研究型、互动型课程模式改革的探究与实践

研究型、互动型课程模式改革的探究与实践

恽　瑛　张　勇　叶兆宁

（东南大学物理系，江苏南京，210096）

【摘要】　通过“双语物理导论”课程7年11轮的教学实践，提出了对研究型、互动型的课程教学模式改革的教学理念、教材运用、教学方式等新观念，反映出对大学低年级学生培养其自主学习、创新能力的成效，也提出了对大学四年学习的展望观点。

【关键词】　双语物理　研究型　互动型　自主学习　创新能力

【中图分类号】　G422【文献标识码】　A

【文章编号】　1000－0712（2007）06－0051－04

在东南大学校、院、系各级领导的指导与帮助下，在2006年8月13日至18日，由恽瑛教授带领4名05级（当时一年级）学生——李鑫、杜源（吴健雄学院）、胡特、姜坤（软件学院）赴日本东京参加了由国际纯粹物理与应用物理联合会（IUPAP）召开的“ICPE2006国际物理教育大会”（International Conference on Physics Education，2006 Tokyo）。5人的论文都被会议接纳，其中恽瑛、李鑫、胡特作的是口头报告，杜源、姜坤的是张贴报告。物理学界的同行们对他们的评价是：“他们在会议上的精彩发言与会议期间的表现，引起了与会代表的关注，成为本次会议的又一亮点。”说明这次活动是成功的。学生们也深刻地认识到英语的重要性，研究的重要性，认识到他们在一年级第一学期学习“双语物理导论”课程是起作用的；更看到学校外面的世界是那么大、那么丰富多彩；今天的认识只是一个开头，今后的道路还很漫长，自己一定要加倍努力，报效祖国。学生们有这样的成绩与认识，使我们感到欣慰。我们设立这门课程，竭力希望大学一年级学生就能有机会出去见“世面”，这将有助于他们创新能力的培养。这次活动的成功也间接地印证了我们两个“及早”的理念是正确的。下面对我们在认识、探索研究型、互动型课程教学模式的改革中的实践和体会作一介绍。

1．研究型、互动型教学模式在“双语物理导论”课程中的体现

（1）培养人才的国际标准

在大学里，培养什么样的人才，具有怎样的素质，是教育的首要前提。1998年，在“面向21世纪的教育国际研讨会”上提出了衡量高等教育素质培养的7条标准，它们是：

①积极进取，有开拓精神；

②有崇高的道德品质和对人类的责任心；

③在急剧的变化和竞争中有较强的适应能力；

④有宽厚、扎实的基础知识和基本技能；

⑤学会学习，适应科学技术领域的综合化；

⑥有多种个性和特长；

⑦具有与他人协作和进行国际交往的能力。

对基础课程来说，更应注意培养学生④、⑤、⑦条方面的素养；也就是说，应注意培养学生掌握基础学科和与国际接轨的相应学科能力；学生要具有与他人合作进行研究的团队精神，要具有一定的外语能力。

为了实现上述有关的要求，我们在7年内做了以下工作。

（2）创建“双语物理导论”课程

①提出两个“及早”的理念

为了培养学生有较强的基础学科水平、英语能力及自主学习、创新能力的科学素养，我们提出：对大学低年级学生应有两个“及早”（as early as possible），即“及早”培养学生有阅读英文参考资料的能力与兴趣，“及早”培养其有从事研究性工作的能力与兴趣（由“低”到“高”）。为此，在学校领导的支持下，我们采用跨学科集成的方式，创设了“双语物理导论”（Introduction to Bilingual Physics）课程，编写了Bilingual Phys－ics with Multimedia（《大学物理引论》双语多媒体教材）一书，作为这一课程的依托教材。该书已于2005年由东南大学出版社出版。

我们的这些见解与《美国研究性大学的蓝图》一文中的一些论点恰好相吻。该文中提到：“一年级是至关重要的，它标志着青年人在社会和学业上处于转折时期”；“一年级新生教育需要完成两次至关重要的任务：一是必须跨越中学和家庭某些方面的障碍，努力适应研究型大学的学习和生活环境；二是必须激励学生积极主动地接受面对主动学习的现实”。这充分说明大学一年级学生的学习是十分重要的。同时，任何事情都要从一开始就抓紧，抓牢，使学生从进校门起就步入“主动学习”的轨道。这就是我们开设“双语物理导论”课程的缘由。

有了两个“及早”的理念，我们又借鉴美国加州大学洛杉矶分校设立的“跨学科课程串”的思路，将课程定位为：“以基础物理为平台，以多媒体CD－ROM为手段，运用CD－ROM的英文视频、音频，再配以英文物理选读材料（Selected Materials），并在教学要求中促使学生独立地完成有关物理内容的Presentation，发掘低年级学生的潜在能力。”这就是说，链接物理、英语、计算机各学科，在大学一年级第一学期创设此跨学科的课程，以求得学科间的相互渗透、促进，巩固已学的基础知识，这就冲破了研究领域的界线，会把学生带上一个崭新的境界。

我们自2000年创设这一课程，经过7年11轮的教学实践，受到了学生们的好评。他们认为：“把物理、英语、计算机三者结合起来，以学习物理为基础出发点，锻炼了外语能力，提高了计算机的应用水平，是一种很好的教育模式，课程是很有生命力的”（02级）；“‘双语物理导论’的教学对我们来说真是一次全新的体验：新的教材，新的教学方式，新的教学理念。尽管最初用英文上课感觉有些怪异，尽管经常因为听不懂老师讲什么而垂头丧气，但经过一段时间的适应，我们开始感受到这种全新的教学方式给我们的思想、观念带来的巨大影响”（04级）。自2003年起，我校吴健雄学院就把该课程定为2学分32学时的必修课，软件学院亦从2005年开始设立此课程。

②明确课程的目的与特色

一门课程的定位是十分重要的。本课程既有物理又有英语，还要用多媒体来表达，经过7年的实践、探索、再实践，我们认为“双语物理导论”课程的目的和任务是：

a．架设物理、英语的桥梁，培养对英文的听、阅、译、写能力；

b．实现物理、英语、计算机间的沟通、渗透，激励学生自主学习；

c．诱导研究兴趣，培养创新能力。

本课程的特色在于：

a．以“Video”为手段，加强物理概念的理解与英语的听力；用“Selected Materi－als”深化其对物理概念、定律的理解；

b．以矢量、相位、通量等为“关键线”，加强对物理概念、定律的理解与表达；

c．课堂上用“Voting machine”讨论“应答问题”（Selected Question），加强互动，激励学生的思路；

d．在课堂上用5分钟的“Presentation”，激励学生自主学习，提高其表述能力；

e．期末完成一次较大的“Presentation”、多媒体“应答问题”（Selected Questions）及翻译，反映学生的学习成果。

（3）在研究型、互动型课程改革中进行探索

明确课程教学目的是十分重要的，但还要有明确的教学指导思想，有一定的教学手段与教学方法，才能锻炼、提高学生的自主学习能力及创新意识。为了培养一年级学生的创新能力，应使其参与一定的研究性工作，教师应创造“条件”、“环境”帮助其成长，迫使学生学会自己找问题、找资料，逐步能完成一定的工作。在实践中，教材的选用及Video的演示均受到学生的欢迎，而我们采用的“Presentation”方法则更为有效。

为达到研究型、互动型的教学模式，我们的教学目标是：Initiative（自主）、Discus－sion（讨论）、Research（研究）、Cooperation（合作），具体的做法是：

①课堂教学运用“动”、“静”结合的机制，采用师生互动的形式

a．应用教材中Video的动态与Selected Materials的静态相结合，加强学生对英语听力的训练，理解如何用多媒体去说明物理问题，也使学生习惯于用英语去学习物理、思考问题。

b．课堂上注意结合Video等，使学生加强对英语词汇的应用，并适当要求他们用英语阐述物理概念、定律，形成活泼的课堂讨论气氛。

②选用“Selected Questions”作讨论分析，加强师生互动

除了一般的课堂提问、讨论外，课堂上我们还采用有“回味”的“Selected Ques－tion”（如波动部分选用的一道题目），使用Voting Machine，让学生自己先判断，通过统计说明问题之所在，然后师生再共同分析，从正、反两方面进行讨论。这样使得讨论形式生动活泼，有效提高了学生的分析能力。

这种能引起互动的“Selected Questions”的关键是题目要有“味道”，我们正逐步开发、积累，力图形成一套教学资料。

③建立“Presentation”的舞台，让学生自我表现

a．坚持在每次课上，让学生将上一次课的内容，自行组织，作5分钟的“Presenta－tion”，逐步使学生掌握阐述某一专题的方法，具有自主学习、研究的能力。这种做法得到学生的肯定，如04级孙紫徽同学认为：

（a）这是一个自主学习、自行探索的过程；

（b）这也是一个互动教学的过程；

（c）有助于加强自己对物理概念的理解和对知识的深化（他讲的是“光的偏转”）；

（d）给了自己一个向同学演讲的机会。

b．期末以2～3人为一组，在教师的指导下，自己选题，分工合作进行专题研究，旨在培养同学的研究性学习能力和合作精神。在实施过程中，教师需分阶段加以一定的指导和反馈，最终在全班作一次英文的Presentation。05级杜源同学写道：“我认为此课程最大的亮点是最后的论文设计，以3人为一个小组，自行选题，自备材料，自行阐述。在自己实践的过程中，一种研究型、合作型的学习模式就自然而然地建立起来了，我把它形容为：a mode of study—a kind of cooperation and research。”

④其他：如课后的作业从翻译入手，进而要求用英文表述物理问题，逐步提高。

我们这种做法受到了学生们的欢迎，也提高了他们的能力。

2．学生自主学习能力、创新能力的体现

总的理念是要让学生在学习这门课程中感到有所收获，有“成就感”，让他们意识到“我做了一件有价值的事情”，对此，我们先后采用了多种方法。

（1）学生自己总结学习心得，提高他们的认识

吴健雄学院宋寅晨等3位同学（05级），在《鱼与渔——“双语物理导论”课程学习体会》一文中谈到：“回顾一学期的双语物理课，我究竟学了些什么，得到了些什么？是用英语来表述一些物理概念吗？当然，这是每节课必须要做的事，自然是要掌握的。那么，就仅此而已了吗？在我看来，这门课并不只是简单地将物理与英语结合起来，教会我们用英语学习、理解物理知识，而是在培养我们各方面的素质、能力！”

又如，软件学院范周盛、王辰在《关于双语物理学习的心得与体会》一文中写道：“从新奇、畏惧、排斥到接受，这个过程对我们的影响意义深远，正是从这门课开始，我们有了阅读外文书籍的念头和勇气，踏上了认知世界的道路。随着教学的逐渐深入，遇到的困难也越来越多，但有了成功的开始，接下来的路也就好走多了。而且，通过中英文不同教科书的学习，我们能够从中认识到中国与外国文化的异同。可以说，在双语物理课程的学习中，我们已经不自觉的变被动接受知识为主动求知，这让我们加速摆脱了中学时代的教学方式，步入大学的全新的教学模式，从‘要我学习’变成‘我要学习’，而这一转变，也使得我们在学习其他功课时获益匪浅”。

（2）翻译有关物理的英文文章

美国出版的The Physics Teacher杂志在2004年和2005年介绍的38位杰出的物理学家，其中包括介绍吴健雄教授的两篇文章。这两篇文章经学生翻译后刊登在《国际物理教育通讯》的35期（2005年5月）与37期（2006年5月）上。蒋之浩、陆巍翻译的《爱因斯坦在马里兰西部的日子》、《守恒定律、对称性和基本粒子》也分别刊登在《通讯》第36期及37期上。这让他们感受到，这些是有用的材料，而不仅是作业。

（3）将学生习作汇编成册

每学期将学生的“Presentation”汇编成册——“学生习作”（Students’Papers）。封面由学生自己设计，让学生看到自己的成就，同时也积累资料，为后人所借鉴。这次东京会议上我们带去了几本，很受国外学者的欢迎。

（4）走出校门，参加国内外的有关国际会议

①参加2005年8月在杭州举办的“国际物理教育研讨会”，在会上顾俊辉、孙紫徽、孔蕾（04级）做了题为《“双语物理导论”课程对提高我们的学习素质和能力的作用》的发言，得到了中外物理学者的认可与赞赏。

②2006年8月在日本东京召开ICPE物理教育国际会议，我们从两个学院中选择了4位同学，各自写了文章投稿，如李鑫同学的Time　Travel（《时间旅行》），胡特同学的The　Beauty of Physics and Art in My Eyes（《我眼中的物理与艺术之美》）。带领他们走出国门，见世面，开眼界，让他们认识到虽有初步的成绩，但也存在着不足，鼓励学生继续努力，不断提高自己的科学素养。

3．建议在学生4年的教学中形成“两条不断的线”

大学教育的目的是培养高质量的人才，而研究型、互动型的课程教学模式的改革，也是为此服务的。在大学4年教育中，各门课程都有各自独立的作用，但它们不应该是孤立的，而应是相辅相成，又同时为某个共同目标而努力的。这里我们先来说明我们对于教和学的关系及对研究工作的认识。

我们认为，各门课程依据各自的要求，自然有不同的做法，但是培养学生自主学习能力、创新能力的目标是共同的，这意味着：

（1）教与学，学是目的，教是手段，学生是教学中的主体，而教师应起主导作用。这次东京国际会议上，美国一位女教授Laws提出：“Let students doing，not teacher！”我认为，这里的doing是多方位的，thinking与doing是并重的，“not teacher”是否写为“not only teacher”更明朗些。总之，教师应创造“条件”与“环境”，要想方设法让学生“动”起来。

（2）研究是长期的、逐步的、积累的，从一年级开始就诱导、启发，（事实证明一年级学生是有潜能的），到三、四年级就可能写出更有水平的论文，更有自己的见解！这就是我们认为两个“及早”中的一个。

根据以上理念和我们的教学实践，希望能在大学4年教学中形成“两条不断的线”。

（1）阅读英语材料、用英语会话的“线”

在我们这一课程的基础上，每学期从一下开始都有一两门课程选用英语教材或英语参考资料，并对学生有一定的要求，例如写一篇有关某门课程内容的英文文章，或者翻译一篇原文材料。这样，经过4年的熏陶，必然会具有这方面的能力。学院也应为此多准备一些英文的各学科的教材或参考资料，形成一种环境。

（2）让学生有不断参与研究工作的“线”

从一年级第一学期开始，就要让学生有参加研究工作的机会。仍以杜源的体验为例：“在这种教学模式中，每一个小组成员的能动性得到了充分的调动。这种学习的模式应该是我们每一个人向往的。而这种模式一旦建立，我们收获的就不仅仅是几个物理专业词汇或概念、定律的英语表述，更重要的是一种阅读英文文献资料，从中筛选整合，加上自己的思想后形成自己作品的能力。”当然，这只是开始，在此基点上再提高，必然会得到有深度的论文。

在此次东京会议上，被ICPE授予荣誉奖的Jon Ogborn教授（英国伦敦大学）在总结会上作了题为“今后的物理教育”的报告。他指出：“学生们对于这个世界的看法决定了他们将如何理解老师教给他们的知识。”并强调学生要：“自己做研究，尝试，失败，再尝试，失败但有进步。”这对我们很有启发。研究型、互动型的课程教学模式的改革是长期的过程，随着实践的深入，将使教与学得到更好地磨合，但它最终的目的是为国家培养优质人才，让我们在各自的岗位上努力吧！

参考文献：

［1］　中国科技大学教务处．国外著名大学本科教育改革与课程设置［M］．见：Shirley Strum Kenny．美国研究性大学的蓝图．北京：高等教育出版社，2002

［2］　恽瑛，孙荣玲，张炳华，朱延技，张勇，叶兆宁．Bilingual Physics with Multimedia教材建设与低年级学生能力培养的研究［J］．物理与工程，2006（2）

［3］　恽瑛，张勇，叶兆宁．研究型、互动型的“双语物理导论”课程的研究与实践［Z］．见：2006年（西安）全国高等学校物理基础课教育学术研讨会论文集

［4］　顾俊辉，孙紫徽，孔蕾．学习“双语物理导论”课程点滴［J］．物理与工程，2006（2）

［5］　宋寅晨，黄志川，施展．鱼与渔——“双语物理导论”课程学习体会［J］．国际物理教育通讯，2006（37）

［6］　吴国柱，钮慎超，张书智．在探寻科学真美的道路上走得更远，更深，更坚实——缅怀中国的居里夫人吴健雄教授［J］．国际物理教育通讯，2006（37）

［7］　杜源，李鑫．东京之行的收获［J］．国际物理教育通讯，2006（38）

（原载于《大学物理》，2007年第6期）