中美高等教育物理課程教學(xué)的對比

1、中美高等教育物理課程教學(xué)的比照大學(xué)物理教學(xué)多年來在教學(xué)形式上都是一成不變的，而本文認(rèn)為有必要對大學(xué)物理課程進(jìn)展必要的改革，包括教學(xué)目的、課程設(shè)置、教材、教學(xué)方法以及考核方式等，使其課程在形式、內(nèi)容上做到與時俱進(jìn)。教育相對興隆的美國，其成功之道我們是可以取其精華的。近期，筆者以訪問學(xué)者身份到美國加州州立大學(xué)北嶺校區(qū)物理系進(jìn)展了為期五個月的大學(xué)物理教育交流訪問。通過觀摩學(xué)習(xí)、親身體驗(yàn)和調(diào)查研究，對中美的理工科大學(xué)物理教學(xué)進(jìn)展研究和比照，汲取兩者之間的教學(xué)經(jīng)歷，并對我國大學(xué)物理教學(xué)改革提出了一定的建議。一、中美大學(xué)物理課程教學(xué)現(xiàn)狀比照1.教學(xué)目的。中美兩國大學(xué)物理教學(xué)目的的不同，直接決定大學(xué)物理教學(xué)

2、的方法、內(nèi)容和手段不同，也決定了大學(xué)物理教學(xué)效果和質(zhì)量的不同1。目前，我國大學(xué)物理的教學(xué)目的還局限于按照教學(xué)大綱的要求，把物理知識按部就班地介紹給學(xué)生。而美國大學(xué)物理教學(xué)的目的，更多地那么是關(guān)注過程化教學(xué)的綜合成果，課堂作業(yè)更需要學(xué)生自己查閱資料，自行設(shè)計方案來解決。2.課程設(shè)置。我國大學(xué)物理的教學(xué)通常是獨(dú)立設(shè)置兩門課程大學(xué)物理課和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課，并由不同老師來授課。這樣的課程設(shè)置最大的弊病在于不能很好地進(jìn)展知識之間的銜接，常常造成學(xué)生理論知識尚不具備的時候，就先完成相應(yīng)的物理實(shí)驗(yàn)；或者是理論知識學(xué)習(xí)完較長時間之后才開場進(jìn)展實(shí)驗(yàn)的為難場面。這樣很可能導(dǎo)致學(xué)生不能很好地理解物理實(shí)驗(yàn)和物理理論之間

3、的內(nèi)在邏輯關(guān)系，最終導(dǎo)致我國理工科大學(xué)生普遍存在動手才能差的缺憾2。在美國，也開設(shè)大學(xué)物理理論課和實(shí)驗(yàn)課，但很注重加強(qiáng)其理論課和實(shí)驗(yàn)課的聯(lián)絡(luò)，從而培養(yǎng)學(xué)生對物理知識客觀的認(rèn)識和理解。在其理論課堂的教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)的思想貫穿始終，同時實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方案也嚴(yán)密配合其理論課的教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)內(nèi)容。3.教材內(nèi)容與構(gòu)造。我國大學(xué)的物理教材注重整個物理學(xué)的知識體系。它強(qiáng)調(diào)了內(nèi)容的完好性、系統(tǒng)性，在引入物理概念和規(guī)律時，常采用演繹的邏輯思路，教材的學(xué)術(shù)性、邏輯性較強(qiáng)，形成了一個相比照較固定又嚴(yán)格的知識框架。從教材的內(nèi)容上來看，根本上由力、熱、電磁、光和近代物理五大板塊組成，經(jīng)典物理部分和近代物理部分所占的比重大

4、約為82。這明顯不易表達(dá)物理與當(dāng)今前沿科技以及穿插學(xué)科之間的聯(lián)絡(luò)，以致于有部分同學(xué)坦言，不知道學(xué)物理有何用。同時，中國教材多半采用經(jīng)典觀點(diǎn)和方法介紹經(jīng)典部分的內(nèi)容，用近代觀點(diǎn)和方法介紹近代部分的內(nèi)容2。從文字表述上看，這兩種觀點(diǎn)和方法有很大的不同，學(xué)生很難理解這兩種觀點(diǎn)和方法的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，從而造成部分學(xué)生無法理解既然有了近代物理的觀點(diǎn)和方法，為何還要花費(fèi)大量的時間來學(xué)習(xí)落后的經(jīng)典物理學(xué)觀點(diǎn)。筆者在美國調(diào)研期間，詳細(xì)閱讀了美國加州州立大學(xué)采用的大學(xué)物理教材?College Physics?3。教材信息量很大，涉及的內(nèi)容跟中國的教材相比更加豐富，如流體力學(xué)、聲學(xué)、幾何光學(xué)、核物理、宇宙學(xué)等在教材中都

5、有所涉及。教材簡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)邏輯演繹過程，多從備受關(guān)注的前沿科技或者深有體會的日常生活出發(fā)，以歸納的邏輯方式引入物理概念和規(guī)律，并且注重科學(xué)精神和人文精神的交融，注重物理學(xué)和其他穿插學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)。教材在經(jīng)典物理中穿插近代物理的內(nèi)容，使學(xué)生不但理解近代物理學(xué)的觀點(diǎn)和經(jīng)典物理學(xué)之間的截然不同，更能正確理解近代物理學(xué)的開展和經(jīng)典物理學(xué)之間的關(guān)系，從而讓學(xué)生認(rèn)識到經(jīng)典內(nèi)容的歷史奉獻(xiàn)，而且更能體會到經(jīng)典內(nèi)容在現(xiàn)代科技中的地位和作用2。4.教學(xué)方法。中美兩國大學(xué)物理教育主要都以課堂為主，但教學(xué)目的不同，造成了教學(xué)方法的不同，最明顯的差異在于我國的課堂教學(xué)主要以老師為中心，而美國的課堂教學(xué)形式更加多樣化。我

6、國大學(xué)物理教學(xué)延續(xù)了中學(xué)階段的教學(xué)形式，關(guān)注學(xué)生期末考試的優(yōu)秀率、不及格率等，學(xué)生被動地聽、記筆記，師生之間的互動比較少，也就是所謂的“填鴨式教育。學(xué)生以書本學(xué)習(xí)為主，理論聯(lián)絡(luò)理論少，課堂演示實(shí)驗(yàn)少4。美國大學(xué)物理教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生才能的培養(yǎng)，因此，美國主要采用開放式的教學(xué)方法，老師在課堂教學(xué)過程中只是起到一個引導(dǎo)者的作用。除了在講臺上講授，美國高校老師還經(jīng)常組織學(xué)生對事先擬定的物理問題進(jìn)展討論，學(xué)生還需要在課后按照要求合作完成小組作業(yè)。這種形式可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、自學(xué)才能以及實(shí)際解決問題的才能。還有一種教學(xué)形式叫做Workshop。加州州立大學(xué)是把大學(xué)物理的教學(xué)安排在開放的環(huán)境中，老師先做

7、簡要的學(xué)習(xí)介紹，學(xué)生可以提問，可以分組自由討論，隨后利用計算機(jī)進(jìn)展模擬和實(shí)驗(yàn)活動，鼓勵學(xué)生去主動學(xué)習(xí)。同時，老師也可以提供時機(jī)讓學(xué)生展示自己的成果，這樣就極大地增強(qiáng)了學(xué)生的主觀能動性和激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性。5.考核方式。我國的大學(xué)物理考試還是延續(xù)應(yīng)試教育的做法，主要是看學(xué)生記住了多少公式，得了多少分?jǐn)?shù)5。學(xué)生最終的考試成績，主要由期末考試的卷面成績來決定。這種方式導(dǎo)致了考試之后，學(xué)過的知識很快就變得模糊，學(xué)生既無法真正掌握大學(xué)物理的精華，也很難將所學(xué)過的知識靈敏應(yīng)用在一些與所學(xué)專業(yè)有關(guān)的課題中。美國大學(xué)的考核方式為過程化考核，即一般分為小組討論、小組作業(yè)、學(xué)習(xí)階段總結(jié)、平時測驗(yàn)、論文作業(yè)和期末考

8、試，每項(xiàng)所占的比重都相差不大。由于學(xué)生成績的評估涉及因素較多，學(xué)生的成績在很大程度上并不取決于期末考試的卷面成績，最終獲得的成績本質(zhì)上是對學(xué)生整個課程學(xué)習(xí)的綜合評價。對學(xué)生來說，這種考核方式相對也比較公平。二、對我國大學(xué)物理教學(xué)改革的啟迪1.我們必須改變過去根深蒂固的“應(yīng)試教育觀念，真正地逐步落實(shí)“素質(zhì)教育。在教學(xué)過程中，著重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)才能、動手才能和創(chuàng)新才能，并且引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀，讓學(xué)生在大學(xué)階段的學(xué)習(xí)中，除了學(xué)習(xí)課本知識之外，還能全面進(jìn)步自己各方面的才能，完成從一名學(xué)生到社會工作者的角色轉(zhuǎn)變。 2.加？理論與理論教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，做到理論課與實(shí)驗(yàn)課的配套與統(tǒng)一。同時針對不

9、同層次、不同專業(yè)的學(xué)生，對理論課和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容進(jìn)展適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充實(shí)一些與現(xiàn)代消費(fèi)聯(lián)絡(luò)親密的實(shí)用性和綜合性實(shí)驗(yàn)，還可以增加一些仿真實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，這樣既能開闊學(xué)生的眼界，又能將物理理論與現(xiàn)代技術(shù)和生活交融起來。3.采用開放的教學(xué)方式，多鼓勵學(xué)生積極參與，主動學(xué)習(xí)。打破以老師為中心的教學(xué)形式，老師在進(jìn)展傳道授業(yè)解惑的同時，也應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生大膽發(fā)表自己的觀點(diǎn)，積極開展課堂討論，鼓勵學(xué)生主動發(fā)現(xiàn)問題，獨(dú)立考慮，自行查閱資料和文獻(xiàn)，努力尋找問題的答案。只有讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人，才能真正培養(yǎng)起學(xué)生的自學(xué)才能、創(chuàng)新才能以及科研素養(yǎng)，真正進(jìn)步學(xué)生的物理修養(yǎng)和創(chuàng)新才能。此外，還可以增加課余時段師生之間的互動，例如，開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、建立開放的互動交流平臺等。4.對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價方式，應(yīng)采用過程化評價的方式，提倡考核的多樣化。除了期末考試成績之外，還應(yīng)該綜合考慮學(xué)生在作業(yè)、測驗(yàn)、課堂討論、課后研究、實(shí)驗(yàn)課程、小論文、課外制作、總結(jié)報告等方面的表現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)多角度、全方位、公正、公平的評價形式，促進(jìn)學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程都不斷努力和積累。需要指出的是，中美兩國完全不同的教育體系是有著不同的文化背景的，我們不能片面地去否認(rèn)任何一