美国大学物理学分层次教学研究

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1、美国大学物理学分层次教学研究张立彬1，张功2，杨祖念3（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；3.四川教育学院物理与电子技术系，成都，610041）摘要：以麻省理工学院、耶鲁大学、斯坦福大学为例，详细介绍了美国一流大学物理学入门课程和物理专业分层次教学及其课程设置，内容详实，读者可以通过此文深入了解美国大学物理教育情况，也能够为国内大学物理教学改革提供一些好的范例，起到一定的借鉴作用.关键词：美国大学；物理学入门课程；物理专业；分层次教学；课程设置；集中的培养方案；灵活的培养方案中图分

2、类号：文献标识码：文章编号：近年来，我国对高等教育改革的呼声越来越高，然而高等教育改革不可空喊口号、空唱高调，要有具体的、实质性的、细节的、可操作的方案.那么这些方案从何而来？国外一流大学的教学模式和课程设置显然是非常值得借鉴的.基于这样一个目的，我们详细地研究了美国一流大学物理分层次教学，并以麻省理工学院、耶鲁大学和斯坦福大学为例进行分析和研究，希望能够对国内大学物理教育的改革起到一点借鉴作用.我们在对麻省理工学院、耶鲁大学和斯坦福大学物理分层次教学进行详细分析后发现，这三所大学并没有单独为物理专业学生开设物理学入门课程（Introduct

3、oryPhysics），即国内大学的普通物理课程（主要内容为力热电光），而是面向所有学科的学生（包括物理专业学生）或者所有自然科学专业大一大二学生（MIT）开设不同层次的物理学入门课程，不同专业学生可以根据自己的数学物理基础，以及所学专业对物理知识的需求选择适合自己那一个层次的物理学入门课程.同一专业的学生也可以根据自己的数学物理基础选择适合自己那一个层次的物理学入门课程.对于物理专业的学生，各大学物理系会根据学生的职业目标和成绩水平为他们制定两套以上的课程计划，选择不同的课程计划要完成不同程度的物理学专业高级课程，不管学生执行哪一个课程计划

4、，完成规定的课程，学生都将获得物理学理学学士学位.美国大学本科生物理教学注重多样性，不光在物理学入门课程中实行分层次教学，还根据职业发展方向的区别为物理专业学生设计不同的培养方案.因为美国大学都知道即便是物理专业的学生将来也不一定从事物理学领域的工作，他们也许会从事工程、医学，甚至法律、管理、商业等领域的职业，但是物理专业的学习能够培养他们出色的解决问题能力，良好的物理学背景显然会促进他们在其他领域取得成功.以麻省理工学院为例，“集中的培养方案”（Thefocusedoption）主要面向那些将在物理学及相关领域攻读研究生的学生，该培养方案为

5、学生制定了更加深入的物理学高级课程计划，还有物理学领域的研究计划和物理学专业学术论文的要求.“灵活的培养方案”（Theflexibleoption）主要面向那些希望在其他领域发展的学生，诸如工程、医学、法律、商业、管理等领域.灵活的培养方案是一种更加灵活的课程计划，该方案中的物理学高级课程没有“集中的培养方案”深入，但更加广泛，学生可以选修其它学科的集中课程，比如天文学、生物、计算物理、纳米技术、科学史、科技政策、哲学、科学教育、管理学、医学、法律等学科的课程，也可以选择其它学科的实验课程和研究项目11以及学术论文.灵活的培养方案让学生有更多

6、的选择空间来学习他们感兴趣的领域，但是一定量的物理学高级课程是必须的，因为毕竟他们要获得的是物理学理学学士学位.1麻省理工学院麻省理工学院物理系为本科生制定两个层面的课程计划，它能够让学生按照个人未来的职业目标来安排自己的物理学习.Thefocusedoption是为那些有志于将物理学作为自己一生的职业并将继续在物理或相关领域进一步深造的学生量身打造的一个出色的培养方案.Theflexibleoption将为那些有志于在其他领域发展的学生提供一个优秀的物理学背景，促进他们在其他领域，比如工程学、管理学、商业、法律或者医学等领域的工作更加出色.

7、不管选择哪一个课程计划，都将使学生们深入理解基础物理学的概念，并有相当多的时间去选修其他课程以获得更广泛的知识.两种课程选择同样获得物理学理学学士学位.第一学年，物理系本科生无论选择执行哪一个课程计划，他们都要学习“物理学I”、“物理学II”和“微积分I”、“微积分II”,以及化学、生物和HSAA课程（人文、艺术、社会课程）.这些课程都属于校级必修课（GeneralInstituteRequirements）.其中“物理学I”、“物理学II”由物理系开设，供物理系学生和全校理工科学生选择.“物理学I”的内容是经典力学，包括：时间和空间、运动学

8、、牛顿力学、质点动力学、碰撞和守恒定律、功和能、外有引力、刚体、平衡、转动力学.分为四个层次，课程代号分别为：8.01，8.011，8.012，8.01L.物理学I