工科物理實驗雙語教學探討*

黃尚永

(北京建筑大學理學院 北京 102612 )

物理實驗和外語都是理工科專業學生極其重要的基礎課程.在物理實驗中進行雙語教學，對提高學生的實踐動手能力和外語應用水平都具有重要意義，有利于綜合素質的提升.近些年來,多所學校在這方面進行了有益的嘗試，討論了實施過程中遇到的一些問題，也積累了一定的經驗.

我校從2012年起首次在給水排水專業招收了一個“2+2”的試點班級，該班級前兩年在本校學習基礎課程，后兩年到美國奧本大學繼續深造.前兩年的課程都采用雙語教學，包括于大二開設的物理實驗.如何定位物理實驗雙語教學，開展物理實驗雙語教學又面臨哪些問題，如何解決這些問題并選擇結合實際的教學模式，以使學生獲取最大收益，是我們今后一段時期的工作任務，本文將結合這些問題展開討論.

1 物理實驗雙語教學的定位

文獻[1～5]等都在開篇討論了雙語教學的必要性、可行性、開展的有利條件等.但實際上真正開展起來，需要教師具有豐富的實驗教學經驗和較高的外語水平，要付出很多的時間和精力來準備.同時,對學生也是一個全新的挑戰，畢竟對不少學生而言，單獨學好外語或者物理實驗都是不太容易的事.國外的高校一般并不單獨開設物理實驗課程，比如，我校“2+2”試點班對應的美國奧本大學(Auburn University)是沒有單開物理實驗課的，其實踐環節包含在工程物理(Engineering Physics)課程中.有的學校甚至還沒有單獨的物理課程，物理知識也分散在其他課程中，比如,我校培訓雙語教學教師的英國格拉摩根大學(University of Glamorgan).那么，我們為什么要進行物理實驗的雙語教學？是實驗優先還是外語優先？對此，我們的定位是，既然學生的前兩年是在國內學習，就需按照國內的教學模式進行單獨設課的物理實驗，并要強調以實驗為主，要保證完成實踐環節的基本要求.同時，針對不同教學階段和實驗項目，選擇從“保持型”到“沉浸型”等不同的外語氛圍，循序漸進，逐步提高，最終能達到完全運用外語完成某個實驗項目的高度.

2 教材和實驗項目選擇

實施物理實驗雙語教學，選擇合適的教材和實驗項目是面臨的首要任務.雙語教學的實施和效果要體現在一個個具體的實驗項目中，選擇哪些實驗項目，做到什么程度，都是值得探討的問題.

2.1 物理實驗雙語教材

目前，國內各高校的大學物理教材較為集中，但物理實驗教材千差萬別，一般都是使用本學校編寫的實驗教材，這主要是由于各高校，從綜合性高校到專業類高校，開展的實驗項目不盡相同.筆者目前有幾本國內先期開展了雙語教學的資深教授編寫的教材[6～8]，編寫體系和實驗項目彼此相去甚遠.與此對應，國外的原版教材也是物理有主流教材，但實驗教材很少[9]且實驗項目差別很大.選擇合適的教材對教師和學生都是個難題，同時也是機遇.先期教師可以先選擇幾本參考教材，把要進行的實驗項目的教案等教學資料準備好，提前發布在網絡課堂或公共信箱中.同時，把下周要進行的實驗項目告訴學生，鼓勵學生也搜集教學資料充分預習.在使用過程中逐漸形成適合自己的教材.

2.2 雙語實驗項目選擇

普通工科物理實驗項目涵蓋全面，以力學、電學、光學、近代物理實驗項目為主，一般也有少數的熱學和磁學實驗，最后，還要有幾個綜合性或設計性的實驗項目.雙語教學的實驗項目應以現行實驗項目為基礎，有針對性地選擇信息量大、內涵豐富、具有一定代表性的實驗項目，如通過基本測量實驗可以了解游標卡尺、千分尺、物理天平的使用方法，進而計算規則圓柱體密度.雖然操作較為簡單，但還涉及到數據處理、不確定度計算、直接測量和間接測量結果的正確表達等，知識點非常豐富.電表改裝、透鏡焦距測定等實驗也是非常具有代表性的光學和電學實驗項目，通過實驗可以涉及到電路圖、光路圖、常用的電學元件、儀表、光學元件等.最后,還需要綜合性、設計性實驗項目，具有一定的難度和考核性質.針對雙語教學環境，文獻[1,2,4]等提到可以營造具有一定氛圍的專用雙語實驗室，在其中張貼英語的實驗管理制度、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驗室，如果要把十幾個實驗項目所涉及到的實驗室都設計成具有雙語氛圍的實驗室，將是一項艱巨的工作.

3 實驗進行模式和考核方式

確定實驗項目后，具體到每個實驗項目如何實施教學，如何計算成績，最終如何考核就是進一步要解決的問題.

3.1 單個實驗項目的進行模式

現行的實驗教學，一般先講解實驗原理，然后再介紹儀器的使用方法，實驗步驟，如何記錄和處理數據，書寫實驗報告要求，整個講解過程持續要40 min到1 h左右.如果雙語教學也采取這樣的模式，時間將會非常緊張，可能原理還沒解釋完一半時間就過去了.這就要求充分作好預習，提前用英文書寫好原理部分，畫好數據表格.課堂講解則直接以任務驅動，即說明本次實驗要做到什么，怎么做到，把原理穿插滲透到實驗步驟中.還以基本測量實驗為例，不需先講游標卡尺、千分尺的讀數方法、數據記錄等，而應直接設問，要知道這個規則圓柱體的密度，如何實現？這樣，還可以啟發學生思考，而不是被動地聽講.既然測量密度需要知道質量、體積，而體積又需要知道高度和截面積，進而需要知道直徑，分別要用到天平、游標卡尺和千分尺.然后，不妨先看天平如何使用，如何記錄和表達單次測量數據.再分別看如何用游標卡尺和千分尺測量高度和直徑，用到時再講解使用方法，并計算多次測量的平均值、不確定度、正確表達直接測量結果.最后，還要把這些直接測得的量代入密度計算公式，計算密度平均值，并運用誤差傳遞公式計算不確定度，正確表達間接測量結果.這樣的進行模式可以避免傳統的原理講解、儀器使用、實驗步驟、最終數據處理等進程中不必要的重復和不明確的任務，高效利用課堂時間.

3.2 實驗考核方式

實驗考核方式包括單個實驗項目如何考核，總體實驗成績如何評定.單個實驗項目要強調重視預習，真正提高實踐能力的是操作過程，但最后的成果表示載體還是實驗報告.如果單個實驗項目總分為10分， 2+3+5的比重是比較合適的.預習成績由預習報告評定，學生通過書寫預習報告，才能初步掌握基礎知識、所用儀器等，預習報告其實也是完整實驗報告的一部分.對于操作過程，原則上應該鼓勵學生積極、主動，在成績上給以更高的比重，但一個班30多名學生，除了極少數突出的學生，教師沒有時間和精力對每個學生具體的操作成績準確量化，而且如果操作成績偏高將不利于學生認真處理數據，書寫剩余的實驗報告.

雙語實驗課程的綜合成績由平時的單個實驗成績和最終的綜合性實驗成績加權計算.綜合性實驗將減少講解，突出考核，占有更多的課時和成績比重.

3.3 教師主導和學生主體

物理實驗的雙語教學將更加突出教師的主導作用，強調學生的主體作用.所謂教師主導，就是要制定好教學大綱，選定實驗項目，并把每個實驗項目的相關教學資料，包括制定的教案、講稿，參考書和網址等，發布在教學網站上，并列出其中常見的儀器、術語等生詞，使學生預習時至少有基本參考.課堂上，教師盡量營造外語氛圍，要有能力、有準備做到“沉浸式”，即完全使用外語進行教學，但根據學生接受情況，可能選取“保持式”或者“過渡式”教學.實驗操作還是以學生為主體，不能說，在英語環境中難度增加就要依賴老師或其他同學.對于實驗報告書寫，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，收到的將是千篇一律的實驗報告.應鼓勵學生從不同渠道學習，最好在教師提供資料以外有所尋找和發現，這對教師也會有所促進，實現教學相長.

4 結束語

物理實驗雙語教學沒有固定的教材和教學模式可循，這對教師和學生既是挑戰，也是機遇.將推動教師和學生投入更多的時間和精力，積極準備和投入，尋找一套適合本校實際的教學模式，在此過程中不斷提高實踐能力和外語水平.

參考文獻

1 周幗紅,張昱,李端勇.在大學物理實驗中開展雙語教學的探索.物理通報,2012(7):27～30

2 凌翠翠，黃柳賓，馬宏章.物理實驗雙語教學的思考與探索等.科技信息，2010(1):121，105

3 王軼卓，張映輝.大學物理實驗課程的雙語教學探索.2007年全國高等學校基礎課程教育學術研討會論文集,469～471

4 王麗香，呂春，鄧金祥.在物理實驗課程中進行雙語教學的設想.2007年全國高等學校基礎課程教育學術研討會論文集,579～581

5 蔣禮,楊柳.物理實驗的雙語教學.實驗室研究與探索,2004，23(1):59～61

6 唐晉生，吳宗森，盛克敏.大學物理實驗 (雙語教學用書).北京:國防工業出版社，2011

7 邱春蓉，黃整.大學物理實驗雙語教程.成都:西南交通大學出版社,2010

8 劉傳安.英漢大學物理實驗.天津:天津大學出版社,2005年

9 J.R.L.Hartley , D.L.Misell Physics by Experiment. Stanley Thornes (Publishers) Ltd 1987