為什么物理教學(xué)在我們中學(xué)教育中那么重要? 記得曾經(jīng)有一個(gè)調(diào)查,統(tǒng)計(jì)了近幾十年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者的大學(xué)本科專業(yè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的人超過(guò)80%不是學(xué)生物出身,諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得獎(jiǎng)人有近70%本科不是學(xué)化學(xué)的。但是,諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咧挥?8%本科不是學(xué)物理的。
這說(shuō)明物理這個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)性作用。因?yàn)檠芯课镔|(zhì)運(yùn)動(dòng)的最基本規(guī)律,主要就在物理學(xué)科。按照恩格斯在《自然辯證法》 中的觀點(diǎn),化學(xué)運(yùn)動(dòng)比物理運(yùn)動(dòng)要更高級(jí)一點(diǎn),因此也就要復(fù)雜一點(diǎn),生命運(yùn)動(dòng)當(dāng)然就更復(fù)雜。所以,越復(fù)雜的研究課題,需要的支撐學(xué)科就越多。
我經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō),一個(gè)人想拿諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),那不能選生物學(xué),因?yàn)橐坏┻x了生物學(xué),獲獎(jiǎng)的概率一下子就降到20%左右。其實(shí),這個(gè)玩笑也反映了知識(shí)的層次結(jié)構(gòu),反映了哪些學(xué)科的內(nèi)容更為基礎(chǔ)。
從物質(zhì)科學(xué)的角度來(lái)看,物理學(xué)研究的是所有物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,因此這是最基礎(chǔ)的學(xué)科。所以我想,我們討論科學(xué)教育,要從物理出發(fā)是有其合理性的。
當(dāng)前的科學(xué)教育,尤其是物理教學(xué)情況不容樂(lè)觀
在日前舉行的“中科院學(xué)部第二屆科學(xué)教育論壇”上,不少學(xué)者的報(bào)告讓我感到,當(dāng)前我們的科學(xué)教育,尤其是物理教學(xué)情況并不令人樂(lè)觀。不論是科學(xué)院的研究人員,還是大學(xué)的教授,都有直觀的感受。
從這些研究人員和大學(xué)教授招收的研究生的質(zhì)量來(lái)看,近年來(lái)相比較過(guò)去有非常明顯的下降。一般而言,那些考物理博士或者碩士的學(xué)生,本身就應(yīng)該已經(jīng)具有非常扎實(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ),至少他已經(jīng)學(xué)習(xí)了大量的物理學(xué)知識(shí)。但是,若導(dǎo)師們?nèi)愿械剿麄冊(cè)趯I(yè)基礎(chǔ)知識(shí)方面的基本素養(yǎng)不高,那應(yīng)該反映了我們的基礎(chǔ)教育是有問(wèn)題的。
當(dāng)然,并非僅僅中學(xué)教育,大學(xué)教育也存在很大問(wèn)題。我歷來(lái)認(rèn)為,物理的很多基礎(chǔ)課程,比如量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理或者電動(dòng)力學(xué)等等,如果教師不帶領(lǐng)學(xué)生一起在黑板上推導(dǎo),而只是用PPT“拉樣片”的話,那么,學(xué)生對(duì)這門課程的理解是不會(huì)很深的。
因?yàn)?,推?dǎo)過(guò)程展示的是這門學(xué)科的內(nèi)在邏輯,即便老師在推導(dǎo)中出現(xiàn)錯(cuò)誤,學(xué)生也可以從這個(gè)錯(cuò)誤中學(xué)到重要的東西,至少學(xué)生會(huì)知道這個(gè)地方容易出錯(cuò)。而在沒(méi)有推導(dǎo)過(guò)程的教學(xué)方式下,帶來(lái)的后果就是,現(xiàn)在的年輕人即使從事理論科學(xué),基本公式推導(dǎo)能力也極差。
而基本公式的推導(dǎo)能力,是物理科學(xué)研究最基本邏輯思維要求。如果學(xué)生在這方面能力很差,那就意味著他在從事物理科學(xué)研究時(shí),邏輯思維和思辯能力比較差,在學(xué)科基本問(wèn)題的研究上就難以有所建樹(shù)。
事實(shí)上,不僅物理學(xué)科,其他學(xué)科也存在同樣的問(wèn)題,這也是為什么我們應(yīng)該重視中學(xué)物理學(xué)等科學(xué)教育中存在問(wèn)題的原因。
中學(xué)選修課不能影響學(xué)生基本素質(zhì)的培養(yǎng)
包括朱邦芬院士在內(nèi)的物理學(xué)家,以及中學(xué)的很多老師,收集了大量中學(xué)物理教學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù)。看了這些數(shù)據(jù),我必須毫不忌諱地指出,中學(xué)物理學(xué)的課標(biāo)也有問(wèn)題。
我歷來(lái)以為,中學(xué)數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)課程的老師數(shù)量和工作量應(yīng)該是不變的。結(jié)果現(xiàn)在我才知道,并非如此?,F(xiàn)在,某些中學(xué)里,居然因?yàn)楦呖挤挚频臋?quán)重設(shè)置問(wèn)題而導(dǎo)致物理老師沒(méi)事干。在我看來(lái),這是很奇怪的一件事,我認(rèn)為有很多做法需要反思。
我個(gè)人認(rèn)為,目前這個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn),跟中學(xué)過(guò)早讓學(xué)生確定未來(lái)專業(yè)方向有關(guān)。
事實(shí)上,一個(gè)人必須具備的基本知識(shí)是相通的。這就意味著,從整個(gè)教育界到大眾都應(yīng)該在這個(gè)最基本的問(wèn)題———一個(gè)社會(huì)人需要哪些基本通用的知識(shí)———達(dá)成共識(shí)。
我認(rèn)為,中學(xué)教育培養(yǎng)學(xué)生的目標(biāo)應(yīng)該是:今后他不管干什么,或者不管學(xué)什么,都必須具備基本思維方式和知識(shí)要求。而不是在中學(xué)期間就為某個(gè)學(xué)生定位———這個(gè)人以后是學(xué)文科的料,這個(gè)人以后是進(jìn)入技術(shù)學(xué)校的;那個(gè)人以后要成為物理學(xué)家,而另一個(gè)人以后會(huì)成為化學(xué)家……以后要學(xué)文科的學(xué)生,從一開(kāi)始就不用什么力氣學(xué)物理,如果選化學(xué)的話,那也可以不學(xué)物理。如果是這樣的減負(fù),一定是假的減負(fù),并且會(huì)把人減得“畸形”。
小學(xué)教育給學(xué)生的應(yīng)該是基本的道德素養(yǎng),中學(xué)教育應(yīng)該給學(xué)生的是最基本的思維方式。因此,我認(rèn)為,對(duì)中學(xué)學(xué)科教育的設(shè)計(jì),應(yīng)該有深入的思考,并非學(xué)分制、選課制就代表了現(xiàn)代的、科學(xué)的中學(xué)教育制度。
到底哪個(gè)層面上才有必要進(jìn)行選課和實(shí)行學(xué)分制,這個(gè)需要認(rèn)真仔細(xì)的考慮。我認(rèn)為,對(duì)中學(xué)生所需的基本素養(yǎng)的培養(yǎng)要求是可以界定的,在界定之內(nèi)的內(nèi)容是必修的,不應(yīng)該有選擇,只有課外的興趣教學(xué)活動(dòng)才是可以選擇的。因此,中學(xué)不應(yīng)有那么多的選修課,中學(xué)基礎(chǔ)課老師不應(yīng)出現(xiàn)如此的忙閑不均。
我們的教育應(yīng)該給學(xué)生植入科學(xué)的基因
另外,一個(gè)重要的問(wèn)題是,我們的傳統(tǒng)文化中是否缺乏科學(xué)文化的成分? 我們必須承認(rèn),科學(xué)文化的基因在我們傳統(tǒng)文化中是有所欠缺的。
你一談到文化基因的問(wèn)題,就有人會(huì)攻擊你是“文化決定論者”,因?yàn)槲幕菢O其不易改變的。但是,恰如復(fù)旦大學(xué)金曉峰教授所認(rèn)為的,“文化的基因和生物學(xué)上的基因有根本性的差別,文化的基因是可以改變的,而生物學(xué)上的基因是很難改變的?!睂?shí)際上,文化上潛移默化的影響是很大的,文化中的科學(xué)文化基因是可以植入的。因此,吸納先進(jìn)文化來(lái)優(yōu)化我們自己的文化應(yīng)該是一個(gè)持續(xù)不絕的過(guò)程。
近現(xiàn)代以來(lái),我們?cè)趯W(xué)習(xí)借鑒世界各國(guó)優(yōu)秀文化的過(guò)程中獲得了巨大發(fā)展。從科研體量上來(lái)看,我國(guó)現(xiàn)在是一個(gè)大國(guó),從事科技工作的人數(shù)世界上最多,在這樣的情況下,我們考慮問(wèn)題,必須有國(guó)際視野。我們的科技教育也應(yīng)該看一看世界的大潮流,世界上的科技教育到底如何在變,變得好還是變得壞,我們應(yīng)該如何變,我們應(yīng)該如何堅(jiān)持我們的優(yōu)秀文化傳統(tǒng)。這是我們應(yīng)該去做的。所以,我覺(jué)得在諸如此類的問(wèn)題上,我們要持一種非常開(kāi)放的態(tài)度。
未來(lái),我們中國(guó)科學(xué)院科學(xué)普及和科學(xué)教育委員會(huì)將繼續(xù)召開(kāi)這類會(huì)議,繼續(xù)征集各方面學(xué)者的意見(jiàn),包括比較教育學(xué)、計(jì)量學(xué)、心理學(xué)、人類學(xué)等方面的學(xué)者,針對(duì)一些學(xué)科的發(fā)展和教育問(wèn)題,提出一些具體的發(fā)展建議。
(作者為中科院院士、復(fù)旦大學(xué)教授)
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