中美大學(xué)物理教學(xué)的對(duì)比與思考

朱 純 陳國(guó)慶 吳亞敏 許建文

(江南大學(xué)理學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122)

2017年7月,筆者參加了江南大學(xué)組織的“首屆江南大學(xué)數(shù)理基礎(chǔ)課教師海外培訓(xùn)班”,赴美國(guó)馬里蘭大學(xué)學(xué)習(xí).在為期25天的學(xué)習(xí)中,接受了美國(guó)高等教育卓越與創(chuàng)新轉(zhuǎn)型教學(xué)理念的培訓(xùn),聆聽(tīng)了專題講座,并參與了課程組的討論活動(dòng).同時(shí),還訪問(wèn)了霍華德社區(qū)學(xué)院、海軍軍校等美國(guó)高校,因此有機(jī)會(huì)從不同側(cè)面觀察美國(guó)的大學(xué)物理教學(xué),同時(shí),也對(duì)美國(guó)的大學(xué)物理教學(xué)有了較為深入的認(rèn)識(shí).本文以馬里蘭大學(xué)和江南大學(xué)為例,分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)評(píng)價(jià)4個(gè)方面對(duì)比了中美大學(xué)物理教學(xué)的特點(diǎn),并結(jié)合我校大學(xué)物理教學(xué)改革做了一些思考.

1 教學(xué)內(nèi)容

馬里蘭大學(xué)將本科物理教學(xué)的對(duì)象主要分為4類,分別是:將物理作為通識(shí)教育的學(xué)生,如:醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物等;有志于從事對(duì)物理知識(shí)有一定要求的那些專業(yè)領(lǐng)域工作的學(xué)生,如:工程類;有志于在物理及相關(guān)領(lǐng)域從事教學(xué)或研究工作的學(xué)生,如:物理類;除上述專業(yè)外的其他專業(yè)學(xué)生,單獨(dú)歸為一類.針對(duì)各類學(xué)生的基礎(chǔ)和對(duì)物理學(xué)的要求,馬里蘭大學(xué)提供了4個(gè)層次的物理學(xué)課程,學(xué)生可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行選課,且每個(gè)課程有配套的物理實(shí)驗(yàn)課.

江南大學(xué)本科物理教學(xué)分為《大學(xué)物理》和《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》兩門(mén)課程.其中,《大學(xué)物理》已經(jīng)開(kāi)始了分層次教學(xué)的嘗試,主要分為機(jī)電類和生化類.機(jī)電類更側(cè)重于力學(xué)、電磁學(xué)相關(guān)內(nèi)容,內(nèi)容相對(duì)豐富,一共112學(xué)時(shí),分兩個(gè)學(xué)期進(jìn)行教學(xué);而生化類將熱學(xué)和光學(xué)等內(nèi)容作為重點(diǎn),一共80學(xué)時(shí),一學(xué)期上完.《大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)》是機(jī)電類和生化類學(xué)生都要上的,分為兩個(gè)學(xué)期.每個(gè)學(xué)期24學(xué)時(shí),即8個(gè)實(shí)驗(yàn),對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生還搭建了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室,學(xué)生可以通過(guò)這個(gè)平臺(tái),研究自己感興趣的物理現(xiàn)象.

就教學(xué)內(nèi)容而言,美國(guó)大學(xué)的物理分層次教學(xué)做的更加人性化,更能體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性化,這是值得我們借鑒的.以江南大學(xué)為例,隨著人才的不斷引進(jìn),大學(xué)物理課程分層次教學(xué)的細(xì)化將是改革的重點(diǎn),尤其是結(jié)合學(xué)校優(yōu)勢(shì)專業(yè),可以分別開(kāi)設(shè):物理與食品、物理與生物、物理與設(shè)計(jì)等選修內(nèi)容,讓學(xué)生自由選擇.學(xué)生將會(huì)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,不斷認(rèn)識(shí)到物理在自己專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值,從而激發(fā)學(xué)習(xí)的熱情,主動(dòng)提高學(xué)習(xí)的投入度.

2 教學(xué)方法

馬里蘭大學(xué)的基礎(chǔ)課的教學(xué)方法主要以講授法和討論法相結(jié)合的模式展開(kāi)教學(xué).馬里蘭大學(xué)的教學(xué)方法是令人印象深刻的.講師在講授的過(guò)程中,肢體語(yǔ)言非常豐富,時(shí)時(shí)調(diào)動(dòng)著學(xué)生的積極性,哪怕中途有學(xué)生提問(wèn),他們都非常有耐心地先解決學(xué)生的問(wèn)題,然后再繼續(xù)講課.學(xué)生和教師得到及時(shí)的溝通,能夠很好地提高教學(xué)效果,而且,有利于進(jìn)一步的教學(xué).幾乎每節(jié)課都有學(xué)生討論環(huán)節(jié),討論時(shí),學(xué)生自由結(jié)合,一般一組為4-6人,每個(gè)學(xué)生都會(huì)參與到討論中去,也許是討論習(xí)題,也許是討論一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題,不存在對(duì)與錯(cuò),每個(gè)學(xué)生都很有自信地發(fā)表自己的觀點(diǎn).

江南大學(xué)基礎(chǔ)課的教學(xué)方法還是以講授法為主,以課后答疑為輔.課堂上,主要還是以教師講課、學(xué)生聽(tīng)課記筆記為主,如果有疑問(wèn),一般都在課間或者課后指定的答疑時(shí)間進(jìn)行解答.這樣的方式有利有弊.有利的是,可以保證上課的進(jìn)度,按時(shí)完成教學(xué)任務(wù);弊端是,學(xué)生還是被動(dòng)的學(xué)習(xí).對(duì)于有學(xué)習(xí)主動(dòng)性的學(xué)生,他會(huì)把疑問(wèn)記下來(lái),答疑的時(shí)間把問(wèn)題搞清楚,但是對(duì)于主動(dòng)性不夠的學(xué)生,問(wèn)題記下來(lái)了,但不會(huì)再找時(shí)間解決,日積月累,問(wèn)題像滾雪球一樣,越來(lái)越多,最后就直接放棄了.

就教學(xué)方法而言,筆者認(rèn)為中美兩種模式可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短.美國(guó)大學(xué)物理的教學(xué)方法以學(xué)生為主體,這毫無(wú)疑問(wèn)是值得我們學(xué)習(xí)的,但是這是建立在課程定位在面廣而度淺的基礎(chǔ)之上的.因此,教師有足夠的時(shí)間安排學(xué)生討論.并且,課程本身還安排了討論課,雖然不點(diǎn)名,但這是以課的形式存在的,基本所有的學(xué)生都會(huì)參與其中.而國(guó)內(nèi)的大學(xué)物理課程教學(xué)程度明顯比美國(guó)的要深,因此教師首先要確保在課堂教學(xué)時(shí),將教學(xué)計(jì)劃按時(shí)的、保質(zhì)保量的完成.其次,國(guó)內(nèi)的討論是以答疑的形式存在的,學(xué)生相對(duì)就不重視,可來(lái)可不來(lái).而討論的對(duì)象是學(xué)生和教師,缺少學(xué)生和學(xué)生的討論環(huán)節(jié),這就不能最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性.

筆者認(rèn)為,今后的教學(xué)改革可以逐步嘗試討論課的形式,在確保原有教學(xué)計(jì)劃的前提下,將內(nèi)容較為淺顯的部分提出來(lái),讓學(xué)生課前先自學(xué),然后課堂討論,最后學(xué)生交流、教師總結(jié).通過(guò)這種方式,讓學(xué)生慢慢的習(xí)慣討論課的形式,不斷地提高學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)中的主體地位,從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.當(dāng)然,答疑還是要保留的,這是分層次教學(xué)的一種輔助手段,可以滿足不同層次學(xué)生的需求,還可以加強(qiáng)學(xué)生和教師的交流與溝通.

3 教學(xué)手段

馬里蘭大學(xué)的教學(xué)采用的是線上和線下相結(jié)合的教學(xué)手段.教師會(huì)把預(yù)習(xí)題發(fā)布到網(wǎng)上,學(xué)生自行查看、解答,到課堂上的時(shí)候,這些內(nèi)容教師是不講的,他認(rèn)為你預(yù)習(xí)過(guò)了,應(yīng)該懂了.課堂講授的時(shí)候,大部分教師采用的是板書(shū)的形式,這個(gè)讓人很驚訝.在我們的慣性思維中,美國(guó)的教學(xué)手段應(yīng)該是最先進(jìn)的,至少應(yīng)該是用PPT上課的,可實(shí)際情況卻恰恰相反.教師們認(rèn)為,數(shù)理基礎(chǔ)課包含很多推理的東西,因此只有板書(shū)才能最好地呈現(xiàn)學(xué)科特點(diǎn).當(dāng)學(xué)生覺(jué)得枯燥的時(shí)候,他們會(huì)引入一些實(shí)際應(yīng)用的例子,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.比如,有一節(jié)物理課,是講能量與功的相互轉(zhuǎn)化的,就出了一個(gè)問(wèn)題:一個(gè)人坐在轉(zhuǎn)椅上舉啞鈴,功和能分別有什么變化?問(wèn)題一出,大家就積極興奮地討論起來(lái),學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情一下子就高漲起來(lái).可見(jiàn),“學(xué)以致用”才是教學(xué)的最佳手段.

江南大學(xué)的大學(xué)物理課堂采用的是以多媒體為主,板書(shū)為輔的教學(xué)手段.采用多媒體教學(xué)手段可以將微觀過(guò)程實(shí)施宏觀模擬、將瞬變過(guò)程轉(zhuǎn)為定格分析,進(jìn)而使某些物理問(wèn)題變抽象為具體、變動(dòng)態(tài)為靜態(tài)、化枯燥為生動(dòng),使物理演示實(shí)驗(yàn)、圖示說(shuō)明、物理模型、物理過(guò)程等方面的教學(xué)在感知上更加形象生動(dòng),其意象內(nèi)涵更加豐富深刻,彌補(bǔ)了單純用粉筆在黑板上板書(shū)的不足,幫助學(xué)生完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的感知、抽象、建模和應(yīng)用．這種教學(xué)手段不僅解決了大學(xué)物理學(xué)時(shí)少與物理學(xué)內(nèi)容面廣量大的矛盾,還能逐步將討論的形式引入課堂.而習(xí)題課時(shí),教師一般采用板書(shū)的形式.因?yàn)槲锢眍}目需要推導(dǎo),板書(shū)更方便將推導(dǎo)的過(guò)程一步一步的展示出來(lái),而且教師在板書(shū)的時(shí)候,也給學(xué)生留有思考的空間,因此,習(xí)題課時(shí)板書(shū)比多媒體更有優(yōu)勢(shì).

就教學(xué)手段而言,筆者覺(jué)得兩者都很好.俗話說(shuō)“適合自己的,才是最好的”.只要適合所教學(xué)生,能夠取得好的教學(xué)效果,那么這個(gè)教學(xué)手段就是好的.而且,江南大學(xué)對(duì)基礎(chǔ)課的教學(xué)改革非常重視,2017年9月份開(kāi)始,逐步推行“雨課堂”,這是一款與PPT相結(jié)合的應(yīng)用軟件,能夠?qū)崿F(xiàn)在線答題、同步課件等功能,更為關(guān)鍵的是,可以將學(xué)生的手機(jī)充分應(yīng)用起來(lái),將“低頭族”激活為“抬頭族”.

4 教學(xué)評(píng)價(jià)

馬里蘭大學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)是非常值得我們學(xué)習(xí)的.它的評(píng)價(jià)是真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的控制評(píng)價(jià),而不是國(guó)內(nèi)普遍可見(jiàn)的“一卷定終身”.它們的教學(xué)評(píng)價(jià)包括每次預(yù)習(xí)題的回答、課后習(xí)題的解答、不定時(shí)的隨堂小測(cè)、期中考試以及期末考試.聽(tīng)來(lái)好像很繁瑣,但是卻很有效.曾經(jīng)有教師擔(dān)心學(xué)生會(huì)厭惡這種評(píng)價(jià)方式,一位教授就進(jìn)行了對(duì)比研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),通過(guò)過(guò)程控制的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯要高,而且教學(xué)成果也要好的多;相反,直接結(jié)果控制的學(xué)生感覺(jué)就是為了期終考試而努力學(xué)習(xí).后來(lái)與學(xué)生交流才得知,通過(guò)過(guò)程控制,學(xué)生可以及時(shí)地知道自己的弱點(diǎn),有針對(duì)性的查漏補(bǔ)缺,然后隨著知識(shí)點(diǎn)的完善,成績(jī)?cè)絹?lái)越好,學(xué)得也就越來(lái)越有動(dòng)力,最后形成了一個(gè)良性循環(huán),所以他們反而喜歡這種教學(xué)評(píng)價(jià)的方式.而只需最后一次考試的學(xué)生就有完全不同的感受了,平時(shí)學(xué)的時(shí)候覺(jué)得都會(huì),等到真正考試的時(shí)候什么都不會(huì),這一組的學(xué)生還主動(dòng)問(wèn)教師,能不能多加幾次單元測(cè)試?可見(jiàn),只有符合學(xué)生需要的教學(xué)評(píng)價(jià),才能激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,從而提升學(xué)習(xí)的投入度,提高學(xué)習(xí)的效果.

這一點(diǎn)是非常值得我們借鑒的．江南大學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)主要還是平時(shí)成績(jī)、期中考試和期末考試三項(xiàng)的總評(píng),沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià).在今后的教學(xué)過(guò)程中,教師將對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、課堂表現(xiàn)、討論情況、作業(yè)成績(jī)等進(jìn)行評(píng)分,相信通過(guò)采取這種對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的監(jiān)控,能有效地提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的投入度,同時(shí)也增加他們學(xué)好物理的信心.

當(dāng)然,教學(xué)評(píng)價(jià)不僅僅是對(duì)學(xué)生,也應(yīng)該包括對(duì)教師的課堂教學(xué)評(píng)價(jià).然而,所有的受訪教師,不論中美,都表示,“這是一個(gè)世界難題!”看來(lái),如何更好地評(píng)價(jià)教師的課堂教學(xué),是管理者急需思考的問(wèn)題,公平有效的評(píng)價(jià)方式將更好的提升教師的教學(xué)積極性,有利于推動(dòng)大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)改革.