刘全慧
教学的最高境界 精选
2021-7-28 09:34
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7月22-25日汉中会议期间,中国物理教学界的几位领袖人物相聚。神侃之间,语带机锋。

问:如果对“四大力学”没有深入研究,讲授”力学“(物理专业的第一门课)的时候是否会味道不足?

答:”力学“课程里没有时间讲授“四大力学”中的内容,因此“四大力学”的知识不是最重要的。即使是“四大力学”领域的研究人员,相关知识只能放在口袋里以备必要之需,反而不能显摆。

问:那什么是最重要的?

答:物理相关的研究经历和经验是最重要的。”力学“的重点是物理,不是理论,最合适的经历是物理学实验研究。

和高人相处,渐渐领悟到了教学的最高境界。

一,倒讲如流

热力学中,先讲熵的统计意义。欧美热力学经典教科书Herbert B. Callen《Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics》。该书的"使用说明"(序言)中,认为熵的统计解释应该在课程的一开始就开始讲授,而不必按循序渐进等到统计物理中之后再来讲授。“Two primary curricular options are listed in the "menu" following. In one option the chapters are followed in sequence (Column A alone, or. followed by all or part of column B). In the "integrated" option the menu is followed from top to bottom. Chapter 15 is a short and elementary statistical interpretation of entropy; it can be inserted immediately after Chapter 1, Chapter 4, or Chapter 7”

电动力学中,首先讲授狭义相对论。清华大学王青教授讲授《电动力学》的顺序如下。“对电动课,我们从教改一开始,对课程学习内容顺序进行了调整。把原来排序第二章的静电场和静磁场,和排序第五章的狭义相对论进行了对调,并配套对其他章的个别小节进行了调整。 (王青,源自苏格拉底的问题驱动式教育:在互动中共同学习和成长,物理与工程,30(2020)1-23)

理论力学中,首先讲授分析力学。复旦大学金尚年先生《理论力学》“提前讲拉格朗日方程,把牛顿力学和拉格朗日方程作为处理力学问题时可同时并用的方法,...” (《理论力学》序言)

二,单刀直入

完全不把教科书中的内容当本本,而是当成单独成篇的论文。请看横亘在研究和教学两大领域的物理学大师温伯格的做法。

“我想关键在于让年轻人停止当学生,开始成为物理学研究者。是的,每个人都从学生开始,你修课,教授告诉你读什么,给你问题,但是你知道他不会给你一个没有答案的问题,而且问题都与课上讲的有关系。在现实世界里却完全不一样。首先不知道问题在哪里,能不能解决也不知道,用什么办法解决更不知道。为了帮助学生完成这个转变,在一定阶段要停止上课式的教学,转到不按部就班的学习。还没有教学生A,B,C,…一就要他们去学Q。到了发现为了学会Q必须懂得M时,才返回来学M。

“教授不作研究就不能使学生了解学科的全貌,不能告诉他们什么问题已经解决了,什么问题还没有解决。我力图告诉学生哪些问题是复杂的,但不一定是最重要的,哪些问题是我自己也不懂的。我想教授应当给学生的不只是材料,而是一些关于学科状态的观点。我们站在什么地方?问题看上去是什么样,其实又是什么样的。这就是为什么教授自己一定要做研究的原因。有不少教授教量子力学,懂得量子力学的教材,但自己从未做过研究。这就失去了对这个领域的透视——什么是重要的,什么是不重要的。

三,结语

科研会导致一个神奇的能力,即使对一个问题没有直接的研究,也将产生一些感觉。这些感觉因为具有启发性而显得珍贵。

教师不进行相关课程的科研,对书中的问题会产生脑缺血:分不清是一个未解决的问题,还是自己没有弄清楚而已。

能不能对课程倒讲如流,能不对教科书单刀直入,是“生手“教师和“圣手“教师之间的分野。

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延展阅读

温伯格第一次接受中文媒体访谈实录

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汉中博物馆 衮雪.jpg

(玉盆,衮雪,石虎之中,唯衮雪是神来之笔,非通过读书可以修炼而成。)

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