国外物理教育研究方向
学科教学(物理) 研究方向
学科教学(物理) 研究方向
1. 物理学教学方法研究：研究如何有效地传授物理学知识，激发学生的学习兴趣和动力。包括使用现代科技手段进行教学、利用实验教学等。
2. 物理学教材研究：研究如何编写优质的物理学教材，使其内容准确、易懂、有趣，并与学生的学习需求和能力相匹配。
3. 学科知识结构研究：研究物理学知识的结构和层次，探索其内在逻辑和联系，帮助学生更好地理解和运用物理学知识。
4. 学习困难与解决策略研究：研究学生在学习物理学过程中可能遇到的困难和障碍，提供相应的解决策略和辅导方法，帮助学生克服困难，提高学习效果。
5. 教学评价与反馈研究：研究如何科学地评价学生在物理学学习中的表现，为教师提供准确的反馈信息，帮助他们调整教学策略，提高教学效果。
6. 实验教学研究：研究如何有效地组织和设计物理学实验教学，培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
7. 素质教育与物理学教学研究：研究如何将素质教育理念融入物理学教学，培养学生的创新能力、合作精神和社会责任感。
8. 教育技术与物理学教学研究：研究如何利用教育技术手段提升物
理学教学效果，如虚拟实验、在线学习平台等。
9. 教师专业发展与物理学教学研究：研究如何提升物理学教师的专业素养和教学能力，促进其持续发展和成长。
10. 跨学科教学与物理学教学研究：研究如何将物理学与其他学科进行有机结合，促进学科之间的交叉融合，提高学生的综合素养。
中美联合招考物理学研究生计划
中美联合招考物理学研究生计划
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
随着中美两国在科技领域的日益合作与交流，中美联合招考物理学研究生计划得以诞生。这一计划旨在为有志于物理学研究的学子提供一个跨国学术交流的平台，促进两国物理学领域的合作与发展，同时为学生提供更广阔的发展空间和资源支持。本文将探讨中美联合招考物理学研究生计划的意义、特点及发展前景。
中美联合招考物理学研究生计划的意义
中美两国在科技领域的合作已成为世界瞩目的焦点，而物理学作为基础科学的重要学科，在推动科技创新和社会发展方面具有举足轻重的地位。中美联合招考物理学研究生计划的意义不言而喻。通过该计划，有助于促进中美两国在物理学领域的学术交流与合作，推动两国物理学研究水平的共同提升。该计划为有志于物理学研究的学生提供了更多深造的机会，能够获得来自两国一流学府的教育资源与学术指导，有助于拓宽学生的学术视野和提升研究水平。通过中美联合招考物理学研究生计划，可以更好地整合两国物理学研究的优势资源，促进科研成果的互通互鉴，为全球物理学领域注入新的发展动力。
中美联合招考物理学研究生计划的特点
中美联合招考物理学研究生计划具有许多独特的特点。该计划突破了传统的国际学术交流模式，提供了更为便利和全面的学术交流机会。学生可以
通过该计划在两国一流的学府中学习和交流，获得双方教育资源的双重滋养。该计划将为学生提供更为广阔的工作与研究机会。在中美两国的物理学研究领域，学生将有更多的选择和机会，为自己的学术生涯选择更适合的发展方向。该计划将提供更为丰富的学术资源支持。学生可以通过该计划获得两国一流学术导师的指导，同时也可以利用两国丰富的科研资源，开展更为深入的学术研究。
高中物理课堂渗透STSE教育的实践探究
高中物理课堂渗透STSE教育的实践探究
1. 引言
1.1 研究背景
随着社会的不断发展和科技的飞速进步，科学技术与社会环境之间的关系变得日益密切。传统的物理教学往往侧重于理论知识和实验技能的传授，忽视了科学技术与社会、环境之间的互动关系。而STSE 教育则强调科学技术与社会环境之间的相互影响，培养学生的社会责任感和环境意识，促进学生全面发展。
然而，在高中物理课堂中，STSE教育的渗透并不普遍。老师往往面临课程内容繁杂、时间紧迫的困境，难以将STSE教育理念融入教学实践中。因此，有必要开展对高中物理课堂中STSE教育的实践探究，探讨如何有效地将STSE教育理念运用到教学实践中，提升学生的科学素养和社会责任感。
在这样的背景下，本研究旨在通过深入分析STSE教育理论，探究高中物理课堂中STSE教育的实践方式，并结合实践案例进行分析，从而探讨教学策略，评价实践效果，并展望STSE教育在高中物理课堂中的重要性及未来研究方向。
1.2 研究目的
研究目的是探讨高中物理课堂中渗透STSE教育的实践方式，通过理论分析和实践案例研究，深入探讨如何有效地将STSE教育融入物理
教学中。具体目的包括：1. 研究STSE教育的概念和理论框架，探讨其在教育实践中的理论支撑和价值；2. 调查高中物理教师对STSE教育的认识和态度，了解目前教师在将STSE教育融入课堂教学中的挑战和困难；3. 基于实践案例分析，总结成功的STSE教育实践经验，为其他教师提供可借鉴的教学策略和方法；4. 推动高中物理课堂教学向更加注重学生参与和社会实践、探索能力培养的方向转变，促进学生的综合素质发展。通过本研究的探讨和实践，旨在提高高中物理课堂的教学质量和效果，为培养学生的创新精神和实践能力提供有益的参考和启示。
物理学理学硕士就业方向
物理学理学硕士就业方向
物理学理学硕士是一门研究物质基本结构、性质、变化规律以及与能量的关系的学科，它不仅是自然科学的基石，也为工程技术的发展提供了坚实的理论基础。拥有物理学理学硕士学位的毕业生，在就业市场上具有广泛的就业前景和多元化的职业发展方向。本文将详细探讨物理学理学硕士的就业方向。
一、教育与研究机构
大学教师
物理学理学硕士毕业生可以选择留在学术界，成为大学物理教师。他们可以教授本科生物理课程，进行物理实验教学，指导学生进行研究，并参与物理学及相关领域的科研工作。为了在大学教书，通常需要进一步攻读博士学位。
科研机构研究员
许多物理学硕士毕业生选择在国内外知名的科研机构工作，如中国科学院物理研究所、国家实验室等。在这些机构，他们可以从事前沿的物理研究，参与国家重大科研项目，与顶尖科学家合作，推动物理学领域的发展。
二、工业界
半导体与电子产业
物理学理学硕士毕业生在半导体和电子产业中有广泛的就业机会。他们可以从事集成电路设计、半导体材料研发、电子元器件制造与测试等工作。随着科技的不断发展，半导体与电子产业对物理学人才的需求将持续增长。
新材料与新能源产业
新材料和新能源产业是物理学理学硕士毕业生的另一个重要就业方向。他们可以在新能源材料研发、太阳能电池制造、储能技术等领域发挥自己的专长。此外，随着环保意识的提高，新能源产业将迎来更加广阔的发展前景。
医疗设备与技术
物理学在医疗领域的应用日益广泛，如医学影像技术、放射治疗、生物物理等。物理学理学硕士毕业生可以在医疗设备制造公司、医疗机构或生物技术公司从事相关研发、技术支持和管理工作。
国内外关于研究性学习的研究现状分析【精选】
国内外关于研究性学习的研究现状分析
摘要：20世纪90年代以来，世界各国教育改革的步伐不断加快纷纷出台了各种举措，其中都把改变学生的学习方式作为重要切入口。研究性学习作为一种以学生自主性探索学习方式为基础的课程在各个国家尤其是发达国家的教育中占据着重要的地位。
笔者通过在中国基础教育期刊全文数据库，中国基础教育重要报纸全文数据库和中国基础教育优秀博硕士论文全文数据库中输入研究性学习检索词，共筛选、查阅电子期刊33篇文献，通过阅读、合并、整理形成此文。
本文对国内外研究性学习的研究现状进行了阐述，并且对我国现阶段的研究性学习研究存在的问题进行了系统地分析。
关键词：研究性学习现状分析
一、国外关于研究性学习的思想渊源和发展历程
世界研究性学习的思想渊源可以追溯到19世纪初叶。德国现代教育
制度奠基人洪堡的教育改革思想可以归纳为以下几点：强调科学研究的自由性与独立性；强调教学和科研是统一的，教师与学生之间是发展科学的合作关系。他主持创办的柏林大学的教学理念就是教学与科研相结合。[1]
1909年，美国实用主义教育家杜威批判了单纯教受学生大量科学知识和理论的教育方法，提出重视学习科学研究的过程和方法的思想。[2]1916年，杜威发表了教育哲学著作《民主主义与教育》。在该书中，他从理论上论证了科学探究的必要性，并且在教学过程中提出了“问题教学法”理论。杜威把教学理解为儿童通过亲身实践探取经验的过程，几乎同科学家从事科学研究的过程一样。他注重引导学生的兴趣，从而发挥自身的主动积极性和创造性，在获取和运用知识的过程中提高自己的能力。他的这些积极的教育理论观点，在今天看来，可以作为研究性学习的思想雏形。
中外合作办学专业大学物理双语教学研究
The Science Education Article Collects No.13,2021 Sum No.529
2021年第13期总第529期
摘要该文基于中外合作办学理工类专业的双语课程建设现状，分析了大学物理双语教学的重要指导意义与现实存在的困难。通过教学材料、教学计划、教学方法及教学效果评价等多个环节来开展实践探索。该文提出了迭代式的动态教学模式来尝试提高大学物理双语教学的有效性与课程建设质量。
关键词双语教学；中外合作办学；大学物理；迭代式教学；动态教学模式
Bilingual Teaching Study on“University Physics”for the Major under Chinese-Foreign Cooperative Education// WANG Chen
Abstract Based on the current situation of the bilingual course construction for the science and engineering major under Chi-nese-foreign cooperative education,we investigate the important meaning and the realistic difficulty of the bilingual teaching of “University Physics”.We carry out practical exploration through several steps,ranging from teaching material,teaching plan, teaching approach and teaching effect evaluation.This paper proposes the dynamical teaching pattern in an iterative way to improve the bilingual teaching effectiveness and course construc-tion quality of“University Physics”.
分析物理教学中国外实验教学效果研究和启示
分析物理教学中国外实验教学效果研究和启示
在建构主义实际的影响下,从上世纪70年代末、80年代初末尾,国外研讨逐渐显示实验的教学效果与教育功用之间存在一定的差距,由此引发了迷信教育界对实验教育功用与实验教学效果之间的不婚配及其发生缘由和对策的研讨,这一研讨主题成为30年来实验研讨的热点效果。这一浪潮对实验教学和实验教学研讨发生了重要影响。当然,这一浪潮的目的并不是坚定或削弱实验的位置和作用,更不是把实验从迷信教育中清算出去,而是为了重新评价实验的教学功用,找出影响实验效果的要素,为提高实验教学效果献计献策。在国际,对国外这一浪潮鲜有引见,俗话说〝他山之石,可以攻玉〞,为了自创国外先进实验教学阅历,引见他人最新的
研讨效果,为了提高我国实验教学的水平,处置我国课程革
新中实验教学所遇到的效果,下面从实验教育功用研讨、实验教学效果研讨和对我们的启示三局部停止引见。
一、实验教育功用研讨
自从迷信教育进退学校以来,对实验教学就存在着两种统一的观念。一种观念以为实验是迷信教育中天经地义的事情,实验关于迷信教育就像厨具关于厨房一样是不可或缺的。另一种观念以为〝花那么多的时间、人力和物力用在实验上值吗?〞在迷信教育开展进程中,由于迷信教育任务者的不懈
努力,实验已成为迷信教育的特征和必要的组成局部。为了
回答〝实验在迷信教育中的作用是什么?〞,人们总结了系
统而丰厚的实验功用。
1962年J. F. Kerr在总结实验研讨效果的基础上,把实验的功用总结为20项。1966年他把这些功用概括为10项,并对各项内容停止了准确界定。这10项内容是:①培育观察和记载才干,②培育迷信思想习气,③训练操作才干,④训练处置效果才干,⑤满足实验考试要求,⑥协助了解实际知识,⑦证明迷信理想和迷信实际,⑧发现迷信理想和迷信实际,⑨激
原始物理问题研究现状
原始物理问题研究现状
国外研究现状
物理问题解决在物理教育中占有重要地位，在是否学好物理的问题上，多是以能否解决物理问题来判断的。因此对物理问题解决的研究就显得格外重要。美国研究者对高中物理的初学者与熟练的解决者在问题解决上所惯用的方法进行对比，发现初学者青睐以方程获得答案的核心，往往忽视了概念信息。在公式运用时的“适用性条件”也因为概念理解的不足而不能被察觉；而熟练者更青睐将概念、规律与问题的背景条件联系起来，也就是在考虑了整个物理过程后，再合理地运用物理概念与规律。为了解决学生在解决物理问题中出现“以公式为导向，乱套公式”的问题。研究提出了“概念性的问题解决”框架，试图将概念知识集成到问题解决中以加深学生对概念的理解。然而这个策略在实际应用时出现了两难局面，为此研究者们开发了一种新的问题形式，即“背景丰富问题”。此类问题有明确的物理量，问题解决时需要自主选择所需的物理量，初始状态与过程有详细的叙述，而问题的提问方式较为开放，往往涉及到生活化的问题，如一刹车问题中的问题描述为“如何对交通罚单做出辩护”。背景丰富问题充分调动非认知因素、非智力因素。可以有效排斥使用“拼凑策略”。背景丰富问题作为一种新的问题形式，与原始物理问题有着相似之处，它们都属于劣构问题，为物理问题编制的发展引出了新的途径，对物理教学起到积极的促进作用1。
物理问题在教材中的体现，往往能反映物理教学的导向性。在美国高中物理教材《Physics：Principles and Problems》中有一些体现出贴近生活实际，或是取材于生活实际的物理问题，学生要想解决这些问题，就必须找出其中所蕴含的物理规律与原理2。在教材中的这类问题一般占比较少，但是对于学生来说更容易激发解决问题的兴致。
世界著名的物理实验室
14.贝尔实验室
贝尔实验室原名贝尔电话实验室，始建于 1925年，总部在美国纽约（后迁至新泽西州 的墨里黑尔）。除了无线电电子学以外，在 固体物理学（其中包括磁学、半导体、表面 物理学）、天体物理学、量子物理学和核物 理学等方面都有很高水平。贝尔实验室自成 立以来，共获专利26000多项（平均每天一 项），其中重大科研成果50多项，如有声电 影、晶体管、信息论、激光理论、3K宇宙背 景辐射、可视电话、磁泡器件、光通信、数 字计算机等，对我们的生活产生了重要的影 响。在这里每年都要发表上千篇学术论文， 造就了一大批优秀科学家。几十年来获得诺 贝尔物理奖的先后有：发明电子衍射的戴维 森，发明晶体管的肖克利、巴丁和布拉坦， 发明激光器的汤斯和肖洛，理论物理学家安 德逊，射电天文学家彭齐亚斯和威尔逊。正 是由于贝尔实验室产生了许多科学研究的突 出成就，人们把它看作世界上最具权威性的 研究机构之一。其中包括朱棣文、崔琦、高 琨3位华裔科学家获得诺贝尔奖的成果，都 是在这里完成的。
6.加州大学洛斯阿拉莫斯国家实验室
洛斯阿拉莫斯国家实验室位于 美国新墨西哥州首府圣塔菲西北56 公里处，成立于1943年，以研制出 世界上第一颗原子弹而闻名于世。 实验室在二战期间由罗斯福总统倡 议建立，是曼哈顿工程的一部分。 物理学家奥本海默是实验室的第一 任主任。 其研究工作分两大类：武器研究， 包括开发满足目前军事需要的核弹 头、设计试验先进技术方案，以及 通过相关科学技术领域的实验与理 论研究，维持一项创新性武器研究 计划；非武器研究，包括核裂变、 核聚变、中等物理加速、超导、计 算科学、生物医学、地球科学、非 核能及基础能源科学等。
国内外物理教学中的研究概况
国内外物理教学中的研究概况
丰田中学周重友
长期以来，西方各国在物理教学中素质教育方面的研究和实践中积聚了丰富的内容和经验。下边我们以美国、英国、日本等外国国家为例，概略的介绍国外以及国内在物理教学上的素质教育的研究和实践情况：
1、美国教育概况
美国是一个政治、经济强国。自“二战”以来，美国先后进行了四次重大的教育改革实践。每次改革，或者是由于受到外界高科技的挑战，而原本的教育不能够跟上科技的发展；或者是由于教育质量的不断下降，教育不适合当前人才的培养与发展。美国的教育发展的基本理念主要是着眼于通过有效的课堂教学使得全体国民素质的提高，重视激发学生的新思维，提高他们的科学素养，强调科学探究精神、科学思想，而非单纯的科学知识传授，强调的是科学研究方法的培养，而非机械地服从，强调的是学科知识的交叉渗透、科学精神与人文精神的互补，而非某学科的单一发展。
2、日本教育概况
起初的日本教学活动，比较的偏重学历、过度重视考试竞争、不重视青少年心理健康，针对这一系列问题，日本临时教育审议会提出教育应朝尊重个性化方面改革。根据这一指导思想，日本先后进行了多次课程改革以及教学方式的转变。日本教育改革的基本理念是“更加重视科学探究学习，培养探究自然的能力和态度。同时针对每个学生的能力、适应性、兴趣关心、进取希望等，培养丰富的科学素养。更重视概念的形成过程，强调掌握探究的方法、科学的观点和思维方法。此外，教学方法也要求多样化，包括灵活运用计算机和投影仪等教学设备进行教学。”
总的来讲，日本的教育研究改革具有以下两个主要特点：
物理实验仿真教育在国外的发展现状探讨
本报告首先介绍物理实验仿真教育的背景和意义，然后分析国外的发展现状与 特点，接着探讨面临的挑战和未来的发展趋势，最后给出结论与建议。
02
国外物理实验仿真教育的 发展现状
教育技术进步推动仿真教育发展
技术进步促进仿真工具开发
随着计算机技术和图形处理技术的飞速发展，物理实验仿真工具的开发变得越来 越精细和真实，为仿真教育提供了更强大的技术支持。
推动物理实验仿真教育发展的建议
政策引导与支持
政府和教育主管部门应出台相关政策，鼓励和引导教育机构和企业 加强物理实验仿真教育的研发与应用。
加强国际合作与交流
积极参与国际物理实验仿真教育的合作与交流，引进国外先进技术 和理念，丰富和拓展国内物理实验仿真教育的资源和手段。
完善评价体系与标准
建立和完善物理实验仿真教育的评价体系和标准，确保仿真教育的质 量和水平，提高其在教育领域的影响力和认可度。
安全性高
对于一些存在安全隐患的物理实验 ，通过仿真教育进行可以避免实际 操作中的风险。
物理实验仿真教育的国际合作与交流
国际学术会议交流
各国教育者和研究者通过参加国 际学术会议，分享物理实验仿真 教育的最新研究成果和教学经验
，促进国际合作与交流。
共享资源开发
不同国家的教育机构和研究者可 以合作开发共享的物理实验仿真 教育资源，降低开发成本，提高
美国留学：物理专业研究生研究方向解析
美国留学：物理专业研究生研究方向解析
美国物理专业研究生的申请是每年申请美国研究生留学的大热门，美国物理专业研究生研究方向有哪些？近代的美国物理学专业在宏观和微观两个层面上，把人类对自然界的认识推进到了前所未有的深度和广度。20 世纪物理学的重要理论支柱——量子论和相对论在美国得到了深入发展，从而带来了物理学界、乃至整个自然科学界的改观，也为人类提供了核能等新能源，以及半导体、激光、计算机等新技术，大大改变了人类社会的生产方式和生活方式。
不过物理学方向众多，一概而论未免失之偏颇。各个方向除了所学有所区别以外，在实际中的应用广泛程度，是否受重视又有较大的区别，因此有必要根据每个方向来进行一番探讨。
一、天文物理，等离子体物理，高能（粒子）物理，量子物理
这几个方向的物理工作者由于本身研究内容非常先进或理论，有些研究目前只是为了满足人类的好奇心而从事的研究，离应用还很长的距离。因此学习这些方向的学生毕业以后绝大多数是留在学校和在相应的研究机构从事研究工作。值得一提的是，由于最近位于日内瓦的大型电子对撞机开始运作，相信接下来的十多年，高能（粒子）物理的研究依然比较活跃。对于这几个方向而言，继续从事研究工作是最好的选择。
二、原子核物理
原子核物理的工作者也是从事教育和研究工作居多，不过这里把他们和以上的几个方向区别开来是因为原子核物理的研究偏重于如何应用核技术。现在核技术已经在越来越多的领域得到了应用。最重要的是国防事业，核能源的开发，另外同位素药剂应用于某些疾病的诊
断或治疗；同位素仪表在各工业部门用作生产自动线监测或质量控制装置。加速器及同位素辐射源已应用于工业的辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等方面。为了研究辐射与物质的相互作用以及辐照技术，已经建立了辐射物理、辐射化学等边缘学科以及辐照工艺等技术部门，但是核物理专家是研究出这些仪器，使用这些仪器并不需要核物理学家。因此对于核物理而言，继续从事研究工作依然最合适，不过从事核电站的工程师也是越来越多人的选择。
外系基础物理课程教学改革的研究与实践.
外系基础物理课程教学改革的研究与实践
高崇伊
（兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730000）
（一）引言
自2000年5月以来，笔者主持了校教学研究项目“外系物理课程分层次教学的研究”课题和校重点课程建设项目“近物理类专业‘力学与热学’课程建设的实践与研究”课题，在教务处和有关院系领导师生的支持配合下，采用开座谈会、问卷调查、走访领导、民意测验、电话交流、邮件联系、个别商谈、独自思考以及查阅书刊资料等形式，就当前外系基础物理课程设置与建设中的问题，进行过认真的调查研究与理性思考，产生了新的认识；进而把从调查研究中得到的结论，在近物理类专业教学实践中进行检验，并完善为可操作性强的经验。经近3年的持续努力，业已取得一些具有创新性的成果，两项课题均已提前圆满结题，且重点课程建设项目验收优秀。结合课题工作，3年来独自撰写的8篇教学研究论文和6篇科学研究论文（内有《SCI》4篇）已被录用发表，这14篇论文的内容都已运用到教学中，收效良好。
应当指出，本文所讨论的外系基础物理课程是指由物理学院为全校理科近物理类专业（授课时间为3学期，其中第1学期的课程名称曾为“力学与热学”）、理科非物理类专业（授课时间为2学期）和文科专业（授课时间为1学期）所开设的“基础物理学”课程。
（二）外系基础物理课程分层次教学的研究
一、“基础物理学”课程的主要内容与基本框架
“基础物理学”课程的“目的是使学生系统地了解和掌握物理学的基本概念、基本原理、基本知识、基本思想和方法，以及它们的实验基础；了解物理学的发展方向及物理学与其它自然科学和社会科学等的关系；培养学生进一步学好物理学的兴趣，提高学生的自学能力、分析和解决问题的能力；逐步帮助学生建立科学的自然观、世界观和方法论。”[1]
物理教育研究方法
物理教育研究方法
物理教师是物理教育中最基本、最主要的能动性因素。物理教育研究是影响物理教育实践发展方向和质量最基础、最重要的能动性因素。
一、物理教师的物理教育科研素质
本节将在指明物理教育研究的重要性的基础上，讨论物理教师具备物理
教育科研素质的必要性。
物理教育研究的重要性
对物理教育现象、过程和规律的研究常统称为物理教育研究。物理教育研究的对象是：介入、影响、特别是导致物理教育现象发生、发展、变化的一切因素，它们之间的相互作用，以及由这种作用形成的某种状态和由这些状态构成的某种过程。物理教育研究的目的，是获得关于所研究对象在某种层次上的规律性认识，如它的历史沿革、现状、变化的原因、内在的规律、发展的态势，等等。
实际上，从产生物理教学的最初时刻起，对它的研究就以“教什么，怎么教”的最简单、最朴素的形态存在着。之所以强调物理教育研究的目的，最简洁明了地说，不过是将它从隐蔽的、不自觉（或说朴素）的状态，转变为自觉的、外显的、水平较高的状态。不言而喻，这是人们基于长期而大量的物理教育实践，
从正反两方面积累出的认识。
深入开展物理教育研究的重要性可概括成以下几个主要方面。
1.提高物理教学的效率
提高理科教学效率，是科技的迅猛发展给教育提出的最主要的难题之一，而且这一要求日益迫切。鉴于物理学的基础科学性质，物理教学的效率问题将首当其冲。根据理论有巨大能动作用的哲学观点，根据上文指出的物理教育研究的目的功能，深入开展物理教育研究，就成为提高物理教学效率，减小盲目教
学实践的根本出路。
2.保证学生通过物理学习获得发展的质量
麻省理工学院物理教育状况研究
麻省理工学院物理教育状况研究
张立彬1，梁启锐2，李广平 2
（1.南开大学外国教材中心，天津，300071；2.南开大学物理科学学院，天津，300071）摘要：通过对麻省理工学院物理教育理念、专业设置、课程体系、教材选用情况和教学方式的分析与研究，进一步明确了MIT物理教育的特点以及培养拔尖创新人才的模式，可对我国大学的物理教育改革提供一些科学的参考和启示.
关键词：麻省理工学院；物理教育理念；专业设置；课程体系；教材选用情况；教学方式；启示
中图分类号：；文献标识码：A ；文章编号：100668
麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）是美国一所综合性私立大学，有“世界理工大学之最”的美名.位于马萨诸塞州的波士顿，建校于1861年.从建校之初到蓬勃发展的今天，麻省理工无论是在美国乃至全世界都有非常重要的影响力，培养了众多对世界产生巨大影响的人士，是全球高科技和高等研究的先驱领导大学，也是世界理工科精英的所在地.麻省理工之名蜚声海外，成为世界各地莘莘学子心向神往的科学殿堂.[1]
1、MIT的物理教育理念
麻省理工学院在全美乃至国际上享有很高的声誉，在这神圣的知识殿堂里，塑造了许许多多在世界各个领域内充满活力、敢于打拼，具有广泛而深远影响力的高、精、尖端人才.如此高的成就，除了好的师资，好的教学设备，关键还在于具有启发学生创造力、竞争力的学术氛围和独立、创新能力的教育理念.面对麻省理工在人才培养方面取得的成就，不得不让我们对其教育理念产生浓厚的兴趣，从而进一步对它的教育理念（与时俱进的教育灵魂）进行深入的剖析.麻省理工学院经历了一百多年的风风雨雨，教育理念的变迁大约经历了三个阶段.
物理教育研究课题
展
续发展
物理教育课题对其他学科教育的影响与借鉴
物理教育课题对其他学科教育的影响
• 物理教育课题的研究成果和方法对其他学科教育具有借鉴意义
• 物理教育课题的研究经验有助于提高其他学科教育的质量和效果
• 物理教育课题的研究精神有助于激发其他学科教育的改革和创新
物理教育课题对其他学科教育的借鉴
• 借鉴物理教育课题的研究方法，改进其他学科教育的教学方法
• 建立多元化的评价体系，关注学生的综合素质和能力发展
02
物理教育研究课题的研究方法与策略
文献综述与实证分析相结合的研究方法
文献综述法
• 搜集和整理国内外物理教育相关的研究文献
• 分析物理教育的研究现状和发展趋势
• 提炼物理教育研究课题的研究问题和方向
实证分析法
• 设计并实施物理教育研究课题的实证研究
• 物理教育与科技创新和经济发展需求脱节，难以培养出高素质人才
• 物理教育忽视环保意识和可持续发展观念的培养，难以适应社会发展
的需要
物理教育研究课题对教育改革的影响和价值
物理教育研究课题对教育成果的影响
• 提高学生的科学素养和探究能力，培养高素质人才
• 促进科技创新和经济发展，提高国家的综合国力
• 提高人们的生活质量和环境保护意识，促进社会的可持续发展
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国外物理教育研究方向
１美国物理教育研究领域的发展历程［１］
美国物理教育研究的开端可以追溯到１９３０年美国物理教师协会（ＡＡＰＴ）的成立，其主要目的是通过教学的途径确保物理知识的普及，并为物理教师的专业化发展提供最新和完备的资源及研究成果．１９５０年末～１９６０年，美国加州大学伯克利分校和华盛顿大学对学生学习困难的综合研究，可称得上是最早的物理教育研究工作．１９７０年末第一批ＰＥＲ博士毕业，１９８０年至少有十几所大学成立ＰＥＲ团队．１９９０年从事ＰＥＲ并具有ＰＥＲ博士学位及具有物理学博士学位的博士后研究人员进入物理系任教．１９９８～２００１年，６１位教师将ＰＥＲ作为他们的研究领域．１９９９年美国物理学会（ＡＰＳ）发出声明，确定物理教育研究是物理研究领域的一部分．自此，ＡＰＳ致力于通过物理教育研究及利用以ＰＥＲ为基础的教育实践推动物理教育改革．２０００年，全国性ＰＥＲ会议定期举行，随着一些国家及国际ＰＥＲ专题会议的开展，物理教育研究者已形成庞大的团体．２００５年，美国物理学评论杂志特刊———《物理教育研究》的问世，标志着物理教育研究开始形成自己的学术研究范式，正在向学术性的轨道迈进．２０１２年，美国国家研究委员会对物理等其他理工类学科以学科为基础的教育研究的现状、贡献以及未来研究发展方向以报告的形式公布．
２美国物理教育研究的研究模式
美国物理教育研究是以物理学科为基础对物理教师的“教”与学生的“学”的过程所做的研究．物理教育研究的研究者主要是具有坚实的学科基础和熟悉物理学科研究方法的物理教师、硕士、博士及博士后；主要的研究对象为大学阶段的理工科专业的学生，包括物理专业的学生所开设的大学物理课程及物理实验课程教学；研究目的是改进物理教学，使学生真正理解物理，能够将所学内容应用到实际中去；研究重点是揭示学生学习物理的认知过程，研究影响学生真正理解物理的因素；研究的一般模式是以物理学内容为基础，设计有效的测试和评价工具，调查学生在学习每一部分物理内容之前的原有知识和学习过程中的认知结构的变化，揭示学生的思维障碍，有针对性地设计有效的教学策略和开发新
的教学资源，用实证的方法研究新策略和新资源对学生理解物理所产生的实际效果，在研究过程中不断发现新问题，从而展开更深入的研究．［２］基于对以学科为基础的教育研究关注度的提高，改善自然科学学科的教学实践，２０１０～２０１１年间美国国家研究理事会，对以学科为基础的教育研究的成果及未来发展方向做出综合研究，横跨大学物理学、生物学、地理和化学，其中物理教育研究领域重点在于课程与教学的综合研究．
３物理课程与教学
近年来，基于学生在学习过程中常遇到的困难，突出以学生为中心的主旨，改变传统课堂使其更具参与性与互动性，通过研究和评估，美国物理教育研究领域设计、开发了一些有效的教学方法及教学资源．实践评估显示，新方法和资源的使用明显优于传统课堂教学带来的效果．３．１针对物理概念课的教学方法研究者以传统的概念讲授课为基础，在课前、课中、课后分别设计一些教学方法，旨在利用学生与学生、学生与教师之间的相互影响，提升概念课的教授与学习效果，常见的教学方法有以下几种．（１）同伴教学法（ＰｅｅｒＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）．同伴教学法由哈佛大学著名教授ＥｒｉｃＭａｚｕｒ创立，在大学物理课程中，使用专门设计的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，借助计算机投票系统（ｃｌｉｃｋｅｒ）或选项卡片，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合作探究．哈佛大学对ＰＩ教学方法的研究表明，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．（２）即时教学法（Ｊｕｓｔ－ｉｎ－Ｔｉｍｅｔｅａｃｈｉｎｇ，ＪｉＴＴ）．即时教学法要求学生在上课之前，以邮件的形式提交教师布置的有关概念性问题的答案．教师依据这些反馈信息，评估学生的理解程度，并结合学生情况备课．（３）互动式课堂演示法（ＩｎｔｅｒａｃｔｉｖｅＬｅｃｔｕｒｅＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｓ，ＩＬＤｓ）．互动式课堂演示首先要求学生对物理演示实验中，他们预期观察到的现象做出预测，与同伴讨论彼此的预测，接着观察实验，并将观察到的与自己的预测相比较．ＩＬＤｓ中每个阶段都由工作单引导．通过ＦＣＴ，ＦＭＣＥ测试，发现ＩＬＤｓ在学生学习基本物理概念的过程中作用显著，课堂演示中学生预测阶段尤其重要．（４）反思学习法（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｎｌｅａｒｎｉｎｇ）．反思学习法要求
学生写日记或者递交周报告进行学习反馈．学生要记录在课堂上学到了什么，如何进行学习的，以及哪些内容还存在疑问．递交的报告也会算入学分．研究人员发现，学生的学业掌握程度与其反思的质量存在某种关系，概念习得程度高的学生比概念习得程度低的学生反思学习方面更清晰和细致．３．２习题讨论式教学方法为了改变传统枯燥的习题课，增强互动性与组间合作，研究者开发了一系列新的教学方法．辅导式教学法［３，５］（ＴｕｔｏｒｉａｌｓｉｎＩｎｔｒｏｄｕｃｔｏｒｙＰｈｙｓｉｃｓ）最早是ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｓｈｉｎｇｔｏｎ的物理教育研究小组（ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＷａｓｈｉｎｇｔｏｎＰｈｙｓｉｃｓＥｄｕｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈＧｒｏｕｐ，ＵＷＰＥＧ）提出，并经过多年的教学积累发展起来的一种实行分组教学的习题课教学方法．辅导式教学课的重点是加强学生对重要的物理概念的掌握，并培养他们的科学推理技巧．教学步骤包括课前测试、工作表、作业分配和课后测试等．辅导式教学主要包括的内容如下：（１）１０ｍｉｎ的课前测试，内容包括课堂上或课本中已讲授的知识，测试题是定性的概念题，题型为简答题、作图题等．（２）每周教师和助教要进行１～２ｈ的培训．其间，教师和助教首先完成将要给学生做的课前测试，并讨论学生可能遇到的困难，及辅导课中使用的教学模式和应突出的关键问题．（３）学生参加５０ｍｉｎ到１ｈ的辅导课．学生分组进行讨论，回答计划表上的问题，教师或助教不讲课，而是通过提问，引导他们对于基本概念进行定性的逻辑推理，从而得到结果．（４）学生完成指派的作业．（５）考试内容包括在讨论课中强调的重点概念和推理技巧．辅导式教学方法在多所大学使用过，并在反复循环的改进过程中不断发展完善．实践证明，这种方法有助于学生合作解决问题，其结果比小组中成绩最好的学生单独完成解答的成绩更好，并且促进小组中不同层次学生的共同进步．马里兰州立大学物理教育研究组的Ｒｅｄｉｓｈ教授等人在此基础上发展了以激发学生学习活跃性为基础的教学项目（Ａｃｔｉｖｉｔｙ－ＢａｓｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，ＡＢＰ），其中加强了定量计算和物理实验，并应用计算机处理数据、播放课件、显示仿真效果等．马里兰州立大学最新发展的教学项目成果Ｏｐｅｎ－ＳｏｕｒｃｅＴｕｔｏｒｉａｌｓ（ＯＳＴ），允许教师修改既定工作单，以满足教师需求，并着重强调学生学习物理的观念、认识论或信念．ＴＩＰ和ＡＢＴ在多项选择题及ＦＭＣＥ前、后