學(xué)科教育論文-楊振寧的物理教育思想.doc

學(xué)科教育論文-楊振寧的物理教育思想摘要：楊振寧先生是摘取諾貝爾桂冠的第一位美籍華人，他時刻關(guān)心著祖國的科技事業(yè)，深深思考著祖國高層次人才的培養(yǎng)問題。楊振寧認(rèn)為物理學(xué)應(yīng)該是有血有肉的“活”的科學(xué)，大學(xué)要克服專業(yè)教育模式的局限性，據(jù)此，他推崇通才教育，倡導(dǎo)歸納法和滲透性學(xué)習(xí)法，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)青少年的動手創(chuàng)造能力。楊振寧的物理教育思想，對我國高校物理教育乃至整個科學(xué)教育具有重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：楊振寧；物理學(xué)；教育思想楊振寧先生是中華民族的驕傲。1957年，年僅35歲的楊振寧先生與李政道因創(chuàng)立“宇稱不守恒”理論而獲得諾貝爾物理學(xué)獎，是摘取諾貝爾桂冠的第一位美籍華人。1986年，美國總統(tǒng)里根在華盛頓白宮授予他國家科學(xué)技術(shù)獎（美國對有卓越成就和杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家的最高獎勵）。此間，他又因與米爾斯（Mills）共同提出的“楊米爾斯規(guī)范場”理論再次獲得諾貝爾獎提名，被譽(yù)為“是與愛因斯坦比肩的物理學(xué)家”。作為世界著名的物理學(xué)家，經(jīng)常有學(xué)生問他：做物理工作成功的要素是什么?對此，楊振寧先生歸納為“三P”，即Perception，F(xiàn)ersistence和Power。Perception指眼光，看準(zhǔn)了什么東西要抓住不放；Persistence指堅持，看對了要堅持；Power指力量，有了力量，就能闖過難關(guān)。他說：“如果一個物理學(xué)家有眼光，能堅持；而又有很大的力量，那么我想他的成功的可能性就很大?！睏钫駥幭壬鷳阎鴮ψ鎳臐M腔熱情，不僅時刻關(guān)心著祖國的科技事業(yè)，而且深深思考著祖國人才的培養(yǎng)和教育的改革與發(fā)展，尤其是他對物理教育提出的許多真知灼見，發(fā)人深省，值得我們認(rèn)真研究吸取。一、物理學(xué)應(yīng)該是有血有肉的“活”的科學(xué)如何看待物理學(xué)，這是物理教育必須回答的首要問題。楊振寧先生經(jīng)過幾十年的物理學(xué)研究和教學(xué)，產(chǎn)生了自己的獨到見解。1983年，楊振寧先生在香港中文大學(xué)20周年校慶紀(jì)念講座上回顧自己做學(xué)生、做研究、做教師的經(jīng)歷，其中就提到1971年他回國后的一個感受：“我最近這些年常常到中國訪問，發(fā)現(xiàn)中國的大學(xué)所教的課程往往是非常之深的。有所謂四大力學(xué)。每一個大學(xué)物理系的學(xué)生都要花很長的時間去念這四門艱深的理論課。四大力學(xué)是不是重要的呢?當(dāng)然是重要的。沒有人能否認(rèn)四大力學(xué)是物理學(xué)的骨干。不過，物理學(xué)不單只是骨干。只有骨干的物理學(xué)是一個骷髏，不是活的。物理學(xué)需要有骨頭，還需要有血、有肉。有骨頭又有血肉的物理學(xué)，才是活的物理學(xué)?！焙髞恚诒本┖蜕虾Ｒ捕贾v過這一點。楊振寧先生非常關(guān)心祖國科技人才的培養(yǎng)，擔(dān)任著國內(nèi)許多大學(xué)的名譽(yù)教授，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、南京大學(xué)、南開大學(xué)、上海交通大學(xué)、中國科技大學(xué)、華中科技大學(xué)等，給大學(xué)生和研究生親自授課。1986年56月，楊振寧先生應(yīng)邀來到中國科技大學(xué)，給研究生上了五次課，內(nèi)容涉及中子干涉、阿哈羅諾夫博姆（AharonovBohm）效應(yīng)、磁通量量子化、全息照相（holography）、自由電子激光和準(zhǔn)晶、高能彈性散射、狄拉克磁單極與纖維叢、非阿貝爾（PAAbel）規(guī)范場等。他這次授課的目的非常明確：一是將自己感興趣的知識介紹給大家，這些理論還在發(fā)展中，有的理論20年內(nèi)還會有大發(fā)展，它們吸收了20世紀(jì)物理學(xué)的真精神；二是希望大家通過他的選題了解到，在物理學(xué)中所追求的應(yīng)該是新的東西，提倡對新的東西、活的東西、與現(xiàn)象直接有關(guān)的東西發(fā)生興趣。他說：“這種趨向和中國過去幾十年物理教學(xué)的精神不一樣。我認(rèn)為這種情況是急于需要改變的。不客氣點說，中國過去幾十年念物理的養(yǎng)成了念死書的習(xí)慣。整個社會環(huán)境、家長的態(tài)度、報紙的宣傳都一貫向這個方向引導(dǎo)。其結(jié)果是培養(yǎng)了許多非常努力，訓(xùn)練得很好，知識非常扎實的學(xué)生，可是他們的知識是片面的，而且傾向于向死的方向走。這是很有害的?！闭缬腥怂f的那樣：“作為物理學(xué)家的楊振寧先生離我們大多數(shù)人實在過于遙遠(yuǎn)，我們永遠(yuǎn)無法感同身受，作為思想家的楊振寧先生則可以給所有熱愛思考的人以力量?！狈磸?fù)研讀這些論述，我們會從中獲得許多啟示。楊振寧先生注意到，我國高校中有很多學(xué)生在學(xué)習(xí)中已形成了一種印象，以為物理學(xué)就是一些“演算”。其實，演算僅僅是物理學(xué)的一部分，而且不是最重要的部分。絕大部分物理學(xué)是從現(xiàn)象中來的，現(xiàn)象是物理學(xué)的根源。物理，物理，以物講理嘛！他以自己的導(dǎo)師、芝加哥大學(xué)著名的物理學(xué)家費米（EnricoFermi）和泰勒（EdwardTeller）為例子證明，一個人不與現(xiàn)象接觸不一定不能做重要的工作，但是他容易誤入形式主義的歧途，他對物理學(xué)的了解不會是切中要害的。在這次講座中，他重提在香港中文大學(xué)的報告，認(rèn)為國內(nèi)大學(xué)物理系中所謂“四大力學(xué)”把學(xué)生壓得透不過氣，他強(qiáng)調(diào)“有血有肉的物理學(xué)才是活的物理學(xué)”，并具體建議科大的研究生看美國的PhysicsToday，因為它常常介紹物理學(xué)的新進(jìn)展。他說：“如果一個物理系對于近兩三年P(guān)hysicsToday上的報道逐期有一個討論會的話，可以說這個物理系是消息相當(dāng)靈通的。”在網(wǎng)絡(luò)時代，科技信息本應(yīng)傳播得更快，但我們做得如何呢?究竟怎樣去改革物理教學(xué)?這里確實有許多問題需要得到解決。二、推崇通才教育楊振寧先生在香港大公報復(fù)刊慶祝會上討論“中國知識分子與國家前途”時，曾講了七個問題，其中第四個問題專門談到專業(yè)教育模式，對我們很有啟發(fā)。我國在1949以后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，借鑒前蘇聯(lián)的教育模式，大學(xué)教育側(cè)重專業(yè)發(fā)展，每一個系里面有很多專業(yè)，一個學(xué)生選了一個專業(yè)以后，轉(zhuǎn)系根本談不上，就是從同系中的一個專業(yè)轉(zhuǎn)到另一個專業(yè)也非常困難。學(xué)生畢業(yè)以后，根據(jù)計劃安排工作，要想調(diào)動工作，自然十分困難。楊振寧先生覺得這一辦法毛病非常之多，專業(yè)教育尤其是規(guī)定很多、很嚴(yán)的專業(yè)教育，不能夠有效地發(fā)揮一個青年學(xué)生的愛好和能力。他指出：“在我所熟悉的研究領(lǐng)域里，有很多很多的例子告訴我們，確實有許多人，他們的成就，就是因為沒有人做過的，是從前的人所沒有做過的。既是從前沒有人做過的，那就代表今天根本沒有這些專業(yè)，把學(xué)生們都限制到狹窄的既有專業(yè)中是很不好的?！睏钫駥幭壬貏e為大家舉了一個例子。他說，在物理學(xué)和數(shù)學(xué)上面，有一個很新的領(lǐng)域，這就是“混亂現(xiàn)象”理論中關(guān)于“湍流”的研究。假如水在管子里面流，流得很慢時，是很平穩(wěn)的層流。怎樣從平穩(wěn)的層流變成一個湍流，是100多年來物理學(xué)家非常注意的問題，可是一直沒有完全解決。但20世紀(jì)70年代麻省理工學(xué)院有一個研究生費根邦（Figenbaun）圓滿地解決了這個問題。然而，費根邦念大學(xué)時，并不是一個杰出的學(xué)生。他喜歡玩計算機(jī)，口袋里一直裝著一部小計算機(jī)，整天都弄著。他先后在康奈爾大學(xué)和洛斯阿拉莫斯（LosAlamos）實驗室做研究，由于他在計算機(jī)上的反復(fù)計算，對于層流轉(zhuǎn)換成湍流的現(xiàn)象，終于得出了一個新論點，這一點產(chǎn)生出來的一個數(shù)據(jù)，現(xiàn)在已經(jīng)叫“費根邦數(shù)據(jù)”，將來很可能變成像“31416”那樣的重要。費根邦的工作介于計算機(jī)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)之間，假如一個人只做這三樣中的一樣，那么很難想像他會得出費根邦那樣的結(jié)論。實際上，他自己就是一個博學(xué)多才的杰出人才。楊振寧先生鐘愛數(shù)學(xué)，他曾說過：“我的大多數(shù)物理學(xué)同事都對數(shù)學(xué)采取一種功利主義的態(tài)度?；蛟S因為受父親的影響，我比較欣賞數(shù)學(xué)。我欣賞數(shù)學(xué)的價值觀念，我欽佩數(shù)學(xué)的美和力量；在謀略上，它充滿了巧妙和紛雜；而在戰(zhàn)略上充滿驚人的曲折。除此之外，最令人不可思議的是，數(shù)學(xué)的某些概念原來竟規(guī)定了統(tǒng)治物理世界的那些基本結(jié)構(gòu)?！彼潜臼兰o(jì)最偉大的物理學(xué)家之一，但對數(shù)學(xué)家而言，楊振寧先生以楊米爾斯理論（Yang-Millstheory）和楊巴克斯特方程（Yang-Baxterequation）而著稱。國內(nèi)研究楊振寧先生的專家謝揚(yáng)舉認(rèn)為，“楊先生絕非蝸居物理學(xué)象牙塔里的人，他是歷史上不可多得的那種具有哲學(xué)性質(zhì)的思想家型的科學(xué)家，對自然現(xiàn)象以外的人與社會、科學(xué)與人文、中西文化、知識與思想、教育與歷史等對象和問題，楊先生都有認(rèn)真的關(guān)注和切實的思考”。楊振寧先生旁征博引，其講演充滿感染力，尤其是經(jīng)常將中國古典詩詞和西方詩歌對譯，人文色彩很強(qiáng)，給每一個聽眾