郭巧能,周 柯,王杰芳,楊仕娥,胡良魁

(1.鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；3.鄭州大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

中國大學(xué)物理教育的思考
——基于中美大學(xué)物理教學(xué)的比較與分析

郭巧能1,周 柯2,王杰芳1,楊仕娥1,胡良魁3

(1.鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；3.鄭州大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

物理在我們的現(xiàn)實生活和科學(xué)發(fā)展中都扮演著舉足輕重的角色，大學(xué)物理教育在大學(xué)教育中，尤其在大學(xué)理工科教育中占據(jù)重要地位.從教育理念、教材差異、師資力量、思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展等四個方面跟美國的大學(xué)物理教育進(jìn)行對比分析，指出當(dāng)前我國大學(xué)物理教育存在的問題，提出建議.

大學(xué)物理教育；中美對比；教育思想

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的競爭也愈發(fā)激烈.任何一個國家要想在這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭里取得先機(jī)，謀求最好、最快、最穩(wěn)定的發(fā)展，提升國民素質(zhì)至關(guān)重要.無疑，教育改革是提升國民素質(zhì)的必要途徑.著名的“錢學(xué)森之問”，更是暴露了我國大學(xué)物理教育的困境，將教育改革推入大眾焦點之中.

古往今來，從人類社會到個人知識技能，無一不是在比較之中顯優(yōu)劣、得發(fā)展.中國大學(xué)物理教育乃至中國教育要想在教育改革的洪流中一馬當(dāng)先，無疑通過與西方大學(xué)物理教育尤其是美國大學(xué)物理教育進(jìn)行對比，取長補(bǔ)短，乃是上上之法.

中美大學(xué)物理教育各有千秋，可相互取長補(bǔ)短.中國傳統(tǒng)教育根基扎實，底蘊(yùn)豐厚，但缺少創(chuàng)新；而美國教育主要采用滲透式教學(xué)，形式多樣，思路靈活，重視學(xué)生物理思維的培養(yǎng).針對中美物理教學(xué)的差異，本文將從教育理念、教材差異、師資力量、思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展等四個方面進(jìn)行闡述.

1 中美大學(xué)物理教育的不同理念

對比中美大學(xué)物理教育，不難發(fā)現(xiàn)，其間差異林林總總.但若細(xì)細(xì)分析，則可發(fā)現(xiàn)這諸多差別，都是緣于教育理念的不同.

美國的大學(xué)物理教育，能夠在“學(xué)術(shù)本位”與“社會本位”之間找到一個平衡點，既在學(xué)術(shù)研究上大放異彩，又為社會輸送了大量優(yōu)秀人才[1].對所有的物理界學(xué)者來說，普林斯頓大學(xué)就是優(yōu)秀物理人才的集中地；但是其拿騷堂前草地的中央?yún)s矗立著“In the Nation’s Service,In the Service of All Nations”的校訓(xùn).看似在說一套做一套，實則不然.它為社會服務(wù)的目標(biāo)在追求學(xué)術(shù)提升的過程中得以實現(xiàn)，隨著先進(jìn)的學(xué)術(shù)理論及其相關(guān)成果被應(yīng)用于設(shè)計生產(chǎn)，大大促進(jìn)了生產(chǎn)力的發(fā)展；同時，學(xué)術(shù)理論在實踐中得到驗證，廣大學(xué)者也根據(jù)實際生產(chǎn)的需求不斷調(diào)整方向，完善研究內(nèi)容，以此實現(xiàn)研究價值的提升，自身學(xué)術(shù)地位的提高.在這種完美的相互作用下，美國教育實現(xiàn)了社會目的與學(xué)術(shù)目的的和諧統(tǒng)一。

而反觀國內(nèi)，物理教育的發(fā)展在學(xué)術(shù)本位與社會本位的爭論中止步不前，漸漸地落后于西方世界.一方面，一些應(yīng)用型大學(xué)、專業(yè)型院校在“大學(xué)升格”的浪潮下過分追求學(xué)校的“綜合化”和“學(xué)術(shù)化”，忽視了對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)；另一方面有些大學(xué)偏重于以就業(yè)為目的工程技術(shù)培養(yǎng)，而囿于學(xué)術(shù)型大學(xué)物理教育投入產(chǎn)出比較低的困境中.如此，便出現(xiàn)了效率低下的教育模式.

2 中美大學(xué)物理教學(xué)中的教材差異

作為教育教學(xué)過程中必不可少的知識載體，教材往往是教育理念最直觀的體現(xiàn).

我國的物理教材經(jīng)過一系列的改革,特別是在20世紀(jì)70年代以后,對教材內(nèi)容的現(xiàn)代化及結(jié)構(gòu)的安排作了嘗試性的改革，形成了嚴(yán)謹(jǐn)、成熟的教材體系,具有較強(qiáng)的科學(xué)性和系統(tǒng)性[2].但是，我們對“嚴(yán)謹(jǐn)”“成熟”的追求，也注定了我們的教學(xué)體系必然存在的極強(qiáng)的封閉性，自我孤立，欠缺與其他學(xué)科的相互滲透，這顯然與當(dāng)今社會多學(xué)科交叉融合的大趨勢格格不入；高度嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)體系也造就了嚴(yán)格僵硬的教學(xué)框架[3]，束縛了學(xué)習(xí)者的思想，阻礙了我們培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的世紀(jì)目標(biāo)；此外，大部分物理教材對學(xué)習(xí)過程的重視程度很低,導(dǎo)致了很多學(xué)生認(rèn)為教材理論性太強(qiáng),缺乏與實際生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，無法將所學(xué)知識有效地轉(zhuǎn)化為實際生產(chǎn)力，達(dá)到“學(xué)有所用、為我所用”的目標(biāo).

而美國高校使用的物理教材，以我們所熟悉的哈里德和瑞斯尼克的《物理學(xué)》、西爾斯的《大學(xué)物理學(xué)》為例，兩者都追求豐富的內(nèi)容[4].除了本學(xué)科的主要知識外,還附加了諸如流體力學(xué)、聲學(xué)、幾何光學(xué)、核物理、宇宙學(xué)等基礎(chǔ)性內(nèi)容，也加入了物理學(xué)史、人物介紹、前沿知識的科普介紹，物理學(xué)在技術(shù)、社會和其他科學(xué)上的應(yīng)用，科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)思想的豐富和科學(xué)態(tài)度的介紹等內(nèi)容；為了實現(xiàn)科學(xué)精神和人文精神的融合，還在書中穿插了許多歷史文獻(xiàn)介紹和哲學(xué)思想的滲透.教材中豐富的內(nèi)容，既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,又有利于增進(jìn)學(xué)生對物理規(guī)律的理解,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力，使它成為一種輔助學(xué)習(xí)的工具,而不是什么至高無上的“寶典”.

在編寫過程中，承襲理論聯(lián)系實際的傳統(tǒng)，體現(xiàn)工科物理課程的基礎(chǔ)地位,進(jìn)一步加強(qiáng)與其他學(xué)科的聯(lián)系，教材中大量的習(xí)題和例題、具體的問題均注重聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，在習(xí)題中引入了一些計算機(jī)以及較強(qiáng)的可應(yīng)用性題目，重視讓學(xué)生理解概念、掌握物理圖像以及培養(yǎng)實際運(yùn)用能力的理念，增強(qiáng)了學(xué)生將自己學(xué)到的知識運(yùn)用到實際生產(chǎn)中的能力，將“學(xué)術(shù)本位”與“社會本位”之間的平衡尺度把握得恰到好處.

3 中美大學(xué)物理教師教育的比較

作為教學(xué)工作的執(zhí)行者、知識傳播進(jìn)程中強(qiáng)有力的推動者，教師的綜合素質(zhì)在很大程度上決定著教育的整體質(zhì)量.

程和平[5]等人曾選取山西省屬師范院校山西師范大學(xué)和部屬師范院校華東師范大學(xué)作為樣本，來分析說明我國的大學(xué)物理教師教育本科專業(yè)在2007年以后的教育類課程設(shè)置情況.通過對其物理教育專業(yè)教學(xué)計劃中列出的大學(xué)物理教育類課程的統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，這些教育類課程學(xué)分占整個物理師范專業(yè)的課程總學(xué)分的25%左右，其中教育基礎(chǔ)課為三門課程( A 學(xué)分) ，他們的教學(xué)技能課程大部分列入選修課中，含有實踐時間的課程比較少.由于現(xiàn)代教育技術(shù)的推廣，越來越多的學(xué)校不再開設(shè)完全屬于實踐內(nèi)容的普通話和三筆字這兩門課，也很少要求學(xué)生去自修這兩項.這種只重視理論的教師培養(yǎng)方式，無疑決定了我們未來的教師必然具有過硬的理論素養(yǎng)，但缺少實踐卻又使得部分教師缺乏最為實用的教學(xué)技能與溝通技巧，更不用說引導(dǎo)學(xué)生正確地處理學(xué)術(shù)目的與社會目的間的關(guān)系.長此以來，教師們又如何能在教育改革的浪潮中為我們國家的發(fā)展輸送一批又一批的學(xué)者和技術(shù)性人才？

由師范學(xué)校發(fā)展而來的美國伊利諾伊州立大學(xué)(Illinois State University,簡稱ISU)，素來以教師教育著稱，其物理教師教育專業(yè)在美國理科教師培養(yǎng)方面具有一定的代表性.以它開設(shè)的教育類課程為樣本進(jìn)行分析，首先，美國的大學(xué)物理教育課程具有幾大特點：①突出的針對性.課程的開設(shè)緊緊圍繞“多方面提高未來教師的教學(xué)能力”這一中心理念，將教學(xué)基本能力和教育管理都納入了考慮范疇.比如為了培養(yǎng)未來教師的多維視野，提高他們在走上管理崗位后對社會、經(jīng)濟(jì)和政策的把握能力，更好地做到將教學(xué)內(nèi)容與社會實際需求有效地結(jié)合，為社會發(fā)展提供所需的人才，開設(shè)了“社會經(jīng)濟(jì)政策對中學(xué)教育的影響”這門課程，使未來教師盡早意識到社會經(jīng)濟(jì)、政策對中學(xué)教育的發(fā)展、組織和目標(biāo)的影響.②較強(qiáng)的實踐性.多數(shù)的教育類課程都是由課堂授課、實習(xí)或見習(xí)組成.如“高中物理教學(xué)介紹”這一課程中就加入了5小時的城市中學(xué)實地觀察和20小時在高中物理課堂與中學(xué)生互動；此外，還有部分課程要求學(xué)生到青少年管教所等地方進(jìn)行實地考察，接觸不同的學(xué)生，從多方面促進(jìn)未來教師對中學(xué)生人生發(fā)展多樣性的清楚認(rèn)識，以便于幫助學(xué)生處理好學(xué)術(shù)目的和社會目的之間的復(fù)雜關(guān)系，進(jìn)而實現(xiàn)未來人生的更好發(fā)展.③教育實習(xí)時間長[6].美國大多數(shù)高校教師教育本科專業(yè)的共同點就是教育類課程中教育基礎(chǔ)部分所占比例不多，但較重視技能和實踐課程.大力發(fā)展實踐與理論相結(jié)合的教學(xué)方式，以實踐推動理論學(xué)習(xí)，以理論學(xué)習(xí)提高實踐質(zhì)量，注重學(xué)生實際教學(xué)能力的培養(yǎng).可以說，以實踐技能教育為中心已然成為美國高校物理教師教育專業(yè)教育類課程最為突出的特點.

4 中美大學(xué)物理教育思維能力與培養(yǎng)方式的異同

著名的“錢學(xué)森之問”問出來多數(shù)國人的胸中之惑，也許我們可以在清華大學(xué)原校長顧秉林顧老的一席講話中尋得答案.“為什么我們的一些研究生在遇到一些實際問題時，比較缺乏分析能力、解決問題的能力？……關(guān)鍵是我們沒有很好地把握批判性思維這一理念”[7].

在美國，因為對學(xué)術(shù)目的與社會目的的正確認(rèn)識，對批判性思維的培養(yǎng)早就已經(jīng)開展.在20世紀(jì)40年代，批判性思維的培養(yǎng)已經(jīng)成為標(biāo)示美國教育改革的一個主題；20世紀(jì)80年代，批判性思維已經(jīng)成為教育改革的焦點；到了20世紀(jì)90年代，批判性思維已經(jīng)被美國教育的各層次作為教育教學(xué)的基本目標(biāo).隨著批判性思維在物理學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用，學(xué)生可以在調(diào)查全球變暖現(xiàn)象的證據(jù)中運(yùn)用批判性思維，來檢查各種信息來源如書籍、網(wǎng)站等的可信度.通過將批判性思維整合在大學(xué)物理教育課程內(nèi)容中，給予學(xué)生在不同的內(nèi)容中去掌握并運(yùn)用批判性思維的技能，學(xué)生往往可以做到將已經(jīng)學(xué)到的技能遷移到新的情境中，利用自己已經(jīng)掌握的知識技能，解決在實際生活中遇到的問題.

受傳統(tǒng)教育思想的影響，我國基礎(chǔ)教育比較重視知識的傳授，而在此過程中，學(xué)生用到的大多是記憶、理解、應(yīng)用等較低級的思維能力；如此一來，就忽視了像綜合、分析、評價這樣的高級思維——批判性思維的培養(yǎng).而我國盛行已久的應(yīng)試教育更是雪上加霜，使這種局面更加惡化.批判性思維能力的缺失，使學(xué)生不能深入透徹地理解物理概念、規(guī)律，掌握物理學(xué)科的思維方法，無法在頭腦中建立起整個物理學(xué)科的體系，影響了學(xué)生個人能力的發(fā)展[8].因此便造成了我們的學(xué)生在面對實際的物理問題時，缺乏分析、解決問題的能力，不能做到學(xué)以致用，無法將知識轉(zhuǎn)化為有效生產(chǎn)力.

5 中國大學(xué)物理教學(xué)改革的啟示與建議

經(jīng)過分析比較，我們應(yīng)該明白，我國大學(xué)物理教育改革的當(dāng)務(wù)之急是：正確地處理好教育本位與社會本位之間的關(guān)系，在二者之間找到一個微妙的平衡，使二者相輔相成，互補(bǔ)所需，對學(xué)術(shù)的追求推動工業(yè)成熟，再以成熟的工業(yè)技術(shù)為追求學(xué)術(shù)搭建更廣闊的平臺.

除此之外，在教材的編寫、教師培養(yǎng)等教育儲備過程中，應(yīng)該將物理學(xué)科的知識與其他學(xué)科緊密結(jié)合起來，在教材中適當(dāng)?shù)卮┎逡恍┫嚓P(guān)知識.同時也要注意培養(yǎng)教師善于引導(dǎo)學(xué)生了解相關(guān)知識的意識與能力，引導(dǎo)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于挑戰(zhàn)權(quán)威、善于思考的意識，注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)與發(fā)展.

[1]張楊,張立彬.中美一流大學(xué)物理教育理念之比較——中美物理專業(yè)研究生課程的比較[J].世界教育信息，2007(10A)：35-39.

[2]戴雄英.中美工科物理教材的對比研究[D].咸寧：湖北科技大學(xué)，2007.

[3]戴雄英，李文斌，高永毅.中美大學(xué)物理教材的對比研究 [J].理工高教研究,2005,24(6)：1.

[4]劉競業(yè).部分發(fā)達(dá)國家工科大學(xué)物理教材和教學(xué)現(xiàn)狀及其改革的概況[J].化工高等教育,1996(4)：60.

[5]程和平，程汕姍，謝國秋，等.中美兩國物理教師教育本科教育類課程設(shè)置的比較及其啟示[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2011,17(4)：135-139.

[6]程和平，魏榮慧，程汕姍，等．美國物理教師教育本科課程設(shè)置的特點與啟示[J]．皖西學(xué)院學(xué)報，2010，26(5) :63-66．

[7]顧秉林.批判性思維與謙和為人[EB/OL].2016-08-20.http;//www.tsinghua.edu.cn/publish/news/4214/2011/201102252315041093462 52/20110225231504109346252_.html.

[8]王海紅.高中物理教學(xué)中批判性思維培養(yǎng)的研究——基于中美物理教材比較[D].西安：陜西師范大學(xué)，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

中國高等教育學(xué)會教改研究項目“大學(xué)物理教學(xué)中的科學(xué)美感素質(zhì)培養(yǎng)的探索與實踐”(CALE201662)

郭巧能(1966—)，女，河南沁陽人，鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院副教授，博士，主要研究方向：薄膜材料科學(xué)模擬.

10.3969/j.issn.1007-0834.2016.04.018

G642.0

1007-0834(2016)04-0072-04