中国大学物理教育的思考——基于中美大学物理教学的比较与分析

郭巧能,周 柯,王杰芳,杨仕娥,胡良魁

(1.郑州大学 物理工程学院，河南 郑州 450001；2.郑州大学 电气工程学院，河南 郑州 450001；3.郑州大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450001)

中国大学物理教育的思考
——基于中美大学物理教学的比较与分析

郭巧能1,周 柯2,王杰芳1,杨仕娥1,胡良魁3

(1.郑州大学 物理工程学院，河南 郑州 450001；2.郑州大学 电气工程学院，河南 郑州 450001；3.郑州大学 材料科学与工程学院，河南 郑州 450001)

物理在我们的现实生活和科学发展中都扮演着举足轻重的角色，大学物理教育在大学教育中，尤其在大学理工科教育中占据重要地位.从教育理念、教材差异、师资力量、思维能力的培养与发展等四个方面跟美国的大学物理教育进行对比分析，指出当前我国大学物理教育存在的问题，提出建议.

大学物理教育；中美对比；教育思想

0 引言

进入21世纪，科学技术突飞猛进，在科学技术领域的竞争也愈发激烈.任何一个国家要想在这场没有硝烟的战争里取得先机，谋求最好、最快、最稳定的发展，提升国民素质至关重要.无疑，教育改革是提升国民素质的必要途径.著名的“钱学森之问”，更是暴露了我国大学物理教育的困境，将教育改革推入大众焦点之中.

古往今来，从人类社会到个人知识技能，无一不是在比较之中显优劣、得发展.中国大学物理教育乃至中国教育要想在教育改革的洪流中一马当先，无疑通过与西方大学物理教育尤其是美国大学物理教育进行对比，取长补短，乃是上上之法.

中美大学物理教育各有千秋，可相互取长补短.中国传统教育根基扎实，底蕴丰厚，但缺少创新；而美国教育主要采用渗透式教学，形式多样，思路灵活，重视学生物理思维的培养.针对中美物理教学的差异，本文将从教育理念、教材差异、师资力量、思维能力的培养与发展等四个方面进行阐述.

1 中美大学物理教育的不同理念

对比中美大学物理教育，不难发现，其间差异林林总总.但若细细分析，则可发现这诸多差别，都是缘于教育理念的不同.

美国的大学物理教育，能够在“学术本位”与“社会本位”之间找到一个平衡点，既在学术研究上大放异彩，又为社会输送了大量优秀人才[1].对所有的物理界学者来说，普林斯顿大学就是优秀物理人才的集中地；但是其拿骚堂前草地的中央却矗立着“In the Nation’s Service,In the Service of All Nations”的校训.看似在说一套做一套，实则不然.它为社会服务的目标在追求学术提升的过程中得以实现，随着先进的学术理论及其相关成果被应用于设计生产，大大促进了生产力的发展；同时，学术理论在实践中得到验证，广大学者也根据实际生产的需求不断调整方向，完善研究内容，以此实现研究价值的提升，自身学术地位的提高.在这种完美的相互作用下，美国教育实现了社会目的与学术目的的和谐统一。

而反观国内，物理教育的发展在学术本位与社会本位的争论中止步不前，渐渐地落后于西方世界.一方面，一些应用型大学、专业型院校在“大学升格”的浪潮下过分追求学校的“综合化”和“学术化”，忽视了对专业技术人才的培养；另一方面有些大学偏重于以就业为目的工程技术培养，而囿于学术型大学物理教育投入产出比较低的困境中.如此，便出现了效率低下的教育模式.

2 中美大学物理教学中的教材差异

作为教育教学过程中必不可少的知识载体，教材往往是教育理念最直观的体现.

我国的物理教材经过一系列的改革,特别是在20世纪70年代以后,对教材内容的现代化及结构的安排作了尝试性的改革，形成了严谨、成熟的教材体系,具有较强的科学性和系统性[2].但是，我们对“严谨”“成熟”的追求，也注定了我们的教学体系必然存在的极强的封闭性，自我孤立，欠缺与其他学科的相互渗透，这显然与当今社会多学科交叉融合的大趋势格格不入；高度严谨的教学体系也造就了严格僵硬的教学框架[3]，束缚了学习者的思想，阻碍了我们培养创新型人才的世纪目标；此外，大部分物理教材对学习过程的重视程度很低,导致了很多学生认为教材理论性太强,缺乏与实际生产、生活的联系，无法将所学知识有效地转化为实际生产力，达到“学有所用、为我所用”的目标.

而美国高校使用的物理教材，以我们所熟悉的哈里德和瑞斯尼克的《物理学》、西尔斯的《大学物理学》为例，两者都追求丰富的内容[4].除了本学科的主要知识外,还附加了诸如流体力学、声学、几何光学、核物理、宇宙学等基础性内容，也加入了物理学史、人物介绍、前沿知识的科普介绍，物理学在技术、社会和其他科学上的应用，科学哲学、科学思想的丰富和科学态度的介绍等内容；为了实现科学精神和人文精神的融合，还在书中穿插了许多历史文献介绍和哲学思想的渗透.教材中丰富的内容，既有利于提高学生的学习兴趣,又有利于增进学生对物理规律的理解,培养学生的创造力，使它成为一种辅助学习的工具,而不是什么至高无上的“宝典”.

在编写过程中，承袭理论联系实际的传统，体现工科物理课程的基础地位,进一步加强与其他学科的联系，教材中大量的习题和例题、具体的问题均注重联系生产和生活实际，在习题中引入了一些计算机以及较强的可应用性题目，重视让学生理解概念、掌握物理图像以及培养实际运用能力的理念，增强了学生将自己学到的知识运用到实际生产中的能力，将“学术本位”与“社会本位”之间的平衡尺度把握得恰到好处.

3 中美大学物理教师教育的比较

作为教学工作的执行者、知识传播进程中强有力的推动者，教师的综合素质在很大程度上决定着教育的整体质量.

程和平[5]等人曾选取山西省属师范院校山西师范大学和部属师范院校华东师范大学作为样本，来分析说明我国的大学物理教师教育本科专业在2007年以后的教育类课程设置情况.通过对其物理教育专业教学计划中列出的大学物理教育类课程的统计分析发现，这些教育类课程学分占整个物理师范专业的课程总学分的25%左右，其中教育基础课为三门课程( A 学分) ，他们的教学技能课程大部分列入选修课中，含有实践时间的课程比较少.由于现代教育技术的推广，越来越多的学校不再开设完全属于实践内容的普通话和三笔字这两门课，也很少要求学生去自修这两项.这种只重视理论的教师培养方式，无疑决定了我们未来的教师必然具有过硬的理论素养，但缺少实践却又使得部分教师缺乏最为实用的教学技能与沟通技巧，更不用说引导学生正确地处理学术目的与社会目的间的关系.长此以来，教师们又如何能在教育改革的浪潮中为我们国家的发展输送一批又一批的学者和技术性人才？

由师范学校发展而来的美国伊利诺伊州立大学(Illinois State University,简称ISU)，素来以教师教育著称，其物理教师教育专业在美国理科教师培养方面具有一定的代表性.以它开设的教育类课程为样本进行分析，首先，美国的大学物理教育课程具有几大特点：①突出的针对性.课程的开设紧紧围绕“多方面提高未来教师的教学能力”这一中心理念，将教学基本能力和教育管理都纳入了考虑范畴.比如为了培养未来教师的多维视野，提高他们在走上管理岗位后对社会、经济和政策的把握能力，更好地做到将教学内容与社会实际需求有效地结合，为社会发展提供所需的人才，开设了“社会经济政策对中学教育的影响”这门课程，使未来教师尽早意识到社会经济、政策对中学教育的发展、组织和目标的影响.②较强的实践性.多数的教育类课程都是由课堂授课、实习或见习组成.如“高中物理教学介绍”这一课程中就加入了5小时的城市中学实地观察和20小时在高中物理课堂与中学生互动；此外，还有部分课程要求学生到青少年管教所等地方进行实地考察，接触不同的学生，从多方面促进未来教师对中学生人生发展多样性的清楚认识，以便于帮助学生处理好学术目的和社会目的之间的复杂关系，进而实现未来人生的更好发展.③教育实习时间长[6].美国大多数高校教师教育本科专业的共同点就是教育类课程中教育基础部分所占比例不多，但较重视技能和实践课程.大力发展实践与理论相结合的教学方式，以实践推动理论学习，以理论学习提高实践质量，注重学生实际教学能力的培养.可以说，以实践技能教育为中心已然成为美国高校物理教师教育专业教育类课程最为突出的特点.

4 中美大学物理教育思维能力与培养方式的异同

著名的“钱学森之问”问出来多数国人的胸中之惑，也许我们可以在清华大学原校长顾秉林顾老的一席讲话中寻得答案.“为什么我们的一些研究生在遇到一些实际问题时，比较缺乏分析能力、解决问题的能力？……关键是我们没有很好地把握批判性思维这一理念”[7].

在美国，因为对学术目的与社会目的的正确认识，对批判性思维的培养早就已经开展.在20世纪40年代，批判性思维的培养已经成为标示美国教育改革的一个主题；20世纪80年代，批判性思维已经成为教育改革的焦点；到了20世纪90年代，批判性思维已经被美国教育的各层次作为教育教学的基本目标.随着批判性思维在物理学科教学中的应用，学生可以在调查全球变暖现象的证据中运用批判性思维，来检查各种信息来源如书籍、网站等的可信度.通过将批判性思维整合在大学物理教育课程内容中，给予学生在不同的内容中去掌握并运用批判性思维的技能，学生往往可以做到将已经学到的技能迁移到新的情境中，利用自己已经掌握的知识技能，解决在实际生活中遇到的问题.

受传统教育思想的影响，我国基础教育比较重视知识的传授，而在此过程中，学生用到的大多是记忆、理解、应用等较低级的思维能力；如此一来，就忽视了像综合、分析、评价这样的高级思维——批判性思维的培养.而我国盛行已久的应试教育更是雪上加霜，使这种局面更加恶化.批判性思维能力的缺失，使学生不能深入透彻地理解物理概念、规律，掌握物理学科的思维方法，无法在头脑中建立起整个物理学科的体系，影响了学生个人能力的发展[8].因此便造成了我们的学生在面对实际的物理问题时，缺乏分析、解决问题的能力，不能做到学以致用，无法将知识转化为有效生产力.

5 中国大学物理教学改革的启示与建议

经过分析比较，我们应该明白，我国大学物理教育改革的当务之急是：正确地处理好教育本位与社会本位之间的关系，在二者之间找到一个微妙的平衡，使二者相辅相成，互补所需，对学术的追求推动工业成熟，再以成熟的工业技术为追求学术搭建更广阔的平台.

除此之外，在教材的编写、教师培养等教育储备过程中，应该将物理学科的知识与其他学科紧密结合起来，在教材中适当地穿插一些相关知识.同时也要注意培养教师善于引导学生了解相关知识的意识与能力，引导学生敢于质疑、敢于挑战权威、善于思考的意识，注重学生思维能力的培养与发展.

[1]张杨,张立彬.中美一流大学物理教育理念之比较——中美物理专业研究生课程的比较[J].世界教育信息，2007(10A)：35-39.

[2]戴雄英.中美工科物理教材的对比研究[D].咸宁：湖北科技大学，2007.

[3]戴雄英，李文斌，高永毅.中美大学物理教材的对比研究 [J].理工高教研究,2005,24(6)：1.

[4]刘竞业.部分发达国家工科大学物理教材和教学现状及其改革的概况[J].化工高等教育,1996(4)：60.

[5]程和平，程汕姗，谢国秋，等.中美两国物理教师教育本科教育类课程设置的比较及其启示[J].安庆师范学院学报(自然科学版)，2011,17(4)：135-139.

[6]程和平，魏荣慧，程汕姗，等．美国物理教师教育本科课程设置的特点与启示[J]．皖西学院学报，2010，26(5) :63-66．

[7]顾秉林.批判性思维与谦和为人[EB/OL].2016-08-20.http;//www.tsinghua.edu.cn/publish/news/4214/2011/201102252315041093462 52/20110225231504109346252_.html.

[8]王海红.高中物理教学中批判性思维培养的研究——基于中美物理教材比较[D].西安：陕西师范大学，2012.

Deep Thoughts Concerning College Physics Education in China:Based on the Comparison and Analysis of Physical Education Between Chinese and American Universities

GUO Qiaoneng1,ZHOU Ke2,WANG Jiefang1,YANG Shi’e1,HU Liangkui3

(1.SchoolofPhysicalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China; 2.SchoolofElectricalEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China; 3.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)

Physics plays an important role in our real life and scientific development.College physical education in college education occupies an important position which is especially in the universities of science and engineering education.Make the comparative analysis about college physical education between the United States and China in four aspects of education concept,teaching differences,teachers and the cultivation of thinking ability and development,and points out the existing problems of university physical education in our country,and puts forward related suggestions.

College physics education; Sino US comparison; educational thought

2016-08-26

中国高等教育学会教改研究项目“大学物理教学中的科学美感素质培养的探索与实践”(CALE201662)

郭巧能(1966—)，女，河南沁阳人，郑州大学物理工程学院副教授，博士，主要研究方向：薄膜材料科学模拟.

10.3969/j.issn.1007-0834.2016.04.018

G642.0

1007-0834(2016)04-0072-04