杨则金
(浙江工业大学应用物理系<国家级物理实验教学示范中心>,浙江 杭州 310023)
据记载, 本科生导师这一制度起源于多年以前的牛津大学。 美国少数著名学府已为本科生配备了学业导师。 本科生学业导师不但解放了班主任和辅导员的部分精力,还加强了对学生的关心和指导,发挥了任课教师的学业特长。 我校软件学院在2007年开始实施这一制度。 总结发现这些学院的本科生的物理学习成绩与实施本科生导师制的关系不明显。低年级的本科生最关心的是专业的发展前景和学校的奖助学金等。
考试是整个教学环节中最根本的一环,严抓考试的唯一途径就是减少行政力量对任课教师的干预,灵活掌握学位率、就业率等指标的考核办法。 提高考试卷科学性和合理性。 很多课程均是两人以上授课,学生选课, 这样就导致了如果某个教师及格率较低,那么就会影响其下一年授课的人数,而人数减少就会导致其获得的工作量也减少, 进而影响到其工资津贴,特别是晋升职称时有最低年均授课学时数和育人工作量的要求(晋升研究员除外)。最佳办法是采用大班授课,小组讨论的形式,一个教师主讲,另外一个教师组织研讨,并提前通知学生根据自己的需求有选择性地参加习题课。国外早已为低年级的本科生开设讨论课,培养学生研究性学习的习惯,激发其求知的欲望,国内目前很少有这样的课程,此类课程可以极大地增加学生与知名教授的接触机会,人数可以固定在10~20 人,学分的多少可由学时的数量决定,也可以是理论与实验结合开展, 既可以设定一定比例的平时分,也可以由学生的课堂的表现直接给出总分,这才是真正意义上的本科生导师制,教学全程体现了教师的课堂引导、 集体指导和个别辅导的作用。 笔者请教过Iowa state university(ISU)物理系的杰出教授Ho Kai-Ming 博士(其发表的学术论文已被引用数万次)如何兼顾基础课教学中人数与教学效率的问题,Ho 老师每个学年讲授的基础课通常有上千人之多,但都是大班教学,只侧重物理思想的讲解,课堂教学只为学生完成作业提供思路和指导,每个学期会有固定的时间进行小班化讨论,人数为20 人左右,以上内容全部都录像并由管理人员整理上网供学生复习使用,这个方法的优点是鼓励学生多自学。从近些年的教学实践中发现,实施本科生导师制有些超前,特别是新高考选考物理方案下,学生的素质与能力程下滑态势。 受聘我校的诺贝尔物理学奖(诺奖)获得者Wilczek 教授来校交流时[1]总是座无虚席,学生们对名师的渴望之强烈可见一斑。 因此,必须从整体上提高教师与学生互动的效率,集体指导学生的共性关键问题,才能更大限度地挖掘学生的潜力,单独个别指导虽然可以培养学生的个性思维,但是在教师精力十分有限的情形下很难做到细致入微地指导,也容易使学生过早陷入专攻某个具体的科学问题之中的局面,不利于其整体素质的提升, 也不利于培养学生独立自主的学习习惯,与本科教育的固本强基的科学思想背道而驰。
国外本科生教学模式没有特别统一的固定要求。国内在很多课程上要做到高度统一,统一大纲、教材、教案、考试、平时分比例等。 学生的素质和能力不同,授课的步调完全统一导致无法因材施教。海南大学等高校的物理基础课教学使用翻转课堂软件教学,学生利用手机提前预习教师们录制的教学视频,上课后学生从题库中随机选题解答,教师随后评分并根据解答情况有针对性地讲解, 这是集体导师制的雏形阶段,也是比较能带动学生主动学习的好办法。欧美发达国家的本科生教育多是自学为主,课程设置紧密,笔者在ISU 访学时随堂听课也验证了这一点。欧美等国家的高校每年多有三个学期, 学生们每学期通常修读三、四门课,课时长则三个学时,短则两个学时。 我国仍然是课堂教学为主,学生只有在本科的最后一年才有较多的时间进行毕业论文设计和课外实习, 因此,本科生导师制的实施过程缺少时间保障。出现以上差异的原因是国外著名高校所要求的课时较少,通常比我国顶尖学府还要少二三十个学分。
成立学生学习辅导机构辅导学生尽快适应快节奏的学习方式,提高学习新知识的能力,加快转变被动学习的观念。 近些年,我校陆续推出了大量的教师授课技能提升计划,包括学评教/课、教学比武、主讲教师资格制、课堂(程)教学改革类项目、青年教师刚入职试听/助教制、青年教师与老教师师徒结对、优课优酬、 退休教师返聘担任督导员以及教学会议观摩等。 欧美国家的高校多是教授治校,行政力量起到辅助的作用。 国内很多高校开设了名师讲堂,但是由于邀请到的名师的水准参差不齐,此类活动的效果大打折扣。笔者在ISU 从事高访工作时经常收到系部发来的邮件,邀请参加前来应聘人员的学术讲座并对其投票评价是否适合目前的岗位需求。
加大引导力度,让学生从思想上重视自己的专业与课程。 兴趣也是学生的导师,年轻人尤其会在兴趣的引导下不断的努力以满足自己的好奇心。 无论是本科生还是研究生所关心的问题最终还是落脚在就业上面,很多学生一直都想转到热门专业,由于办学资源的限制,部分学生转专业未能如愿,这就要求专业设置要科学合理,既要遵从学科发展规律也要紧密结合市场需求,根据《普通高等学校本科专业设置管理规定》(教高 〔2012〕9 号), 教育部2018年进一步对2019年的本科专业进行了较大的调整。如果专业具有鲜明的特色, 学生们就容易抓住专业的内涵和实质,容易将自己的志向与专业的特点结合起来,无形之中就减少了本科生更换专业的念头。 国内很多高校的专业、课程设置主要与学院重点发展的二级硕士、博士学位/学科有关,课程覆盖面窄,导致学生想学的课程几乎不开设,不喜欢的课程反复重复开设,这就导致实施本科生导师制无从谈起。 我校近年实施了专业预警与淘汰制度,通过就业率以及考研率等指标快速淘汰落后的专业,保证了学校整体办学水平的稳定。
美国的斯坦福大学有六七千个本科学生,学校竟然开设了六千多门课程供学生们选择,大部分课程只为几个学生开设, 尽可能满足学生们的个性化需求。美国哈佛大学的选课方式值得我们借鉴,对核心课程进行分大类,涵盖几乎所有的领域,学生需要修满指定要求数量的课程才能毕业,具体包括一定数量的公共必修课,一定数量的主修课程、一定数量的自由选修课程、然后还要从所分的大类中各选一门距离自己的专业最远的课程,这样的选课制度保证了学生科学与人文较好的融合。国内很多高校都实行了试听制的方法,允许学生试听两周所选教师的课程。 国内新开课程需要层层审批,导致教师开设新课的意愿降低。
ISU 的本科生的实践课程较多,特别是每年三个学期的假期,打算考研的学生侧重选择阅读论文和深入教师的实验室进行实地考察,学生们已经习惯了主动参与各种实践和科研训练的机会,我国高校的本科生寒暑假主要是休息和勤工俭学为主,少数学生会参与暑期国际化课程获取学分。 ISU 的物理实验课程学生自制的仪器设备较多,集成的多为示波器等无法自制的精密仪器,这样的实验需要很长时间完成,只有低年级的实验课程才和我们的公共实验课和专业实验课较相似,安排3~4 个学时,课后完成一份实验报告, 复杂的实验仪器研制课程类似于研究生阶段科研项目的完成,比较系统的完成一个实验,也特别注重方法和技术的改进与创新。 我国仍然是考试为主,即使大学物理实验课仍然也要考试。 课程设置可以效仿美国斯坦福大学的多样性的教学和学习计划,为学有余力的学生单独开设高层次的学习课程,为其将来进一步进入研究生阶段深造提前打下基础。实际上我国在2010年即启动了“基础学科拔尖学生培养试验计划”, 但是该计划只限于5 个基础学科,人数也限于1200 人的规模,属于少而精的培养模式。
一流的本科教育,首先要有一流的师资,拥有一流的学术水平,才能有一流的教学水平。 还要有公平公正的育人环境, 典型的例子就是西南联大的成功,西北联大很快解散[2]。根据欧美发达国家的办学实践,培养青年教师的学术水平,当达到一定程度后再安排其从事教学工作。美国已有关于如何提高本科生教育的详细调查, 其中居首的分别是改革教师奖励机制,加强科研与教学的结合以及增加教师数量等。从事基础课教学的均是话语权较少的弱势群体,因此需要上级教育主管部门的密切关注。杨振宁教授亲自为清华大学的本科生讲授大学物理课[3]就说明这的确是一门难完成的课。 诺奖获得者Richard phillips feynman 是将物理教学活动开展的通俗易懂的典型,诺奖获得者美国斯坦福大学物理系教授Douglas Dean Osheroff 就亲自研制偏振光的仪器并指导本科生实验教学活动。国家近期启动了“双一流”的遴选,侧重的是教师科研论文的数量和质量,科研项目的专利和奖励,对教师教学成果的评价似乎比较困难。诺奖获得者波恩是培养的弟子中获得诺贝尔奖最多的导师,这与波恩独特的讨论式(Seminar)的授课方式有密切的关系,更与其是伟大的教授直接相关。可见学术大师授课本身就是在集体指导本科生学业的过程,就是在扮演着导师的角色,因此,课堂45 分钟才是最应该竭尽全力抓住的时机, 要求授课教师必须做到台上一分钟台下十年功。
早期欧洲的著名学府的本科生导师制实施的对象多是富贵子弟,接受的是纯粹的科学教育。牛津大学的本科生导师制类似于现代的研究生的教育方式, 学生一入学就为其配备了本科生导师, 导师根据其兴趣指导其选课, 查找与所修的课程高度相关的文献进行阅读、撰写读书报告,学生单独接受指导和参与听课修学分同步进行,两者互相补充。 从社会发展来看,这样的指导形式已经过渡到用来指导人数少, 专业性强的研究生的教学中。根据目前的考核办法,大部分学生的分数直接决定了其是否能够获得奖学金、 参加各类科技实践活动的资格甚至保研的机会等, 所以学生们必然将主要精力用在学业上。欧美著名学府学生数量很少,生源极好, 办学经费非常充裕, 学生主动学习的动力足,仅靠课堂教学无法满足学生的需求,因而导师制恰恰可以弥补这一缺点。 美国的著名高校的师生比往往都在1∶10 以下, 本人在ISU 访学时亲眼验证了这一点,学生约有3.6 万人,教职工约有6200 人。教学楼走廊内部均有电脑、打印机、复印机、咖啡机等供学生免费使用。双一流背景下部分高校的办学经费主要投入到少数几个重点学科,这样的学科理应是培养高水平本科生的主要学位点,本科生有条件接受更多的实践和科研训练, 本科生可由导师团队的研究生协助指导,不局限于教师承担本科生的导师,研究生既可以协助导师指导其毕业设计,也可以培养本科生撰写科技类竞赛申请书的能力,研究生可以胜任担任本科生的导师。 2020年,我校入学的本科生与研究生比例约为1∶1,具备了发挥优秀研究生的专长实施助教、助理导师、兼职辅导员、兼职班主任等工作的客观条件。有条件的学校可以逐步实施本科硕士 (乃至博士研究生)连读的机制,加强学习过程的一体化和连贯性,更加有利于教师提早开展本科阶段的指导教育工作了。本科生有考研打算的只是一部分人,这就需要有选择性地分类指导,最好的方法是对导师进行分类,学生在选择导师时要结合自己的职业规划。笔者仔细调研了美国能源部Ames 实验室的设备运营情况, 贵重仪器均是由能源部的经费建设,各类化学药品等易耗品均是有专人负责,统一调度使用,资源共享,这样就极大地节约了科研经费,避免了重复购买和长时间的闲置,其中化学、物理、机械、材料等专业的本科生也可以预约申请并在专人的指导下学习使用,这样的管理模式值得我们国家重点建设的实验室借鉴。
精英教育下教师对学生的思维模式以及潜能可以准确地把握, 为其制定长期发展规划是有依据的,大众教育环境下实施导师制,会使大量的学生顾此失彼、舍本逐末,对于基础薄弱的学生而言教师更是无从导起。少数优质生源汇聚的个别学院或者高校可以尝试本科生导师制,鼓励因材施教。 我校有一个虚拟的健行学院,汇聚了全校的精英学生,学院也有专门的导师工作室和图书资料室。根据成绩可遴选出学有余力的学生,然后由其自主选择学校分类遴选出来的导师,学校统筹安排一些专项资金,资助学生在寒暑假开展感兴趣的研究,最后写一份详细的报告,导师可以结合其学术实践给予其一定的学分或者报酬。对于绩点较低的学生,应着重关注其是否能够顺利毕业和就业。加州大学伯克利分校就在此方面有非常细致的服务,具体详见http://research.berkeley.edu/。我国早在十来年前就陆续由国家指定的少数几所高校开始试点工作并给予经费支持。我校各类物理学科竞赛和高等数学建模比赛等已经配备了具有丰富指导经验的教师。 我校理学院2011 届的本科生李阿明就是数学建模获得大奖被保送到北京大学力学专业攻读博士学位并以第一作者发表了《Science》论文,2017 届应用物理专业毕业生邓建波当选“新时代十佳来杭创业创新青年”。
发展第二课堂邀请校友企业家作为本科学生的兼职创业导师是一个补充。
学生的兴趣是在不断学习各门课程以后逐渐形成的,过早为其量身定做一个固定的目标是不科学的,这也是国外很多高校非常重视基础课教育以及随时允许学生更换专业的原因。 吴健雄刚到美国读研究生的时候恰好是原子结构研究进入高潮的时候, 她特别想学习原子物理,而她的导师并没有建议她学习原子物理,是因为这个领域已经研究得很透彻, 劝她进入粒子物理与核物理这样一个全新的领域, 最终她成为实验物理学女皇, 她的实验测量直接验证了杨振宁和李政道的计算结果并促使二人获得了诺贝尔奖。 多数地方高校的办学力量尚不具备实施本科生导师制, 本科生也罕有富余精力从事学业以外的科学实践和创新活动,因此, 应当将主要精力用在学习教材知识和锻炼基本就业技能方面。地方高校本科生考研比例较低,学校发展的重点应是大力开展基础教育的同时扩展第二课堂,增加学生创业和实践的机会。为了解决本科生对学业规划迷失和茫然这一问题,我校已开设了很多创新、创业教育课程并融入人才培养的全过程中[4],邀请了很多杰出的企业家以及校友作为学生的创业导师。 国外已经普遍重视学生创新能力的培养, 应该借鉴国外的先进做法,学校内部搭建平台,将企业家的经历分享给在校的学生,普及创业理念,营造创业氛围,促进创新创业教育持续开展下去。 欧美发达国家高校的创业发展已经形成了一种文化, 也成了国家经济发展的强有力的驱动力。虽然国内很多高校也设立了创业产业园,但是学生的创业热情还不够高, 很多扶持政策还不够完善,创业的思路和想法还很欠缺。美国的麻省理工学院在这方面具有成功的经验。
本文从专业和课程、教师的教学技能以及办学条件包括师生数量的比例、学校的科研条件、办学层次等多种因素,分析了培养本科学生的创新能力与实施本科生学业导师制的内在辩证关系,基于作者本人海外访学调研的第一手资料论证了我国与欧美等发达国家的办学模式的异同。