麻省理工学院物理教育理念和教学方式探析张立彬（南开大学外国教材中心；天津300071）郭丽梅（南开大学物理科学学院；天津300071）[内容摘要] 从教育理念和教学方式两个角度对麻省理工学院物理教育进行了深入探究，进一步明确了麻省理工学院物理系培养拔尖创新人才的模式。

其中，物理教育理念包括实用知识的教育价值观、实践教育理念、通识教育与专业教育相结合的理念、重视教学质量与育人质量的理念等。

物理教学方式主要有重视和坚持实践教育、充分利用信息化手段等。

通过分析，笔者认为我国大学物理教育的改革应注重学生科研能力的培养、注重自主和交互式学习方法、注重学生综合素质的培育等。

[关键词] 教育理念；教学方式；实践教育；通识教育；培养质量；科研能力；综合素质美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology ,以下简称MIT) 始建于1861年,是世界闻名的私立大学,而且是世界一流的综合性研究型大学。

经过短短一百五十多年的发展，MIT从一所默默无闻的技术学校发展成为一所闻名海外的世界一流高等学府，现已被誉为与哈佛、剑桥、牛津等老牌大学齐名的、综合性的世界一流大学，并获得“世界理工大学之最”的美名。

MIT是以培养高级科技人才和管理人才为宗旨的综合性研究型大学，既是美国的科学研究中心，也是美国科学家、工程师和工业家的摇篮。

它的建立与发展对美国科学技术的进步、社会的发展和工业生产力的提高都产生了至关重要的影响[1]。

阿波罗登月计划的导航系统在这里设计完成, 四名传奇宇航员的月球漫步更是从这里迈出，美国星战计划的高级雷达电子装置在这里研制成功，集成电路和磁存储器在这里相继问世,世界上第一款电子游戏和第一个玩具机器人也是在这里诞生的，波士顿128公路高科技园区在这里繁荣……除此之外，MIT培养了78名诺贝尔获奖者，也培养了像前惠普公司首席执行官卡莉·费奥丽娜（Carly Fiorina）、万维网之父蒂姆·伯纳斯（Tim Berners）、前联合国秘书长科菲·安南(kofia. annan)等社会精英，美国国家研究协会更是把MIT在美国大学的知名度排为第一，《纽约时报》把MIT评为“全美最有声望的学校”。

[2]在追求普遍学问、学科设置齐全的基础上，世界一流大学都根据各自的传统有所侧重，形成具有世界先进水平的特色学科。

MIT物理系在全美乃至世界久负盛誉，从20世纪初开始，MIT物理系就一直是重要的国家资源，其毕业生遍布世界主要大学和学院，联邦研究实验室以及各种工业实验室工作。

本文从教育理念和教学方式两个角度分析探究MIT物理系取得如此大成就的原因，这对探索大学素质教育、培养创造创新型人才、培养未来知识经济的适用人才和敢与世界竞争的高科技人才是十分有益的；同时，这也为我国各大学物理教育制订培养方案和教学计划提供一种非常好的范例和参考。

1、MIT的物理教育理念MIT物理系取得令人瞩目的成就，主要原因是长期形成的独特而成熟的教育理念，例如：实用知识的教育价值观、实践教育理念、通识教育与专业教育相结合的理念、重视教学质量与育人质量等。

1.1实用知识的教育价值观MIT校、院长有特殊的办学意识，对办学育人、解决美国及世界问题有强烈的社会职业性敏感。

MIT拥有一流的人才资源、知识资源、技术资源，其使命是为科学、技术和其他学术领域增进知识，培养人才，以在21世纪为国家和世界提供最好的服务。

他们利用自己的优势解决公共问题、开展社会服务活动。

[3]MIT物理系的价值观是“有用”，促进科技领域的发展，极大地提高了社会生产力水平，改变了人类的生活、生产方式。

他们强调通过教学和学术研究来推动为国家和社会服务的职责。

开设的课程适于培养社会所需的为国家、社会服务的人才，以推动国家和全世界的建设和发展。

物理学几乎是一切工程科学的基础。

物理学的成就直接发展了各种各样的工程技术，同时推动了MIT工程学院的快速发展。

例如，机械、建筑科学就是经典力学原理的实际运用；电力、电子工业是电磁学发展的结果；光学特别是激光技术使得光纤通信、互联网、激光医学等蓬勃发展，在万有引力定律基础上发展起来的航天技术使得人类的足迹不断地向宇宙深处延伸。

1.2实践教育理念MIT对人才的合作能力、创新能力、解决实际问题的能力非常重视，实践教育正成为一种制度化理念。

MIT在其教育理念和使命中都渗透了加强实践教育的思想，并通过多种途径提高学生能力的培养。

实践教育是指在人才培养的全部过程中贯穿实践教育的思想，通过课堂内外各个环节，全面构建完整的实践教育体系，提高培养学生的质量。

[4]MIT物理系增加实用课程和实际训练，推动课程的实用化和科学化的改革，譬如增加实践教学课程，更新实验课、习题课、见习课的内容，增加它们的学时数。

在课程教学中，MIT物理系不是一开始就讲授课程内容，而是先介绍课程内容在工农业生产和社会生活中的实际意义。

在教学过程中，教师往往设定一些具体的问题让学生讨论，通过讨论寻求解决的办法，这样既巩固了知识，而且提高了学生思考和解决问题的能力。

理论课教学结束以后，教师还要安排2—3次见习课或实验课，鼓励学生用所学理论知识设计出具有创新意识的设计方案或实验报告。

此外，还要布置一定的课后作业，这些作业往往是和生产或生活实际密切联系的，具有探索的价值，学生通过翻阅资料、调查研究、总结分析等提出自己的观点，要求这些观点具有创新性，学生完成作业的情况最终和该学科的考试成绩挂钩。

MIT物理系的老师认为对学生仅仅通过课堂接受教育和训练是远远不够的，MIT物理系也注重与外界尤其是工业界建立起广泛的联系，形成了大学与产业界之间的良性循环，为学生的学习和创业提供了良好的条件，他们励学生走出课堂、走出校门，参加各种创业活动。

1.3通识教育与专业教育相结合的理念MIT虽然是一所著名的理工学院，但它也提供一般的教育，使其在数学、物理、自然科学、英语和其它现代语言以及心理学和政治学的基础上，为学生在毕业后能适应任何领域的工作做好准备。

教育不仅仅是智力的发展，也是为生活做准备，因而，学生受教育的整体环境是非常重要的。

MIT物理系越来越重视文科教育，目的是为了学生毕业后能顺利地承担高级工作。

MIT物理系认为仅发展局部领域的知识是不够的，高等教育应使个体有能力和有效地参与集体文化，采取将通识教育与专业教育相结合的方法，为本科生提供了一种平衡的教育。

同时，在MIT物理系，“越少是越多”指导着本科生课程的设置，给予学生基础知识以帮助他们进行终身的自我教育，更好地学习和掌握有限的基本概念与专业主题比掌握一堆事实更有助于培养未来的专家。

尽管内、外部的压力要求拓宽课程，但MIT物理系仍强调基本原理，不增加课程量。

与此同时，对整体课程也不断地进行评定和修改，而不是仅仅增加需要的零散饭。

MIT规定，学生如果要获得理科学士学位，就必须满足核心课程的学习要求。

这个要求覆盖科学∕数学和人文社会科学两大类。

科学∕数学包括化学、生物学、物理学、微积分以及实验室和科学选修课。

人文社会科学课程要求在五个类别中选择三个完成，即“文学及原著研究”、“语言、思想和价值”、“艺术”、“文化和社会”、“历史研究”。

应用物理学专业的学生必须选修物理学和工程学课程，同时，还要学习有关具体的应用物理课程。

应用物理课程分三轨：固体状态与量子电子学、材料物理和医学镜像物理。

所有三轨都包括入门课程、必修核心课程、两学期独立研究三部分。

入门课程安排在第一年，对应用物理有兴趣的学生该尽可能地学习数学、物理以及计算机应用等课程；专业理士学位申请资格课程，主要是指入门课程以外的10门课，其中2门要经本科生学习部门认可，其他8门分三轨设计为系列。

学生要想获得理科学士学位，就必须达到理科要求。

全校要求学习的理科课程之一就是物理。

学校对物理的要求可以通过很多组合得以满足。

例如，开在春季的物理Ⅱ包括实验及工具包，开在秋季的物理Ⅰ是为那些在高中时很少有机会学习微积分和物理的学生开设，而且这两个学期的科目序列可以调换。

MIT希望毕业生对物理学的基本概念和方法有深刻的理解，同时学院的大部分学位计划都要求掌握这些概念和方法，这对他们塑造社会角色的意义非同寻常。

这种课程设置方法，既保证了学校的总体规划，使所培养的学生有大致的发展方向，又照顾到学生个体的需求和特点，给了学生相对自由的发展空间，是高水平研究型大学人才培养的重要特征。

[5]1.4重视教学质量与育人质量的理念MIT 将育人规格定得很高，历届校长都严格坚持“先有一流的教师，后有一流的学生，有了一流的教师和学生,最后才有一流大学”的现代大学教育制度理念，所以非常重视教学质量与育人质量。

MIT物理系在创办初期就遵循这一理念。

康普顿（Karl T. Compton）是美国著名的理论物理学家，于1930—1949年担任麻省理工学院第9任校长，他从物理系入手，以物理系为突破口来加强基础学科；积极倡导和鼓励学术性科研，推行扩大研究生教育，提高本科生录取标准。

他从哈佛大学聘任了年仅29岁的理论物理学家约翰·斯雷特（John C. Slater）为系主任，斯雷特随之又聘任了乔治·哈里森（George Harrison）和格雷夫（Van de Graaf）等，从而大大充实了物理系的优秀师资力量。

1931年麻省理工学院物理系建立了光谱实验室，1932年建立了伊斯特曼理化实验室。

到1937年，麻省理工学院物理系跻身于全国优秀的三个物理系之列。

这个理念一直延续至今，采取优惠政策和一切有效办法吸引有天赋、有学识、有成就的人才、专家、学者来校任教授工作，例如：丁肇中，因发现新的J/ψ基本粒子获得1976年诺贝尔物理学奖，现任麻省理工学院物理系正教授；弗朗克·韦尔切克(Frank Wilczek)，因发现了量子色动力学中的渐进自由获得2004年诺贝尔物理学奖，现任麻省理工学院物理系正教授。

同时坚持这些一流教授承担本科教学及指导实践教学的传统，实现了学高为师的师道原则。

对本科生及研究生的入学录取，也实行严格选拔制度，既考核学生学科成绩，又同时进行全面素质考查，包括生活能力、交际能力、动手能力等等，所以录取的学生绝大部分基础是最优秀的。

正是在这种严格的人才培养条件下，MIT物理系培养了多位诺贝尔奖得主，其中包括理察·费曼（Richard Feynman），1939年获得麻省理工学院物理学士学位，因在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果而获得1965年诺贝尔物理学奖；乔治·斯穆特(George Fitzgerald Smoot III) ，1966年获得麻省理工学院双学士学位(数学和物理)，1970年获得麻省理工学院物理博士学位，因发现宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性而获得2006年诺贝尔物理学奖；[6]沃夫冈·凯特利（wolfgang Ketterle），因在玻色－爱因斯坦冷凝物方面的创造，2001年与他人共同诺贝尔物理学奖，现任麻省理工学院物理系正教授。