李成豐 黃致新

(1華中師范大學物理科學與技術學院，湖北 武漢 430079；2重慶市南開中學，重慶 400065)

大學物理實驗的雙語教學設計

李成豐1,2黃致新1

(1華中師范大學物理科學與技術學院，湖北 武漢 430079；2重慶市南開中學，重慶 400065)

在教育國際化、信息化的背景下，培養(yǎng)創(chuàng)新型國際化的人才是雙語教學的目的。開展大學物理實驗雙語教學將有助于發(fā)揮物理實驗和雙語教學兩者的優(yōu)勢，不僅會促進學生的專業(yè)研究，而且也會提高學生的外語水平。本文在文獻綜述的基礎上，界定了雙語教學的概念，并對大學物理實驗雙語教學的可能性與必要性進行了分析。文中還討論了大學物理實驗雙語教學的設計，給出了具體的教學案例，并針對目前大學物理實驗雙語教學理論和實踐中存在的問題提出了一些思考和解決途徑。

大學物理實驗；雙語教學；教學設計

“雙語教學”(bilingual teaching)就是將母語以外的另外一種語言直接應用于語言學科以外的其他各種學科的教學，使用第二語言的學習與各學科知識的獲取同步進行[1]。這一概念在中國被普遍使用，主要是指除開漢語外，用一門外語作為課堂主要用語進行學科教學，目前絕大多數(shù)是指英語。隨著經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展，中國面臨著重要的機遇和挑戰(zhàn)，也預示著中國同世界各國的交往日趨頻繁，聯(lián)系十分緊密。因此，雙語教學顯得尤為重要。2001年教育部印發(fā)的《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》(教高[2001]4號)[2]中明確指出：“為適應經(jīng)濟全球化和科技革命的挑戰(zhàn)，本科教育要創(chuàng)造條件使用英語等外語進行公共課和專業(yè)課教學”。2007年，教育部又強調(diào)了雙語教學的重要性(教高[2007]2號)[3]：“鼓勵開展雙語教學工作，有條件的高等學校要積極聘請國外學者和專家來華從事專業(yè)課程的雙語教學工作，鼓勵和支持留學回國人員用英語講授專業(yè)課程，提高大學生的專業(yè)英語水平和能力?！蹦壳?，“雙語教學”在國內(nèi)高等院校如火如荼的開展，但與之不相適應的是國內(nèi)雙語教學并沒有完全步入科學高效的軌道，其理論與實踐還存在一系列問題亟待思考與研究。對于是否有必要開展雙語教學這類問題，人們?nèi)源嬖诜制?，對于具體如何開展雙語教學，也沒有較好的實質性方案[4]。為此，本文在文獻調(diào)研的基礎上，分析了大學物理實驗實施雙語教學的可能性和必要性，同時開展了大學物理實驗雙語教學設計，并給出了教學設計案例，最后針對目前大學物理實驗雙語教學理論和實踐中存在的問題提出一些思考和解決途徑。

1 大學物理實驗雙語教學

1.1 大學物理實驗雙語教學的可能性

相比于大學物理等理論課，大學物理實驗在開展雙語教學的過程中具有一些自身固有的優(yōu)勢條件，具體包括：

第一,良好的互動環(huán)境。實驗室提供了便于交流和互動的場所，教師和實驗小組的同學可以面對面地進行討論和答疑，充分調(diào)動了學生們的參與性，教學效果有很大的提高。

第二，明確的研究對象。每一堂物理實驗課都有一個固定的主題，一個明確的研究對象，同學們可以就這一項目的研究方法和過程進行討論和取舍，在這個過程中，可以顯著提高學生的英語表達能力。

第三，自由的發(fā)揮和展示。在大學物理實驗的課堂上，各個小組的成員都可以提出自己的想法并進行觀察、記錄、實驗、計算和總結，每個人的創(chuàng)造力得以更好地發(fā)揮。

1.2 大學物理實驗雙語教學的必要性

第一，教育國際化大背景的需要。21世紀是知識經(jīng)濟全球化的時代，教育的國際融合是大勢所趨，大學物理實驗雙語教學的目的就是把學生培養(yǎng)成為具有國際視野的高素質創(chuàng)新型人才，便于跨文化交流。

第二，物理學科核心素養(yǎng)的要求。物理學的經(jīng)典著作大多都是英文版的，一些專業(yè)名詞就是從英文中漢譯過來的，尤其是大學物理實驗。雙語教學正是為了學生能更好地理解物理核心思想，形成正確的科學態(tài)度、價值觀和思維方式。

第三，大學物理教學改革的呼喚。開設“大學物理實驗”雙語教學試點課程以及相應的多媒體課程，不僅會促進學生的專業(yè)研究興趣，而且也會促進學生的外語水平，這對于全面實施科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略具有重大的意義。

2 大學物理實驗雙語教學設計

2.1 教學目標

大學物理實驗雙語教學主要包括外語教學和實驗課教學。外語只是作為一種輔助工具，滲透到大學物理實驗教學過程，使學生更好地掌握專業(yè)前沿知識，提升實驗技能，從而成長為優(yōu)秀的復合型人才。大學物理實驗雙語教學目標是多元的，重點應該是大學物理實驗內(nèi)容的學習，具體如下：

(1) 通過實驗雙語教學，使學生得到必要的實驗知識和實驗技能的訓練。具體體現(xiàn)在：通過對實驗現(xiàn)象的觀察，培養(yǎng)學生敏銳的感知和觀察能力；通過親自動手，培養(yǎng)學生的操作能力；通過設計實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力；通過分析討論，進行比較、判斷和推理，培養(yǎng)學生的思維能力。

(2) 通過實驗雙語教學，進一步培養(yǎng)大學生的物理學習興趣，注重在實驗過程中樹立“主動學習”“解決問題”的意識。大學生有著強烈的創(chuàng)新意識和動手創(chuàng)造欲望，在實驗課程的學習中，要學會運用理論指導實驗以及分析和解決問題的科學方法，遇到問題時，能夠主動閱讀英文參考資料去解決問題。

(3) 通過實驗雙語教學，培養(yǎng)學生一絲不茍、實事求是的科學態(tài)度，提高學生的科學素養(yǎng)，陶冶道德情操。以雙語教學為基礎的大學物理實驗課程，注重以問題為導向開展實驗探究，在實驗觀察和思考中培養(yǎng)學生的問題意識和創(chuàng)新精神。

2.2 教學原則

教學原則是教師在教學過程中必須遵守的準繩[5]。作為物理教學中的實驗教學，在兼顧物理教學原則的前提下還有其獨有的特點。根據(jù)大學物理實驗課的教學目標和雙語教學的特殊規(guī)律，大學物理實驗雙語教學的教學原則應突出的是：科學性原則、漸進性原則和靈活性原則。具體表述如下：

(1) 科學性原則： 首先，對于所講授的實驗內(nèi)容，教師必須做到確切地理解、正確的表達，以學生發(fā)展為本，提高學生科學素養(yǎng)，不應有科學性的錯誤；其次，要引導學生用充分的事實依據(jù)去解釋實驗現(xiàn)象，總結實驗規(guī)律。

(2) 漸進性原則： 教學中實驗教學設計應循序漸進、有計劃地進行。這就要求教師需要根據(jù)學生的認知水平，選擇合適的雙語教學類型，設計好貫穿實驗教學的問題鏈，通過提問點撥，使學生進入有效的探究狀態(tài)(包括親自觀察并動手實驗，進行各種思維加工活動，進行分析問題、解決問題等)并順利完成實驗報告。

(3) 靈活性原則： 大學物理實驗雙語教學，教師不必墨守成規(guī)，面面俱到。為了培養(yǎng)學生的實際動手能力和設計實驗的能力，教師應當倡導“以學為主、以問題為導向、以任務為驅動”的教學理念，給學生充足的時間去完成既定任務，同時還可以自行設計其他感興趣的相關實驗，擬定實驗方案并開展實驗，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。

2.3 教學策略

大學物理實驗課所涉及的內(nèi)容，多數(shù)是測量某一物理量或研究某一物理量隨著另一物理量變化的規(guī)律性。但是無論實驗內(nèi)容及要求如何，也不管實驗采用哪一種方法，物理實驗課的教學策略大致相同。大學物理實驗雙語課程采用英漢雙語教材，教師講授則以英文為主，具體教學策略如下：

(1) 實驗前的準備： 每個實驗的具體工作包括理解原理、掌握方法、熟悉實驗儀器設備以及測量數(shù)據(jù)等。任務繁重，而實驗課的課堂時間有限，這就要求學生必須做好實驗前的預習，這包括預習實驗教材和寫好預習報告。課前，教師發(fā)給學生一些預習資料(講義和在實驗課中涉及到的專業(yè)英文單詞短語等)。學生需要對其有個初步的了解，不僅知道專業(yè)英文單詞短語的讀音，還要知道它的中文解釋。例如，電學實驗中經(jīng)常涉及到專業(yè)英語單詞和短語有transformer(變壓器)，electron(電子)，current(電流)，electric field(電場)，intensity of electric field (電場強度)，connect in parallel(并聯(lián))，connect in series(串聯(lián))，lead(導線)等。

(2) 實驗中的講解： 實驗講解是整個教學環(huán)節(jié)中最重要的一環(huán)。教師通過背景介紹和良好提問引入，將學生帶入一種實驗研究的環(huán)境中，引導同學們積極思考。至于采用哪一種雙語教學類型，應當視不同的社會背景和教學環(huán)境而異。在我國，像清華大學、復旦大學等高校普遍采用“保持性”雙語教學，并取得了不錯的教學效果。但是這種教學模式并非適合所有的本科院校，我們應根據(jù)自身實際情況，在實踐教學過程中，對中英文的使用比例進行靈活調(diào)整。一般來講，教學背景、實驗原理、實驗內(nèi)容和要求應用英文來講授，其中較為難理解的部分(如實驗原理)可以適當加入中文解釋。對于課上的問題，可以采用英文來交流討論。當學生們遇到一些問題時，教師應當鼓勵學生用英語提問，同時組織其用英文互相討論，以此充分調(diào)動學生學習大學物理實驗的積極性。

(3) 實驗后的報告： 實驗報告不僅是培養(yǎng)學生科學表達能力的主要方式，而且也是學生對實驗工作的全面總結。實驗結束后，教師可以提供一些國外的實驗資料供學生們閱讀，并要求學生寫出自己的心得體會以及對本實驗方法或手段的改進意見，以此來加強學生們對該實驗內(nèi)容的理解和深化。一份完整的實驗報告應該包括：實驗名稱、實驗目的、實驗原理、儀器設備、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)、誤差分析、實驗結果、問題討論、心得體會及改進意見等。為了提高實驗報告的質量，減輕學生負擔，每個學生可以選擇自己感興趣的實驗課題，一學期至少完成兩份報告。同時，實驗報告可要求學生通過查閱資料和小組討論用英文撰寫，這樣不僅可以提高學生的科技論文寫作水平，還可以增強學生的英語表達能力。

2.4 教學評價

教學評價主要包括評價教師教學工作(簡稱“評教”)和評價學生學習效果(簡稱“評學”)，這里只討論評學?，F(xiàn)代教育理念倡導以評價促進學生的發(fā)展，而不以甄別和選拔為主要目的，強調(diào)多元化、發(fā)展性的、全面的評價體系。

(1) 評價主體上，教師和學生都應該是評價主體，都需要參與到評價過程中來，相互交流，共同提高。

(2) 評價維度上，可以從“知識與技能”、“過程與方法”和“情感態(tài)度與價值觀”3個維度對學生進行全面綜合的評價。

(3) 評價發(fā)展上，重視學生在觀察、實驗、設計、討論等方面的表現(xiàn)，既注重評價學生的“過去”和“現(xiàn)在”，也重視評價學生的“發(fā)展”和“未來”。

(4) 評價類型上，既注重終結性評價又注重過程性評價。

大學物理實驗雙語教學采用量化評價的方法，將期末考核分為兩個部分：平時成績和期末考試成績。平時成績所占的權重為40%，期末考試成績所占的權重為60%。平時成績是指導教師和小組全體成員共同對該組學生的實驗報告和英文討論交流的表現(xiàn)情況做出的綜合評定結果，期末考試是由中英文各半的筆試和實驗現(xiàn)場操作兩部分組成的，其所占期末考試成績的比重相當。同時，為了全面考察學生的英語應用能力，應當規(guī)定筆試的有些題目必須用英文作答。

3 大學物理實驗雙語教學案例

開始實驗時，每一位同學需要在實驗室報到單上登記(如Table 1所示)，對于楊氏干涉實驗(Young’s Interference Experiment)，雙語教學可按照如下流程進行設計。

Table 1 Physics Lab Report

(1) Teaching Objectives[6]:

① Understand the historical background of the Young’s Interference Experiment in Optics;

② Understand the conditions of optical interference and the concept of coherent light source;

③ Master the basic operation method of the experimental instrument;

④ Master the formation and the distribution of interference pattern produced by double slits.

(2) Teaching background:

Young’s Interference Experiment, also called Young’s double-slit Experiment, was the original version of the modern double-slit experiment, performed at the beginning of the nineteenth century by Thomas Young(1773—1829)(Fig.1), a medical doctor and physicist.

Fig.1 Thomas Young

It was the first convincing demonstration proving that light has wavelike characteristics, so this experiment played a major role in the general acceptance of the wave theory of light. In Young’s own judgment, this was the most important of his many achievements. The basic features of Young’s experiment are show in Fig.2.

Fig.2 Young’s Interference Experiment

In the 17th and 18th centuries, many scientists proposed a wave theory of light based on experimental observations, including Robert Hooke, Christiaan Huygensand Leonhard Euler. However, Isaac Newton, who did many experimental investigations of light, had rejected the wave theory of light and developed his corpuscular theory of light according to which light is emitted from a luminous body in the form of tiny particles. This theory held sway until the beginning of the nineteenth century despite the fact that many phenomena, including diffraction effects at edges or in narrow apertures, colours in thin films and insect wings, and the apparent failure of light particles to crash into one another when two light beams crossed, could not be adequately explained by the corpuscular theory which, nonetheless, had many eminent supporters, including Pierre-Simon Laplace and Jean-Baptiste Biot.

Fig.4 the Schematic Diagram of Double Slits Experiment

So, for us, how to do Young’s Interference Experiment?

(3) Experimental principle：

In Young’s thesis, he described his interference experiment: incident monochromatic light is diffracted by a litS, which then acts as a point source of light. As that light reaches screenP, it is diffracted by double slitsS1andS2, these two light beams overlap and form an interference pattern on the screen, observed by a microscope. (Fig.3).

Fig.3 A Schematic View of the Apparatus

To obtain two sources of light, Young used a small paper card to break the single pinhole beam into two beams, with part of the beam passing by the left side of the card and part of the

beam passing by the right side of the card. Since these two beams emerged from the same source—the sun—they could be considered coming from two coherent sources. According to Huygens principle，light waves from these two sources (the left side and the right side of the card) would interfere. Today’s classroom version of the same experiment is typically performed using a laser beam as the source. This is a schematic diagram of double slits experiment (Fig.4).

Whentheopticalpathdifferenceisequaltotheintegernumberofthewavelength,thereisabrightfringeatP,δ=r2-r1=±kλ, k=0,1,2，…

(4)Materials：sodiumlamp(鈉燈)、doubleslits(雙縫)、lensL1(透鏡L1)、lensL2(透鏡L2)、lenscarrier(透鏡架)、Micrometereyepiece(測微目鏡)、Micrometereyepieceframe(測微目鏡架)、adjustableslit(可調(diào)狹縫)、ascreen(一塊屏),etc.

(5)Experimentalcontent:Describethestepstoaccomplishthislabassignment,theexperimentalflowchartisshowninFig.5.

(6)Datarecordingandprocessing:Recordthedatathatisrequiredforeachstepofthelab:tables,charts,graphs,sketches,etc.,beasspecificaspossible.

Fig.5 the Experimental Flow Chart

(7) Experimental results and analysis: Collaborate with partner. Record details of your results (good and bad), and evaluate your observations and data, make generalizations.

課程結束后，教師應當對學生的學習情況進行訪談或者問卷調(diào)查，及時獲取反饋信息，以便于改進教學方法，提高教學效果。

4 總結與展望

4.1 總結

大學物理實驗實施雙語教學的研究將會提高大學生的綜合應用能力，促進國內(nèi)外學術交流。為了確保物理雙語教學更好地實施，提高教學效果，教學單位必須針對課程設計和進行中的困難采取一些有效的舉措，具體包括以下幾個方面：

(1) 提高師資建設力度

目前的大學物理實驗雙語教師極度匱乏，教學單位應該招聘國外優(yōu)秀教師對國內(nèi)教師進行培訓或者邀請國內(nèi)教師外出進修，從而建設一支學術理論和英語水平較高的教師隊伍。與此同時，從事大學物理實驗雙語教學的教師應多進行教學反思，以便及時調(diào)整自己的教學策略，提高自身的教學水平。

(2) 加強外文教材編寫

外文教材問題是目前開展雙語教學最大的瓶頸，為此，教育部應該將措施具體落實到高等教育部門。一方面派遣一部分學術專家去國外交流，參考國外教材并根據(jù)國內(nèi)教學實際情況編寫有中國特色的大學物理實驗雙語教材；另一方面,各高校也可組織教師自行編寫雙語教材或講義(英文+中文注釋)或者改編版教材。久而久之，外文教材的建設將會有很大的改觀和繁榮。

(3) 對學生因材施教

學生的水平參差不齊，教學單位應根據(jù)學生的基礎分班并分層次授課，同時開通大學物理實驗雙語教學網(wǎng)上選課系統(tǒng)，這樣學生愛學，教學效果也好。教師在備課時，也要善于了解學生的情況(如學生的學習困難、原有知識和態(tài)度動機等)，以便有針對性地進行教學。

4.2 展望

自2001年中國加入WTO以來，對外交流日趨頻繁，涉外貿(mào)易迅速發(fā)展，既通曉英文又精通專業(yè)知識的人才在社會上受到了極大的歡迎。大學作為高等教育的場所，自然便肩負起了培養(yǎng)綜合性人才的責任。在香港地區(qū)，大學雙語課程普遍采用外文教材，并且沒有語言類課程和專業(yè)課程之分，這種英文與專業(yè)并重的教學模式取得了良好的效果，一些全球著名的科學家(如丘成桐、崔琦等)都出自于香港，也就不足為奇了。我國內(nèi)地高校開展雙語教學還有許多需要探索和解決的問題，在教材編寫、師資建設、教案撰寫、課件制作等方面需要投入更多的時間和精力去摸索和實踐。在實踐與研究的過程中，找到既適合我國高校學生學習又兼顧國外實驗教學特點的雙語教學模式，讓課程更加科學高效。

[1] Josiane F. Hamers, Michel H. A. Blanc. Bilinguality and Bilingualism[M]. Cambridge University Press, 1989.

[2] 中華人民共和國教育部.教育部關于印發(fā)《關于加強高等學校本科教學工作提高教學質量的若干意見》的通知(教高[2001]4號文)[EB/OL]. 2001.8.28. http://www.moe.gov.cn/pub licfiles/business/htmlfiles/moe/moe_18/201006/88633.html.

[3] 中華人民共和國教育部.關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見(教高[2007]2號文)[EB/OL]. 2007.2.17. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/ htmlfiles/moe/moe_1464/200704/21825.html.

[4] 吳平.五年來的雙語教學研究綜述[J].中國大學教學,2007(1):37-45. Wu Ping. A research review of the Bilingual Teaching in nearly five years[J]. China University Teaching, 2007(1): 37-45. (in Chinese)

[5] 閆金鐸，郭玉英.中學物理新課程教學概論[M].北京：北京師范大學出版社,2008.

[6] 惲瑛.Bilingual physics with multimedia大學物理引論(雙語多媒體教材)[M].2版.南京：東南大學出版社,2010.

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BILINGUAL TEACHING DESIGN OF COLLEGE PHYSICS EXPERIMENT

Li Chengfeng1,2Huang Zhixin1

(1College of Physical Science and Technology, Wuhan Hubei 430079；2Central China Normal University, Chongqing 400065)

Under the background of internationalization and informatization of education, We aim to cultivate the creative and international professionals. Bilingual teaching in college physics experiment will help us to develop the advantages of both physical experiment and bilingual teaching, which will not only promote students’ professional research, but also improve students’ foreign language. In this paper, we define the concept of bilingual teaching based on literature review, and analyze the possibility and necessity of the bilingual teaching in college physics experiment. We also discuss the teaching design of the bilingual teaching in college physics experiment and give the specific teaching cases. Furthermore, We put forward some thoughts and approaches to solve the existent problems in the theory and practice of bilingual teaching in college physics experiment.

college physics experiment; bilingual teaching; teaching design

2016-11-24

李成豐，男，碩士研究生，主要從事物理教學科研工作，研究方向為物理教學論，高中物理競賽，iamlichengfeng@sina.com;黃致新，男，教授，主要從事物理教學科研工作，研究方向為物理課程與教學論等。

李成豐,黃致新. 大學物理實驗的雙語教學設計[J]. 物理與工程，2017，27(4)：47-52.