黃尚永

(北京建筑大學(xué)理學(xué)院 北京 102612 )

物理實(shí)驗(yàn)和外語都是理工科專業(yè)學(xué)生極其重要的基礎(chǔ)課程.在物理實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行雙語教學(xué)，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和外語應(yīng)用水平都具有重要意義，有利于綜合素質(zhì)的提升.近些年來,多所學(xué)校在這方面進(jìn)行了有益的嘗試，討論了實(shí)施過程中遇到的一些問題，也積累了一定的經(jīng)驗(yàn).

我校從2012年起首次在給水排水專業(yè)招收了一個(gè)“2+2”的試點(diǎn)班級(jí)，該班級(jí)前兩年在本校學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程，后兩年到美國(guó)奧本大學(xué)繼續(xù)深造.前兩年的課程都采用雙語教學(xué)，包括于大二開設(shè)的物理實(shí)驗(yàn).如何定位物理實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)，開展物理實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)又面臨哪些問題，如何解決這些問題并選擇結(jié)合實(shí)際的教學(xué)模式，以使學(xué)生獲取最大收益，是我們今后一段時(shí)期的工作任務(wù)，本文將結(jié)合這些問題展開討論.

1 物理實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)的定位

文獻(xiàn)[1～5]等都在開篇討論了雙語教學(xué)的必要性、可行性、開展的有利條件等.但實(shí)際上真正開展起來，需要教師具有豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和較高的外語水平，要付出很多的時(shí)間和精力來準(zhǔn)備.同時(shí),對(duì)學(xué)生也是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)，畢竟對(duì)不少學(xué)生而言，單獨(dú)學(xué)好外語或者物理實(shí)驗(yàn)都是不太容易的事.國(guó)外的高校一般并不單獨(dú)開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)課程，比如，我?！?+2”試點(diǎn)班對(duì)應(yīng)的美國(guó)奧本大學(xué)(Auburn University)是沒有單開物理實(shí)驗(yàn)課的，其實(shí)踐環(huán)節(jié)包含在工程物理(Engineering Physics)課程中.有的學(xué)校甚至還沒有單獨(dú)的物理課程，物理知識(shí)也分散在其他課程中，比如,我校培訓(xùn)雙語教學(xué)教師的英國(guó)格拉摩根大學(xué)(University of Glamorgan).那么，我們?yōu)槭裁匆M(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)的雙語教學(xué)？是實(shí)驗(yàn)優(yōu)先還是外語優(yōu)先？對(duì)此，我們的定位是，既然學(xué)生的前兩年是在國(guó)內(nèi)學(xué)習(xí)，就需按照國(guó)內(nèi)的教學(xué)模式進(jìn)行單獨(dú)設(shè)課的物理實(shí)驗(yàn)，并要強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為主，要保證完成實(shí)踐環(huán)節(jié)的基本要求.同時(shí)，針對(duì)不同教學(xué)階段和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，選擇從“保持型”到“沉浸型”等不同的外語氛圍，循序漸進(jìn)，逐步提高，最終能達(dá)到完全運(yùn)用外語完成某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的高度.

2 教材和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇

實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)，選擇合適的教材和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目是面臨的首要任務(wù).雙語教學(xué)的實(shí)施和效果要體現(xiàn)在一個(gè)個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，選擇哪些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，做到什么程度，都是值得探討的問題.

2.1 物理實(shí)驗(yàn)雙語教材

目前，國(guó)內(nèi)各高校的大學(xué)物理教材較為集中，但物理實(shí)驗(yàn)教材千差萬別，一般都是使用本學(xué)校編寫的實(shí)驗(yàn)教材，這主要是由于各高校，從綜合性高校到專業(yè)類高校，開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不盡相同.筆者目前有幾本國(guó)內(nèi)先期開展了雙語教學(xué)的資深教授編寫的教材[6～8]，編寫體系和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目彼此相去甚遠(yuǎn).與此對(duì)應(yīng)，國(guó)外的原版教材也是物理有主流教材，但實(shí)驗(yàn)教材很少[9]且實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目差別很大.選擇合適的教材對(duì)教師和學(xué)生都是個(gè)難題，同時(shí)也是機(jī)遇.先期教師可以先選擇幾本參考教材，把要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教案等教學(xué)資料準(zhǔn)備好，提前發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)課堂或公共信箱中.同時(shí)，把下周要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目告訴學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生也搜集教學(xué)資料充分預(yù)習(xí).在使用過程中逐漸形成適合自己的教材.

2.2 雙語實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇

普通工科物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋全面，以力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、近代物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，一般也有少數(shù)的熱學(xué)和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)，最后，還要有幾個(gè)綜合性或設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目.雙語教學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)以現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，有針對(duì)性地選擇信息量大、內(nèi)涵豐富、具有一定代表性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如通過基本測(cè)量實(shí)驗(yàn)可以了解游標(biāo)卡尺、千分尺、物理天平的使用方法，進(jìn)而計(jì)算規(guī)則圓柱體密度.雖然操作較為簡(jiǎn)單，但還涉及到數(shù)據(jù)處理、不確定度計(jì)算、直接測(cè)量和間接測(cè)量結(jié)果的正確表達(dá)等，知識(shí)點(diǎn)非常豐富.電表改裝、透鏡焦距測(cè)定等實(shí)驗(yàn)也是非常具有代表性的光學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，通過實(shí)驗(yàn)可以涉及到電路圖、光路圖、常用的電學(xué)元件、儀表、光學(xué)元件等.最后,還需要綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，具有一定的難度和考核性質(zhì).針對(duì)雙語教學(xué)環(huán)境，文獻(xiàn)[1,2,4]等提到可以營(yíng)造具有一定氛圍的專用雙語實(shí)驗(yàn)室，在其中張貼英語的實(shí)驗(yàn)管理制度、儀器使用說明等，這是一種理想的模式，如果條件具備可以試行.但早期還是需要共用普通實(shí)驗(yàn)室，如果要把十幾個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所涉及到的實(shí)驗(yàn)室都設(shè)計(jì)成具有雙語氛圍的實(shí)驗(yàn)室，將是一項(xiàng)艱巨的工作.

3 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模式和考核方式

確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，具體到每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如何實(shí)施教學(xué)，如何計(jì)算成績(jī)，最終如何考核就是進(jìn)一步要解決的問題.

3.1 單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的進(jìn)行模式

現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，一般先講解實(shí)驗(yàn)原理，然后再介紹儀器的使用方法，實(shí)驗(yàn)步驟，如何記錄和處理數(shù)據(jù)，書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求，整個(gè)講解過程持續(xù)要40 min到1 h左右.如果雙語教學(xué)也采取這樣的模式，時(shí)間將會(huì)非常緊張，可能原理還沒解釋完一半時(shí)間就過去了.這就要求充分作好預(yù)習(xí)，提前用英文書寫好原理部分，畫好數(shù)據(jù)表格.課堂講解則直接以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，即說明本次實(shí)驗(yàn)要做到什么，怎么做到，把原理穿插滲透到實(shí)驗(yàn)步驟中.還以基本測(cè)量實(shí)驗(yàn)為例，不需先講游標(biāo)卡尺、千分尺的讀數(shù)方法、數(shù)據(jù)記錄等，而應(yīng)直接設(shè)問，要知道這個(gè)規(guī)則圓柱體的密度，如何實(shí)現(xiàn)？這樣，還可以啟發(fā)學(xué)生思考，而不是被動(dòng)地聽講.既然測(cè)量密度需要知道質(zhì)量、體積，而體積又需要知道高度和截面積，進(jìn)而需要知道直徑，分別要用到天平、游標(biāo)卡尺和千分尺.然后，不妨先看天平如何使用，如何記錄和表達(dá)單次測(cè)量數(shù)據(jù).再分別看如何用游標(biāo)卡尺和千分尺測(cè)量高度和直徑，用到時(shí)再講解使用方法，并計(jì)算多次測(cè)量的平均值、不確定度、正確表達(dá)直接測(cè)量結(jié)果.最后，還要把這些直接測(cè)得的量代入密度計(jì)算公式，計(jì)算密度平均值，并運(yùn)用誤差傳遞公式計(jì)算不確定度，正確表達(dá)間接測(cè)量結(jié)果.這樣的進(jìn)行模式可以避免傳統(tǒng)的原理講解、儀器使用、實(shí)驗(yàn)步驟、最終數(shù)據(jù)處理等進(jìn)程中不必要的重復(fù)和不明確的任務(wù)，高效利用課堂時(shí)間.

3.2 實(shí)驗(yàn)考核方式

實(shí)驗(yàn)考核方式包括單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如何考核，總體實(shí)驗(yàn)成績(jī)?nèi)绾卧u(píng)定.單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要強(qiáng)調(diào)重視預(yù)習(xí)，真正提高實(shí)踐能力的是操作過程，但最后的成果表示載體還是實(shí)驗(yàn)報(bào)告.如果單個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目總分為10分， 2+3+5的比重是比較合適的.預(yù)習(xí)成績(jī)由預(yù)習(xí)報(bào)告評(píng)定，學(xué)生通過書寫預(yù)習(xí)報(bào)告，才能初步掌握基礎(chǔ)知識(shí)、所用儀器等，預(yù)習(xí)報(bào)告其實(shí)也是完整實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分.對(duì)于操作過程，原則上應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生積極、主動(dòng)，在成績(jī)上給以更高的比重，但一個(gè)班30多名學(xué)生，除了極少數(shù)突出的學(xué)生，教師沒有時(shí)間和精力對(duì)每個(gè)學(xué)生具體的操作成績(jī)準(zhǔn)確量化，而且如果操作成績(jī)偏高將不利于學(xué)生認(rèn)真處理數(shù)據(jù)，書寫剩余的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.

雙語實(shí)驗(yàn)課程的綜合成績(jī)由平時(shí)的單個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)和最終的綜合性實(shí)驗(yàn)成績(jī)加權(quán)計(jì)算.綜合性實(shí)驗(yàn)將減少講解，突出考核，占有更多的課時(shí)和成績(jī)比重.

3.3 教師主導(dǎo)和學(xué)生主體

物理實(shí)驗(yàn)的雙語教學(xué)將更加突出教師的主導(dǎo)作用，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體作用.所謂教師主導(dǎo)，就是要制定好教學(xué)大綱，選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并把每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的相關(guān)教學(xué)資料，包括制定的教案、講稿，參考書和網(wǎng)址等，發(fā)布在教學(xué)網(wǎng)站上，并列出其中常見的儀器、術(shù)語等生詞，使學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)至少有基本參考.課堂上，教師盡量營(yíng)造外語氛圍，要有能力、有準(zhǔn)備做到“沉浸式”，即完全使用外語進(jìn)行教學(xué)，但根據(jù)學(xué)生接受情況，可能選取“保持式”或者“過渡式”教學(xué).實(shí)驗(yàn)操作還是以學(xué)生為主體，不能說，在英語環(huán)境中難度增加就要依賴?yán)蠋熁蚱渌瑢W(xué).對(duì)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫，教師可以提出基本要求，如包括幾部分，至少寫多少等，但沒必要提出具體要求，如果要求過細(xì)，收到的將是千篇一律的實(shí)驗(yàn)報(bào)告.應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生從不同渠道學(xué)習(xí)，最好在教師提供資料以外有所尋找和發(fā)現(xiàn)，這對(duì)教師也會(huì)有所促進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng).

4 結(jié)束語

物理實(shí)驗(yàn)雙語教學(xué)沒有固定的教材和教學(xué)模式可循，這對(duì)教師和學(xué)生既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇.將推動(dòng)教師和學(xué)生投入更多的時(shí)間和精力，積極準(zhǔn)備和投入，尋找一套適合本校實(shí)際的教學(xué)模式，在此過程中不斷提高實(shí)踐能力和外語水平.

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