《固體物理》雙語教學中的若干問題探討

【摘要】隨著社會發展的多元化和教育的國際化，學生對專業知識的學習不僅要精且專，還對專業知識的英文閱讀和表達提出更高的要求，因此直接導致專業培養計劃中不斷提高中英文或者純英文課程的比重。授課語言和教學方法等的改變會直接影響學生的學習積極性和教學效果，因此雙語課堂呈現出不同于純中文課堂的一些獨有問題。本文結合《固體物理》雙語課程教學實踐與校課程評估意見從課程內容設定、中英文比重選擇和教學方法等方面進行深入的思考和探索。

【關鍵詞】固體物理? 雙語教學? 課程評估? 學生考核

【中圖分類號】G42 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）15-0247-02

一、引言

固體物理是凝聚態物理的最大分支，其理論和研究主要集中在晶體學，涉及內容繁多，包括晶格、倒晶格、晶體結合、聲子和能帶理論等固體物理學的基礎理論，以及晶體的電、磁、光、熱和超導特性等擴展應用[1]。固體物理是很多物理學和材料學專業的本科必修課程，也是一些工科專業如微電子等專業的選修課程。雖然根據課程目標不同，不同專業開設的《固體物理》課程的授課內容和難度會有所不同，但是大量的數學和物理學基礎知識還是令初次接觸固體物理的學生們苦不堪言[2]。然而，在《固體物理》中引入中英文雙語教學后，學生和課程評估教師往往把該課程的難度和學習效果不佳歸結為學生英文水平參差不齊，英文授課使學習難度大幅度提高等問題上，而忽略了教學內容和難度的設定、教學方法的創新以及對學生學習興趣和方法的正確引導等應該重視的事情[3]。

不管是否雙語教學，任課教師首先需要確定的是本專業學生需要從這門課程中學到什么內容，這對他們后續課程的學習甚至整個專業培養框架以及畢業時掌握的技能是否相關，即確認課程的教學目標是否同專業的培養目標與畢業要求有足夠的關聯。其次，任課教師還需要充分了解學生的知識體系，知道學生在上《固體物理》之前是否掌握了足夠的基礎知識，以便把握授課深度，并確定開始講授固體物理之前是否需要補充一些知識短板。最后，根據學生的英文水平以及專業培養目標的要求確定授課過程中英文所占的比重以及二者分別使用的范圍和形式等。

以上是課程開始前需要明確的三件事，授課過程中需要考慮的問題相對會更多一些：比如授課的難度和進度是否與學生的學習情況相匹配？授課方法和工具是否有助于學生更好的學習？英文內容的設置和比重學生是否能夠接受？如何疏導甚至消除引入雙語授課后學生對教學內容的排斥心理？[4]另外，課后積極了解學生的學習效果，知道學生學習過程中的疑點和難點，做好教學反思對于提升教學質量，增強學生的自主學習能力也是不可或缺的一環。本文以我校新能源科學與工程專業《固體物理》雙語課程為例闡述開課前、課程中和課后三個階段的教學工作中存在的問題和一些解決方案。

二、課前準備

開課前，需要明確的第一個問題就是課程目標和授課內容的定位。筆者在教授《固體物理》的過程中遇到過課程評估專家提出的一個問題：《固體物理》是否適合作為新能源專業的科類基礎課，課程的教學目標是否存在與專業的畢業要求關聯不足的問題。我校新能源科學與工程專業的兩個培養方向生物質能源和光伏發電技術都要求學生對物質的結構、性質和應用有所了解。

生物質能源方向涉及到生物質的分解和轉化，要求學生具備一定的化學知識，了解生物質分子及其晶體結構特點，這與固體物理中晶體結構、晶體結合與成鍵特點相關。光伏發電技術涉及到大量半導體晶體材料，要求學生對晶體的結構、表面和界面特點，光致發電機制等都要有深入的學習，《固體物理》作為基礎課程，與《半導體器件物理》等課程構成一條完整的學習鏈，讓學生具備扎實的專業知識。因此開設固體物理，學習分子和固體的成鍵規律、結構和性質特點等對新能源專業的學生來說也是十分必要的。

對以上問題的思考和分析可以直接幫助我們確立在新能源專業開設《固體物理》課程的具體授課內容，即：晶體結構和倒晶格、晶體結合和能帶理論三部分，重點要求學生了解概念和會使用相關的理論分析具體問題。本專業學生在物理方面的知識僅限于大學物理中的經典物理部分，需要在講授固體物理之前先在課程中引入原子物理和量子力學的內容。所以晶體結構、晶體結合和能帶理論這三大部分內容就需要進一步的減少學時和降低難度，更加注重學生對基本概念的融會貫通，而不是偏重于數學的推理和證明過程。

雙語課程在確定好課程目標和授課內容后還需要設計雙語教學的比重和形式。有些課程評估專家會嚴格限定教材、電子課件和授課語言都要實現中文和英文各占一半，但是從教學的連貫性和學習效果來看很難完全做到這一點。從教師的角度分析，當從一種語言突然轉換成另一種語言的時候往往會影響到思路的連貫性，尤其是當遇到邏輯性比較強的內容時;從學生的角度分析，其在課堂上主要動作是看課件、聽講和記筆記。當學生看到讀起來比較吃力的英文課件時，會更專注地聽老師講以便理解課件上所列知識點，建立二者之間的一個對應關系，進而把自己的理解用自己熟悉的語言寫下來;當看不懂又聽不懂時大部分學生會選擇放棄這節課，甚至對這門課形成嚴重的排斥心理，所以在中英文比重的設定上應該更關注學生的接受程度而不是嚴格的對半分的心態。

考慮到本專業學生此階段英語四級通過者不到三分之一，過六級者寥寥無幾的情況，《固體物理》雙語授課英文部分更多的體現在“讀”和“寫”。教材選擇中文版《固體物理導論》（第八版）[1]，學生在閱讀中文版的內容時，可以同時查閱該書英文版的教材，很容易實現中英文對照學習。本課程的“雙語”定位是：英文的課件，讓學生認識固體物理專有名詞的英文表達，借助一定的翻譯工具，能夠正確譯出相應的內容，從而提高學生的英文閱讀能力，為后面的英文專業文獻的閱讀做準備;中文授課和講解，能夠讓學生更清楚地了解固體物理所涉及的概念和理論，降低學習難度，達到更好的學習效果，削弱其對雙語課程的畏懼和排斥心理。

三、授課過程中遇到的問題和解決方案

《固體物理》雙語教學實踐發現，授課過程中遇到的問題主要集中在以下幾個方面：1）學生對固體物理學尤其是晶體學的發展現狀等比較陌生，因不明白固體物理學對材料的開發和設計的重要性而產生的學習《固體物理》無用等片面思想;2）英文課件導致閱讀難度增加，造成部分學生在聽課過程中因走神或者疑問等掉隊的現象;3）教學內容比較抽象，學生比較難建立形象思維，如晶體的微觀結構和倒晶格等;4）理論知識與應用脫節，無法把課程所學知識應用于其他后續課程或者實驗數據分析等，如X射線衍射理論的應用，根據能帶結構分析材料的光伏特性等。針對上面的四個問題，筆者在教學過程中總結出來以下幾種比較有效的措施。

（1）針對學習《固體物理》不實用的思想，可以通過寫調研論文的方法讓學生自己去發現固體物理的應用。課程第一周布置一篇調研論文，課程結束提交。讓學生自己進行信息檢索，查閱相關資料，選擇一種自己感興趣并且是學科研究前沿的晶體材料進行調研，此舉可加深學生對固體物理學科研究前沿的認識，并提高英文文獻的檢索和閱讀能力。

（2）為了弱化學生英語閱讀水平過低對其學習效果的影響，本課程建議學生對英文課件進行翻譯，記錄中文筆記。具體操作：學生可根據課堂上的筆記，課下結合課件和教材把筆記進行整理，歸納和擴充當堂課的知識點。課后老師不定時檢查學生記錄的筆記情況，并根據記錄內容判斷其對知識點的理解是否正確，并進行適當的指導。此舉的效果也比較顯著：學生對知識點的認識明顯加深，在很大程度上克服了學生英文水平不足的限制，即使課堂上稍有掉隊，課下也能盡早彌補。

（3）考慮到晶體微觀結構的復雜性，本課程在授課過程中結合教學進度引入晶體學模擬軟件，清楚明了地展示出不同晶系晶體及其表面和界面的三維幾何結構，幫助學生建立晶體的微納米結構模型[5]。對于典型的晶體系統，還可以通過簡單地計算為學生展示晶體的電子結構，能帶特點和X射線衍射光譜等。此舉既能幫助學生建立形象思維，又可以增加《固體物理》的趣味性和實用性。另外，還可以在授課過程中引入實驗數據，讓學生運用相關的固體物理學理論進行分析，如給出纖維素晶體的X射線衍射光譜，讓學生應用布拉格定律簡單判斷纖維素的晶體結構特點;給出不同半導體的能帶結構圖，讓學生根據光吸收原理判斷哪類材料更適合做光伏材料等;這些都是新能源材料中比較實用的知識，對提高學生的專業素養幫助較大。

除了以上這些措施外，還可以通過一些常規手段獲知學生的學習情況和教學效果，如期中考試。本門課程中，針對試卷中每一個學生的具體錯誤，我都與其進行了當面交流，根據其出錯的地方提出相近問題并讓學生自己思考找出答案。這樣做的效果是老師可以很清楚的了解每一個學生對知識點的理解是否正確，為什么會出錯，大家的共性的錯誤在哪里等。

四、結束語

“一千個人眼里有一千個哈姆雷特”，盡管教學大綱相同，教學內容不變，當面對的學生和教師的教學經驗不同時，相同的課程也會呈現出不同的問題。只有明確課程目標，因材施教地制定教學內容，從學生的實際需要和情感出發，堅持具體問題具體解決的思路，才能打造出一門有品質有溫度的課程。

參考文獻：

[1]C.基泰爾 著，項金鐘，吳興惠 譯，固體物理導論[M].化學工業出版社，2005.

[2]丁漢芹.固體物理教學的幾點心得體會[J].大學教育， 2016（12）：129-130.

[3]毛飛，張振華，曾文杰，等.探討雙語教學在固體物理課堂中的應用[J].課程教育研究， 2016（26）.

[4]姚利民，段文彧.高校教學方法改革探討[J].中國大學教學， 2013（8）.

[5]杜永勝.Materials Studio在固體物理教學中的應用[J]. 技術物理教學， 2009（3）：45-46.

作者簡介：

高海麗（1985.03-），女，漢族，河南許昌人，博士，現就職于福建農林大學，講師，主要從事固體物理、核電和熱電教學工作。