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1、1论钱伟长的教学观及对物理教育的启示钱伟长先生是享有国际声誉的科学家，1955 年当选为中国科学院院士。他提出的线壳理论中的非线性微分方程组，在国际上称为钱伟长方程。他在薄壳力学理论和力学、应用力学、应用数学的许多问题上都做出了创造性的贡献。钱伟长先生不仅是一位杰出的物理学家，同时还是一位杰出的物理教育家。他的教学观便是他物理教育思想的一个重要组成部分。他的教学观，高屋建瓴，独辟溪径，发人深思。一、教学必须与科研相结合以往的教学论，往往局限于研究教学本身的客观规律。这固然不错，但忽略了另一个方面，而且是更为重要的一个方面，这就是科研。把教学与科研联系起来，这是钱伟长先生的高明之处。传统教学论认
2、为，教学是以知识的授受为基础的。教学原则是有效进行教学必须遵循的基本要求。它既指导教师的教，也指导学生的学，应贯穿于教学过程的各个方面和始终。 1不同的教材对于教学原则的界定是各不相同的。(如下页表)不过，我们发现，尽管各个版本教材对于教学原则的提法各不相同，但有一点却是相同的，那就是忽略了教学与科研相结合的教学原则。2钱伟长先生直抒胸臆：教学必须与科研相结合。他说：“你不上课，就不是老师；你不搞科研，就不是好老师。教学是必要的要求，不是充分的要求，充分的要求是科研。科研反映你对本学科清楚不清楚。教学没有科研作为底子，就是一个没有观点的教育，没有灵魂的教育。 ”5 可谓一针见血，掷地有声。教学
3、没有科研作底子，就是“没有灵魂的教育” ，这是多么睿智的见解啊！这里，有一个基本的思想应当强调：教学是必要要求，科研是充分要求。这不仅旗帜鲜明地提出了教学与科研相结合的观点，而且从逻辑上给出了两者之间的关系。它表明，教学与科研两者应当是相伴而行，密不可分的。我们的物理教育目前仍存在着教学与科研相脱离的问题。这表现为：许多教师长期只搞教学，不搞科研。他们年复一年地重复着自己的课，几乎无暇去从事科研、撰写论文。这导致对教材内容的理解往往停留在表面上，他们对教材的掌握往往是肤浅的、不完善的，一般经不起推敲。比如，高中物理教材“共振”一节有这样一段叙述：“轮船航行的时候，会受到周期性波浪的冲击而左右摇
4、摆。如果这个冲击力的频率跟轮船左右摇摆的固有频率相同，就发生共振，激烈的共振甚至可以使轮船倾覆。这时候可以改变轮船的航行方向和航行速率，使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率” 。6我们的调查表明，在回答 “为什么轮船降低航速与改变航向就可以使波浪冲击的频率远离轮船摇摆的固有频率”这个问题时，几乎没有一个教师能回答上来。3教育学 ，王道俊、王汉澜主编2科学性和思想性统一原则 理论联系实际原则直观性原则 启发性原则循序渐进原则 巩固性原则可接受性原则 因材施教原则教育学 ，南京师大教育系编3全面发展的方向性原则教师主导作用和学生自觉性、积极性相结合原则4知识结构和学生认知结构相统一原则因材施教原
5、则教学论 ，李秉德主编4教学整体性原则 启发创造原则理论联系实际原则 有序性原则师生协同原则 因材施教原则积累与熟练原则 反馈调节原则教学最优化原则为了进一步了解中学物理教师科研能力的状况，我们对河南省 5 个市(地)40 个区( 县)的 200 名中学物理教师进行了“中学物理教师科研能力和素质”的问卷调查。结果表明：916的教师没有发表过一篇论文；发表过一篇论文的教师只有 637；发表过两篇论文的教师只有 147；发表过三篇以上论文的教师只有 098 。对此，钱伟长先生的看法是：“基础课教师不应该是单纯教书主义，也要参加科研” 。 7 因为“搞科研可以帮助教师扩大眼界，5使他晓得一项科学技术
6、的来龙去脉，晓得当代这个专业在发展中所存在的问题，丰富这个学科的内容，使之不断地向前发展。这对于一个教师提高自己的水平，教好自己这门课，指导好学生学习，都非常重要” 。 8事实正是如此。众所周知，林家翘先生的微积分课讲得好，那是因为他做了大量的力学科研工作，反复应用了数学这个工具。他知道哪些数学知识是重要的，哪些是次要的；哪些微积分知识必须掌握得很清楚，那些则不需要那么清楚；他懂得如何联系实际地讲，联系他过去碰到过的钉子讲。他讲“奇点”就比别人讲得好，举出来的例子都是现实中存在的。而一般教师讲“奇点” ，尽管描写得很神奇，却不能落到实际上面。在物理教育中，教学与科研相脱离的现象还表现在另一个方
7、面，这就是大多数搞科研的人没有教学经验，特别是教基础课的经验。他们的知识和兴趣往往局限于很窄的专业领域，一味向深处钻研而无暇环顾四周。针对这种情况，钱伟长先生认为：“副教授和教授应做到基础课、专业课、专题课都讲。因为搞科研的人，对基础课中的一些基本概念的认识，要比一般不做科研工作的人深刻。他有自己的观点，而且有许多创新的发展，晓得这些观点怎样使用，因此能讲得深刻” 。 9他特别举例说，吴有训先生就是这样，他既讲大学普通物理的基础课，讲得到家，又讲 X 光专题课。一周讲两次，讲的很少，但材料很多，让学生自己去看。李政道先生也是既讲大学普通6物理基础课，又讲粒子物理场论专题课。这些物理学大师们的特
8、点值得我们深思。二、教师讲课要有自己的见解钱伟长先生认为，教师讲课要有自己的见解，不能都照书讲，讲完书就算数。教师对教学内容要理解，就必须建立在深厚的科研基础之上。什么叫有自己的见解?这就是说，作为一名教师，首先应当对所教课程中的问题的来龙去脉、发生发展、矛盾困难等有所了解。包括这个问题是在什么样的情况下提出来的，在过去历史发展过程中有过什么争论，使用什么办法解决才又前进的，现在还遗留多少争论。有哪几种不同的观点。其次，就要讲自己的观点，讲自己的研究成果和研究方法。目前我国物理教育的教学风格如何呢?赵凯华教授在中国物理学会第六届全国会员代表大会上的报告中指出：“现在有一种普遍的提法：作为一个好
9、的教师，应当课堂上解决问题 ，把所教的内容都讲深讲透 ，不给学生课后留下疑难。所以我国的教师都牙贸于把知识组织得井井有条，对课程内容的每个细节作详尽的解说，对学生可能发生的误解一一予以告诫” 。 10 这种封闭的、细嚼慢咽的讲课风格是一种典型的“八股”式的讲课风格。出现这种情况的原因固然是多方面的，但归根结底，教师的7教学缺乏科研根底是根本的。这导致他们教育思想与教育观念落后，习惯于把自己的思想和兴趣局限在统一的教学大纲这一框架里，对当代物理学中的新事物漠不关心。怎样改变这种状况?钱伟长先生认为，关健还是教师要搞科研，要扩大知识面，不能搞得太专太窄，教理论力学的不关心材料力学，教无机化学的对有
10、机化学不感兴趣，这是不行的。|钱伟长先生的教学观又是辩证的。他一方面强调教师的讲课要有自己的见解，同时也认为讲课要有好的口才。他说：“讲好课有两条，一要有学问，二要有口才” 。 11 但“有学问比有口才更重要” 。 12应当说，这是钱伟长先生教学观的一个重要思想。我们目前的教学，过多地考虑了口才的重要性。各级各类学校每年都要举行不少课堂教学大赛，这种大赛的积极作用是毋庸置疑的。但在评价教学效果时，恐伯更多考虑的是教师的口才如何，至于教师的学问在所授课程中的反映则往往就被忽视了。从钱伟长先生的基本思想出发，我们认为，口才与学问这两个因素在不同学历层次教学中，对于教学效果所起的作用是不同的。学历层
11、次越低，口才的作用越大，而学问的作用较小。随着学历层次的升高，口才的作用变小而学问的作用则变大。因此，有学问比有口才更重要。如何提高教师的水平?钱伟长先生说： “教师必须搞科研，这是培养教师的根本途径” 。 13针对目前教师进修大多采用系统听8课的做法，钱伟长先生提出了自己的见解。他认为教师的提高主要不是靠听课进修，主要靠做研究工作，边研究边学习，缺什么学什么。边干边学，这是主要的方法。因此， “不搞科研，忙着捧本书上讲台是上不好课的，因为你没有自己的观点，不会选弃内容” 。14三、教师的工作主要是引导学生钱伟长先生认为，大学教育的过程，就是要把一个需要教师教才能获得知识的人，培养成在他毕业时
12、不需要教师也能获得知识、无师自通的人。教师的教主要不是把知识教给学生，而是要把处理知识的能力教给学生。教学大纲不是规定老师必须讲的内容，而是规定学生必须懂得和掌握的内容。所以， “教师的工作就是引导学生”。 15引导的思想，是钱伟长先生教学观的重要组成部分。如何在教学中对学生进行引导?具体说来，物理课要引导学生把一切定律通过实验来鉴定，数学课要引导学生学会严格的推理。教师讲课不应该只讲具体的知识，还应该讲重大的概念，讲当前和过去发展的情况，讲自己的看法。比如，吴有训先生讲牛顿三定律，就讲它在不同时期发展的过程，在这个过程中有什么误解，怎样使用才恰当，以后又发生了什么争论，等等。引导是如此的重要
13、，它往往会对一个人产生重要的影响。杨振宁教授得知自己获得诺贝尔奖的消息后，他的第一个举动就是给自己昔日的老师吴大猷教授发函报。他写道：“值此十分兴奋，也9是应深深自我反省的时刻，我要向您表示由衷的谢意，为了您在1942 年春引导我进入对称原理与群论这个领域。我以后工作的大部分，包括关于宇称的工作，都直接或间接与 15 年前的那个春天从您那里学到的观念有关” 。 16对于老师引导的感激之情溢于言表。引导不是随随便便就能做到的。引导者先需要有两种能力：一是在科学技术发展过程中寻找题目的能力，二是寻找完成这个题目的途径的能力，而这两种能力的基础还是科研。遗憾的是，目前我们的物理教育仍然没有摆脱传统的
14、教学方法，经常出现的情况是，教师讲，学生听，教学中缺乏引导。同样的内容，在我国所用的课堂学时，至少比西方多 50100。 17现代物理学中每年都有激动人心的新成就、新事物展现在我们面前，很多教师怕不能讲透而引起麻烦，在课堂上宁可只字不提。这不仅人为地禁锢了学生创造性思维的发展，而且对于步履维艰的物理教育无异于雪上加霜。因此，为了克服中国式讲课的封闭风格，应鼓励教师课堂上向现代物理前沿开“窗口” 。因为，前沿的课题往往是在基础物理学原有内容的基础上生长出来的，但在现行的教材中可能未给它们留下必要的“接口” 。这就需要我们改变传统教材中的表述，以便与物理知识的进一步发展相衔接。在物理教育中加强对学
15、生的引导，这既是物理教育内在规律的要求，同时又是科学技术发展对物理教育的要求。钱伟长先生认10为：“现在，知识发展很快，永远也学不完。最好的办法是不要老师讲，由学生自己去学习，这就是培养学生的自学能力。大学教育应该重视学生自学，大学教育就是要教会学生自学” 。 18恩格斯曾对科学的发展作过定量的描述：“在最普遍的情况下，科学也是按几何级数发展的” 。美国科学家德克普勒斯说：“似乎没有理由怀疑任何正常的日益增长的科学领域内的文献是按指数增加，每间隔大约 10 年到 20 年的时间增加一倍，每年增长57” 。 19这就是说，即使科学家夜以继日地学习，也只能阅览本专业文献的 5，大学生在校学习只能获
16、得今后工作所需知识的 10左右，其余 90要靠今后在工作中自学。因此，物理教育就需要特别注意使学生具备独立获得知识以及解决实际问题的能力。而这种能力的提高不仅决定于学生刻苦的学习，而且也有赖于教师在教学中“画龙点睛”的点拔与指导。教师与学生接触的时间总是有限的，永远不可能有足够的时间来教我们想教给学生的所有内容，这是全世界教师所面临的共同问题。由于中国式讲课“细腻”的教学风格，这个问题就格外严重。出路只有改革我们的物理教育思想与教学方法。令人欣喜的是，近年来已经有不少高等学校(特别是解放军院校)的物理教师在校内开设了物理学与现代高科技、物理学与交叉学科等一类选修课，使一向不太景气的物理课声誉大振，甚至成为最受欢迎的课程。这无疑为我们改变目前物理教育的状况展现出了美好的前景。11钱伟长先生的五车之才学，早已渗透在他的著作之中，令人心悦诚服。同时，他的教学观亦独具
