哈佛大学有效提物理教学质量的举措分析.doc

哈佛大学有效提升物理教学质量的举措分析 张立彬1，张功2,李广平2 （1.南开大学 外国教材中心，天津 300071；2.南开大学 泰达应用物理学院，天津 300071） 摘要：深入探讨了哈佛大学提升物理课程教学质量的举措，诸如卓越的教学方法、全面的教师培养、科学的教学指导、高效的教学评价等.哈佛大学的这些全面、细致、具体、实用的举措对我国大学物理教学质量的提升具有一定的借鉴意义. 关键词：哈佛大学；教学质量；教学方法；教师培养；教学指导；教学评价； 中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：101026 “大学的物理系必须同时具备教学和研究双重职能”，正是在这样一个理念的指引下，哈佛大学物理系的教师和学生致力于开创性的研究和出色的教学，为哈佛一直以来雄踞世界高等教育的最高峰做出了重要贡献.今天，新一代哈佛物理学家们继续致力于所有尺度的物理学基本问题研究，而将出色创新的物理教育提供给那些才华横溢学生. 也正是基于教学与研究并重的理念，哈佛大学在保证并提升物理教学质量方面做出了不懈努力.本文将对哈佛大学在教学方法、教师培养、教学指导、教学评价等方面的举措进行分析，以求能够对提高我国大学物理教学质量提供一定的借鉴. 卓越的教学方法——提升教学质量的关键 哈佛大学对各种物理教学方法和先进的教育技术的进行研究，并将这些高效的教学方法和技术应用于物理教学中. 1.1 互动式教学—— Peer-Instruction 教学法 传统物理教学的问题在于它仅仅是对各种来自于教科书和讲义上的物理概念和知识的陈述，学生只是被动地听，很少能够积极地参与到课堂中去.传统的物理教学像是一个老师在一群消极听众面前的独白.在这种教学模式下，仅仅有极少数出色的教师能够使学生在一堂课中始终保持注意力，而要求学生通过讨论进行批判性的思考则更难. 为了解决这个问题，哈佛大学教授Eric Mazur（埃里克·马祖尔）发明了可以实现大班互动教学的方法——Peer-Instruction，并应用于哈佛大学基础物理课程中.PI教学法的实际操作步骤也非常简单.通过使用专门设计的用于揭示学生错误概念和引导学生探究的概念测试题（Concept Tests），借助于个人课堂表决系统（Personal Response Systems） 课堂上采用个人课堂表决系统，在教学时，教师提出一个选择性的概念测试题，然后让每个学生通过手中的反馈器选择答案并记录下来.首先，让每个学生独立思考并选择答案，如果教师发现正确率较低（小于30%），则重新对该概念进行讲解；如果正确率在30%-70%之间，则接着再让相邻同学相互讨论后选择答案，最后，教师亲自对问题进行讲解并和同学们相互讨论.如果一次答题正确率高于70%，教师直接对问题进行讲解.[2] 使用PI教学法时，教师可以通过学生对概念测试题的答题情况，在课堂教学中及时掌握学生对概念理解的程度.当学生讨论时，教师可以走到学生中间，或倾听或提问，来参与学生的讨论，了解他们的答案是怎么解释的，这些反馈信息使教师可以在课堂教学中第一时间做出相应的教学调整，从而使教学过程更有效. 文献显示：学生在解题方面面对的困难主要是概念不清楚，而非数学上的困难，所以在课堂上利用概念题协助学生澄清其物理概念后，学生即可于课后自行练习解题.[3]PI教学法的有效实施是基于大量高质量的概念测试题的，所以近年来，哈佛大学的物理教学研究者开发出大量的物理概念测试题，有时也采用其他大学所研发的概念题，他们这些概念测试题上传到物理教学网站供哈佛所有物理教师使用，当然谢绝学生使用以保证教学时测试结果的准确性.比如如下两个PI教学法概念测试题： 例一：如图1所示，一个血小板在局部被血栓阻塞的动脉中的随血液流动，当它从较窄的区域流到较宽的区域时，它的速度会：[4] a. 增大 b. 减小 c. 保持不变 图1 （答案：b） 例二：如图2所示，考虑一个中间带有圆孔的矩形金属板，当金属板被均匀加热时，圆孔的直径将：[5] 变大 b. 变小 c. 不变 图2 （答案：a） PI教学法在哈佛大学的物理教学中取得了很好的效果，通过对比和标准化测试结果表明：PI教学方法在促进学生深入理解物理概念和提高物理计算能力方面优于传统教学方法2000年哈佛大学Mazur Research Group对在全世界使用PI教学方法的教师进行大规模调查，获得的数据中，有108名物理课程的教师表示定量测量过PI教学方法的有效性，其中81%使用评价工具FCI评价他们的课程，有11个学院和大学提供了他们的数据，共涉及30门课程，汇总数据分析的结果也支持上述结论. 作为PI教学法的一种补充，哈佛大学还进行了新的探索，譬如，Just-in-Time Teaching（简称JiTT）是一种基于网络课外作业和课