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摘 要：本文总结了国外几所不同层次高校的大学物理的教学模式，并结合实际情况在大学物理教学中予以借鉴，给出了在大学物理授课过程中的教学实例。改进的教学模式成功的调动了学生的学习积极性和主动性，有效的改善了传统授课模式的不足。
关键词：大学物理 教学模式 实例
中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）04（a）-0006-02
大学物理是世界范围内各理工科高等院校普遍开设的基础课程，它在传授知识、培养能力方面有着不可替代的作用。为有效的借鉴国内外高校的大学物理教学方面的经验，我们总结了国外部分高校的大学物理教学模式，并在此基础上有选择的予以借鉴，寻求更适合我国国情并可在我校应用的教学模式。
1 国外大学的教学模式
1.1 美国顶尖大学物理教学模式
美国是当今世界上科学技术最发达的国家，也是高等教育最发达的国家，美国优秀高校的大学物理教学模式是我们首先关注的重点。教育部“国内外高等教育教材比较研究”项目之一《中美一流大学物理教育比较研究》项目中对美国一流大学哈佛大学和麻省理工学院的物理教学模式给出了比较。其中提到，哈佛大学的物理教学模式[1]主要包括：一是案例教学。学生在案例教学过程中更愿意积极主动的思考问题，能够极大的发挥学生的原创动力，因此，案例教学广泛应用于各种教学领域。二是运用互动讨论法教学。这种教学方法对学生的知识储备要求很高，但是这种方法能够很好的锻炼学生的反应能力和洞察能力。在案例教学过程中，哈佛大学的教师需要为学生设计课程，开设讲座，组织研讨，就学生的研究题目提出建议，为学生的实验方案或研究论文提供咨询，引导学生开展正式或非正式的讨论。这就要求教师队伍必须具有深厚的功力以及足够的数量，总之这种方法对师资力量要求十分苛刻，并非一般的大学物理教师能够实施的。案例教学的重点通常放在培养学生的独立思考能力和分析问题、解决问题的能力上。三是采用教研结合教学体系。这种教学模式认为本科生也能够从事科学研究，把学生看作是处于实习阶段的学者和研究者，和教师一样要主动参与探索未知的事物或者检验现有的假设和解释，给有志于物理科学研究工作的学生一个良好的科研环境和交流平台。四是教师独立教学。哈佛大学物理教师通常都是自由选择教材，独立完成整个课堂教学，不考虑其他教师和其他学校的做法。这种教学方法充分尊重的教师的作用，能够最大限度的发挥教师的能动性。
麻省理工学院（MIT）提出了以研究为主体的教学模式[2]，针对本科生教育制定了形式多样的教学方案。其中包括：本科生研究机会方案、独立活动期、媒体艺术与科学新生计划等。这些活动将理论与实践相结合，打破传统的以教师填鸭式教学，学生被动学习的教学模式。在这些教学活动中，教师只是起到指导作用，学生是教学活动的主体，是学生自己主动将所学知识运用于实践中。通过这些具有实际意义的教学活动，进一步激发了学生的创新意识，培养动手能力，并锻炼了坚毅的品质，这样建立起来的本科生自主研究实践的教学体系，让本科生可以参与各种科研活动中去，更好的培养和造就科技创新的新生人才。这种教学体系与哈佛大学的教研结合体系十分类似，但是MIT的形式要更加多样化。
1.2 美国其它高校物理教学模式
哈佛大学和麻省理工这样的世界一流名校的经验对于国内的一般高校未必适用，我们同时关注其它高校，例如北卡罗来纳州立大学[3]和美国伊利诺伊大学香槟分校[4]的大学物理教学模式。北卡罗来纳州立大学的大学物理教学，采用SCALEUP教学法。在这种教学模式中，以学生为中心。学生们在小组里互相合作、进行活动，而指导教师走来走去，发现问题，及时跟学生们讨论。这种方法能够提高学生的出勤率，同时，学生的成绩也提升了10分。美国伊利诺伊大学香槟分校的大学物理教学中，特别强调学生的参与，整个教学过程都是以学生为主体，教师在授课过程中大量提问，学生踊跃参与讨论。
1.3 德国克劳斯塔尔工业大学的大学物理教学模式[5]
与德国其他学校一样，德国克劳斯塔尔工业大学也注重教学和科研的统一，他们是校、系、所教学体制。每个研究所是教学与科研的实体，同时承担教学和科研工作。研究所的所长同时可能承担大学物理教学的任务，并结合本所特长开设专业基础课程。他们在教学内容上能反映物理学科的新发展和新成果，也能选择一些结合专业内容的知识作为侧重点。教授的科研助手也是教学助手，从教授到助手既重视科研，也重视基础课教学工作。这种教学与科研密切结合的体制，对提高大学物理教学质量大有裨益。
2 大学物理教学模式借鉴实例
目前，我校大学物理教学采用的是大班授课，一个班学生的人数在120人左右。每个教师同时担任两到三个大班的大学物理教学工作。对于这样的实际情况，笔者结合自身同时从事科学研究的实际情况，在教学过程中采用了多种方式。
2.1 提问式教学与科研前沿相结合的方法
例如，在讲到量子力学部分时，笔者在授课过程中，先向学生提出问题：“纳米材料与结构测试中为什么广泛使用各种电子显微镜？”通过与光学部分光学显微镜的比较，学生既能够巩固光学仪器部分仪器分辨率的知识，还自然的能够联想到电子应该有波动性。然后再介绍戴维森-革末电子衍射实验和G.P.汤姆孙电子衍射实验，有了前期的思考与讨论，这部分内容就很容易被学生掌握。笔者目前的科研工作是关于微纳米材料与器件方面的，科研工作中有大量的电镜照片，可以让学生清晰的看到在电子显微镜下微观世界是多么奇妙。结合电子显微镜的发明过程，同学们更加明了理论研究是如何切切实实的推动了技术的向前发展，反过来，技术的进步又有力的促进了科学研究，从而带动理论向前发展。这样的过程，能够带着学生了解近代物理学的发展历程，也能够促进学生明白科技是如何向前发展的，而不是简单的局限于抽象的物理公式。物理学的发展过程就是后人对于前人理论的继承和创新的过程。通过这样的过程，让学生了解物理学家的研究经历，可以使他们逐步认识到创新思维的重要性，从而培养其创新意识和科研方法。 2.2 联系生活实际案例教学
大学物理是公共基础课程，而且大学物理内容与我们的生活密切相关。例如光电效应是近代物理里面一个重要的实验，这个实验的发现与成功解释直接促进了量子力学的建立。讲解这个实验的时候，可以与实际生活联系起来。当今我国经济蓬勃发展的同时，环境污染越来越严重，已经到了不容忽视的程度。随之而来的，清洁能源的开发与利用就显得尤为重要。在各种类型的清洁能源中，太阳能是取之不尽用之不竭的一类重要能源。就此，可以请同学们讨论一下太阳能电池的基本原理。在此基础上，学生就会对光电之间的相互转化有了深刻的认识。而且，能够激发学生的创新研究欲望，有很多学生课后找到笔者希望能够结合大学生创新活动做一下有关太阳能电池方面的研究工作，这是笔者在讲课之前想不到的。
2.3 演示实验进课堂
演示实验是构成大学物理教学的重要一环，但在实际教学活动中一般学校往往把演示实验与大学物理课堂教学分开来。为了更好的发挥演示实验的效用，可采取课堂演示和开放实验室演示两种模式。课堂演示能够更直观的让学生明确物理学是一门实验学科，物理学的发展是与实验密切相关的。开放演示实验室主要以兴趣培养、增强动手能力为指导思想，为学生提供开放、自主的实验环境，以调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲，避免常规实验课中学生只是循规蹈矩而积极性受到严重抑制的弊端。
通过以上这些教学模式的改进，学生对大学物理的学习兴趣明显增强，而且学生的求知欲和创造性被极大的激发出来。同时，笔者始终以一种开放的心态去讲授大学物理。例如，在讲解近代物理的时候，我会告诉我的学生，尽管利用相对论和量子力学的知识体系确实能够解决生产实践中的问题，但是也有人对这些理论提出质疑。也许有一天，这些理论还会被完善，甚至修改，但这正是物理学的发展历程。事实上，近代物理还有很多内容没有定论，正如霍金在《时间简史》一书所说：“科学理论只不过是我们用于描述自己所观察结果的数学模型，它只存在于我们的头脑中”。科学上未知的东西还很多，需要后来人不断的努力。这样的过程，正是激发学生学习热情和创造性的过程。
参考文献
[1] 张立彬，郑先明，李广平.哈佛大学物理教育状况研究[J].大学物理，2011，30（1）：56-61.
[2] 张立斌，梁启锐，李广平.麻省理工学院物理教育状况研究[J].大学物理，2011，30（2）：34-39.
[3] 罗伯特·比克纳.北卡罗来纳州立大学的大学物理教学[C].第三届大学物理课程报告论坛论文集，2007.
[4] 苏亚凤，徐忠锋.从美国伊利诺伊大学香槟分校的大学物理课程教学特点浅谈我国大学物理教学改革[J].大学物理，2011，30（10）：48-51.
[5] 吴颖.考察德国大学物理教学的启示[J].沈阳航空工业学院学报，2004，21（6）：122-123.
关键词：大学物理 教学模式 实例
中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）04（a）-0006-02
大学物理是世界范围内各理工科高等院校普遍开设的基础课程，它在传授知识、培养能力方面有着不可替代的作用。为有效的借鉴国内外高校的大学物理教学方面的经验，我们总结了国外部分高校的大学物理教学模式，并在此基础上有选择的予以借鉴，寻求更适合我国国情并可在我校应用的教学模式。
1 国外大学的教学模式
1.1 美国顶尖大学物理教学模式
美国是当今世界上科学技术最发达的国家，也是高等教育最发达的国家，美国优秀高校的大学物理教学模式是我们首先关注的重点。教育部“国内外高等教育教材比较研究”项目之一《中美一流大学物理教育比较研究》项目中对美国一流大学哈佛大学和麻省理工学院的物理教学模式给出了比较。其中提到，哈佛大学的物理教学模式[1]主要包括：一是案例教学。学生在案例教学过程中更愿意积极主动的思考问题，能够极大的发挥学生的原创动力，因此，案例教学广泛应用于各种教学领域。二是运用互动讨论法教学。这种教学方法对学生的知识储备要求很高，但是这种方法能够很好的锻炼学生的反应能力和洞察能力。在案例教学过程中，哈佛大学的教师需要为学生设计课程，开设讲座，组织研讨，就学生的研究题目提出建议，为学生的实验方案或研究论文提供咨询，引导学生开展正式或非正式的讨论。这就要求教师队伍必须具有深厚的功力以及足够的数量，总之这种方法对师资力量要求十分苛刻，并非一般的大学物理教师能够实施的。案例教学的重点通常放在培养学生的独立思考能力和分析问题、解决问题的能力上。三是采用教研结合教学体系。这种教学模式认为本科生也能够从事科学研究，把学生看作是处于实习阶段的学者和研究者，和教师一样要主动参与探索未知的事物或者检验现有的假设和解释，给有志于物理科学研究工作的学生一个良好的科研环境和交流平台。四是教师独立教学。哈佛大学物理教师通常都是自由选择教材，独立完成整个课堂教学，不考虑其他教师和其他学校的做法。这种教学方法充分尊重的教师的作用，能够最大限度的发挥教师的能动性。
麻省理工学院（MIT）提出了以研究为主体的教学模式[2]，针对本科生教育制定了形式多样的教学方案。其中包括：本科生研究机会方案、独立活动期、媒体艺术与科学新生计划等。这些活动将理论与实践相结合，打破传统的以教师填鸭式教学，学生被动学习的教学模式。在这些教学活动中，教师只是起到指导作用，学生是教学活动的主体，是学生自己主动将所学知识运用于实践中。通过这些具有实际意义的教学活动，进一步激发了学生的创新意识，培养动手能力，并锻炼了坚毅的品质，这样建立起来的本科生自主研究实践的教学体系，让本科生可以参与各种科研活动中去，更好的培养和造就科技创新的新生人才。这种教学体系与哈佛大学的教研结合体系十分类似，但是MIT的形式要更加多样化。
1.2 美国其它高校物理教学模式
哈佛大学和麻省理工这样的世界一流名校的经验对于国内的一般高校未必适用，我们同时关注其它高校，例如北卡罗来纳州立大学[3]和美国伊利诺伊大学香槟分校[4]的大学物理教学模式。北卡罗来纳州立大学的大学物理教学，采用SCALEUP教学法。在这种教学模式中，以学生为中心。学生们在小组里互相合作、进行活动，而指导教师走来走去，发现问题，及时跟学生们讨论。这种方法能够提高学生的出勤率，同时，学生的成绩也提升了10分。美国伊利诺伊大学香槟分校的大学物理教学中，特别强调学生的参与，整个教学过程都是以学生为主体，教师在授课过程中大量提问，学生踊跃参与讨论。
1.3 德国克劳斯塔尔工业大学的大学物理教学模式[5]
与德国其他学校一样，德国克劳斯塔尔工业大学也注重教学和科研的统一，他们是校、系、所教学体制。每个研究所是教学与科研的实体，同时承担教学和科研工作。研究所的所长同时可能承担大学物理教学的任务，并结合本所特长开设专业基础课程。他们在教学内容上能反映物理学科的新发展和新成果，也能选择一些结合专业内容的知识作为侧重点。教授的科研助手也是教学助手，从教授到助手既重视科研，也重视基础课教学工作。这种教学与科研密切结合的体制，对提高大学物理教学质量大有裨益。
2 大学物理教学模式借鉴实例
目前，我校大学物理教学采用的是大班授课，一个班学生的人数在120人左右。每个教师同时担任两到三个大班的大学物理教学工作。对于这样的实际情况，笔者结合自身同时从事科学研究的实际情况，在教学过程中采用了多种方式。
2.1 提问式教学与科研前沿相结合的方法
例如，在讲到量子力学部分时，笔者在授课过程中，先向学生提出问题：“纳米材料与结构测试中为什么广泛使用各种电子显微镜？”通过与光学部分光学显微镜的比较，学生既能够巩固光学仪器部分仪器分辨率的知识，还自然的能够联想到电子应该有波动性。然后再介绍戴维森-革末电子衍射实验和G.P.汤姆孙电子衍射实验，有了前期的思考与讨论，这部分内容就很容易被学生掌握。笔者目前的科研工作是关于微纳米材料与器件方面的，科研工作中有大量的电镜照片，可以让学生清晰的看到在电子显微镜下微观世界是多么奇妙。结合电子显微镜的发明过程，同学们更加明了理论研究是如何切切实实的推动了技术的向前发展，反过来，技术的进步又有力的促进了科学研究，从而带动理论向前发展。这样的过程，能够带着学生了解近代物理学的发展历程，也能够促进学生明白科技是如何向前发展的，而不是简单的局限于抽象的物理公式。物理学的发展过程就是后人对于前人理论的继承和创新的过程。通过这样的过程，让学生了解物理学家的研究经历，可以使他们逐步认识到创新思维的重要性，从而培养其创新意识和科研方法。 2.2 联系生活实际案例教学
大学物理是公共基础课程，而且大学物理内容与我们的生活密切相关。例如光电效应是近代物理里面一个重要的实验，这个实验的发现与成功解释直接促进了量子力学的建立。讲解这个实验的时候，可以与实际生活联系起来。当今我国经济蓬勃发展的同时，环境污染越来越严重，已经到了不容忽视的程度。随之而来的，清洁能源的开发与利用就显得尤为重要。在各种类型的清洁能源中，太阳能是取之不尽用之不竭的一类重要能源。就此，可以请同学们讨论一下太阳能电池的基本原理。在此基础上，学生就会对光电之间的相互转化有了深刻的认识。而且，能够激发学生的创新研究欲望，有很多学生课后找到笔者希望能够结合大学生创新活动做一下有关太阳能电池方面的研究工作，这是笔者在讲课之前想不到的。
2.3 演示实验进课堂
演示实验是构成大学物理教学的重要一环，但在实际教学活动中一般学校往往把演示实验与大学物理课堂教学分开来。为了更好的发挥演示实验的效用，可采取课堂演示和开放实验室演示两种模式。课堂演示能够更直观的让学生明确物理学是一门实验学科，物理学的发展是与实验密切相关的。开放演示实验室主要以兴趣培养、增强动手能力为指导思想，为学生提供开放、自主的实验环境，以调动学生的学习积极性，激发学生的求知欲，避免常规实验课中学生只是循规蹈矩而积极性受到严重抑制的弊端。
通过以上这些教学模式的改进，学生对大学物理的学习兴趣明显增强，而且学生的求知欲和创造性被极大的激发出来。同时，笔者始终以一种开放的心态去讲授大学物理。例如，在讲解近代物理的时候，我会告诉我的学生，尽管利用相对论和量子力学的知识体系确实能够解决生产实践中的问题，但是也有人对这些理论提出质疑。也许有一天，这些理论还会被完善，甚至修改，但这正是物理学的发展历程。事实上，近代物理还有很多内容没有定论，正如霍金在《时间简史》一书所说：“科学理论只不过是我们用于描述自己所观察结果的数学模型，它只存在于我们的头脑中”。科学上未知的东西还很多，需要后来人不断的努力。这样的过程，正是激发学生学习热情和创造性的过程。
参考文献
[1] 张立彬，郑先明，李广平.哈佛大学物理教育状况研究[J].大学物理，2011，30（1）：56-61.
[2] 张立斌，梁启锐，李广平.麻省理工学院物理教育状况研究[J].大学物理，2011，30（2）：34-39.
[3] 罗伯特·比克纳.北卡罗来纳州立大学的大学物理教学[C].第三届大学物理课程报告论坛论文集，2007.
[4] 苏亚凤，徐忠锋.从美国伊利诺伊大学香槟分校的大学物理课程教学特点浅谈我国大学物理教学改革[J].大学物理，2011，30（10）：48-51.
[5] 吴颖.考察德国大学物理教学的启示[J].沈阳航空工业学院学报，2004，21（6）：122-123.