中美高等教育物理課程教學(xué)的對比和啟迪
發(fā)布時(shí)間:2019-08-10 來源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
摘要:物理學(xué)對科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要意義。本文通過對中美大學(xué)物理教學(xué)在教學(xué)目標(biāo)、課程設(shè)置、教材、教學(xué)方法以及考核方式五個(gè)方面的比較研究,希望能為國內(nèi)大學(xué)物理教學(xué)方面提供一定的參考,提高大學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:大學(xué)物理;教學(xué)改革;中美
中圖分類號:G40-059.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)30-0052-02
大學(xué)物理教學(xué)多年來在教學(xué)模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)行必要的改革,包括教學(xué)目標(biāo)、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(shí)俱進(jìn)。
教育相對發(fā)達(dá)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)行了為期五個(gè)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)行研究和對比,吸取兩者之間的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),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)狀對比
1.教學(xué)目標(biāo)。中美兩國大學(xué)物理教學(xué)目標(biāo)的不同,直接決定大學(xué)物理教學(xué)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)目標(biāo)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)的目標(biāo),更多地則是關(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(jì)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,并由不同教師來授課。這樣的課程設(shè)置最大的弊病在于不能很好地進(jìn)行知識之間的銜接,常常造成學(xué)生理論知識尚不具備的時(shí)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(shí)間之后才開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的尷尬局面。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(dòng)手能力差的缺憾[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)系,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(shí)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)計(jì)劃也緊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)容與結(jié)構(gòu)。我國大學(xué)的物理教材注重整個(gè)物理學(xué)的知識體系。它強(qiáng)調(diào)了內(nèi)容的完整性、系統(tǒng)性,在引入物理概念和規(guī)律時(shí),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(gè)相對比較固定又嚴(yán)格的知識框架。從教材的內(nèi)容上來看,基本上由力、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約為8∶2。這明顯不易體現(xiàn)物理與當(dāng)今前沿科技以及交叉學(xué)科之間的聯(lián)系,以至于有部分同學(xué)坦言,不知道學(xué)物理有何用。同時(shí),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)系,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(shí)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(huì)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)精神和人文精神的融合,注重物理學(xué)和其他交叉學(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)生不但了解近代物理學(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)的發(fā)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)容的歷史貢獻(xiàn),而且更能體會(huì)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)目標(biāo)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)主要以教師為中心,而美國的課堂教學(xué)形式更加多樣化。我國大學(xué)物理教學(xué)延續(xù)了中學(xué)階段的教學(xué)模式,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(dòng)地聽、記筆記,師生之間的互動(dòng)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)系實(shí)踐少,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)生能力的培養(yǎng),因此,美國主要采用開放式的教學(xué)方法,教師在課堂教學(xué)過程中只是起到一個(gè)引導(dǎo)者的作用。除了在講臺上講授,美國高校教師還經(jīng)常組織學(xué)生對事先擬定的物理問題進(jìn)行討論,學(xué)生還需要在課后按照要求合作完成小組作業(yè)。這種模式可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、自學(xué)能力以及實(shí)際解決問題的能力。還有一種教學(xué)模式叫做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,教師先做簡要的學(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(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)活動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生去主動(dòng)學(xué)習(xí)。同時(shí),教師也可以提供機(jī)會(huì)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(dòng)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)物理的精髓,也很難將所學(xué)過的知識靈活應(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(shí)測驗(yàn)、論文作業(yè)和期末考試,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,最終取得的成績實(shí)質(zhì)上是對學(xué)生整個(gè)課程學(xué)習(xí)的綜合評價(jià)。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)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力,并且引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀、價(jià)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,還能全面提高自己各方面的能力,完成從一名學(xué)生到社會(huì)工作者的角色轉(zhuǎn)變。
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