贾贵儒
知识传授 智慧启迪 应用驾驭——“大学物理”教学的三个层次 精选
2021-4-19 20:25
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教材中的内容都是昨天的科学,我们的目标是把学生送到明天的前沿。如何才能实现我们的目标?“知识传授、智慧启迪、应用驾驭”——是我们从多年的工作中总结出来的“大学物理”教学的三个层次。

 

1.知识与智慧

物理学是由知识智慧构成的。这里的知识指教材中的概念、定理和公式;智慧指思维方式、认知方法、好奇心、想象力和顽强的探索精神。很多人都知道:“知识就是力量”,都知道知识的重要性,但是很少有人谈起智慧。知识不等于智慧,拥有知识不等于拥有智慧。知识是智慧载体,知识是通向智慧的必由之路,智慧是知识的升华。

在非物理专业中,工科专业直接应用物理学知识机会比较多一些;农、林、医专业直接应用物理学知识机会稍微少一些;人文、经管专业可能机会更少一些。由此可见,知识应用范围是有限的,而智慧是富于创造性的,智慧应用范围是无限的长期以来,物理课程把传授知识本身看成教学的主要任务,重视学生对知识的理解和记忆,而对发展人的智慧关注不足。现代教育认为,若只教给学生既知的东西,教得再多也没有意义。培养学生自己获取知识和智慧的能力是大学教育的重要任务。

教材中的内容都是昨天的科学,我们的目标是把学生送到明天的前沿。在物理教学中,物理教师不仅要带领学生走前人走过的路,而且要通过这个过程让学生学会自己走路、学会自己探索;仅仅让学生知道物理学家做出什么结果是远不够的,还需要让学生知道物理学家是如何思考的,让学生知道物理学家如此思考的依据是什么。仅教书本上的概念、定理和公式是不可能把学生送到明天的前沿。

 

2. 智慧启迪

2.1视野决定你的成就

伽利略将望远镜对准月球、对准木星,这使得伽利略的视野远大于同时代其他人的视野。伽利略看到月球表面坑坑洼洼,凸凹不平;看到木星的卫星围绕木星旋转,而不是围绕地球旋转,这些观测为哥白尼关于地球在宇宙中的位置的论断提供了当时最有力的证据。

列文虎克设计的显微镜放大效果是罗伯特˙胡克显微镜的10倍以上,即列文虎克的视野远大于胡克的视野。胡克只能看到了微小的昆虫身体部位的细节特征,而列文虎克看到的却是因为太小而无法用肉眼看见的、之前没有人觉察到它们存在的生物群落——今天我们把它们称作微生物。世人非常惊讶地了解到池塘里的每一滴水中都是一个生物宇宙。

伽利略用望远镜对准天空扩展了对天体观察的视野,导致天文学革命。列文虎克的显微镜扩展了微观视野,导致了生物学革命。它们给我们启迪是:你的视野决定你的成就。

2.2 知识只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出

第谷是最后一位也是最伟大的一位用肉眼观测的天文学家。他坚持天文观测20年之久,积累大量的数据,其精度达到了当时前所未有的程度,观测精度据说比前人高一个量级,达到了用肉眼所能达到的最佳观测效果。由于开普勒身体不好,自己没做多少实际观测工作。他用了25年的时间,整理和研究了第谷的观测结果,运用科学的抽象方法,对第谷的观测数据进行分析和综合,发现了著名的开普勒三定律。

第谷之长是对现象常年精确观测直接感知,不足是缺乏对事物本质的理性思维;开普勒之长是重视理性思维,注重把握事物本质的内部联系。爱因斯坦从第谷与开普勒的工作中得到的启示是:知识不能单从经验中得出,而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得出。这种智慧不仅使爱因斯坦本人受益,也变成了此后科学家的哲学信念。爱因斯坦明确地指出,“适用于科学幼年时代的以归纳法为主的方法,正在让位给探索性的演绎法

凡成大事者莫不钻研,在多学科中启迪智慧。薛定谔曾说:“我们的任务不是去发现一些别人还没有发现的东西,而是针对所有人都看见的东西做一些从未有过的思考。”

 

3. 应用驾驭

据说培根在400年前讲:“知识就是力量。”在当今“知识爆炸”的年代,应该说:“会应用的知识才是力量。” 如果对所学过的知识和智慧束之高阁,不能应用,不会运用,即便是满腹经纶,学富五车,也无多少价值,充其量不过是个存贮器,是个装书的柜子。黄昆先生曾提字:“学习知识不是越多越好越深越好而是应当与自己驾驭知识的能力相匹配。”非物理专业的学生学习物理学的目的是应用,即用物理学中的知识智慧去研究他们的专业。如果非物理专业的物理教学中不重视智慧启迪、应用驾驭,让学生学会驾驭物理学的知识和智慧去研究自己的专业,就会有相当多的学生说“物理学又难又没用”。换位思维,如果让你去学习一门——你并不清楚它对你的成长、成才有什么作用——的课,你会尽心尽力吗?可能你也只是为考试而学。

 

大学物理教学应该教出“知识传授、智慧启迪、应用驾驭”的三个层次,让学生切身感受到物理学在他们成长、成才中具有不可取代的重要作用。物理教师应该是物理学与各专业之间的桥梁。要培养驾驭应用知识和智慧的能力,关键就在于有意识地练习,熟能生巧。虽然当前你还做不到,但不妨碍你现在就这样要求自己。

 

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