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一个伟大科学家的科学教育情怀

2015-01-09廖伯琴

物理教学探讨 2014年10期
关键词:黄先生物理学学习者

2014年9月7日,一个90高龄的老人在北京逝世。这一噩耗让很多人尤其是科技界人士不胜悲痛!各类媒体纷纷报道有关信息以此纪念这位老人,国家主席习近平闻讯特表示深切悼念!当此哀荣的老人就是科技界非常知名的黄祖洽先生!黄先生是中国科学院资深院士、理论物理学家、核物理学家,曾获国家自然科学奖一等奖,何梁何利科学技术进步奖等,曾有五十多位院士汇聚一堂为他祝寿,会上朱光亚、彭桓武、杨振宁、李政道、何祚庥等多位科学家高度评价黄先生为中国核武器研制成功作出了重要贡献,赞扬他淡泊名利的人格魅力和踏实勤勉的治学态度。诸多大奖与赞誉认证了黄先生在科技事业上的不朽功勋!其实,黄先生在科学教育方面也有独到见解,并做出了卓越贡献!

本世纪初,我国启动了第八次基础教育课程改革,从课程功能、课程结构、课程内容、课程实施,课程评价以及课程管理等若干方面进行了系统改革。在课程改革的早期,需要科学家的把关与引导,为此教育部基教司决定在每个学科的课程标准研究组聘请资深科学家作为顾问。物理课程标准研制组(以下简称课标组)有幸聘请了中国科学院院士黄祖洽先生等若干物理学专家为学术顾问,他们为义务教育物理课程标准和普通高中物理课程标准的研制完善做出了不可或缺的贡献!黄先生虽然离开了我们,然而第一次到先生家请他屈就作课标组顾问的情景至今萦绕于心。那是2002下半年的一天,天很冷!作为课标组组长,我须登门拜访恭请先生。见面后,黄先生和蔼而不经意地问了一些物理和数学方面的问题,然后问了一些中学物理教育的问题,在黄先生的看似轻松且随意的考查中,我忐忑地回答着先生的提问。问答中,黄先生始终微笑但目光坚决,致使我不能回避,不能闪烁其词,必须坦诚正面回答先生的提问。最后通过了先生的测试,他也终于首肯做课标组的顾问了。当我高兴地与黄先生告别,去和课标组其他老师汇合时,才发现自己已是汗流浃背,而在楼外长时间等待的老师却快冻成冰棍了!通过此次拜访,我真切感受到先生的仁慈和严厉,感受到先生对中学物理教育的殷切期望,也感受到先生对其所应承事情的一丝不苟、绝不敷衍的认真负责态度!黄先生对年轻人不仅仁爱有加,而且严格认真!也许正是由于这次考查,我后来一直有幸得到黄先生的支持与提携!

其实,第一次拜访黄先生是1986年期间,当时因攻读理论物理专业的硕士学位,在北京大学向知名教授曾谨言先生学习做核结构方面的研究工作,向吴崇试教授学习关于核结构研究的计算程序。其间,曾随我在四川大学物理系核物理专业的本科同学吕燕南博士一起拜访了他的博士生导师——北京师范大学低能核物理研究所所长黄祖洽先生。当时,我真切感受到黄先生不仅是一个泰斗级的科学家,而且是一个非常慈祥睿智、平和沉稳的老师!我为自己的同学有这样的导师而庆幸!

后来由于课程标准审查、新课标教材审查等,拜见黄先生的机会相对多些。在进一步的交流中逐渐了解到黄先生的与当下新课程理念相当一致的关于科学教育的思考。为了让更多的中学物理教师了解黄先生对于中学物理教育的真知灼见,作为《物理教学探讨》主编,我在2005年到先生办公室专题采访了他(图1),黄先生以其成长案例阐述了他对物理教学、物理课程改革的理解,本刊为此做了专题报道(图2)。

当下我国的中学物理教学仍受高考指挥棒的影响,学生课业负担很重,对学生能力的培养仍关注不够。黄先生以其在中学阶段的学习为例,阐释了物理教师对学生能力培养的重要性。他在中学时期遇到一个特别好的物理老师,这个老师不仅对学生耐心、谦和,而且允许学生随时提问,若有不能回答的问题,老师便和学生一起探索答案。有次,该老师无法回答他的问题,下课后让他到休息室,给他看大学物理教材《Duff物理学》,让他自己寻找答案。象这样的情形经常出现,若发现了问题,先自己想,想不出来再问老师,若老师回答不了就查书,老师经常介绍一些课外书籍,让学生自己阅读,自己解决问题。这是典型的“授人以鱼不如授人以渔”的教学方式,让学生时代的黄先生受益匪浅!在这种比较自由的学习氛围下,他在高中不仅自学了高中物理、大学物理教材,而且阅读了不少名著,如《史记》、《通鉴纪事本末》、牛顿的《原理》、罗素的《数理哲学》等。黄先生认为后来的学习习惯、研究兴趣等与其中学时期的学习氛围、学习方式有很大关系。他说自己在西南联大物理系学习时,在清华大学理论物理专业学习时,甚至在研制核反应堆、研制原子弹和氢弹时,都受益于中学时期养成的学习习惯,自己发现问题,自己解决问题!中学奠定的坚实基础,对人一生的发展都至为关键!

兴趣是最好的老师,兴趣使学习者享受“负担”。黄先生以其生动事例进一步说明培养学习兴趣的重要性。他小时候兴趣广泛,喜欢数理化,也喜欢文学,喜欢看小说。小学时喜欢看《儿童画报》、《小朋友》、《儿童世界》等杂志,喜欢看《罗通扫北》、《薛仁贵征东》、《薛丁山征西》、《狄青征西》等小说。他说刚上小学时经常揣小人书到课堂看,所以三年级前一直是中等生。后来父亲给他看了一本《趣味的数学》,让他感受到数学很有趣,从此便喜欢数学,数学成绩也就很好了,随后其他科目的成绩也非常优秀了。到了中学黄先生各门功课都不错,理、化、生成绩都很好,高一就能借助扎实的数学功底对磁铁通过玻璃板上铁屑显示的磁力线条纹用微积分列出其遵循的方程。由于学习兴趣,他喜欢自己提问,自己解答,喜欢到图书馆查找答案,他不认为这是学习负担。黄先生认为中学时期养成的学习兴趣将受益终身,而且学习兴趣与学习能力是相互促进的。例如,由于兴趣,他中学便自学了大学物理,到了大学他有更多时间自学其他内容,这不仅强化了自学能力、拓展了学习兴趣,而且获得了学习自己规划人生的机会。

黄先生认为掌握学习的主动权非常重要,如果开始碰到一个较简单、能解决的问题,你就会越来越有兴趣,如果开始就碰到一个无法解决的难题,你就会没有信心,没有兴趣了。他认为教材既重要也不重要,若能自主学习、独立思考,教材中错的内容你可修改,教材中没有的内容你可补充,关键要做学习的主人,“尽信书不如无书”,应批判性地看书中的内容。

黄先生还认为课程应以简明为主,不罗嗦,把重要的东西说出来就行了。比如说力学中,关于质量、力、速度、加速度等都是什么意思?他们之间什么关系?说清楚就行了,应留一些空间让学生自己去补充、学习,不要这个也讲,那个也讲,把课堂塞得满满的,结果学生没有时间去自学。这会影响学生的学习方式和学习习惯!黄先生认为课程不宜太细化,细化是无止境的,你什么都讲到了,还让学生去想什么呢?而且,要细化必然增加量,学生必然要花更多的时间,学生书包就会越来越重,这就增加了学生学习负担。这些关于教学的高屋建瓴的见解皆与他中学受教育的方式有关。

黄先生不仅是这样学习的,也是这样教学的。他说“我愿意做一个铺路者,架桥人,永远和年轻人在一起,我从心底里热爱他们。”这是黄先生对教育事业的炙热情怀的表述。年近九十的黄先生仍给本科生授课,这在中国教育界可称罕见,这是课堂教学中的一道奇特风景。黄先生在教学中很好地融入了其中学时代受益匪浅的教学方法。例如,黄先生在其《现代物理学前沿选讲》(见图3)的前言中讲到,现代物理学的前沿问题“可以在任何水平上来讨论”,既可给夜校的工人讲相对论和宇宙起源,使他们感觉“好像也可以理解”,也可随着学习的深入让学习者“从定性的鸟瞰进入定量的描述”,对于高年级同学或研究生,还“会有许多数学牵涉进来,像线性代数、微积分、高等代数、高等几何”。先生对此朴素地总结为“随着对象的不同,讲这个课的方式也不一样”。能进行这样的分层教学,这不仅反映了先生对教学内容的深入理解,还体现了先生以学习者发展为本,深入浅出、化难为易的教学理念!这是典型的灵活调整教学方式与教学内容,以满足不同学习者学习物理需求的教学模式!

在当下的中学物理教学中,中学老师习惯于教学内容有完整的前后铺垫,力争不遗留疑问,然而黄先生在进行《现代物理学前沿选讲》的教学时,认为“对于还没有学过这些数学的同学,开始的时候可以对有关公式的推导跳过去,但是把问题记下来,等到你们在数学课上或自己看数学参考书学到有关知识时,再联系起来加以解决。这时,你们就会像遇到久已向往的人那样,感到由衷的喜悦。”黄先生鼓励带着疑问学习,这种“以问促学”的教学方式,不仅有利于学生培养学生的自学能力,而且有利于培养学生的学习兴趣。这种在解决“疑问”中获得的成就感与兴奋感能增强学习者的自信心,调动学习者的主观能动性。黄先生在科学教学中,就是这样将其受益终身的学习方式融入课堂教学中的,他期望自己的学生也能因此受益终身。

黄先生走了,但他“从心底里热爱”学生、热爱科学教育的情怀,以学生发展为本的教学模式,特立独行、批判性思考的创新精神,将一直激励着我们!

最后仅以黄先生在《现代物理学前沿选讲》中关于物理学的理解作为本文的压轴:“物理学本身确实是非常奇妙、非常有趣的一门学问,学起来其乐无穷!它帮助我们深入地了解到自然界许多奥秘现象的本质。物理学最讲究实证,以观测和实验为基础;最推崇理性,不满足于观测和实验所揭示的现象,而要寻求现象背后隐藏的规律;既善于根据对现象的概况和抽象,做出大胆的假设,对现象做出理论解释;又敢于大胆怀疑、寻根问底,考究已有的假设和理论是否能符合实际。物理学研究令人振奋,使人陶醉。正如艺术创造力一样,理解和发现新事物是人类前进的基本动力。它不能被压抑、限制或禁止。在物理学研究中充满好奇和快乐、失败与成功,这种强烈的情感令研究者入迷。”“从学习物理学得到的训练会增加我们看待和处理事物时的理性成分。真正学懂物理学中认真、求实和创新的精神,对一个人一生都是有好处的。即使他以后转行,不再从事物理,物理学精神的熏陶,也会使他更容易判别什么是真的,什么是假的,什么是合理的,什么是不合理的,什么是可信的,什么是不可信的。换言之,会提高他理性判断和创新思维的能力。”

愿一切探究物理世界奥秘的学习者以此共勉!

哲人已逝,情怀常萦!黄先生,请一路走好!

(栏目编辑 廖伯琴)

黄先生还认为课程应以简明为主,不罗嗦,把重要的东西说出来就行了。比如说力学中,关于质量、力、速度、加速度等都是什么意思?他们之间什么关系?说清楚就行了,应留一些空间让学生自己去补充、学习,不要这个也讲,那个也讲,把课堂塞得满满的,结果学生没有时间去自学。这会影响学生的学习方式和学习习惯!黄先生认为课程不宜太细化,细化是无止境的,你什么都讲到了,还让学生去想什么呢?而且,要细化必然增加量,学生必然要花更多的时间,学生书包就会越来越重,这就增加了学生学习负担。这些关于教学的高屋建瓴的见解皆与他中学受教育的方式有关。

黄先生不仅是这样学习的,也是这样教学的。他说“我愿意做一个铺路者,架桥人,永远和年轻人在一起,我从心底里热爱他们。”这是黄先生对教育事业的炙热情怀的表述。年近九十的黄先生仍给本科生授课,这在中国教育界可称罕见,这是课堂教学中的一道奇特风景。黄先生在教学中很好地融入了其中学时代受益匪浅的教学方法。例如,黄先生在其《现代物理学前沿选讲》(见图3)的前言中讲到,现代物理学的前沿问题“可以在任何水平上来讨论”,既可给夜校的工人讲相对论和宇宙起源,使他们感觉“好像也可以理解”,也可随着学习的深入让学习者“从定性的鸟瞰进入定量的描述”,对于高年级同学或研究生,还“会有许多数学牵涉进来,像线性代数、微积分、高等代数、高等几何”。先生对此朴素地总结为“随着对象的不同,讲这个课的方式也不一样”。能进行这样的分层教学,这不仅反映了先生对教学内容的深入理解,还体现了先生以学习者发展为本,深入浅出、化难为易的教学理念!这是典型的灵活调整教学方式与教学内容,以满足不同学习者学习物理需求的教学模式!

在当下的中学物理教学中,中学老师习惯于教学内容有完整的前后铺垫,力争不遗留疑问,然而黄先生在进行《现代物理学前沿选讲》的教学时,认为“对于还没有学过这些数学的同学,开始的时候可以对有关公式的推导跳过去,但是把问题记下来,等到你们在数学课上或自己看数学参考书学到有关知识时,再联系起来加以解决。这时,你们就会像遇到久已向往的人那样,感到由衷的喜悦。”黄先生鼓励带着疑问学习,这种“以问促学”的教学方式,不仅有利于学生培养学生的自学能力,而且有利于培养学生的学习兴趣。这种在解决“疑问”中获得的成就感与兴奋感能增强学习者的自信心,调动学习者的主观能动性。黄先生在科学教学中,就是这样将其受益终身的学习方式融入课堂教学中的,他期望自己的学生也能因此受益终身。

黄先生走了,但他“从心底里热爱”学生、热爱科学教育的情怀,以学生发展为本的教学模式,特立独行、批判性思考的创新精神,将一直激励着我们!

最后仅以黄先生在《现代物理学前沿选讲》中关于物理学的理解作为本文的压轴:“物理学本身确实是非常奇妙、非常有趣的一门学问,学起来其乐无穷!它帮助我们深入地了解到自然界许多奥秘现象的本质。物理学最讲究实证,以观测和实验为基础;最推崇理性,不满足于观测和实验所揭示的现象,而要寻求现象背后隐藏的规律;既善于根据对现象的概况和抽象,做出大胆的假设,对现象做出理论解释;又敢于大胆怀疑、寻根问底,考究已有的假设和理论是否能符合实际。物理学研究令人振奋,使人陶醉。正如艺术创造力一样,理解和发现新事物是人类前进的基本动力。它不能被压抑、限制或禁止。在物理学研究中充满好奇和快乐、失败与成功,这种强烈的情感令研究者入迷。”“从学习物理学得到的训练会增加我们看待和处理事物时的理性成分。真正学懂物理学中认真、求实和创新的精神,对一个人一生都是有好处的。即使他以后转行,不再从事物理,物理学精神的熏陶,也会使他更容易判别什么是真的,什么是假的,什么是合理的,什么是不合理的,什么是可信的,什么是不可信的。换言之,会提高他理性判断和创新思维的能力。”

愿一切探究物理世界奥秘的学习者以此共勉!

哲人已逝,情怀常萦!黄先生,请一路走好!

(栏目编辑 廖伯琴)

黄先生还认为课程应以简明为主,不罗嗦,把重要的东西说出来就行了。比如说力学中,关于质量、力、速度、加速度等都是什么意思?他们之间什么关系?说清楚就行了,应留一些空间让学生自己去补充、学习,不要这个也讲,那个也讲,把课堂塞得满满的,结果学生没有时间去自学。这会影响学生的学习方式和学习习惯!黄先生认为课程不宜太细化,细化是无止境的,你什么都讲到了,还让学生去想什么呢?而且,要细化必然增加量,学生必然要花更多的时间,学生书包就会越来越重,这就增加了学生学习负担。这些关于教学的高屋建瓴的见解皆与他中学受教育的方式有关。

黄先生不仅是这样学习的,也是这样教学的。他说“我愿意做一个铺路者,架桥人,永远和年轻人在一起,我从心底里热爱他们。”这是黄先生对教育事业的炙热情怀的表述。年近九十的黄先生仍给本科生授课,这在中国教育界可称罕见,这是课堂教学中的一道奇特风景。黄先生在教学中很好地融入了其中学时代受益匪浅的教学方法。例如,黄先生在其《现代物理学前沿选讲》(见图3)的前言中讲到,现代物理学的前沿问题“可以在任何水平上来讨论”,既可给夜校的工人讲相对论和宇宙起源,使他们感觉“好像也可以理解”,也可随着学习的深入让学习者“从定性的鸟瞰进入定量的描述”,对于高年级同学或研究生,还“会有许多数学牵涉进来,像线性代数、微积分、高等代数、高等几何”。先生对此朴素地总结为“随着对象的不同,讲这个课的方式也不一样”。能进行这样的分层教学,这不仅反映了先生对教学内容的深入理解,还体现了先生以学习者发展为本,深入浅出、化难为易的教学理念!这是典型的灵活调整教学方式与教学内容,以满足不同学习者学习物理需求的教学模式!

在当下的中学物理教学中,中学老师习惯于教学内容有完整的前后铺垫,力争不遗留疑问,然而黄先生在进行《现代物理学前沿选讲》的教学时,认为“对于还没有学过这些数学的同学,开始的时候可以对有关公式的推导跳过去,但是把问题记下来,等到你们在数学课上或自己看数学参考书学到有关知识时,再联系起来加以解决。这时,你们就会像遇到久已向往的人那样,感到由衷的喜悦。”黄先生鼓励带着疑问学习,这种“以问促学”的教学方式,不仅有利于学生培养学生的自学能力,而且有利于培养学生的学习兴趣。这种在解决“疑问”中获得的成就感与兴奋感能增强学习者的自信心,调动学习者的主观能动性。黄先生在科学教学中,就是这样将其受益终身的学习方式融入课堂教学中的,他期望自己的学生也能因此受益终身。

黄先生走了,但他“从心底里热爱”学生、热爱科学教育的情怀,以学生发展为本的教学模式,特立独行、批判性思考的创新精神,将一直激励着我们!

最后仅以黄先生在《现代物理学前沿选讲》中关于物理学的理解作为本文的压轴:“物理学本身确实是非常奇妙、非常有趣的一门学问,学起来其乐无穷!它帮助我们深入地了解到自然界许多奥秘现象的本质。物理学最讲究实证,以观测和实验为基础;最推崇理性,不满足于观测和实验所揭示的现象,而要寻求现象背后隐藏的规律;既善于根据对现象的概况和抽象,做出大胆的假设,对现象做出理论解释;又敢于大胆怀疑、寻根问底,考究已有的假设和理论是否能符合实际。物理学研究令人振奋,使人陶醉。正如艺术创造力一样,理解和发现新事物是人类前进的基本动力。它不能被压抑、限制或禁止。在物理学研究中充满好奇和快乐、失败与成功,这种强烈的情感令研究者入迷。”“从学习物理学得到的训练会增加我们看待和处理事物时的理性成分。真正学懂物理学中认真、求实和创新的精神,对一个人一生都是有好处的。即使他以后转行,不再从事物理,物理学精神的熏陶,也会使他更容易判别什么是真的,什么是假的,什么是合理的,什么是不合理的,什么是可信的,什么是不可信的。换言之,会提高他理性判断和创新思维的能力。”

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