美國貝勒大學物理系和物理師范專業課程體系介紹

丁持坤+肖月華+唐淑紅+劉長青

摘 要 本文較為全面地介紹了貝勒大學物理系及物理師范專業的課程體系?？梢钥闯?，與我國類似，貝勒物理系招生人數偏少。另外，貝勒物理系專業設置合理，可獲得學位選擇性很大；課程體系寬而深，強調跨學科發展。物理師范教育脫離物理系，由教育學院承擔，強調跨學科和教學實踐。它山之石，可以攻玉，這些特點無疑對我國地方本科院校物理專業轉型發展有著重要的啟示意義。

關鍵詞 物理專業 物理師范專業 課程體系

中圖分類號：G649.1 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2016.10.003

Abstract The curriculum system of physics department and physics teacher education of Baylor University are introduced in detail. It is easy to see that the undergraduate enrollment of physics majors is a little less that is similar to our country. And the undergraduate majors of Baylor physics department are more reasonable， the degrees are more selectable. Their curriculum system is broad and profound， emphasizing of interdisciplinary development. The physics teacher education is separate from physics department， and is undertaken by the school of education， emphasizing interdisciplinary studies and teaching practice. Other mountains stone can carve jade. These things are definitely meaningful for the transformation development of physics department in our local college.

Keywords physics； physics teacher education； curriculum system

美國貝勒大學位于德克薩斯州韋科市，是一所私立的基督教會大學。1845年2月，德克薩斯基督教育協會發起創辦，德克薩斯共和國總統安森·瓊斯簽署國會行動令，命名為貝勒大學貝勒大學是一所綜合性大學，設有文理學院、教育學院、商學院等12個教學學院，共有160個專業，在校學生16000多人。每個學院的教學系數目不同，其中物理系所在的文理學院有25個系，物理師范專業所在的教育學院，卻只3個系。

貝勒物理系有教師21人，其中教授6人，副教授7人，助理教授2人，高級講師3人，講師3人，博士19人，碩士2人。實行教授預聘制度，即對新進教師實行5年試用期，試用期滿考核決定去留?？己撕细窦催M入終身教職行列。對任課教師的考評，主要通過系學術委員會對每位教師從教學、科研、社區服務三個方面進行考核。下面為物理系歷年在校本科生人數（大一到大四年級人數合計）：2015，60人；2014，53人；2013，61人；2012，45人；2011，41人；2010，41人；2009，40人；2008，39人；2007，33人；2006，24人?？梢钥闯?，每一屆平均招生10.9人。實際畢業的人數還會減少，因為轉專業或被開除，例如，2013年畢業本科生5人，2015年畢業本科生8人。與數學系和化學系人數相比，是最少的，可見，學習的難易程度和工作機會的優劣決定了物理系學生人數少是國際上的普遍現象。

貝勒物理系只3個與物理有關專業：物理學、天文學和天體物理學?？墒谟?個學士學位：物理理學學士、物理理學學士（計算科學）、物理理學學士（醫療保健預科）、物理文科學士、天文理學學士、天文文科學士、天體物理理學學士和天體物理文科學士。物理師范專業包括中小學科學教師專業和中學高年級物理科學教師專業，授予理學教育學士學位。

1 貝勒物理系的課程體系

貝勒的物理學、天文學和天體物理學的文科學位提供相應領域內核心課程的傳統人文科學教育。物理學、天文學和天體物理學的理學學位提供該領域內全面綜合課程的學習，為后續的研究生學習做準備，或者為技術、醫藥、教育、法律、經濟、工業和其它職業做準備。鼓勵跨學科學習，尤其是與計算物理或醫療保健預科相關的物理課程。

其課程體系分為主修課程、第二主修課程和副修課程三類以及四個層次。主修課程是獲得相應學位時所要求的。第二主修課程和副修課程是供其它專業學生選修，其中修完第二主修課程后，會在他的學位證書上注明其第二專業是什么。副修課程的數量及要求都最低。

1.1 物理系開設的課程體系

1.1.1 1000層次

PHY 1404 光視學：有關光、光學、攝影、視覺、顏色和其它視現象的物理概念。

PHY 1405 文科普通物理：物理概念和歷史發展以及專題選講。

PHY 1407 聲音和聲學：有關聲音、聲音產生和聲源性質的物理。介紹用于記錄、產生和分析聲音的一些儀器設備以及學習一些建筑聲學知識。

PHY 1408 自然和行為科學I的普通物理：有關力學、熱學和聲學的一些基本知識，強調相關的物理概念、問題解決、符號和單位的學習。

PHY 1409自然和行為科學II的普通物理：有關電、磁、光以及現代物理的一些基本知識，強調相關的物理概念、問題解決、符號和單位的學習。

PHY 1420 普通物理I：有關力學、波動、聲學、熱學的基本原理和應用。

PHY 1430 普通物理II：有關電、磁、光和現代物理的基本原理和應用。

PHY 1455 描述天文學：天文學及其和人類發展的關系，強調太陽系、行星、小行星、流星、彗星等。

PHY 1V95 物理的獨立學習：在老師的輔導下的獨立學習。

1.1.2 2000層次

PHY 2135 基本電學實驗：電路和電子的原理和應用。

PHY 2190 物理研究介紹：為本科研究做準備。包括研究技術、選導師和完成研究計劃書。

PHY 2350 現代物理：包括狹義相對論、量子力學引論、原子分子結構、核物理和粒子物理等。

PHY 2360 數學物理和計算物理：包括矩陣、矢量、坐標變換、數值計算、混沌分形微分方程特殊函數等。

PHY 2455 基本天文學：現代天文學的數學和物理基礎，強調其技術、歷史以及目前宇宙的演化圖。

1.1.3 3000層次

PHY 3175 介質物理實驗I：實驗計劃、數據分析和誤差分析。密立根油滴實驗、法拉第常數測定、汽泡室攝影測量、蓋革計數、半衰期測定等。

PHY 3176 介質物理實驗II：強調核計數及測量。

PHY 3305 發明和技術歷史包括科學家的傳記。

PHY 3320 經典介質力學：包括矢量、線性變換、單個粒子牛頓力學、線性和非線性振動、Euler方程、拉格朗日和哈密頓動力學、共點力以及軌道運動等。

PHY 3330 介質電磁學：包括靜電、拉普拉斯方程、鏡像法、多極子展開、靜磁和麥克斯韋方程。

PHY 3350 天文主題：天文和天體物理中當前的研究主題。

PHY 3372 量子力學概論I：量子力學假定、希爾伯特空間算符、疊加原理、可觀測量、演化、守恒律、一維有界和無界態、WKB近似以及固體導電理論。

PHY 3373 量子力學概論II：三維問題、微擾理論、幺正理論、量子統計、原子光譜、固體原子核基本粒子物理介紹。

PHY 3455 觀測天文學：天文觀測基本手段，尋找和鑒別天體。

PHY 3V95 物理本科研究。

1.1.4 4000層次

PHY 4001 畢業考試：由系部組織，類似于GRE專業考試。PHY 4150 天文觀測概論。

PHY 4190 物理研究結果發布。PHY 4322 經典物理的現代主題：包括粒子系統動力學、剛體運動、耦合振動、一維波動方程、規范變換、導體和絕緣體中的電磁波、色散、多極輻射、Linard-Wiechert勢、相對論性電動力學等。

PHY 4340 熱力學統計物理：概率、宏觀熱力學、統計熱力學、熱動力學、量子統計。

PHY 4350 星系結構和演化概論：星和星系包括黑洞、矮星、中子星的定量研究。

PHY 4351 現代宇宙概論：可觀測宇宙、牛頓引力、相對論宇宙模型、宇宙熱歷史等。

PHY 4360 計算物理模型：應用當代計算機解決物理和工程問題的若干模型。

PHY 4372 固體物理概論。PHY 4373 粒子、核物理概論。

PHY 4374 相對論性量子力學。

1.2 物理系學生選修其它系的課程

1.2.1 數學課程

MTH 1321 微積分I：單變量微分、定積分和微積分理論。

MTH 1322 微積分II：單變量積分、微分方程、斜率場和級數。

MTH 2311 線性代數：矢量、矩陣算子、線性變換、矢量空間特點、線性系統、本征值和本征矢。MTH 2321 微積分III：多變量微分積分，格林函數。

MTH 3325 常微分方程：一階常微分方程、二階高階線性方程、級數方法、拉普拉斯變換等。

MTH 3326 偏微分方程：物理偏微分方程、分離變量法、傅里葉級數、邊值問題、傅里葉積分。

1.2.2 計算科學課程

CSI 1430 計算科學I。CSI 1440 計算科學II。CSI 2334 計算系統概論。CSI 2350 離散結構。

CSI 3324 數值方法。

1.2.3 生物課程

BIO 1105、1106現代生物科學概念（實驗）。BIO 1305、1306 現代生物科學概念。

1.2.4 化學課程

CHE 1301 現代化學基本概念I。CHE 1302現代化學基本概念II。CHE 1316 實驗測量技術。

CHE 3331 生物化學I。CHE 3332 生物化學II。CHE 3238 生物化學實驗。

1.2.5 宗教課程

REL 1310 基督教圣經。REL 1350 基督教傳統。

1.2.6 英語課程

ENG 1302 英語思維和寫作。ENG 1304 英語思維寫作和研究。ENG 2304 美國文學。

ENG 3330 英語寫作技巧。

1.2.7 政治科學課程

PSC 2302 美國憲法發展。

1.3 物理系各專業的第二主修課程和副修課程

1.3.1 物理學第二主修課程

PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3320、3330、3372、3373、4322、4340、4001；PHY 4000層次任3學分；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.3.2 物理學副修課程

PHY 1420、1430、2350；3000或4000層次任9學分。

1.3.3 天文學第二主修課程

PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.3.4 天文學副修課程

PHY 1420、1430、2455、3350、3455；其它PHY 3000或4000任3學分。

1.3.5 天體物理學第二主修課程：

PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、3372、4340、4001；PHY4350、4351中任一門；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.3.6 天體物理學副修課程

PHY 1420、1430、2455；PHY 3350、4350、4351中任兩門；其它PHY3000或4000任3學分。

1.4 物理系各學位的主修課程

每個學位修滿至少124學分，其中3000/4000層次36學分。從以下課程計劃可以看出，一是課程面寬廣，有一定深度；二是強調跨學科學習，強調學科交叉。

1.4.1 物理理學學位主修課程

PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、3373、4190、4322、4340、4001；PHY 4372、4373、4374中任兩門；CHE任3學分、CSI 任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.2 物理理學學位主修課程（計算物理）

PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4360、4001；CSI 1430、1440、2334、2350、3324、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302；MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.3 物理理學學位主修課程（醫療保健預科）

PHY 1420、1430、2135、2190、2350、2360、3175、3320、3330、3372、3373、4190、4340、4001；BIO 1305-1105、1306-1106、3000或4000層次任6學分、CSI任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302； MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.4 物理文科學位主修課程

PHY 1420、1430、2135、2350、2360、3175、3176、3320、3330、3372、4001；PHY 3373、4322、4340、4360、4372、4373、4374中任兩門；CHE任3學分、CSI任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.5 天文理學學位主修課程

PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4190、4350、4351、4001；其它PHY 3000或4000任6學分；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.6 天文文科學位主修課程

PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.7 天體物理理學學位主修課程

PHY 1420、1430、2190、2350、2360、2455、3320、3330、3350、3372、3373、4190、4340、4350、4351、4001；其它PHY 4000任3學分；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

1.4.8 天體物理文科學位主修課程

PHY 1420、1430、2350、2360、2455、3320、3350、3455、4150、4350、4351、4001；CSI任3學分、CHE任3學分、REL 1310、1350、ENG 3330、PSC 2302、MTH 1321、1322、2311、2321、3325、3326。

2 貝勒物理師范課程體系

貝勒基礎物理師資培養脫離了物理系，由教育學院承擔（但基礎數學師資培養仍然在數學系，而化學系沒有師范教育）。這樣利于突出師范培訓，增強畢業生的師范技能。美國的小學為1-6年級、中學7-12年級。下面的中小學指4-8年級，中學高年級指9-12年級。

2.1 教師教育課程

TED 1112 教育技術試驗 I，達到德州教育委員會的認證要求。TED 2112教育技術試驗 II。

TED 1312 教學導論 I：學習教學策略并應用于教學實踐。TED 2330 中小學教學：中小學教師的職責作用及實踐。TED 2340 中學高年級教師的職責作用及實踐。TED 3340 中學高年級教學助理I：中學100小時的教學實習以及討論會。TED 3341中學高年級教學助理II。

TED 3630 中小學教學助理I：中小學100小時的教學實習。TED 3631中小學教學助理II。

EDP 3650 優等生教學助理I。TED 3651 優等生教學助理II。TED 4312 英語第二語言教學方法。TED 4630 中小學教育實習I。

TED 4631 中小學教育實習II。TED 4632 中小學教育實習III。TED 4633 中小學教育實習IV。TED 4640 中學高年級教育實習I。TED 4641 中學高年級教育實習II。TED 4642 中學高年級教育實習III。TED 4643 中學高年級教育實習IV。EDP 4650 優等生教育實習I。EDP 4651 優等生教育實習II。

2.2 中小學科學教師專業課程

大一課程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科學；TED 1312、1112；LF 1134 體適能理論與實踐；美術3學分；MTH 1320 微積分初步；HED 1145 健康與人類行為。

大二課程：TED 2330、2112、2381；BIO 1305、1105、1306、1106 現代生物科學概念及試驗；GEO 地質學；STA 1380 統計初步；HIS 2365 美國歷史；PSC 2302；LF 終身健康。

大三課程：TED 3630、3380、3631；CHE 1301 現代化學基本概念I；CHE 1101 普通化學實驗I；PHY 1408、1409；CHE 1302 現代化學基本概念II；CHE 1102 普通化學實驗II。

大四課程：TED 4630、4631、4325、4632、4633。

2.3 中學高年級物理科學教師專業課程

大一課程：ENG 1302、1304；REL 1310、1350；GEO 1408 地球科學；TED 1312、1112； LF 1134 體適能理論與實踐；美術3學分；MTH 1321 微積分I；MTH 1322 微積分II；HED 1145 健康與人類行為。

大二課程：TED 2340、2112、2381；CHE 1301 現代化學基本概念I；CHE 1101 普通化學實驗I；CHE 1302 現代化學基本概念II；CHE 1102 普通化學實驗II；PHY 1420、1430；STA 1380 統計初步；HIS 2365 美國歷史；PSC 2302；LF 終身健康。

大三課程：TED 3340、3341；TED 3387 中學高年級科學課程實習；TED 3380 教育中的社會問題；PHY 2000層次任一門；CHE 3331 有機化學I；CHE 3332 有機化學II；CHE 3238 有機化學實驗。

大四課程：TED 4640、4641、4325、4642、4643。

可以看出，美國對中學物理教師的要求是數理化生地五門通修，沒有專門的化學、地理、生物教師培養。注重教師職業道德和職業技能訓練。

參考文獻

[1] 丁持坤，肖月華.大眾化高等教育時代地方院校物理學專業面臨的辦學危機與對策探索[J].湖南人文科技學院學報，2014.136（1）：107-110.

[2] 王杰.訪貝勒大學物理系簡介[J].云南名族學院學報，1998.7（2）：61-62.

[3] The Annual Newsletter of the Department of Physics at Baylor University 2006-2013.

[4] Baylor University Commencement 2013， 2015.