中美高校物理本科教育模式的比較與分析

姜寒玉 何 軍 黃虹霞 平加倫 郭立波

(南京師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210046)

當(dāng)前,我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速增長(zhǎng)轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段,高等教育在這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中責(zé)任在肩。多層次的立體式、融合性創(chuàng)新是高等教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。“大學(xué)之道,在明明德,在親民,在止于至善?！惫磐駚?lái),我國(guó)都有著自己特有的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),“人才培養(yǎng)體系必須立足于培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題來(lái)建設(shè),可以借鑒國(guó)外有益做法,但必須扎根中國(guó)大地辦大學(xué)”?！拌従?起于三寸之坎,以就萬(wàn)仞之深”,建設(shè)高水平的人才培養(yǎng)體系,是提高人才培養(yǎng)能力的具體化,涉及學(xué)科體系、教學(xué)體系、管理體系等多方面的內(nèi)容。

因此,在建設(shè)中國(guó)特色世界一流大學(xué)的道路上,我國(guó)高水平大學(xué)應(yīng)在充分借鑒西方著名大學(xué)先進(jìn)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,與中國(guó)實(shí)際相結(jié)合,創(chuàng)新發(fā)展模式,探索高等教育發(fā)展和人才培養(yǎng)規(guī)律,構(gòu)建我國(guó)大學(xué)獨(dú)特的辦學(xué)理念和教育思想體系[1]。物理學(xué)是諸多學(xué)科與技術(shù)發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ),是全球技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力[2],是絕大多數(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃中的必修課。物理學(xué)研究的深度和廣度反映了各高校的科研實(shí)力和潛力。基于此,本文選取了6 所大學(xué)——麻省理工學(xué)院(MIT)、清華大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校(UC Berkeley)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)和耶魯大學(xué)(Yale),分別從物理專業(yè)本科教學(xué)理念、體制特點(diǎn)、專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、教師職稱結(jié)構(gòu)和師生比等多方面進(jìn)行比較分析[3-11],以期引發(fā)我國(guó)高校物理本科教育模式的思考,也為構(gòu)建我國(guó)大學(xué)獨(dú)特的辦學(xué)理念和教育思想體系,建設(shè)中國(guó)特色的世界一流大學(xué)提供有價(jià)值的參考信息。

1 教學(xué)理念與體制特點(diǎn)的比較與分析

歷史積淀影響著國(guó)內(nèi)外各大學(xué)的教學(xué)理念和體制。本文通過(guò)Yale、MIT 和UC Berkeley物理系網(wǎng)頁(yè),收集整理相關(guān)數(shù)據(jù)及資料列入圖1[3,6,8]。3所美國(guó)大學(xué)均具備優(yōu)秀的師資,先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備,最重要的是具有啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力、競(jìng)爭(zhēng)力的學(xué)術(shù)氛圍以及上百年沉淀的教育理念。如Yale始終堅(jiān)守獨(dú)特的教育理念,忠于教育,唯真理至上。在MIT 物理教育開(kāi)始之初,就確立了理論與實(shí)踐相結(jié)合的理念。學(xué)院創(chuàng)始人William Barton Rogers說(shuō)道:“理想的物理學(xué)院應(yīng)該努力通過(guò)數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)證明,對(duì)物理學(xué)的幾個(gè)分支的基本原理進(jìn)行全面的了解;然后更嚴(yán)格地進(jìn)行在這些主要真理的指導(dǎo)下,盡可能地進(jìn)行實(shí)際指導(dǎo)?！边@一理念也體現(xiàn)在MIT 的校訓(xùn)“學(xué)會(huì)動(dòng)腦,又學(xué)會(huì)動(dòng)手”。

教學(xué)理念指導(dǎo)了體制的制定和運(yùn)轉(zhuǎn),教學(xué)體制反映了核心的教學(xué)理念。如圖1 所示,Yale、MIT 和UC Berkeley不同的教學(xué)理念使得物理專業(yè)教學(xué)體制各具特色。Yale教師具有不同的學(xué)術(shù)背景和寬廣的知識(shí)面,并且與所授課程之間高度交叉,不僅為學(xué)生創(chuàng)造了活躍的學(xué)術(shù)氛圍,也成為教師物理教育及學(xué)術(shù)研究的動(dòng)力之源,Yale本科生經(jīng)常以同事的身份與教師互動(dòng)。MIT 物理系的體制以“平等尊重”作為基本規(guī)范,這一基本的道德規(guī)范使得其成為啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力、競(jìng)爭(zhēng)力,培養(yǎng)高、精、尖人才的搖籃。MIT 非常注重導(dǎo)師在本科生學(xué)習(xí)科研中貫穿全程的個(gè)性化指導(dǎo),并設(shè)置了本科生科研活動(dòng)組織機(jī)構(gòu)——UROP(Undergraduate Research Opportunities Program)辦公室。UC Berkeley設(shè)置的“本科生科研及獎(jiǎng)助辦公室(Office of Undergraduate Research and Scholarships,OURS)”等[8,12],主要負(fù)責(zé)本科生科研項(xiàng)目信息的收集與發(fā)布、組織申報(bào)、經(jīng)費(fèi)管理等工作,體現(xiàn)了其全方位發(fā)展的精細(xì)管理,也是物理專業(yè)在未來(lái)10年保持與私立大學(xué)競(jìng)爭(zhēng)力的保證。

圖1 中美大學(xué)物理專業(yè)核心教學(xué)理念和體制特點(diǎn)

作為我國(guó)高等教育隊(duì)伍的領(lǐng)頭羊,3 所國(guó)內(nèi)大學(xué)教學(xué)理念以學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣作為培養(yǎng)基礎(chǔ),始終重視物理基礎(chǔ)知識(shí)的寬厚(圖1)。北京大學(xué)與UC Berkeley都采用了科學(xué)完整的精細(xì)管理,多層次的人才培養(yǎng)體系。復(fù)旦大學(xué)與Yale的體制特點(diǎn)較為一致,強(qiáng)調(diào)學(xué)生突出的理論基礎(chǔ)和良好的綜合素養(yǎng),鼓勵(lì)本科生與教師及研究生進(jìn)行深入交流和互動(dòng),這一特點(diǎn)也體現(xiàn)在全面的課程設(shè)置上[9-11]。清華大學(xué)的教學(xué)體制與MIT 頗為相似,都體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)業(yè)發(fā)展意愿的充分尊重,著力提升基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量,因材施教的方式培養(yǎng)了更多具有優(yōu)秀科研能力的學(xué)生。按照學(xué)界對(duì)高等教育發(fā)展歷史的主要研究觀點(diǎn),1898年京師大學(xué)堂(北京大學(xué))的成立是我國(guó)近代高等教育的開(kāi)端,我們要用歷史唯物主義和辯證唯物主義的方法論來(lái)正確分析、認(rèn)識(shí)中國(guó)高等教育發(fā)展歷史相對(duì)較短的特性,取長(zhǎng)補(bǔ)短,才能更好的思考我國(guó)高等教育發(fā)展應(yīng)采取的方略[1]。在保持我們優(yōu)良傳統(tǒng)的基礎(chǔ)上,合理借鑒世界一流高校的教育優(yōu)勢(shì),才能探索出符合我國(guó)現(xiàn)階段科技文化發(fā)展國(guó)情的教學(xué)理念,并進(jìn)一步提升我國(guó)研究型大學(xué)所注重的探索精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng),為國(guó)家發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。

2 課程設(shè)置的比較與分析

因各高校課程學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的學(xué)分設(shè)置方式不統(tǒng)一,我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)采用統(tǒng)一的學(xué)分分類方式,同時(shí)本文側(cè)重對(duì)各種課程類別所占總學(xué)分的比例進(jìn)行比較分析。由表1、表2 可知,Yale物理課程的真正優(yōu)勢(shì)在于整個(gè)大學(xué)豐富的學(xué)術(shù)和課外課程,占總學(xué)分的55.5%。MIT 注重“通才”培養(yǎng),人文科學(xué)等通識(shí)課程占總學(xué)分的47.5%,UC Berkeley的學(xué)校必修課程和初級(jí)課程共75 單元(學(xué)分),約占62.5%。國(guó)內(nèi)的3所高校也同樣重視學(xué)生扎實(shí)的基礎(chǔ)和人文素養(yǎng),其公共基礎(chǔ)、人文科學(xué)等課程清華大學(xué)占總學(xué)分的37.6%,北京大學(xué)占31.1%,復(fù)旦大學(xué)占40.6%。在MIT、清華大學(xué)和UC Berkeley中,MIT 的通識(shí)課程所占比例最高,為42.5%,Yale、北京大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)均在30%以上?？梢?jiàn)中美高校對(duì)培養(yǎng)物理專業(yè)人才的人文素質(zhì)與科學(xué)素養(yǎng)的統(tǒng)一性。此外,學(xué)生科研能力的培養(yǎng)也體現(xiàn)在課程設(shè)置中,如UC Berkeley的本科課程目錄中設(shè)置了5 門特別研究課程,學(xué)生完成這些課程總共可取得16 學(xué)分,以滿足畢業(yè)要求,占總學(xué)分約13.3%[13]。清華大學(xué)本科生科研訓(xùn)練活動(dòng)占總學(xué)分約11.8%。

表1 Yale、MIT和UC Berkeley物理系本科生課程設(shè)置分析表

表2 清華大學(xué)、北京大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)物理系本科生課程設(shè)置分析表

3 教師職稱結(jié)構(gòu)與師生比的比較與分析

對(duì)中美6所大學(xué)的教師職稱結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理如圖2、圖3所示,美國(guó)3所高校的教師人數(shù)少于國(guó)內(nèi)高校,其中教授職稱占比約60%,副教授及講師(Assistant Professor和Lecturer均歸為講師人數(shù))比例較低,UC Berkeley教授49人,占比最高達(dá)71%,Yale和MIT 分別為40人和58人,占比為57.1%和64.4%。Yale高級(jí)職稱比例最高達(dá)95.3%。Yale、MIT、UC Berkeley的職稱比例(教授:副教授:講師)分別約4∶2∶1、4∶1∶1、5∶1∶1。我國(guó)3所高校教師人數(shù)較多,其中教授職稱占比約為55%左右。清華、北大和復(fù)旦大學(xué)教授人數(shù)分別為47、114人和68人,占比分別為52.2%、55.3%和57.6%,職稱比例分別為6∶4∶1、19∶14∶1、11∶3∶1。國(guó)外大學(xué)物理系學(xué)生人數(shù)顯著少于國(guó)內(nèi)大學(xué),其中Yale最少僅133 人,北京大學(xué)物理系學(xué)生人數(shù)最多為800人,但同時(shí)也具有最多的教師人數(shù),從師生比來(lái)看,Yale師生比最高約為1∶2,MIT 為1∶3,UC Berkeley與清華大學(xué)接近為1∶5,北京大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)都為1∶4。以上數(shù)據(jù)根據(jù)各校網(wǎng)站教師隊(duì)伍統(tǒng)計(jì)得出。

圖2 6所高校的職稱比例分布

4 結(jié)語(yǔ)

中美兩國(guó)的高等教育因其歷史沿革、社會(huì)體制及發(fā)展軌跡的不同,形成了各自的鮮明特征。我國(guó)高等教育更側(cè)重學(xué)生知識(shí)的積累繼承和知識(shí)體系的構(gòu)建,教師在課堂上較少提供學(xué)生創(chuàng)新思維空間。美國(guó)高校在教學(xué)中更加關(guān)注學(xué)生對(duì)知識(shí)的拓展和創(chuàng)造。因此基于創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)目標(biāo),在教學(xué)過(guò)程中我們應(yīng)開(kāi)放融通心態(tài),保留傳統(tǒng)教學(xué)的長(zhǎng)處,借鑒歐美現(xiàn)代教育理念,發(fā)展我國(guó)高等學(xué)校的物理教育。

圖3 6所高校各級(jí)職稱人數(shù)及學(xué)生人數(shù)比較

現(xiàn)代大學(xué)生“核心學(xué)習(xí)成果”框架是美國(guó)學(xué)院與大學(xué)聯(lián)合會(huì)(Association of American Colleges &Universities,AAC&U)構(gòu)建的重要框架,為本科生核心能力發(fā)展提供了思路,并將其所含能力作為卓越人才的必備素質(zhì)。該框架涉及科學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作、人文、藝術(shù)和社會(huì)科學(xué)等一系列知識(shí)和技能領(lǐng)域,包括發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題能力、批判性和創(chuàng)造性思維、寫作與表達(dá)能力、終生學(xué)習(xí)能力等[14]。Yale、MIT、UC Berkeley物理系的本科生課程設(shè)置體現(xiàn)了這一培養(yǎng)目標(biāo),如在MIT,“越少是越多”指導(dǎo)著本科生課程的設(shè)置,給予學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)以幫助他們進(jìn)行終身的自我教育[15]。3所國(guó)內(nèi)高校物理系“核心學(xué)習(xí)成果”領(lǐng)域課程設(shè)置占比約在30%～40%,其課程計(jì)劃注重學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的合理性,設(shè)置了層次分明的模塊化課程體系,北京大學(xué)采取的課程滾動(dòng)開(kāi)設(shè),為學(xué)生提供了自主選擇、靈活安排的空間。

過(guò)去我國(guó)高校在教學(xué)管理體制中還存在管理模式行政化、制定主體單一化、管理程序欠規(guī)范等問(wèn)題,降低了高校專業(yè)課程設(shè)置的科學(xué)性[16]。在物理學(xué)科專業(yè)課程設(shè)置中借鑒國(guó)外高校本科生的管理經(jīng)驗(yàn)和管理體制,進(jìn)一步完善我國(guó)教學(xué)計(jì)劃的管理主體、管理程序和評(píng)價(jià)手段。如加州大學(xué)伯克利分校專門創(chuàng)立《伯克利本科生期刊》、《伯克利科學(xué)》等十余種期刊用于發(fā)表本科生科研成果,且每年為學(xué)生論文發(fā)表提供15000美元的版面費(fèi)支持[17]。

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育發(fā)展與規(guī)劃綱要(2010—2020)》明確指出建設(shè)高素質(zhì)教師隊(duì)伍。高校師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)合理與否是衡量師資隊(duì)伍建設(shè)的重要標(biāo)志。合理的職稱結(jié)構(gòu)能夠有效促進(jìn)院校改革,提高教學(xué)和科研質(zhì)量。高校教師職稱結(jié)構(gòu)與經(jīng)濟(jì)環(huán)境、教育環(huán)境和自身情況相關(guān)。由于我國(guó)高等教育的快速發(fā)展,使得高校教師的職稱結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化,其中高級(jí)職稱比例不斷擴(kuò)大,這也是各類高校為尋求自身發(fā)展,提高自身競(jìng)爭(zhēng)力,適應(yīng)高等教育發(fā)展的需求。我國(guó)一流高校物理專業(yè)的職稱結(jié)構(gòu)普遍呈倒金字塔形,即教授人數(shù)高于副教授和講師人數(shù),究其原因,一流高校在我國(guó)物理學(xué)發(fā)展中既是教育中心,也是科研中心,既需要培養(yǎng)大量具有綜合科研素養(yǎng)的優(yōu)秀人才,同時(shí)也承擔(dān)了重大課題的科學(xué)研究。研究發(fā)現(xiàn),近年來(lái)我國(guó)高校高級(jí)職稱保持了一定比例的持續(xù)增加,這也是高等教育強(qiáng)國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)[18]。美國(guó)高校物理專業(yè)規(guī)模普遍較小,學(xué)生人數(shù)較少,強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課堂中的主體地位,盡可能地開(kāi)展個(gè)性化教學(xué),采用“小而精”的培養(yǎng)特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)“以精求質(zhì)”。我國(guó)部分高校受限于學(xué)生人數(shù)較多,仍以“一對(duì)多”傳統(tǒng)模式開(kāi)展教學(xué)。然而目前我國(guó)一流大學(xué)也積極開(kāi)展小班教學(xué),隨著教學(xué)投入的增加,這一模式將會(huì)逐步推廣。高校師生比從一個(gè)方面反映了高校的經(jīng)濟(jì)投資和效益,合理的師生比決定教師有更多的精力照顧學(xué)生,增加教師與學(xué)生的交流時(shí)間,進(jìn)而影響教學(xué)質(zhì)量。達(dá)到合理的師生比有待于教育的投入和積累,更需要高校教師把更多的精力投入到“立德樹人”中來(lái)。

綜上所述,中美高校物理本科教育在教學(xué)理念、體制、課程設(shè)置及教師職稱結(jié)構(gòu)等方面均存在一定差異,這與兩國(guó)不同的文化背景密切相關(guān),不能片面地認(rèn)同某一種教育形式,而應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短、循序漸進(jìn),在物理學(xué)高等教育的道路上不斷摸索適合我國(guó)國(guó)情和科技背景的教育方式,最終建設(shè)具有中國(guó)特色世界一流大學(xué)。