中美大学物理教学的对比与思考

朱 纯 陈国庆 吴亚敏 许建文

(江南大学理学院，江苏 无锡 214122)

2017年7月,笔者参加了江南大学组织的“首届江南大学数理基础课教师海外培训班”,赴美国马里兰大学学习.在为期25天的学习中,接受了美国高等教育卓越与创新转型教学理念的培训,聆听了专题讲座,并参与了课程组的讨论活动.同时,还访问了霍华德社区学院、海军军校等美国高校,因此有机会从不同侧面观察美国的大学物理教学,同时,也对美国的大学物理教学有了较为深入的认识.本文以马里兰大学和江南大学为例,分别从教学内容、教学方法、教学手段和教学评价4个方面对比了中美大学物理教学的特点,并结合我校大学物理教学改革做了一些思考.

1 教学内容

马里兰大学将本科物理教学的对象主要分为4类,分别是:将物理作为通识教育的学生,如:医学、化学、生物等;有志于从事对物理知识有一定要求的那些专业领域工作的学生,如:工程类;有志于在物理及相关领域从事教学或研究工作的学生,如:物理类;除上述专业外的其他专业学生,单独归为一类.针对各类学生的基础和对物理学的要求,马里兰大学提供了4个层次的物理学课程,学生可以根据自己的需求进行选课,且每个课程有配套的物理实验课.

江南大学本科物理教学分为《大学物理》和《大学物理实验》两门课程.其中,《大学物理》已经开始了分层次教学的尝试,主要分为机电类和生化类.机电类更侧重于力学、电磁学相关内容,内容相对丰富,一共112学时,分两个学期进行教学;而生化类将热学和光学等内容作为重点,一共80学时,一学期上完.《大学物理实验》是机电类和生化类学生都要上的,分为两个学期.每个学期24学时,即8个实验,对于学有余力的学生还搭建了创新实验室,学生可以通过这个平台,研究自己感兴趣的物理现象.

就教学内容而言,美国大学的物理分层次教学做的更加人性化,更能体现学生的个性化,这是值得我们借鉴的.以江南大学为例,随着人才的不断引进,大学物理课程分层次教学的细化将是改革的重点,尤其是结合学校优势专业,可以分别开设:物理与食品、物理与生物、物理与设计等选修内容,让学生自由选择.学生将会在学习的过程中,不断认识到物理在自己专业领域的应用价值,从而激发学习的热情,主动提高学习的投入度.

2 教学方法

马里兰大学的基础课的教学方法主要以讲授法和讨论法相结合的模式展开教学.马里兰大学的教学方法是令人印象深刻的.讲师在讲授的过程中,肢体语言非常丰富,时时调动着学生的积极性,哪怕中途有学生提问,他们都非常有耐心地先解决学生的问题,然后再继续讲课.学生和教师得到及时的沟通,能够很好地提高教学效果,而且,有利于进一步的教学.几乎每节课都有学生讨论环节,讨论时,学生自由结合,一般一组为4-6人,每个学生都会参与到讨论中去,也许是讨论习题,也许是讨论一个实际应用的问题,不存在对与错,每个学生都很有自信地发表自己的观点.

江南大学基础课的教学方法还是以讲授法为主,以课后答疑为辅.课堂上,主要还是以教师讲课、学生听课记笔记为主,如果有疑问,一般都在课间或者课后指定的答疑时间进行解答.这样的方式有利有弊.有利的是,可以保证上课的进度,按时完成教学任务;弊端是,学生还是被动的学习.对于有学习主动性的学生,他会把疑问记下来,答疑的时间把问题搞清楚,但是对于主动性不够的学生,问题记下来了,但不会再找时间解决,日积月累,问题像滚雪球一样,越来越多,最后就直接放弃了.

就教学方法而言,笔者认为中美两种模式可以相互取长补短.美国大学物理的教学方法以学生为主体,这毫无疑问是值得我们学习的,但是这是建立在课程定位在面广而度浅的基础之上的.因此,教师有足够的时间安排学生讨论.并且,课程本身还安排了讨论课,虽然不点名,但这是以课的形式存在的,基本所有的学生都会参与其中.而国内的大学物理课程教学程度明显比美国的要深,因此教师首先要确保在课堂教学时,将教学计划按时的、保质保量的完成.其次,国内的讨论是以答疑的形式存在的,学生相对就不重视,可来可不来.而讨论的对象是学生和教师,缺少学生和学生的讨论环节,这就不能最大限度地调动学生的积极性.

笔者认为,今后的教学改革可以逐步尝试讨论课的形式,在确保原有教学计划的前提下,将内容较为浅显的部分提出来,让学生课前先自学,然后课堂讨论,最后学生交流、教师总结.通过这种方式,让学生慢慢的习惯讨论课的形式,不断地提高学生在课堂学习中的主体地位,从而激发学习兴趣.当然,答疑还是要保留的,这是分层次教学的一种辅助手段,可以满足不同层次学生的需求,还可以加强学生和教师的交流与沟通.

3 教学手段

马里兰大学的教学采用的是线上和线下相结合的教学手段.教师会把预习题发布到网上,学生自行查看、解答,到课堂上的时候,这些内容教师是不讲的,他认为你预习过了,应该懂了.课堂讲授的时候,大部分教师采用的是板书的形式,这个让人很惊讶.在我们的惯性思维中,美国的教学手段应该是最先进的,至少应该是用PPT上课的,可实际情况却恰恰相反.教师们认为,数理基础课包含很多推理的东西,因此只有板书才能最好地呈现学科特点.当学生觉得枯燥的时候,他们会引入一些实际应用的例子,激发学生的学习兴趣.比如,有一节物理课,是讲能量与功的相互转化的,就出了一个问题:一个人坐在转椅上举哑铃,功和能分别有什么变化?问题一出,大家就积极兴奋地讨论起来,学生的学习热情一下子就高涨起来.可见,“学以致用”才是教学的最佳手段.

江南大学的大学物理课堂采用的是以多媒体为主,板书为辅的教学手段.采用多媒体教学手段可以将微观过程实施宏观模拟、将瞬变过程转为定格分析,进而使某些物理问题变抽象为具体、变动态为静态、化枯燥为生动,使物理演示实验、图示说明、物理模型、物理过程等方面的教学在感知上更加形象生动,其意象内涵更加丰富深刻,弥补了单纯用粉笔在黑板上板书的不足,帮助学生完成对所学知识的感知、抽象、建模和应用．这种教学手段不仅解决了大学物理学时少与物理学内容面广量大的矛盾,还能逐步将讨论的形式引入课堂.而习题课时,教师一般采用板书的形式.因为物理题目需要推导,板书更方便将推导的过程一步一步的展示出来,而且教师在板书的时候,也给学生留有思考的空间,因此,习题课时板书比多媒体更有优势.

就教学手段而言,笔者觉得两者都很好.俗话说“适合自己的,才是最好的”.只要适合所教学生,能够取得好的教学效果,那么这个教学手段就是好的.而且,江南大学对基础课的教学改革非常重视,2017年9月份开始,逐步推行“雨课堂”,这是一款与PPT相结合的应用软件,能够实现在线答题、同步课件等功能,更为关键的是,可以将学生的手机充分应用起来,将“低头族”激活为“抬头族”.

4 教学评价

马里兰大学的教学评价是非常值得我们学习的.它的评价是真正实现了对学生学习过程的控制评价,而不是国内普遍可见的“一卷定终身”.它们的教学评价包括每次预习题的回答、课后习题的解答、不定时的随堂小测、期中考试以及期末考试.听来好像很繁琐,但是却很有效.曾经有教师担心学生会厌恶这种评价方式,一位教授就进行了对比研究,结果发现,通过过程控制的学生学习积极性明显要高,而且教学成果也要好的多;相反,直接结果控制的学生感觉就是为了期终考试而努力学习.后来与学生交流才得知,通过过程控制,学生可以及时地知道自己的弱点,有针对性的查漏补缺,然后随着知识点的完善,成绩越来越好,学得也就越来越有动力,最后形成了一个良性循环,所以他们反而喜欢这种教学评价的方式.而只需最后一次考试的学生就有完全不同的感受了,平时学的时候觉得都会,等到真正考试的时候什么都不会,这一组的学生还主动问教师,能不能多加几次单元测试?可见,只有符合学生需要的教学评价,才能激励学生学习的主动性,从而提升学习的投入度,提高学习的效果.

这一点是非常值得我们借鉴的．江南大学的教学评价主要还是平时成绩、期中考试和期末考试三项的总评,没有真正实现对学生的学习过程进行评价.在今后的教学过程中,教师将对学生的学习态度、课堂表现、讨论情况、作业成绩等进行评分,相信通过采取这种对学习过程的监控,能有效地提升学生学习物理的投入度,同时也增加他们学好物理的信心.

当然,教学评价不仅仅是对学生,也应该包括对教师的课堂教学评价.然而,所有的受访教师,不论中美,都表示,“这是一个世界难题!”看来,如何更好地评价教师的课堂教学,是管理者急需思考的问题,公平有效的评价方式将更好的提升教师的教学积极性,有利于推动大学物理基础课的教学改革.