盧都友 石防震 張 華

(南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,南京 10009)

1895年倫琴(W.C.Rontgen)發(fā)現(xiàn)x射線在全球引起轟動(dòng),但隨后的十幾年物理學(xué)界對(duì)x射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)并無顯著進(jìn)展。1912年,勞厄(M.Von Laue)發(fā)現(xiàn)x射線晶體衍射,一箭雙雕,解決了當(dāng)時(shí)的兩大科學(xué)難題:證實(shí)了晶體點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的周期性和x射線的波動(dòng)性。這一發(fā)現(xiàn)被愛因斯坦稱為“物理學(xué)中最完美的實(shí)驗(yàn)”,勞厄因此獲得了1914年度諾貝爾物理獎(jiǎng)。更重要的是,勞厄的發(fā)現(xiàn)直接啟發(fā)了隨后布拉格父子(W.H.Bragg和W.L.Bragg)對(duì)晶體衍射的進(jìn)一步研究和晶體結(jié)構(gòu)測(cè)定方法的建立,從而為x射線晶體學(xué)和x射線光譜學(xué)奠定了基礎(chǔ)。這些工作不僅使物理學(xué)中關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)從宏觀進(jìn)入微觀、從經(jīng)典過渡到現(xiàn)代,而且開拓了現(xiàn)代化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等,使科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了劃時(shí)代的進(jìn)展。

x射線衍射的發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,作為科學(xué)創(chuàng)新的典范,天才物理學(xué)家勞厄的成長經(jīng)歷和x射線晶體衍射的發(fā)現(xiàn)過程也蘊(yùn)涵著豐富的創(chuàng)新教育資源。深入認(rèn)識(shí)勞厄成功對(duì)科學(xué)研究和創(chuàng)新教育的啟示,并在科學(xué)研究和人才培養(yǎng)過程中自覺踐行,對(duì)我國高校正在大力推進(jìn)的創(chuàng)新教育具有現(xiàn)實(shí)意義。

一、x射線衍射發(fā)現(xiàn)的科學(xué)背景

(一)1895—1912年x射線性質(zhì)研究進(jìn)展

1895年倫琴x射線的發(fā)現(xiàn)吸引了大批物理學(xué)家和醫(yī)學(xué)工作者競相投入該領(lǐng)域研究。醫(yī)療方面的需求,促進(jìn)了x射線管技術(shù)的進(jìn)步和商業(yè)化進(jìn)程,但物理學(xué)界對(duì)研究的熱點(diǎn)——x射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)并無顯著進(jìn)展。

物理學(xué)界對(duì)x射線本質(zhì)存在對(duì)立的兩種觀點(diǎn)——電磁波和微觀粒子。波動(dòng)性研究方面,倫琴在第一篇通訊中就寫道:“我已按很多方法檢測(cè)x射線的干涉現(xiàn)象,但不幸的是都沒有成功,也許僅僅是由于它們的微弱強(qiáng)度”[1]。1903年,荷蘭物理學(xué)家哈戈(H.Haga)和溫德(C.H.Wind)以及沃爾特(B.Walter)和坡耳(R.W.Pohl)的楔形狹縫實(shí)驗(yàn)觀察到楔形端點(diǎn)處射出的x射線束加寬,并將其歸結(jié)于x射線的衍射所致。倫琴的主要助手科赫(P.P.Koch)對(duì)該實(shí)驗(yàn)照片進(jìn)行了光度學(xué)測(cè)量,索莫菲(A.Sommerfeld)根據(jù)這些測(cè)量結(jié)果和傳統(tǒng)衍射理論計(jì)算的x射線的波長為4×10-9cm[2]。1905年英國物理學(xué)家巴克拉(C.G.Barkla)發(fā)現(xiàn)了x射線的偏振性,似乎為x射線的波動(dòng)理論提供了進(jìn)一步證明,對(duì)認(rèn)識(shí)x射線的本質(zhì)前進(jìn)了一大步。但這些實(shí)驗(yàn)還不足以判定x射線是波還是粒子。英國物理學(xué)家亨利.布拉格(W.H.Bragg)根據(jù)γ射線和x射線能使原子電離、在電場和磁場中不受偏轉(zhuǎn)以及穿透力極強(qiáng)等事實(shí),認(rèn)為x射線和γ射線一樣是粒子。1904年x射線可使氣體電離的實(shí)驗(yàn)鞏固了其粒子觀點(diǎn)。除此之外,1905年,愛因斯坦(A.Einstein)將普朗克提出的能量子概念推廣到光,提出了光量子概念,成功解釋了赫茲(H.R.Hertz)于1887年首次提出的“光電效應(yīng)”[2]。x射線也同樣具有這一效應(yīng),進(jìn)一步支持了x射線的粒子性觀點(diǎn)。

1907—1908年,巴克拉和布拉格在科學(xué)期刊上展開了一場關(guān)于x射線是波還是粒子的爭論。雙方都有一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持,爭論并沒有得出明確結(jié)論。但這場爭論促進(jìn)了對(duì)x射線本質(zhì)認(rèn)識(shí)的研究,加速了后來對(duì)x射線波粒二相性的融合。巴克拉的x射線偏振實(shí)驗(yàn)和波動(dòng)性觀點(diǎn)是后來勞厄發(fā)現(xiàn)x射線衍射的前奏。

對(duì)x射線性質(zhì)認(rèn)識(shí)的另一進(jìn)展是1909年巴克拉發(fā)現(xiàn)的特征輻射,即元素發(fā)出的x射線輻射都具有和該元素有關(guān)的特征譜線(也叫標(biāo)識(shí)譜線)。

(二)晶體學(xué)研究進(jìn)展[2]

1784年,法國結(jié)晶學(xué)家奧伊(Hauy)提出晶體結(jié)構(gòu)理論——晶胞學(xué)說;1848年,法國結(jié)晶學(xué)家布拉維(A.Bravais)確定了14種空間點(diǎn)陣型式——空間點(diǎn)陣學(xué)說。在奧伊和布拉維的時(shí)代,礦物學(xué)家便根據(jù)原子的空間點(diǎn)陣的簡單排列直觀地解釋了結(jié)晶學(xué)的基本定律,即有理指數(shù)定律。松克(L.Sohncke,1879年)、費(fèi)多羅夫(Federow)和申夫利斯(Schoenflies,1891年)使空間點(diǎn)陣的數(shù)學(xué)理論達(dá)到了最大程度的完善,但是并未從這條思路得出更深刻的物理結(jié)論,因此對(duì)于物理學(xué)家來說,這個(gè)理論仍是一個(gè)待商榷的假設(shè)。

1912年前后,盡管這些理論在其他地方幾乎銷聲匿跡,但慕尼黑大學(xué)仍然用空間點(diǎn)陣學(xué)說解釋晶體結(jié)構(gòu)[3]。該校礦物學(xué)教授格羅特(P.Groth)主持礦物學(xué)研究室工作,除主編《晶體學(xué)與礦物學(xué)報(bào)》,還編著《化學(xué)晶體學(xué)》專著[4]。在慕尼黑大學(xué)的研究所里陳放著松克的空間點(diǎn)陣模型。勞厄在慕尼黑大學(xué)的耳聞目染,使其確信原子的真實(shí)性,并贊同空間點(diǎn)陣?yán)碚?。正如勞厄在頒獎(jiǎng)演說中所說:“與當(dāng)時(shí)為數(shù)不多的哲學(xué)家對(duì)原子的真實(shí)性所持的懷疑態(tài)度相反,我很早就確信,沒有什么嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼J(rèn)識(shí)論的論據(jù)能夠反對(duì)這個(gè)事實(shí),同時(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也不斷地提供新的證據(jù)來支持這個(gè)理論”[2]?？臻g點(diǎn)陣?yán)碚摓閯诙蛉蘸髕射線晶體衍射的發(fā)現(xiàn)奠定了晶體學(xué)基礎(chǔ)。

(三)勞厄的教育和工作經(jīng)歷[3]

勞厄1879年生于德國科布倫茨附近的普法芬多夫。1898年進(jìn)入斯特拉斯堡大學(xué),次年秋天轉(zhuǎn)入哥廷根大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)課程。在哥廷根大學(xué)深受物理學(xué)教授福格特(W.Voigt)和數(shù)學(xué)教授赫伯特(D.Hilbert)的影響,為從數(shù)學(xué)方法所能獲得關(guān)于自然的豐富信息所折服而決定從事理論物理研究[3]。在此期間,勞厄?qū)W習(xí)了剛剛在德國獲得承認(rèn)的麥克斯威電磁理論。這是一門起初令其抓狂、最終帶來巨大喜悅的理論,錯(cuò)綜復(fù)雜的過程濃縮在優(yōu)美、簡潔的方程中,為其展開了新世界。1901年勞厄進(jìn)入慕尼黑大學(xué),除了倫琴在其實(shí)驗(yàn)室的談話和“功的理論”課程外,在知識(shí)方面沒有太多收獲。一學(xué)期以后,勞厄于1902年進(jìn)人柏林大學(xué),修讀了普朗克(M.Planck)講授的理論光學(xué)、熱力學(xué)、盧梅爾(O.Lummer)教授講授的光學(xué)專題(干涉光譜學(xué)和熱輻射等)課程,并在普朗克的指導(dǎo)下做博士論文“關(guān)于平行板干涉現(xiàn)象的理論”。同時(shí),勞厄?qū)W習(xí)了完全反轉(zhuǎn)其日后生活的哲學(xué)課程,正是這些哲學(xué)課程使他認(rèn)識(shí)到即便是他酷愛的物理學(xué)也應(yīng)以哲學(xué)為中心而作為服務(wù)哲學(xué)的一部分。柏林大學(xué)的這段生活是勞厄收獲知識(shí)、身心愉悅、過得最為充實(shí)的一段大學(xué)時(shí)光[3]。

1903年在柏林大學(xué)獲得博士學(xué)位之后,勞厄到哥廷根大學(xué)工作了兩年,同時(shí)學(xué)習(xí)了亞伯拉罕(M.Abraham)教授的電子理論課程,該課程從原子層次證實(shí)了麥克斯威電磁理論。1905年普朗克為其提供“理論物理”課程的助教位置。3年的助教工作,勞厄?qū)崿F(xiàn)了由學(xué)生到老師的轉(zhuǎn)變。盡管學(xué)生時(shí)代曾認(rèn)真地做過相關(guān)題目,但在評(píng)判、修改別人錯(cuò)誤的過程中使其對(duì)課程有了更深刻的理解和更多向普朗克討論、交流的機(jī)會(huì)。與此同時(shí),勞厄開始了自己獨(dú)立的科學(xué)研究,解決了光學(xué)反射和衍射更多的深層次問題。1909年,勞厄作為編外教師到慕尼黑大學(xué),在倫琴和索莫菲身邊工作,講授光學(xué)、熱力學(xué)和相對(duì)論。

慕尼黑大學(xué)當(dāng)時(shí)充滿著關(guān)注x射線本質(zhì)的研究氛圍[3-4]。倫琴領(lǐng)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)物理方面的實(shí)驗(yàn)室從事晶體物理學(xué)的研究。索莫菲作為理論物理的實(shí)驗(yàn)室主任,專注于 x射線理論研究。實(shí)驗(yàn)室成員包括德拜*(P.Debye)、勞厄和剛剛畢業(yè)的倫琴的博士生弗里德里希(W.Friedrich)。該實(shí)驗(yàn)室基于波動(dòng)理論,成功制備了對(duì)陰極x射線管(anticathode tube),估算了x射線波長,并在研討會(huì)上討論巴克拉發(fā)現(xiàn)的x射線偏振證據(jù)和元素的特征輻射等關(guān)于x射線研究的最新進(jìn)展。勞厄在理論物理方面的知識(shí)基礎(chǔ),慕尼黑大學(xué)理論物理大師、實(shí)驗(yàn)物理大師、晶體學(xué)大師云集和濃厚的學(xué)術(shù)氛圍,為勞厄的發(fā)現(xiàn)提供了客觀條件。

(四)勞厄發(fā)現(xiàn)x射線衍射的過程

勞厄發(fā)現(xiàn)x射線衍射的過程在多處文獻(xiàn)中有過描述[1-6]。如前所述,勞厄在慕尼黑大學(xué)處在一個(gè)關(guān)注x射線本質(zhì)研究的氛圍里。但是,用晶體衍射x射線思想的形成得益于與厄瓦爾德(P.P.Ewald)的一次學(xué)術(shù)討論的啟發(fā)。厄瓦爾德當(dāng)時(shí)在索莫菲的指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位論文“各向同性的諧振子在各向異性介質(zhì)中的光學(xué)性質(zhì)”。厄瓦爾德在提交論文前就論文中關(guān)于晶體光學(xué)理論問題請(qǐng)教在光學(xué)方面有很高聲譽(yù)的勞厄。由于勞厄當(dāng)時(shí)正為《數(shù)理百科全書》物理卷撰寫“波動(dòng)光學(xué)”條目,并為此研究了晶格理論,把一維條紋光柵理論推廣到二維格子光柵。討論過程中,勞厄關(guān)注到諧振子的周期性位置和遠(yuǎn)小于可見光波波長的間距,立即想到x射線在晶體中衍射的可能性,并設(shè)計(jì)了將晶體視為三維光柵讓x射線照射的衍射實(shí)驗(yàn)。

勞厄的新想法起初并沒有得到索莫菲和維恩(W.Wien)等著名物理學(xué)家的支持,因?yàn)楹笳哒J(rèn)為晶體中原子的熱騷動(dòng)可能會(huì)破壞任何衍射現(xiàn)象。但是,勞厄得到了索莫菲的助手弗里德里希和倫琴的博士生尼平(P.Knipping)的支持和參與。三個(gè)年輕人在勞厄基于晶格衍射理論產(chǎn)生的天才想法指導(dǎo)下,結(jié)合弗里德里希和尼平高超的x射線實(shí)驗(yàn)技術(shù),成功觀測(cè)到x射線透過硫酸銅晶體的衍射現(xiàn)象。隨后勞厄把二維光柵衍射理論推廣到三維光柵,得到描述晶體衍射的勞厄方程。弗里德里希和尼平也為后來x射線衍射技術(shù)的發(fā)展做出了杰出貢獻(xiàn)。

二、對(duì)科學(xué)研究和創(chuàng)新教育的啟示

(一)科學(xué)研究方面

勞厄?qū)Α皒射線波動(dòng)性”和“晶體空間點(diǎn)陣”兩個(gè)似乎互不相干理論(學(xué)說)的熟悉和關(guān)注,在靈感思維指導(dǎo)下“一箭雙雕”的獨(dú)特實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),解決了兩個(gè)領(lǐng)域懸而未決的兩大科學(xué)難題,并導(dǎo)致了兩個(gè)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的劃時(shí)代進(jìn)展。就科學(xué)研究本身來說,無論是發(fā)現(xiàn)的過程,還是產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響,勞厄的發(fā)現(xiàn)都可謂是創(chuàng)新的典范。

勞厄的成功對(duì)科學(xué)研究方面的啟示已有較多論述[4-6]。勞厄發(fā)現(xiàn)x射線衍射的獨(dú)特創(chuàng)意,既非源于長期的實(shí)驗(yàn)研究,也不是偶然的觀察,而是來自與厄瓦爾德討論問題時(shí)觸發(fā)的靈感思維[3]。靈感思維,作為創(chuàng)新思維的特殊形式,是指長期地專注、聚精會(huì)神于某一疑難問題的過程中豁然開朗,使問題得到解決的一種思維活動(dòng)過程。其產(chǎn)生需要有厚實(shí)的相關(guān)知識(shí)積累和對(duì)問題的長期關(guān)注。對(duì)于勞厄而言,大學(xué)時(shí)代福格特、盧梅爾、普朗克等大師的課程、對(duì)光的波動(dòng)理論的長期研究及隨后的助教工作經(jīng)歷,為其奠定了完整的理論物理基礎(chǔ);在慕尼黑大學(xué)對(duì)空間點(diǎn)陣學(xué)說的耳聞目染,使其堅(jiān)信該理論的正確;倫琴、索莫菲等大師對(duì)x射線本質(zhì)的關(guān)注和激勵(lì),使他一直關(guān)注并清楚闡明x射線波動(dòng)性本質(zhì)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)x射線的干涉和衍射;《數(shù)理百科全書》中“波動(dòng)光學(xué)”條目的編纂使其對(duì)空間點(diǎn)陣和波動(dòng)過程有著一種“特別的感受”。這些基礎(chǔ)和積累,使他對(duì)兩個(gè)互不相干的理論(假說)都有明確而具體的概念,為其靈感的觸發(fā)奠定了基礎(chǔ)。正如勞厄所說:“在此之前,我就注意到了產(chǎn)生x射線干涉的問題……在我忽然找到取得成功的捷徑以前,我并沒有過多地接觸這方面的工作,因此談不上有更多的預(yù)備工作”[2],“正是空間點(diǎn)陣?yán)碚撚|發(fā)了研究透射束附近區(qū)域的思想”[3]。

(二)創(chuàng)新教育方面

就科研的主體——科學(xué)家本人來說,勞厄到慕尼黑大學(xué)工作時(shí)年僅29歲,33歲發(fā)現(xiàn)x射線衍射,35歲獲諾貝爾獎(jiǎng),并在以后的研究中取得了卓越成就和榮譽(yù)[3]。思考其成長經(jīng)歷,特別是大學(xué)階段的教育和x射線衍射發(fā)現(xiàn)過程,對(duì)我國高校當(dāng)前推進(jìn)的創(chuàng)新教育同樣富有啟迪。

創(chuàng)新教育是以構(gòu)建合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)、以創(chuàng)新思維培養(yǎng)為核心、以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和塑造創(chuàng)新人格為目標(biāo)的教育。在合理知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方面,勞厄輾轉(zhuǎn)求學(xué)于4所大學(xué),在自傳中特別提到福格特、赫伯特等這些促使他走上理論物理研究具有決定性影響的教授和課程。他們的課程使他驚嘆并折服于數(shù)理方法所揭示的關(guān)于自然的豐富信息,當(dāng)課程中闡述的“理論的光芒意外照亮先前模糊不清的事實(shí)”時(shí),他便充滿對(duì)真理最深的敬畏[3]。同時(shí),他們理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)使勞厄即便對(duì)純數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也興趣盎然,使他感到努力不是“在空氣中游泳”或“向不存在的目標(biāo)施力”?！胞溈怂雇姶爬碚摗闭n程起初令其抓狂、最終卻帶來最大愉悅,使其對(duì)光學(xué)有了“嶄新”的認(rèn)識(shí),為光學(xué)成為電動(dòng)力學(xué)的一部分而倍加熱愛光學(xué)[3]。柏林大學(xué)普朗克的“理論光學(xué)”、盧梅爾(O.Lummer)的“光學(xué)專題”等課程無疑都對(duì)勞厄日后的研究和發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了重要影響。勞厄還特別提到哲學(xué)課程和博士學(xué)位儀式上的莊嚴(yán)宣誓對(duì)其生命的影響,哲學(xué)徹底轉(zhuǎn)變了其對(duì)物理學(xué)和生命意義的看法,莊嚴(yán)的宣誓使其終生持守“捍衛(wèi)真理,從事科研不為利益和虛榮,只為真理的照耀和擴(kuò)增”的信念。這些大學(xué)課程無疑都在勞厄的成長過程中留下了深刻痕跡,不僅豐富了其知識(shí),更重要的是這些課程對(duì)其日后的成長產(chǎn)生了持久、深刻的影響。這些大師究竟采取了何種授課方式,我們不得而知,但從勞厄的“驚嘆”“敬畏”“豁然開朗”“徹底改變”等一系列深刻感受中,可以感知其對(duì)學(xué)習(xí)過程的享受和課程或教師對(duì)其產(chǎn)生的巨大影響。正是這些深刻的主體感受,使他獲得的知識(shí)不再是“儲(chǔ)存在器皿里的應(yīng)付考試的客觀知識(shí)”,而是“構(gòu)成”在里面成為可隨時(shí)支取的“活的知識(shí)”。也正是這些活的知識(shí)和對(duì)具體問題的專注,使他在適當(dāng)時(shí)機(jī)產(chǎn)生靈感思維和對(duì)問題的深刻洞察力。因此,創(chuàng)新型人才合理知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,除了在宏觀上圍繞特定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)制定合理課程體系外,知識(shí)獲取的過程(從何處獲取和如何獲取)對(duì)知識(shí)的使用效能、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新人格的形成更為重要。注重課程教學(xué)和學(xué)習(xí)過程,探究能夠?qū)W(xué)生產(chǎn)生深刻、持久影響的教學(xué)和學(xué)習(xí)新模式,是勞厄?qū)W習(xí)經(jīng)歷對(duì)當(dāng)前創(chuàng)新教育的重要啟示之一。

勞厄的偉大發(fā)現(xiàn)對(duì)創(chuàng)新教育的另一啟示是要注重質(zhì)疑精神和團(tuán)隊(duì)精神的培育。x射線衍射發(fā)現(xiàn)過程是在高水平研究氛圍中“靈感思維“的顯現(xiàn),也是質(zhì)疑精神和團(tuán)隊(duì)合作的完美體現(xiàn)。勞厄最早提出的用晶體衍射x射線的新想法并沒有得到索莫菲和維恩等著名物理學(xué)家的支持,甚至x射線的發(fā)現(xiàn)者倫琴對(duì)他的想法也持懷疑態(tài)度。要知道他們分別是研究x射線本質(zhì)和熱輻射的權(quán)威專家!維恩還因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)輻射定律剛剛獲得前一年度(1911年)的諾貝爾物理獎(jiǎng)。他們認(rèn)為晶體中原子的熱騷動(dòng)可能會(huì)破壞任何衍射現(xiàn)象。但是,勞厄得到了弗里德里希和尼平兩個(gè)年輕人的支持和參與。他們并沒有囿于大師的成見和理論的預(yù)測(cè),三個(gè)年輕人獨(dú)立完成了這一偉大發(fā)現(xiàn),并以實(shí)驗(yàn)證實(shí)晶體中原子的熱騷動(dòng)并不像理論預(yù)測(cè)的那么強(qiáng)烈。另一值得注意的方面是,勞厄最初想法的形成來源于與厄瓦爾德的討論,想法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行得益于年輕人之間的討論、交流才形成共識(shí),驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的成功更是得益于弗里德里希和尼平的合作。兩人都是實(shí)驗(yàn)物理學(xué)大師倫琴的學(xué)生,對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和設(shè)備非常熟悉。最終,先進(jìn)想法(理論)和高超實(shí)驗(yàn)技術(shù)的完美結(jié)合,避免了很多彎路。21世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)更是復(fù)雜,任何創(chuàng)新的成功,團(tuán)隊(duì)合作顯得尤為重要。

實(shí)在說來,勞厄成功的啟示,對(duì)我們并不陌生,有些甚至正在得到大力提倡。然而遺憾的是這些理念并沒有得到更多的貫徹。這些理念在創(chuàng)新教育中的成功實(shí)施涉及“教”與“學(xué)”兩個(gè)方面。近年來雖然在兩方面都有一些局部的探索,并產(chǎn)生了積極的影響。如教學(xué)方面,大師親自授課、不僅實(shí)現(xiàn)知識(shí)的傳輸,更重要的是對(duì)學(xué)生未來職業(yè)趨向有引領(lǐng)作用,受到學(xué)生的普遍歡迎;基于情景的合作式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等注重過程和知識(shí)構(gòu)建的深層次學(xué)習(xí)模式也有探索。但相比我國宏大的教育規(guī)模,這些探索仍顯單薄。

教育本身是科學(xué),也是藝術(shù),除應(yīng)繼續(xù)在宏觀上探索教學(xué)、學(xué)習(xí)理論以及相應(yīng)的方案調(diào)整外,在微觀層次上(具體課程、教與學(xué)的各環(huán)節(jié))加強(qiáng)探索“注重知識(shí)構(gòu)建過程”的途徑并大力推行,顯得更為迫切。由于我國高校教師科研和教學(xué)職能的長期分離,科研上成功的教師往往隨科研成績的提高逐漸脫離教學(xué)一線,使得擔(dān)任教學(xué)任務(wù)的主力大都是相對(duì)年輕的教師。盡管,年輕教師都具有較高的學(xué)歷,但擁有知識(shí)本身,甚至有豐富的自然科學(xué)成果,并不一定自然是一個(gè)卓越的教師。積極探索將科研能力轉(zhuǎn)化為教學(xué)能力和藝術(shù)的途徑,造就更多的科研和教學(xué)并重、能使學(xué)生能夠進(jìn)入“角色”的大師,使學(xué)生在不同的課程中,能夠找到生命的意義,能夠在構(gòu)建知識(shí)過程中驚嘆科學(xué)大師的創(chuàng)新思維和精妙實(shí)驗(yàn)方法,能夠主體享受“模糊不清事實(shí)被真理照亮?xí)r豁然開朗”的愉悅,能夠在學(xué)習(xí)過程中認(rèn)識(shí)自己的價(jià)值并學(xué)會(huì)合作,能夠?qū)ζ淙蘸蟪砷L產(chǎn)生深刻、持久的影響。誠如是,則我國人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高指日可待。

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