楊則金

【摘 要】本文討論了中美兩國(guó)高校大學(xué)物理基礎(chǔ)課的教學(xué)現(xiàn)狀，從多個(gè)方面深入探討了提高大學(xué)物理教學(xué)效果的途徑和增強(qiáng)學(xué)生熱愛物理科學(xué)的方法，具體包括在物理教學(xué)活動(dòng)中引入物理科學(xué)家的科學(xué)研究活動(dòng)、科學(xué)品德，以及追求事物真理的科學(xué)精神入手，培養(yǎng)學(xué)生熱愛物理科學(xué)，了解物理文化，培養(yǎng)成個(gè)性鮮明的人才等舉措。

【關(guān)鍵詞】大學(xué)物理教學(xué)；大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)；物理學(xué)史；物理美學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）35-0087-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.

2018.35.037

Discussion on the current status of the university physics course between Iowa State University and Zhejiang University of Technology

YANG Ze-Jin

（Department of Applied Physics， School of Science， Zhejiang University of Technology， Hangzhou Zhejiang 310023， China）

【Abstract】We discussed the current status of the basic university physics course teaching between Iowa State University and Zhejiang University of Technology from diverse aspects. We suggested many effective methods on how to improve the teaching quality from introducing the concrete the scientific practice and their spirit of the scientists， and also inclusion the physical culture training and the intrinsic esthetics of the physics.

【Key words】University physics teaching； University physics measurement teaching； Physical history； Physical esthetics

1 當(dāng)前浙江工業(yè)大學(xué)和美國(guó)Iowa State University的基礎(chǔ)課教學(xué)現(xiàn)狀

作為一名地方工科院校的基礎(chǔ)課教師，本人已從事大學(xué)物理以及實(shí)驗(yàn)課教學(xué)8年，對(duì)我校所有理工科學(xué)生的學(xué)習(xí)面貌了如指掌。本人在授課時(shí)經(jīng)常被學(xué)生問道：“我學(xué)大學(xué)物理有什么用？我做大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)有什么用？這些跟我的專業(yè)沒有關(guān)系??！”這樣的問題反映了學(xué)生的期望與現(xiàn)實(shí)不符的矛盾，因?yàn)樵趨⒓油旮呖己髮W(xué)生家長(zhǎng)早已幫助學(xué)生規(guī)劃好了未來，學(xué)個(gè)實(shí)用的專業(yè)，掌握一門應(yīng)用技術(shù)，畢業(yè)后找個(gè)好工作，顯然學(xué)習(xí)大學(xué)物理跟學(xué)生的這些預(yù)期不太相關(guān)。大學(xué)物理還不如高等數(shù)學(xué)在學(xué)生心目中的地位高，至少打算考研的學(xué)生還會(huì)用到。浙江工業(yè)大學(xué)（Zhejiang University of Technology，以下簡(jiǎn)稱ZJUT， http：//www.zjut.edu.cn/）是一所典型的地方工科院校，而ZJUT志在發(fā)展成為一所具有區(qū)域特色的綜合性研究型大學(xué)，因此是不適宜開展純粹的職業(yè)技術(shù)教育的。然而只依靠提高教師的水平只是解決問題的一個(gè)外在因素，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性才是解決問題的內(nèi)在因素。盡管各種教學(xué)改革方案層出不窮，但是絕大部分課堂仍然是傳統(tǒng)的填鴨式授課，原因主要是很多大學(xué)物理課授課是統(tǒng)一要求的，特別是還有教學(xué)督導(dǎo)組的監(jiān)督，因此如何在上述框架內(nèi)仍然能夠有效的調(diào)動(dòng)學(xué)生熱愛大學(xué)物理是一個(gè)難題。本文作者曾于2016.3-2017.3期間受國(guó)家公派資助在美國(guó)愛荷華州立大學(xué)（Iowa State University，ISU， https：//www.iastate.edu/）從事了一年的訪問研究，該校是一所以工科見長(zhǎng)的地方高校，2017 US NEWS世界大學(xué)排名177，筆者親眼目睹了該校的基礎(chǔ)課的授課過程，期間也認(rèn)真聆聽了本科生的基礎(chǔ)課，據(jù)說物理課是學(xué)校很重視的一門課，學(xué)生也早已意識(shí)到物理課是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。ZJUT和ISU均是工科為主的地方高校，ZJUT在國(guó)內(nèi)高校排名為100名左右，因此兩者具有一定的可比性。本文將從幾個(gè)方面對(duì)照分析中美兩國(guó)高校的教學(xué)情況并提出培養(yǎng)并提高學(xué)習(xí)物理學(xué)積極性的一些舉措。

2 教學(xué)內(nèi)容的具體比較

2.1 學(xué)分的設(shè)置

適當(dāng)提高大學(xué)物理在課程設(shè)置中的的學(xué)時(shí)和學(xué)分，只有這樣才能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這并不是一門可有可無的課。目前ZJUT普遍的趨勢(shì)是減少公共大學(xué)物理課的學(xué)時(shí)，增加專業(yè)課的學(xué)時(shí)，這樣的安排對(duì)于學(xué)生的就業(yè)是有立竿見影的效果的。比如ZJUT的物理學(xué)系，為本科生開設(shè)了光學(xué)，激光物理，光學(xué)設(shè)計(jì)，物理光學(xué)和應(yīng)用光學(xué)等多個(gè)專業(yè)課程。在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，大學(xué)物理課往往要學(xué)習(xí)兩年，而在我們國(guó)家很少有這樣的學(xué)校，大多學(xué)校只學(xué)習(xí)一年，并且實(shí)行了分類培養(yǎng)，即不同的本科專業(yè)學(xué)習(xí)大學(xué)物理以及實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)時(shí)均不同。但是仍然面臨著共同的問題就是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課的認(rèn)識(shí)不夠，興趣不高等共同的問題。

適度的增加研究生助教的學(xué)時(shí)量，將會(huì)有效的降低任課教師的教學(xué)時(shí)數(shù)，目前ZJUT在研究生助教方面還處于探索階段，畢竟該校博士研究生太少，僅有少量的碩士研究生承擔(dān)部分助教工作。ISU的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課均是由低年級(jí)的博士生授課。ISU由于沒有體育課和外語等課程，所以學(xué)生的時(shí)間就充裕了很多。助教可以增加與學(xué)生接觸的機(jī)會(huì)，因而可以引導(dǎo)學(xué)生樹立考研等進(jìn)一步深造的規(guī)劃。

2.2 考查方式的異同

ZJUT的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程最后統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)的時(shí)候包含三部分，分別是平時(shí)訓(xùn)練分，操作考試分，理論筆試分，每項(xiàng)約占總分的三分之一。而ISU則只有平時(shí)分，因此授課教師更能根據(jù)學(xué)生對(duì)不同類型的實(shí)驗(yàn)的掌握程度綜合的評(píng)價(jià)其總分。ISU大多是低年級(jí)的博士生講授大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課，ZJUT則由資歷較淺的教師完成。ISU的課程管理上十分細(xì)致，體現(xiàn)了服務(wù)的本色。ZJUT的很多工作則需要由任課教師去完成，管理人員則體現(xiàn)了官本位的角色。ZJUT的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)管理的人員較多，而ISU則較少，ZJUT管理人員則負(fù)責(zé)統(tǒng)一開門，統(tǒng)一關(guān)門，ISU則沒有這樣的現(xiàn)象，任課教師的主動(dòng)權(quán)更多一些。ISU的授課側(cè)重在實(shí)驗(yàn)測(cè)量過程中理解物理，享受物理，加深對(duì)物理的認(rèn)識(shí)，是學(xué)習(xí)物理的過程，ZJUT則傾向于應(yīng)試教育，為了考試拿到學(xué)分而學(xué)習(xí)物理，反映了不同的教育理念。ISU希望學(xué)生再現(xiàn)物理學(xué)家科學(xué)研究活動(dòng)的過程，重溫物理學(xué)家科學(xué)思想的精髓，科學(xué)測(cè)量的精湛和巧妙，情感投入較多則令學(xué)生帶著崇敬的心情學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)。ZJUT的學(xué)生課堂比較放松，很多學(xué)生則開小差玩手機(jī)游戲等，這也與學(xué)生的層次參差不齊有關(guān)。盡管ZJUT每堂課結(jié)束后教師要簽字確認(rèn)所測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是抄襲其他同學(xué)數(shù)據(jù)的現(xiàn)象仍然不可避免。

2.3 授課教師的業(yè)務(wù)水平

接下來結(jié)合筆者的所見所聞?wù)勔幌麓髮W(xué)物理理論課的授課狀況。西方發(fā)達(dá)國(guó)家的教師授課制度有很多值得借鑒的地方，即不管是什么級(jí)別的教授均要給本科生授課，而剛剛走上工作崗位的博士則鮮有機(jī)會(huì)站在講臺(tái)授課，這一點(diǎn)在ISU體現(xiàn)的尤為明顯，ISU物理系有位杰出教授Kai-Ming Ho （https：//www.ameslab.gov/users/kmh，筆者在其課題組內(nèi)學(xué)習(xí)一年），他發(fā)表的學(xué)術(shù)論文已被引用幾萬次，但是仍然要給本科生講大學(xué)物理課，不能由課題組內(nèi)的年輕教師代替上課。ZJUT資歷深的教授往往不上大學(xué)物理課。ZJUT的教授們認(rèn)為上本科生的基礎(chǔ)課是能力低的表現(xiàn)，要上研究生的課。ISU的教師在授課之余因并無行政資源可以獲取，即使是系領(lǐng)導(dǎo)也無實(shí)權(quán)決定很多大事，只好安心從事學(xué)術(shù)研究，提升自己的學(xué)術(shù)水平并獲得科研經(jīng)費(fèi)的資助，進(jìn)而可以招收到研究生和博士后。

ZJUT的大學(xué)物理課嘗試通過布置科研論文的形式來計(jì)算學(xué)生的平時(shí)分?jǐn)?shù)，這顯然是不切實(shí)際的。ISU的本科生若對(duì)某位教授的科研方向感興趣就可以進(jìn)入其課題組深入學(xué)習(xí)，因而本科階段有機(jī)會(huì)深入學(xué)習(xí)科研的基本技能和方法，ZJUT這種現(xiàn)象很少。ZJUT組建了實(shí)驗(yàn)班，即集合全校優(yōu)質(zhì)生源組建了一個(gè)非實(shí)體的健行學(xué)院，人數(shù)較少，講授大學(xué)物理使用英語課件，由于超出了部分學(xué)生的能力范圍，所以很多學(xué)生不得已中途轉(zhuǎn)班。個(gè)別學(xué)院如計(jì)算機(jī)學(xué)院也推出了實(shí)驗(yàn)班，但是學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課仍然和其他的學(xué)生一起完成，并沒有特別的地方。

ZJUT的很多辦學(xué)思路都是向浙江大學(xué)看齊，我校督導(dǎo)組教師始終認(rèn)為基礎(chǔ)課是可以和浙江大學(xué)比較的，專業(yè)課無法比較。筆者近些年的體會(huì)發(fā)現(xiàn)部分督導(dǎo)組成員仍然有失職失責(zé)的現(xiàn)象。ISU沒有實(shí)驗(yàn)班，體現(xiàn)了公平公正，辦學(xué)思路采用通用的方法，不拘泥于學(xué)習(xí)某一所著名高校的辦學(xué)思路。

筆者在ISU時(shí)則發(fā)現(xiàn)該校教師比較側(cè)重個(gè)性化教學(xué)，崇尚理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)，對(duì)于教師的授課方法別人無權(quán)干涉。通過ISU和 ZJUT授課教師的比較發(fā)現(xiàn)ZJUT需要提高教授從事大學(xué)物理和實(shí)驗(yàn)課的比例，ZJUT需要加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的溝通和互動(dòng)。ZJUT需要改進(jìn)督導(dǎo)組的業(yè)務(wù)水平和工作態(tài)度。ZJUT應(yīng)設(shè)法提高教師授課的激情和熱情，而不是機(jī)械式和呆板的授課模式，缺少人文氣息以及輕松愉悅的氛圍。教授是高等學(xué)校教育事業(yè)的核心，也是最有能力做好基礎(chǔ)課教學(xué)任務(wù)的群體，應(yīng)在政策上約束其承擔(dān)一定的基礎(chǔ)課教學(xué)任務(wù)。ZJUT已經(jīng)加大了對(duì)青年教師的教學(xué)培訓(xùn)和科研導(dǎo)師制的支持，開辟了青年教師導(dǎo)師制這一師徒結(jié)對(duì)的形式進(jìn)行傳幫帶的活動(dòng)，初衷尚可，但是效果如何還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。

筆者在聽I(yíng)SU的物理課時(shí)發(fā)現(xiàn)幾乎沒有學(xué)生課堂低頭看手機(jī)，而是集中精力聽課，ZJUT的學(xué)生低頭長(zhǎng)時(shí)間看手機(jī)的學(xué)生相對(duì)較多。ZJUT的大學(xué)物理課則很少與學(xué)生互動(dòng)，原因之一是課時(shí)少，內(nèi)容多。而快速的講解一遍，學(xué)生則聽不懂，學(xué)期末學(xué)生對(duì)教師的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)則很低。對(duì)于國(guó)外較為流行的課堂即時(shí)應(yīng)答系統(tǒng)（Personal Response System）等側(cè)重過程評(píng)價(jià)的技術(shù)在地方院校由于種種原因暫時(shí)尚無能力實(shí)施。

2.4 人文情懷教育的重要性

想盡一切辦法提升物理科學(xué)的魅力和物理學(xué)家的科學(xué)貢獻(xiàn)，讓學(xué)生始終徜徉在科學(xué)的海洋中，也不失為一個(gè)有效的輔助手段。營(yíng)造校園以及教室科學(xué)文化氛圍，創(chuàng)設(shè)物理文化情境，大力宣傳物理科學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)科學(xué)家的崇拜，這些均十分有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣。目前雖然網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)普及了，但是ISU校園內(nèi)路燈的桿子上始終張貼著上一年工作完成出色的教師的簡(jiǎn)介以及所取得的科研成果的描述。ISU校園內(nèi)張貼了很多學(xué)校的輝煌歷史的簡(jiǎn)介，如該校物理系大門口豎立著一個(gè)牌子，寫的是該系研制成功第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，還有第一臺(tái)打印機(jī)，如由ISU負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)的美國(guó)能源部的Ames實(shí)驗(yàn)室（https：//www.ameslab.gov/）就座落在該校園內(nèi)，其中Ames實(shí)驗(yàn)室的5棟大樓均是由為該實(shí)驗(yàn)室做出突出貢獻(xiàn)的物理學(xué)家的名字命名的（如Zaffarano Hall，Wilhem Hall），而且該實(shí)驗(yàn)室在二戰(zhàn)時(shí)期參與了“曼哈頓計(jì)劃”，為美國(guó)的原子彈研制提供了濃縮的鈾，為二戰(zhàn)的勝利做出了重要貢獻(xiàn)。ZJUT目前的“子良樓”則是由實(shí)業(yè)家張子良先生捐資建成，“邵逸夫科學(xué)館”也是由實(shí)業(yè)家捐款建成。ISU的圖書館則是由實(shí)業(yè)家捐資建成。ZJUT尚無使用科學(xué)家的名字命名的教學(xué)大樓。

ISU校園的西北角有一片墓地，是紀(jì)念為該校做出杰出貢獻(xiàn)的教師而設(shè)立的，此舉極大的提升了教師的歸屬感，也將教師的靈魂永遠(yuǎn)的留在了學(xué)校中。ISU物理系大樓內(nèi)部陳列著很多教師自己研制的教學(xué)儀器，編纂的物理教材，每一位教師的照片。為了驗(yàn)證這種現(xiàn)象是否為普遍的行為，筆者仔細(xì)查看了化學(xué)系大樓，材料學(xué)系大樓，機(jī)械學(xué)系大樓等校園內(nèi)部多棟大樓，發(fā)現(xiàn)其中化學(xué)系大樓內(nèi)部的裝飾更加讓人感覺如同置身于科學(xué)史的殿堂中，如化學(xué)系教師自己研制的很多玻璃儀器均放在走廊內(nèi)，教師們所獲得的各種科學(xué)獎(jiǎng)?wù)乱约敖處焸兪状魏铣傻幕瘜W(xué)物質(zhì)等均放在小盒子內(nèi)一一陳列，該樓的名字為Gilman Hall，就是為了紀(jì)念化學(xué)家Henry Gilman而命名的。近些年ZJUT也在校園物理文化建設(shè)方面取得了較大的進(jìn)步，如受聘我校的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者Wilczek教授每年10月都會(huì)來我校開展為期一周的專題講座[1]，Wilczek教授的講座總是座無虛席，這表明學(xué)生在內(nèi)心深處還是渴望得到大師的教誨的。ZJUT兼職教授黃大年心有大我，至誠(chéng)報(bào)國(guó)的胸懷，催人奮進(jìn)，令人感動(dòng)。

物理學(xué)有直接可以體驗(yàn)到和想象到的美，如霓與虹以及隱藏在其后的簡(jiǎn)練的物理規(guī)律，這些美麗的自然現(xiàn)象深刻的折射出物理學(xué)的美，正如英國(guó)著名詩人布雷克（William. Blake， 1757-1827）的幾句富含極高物理境界的詩句一樣，

To see a world in a grain of sand，

And a heaven in a wild flower，

Hold infinity in the palm of your hand，

And eternity in an hour.

從這些美妙的自然現(xiàn)象中我們可以看出大學(xué)物理教學(xué)絕非只是為了專業(yè)課服務(wù)，而是培養(yǎng)一個(gè)人科學(xué)文化情懷的不可替代的課。由于ZJUT實(shí)行統(tǒng)一教學(xué)的模式來管理所有的教學(xué)班級(jí)，因此教師在授課時(shí)很少有時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的人文精神，況且教學(xué)督導(dǎo)組經(jīng)常來監(jiān)督，并且他們有直接向校長(zhǎng)匯報(bào)課堂教學(xué)效果的權(quán)利，因此教師們普遍按部就班的教學(xué)。ISU的大學(xué)物理課堂側(cè)重問題啟發(fā)式和討論等形式授課，因此有較多的機(jī)會(huì)向?qū)W生講解物理學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史，由于授課的教師普遍都是各自研究領(lǐng)域內(nèi)有較高造詣的學(xué)者，因此教學(xué)能力是過硬的。本人在ISU旁聽大學(xué)物理課期間詢問過幾個(gè)本科生是否聽說過吳健雄這個(gè)實(shí)驗(yàn)物理科學(xué)家的名字，他們當(dāng)中至少有相當(dāng)一部分學(xué)生聽說過，這顯然與他們的授課方式以及學(xué)生們經(jīng)常閱讀物理學(xué)書籍有很大的關(guān)系。ZJUT的學(xué)生將更多的精力投入在做題等與考試直接相關(guān)的事情上，這顯然是與學(xué)校的教學(xué)規(guī)劃有關(guān)，而ISU的學(xué)生則將接受高等教育看作人生經(jīng)歷的一個(gè)必然階段。

諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授給清華大學(xué)的本科生上基礎(chǔ)課的行為本身就說明了這是一門重要的課。楊振寧教授非常精辟的總結(jié)了國(guó)立西南聯(lián)合大學(xué)取得成功的主要原因[2]。國(guó)外普遍認(rèn)為大學(xué)物理基礎(chǔ)課比專業(yè)課難講，因而需要由閱歷豐富的教師主講，而國(guó)內(nèi)則恰恰相反。

ISU則對(duì)從事基礎(chǔ)課教學(xué)任務(wù)的教師從事定期的學(xué)術(shù)休假制度，而ZJUT等國(guó)內(nèi)高校只有教授才能享受這樣的制度。ISU側(cè)重教師的教學(xué)水平，重過程，而ZJUT則嚴(yán)格考評(píng)教學(xué)工作量，重結(jié)果。營(yíng)造崇尚學(xué)術(shù)的育人環(huán)境是需要身體力行而不是只在墻上掛上該教授的照片和若干句名人名言。四川大學(xué)芶清泉教授[3]在其80多歲高齡時(shí)仍然堅(jiān)持協(xié)助指導(dǎo)研究生，在其95歲臨終時(shí)（1917-2011）仍然交代其未完成的學(xué)術(shù)論文，由此可見其熱愛科學(xué)的崇高精神多么值得我們敬佩，這樣的學(xué)術(shù)大師對(duì)學(xué)生科學(xué)品質(zhì)的的影響是深遠(yuǎn)的，對(duì)提高學(xué)生熱愛物理的熱情是終生的，筆者第一次聆聽芶清泉的報(bào)告時(shí)心情異常激動(dòng)，這就是偉大科學(xué)家的人格魅力。晚年才獲得諾貝爾獎(jiǎng)的波恩是培養(yǎng)學(xué)生中獲得諾貝爾獎(jiǎng)最多的導(dǎo)師，波恩形成了一個(gè)學(xué)派與波恩嚴(yán)謹(jǐn)樸實(shí)以及無私的人格不無關(guān)系，也與其獨(dú)特的授課方式（“seminar”的形式[4-5]）有關(guān)。

2.5 科學(xué)原理的獨(dú)特魅力

傳授物理學(xué)基本原理的過程必然離不開其形成和建立的科學(xué)背景和社會(huì)發(fā)展?fàn)顟B(tài)，因此講解物理學(xué)基本原理必然離不開物理學(xué)史的再現(xiàn)以及這些物理學(xué)家的思維模式和人文素養(yǎng)等方面的文化屬性。ISU的教學(xué)活動(dòng)通常會(huì)融匯貫通一些歷史事件，其實(shí)也在無形中將物理學(xué)的文化屬性和哲學(xué)特性一并傳授給了學(xué)生。而ZJUT則很少提及這方面的背景知識(shí)，主要是授課教師本身可能也不知道這些史實(shí)資料，另外就算知道可能也無法體會(huì)出其特有的價(jià)值以及內(nèi)涵，尤其是物理學(xué)美的一面。ISU則是側(cè)重基于問題啟發(fā)式的教學(xué)，具有引導(dǎo)學(xué)生一步一步深入學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，并且每前進(jìn)一步總是把科學(xué)背景講述的很清楚，仿佛有身臨其境的感覺。美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼的物理學(xué)講義很受歡迎，原因就是該教材對(duì)物理學(xué)概念的講解是通過很多比喻、類比、聯(lián)想等方式展開的，看起來是很不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕滩?，但卻使得學(xué)習(xí)者在理解物理概念時(shí)變的輕松容易了很多。筆者在ZJUT授課多年對(duì)這種教學(xué)方法深有體會(huì)，如熱力學(xué)中有一個(gè)物理概念“熵”，將其比喻為“混亂度”就容易理解的多，一下子就徹底明白了其物理內(nèi)涵。為了使得學(xué)生徹底明白entropy為什么就翻譯成熵，需要具體講解說明這是由我國(guó)著名物理學(xué)家胡剛復(fù)教授翻譯過來的，因?yàn)镾=Q/T即熱量和絕對(duì)溫度的商是德國(guó)科學(xué)家克勞修斯提出的并命名為entropy的一個(gè)概念，而考慮這是與溫度和熱量有關(guān)的物理名詞，即在商前加上一個(gè)火字就形成了熵[6]。entropy本是克勞修斯用定義為“轉(zhuǎn)換”的希臘語“τροπη”為S命名，在其德文中同音字為entropie，對(duì)應(yīng)的英文為entropy。這些講解對(duì)剛接觸大學(xué)物理的學(xué)生來說至關(guān)重要，因?yàn)楹?jiǎn)答的講解就揭開了物理學(xué)神秘的面紗，就讓學(xué)生徹底明白我們接下來要研究的是能量轉(zhuǎn)換方面的問題，使得學(xué)生抓住了問題的主線和實(shí)質(zhì)。由此可見純粹的教學(xué)不搞科研是很難教好學(xué)生的，而ZJUT目前成立了專職大學(xué)物理教學(xué)團(tuán)隊(duì)，專門從事基礎(chǔ)課教學(xué)任務(wù)。ISU則沒有成立專門的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

2.6 物理科學(xué)精神的傳播對(duì)學(xué)生信念的影響

通過闡述物理學(xué)家多年如一日的刻苦勞動(dòng)，側(cè)重向?qū)W生說明任何科學(xué)理論的發(fā)現(xiàn)和建立都是經(jīng)過了漫長(zhǎng)的過程。水銀液體上做否定以太的實(shí)驗(yàn)科學(xué)家堅(jiān)持了幾十年甚至一輩子，愛因斯坦建立相對(duì)論和量子力學(xué)的統(tǒng)一花費(fèi)他整個(gè)后半生，但還是失敗了，居里夫人從幾十噸礦石中提取出1克鐳，開普勒的導(dǎo)師幾十年如一日的觀測(cè)星體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，日心說和地心說的確定，等等。陳述科學(xué)家發(fā)現(xiàn)科學(xué)原理的過程，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)歷史和科學(xué)文化的知識(shí)，揭示科學(xué)原理的科學(xué)背景，洞悉科學(xué)家的思維過程，闡明科學(xué)原理的發(fā)展脈絡(luò)，為從宏觀上和整體上把握所要教授的科學(xué)知識(shí)做好鋪墊，也可以培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞的精神。物理學(xué)史是由物理學(xué)家的科學(xué)活動(dòng)構(gòu)成的，通過講述物理學(xué)家對(duì)真理和科學(xué)的孜孜不倦的追求，側(cè)重說明知識(shí)發(fā)現(xiàn)的過程，科學(xué)原理的內(nèi)在規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。ISU將科學(xué)家的科研成果以實(shí)物的形式展現(xiàn)出來，是最有說服力的表現(xiàn)形式，ZJUT教學(xué)樓走廊內(nèi)尚無這方面的展示。

2.7 教學(xué)環(huán)節(jié)的互動(dòng)

ISU的大學(xué)物理課堂雖然采用了很多現(xiàn)代的教學(xué)方法，例如實(shí)時(shí)應(yīng)答系統(tǒng)，小組討論回答問題的辦法，這樣的話無形之中就擠占了很多教學(xué)時(shí)間，因此教師在授課過程中特別注意教學(xué)過程的取舍，即有的簡(jiǎn)單的公式推導(dǎo)則要求學(xué)生課后獨(dú)立完成，課堂上則直接給出結(jié)果，而有些復(fù)雜的公式則詳細(xì)的演示推導(dǎo)過程，并不斷的講解其中的思想和意義，由于大學(xué)物理課公式推導(dǎo)相對(duì)較少，因此課堂節(jié)奏很容易把握。ZJUT的大學(xué)物理課由于課時(shí)相對(duì)較少，加之授課內(nèi)容較多，主要采用學(xué)生非常歡迎的PowerPoint的形式授課。ZJUT雖然平時(shí)分在總分的權(quán)重上提升到了50%以上，但是由于考試更能體現(xiàn)公平公正，再加上要求統(tǒng)一教材，統(tǒng)一考試等原因，所以平時(shí)分較高權(quán)重比例的優(yōu)勢(shì)尚未完全發(fā)揮出來。ISU的考試則沒有那么嚴(yán)格，往往是任課教師自己出題考試，在結(jié)合學(xué)生的作業(yè)的完成情況，綜合評(píng)定學(xué)生的成績(jī)。

2.8 服務(wù)機(jī)構(gòu)的理念

ISU服務(wù)的理念細(xì)致入微，行政人員通過郵件、手機(jī)短信等一些手段及時(shí)的將教學(xué)和生活信息通知到每位學(xué)生，教學(xué)樓走廊里免費(fèi)提供電腦和打印機(jī)等學(xué)習(xí)必需品。ZJUT則更多注重教學(xué)規(guī)范，注重的是本科教學(xué)，思想教育的工作則由輔導(dǎo)員完成。美國(guó)哈弗大學(xué)的校長(zhǎng)Derek Bok對(duì)這方面有極其詳盡的闡述[7]。

在ISU后期管理人員也盡最大努力為師生做好保障工作。如冬天下雪季節(jié)校園內(nèi)所有人行道上均撒滿了細(xì)沙子，防止行人滑倒，清雪車更是第一時(shí)間將學(xué)校內(nèi)部所有街道清理的非常干凈，為騎自行車的學(xué)生提供便利，晚間校園內(nèi)每一棟樓都有保安排查是否有安全隱患，校園內(nèi)部所有車輛在遇到過街人行斑馬線的時(shí)候無論是否有行人通過都要停車至三秒，仔細(xì)查看確保安全后再通過。筆者經(jīng)常開學(xué)初第一節(jié)課下課后就給ZJUT的管理人員反映需要調(diào)節(jié)投影機(jī)的分辨率，更換話筒，更新電腦軟件，幾乎均是一個(gè)學(xué)期也無人來修理，有一次督導(dǎo)組的教師聽完課以后問我：“你怎么連積分符號(hào)都寫反了，太粗糙的課件了”，實(shí)際上筆者每次上課之前的頭一天晚上都是再仔細(xì)的查看一遍課件，由于版本不兼容才導(dǎo)致出現(xiàn)了這樣的問題，類似的現(xiàn)象比比皆是。

2.9 外部環(huán)境的影響

ISU在職稱晉升時(shí)特別強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)課的授課情況，而ZJUT從2012年開辟的教學(xué)為主型、教學(xué)科研并重型和科研為主型的教授/副教授的晉升通道，前兩者也考核教學(xué)完成情況，強(qiáng)調(diào)的是數(shù)量，ISU則重質(zhì)重量。孤立教學(xué)與科研同樣是不可取的。

ZJUT通過有限的物質(zhì)獎(jiǎng)勵(lì)無法調(diào)動(dòng)教授從事基礎(chǔ)課授課的積極性。美國(guó)高校早期對(duì)待本科生教育的狀況和我們國(guó)家現(xiàn)在的部分高校極其類似，然而由于受到社會(huì)納稅人以及政府的指責(zé)和施壓，美國(guó)的學(xué)校才將本科教育作為高校的靈魂工作，一切工作都是為了更好的完成本科教育。ISU的教學(xué)與科研的關(guān)系已經(jīng)處理的很好。在我國(guó)高等教育大眾化的時(shí)代，基礎(chǔ)課的教學(xué)更加顯得重要，需要由經(jīng)驗(yàn)更加豐富的正教授擔(dān)任。

ISU等美國(guó)高校教師之間的收入差距很小，因此外在的因素對(duì)教師的影響很小，教師將教學(xué)視作一種樂趣。美國(guó)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的教師同時(shí)從事教學(xué)與科研工作。ZJUT在2016年首次推出教書育人貢獻(xiàn)獎(jiǎng)和優(yōu)課優(yōu)酬獎(jiǎng)等。浙江大學(xué)也推出了類似的獎(jiǎng)項(xiàng)，獲獎(jiǎng)的是實(shí)實(shí)在在的有名望的教學(xué)名師。ISU等國(guó)外高校的評(píng)獎(jiǎng)多是第三方機(jī)構(gòu)評(píng)選，并且ISU很少有各種名目的評(píng)比，而ZJUT均是層層推薦，領(lǐng)導(dǎo)簽字確認(rèn)。ZJUT部分教師普遍存在這樣的心態(tài)，即搞科研是給自己搞的，搞教學(xué)是給別人搞的。清華大學(xué)物理系要求最優(yōu)秀的教授必須給本科生上基礎(chǔ)課作為一項(xiàng)綱領(lǐng)性的文件在系內(nèi)早已明確下來[8]。

小結(jié)：本文從多個(gè)方面系統(tǒng)的總結(jié)比較了浙江工業(yè)大學(xué)和美國(guó)Iowa State University兩所地方工科院校的大學(xué)物理課和物理實(shí)驗(yàn)課的基本情況，初步探討了教學(xué)方法，教育特征，教師的授課情況，對(duì)于了解和研究中美兩國(guó)本科基礎(chǔ)教育提供了有價(jià)值的參考，為改進(jìn)和完善現(xiàn)存的問題提出了基本的設(shè)想。

【參考文獻(xiàn)】

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[5]厚宇德，邢鴻飛.《對(duì)波恩及其學(xué)派的系列研究》連載？[J]，大學(xué)物理，2016，7：60-66.

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[7]德雷克·博克.回歸大學(xué)之道[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，2008：96.

[8]朱邦芬.回歸后楊振寧先生所做的五項(xiàng)貢獻(xiàn)[J].物理，2017，46（9）：573-581.