中的习题有选择题，填空题，简答题，计算证明题，种类齐全且数量较为均匀。人教版教材主要为简答题及证明计算题。第二，具有与核物理相关的职业介绍。美国教材在本章章节末尾介绍了一些与核能相关的职业以及机构，如美国原子能协会，突出兴趣对职业选择的重要性。第三，美国教材在章节末尾设置“复习指南”栏目，该栏目对本章的重点知识进行回顾，着重展示每一小节的重要概念和关键术语。
3.启示与建议
通过以上分析我们可以看出，在核物理章节中，中美两套教材在章节构成、实验、例题以及插图中各有特色。他山之石，可以攻玉，通过比较，我们可以得到以下启示：
第一，适当增加实验，拉近抽象的核物理与学生的距离。核物理知识较为抽象，我国教材可以借鉴美国教材中实验器材的生活化和简单化，针对适当的知识点增设实验，通过具体的实验和动手做，拉近抽象的核物理与学生的距离，引导学生理解放射性衰变等抽象的概念。
第二，加強对解题步骤的归纳，渗透批判性思维培养。在教育部最新发布的《2017年高考物理全国统一考试大纲》（以下简称“大纲”）中，将物理选修3-5的内容列为必考，这也对本章的学习加大了难度。因此，结合大纲的要求，教材中的例题数量和难度上也应作出改变。对于解题步骤、方式，可以借鉴美国教材，渗透批判性思维，强化学生的做题能力和思维的培养。
第三，增设与物理相关的职业栏目。
参考文献：
[1]张恩德. 美国近二十年高中物理教材结构的变化特点及启示[J].课程·教材·教法，2010（4），101.
[2]胡庆芳. 美国高中课程的标准、设置、开发与管理研究.比较教育研究[J].2003（2），55.
[3]陈娴. 谈谈美国高中物理教材中的职业介绍[J].物理教师，2003（6），45-46.
[4]祁映宏. 中美2套高中物理教材学生实验的比较与研究[J].物理实验，2006（11），26.
[5]中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准[M].北京师范大学出版社，2003.
[6]2017年高考全国统一考试大纲：物理[M].中华人民共和国教育部，2017.
关键词：中国;美国;高中物理教材;核物理;比较研究
核物理是20世纪建立的一个物理学分支，是高中物理教材的组成部分，它对中学生了解近代物理，建立完整的物理框架有着重要的作用。笔者以中美高中物理典型教材中的“核物理”內容为例，从章节构成、物理实验、教材例题等方面进行比较研究，以期找出异同，发现可借鉴的地方。
1.教材介绍
1.1 中国高中物理教材介绍
中国教材为人民教育出版社出版的普通高中课程标实验教科书《物理》，主编为张大昌（以下简称“人教版教材”）。该教材在我国高中物理教育中使用率较高，是我国高中物理典型教材。人教版教材中核物理部分为选修系列3-5中的第19章，是整个高中物理的最后一章。章节名称为“原子核”，共八节。
1.2 美国高中物理教材介绍
美国教材选自美国物理学家Paul W.Zitzewit编写的《Physics：Principles and Problems》，对应的中文译本为浙江教育出版社出版的《物理：原则与问题》（以下简称“美国教材”）。此本教材于2005年出版，原书共一册，中文翻译版分为上、中、下三册，全美使用率近50%。美国教材中核物理为第30章内容，同样为整个教材的最后一章。章节名称为“核物理”，共三节。
2.比较结果
以下笔者从章节构成、物理实验、教材例题、教材插图等4个方面进行比较研究。
2.1章节构成
从章节篇幅上看，中美高中物理教材核物理章节都为29页。其中我国教材为A4版面，美国教材为16K版面，篇幅相当。
从章节目录上看，我国教材核物理内容共分为8节，章节目录划分较为细致。第1、2、5、6、7节为理论知识内容，以原子核为中心，进行知识讲解;第3、4节为实际应用内容，介绍探测射线的方法和放射性的应用与防护;第8小节将研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论结合起来，开阔学生的物理视野。
美国教材核物理章节目录比较简洁，第1节介绍原子核，第2节学习核衰变和核反应，第3节为基本粒子。除此之外，实验还出现在美国教材目录中，共有三个不同类型的实验，分别为起步实验、迷你实验和物理实验。
从章节内容上看，尽管两套教材目录差异较大，但是对应的知识点相近。
从广度上看，人教版教材与美国教材的知识点数量相同，皆为14个知识点。两套教材共同的知识点有12个，分别为：核力、结合能、放射性衰变、半衰期、核反应、人造放射性同位素、放射性同位素的应用与防护、核裂变、核反应堆、核聚变、基本粒子以及四种相互作用。二者不同的知识点有4个，人教版教材与美国教材相比，多介绍了核聚变的应用，以及由粒子延伸到宇宙，简单介绍了宇宙以及恒星的演化。而美国教材则在第3节基本粒子中额外介绍了“反物质”、“粒子偶”的知识内容。
从深度上看，人教版教材的知识点深度与美国教材也基本相同。
通过章节构成的比较，我们发现，中美高中物理核物理章节篇幅相当，内容相近，同时各有特色：首先，美国教材的章节设置更加整洁，本章只有3小节，而人教版教材的章节设置更加详尽，分为8小节;其次，美国教材更加注重实验，在本章设置了3个实验，且实验出现在目录中，人教版在在本章并没有设置实验;最后，中美教材在内容上基本上基本一致，但中美教材各有其不同的知识点。
2.2物理实验
如前所述，在核物理章节中，人教版教材没有设置实验，而美国教材设计了三个实验。这三个实验分别是起步实验“构建原子核模型”，迷你实验“模拟放射性衰变”和物理实验“辐射的检测”。三个实验都出现在章节目录中，显示出美国教材对实验的重视。
“构建原子核模型”为起步实验，位于第30章开篇。该实验利用双面胶带与磁铁圆盘类比质子与中子，从而模拟强相互作用与核子间距离的关系。实验由问题、步骤、分析组成，其中分析包括理性思维内容，促进学生批判性思考。
“模拟放射性衰变”为迷你实验，位于第30章第2节.该实验借助生活用品中的硬币，通过硬币摇晃后正面朝上和反面朝上的数目，使学生直观地理解放射性元素的衰变以及半衰期。该实验由3步操作、3步分析与结论构成。
前两个实验所使用的实验器材都较为简单，如第一个实验的主要器材为双面胶，第二个实验的器材为硬币，这体现出美国教材实验器材的生活化，简单化，将复杂、微观的强相互作用现象通过宏观、肉眼可见的生活用品模拟或展示出来，使学生更加直观地了解微观的现象。三个实验都尽可能拉近学生与抽象的核物理的距离。
2.3教材例题
例题是教材的重要组成部分。在核物理章节中，人教版教材中只有1道例题，为计算题，针对的知识点为结合能;美国教材中有3道例题，全部为计算题，涉及的知识点有结合能、衰变、核反应方程。
美国教材中的三个例题均给出了明确的解题步骤，并引导学生批判性思考。三个例题都通过标题形式给出了“1分析概括问题（已知量;未知量）——2求解未知量——3验证答案”三个步骤。最后一个步骤“验证答案”主要从“单位是否正确？”“符号是否有意义？”“数值是否合理？”三个方面引导学生对解题结果进行批判性思考，这是美国教材例题比较特色的一点。统一的标题形式的步骤能帮助学生理清解题思路，掌握解题方法，并对结果进行批判性思考。
我国教材例题未给出明确的标题式的解题步骤，只是运用文字与公式相结合的方式进行解答。 除此以外，在核物理教材部分，美国教材还有以下一些特点：第一，习题种类齐全，习题数目压倒性优势。本章节，美国教材有55道习题，远远多于人教版教材的35道。并且美国教材中的习题有选择题，填空题，简答题，计算证明题，种类齐全且数量较为均匀。人教版教材主要为简答题及证明计算题。第二，具有与核物理相关的职业介绍。美国教材在本章章节末尾介绍了一些与核能相关的职业以及机构，如美国原子能协会，突出兴趣对职业选择的重要性。第三，美国教材在章节末尾设置“复习指南”栏目，该栏目对本章的重点知识进行回顾，着重展示每一小节的重要概念和关键术语。
3.启示与建议
通过以上分析我们可以看出，在核物理章节中，中美两套教材在章节构成、实验、例题以及插图中各有特色。他山之石，可以攻玉，通过比较，我们可以得到以下启示：
第一，适当增加实验，拉近抽象的核物理与学生的距离。核物理知识较为抽象，我国教材可以借鉴美国教材中实验器材的生活化和简单化，针对适当的知识点增设实验，通过具体的实验和动手做，拉近抽象的核物理与学生的距离，引导学生理解放射性衰变等抽象的概念。
第二，加強对解题步骤的归纳，渗透批判性思维培养。在教育部最新发布的《2017年高考物理全国统一考试大纲》（以下简称“大纲”）中，将物理选修3-5的内容列为必考，这也对本章的学习加大了难度。因此，结合大纲的要求，教材中的例题数量和难度上也应作出改变。对于解题步骤、方式，可以借鉴美国教材，渗透批判性思维，强化学生的做题能力和思维的培养。
第三，增设与物理相关的职业栏目。
参考文献：
[1]张恩德. 美国近二十年高中物理教材结构的变化特点及启示[J].课程·教材·教法，2010（4），101.
[2]胡庆芳. 美国高中课程的标准、设置、开发与管理研究.比较教育研究[J].2003（2），55.
[3]陈娴. 谈谈美国高中物理教材中的职业介绍[J].物理教师，2003（6），45-46.
[4]祁映宏. 中美2套高中物理教材学生实验的比较与研究[J].物理实验，2006（11），26.
[5]中华人民共和国教育部. 普通高中物理课程标准[M].北京师范大学出版社，2003.
[6]2017年高考全国统一考试大纲：物理[M].中华人民共和国教育部，2017.