哈佛大学提高和保障物理教学质量的举措分析

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1、哈佛大学提高和保障物理教学质量的举措分析张立彬1，张功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：探讨了哈佛大学提高和保障物理教学质量，培养一流物理人才的举措，诸如卓越的教学研究、高效的教学评价、全面的教师培养、科学的教学指导等。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；教学研究；教学评价；教师培养；教学指导“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

2、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。在哈佛大学43位诺贝尔奖获得者中，有10位是物理系的教师。今天，新一代哈佛物理学家们继续致力于所有尺度物理学基本问题的研究，而将出色创新的教育机会留给那些才华横溢的本科生和研究生。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的努力。本文将对哈佛大学在教学研究、教学评价、教师队伍建设、教学指导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。1卓越的教学研究——寻找科学高效的物理教学方法哈佛大学拥有一个出色的物理教学研究团队——Mazur研究团队，他们致

3、力于各种物理教学方法和教育技术的研究，并将许多先进的教学研究成果应用于哈佛大学物理教学。1.1PeerIntroduction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。传统的物理教学就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，哈佛大学著名物理教授EricMazur（埃里克·马祖尔）发明了可以实现大班互动教学的方法——PeerIntroduction

4、，12并应用于哈佛大学基础物理课程中，该教学方法使用专门设计用于揭示学生错误概念和引导学生深入探究的概念测试题（ConceptTests），这些精心挑选的概念测试题使学生能够发现并纠正自己对物理概念的错误理解，在思考，回答，然后小组讨论的过程中，学生们真正学到了物理的主要思想。借助计算机投票系统（ComputerizedVotingSystem），组织大班课堂教学，变传统单一的讲授为基于问题的自主学习和协作探究，有效地改变了传统课堂的教学手段、教学模式。在大班课堂教学中，此教学法可实现学生自主学习、合作学习、师生互动、生生互动。这种教学法使学生真正参与到课堂学习中去，

5、使学生的注意力集中在基本的概念上，课堂中穿插着概念性的问题，称为概念测试题，目的在于揭示物理知识中的难点。学生有一到两分钟的时间思考然后阐述他们的答案，之后再花两到三分钟的时间以三至四人组成的小组的形式对答案进行讨论。这个教学过程促使学生通过讨论进行思考，使学生和教师能够在课堂结束之前评估自己对物理概念的理解，见图一。[1]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，见表一。[2]2000年哈佛大学MazurResearchGroup，对在全世界使用PI教

6、学方法的教师进行了大规模调查，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。[3]值得一提的是：PI教学法在几乎任何课程和班级中都很容易实施，它不要求课程的重新安排，也不要求时间和金钱的巨大支出。所需要的只是概念测试题的搜集和准备并分配一定的课堂时间用于学生讨论。如今，哈佛大学的PI教学法已经广泛应用于其他大学并取得了相似的良好效果。12图一PI教学法法则[4]表一：哈佛大学传统讲演式教学与PI教学成效之比较传

7、统讲演式教学PI教学考题名称年度前测后测增益年度前测后测增益FCI1990707827%1991-199767-7185-9249%-74%MBT1990661991-199771-79注：哈佛大学并未进行MBT前测，虽无法推算出哈佛在MBT的增益，但表中三项MBT与FCI后测的比值均非常接近（0.83-0.86）显示两项检测工具的一致性。ForceConceptInventory（FCI）（Hestenes,Wells&Swackhamer,1992）以及MechanicsBaselineTest（MBT）（Hestenes&Wells,1992）