UCSD轮廓及物理教学.pdf

UCSD轮廓及物理教学 记得在一次全校工作总结会议上 王校长曾建议关注UC系列的几个大学 认为他 们在短时间 内取得快速 发展的经验 值得借 鉴 我 这次是被 选派到 University of California San Diego UCSD 参加国家教育部组织的科学和工程学 科双语教学培训项目 英语口语训练之余 对UCSD的物理教学进行了粗略的调 查 或许对我系正在进行的课程调整有借鉴意义 一 简短历史 UCSD 是 州 公 立 大 学 60 年 代 初 期 成 立 是 以 Scripps Institution of Oceanography 海洋研究院 为核心形成的校园 1964年开始招收本科生 短 短40年左右时间 UCSD由于其教师队伍以及在本科生 研究生培养方面的成就 而为世人所知 2001年全美大学排行榜名列二十几位 UCSD 现 有 5 位 Nobel laureates 4 位 recipients of the National Medal of Science 1位winner of the Pulitzer Prize 66位members of the National Academy of Science 等等 现每年研究经费为3 5亿美圆 二 学校环境 UCSD位于海滨城市San Diego 圣地牙哥 地处美国的西南角 四季温 差不大 没有明显的季节变化 虽然是在海边 但接近于沙漠干旱气候 所以 被认为是最适宜居住的地方 UCSD现有1 350教师 2 550研究生 16 000本科生 入学本科生的高中 GPA达到3 9 后面介绍这个GPA 最高为4 0 页码 1 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m UCSD的教师大多参与最前沿的科学 技术 人文和艺术的研究和发展项 目 使得校园学术气氛浓厚 UCSD学生可以直接参加教师的研究项目 类似于 清华大学的SRT计划 San Diego是美国高科技电子和生物制药工业的主要中心 之一 这些高科技公司经常招收UCSD的学生利用夏季学期打工 使科学和工程 专业的学生增加许多实习的机会 UCSD的小学院系统 后边在解释 使学生有 更多的机会参与学生组织和管理等社会活动 校园内体育健身设施也非常完 备 学生可以参加各种锻炼和比赛 等等 相比较 除了气候 清华大学的其它环境并不逊色 更细微地 也许教师 的整体研究水平也有差距 三 结构 UCSD由 Division 和 School 类 似 于 我 们的 学 院 以及 研 究所 构 成 Division 下面是 Department 系 例 如 Division of Physical Sciences 包 括 Chemistry and Biochemistry Mathematics Physics 每个系都有Administration Faculty 教师 一般属于系里管理 明显不同的是 学生入学后 并不按学科 或专业归入各个系 而是不论所学专业如何 学生入学同时进入不同的Colleges 学院 UCSD的这种College系统来源于牛津和剑桥 它使学生既不过早地选择专 业 避免知识面变窄 又使学生属于一个较小的group 感觉便利 同时易于管 理 UCSD校园里现有6个Colleges 不是按学科划分 但每个学院都有其独特的 教育理念和不同的环境 课程设置也有一些差异 学生可按其喜好选择适当的 College 不管学生进入哪个College 他 她 可以任意选择主攻专业 只要 UCSD有这个专业 但有些专业的选择是有条件的 页码 2 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 每 个 College 都 有 管 理 机构 The provost 是 总 负 责 同 时 也 是 faculty member 他们引导新生入学注册 帮助学生制定课程计划 选课 提供课程信 息 同时指导在校生继续选课或选择专业 学生可以向他们咨询课程有关的事 宜 也可以咨询其它信息如新的奖学金 社会实践项目等 College管理机构成 员还提供各种服务 帮助解决学生日常生活困难 协同系 注册办认证学生的 毕业资格 等等 四 入学及费用 申请秋季 冬季和春季入学的学生 都要在那个学期开学的半年到一年之 前填写申请表格 新生一般都在秋季学期入学 转学到UCSD的可在其它学期入 学 原则上任何高中毕业生都有资格申请入学 不是California居住者 入学要 求高一些 而且要交额外的费用 入学资格有最低标准 如高中学习平均成绩 不能低于这个标准 但学习平均成绩都是优不一定就能进入UCSD 因为还要考 察许多方面 包括在高中参加社会实践的经历等诸多因数 这些在高中都按定 量给分 入学标准非常详细 而且基本固定 按这些要求 称得上是 又红又 专 UCSD是排名靠前的公立大学 入学条件比较高 学生申请入学时 要具体申请UCSD的College 可能要求写第一志愿 第二 志愿等 但不要求选择专业 申请获准后 学生可以登记 交登记费 入学时 要注册 交学费 一般California居住者 各种学习费用包括注册费 750 学费 2 716 教材费 1 158 保险费 489 等 6 300 吃 住及花费 约 8 700 每年共需 15 000 非California居住者还要多交 10 600 五 学期和学分 页码 3 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 与UC Berkeley不同 UCSD采用的是Quarter System 即 一年分秋 冬 春 夏四个学期 每个学期 Quarter 十周课程 每学期学生都要注册 选 课 夏季学期比较特殊 既有其它学期一样的正规课程 还开设特殊需求的课 程 如针对其它院校学生 高中合格毕业的学生和面向公众的课程 4年时间里 学生在秋 冬 春的每个Quarter都要上4个4学分或16个学分的 课程 在连续的三个Quarter至少要赢得36个学分 学生想要上21个学分以上的 课 要得到那个College provost的同意 完成180 184学分学生就可以获得学士学位 但科学与工程专业的学生要求 230 240学分 不同的College要求有一些差异 非科学与工程专业的学生不经过 那个College provost的同意 所选课程不能超过200学分 六 专业 UCSD有许多专业可选 科学 工程 经济 人文和艺术等专业 以及医学 和法律预科 但没有商业 地理 体育等专业 通常学生在离毕业3个Quarters 之前 要求决定其专业 学生可以随意选择其中的大部分专业 但有些专业的 选择是有条件的 如生物专业 在学生选择的基础上 还需要生物系的认可 而且 不同专业学生获得学士学位所需要的学分也有差别 有些学生根据学习 情况 可以获得双学士学位 不论什么专业的学生 必须了解美国历史和制度 体现在学生必须选修有 关的课程并合格 必须能用英文写专业论文 七 荣誉奖励 College Honors Department Honors Provost Honors和Phi Beta Kappa 这些 页码 4 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 奖都有比例限制 如College Honors 获奖学生人数不能超过14 令人吃 惊的是 这些奖主要依据学习成绩 即分数 这与印象中的美国人完全不同 以为他们不注重分数 重能力 其实分数在哪里都是最重要的尺度 此外 还有许多奖学金 以资助那些优秀但经济困难的学生 八 分数与淘汰 每 门 课 的 最 高 分 为 4 0 A A 4 0 A 3 7 B 3 3 B 3 0 B 2 7 C 2 3 C 2 0 C 1 7 D 1 0 F 0 有 些 课 可 能 只 有 P Pass NP not Pass P相当于C或更高 但计算平均分GPA grade point average 时 这种 课程不计在内 W是学生因缺课等原因没有成绩 本科生的GPA必须达到2 0或更高 才能获得学士学位 研究生获得硕士学 位需要GPA达到或高于3 0 一本科生某个学期的GPA低于2 0 该生就得试读 如果GPA低于1 5或连续 两次试读 意味着该生失去继续就读的资格 但学院会对该生的资格重新审 核 以决定是否允许该生在下一个学期注册 全时 Full time 学生如果连续三学期所修总学分低于36 该生失去全时学 生资格 但可申请Part time Study 继续留在UCSD 某门不合格 学生可以再选 分数记入学生档案 但不计入GPA 如果学 生两次以上选同一门课 但都不合格 下次再选该课需要学院特别核准 有关分数还有比较详细的规则 这里不再熬述 另外学生还有诚信方面的 要求 九 研究生 页码 5 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 研究生入学 在籍管理和毕业与清华或国内大部分学校的模式基本类似 也有类似于研究生院的机构 统一管理学籍 教育和毕业等工作 但研究生一 般直接是系所属 有些研究所专门有研究生院 研究生入学时一般要求GRE成 绩 外国学生要求TOEFL成绩 高于550或计算机考试213 及英语口试 还需 要提供本科学习成绩单和3封推荐信 但在读本科生继续研究生教育 不需要这 些考试或手续 可直接申请 另外 还可以申请奖学金资助 研究生教育项目中 有一个海外学习的项目 任何专业的研究生根据需要 可提出申请 要求一学期或一整年在国外学习或参与研究 并可申请资助 十 物理课程 UCSD的所有课程都有编码 1 99为lower division课程 供1 2年级学生选 100 199为upper division课程 学生若要求选100 199的课程 必须至少修过同一 专业的一门初级课程 或已经在校学习6个学期 200 299是研究生课程 本科 生若想选这类课程 必须上够18个学分的upper division课程 300 399是专门为 教师或预计作教师的人开设的 400 499是另外的专门课 物理系开设30个lower division课程 包括实验课 40个upper division课 程 58门研究生课程 一门物理教师培训课 许多系的学生都被要求上几门物 理lower division课程 1 物理系简介 物理系的管理机构有许多方面和我们类似 有系主任 有财务 人事主 管 有主管教学副系主任 有本科生和研究生教学办 Undergraduate Student Affair和Graduate Student Affair 有系主任 办公室等 教学有 关事宜都由 Undergraduate Student Affair和Graduate Student Affair负责安排 Undergraduate 页码 6 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m Student Affair将与College协调学生选课 安排教师 课时等事宜 不同的 是 他们多了Business Office和Computer Service Office 物 理 系 现 有 98 位 Faculty Staff 10 位 退 休 返 聘 其 中 76 位 教 师 Faculty 包括教授63 9位退休返聘 副教授3 助理 教授1 Adjunct Professor 7 讲师2 另外在各个研究所或研究小组中Research Staff 22 1位退 休 还有一些工程师和博士后 125位研究生 以及有110本科生选择物理学 科为专业 物理学科有6个理学学士 B S 1 Physics 2 Physics with Specialization in Astrophysics 3 Physics with Specialization in Computational Physics 4 Physics with Specialization in Biophysics 5 Physics with Specialization in Earth Sciences 6 Physics with Specialization in Materials Physics 2个文学学士 B A 1 General Physics 2 General Physics Secondary Education 有10个研究领域 1 Physics of elementary particles 2 Quantum liquids and superconductivity 3 Solid state and statistical physics 4 Plasma physics 5 Astrophysics and space physics 页码 7 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 6 Atomic and molecular collision and structure 7 Biophysics 8 Geophysics 9 Nonlinear dynamics 10 Computational physics 本科生专业与物理系教师的研究领域有所不同 2 物理课程 a Lower Division 1A B C 是专给生命科学专业的学生开设的大学物理系列课 每个都是5学 分 包括相应的普物实验 习题课 每周课堂3学时 习题课2学时 讨论1学 时 测验1学时 实验每周一次 2A B C D 是给科学和工程专业的学生开设的大学物理系列课 每个都是4 学分 每周课堂3学时 习题2学时 讨论1学时 测验1学时 2AS BS CS DS是与2A B C D相同的课 不过专门为特殊需求的学生在夏季 学期开设 2BL CL DL 是给科学和工程专业的学生开设的普物系列实验课 每个都 是2学分 每周课堂1学时 实验3学时 4A B C D E 是为物理专业学生开设的普通物理系列课 每个学分4 每周 课堂3学时 习题2学时 讨论1学时 测验1学时 5 6 7 9 是天体和空间物理 8 12 日常物理和能源 环境 都是学分4 周学时3或4 有讨论课 10 11A B 为非科学和工程专业学生开设的课 都是学分4 其中11A B是 为有数学基础的非科学和工程专业学生开设的课 内有实验课 页码 8 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 90 91是Seminar on Physics or Physics Today b Upper Division 100A B C Electromagnetism 每个4学分 这个课实际 是高 级电磁学课 程 是在修完普通物理电磁学课之后才能选的课程 所以 它的地位类似于我 们的电动力学课程 但程度稍低 名称不同 内容也不太相同 105A B Mathematical and Computational Physics 每个4学分 内容包括数 值分析 数值计算方法等 从系里的要求看 这个课是与量子物理 统计和热 物理 高级力学和高级电磁学 后面再解释这些课程 同样重要的核心课程 110A B Mechanics 每个4学分 从内容看 它是类似于我们的理论力学 或分析力学 120A B Physical Measurements 每个4学分 内容属于我们的电子线路课 程 130A B C Quantum Physics 每个4学分 实际是我们的量子力学课程 140A B Statistical and Thermal Physics 每个4学分 相当于我们的热力学 统计力学 以上为物理系本科生的核心基础课程 另外 剩下的26门课程都是专业课 如 凝聚态物理相关 天体物理相关 核与粒子物理 计算物理 非线性动力 学 生物物理相关 近代物理实验等 根据学生学位申请专业 一般在第四年 开始选这些专业课 c 研究生课程 200A B Theoretical Mechanics 每个4学分 是更深入的分析力学课程 201 Mathematical Physics 学分4 类似于我们的数学物理方法 203A B Advanced Classical Electrodynamics 每个学分4 类似于我们的电动力 页码 9 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 学 但程度更高 210A Equilibrium Statistical Mechanics 学分4 这是更深入统计力学课程 212A B C Quantum Mechanics 每个学分4 实际与我们的高等量子力学相 似 以上为物理专业研究生的核心基础课程 另外剩下的47门课都是各个专业 的深入课程 还有4门与研究论文有关的课程 以及许多Staff开设的讲座或特别 开设的研究生课程 3 低年级基础物理课程设置 每学期物理系都开设供全校不同专业的学生选的公共物理基础课程 每学 期开设的课程如下 1A B C 2A B C D 2BL CL 这些课都开设一个课堂 一般一个课堂可 以容纳100 200人的学生 根据学生选课情况 可能有的课要开设两个或三个 课堂 5 6 7 8 9 10 11A B 在这些课中每学期轮流选开2 3门 4A B C D 每学期轮流选开1 2门 每学期只低年级课 就大致需要13位讲课教师和2位实验课讲课教师 4 高年级物理系课程设置和选课要求 100A B C 105A B 110A B 120A B 130A B C 140A B 这些物理系 本科生核心课程中 每学期4 6门轮流开设 另有3 6门专业课需要开设 讲课 教师大致需要9人 一般物理专业的本科生 要求在低年级选修4A B C D 或2A B C D 及 2BL CL的课程 在此基础上根据所选的学位专业要求 在物理系本科生核心课 程 100A B C 105A B 110A B 120A B 130A B C 140A B 当 中 选 8 14 页码 1 0 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 门 5 本科生的课堂模式 一般每学时50分钟 周4学时的课程分4次上 3次课堂讲授 1次测验 课 堂主要以教师讲课为主 有课堂演示实验 根据课程每周安排1 2次习题课 1 次讨论课 一般都是助教主持 测验成绩占6 7成 期末成绩占2 3成 有时可 能还有平时作业等成绩占剩余部分 打分方法前面介绍过了 6 研究生课程要求 研究生在第一年 要求学完9门基础课 它们是200A B 201 203A B 210A 212A B C 在此基础上 在来年要求另选5门专业课程 但这些课程至 少跨3个不同专业 合格后进入研究论文阶段 一般每学期开设4 6门研究生基础课 4 6门研究生专业课 大致需要10位 讲课教师 7 教师教学量 没有做特别的统计 单从以上课程开设的需求看 每学期上课教师的人数 大致34位 一年3个学期 上课教师人数大致100位多 加上夏季学期特别开设 的课程10个左右 教师需求110位多 物理系教师76人 由此看每位教师每年至 少1 5门课左右 相当于我们每人每年至少一门一学期的课 十一 大学物理课程 大学物理课是全校公共核心基础课程之一 也是物理系开设的主要基础系 列课程 这一点与清华大学极其相似 它分几个系列 1 1A B C 主要针对生命科学专业的低年级学生 课程本身包括普通物理 实验 是课程与实验一体的有针对性的大学物理课 每学期这三个课一起开 页码 1 1 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 根据学生选课情况设置课堂数目 这个课每周讲课3学时 一次两学时的习题课 1学时讨论 每周五下午在 实验室一次实验 选的教材为Eugene Hecht著 Physics Calculus 这个教材很有特色 由浅入 深 内容的深度虽比张三慧先生的大学物理教程浅 但知识面基本覆盖 还有 许多有趣的例子 而且插图优美 2 2A B C D 针对科学与工程专业低年级本科生 是系列大学物理课程 A是力学 B是电磁学 C是波动 热学 光学 D是近代物理内容 每学期这四 个课一起开 根据学生选课情况设置课堂数目 所有课都是每周3学时讲 1学 时测验 1学时讨论 A B C课的教材一直都是R Halliday等著的Fundamentals of Physics 6th ed 这个教材在清华大学英语讲大学物理课程上用过 因为它的某些内容深度接近 张先生的大学物理教材深度 内容覆盖面广 最近UCSD的2A B C开始转成其 它 教 材 R Wolfson J M Pasachoff 著 Physics For Scientists and Engineers 3rd ed D的教材是选Arthur Beiser著的 Concepts of Modern Physics 5th ed 这个教 材是近代物理概念介绍 作为近代物理部分的普物教材有一定道理 和我们的大学物理课程比较 美国的多数教材深度不够 但内容广泛 基 本包括我们的课堂教学要求的知识点 如果采用他们的书直接作为教材 需要 谨慎挑选 作为低年级的基础课 课程难度的设计是非常重要 而且难 国内 课程是否重新设计难度 这个问题在国内有人提出过 但不知现在是不是讨论 这个问题的合适时机 3 4A B C D E 针对物理专业的基础课程 相当于我们的普通物理课程 页码 1 2 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2 U C S D 教学 h t m 每学期轮流开设其中一到两门 A B C D的教材是D Giancoli著Physics for Scientists and Engineers 3rd ed 这个教材的大部分内容深度基本接近我们的大学物理课程深度 如果用英语或 双语教学 这个教材我觉得比较合适 E是Serway Moses and Moyer著Modern Physics 2nd ed 内容比我们的量子 物理课广泛的多 而且有深度 数学也不少 4 10和11A B 针对非科学与工程专业学生开设 每周3学时课 11A B 一般只开设11A 针对数学基础好的文科学生开设 每周3学时分 两次上 1学时习题 还有两个实验 教材是D Giancoli 著Physics 5th ed 这教 材浅显易懂 而且内容丰富 需要一定的微积分基础 10是对数学程度低的 学生 教材是Trefil and Hazen 著 The Sciences An Integrated Approach 3rd ed 这教材非常有特色 基本没有什么数学公式 类 似于科普书 但实际上是教材 无论是内容选择 顺序编排及讲授内容的路线 设计 都非常有启发性 可以用来帮助我们设计文科大学物理教学的课程体 系 5 5 6 7 8 9 12 是天体 空间 环境 日常物理 每学期也开其 中一到两门 十二 本科生理论力学课程 课程代码 Physics110A B 名称 Mechanics 学分4 周学时3 分两学期 完成 美国许多大学的本科生理论力学课程都叫Mechanics 所以许多人 如果 只是从网页上看标题 在调研时很容易误以为本科生不上理论力学 或分析力 学 其实如果对课程内容仔细考察的话 就会发现许多大学对物理系本科生 页码 1 3 1 5U C S D 教学系统 2 0 0 3 9 5f i l e D U S E R A n Y u u c s d 2 0 0 2