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摘要:文章从办学和教学两个方面对中美一流大学物理教育理念进行了比较研究。通过对办学目标、发展思路、教学手段、课程设置、教材选择等方面的探讨,揭示了中美两国一流大学在物理教育理念上的差异。美国高校较注重个人价值的实现,将“人本主义”的精神渗透到教育理念的各个层面,从而培养出一批具有很高学术素养的物理学大师;我国高校则较注重个人对于社会的贡献,较多地着眼于社会发展,在为国家经济腾飞与科技进步输送优质人才的过程中,或多或少地忽略了对学生人文主义精神的熏陶与培养。
关键词:中美;一流大学;物理教育;教育理念
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”,已故著名科学家钱学森的这一问,使所有关心我国教育,尤其是我国高等教育现状的有志之士陷入沉思。我们的大学究竟缺什么?是什么扼杀了我国学生的创造性与批判精神?我们的大学教育应走向何方?无独有偶,哈佛大学前校长德雷克·博克(Derek Bok)在他的新书《回归大学之道》的前言中对美国高等教育现状也做了相当苛刻的评价:“虽然大多数学生在很多重要的方面都有所收获,但是在写作、批判性思维、数理和道德推理等方面的能力还远未达到期望的水平”[1]。由此可见,无论是在教育发达的美国,还是在尚处于转型期的中国,高等教育的效能、学生的创造性与批判精神的培养始终都是教育工作者关注的中心议题。物理学作为自然科学中的基础学科,一直以来都被认为是需要创造性思维、批判性精神以及高度专业知识的研究领域。中美一流大学在物理教育水平方面的差异源于物理教育理念的不同。对中美一流大学物理教育理念的比较研究,有助于我们深入地认识两国物理教育水平差异的形成原因,找到一条适合我国国情的大学物理教育教学改革之路。
一、中美一流大学物理专业办学理念的比较
高校物理专业承担着极其特殊和重要的社会职能。也正是因为这样的社会职能,使其区别于一般院系,成为决定国家发展、生产力进步、国民成长重要因素。并且,高校作为科技与人文创新的前沿阵地,必须拥有高度创造性与灵活性。此外,高校作为社会经济链条中的一环,必须重视其社会服务作用的发挥,以形成稳定的融资渠道与资金筹募方式。因此,高校物理专业的办学理念须适应其所处社会的整体环境,成为指导高校立足与发展的风向标。高校物理专业的办学理念要反映社会生态的现状,并与社会发展潮流相适应。物理学科作为推动社会进步、拓展人类认知的基础自然学科,始终是一流理工或综合类大学建设的重中之重。比较和研究物理学科的办学理念,能帮助我们从一个方面认识中美一流大学物理教育理念之差异。
同所有其他基础学科一样,物理学研究具有两重性:一是在理论层面对于物理学知识体系的构建与完善,主要包括理论推演、计算模拟、实验检验等环节;二是在技术层面对于已掌握的物理规律的挖掘与应用,主要包括与物理有关的专利设计、仪器制造、工业生产等,其涉及的社会领域也相当广泛,比如航空、航天、医学、电气、工程、计算机等。前者称为物理教育的学术目的,后者称为物理教育的社会目的。因此,高校的物理教育办学理念必须反映其对于物理教育的两重内涵的理解,充分明确其物理学教育所属的类型。
(一)美国高校强调学术目的与社会目的的区分与协调;我国高校多强调物理教育的社会目的
美国高校对于物理教育的学术目的与社会目的的区分主要通过院系设置体现,即根据物理人才的培养目标设置不同的院系。例如,美国高校的学术型物理研究机构大都归于文理学院(school of art and science)下辖的物理系(department of physics),而与工业工程应用相关的物理专业大都属于工程和应用科学学院(school of engineering and applied science)[2]。某些高校还为物理学中较为独立、研究手段较为特殊的具体方向,如天文学和宇宙学(astronomy and cosmology)、光学和应用光学(optics and applied optics)等专业专门设立单独的系,以方便专门性教育资源的调拨与分配。如此设置使美国高校的物理教育呈现专门化、目标化的整体态势:物理教育的学术目的主要由隶属文理学院的物理学基础研究实现,物理教育的社会目的则主要依赖工程与应用科学学院下的应用型物理学科实现。
在学术目的方面,美国高校凭借其悠久历史中积淀的学术文化与学术传统,成为近代物理学术思潮与基础理论革命的主要发源地,并逐步形成以“穷物究理”“探寻自然” “寻求学术之美”等为核心内容的学术价值观,进而将这样的观点充分体现于理论物理系的办学理念之中。
在社会目的方面,美国凭借其在现代工业体系中的核心地位,大力推行“威斯康辛思想”(Wisconsin Idea)①,强调物理研究与工程技术进步的关系,即在为工业技术发展提供支持的同时,也为物理学科自身的发展获取尽可能多的资源。另外,美国高校的“产学研”模式,将应用学科、工程学科与生产力发展紧密融合,形成了完整的人才筛选、培养、输送链条,进而发挥出巨大的社会效能[3]。例如,普林斯顿的校训中明确提出的是“为国家服务、为世界服务”的社会目的。但普林斯顿大学却是物理学界公认的“学术圣地”,汇集了全世界最聪明的物理人才,为现代物理学基础理论的发展作出了卓越贡献——毋庸置疑,普林斯顿大学在实现学术目的这一方面所展现的能力和获得的成就无与伦比。这看似说一套做一套,其实两者并不矛盾,为社会服务并不妨碍其学术目的的实现:对学术目的追求促成的理论创新是工业技术成熟的前提,而工业技术的成熟直接促进社会生产力的进步;反之,社会目的充分实现能够直接提升学校在社会中的影响力,进而为学术目的的实现提供足够的软硬件实力支持。在这样的良性循环下,美国大学基本实现了学术目的与社会目的协调发展的办学目标。
我国高校物理教育则常常为“学术本位”和“社会本位”的选择所困扰,未能形成清晰的办学理念,甚至产生自相矛盾的局面:一方面,一些应用型大学、专业型院校在“大学升格”的浪潮下过分追求学校的“综合化”和“学术化”;另一方面,却囿于学术型物理教育较低的投入产出比而偏重以就业为目的的工程技术培养。其结果就是相当一部分大学在办学理念上模棱两可、趋于同质,缺乏鲜明的主张,成了“四不像”。令人欣慰的是,目前有越来越多的高校开始对当前我国转型中的社会经济结构与尚待发展的工业技术水平形成清楚的认识,这使得在这场关于物理教育的学术取向与社会取向的博弈中,众多高校选择了后者作为办学的基本出发点,明晰了自己的办学理念,即大力倡导大学以服务社会为目的(这也是我国大学的4大功能之一),在弥补我国生产力迅速增长带来的人才缺口的同时,为社会的平稳发展奠定坚实的人才基础。这些大学已逐渐形成了以工程、电信、软件、生物、医学等为重点领域的物理技术人才培养体系,促进了物理教育的社会目的的实现。但从物理教育的学术目的来看,可以预料的是:由于教育资源总量仍然有限,以理论物理为代表的学术型专业因无法在短期内实现社会效益,难以得到有效的关注与投入,学术目的难以达成。因此,高校物理教育很难形成自己独特的学术核心内容和学术价值观;难以实现物理教育专门化与目标化的整体融合;在物理教育目标的制订中,也就只能凸显单一的社会目的而忽略学术目的。 (二)美国高校多强调物理教育的“以精求质”;我国高校多强调专业门类的“以全求强”
美国一流大学的物理教育长久以来秉承“质量式”教育理念,主要表现形式为研究型大学的“精英化”与应用型大学的“尖端化”。全美顶尖研究型大学,诸如加州理工学院、斯坦福大学等,其学校及物理专业的规模都比较小。规模小的好处是显而易见的:以加州理工学院为例,迄今为止学校只培养了两万余名学生,但其中有27名获得诺贝尔奖,即平均每1000位毕业的学生中便有1位诺贝尔奖得主。目前,加州理工学院有2100多名学生,其中隶属于数理学院(Division of Physics,Mathematics
关键词:中美;一流大学;物理教育;教育理念
“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才?”,已故著名科学家钱学森的这一问,使所有关心我国教育,尤其是我国高等教育现状的有志之士陷入沉思。我们的大学究竟缺什么?是什么扼杀了我国学生的创造性与批判精神?我们的大学教育应走向何方?无独有偶,哈佛大学前校长德雷克·博克(Derek Bok)在他的新书《回归大学之道》的前言中对美国高等教育现状也做了相当苛刻的评价:“虽然大多数学生在很多重要的方面都有所收获,但是在写作、批判性思维、数理和道德推理等方面的能力还远未达到期望的水平”[1]。由此可见,无论是在教育发达的美国,还是在尚处于转型期的中国,高等教育的效能、学生的创造性与批判精神的培养始终都是教育工作者关注的中心议题。物理学作为自然科学中的基础学科,一直以来都被认为是需要创造性思维、批判性精神以及高度专业知识的研究领域。中美一流大学在物理教育水平方面的差异源于物理教育理念的不同。对中美一流大学物理教育理念的比较研究,有助于我们深入地认识两国物理教育水平差异的形成原因,找到一条适合我国国情的大学物理教育教学改革之路。
一、中美一流大学物理专业办学理念的比较
高校物理专业承担着极其特殊和重要的社会职能。也正是因为这样的社会职能,使其区别于一般院系,成为决定国家发展、生产力进步、国民成长重要因素。并且,高校作为科技与人文创新的前沿阵地,必须拥有高度创造性与灵活性。此外,高校作为社会经济链条中的一环,必须重视其社会服务作用的发挥,以形成稳定的融资渠道与资金筹募方式。因此,高校物理专业的办学理念须适应其所处社会的整体环境,成为指导高校立足与发展的风向标。高校物理专业的办学理念要反映社会生态的现状,并与社会发展潮流相适应。物理学科作为推动社会进步、拓展人类认知的基础自然学科,始终是一流理工或综合类大学建设的重中之重。比较和研究物理学科的办学理念,能帮助我们从一个方面认识中美一流大学物理教育理念之差异。
同所有其他基础学科一样,物理学研究具有两重性:一是在理论层面对于物理学知识体系的构建与完善,主要包括理论推演、计算模拟、实验检验等环节;二是在技术层面对于已掌握的物理规律的挖掘与应用,主要包括与物理有关的专利设计、仪器制造、工业生产等,其涉及的社会领域也相当广泛,比如航空、航天、医学、电气、工程、计算机等。前者称为物理教育的学术目的,后者称为物理教育的社会目的。因此,高校的物理教育办学理念必须反映其对于物理教育的两重内涵的理解,充分明确其物理学教育所属的类型。
(一)美国高校强调学术目的与社会目的的区分与协调;我国高校多强调物理教育的社会目的
美国高校对于物理教育的学术目的与社会目的的区分主要通过院系设置体现,即根据物理人才的培养目标设置不同的院系。例如,美国高校的学术型物理研究机构大都归于文理学院(school of art and science)下辖的物理系(department of physics),而与工业工程应用相关的物理专业大都属于工程和应用科学学院(school of engineering and applied science)[2]。某些高校还为物理学中较为独立、研究手段较为特殊的具体方向,如天文学和宇宙学(astronomy and cosmology)、光学和应用光学(optics and applied optics)等专业专门设立单独的系,以方便专门性教育资源的调拨与分配。如此设置使美国高校的物理教育呈现专门化、目标化的整体态势:物理教育的学术目的主要由隶属文理学院的物理学基础研究实现,物理教育的社会目的则主要依赖工程与应用科学学院下的应用型物理学科实现。
在学术目的方面,美国高校凭借其悠久历史中积淀的学术文化与学术传统,成为近代物理学术思潮与基础理论革命的主要发源地,并逐步形成以“穷物究理”“探寻自然” “寻求学术之美”等为核心内容的学术价值观,进而将这样的观点充分体现于理论物理系的办学理念之中。
在社会目的方面,美国凭借其在现代工业体系中的核心地位,大力推行“威斯康辛思想”(Wisconsin Idea)①,强调物理研究与工程技术进步的关系,即在为工业技术发展提供支持的同时,也为物理学科自身的发展获取尽可能多的资源。另外,美国高校的“产学研”模式,将应用学科、工程学科与生产力发展紧密融合,形成了完整的人才筛选、培养、输送链条,进而发挥出巨大的社会效能[3]。例如,普林斯顿的校训中明确提出的是“为国家服务、为世界服务”的社会目的。但普林斯顿大学却是物理学界公认的“学术圣地”,汇集了全世界最聪明的物理人才,为现代物理学基础理论的发展作出了卓越贡献——毋庸置疑,普林斯顿大学在实现学术目的这一方面所展现的能力和获得的成就无与伦比。这看似说一套做一套,其实两者并不矛盾,为社会服务并不妨碍其学术目的的实现:对学术目的追求促成的理论创新是工业技术成熟的前提,而工业技术的成熟直接促进社会生产力的进步;反之,社会目的充分实现能够直接提升学校在社会中的影响力,进而为学术目的的实现提供足够的软硬件实力支持。在这样的良性循环下,美国大学基本实现了学术目的与社会目的协调发展的办学目标。
我国高校物理教育则常常为“学术本位”和“社会本位”的选择所困扰,未能形成清晰的办学理念,甚至产生自相矛盾的局面:一方面,一些应用型大学、专业型院校在“大学升格”的浪潮下过分追求学校的“综合化”和“学术化”;另一方面,却囿于学术型物理教育较低的投入产出比而偏重以就业为目的的工程技术培养。其结果就是相当一部分大学在办学理念上模棱两可、趋于同质,缺乏鲜明的主张,成了“四不像”。令人欣慰的是,目前有越来越多的高校开始对当前我国转型中的社会经济结构与尚待发展的工业技术水平形成清楚的认识,这使得在这场关于物理教育的学术取向与社会取向的博弈中,众多高校选择了后者作为办学的基本出发点,明晰了自己的办学理念,即大力倡导大学以服务社会为目的(这也是我国大学的4大功能之一),在弥补我国生产力迅速增长带来的人才缺口的同时,为社会的平稳发展奠定坚实的人才基础。这些大学已逐渐形成了以工程、电信、软件、生物、医学等为重点领域的物理技术人才培养体系,促进了物理教育的社会目的的实现。但从物理教育的学术目的来看,可以预料的是:由于教育资源总量仍然有限,以理论物理为代表的学术型专业因无法在短期内实现社会效益,难以得到有效的关注与投入,学术目的难以达成。因此,高校物理教育很难形成自己独特的学术核心内容和学术价值观;难以实现物理教育专门化与目标化的整体融合;在物理教育目标的制订中,也就只能凸显单一的社会目的而忽略学术目的。 (二)美国高校多强调物理教育的“以精求质”;我国高校多强调专业门类的“以全求强”
美国一流大学的物理教育长久以来秉承“质量式”教育理念,主要表现形式为研究型大学的“精英化”与应用型大学的“尖端化”。全美顶尖研究型大学,诸如加州理工学院、斯坦福大学等,其学校及物理专业的规模都比较小。规模小的好处是显而易见的:以加州理工学院为例,迄今为止学校只培养了两万余名学生,但其中有27名获得诺贝尔奖,即平均每1000位毕业的学生中便有1位诺贝尔奖得主。目前,加州理工学院有2100多名学生,其中隶属于数理学院(Division of Physics,Mathematics