第3 段家忯等:美国高校物理实验教学和管理情况考察报 1.2物理实验教学内容 只须拨动几个开关的集成式教学仪器却未见到 针对一、二年级学生的实验内容,这6所大学大1.4物理实验成绩评定 致是相同的.实验项目比国内综合性(含师范)大学 这6所大学的物理实验课均不进行考试,而是 的普通物理实验要少.哈佛大学将这部分实验中的根据学生实验操作、课堂讨论、实验报告以及口头报 些实验项目,作为学生的家庭作业,带回家去完告等诸方面的情况,由助教综合评定学生实验成绩 成他们发给学生一个实验箱,里面装有各类工具及个助教指导约20名学生,每周都要组织学生讨 一些简单实验部件,如万用电表、电阻、电感、电容、论,他们非常了解学生的学习情况,对学生能力的评 米尺、激光笔等,还有一张附有实验指导资料的CD价,要比一次考试更准确 盘学生可在家中完成一些简单实验针对三四年1.5物理实验教材 级学生的实验内容,每个学校各有特色,这与学校的 这6所大学都没有正式出版的实验教材.一、二 科研方向密切相关这部分的实验内容比国内高校年级学生实验课用的教材都是自编的实验讲义,讲 的近代物理实验内容要深,有很多反映学科前沿的义中有比较详细的实验仪器及计算机软件的使用说 实验 明对于三、四年级学生的实验课,实验室中备有较 1.3物理实验教学模式 齐全的参考文献和资料,学生做实验时可以随时查 在物理实验课教学模式和安排上,这6所大学找自己需要的资料所有的学生都可以很方便地在 各有特点他们专门给学生安排了“讨论”的时间,讨实验室的网页上查到自己所需的实验指导材料 论在同学之间或学生与教师之间进行,讨论贯穿在1.6教学人员岗位设置 他们的整个教学过程中对于每一个实验,他们都是 在这6所大学中,教师和技术人员岗位的设置 遵循先讨论,再实验,再讨论的步骤.实验课教学中是按课程和学生人数来确定的一位教授带6~7名 不要求学生必须一人一套实验仪器,一般是两个学研究生助教,研究生助教每学期选聘一次,一名助教 生共同做实验.一、二年级学生的实验一般比较简辅导16~20个学生加州大学伯克利分校还允许教 单,每个实验学时数约为2~3学时,对实验报告要授聘请高年级学生做“ Reader”,负责按教授提供的 求也比较简单,主要是实验数据和结果针对三、四蓝本,批阅学生的作业或实验报告.教授负责课堂教 年级学生所开的实验一般比较复杂,其中有些实验学实验教学和指导助教助教负责组织学生讨论、 题目与国内高校相同,但实验做得很深入,带有研究辅导学生实验和批阅学生的作业或实验报告.这样 性质,完成这些实验必须经过讨论,完成实验所需的的岗位配置能够保证以讨论交流为教学主体的教学 时间也很长,有的需要十几个小时.如麻省理工学院方式得以进行 的高级实验课程中的实验项目,一个实验学生要做1.7技术人员岗位设置 2~3周,每周6小时对于这些较复杂的实验,实验 对低年级和高年级学生的实验室,一般各配备 报告要求也很严格.斯坦福大学三年级学生做的光2个全职的实验技术人员.实验技术人员由学校选 学实验,要求学生按发表论文的格式写实验报告.斯聘,学校对他们的岗位定位很明确,他们做的是真正 坦福大学哈佛大学对三、四年级学生设有“ Project”高技术的工作.选聘到高水平的实验技术人员不是 实验课程这些“ Project”实验课程要求学生自己选件容易的事,一旦聘定就相对稳定.实验技术人员 定研究项目,设计实验方案,与助教讨论后确定方有很好的理论基础和丰富的实践经验,他们负责按 案.实验方案确定后,在学校里设置的各种小车间,教授的要求准备实验,设计配置新实验项目和实验 如 Machine Shop、 lectronic Shop、 lass Shop等的协室的管理实验仪器维修和实验装置的设计加工由 助下制作实验装置或电子线路等,然后进行实验测技术人员和学校里设置的各种小车间共同完成 试.实验完成后,除了按要求写出实验报告外,还要1.8几个明显特点 求学生作口头报告.教师在实验教学中注重要求学 根据对这6所大学的考察了解,我们认为他们 生对物理原理、方法和过程的认识,我们所见到的大的物理实验教学和管理有以下几个明显的特点 多数实验项目使用的实验仪器、实验技术和原理是 1)重视在课堂讲授中的演示实验教学,演示实 透明的,学生在实际操作过程中能够很直观地理解验内容由教授指定,实验技术人员负责实现. 仪器的工作原理尽管这些学校在教学实验中已大 2)对低年级学生,提倡实验的趣味性,将深奥 量使用计算机采集处理数据,但是像“黑匣子”那样的物理原理寓于趣味之中,学生学得很轻松 2 61995-2006 Tsinghua Tong/ang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.1. 2 物理实验教学内容 针对一、二年级学生的实验内容 ,这 6 所大学大 致是相同的. 实验项目比国内综合性 (含师范) 大学 的普通物理实验要少. 哈佛大学将这部分实验中的 一些实验项目 ,作为学生的家庭作业 , 带回家去完 成. 他们发给学生一个实验箱 ,里面装有各类工具及 一些简单实验部件 ,如万用电表、电阻、电感、电容、 米尺、激光笔等 ,还有一张附有实验指导资料的 CD 盘 ,学生可在家中完成一些简单实验. 针对三、四年 级学生的实验内容 ,每个学校各有特色 ,这与学校的 科研方向密切相关. 这部分的实验内容比国内高校 的近代物理实验内容要深 ,有很多反映学科前沿的 实验. 1. 3 物理实验教学模式 在物理实验课教学模式和安排上 ,这 6 所大学 各有特点. 他们专门给学生安排了“讨论”的时间 ,讨 论在同学之间或学生与教师之间进行 ,讨论贯穿在 他们的整个教学过程中. 对于每一个实验 ,他们都是 遵循先讨论 ,再实验 ,再讨论的步骤. 实验课教学中 不要求学生必须一人一套实验仪器 ,一般是两个学 生共同做实验. 一、二年级学生的实验一般比较简 单 ,每个实验学时数约为 2～3 学时 ,对实验报告要 求也比较简单 ,主要是实验数据和结果. 针对三、四 年级学生所开的实验一般比较复杂 ,其中有些实验 题目与国内高校相同 ,但实验做得很深入 ,带有研究 性质 ,完成这些实验必须经过讨论 ,完成实验所需的 时间也很长 ,有的需要十几个小时. 如麻省理工学院 的高级实验课程中的实验项目 ,一个实验学生要做 2～3 周 ,每周 6 小时. 对于这些较复杂的实验 ,实验 报告要求也很严格. 斯坦福大学三年级学生做的光 学实验 ,要求学生按发表论文的格式写实验报告. 斯 坦福大学、哈佛大学对三、四年级学生设有“Project” 实验课程. 这些“Project”实验课程要求学生自己选 定研究项目 ,设计实验方案 , 与助教讨论后确定方 案. 实验方案确定后 ,在学校里设置的各种小车间 , 如 Machine Shop 、Electronic Shop 、Glass Shop 等的协 助下制作实验装置或电子线路等 ,然后进行实验测 试. 实验完成后 ,除了按要求写出实验报告外 ,还要 求学生作口头报告. 教师在实验教学中注重要求学 生对物理原理、方法和过程的认识 ,我们所见到的大 多数实验项目使用的实验仪器、实验技术和原理是 透明的 ,学生在实际操作过程中能够很直观地理解 仪器的工作原理. 尽管这些学校在教学实验中已大 量使用计算机采集处理数据 ,但是像“黑匣子”那样 只须拨动几个开关的集成式教学仪器却未见到. 1. 4 物理实验成绩评定 这 6 所大学的物理实验课均不进行考试 ,而是 根据学生实验操作、课堂讨论、实验报告以及口头报 告等诸方面的情况 ,由助教综合评定学生实验成绩. 一个助教指导约 20 名学生 , 每周都要组织学生讨 论 ,他们非常了解学生的学习情况 ,对学生能力的评 价 ,要比一次考试更准确. 1. 5 物理实验教材 这 6 所大学都没有正式出版的实验教材. 一、二 年级学生实验课用的教材都是自编的实验讲义 ,讲 义中有比较详细的实验仪器及计算机软件的使用说 明. 对于三、四年级学生的实验课 ,实验室中备有较 齐全的参考文献和资料 ,学生做实验时可以随时查 找自己需要的资料. 所有的学生都可以很方便地在 实验室的网页上查到自己所需的实验指导材料. 1. 6 教学人员岗位设置 在这 6 所大学中 ,教师和技术人员岗位的设置 是按课程和学生人数来确定的. 一位教授带 6～7 名 研究生助教 ,研究生助教每学期选聘一次 ,一名助教 辅导 16～20 个学生. 加州大学伯克利分校还允许教 授聘请高年级学生做“Reader”,负责按教授提供的 蓝本 ,批阅学生的作业或实验报告. 教授负责课堂教 学、实验教学和指导助教. 助教负责组织学生讨论、 辅导学生实验和批阅学生的作业或实验报告. 这样 的岗位配置能够保证以讨论交流为教学主体的教学 方式得以进行. 1. 7 技术人员岗位设置 对低年级和高年级学生的实验室 ,一般各配备 2 个全职的实验技术人员. 实验技术人员由学校选 聘 ,学校对他们的岗位定位很明确 ,他们做的是真正 高技术的工作. 选聘到高水平的实验技术人员不是 一件容易的事 ,一旦聘定就相对稳定. 实验技术人员 有很好的理论基础和丰富的实践经验 ,他们负责按 教授的要求准备实验 ,设计配置新实验项目和实验 室的管理. 实验仪器维修和实验装置的设计加工由 技术人员和学校里设置的各种小车间共同完成. 1. 8 几个明显特点 根据对这 6 所大学的考察了解 ,我们认为他们 的物理实验教学和管理有以下几个明显的特点. 1) 重视在课堂讲授中的演示实验教学 ,演示实 验内容由教授指定 ,实验技术人员负责实现. 2) 对低年级学生 ,提倡实验的趣味性 ,将深奥 的物理原理寓于趣味之中 ,学生学得很轻松. 第 3 期 段家 等 :美国高校物理实验教学和管理情况考察报告 43 © 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved