二、美国 HPP 物理

1962 年前后，卢瑟福博士(F.J.Rutherford)任美国加利福尼亚州的高中教师和行政官员，他根据流传很广的霍尔顿博士(G.Holton)所著的

《自然科学中的概念和理论入门》一书的内容，编写出一套物理教材的试用方案，并于 1963～1964 年间在两所中学里进行试教而获得成功。后来这一研究项目在各财团的资助下被命名为“哈佛大学物理计划” (HarvardProject Physics，HPP)，于 1970 年正式以“物理计划”的书名出版。HPP 物理教材的主要意图在于：

与其让学生掌握零碎的知识，倒不如让他们把主要力量放在掌握足以代表科学的物理思考方法上，以增强对物理世界的理解。
让学生理解物理学就是人在物质世界中的多方面的活动。要在历史和文化方面展开的基础上来提示它的内容，并从传统和发展与变革两方面来阐述物理学观点。
即使是在让学生学习对未来有用的那些知识和技能时，也不要放过让每个学生学习立即有用的科学知识和技能的各种机会。

HPP 物理教材的最大特点是把重点放在科学发展史上。这套教材重视物理概念，讲述比较清楚；问题的引入注意启发诱导；取材较丰富，知识面很广。

HPP 物理教材共分六册，每一册都有单独的标题：①运动的概念；② 天空中的运动；③力学的成就；④光学和电磁学；⑤原子的模型；⑥原子核。每一册还有相应的手册和学生读物；在手册里附有实验、教学影片和课外活动等内容。这是对学生进行科学方法的培养和实践能力的训练的部分。

例如在第四册《光学和电磁学》中，共有四章内容。第十三章“光” 主要研究了光的直线传播、反射和折射一直到光的干涉、衍射和偏振。在这一章里教材介绍了牛顿的有关光的粒子模型和达·芬奇和惠更斯所支持的有关光的波动模型。第十四章“电场和磁场”主要研究电和磁。教材先对电荷以及电荷间的作用力进行简单的讨论，然后证明运用“场”的概念如何简化了对电效应和磁效应的描述。接着讲由运动电荷所形成的电流。

再把场的概念和势能的概念结合起来，就能建立电流、电压和功率之间的定量关系。最后讨论电和磁之间的关系，这是从考察运动电荷与磁场之间的相互作用谈起的。第十五章“法拉第和电气时代”详尽地回顾了法拉第如何从重复奥斯特实验开始，终于发现了电磁感应现象。接着教材介绍了发电机和电动机的原理。最后从电力工业的发展强调了电的社会意义。第十六章“电磁辐射”主要研究光的电磁本性。教材定性地介绍了电磁原理的麦克斯韦公式，介绍了电磁波的传播、赫兹实验，最后介绍了电磁波谱。