王小蘭，孟桂菊，周宏弟，楊銀梅

(1.黃岡師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，湖北 黃岡438000;2.湖北省黃岡中學(xué)，湖北 黃岡438000)

新時期費曼物理教學(xué)思想給我們的啟迪

王小蘭1，孟桂菊1，周宏弟1，楊銀梅2

(1.黃岡師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，湖北 黃岡438000;2.湖北省黃岡中學(xué)，湖北 黃岡438000)

理查德·費曼由于物理教學(xué)上的杰出成就，榮獲了1972年奧斯特教學(xué)獎?wù)?，他的物理教學(xué)思想值得我們永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)與發(fā)揚光大。本文對費曼物理教學(xué)思想給我們的重要啟迪進(jìn)行論述:特別的“癡好”——酷愛教學(xué);在物理學(xué)習(xí)和研究中大膽探索和創(chuàng)新;物理教學(xué)中要理論聯(lián)系實際;物理教學(xué)目標(biāo)的多維度。本文還就新時期物理教學(xué)觀念與策略的傳承與創(chuàng)新進(jìn)行了探討:學(xué)習(xí)費曼，熱愛學(xué)生，熱愛教學(xué);轉(zhuǎn)變教育教學(xué)觀念，追求教育教學(xué)的創(chuàng)新性;既追求科學(xué)原創(chuàng)，更要提倡產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，強調(diào)理論聯(lián)系實際;通過物理教育教學(xué)改革培養(yǎng)創(chuàng)新人才等以適應(yīng)新世紀(jì)迅速變化和劇烈的競爭。

新時期;費曼;物理;教學(xué)思想;啟迪

英國《Phsics World》雜志曾經(jīng)通過網(wǎng)上投票方式，從100名著名物理學(xué)家中選出“有史以來最偉大的十位物理學(xué)家”，結(jié)果順序是愛因斯坦、牛頓、麥克斯韋、玻爾、海森堡、伽利略、費曼、狄拉克、薛定諤、盧瑟福。其中最“年輕”的一位是美國物理學(xué)家理查德·費曼。由于他對量子電動力學(xué)(QED)的貢獻(xiàn)，1965年費曼與施溫格爾、朝永振一郎一起獲得諾貝爾物理學(xué)獎;又因為在物理教學(xué)上的杰出成就，他還榮獲了1972年奧斯特教學(xué)獎?wù)隆?/p>

一、費曼的生平和貢獻(xiàn)

理查德·費曼，1918年5月11日出生于美國紐約皇后區(qū)法洛克的小鎮(zhèn)的一個俄羅斯移民猶太裔家庭。他在家鄉(xiāng)生活了17年，1935年進(jìn)入麻省理工學(xué)院，先學(xué)數(shù)學(xué)，后學(xué)物理。1939年本科畢業(yè)，畢業(yè)論文發(fā)表在《物理評論》上，內(nèi)有一個后來以他的名字命名的量子力學(xué)公式。1939年9月在普林斯頓大學(xué)當(dāng)惠勒的研究生，致力于研究量子力學(xué)的疑難問題:發(fā)散困難。1942年6月獲得普林斯頓大學(xué)理論物理學(xué)博士學(xué)位。1943年進(jìn)入洛斯阿拉莫斯國家實驗室，參加了曼哈頓計劃。1945年費曼開始在康奈爾大學(xué)任教。1951年轉(zhuǎn)入加州理工學(xué)院。在加州理工學(xué)院期間，因其幽默生動、不拘一格的講課風(fēng)格深受學(xué)生歡迎。1965年費曼因在量子電動力學(xué)方面的貢獻(xiàn)與施溫格、朝永振一郎一同獲得諾貝爾物理獎。1986年，費曼受委托調(diào)查挑戰(zhàn)者號航天飛機失事事件，在國會用一杯冰水和一只橡皮環(huán)證明出事原因。1988年2月15日，費曼因癌癥逝世。費曼以他迷人的風(fēng)采，已被越來越多的中國物理教師和物理專業(yè)學(xué)生所了解。

二、費曼的物理教學(xué)思想

二十世紀(jì)60年代初期美國物理教學(xué)存在一些問題，加上1957年蘇聯(lián)人造衛(wèi)星上天，極大地刺激了美國政府和高等教育。在這個背景下，費曼參與了加州理工學(xué)院基礎(chǔ)物理課的改革嘗試。因此從1961年秋天起，費曼就開始計劃講一年的物理學(xué)導(dǎo)論的系列演講。最后實際從1961年9月講到1963年5月跨越了兩個學(xué)年。費曼的演講經(jīng)萊頓和桑茲整理出版了《費曼物理學(xué)講義》，這套書成了物理學(xué)的指南，是費曼對物理學(xué)的理解，如何把不同部分適當(dāng)?shù)亟M織在一起，思考事物、解決問題的方法等。為了促進(jìn)普通公眾對物理學(xué)的理解，費曼還撰寫了《物理定律的特征》和《量子電動力學(xué):光和物質(zhì)的奇特理論》等。同時還發(fā)表了許多高深的專業(yè)論文和著作，這些論文和著作已成為研究者和學(xué)生的經(jīng)典文獻(xiàn)和教科書。大家公認(rèn)“他是一位偉大的老師的老師”。

費曼有一種特殊能力，就是能把復(fù)雜的觀點，用簡單的語言把它表述出來，這使得他成為一位碩果累累的教育家。在獲得的諸多獎項中，他特別感到自豪的，是1972年獲得的奧爾斯特教育獎?wù)隆?/p>

(一)特別的“癡好”——酷愛教學(xué)

費曼在物理教學(xué)思想和方法方面獨樹一幟。物理教學(xué)是費曼一生最重要的工作之一。他非常熱愛教學(xué)工作，他曾寫道:“我不相信，如果不教書我還能過得下去。原因是，這樣就算我一點東西都想不出來時，我還能跟自己說:‘至少我還活著;至少我還在做一些事情，有些貢獻(xiàn)?！以谡n堂上時，你可以思考一些已經(jīng)很清楚的基本東西。這些知識很有趣，令人愉快，重溫一遍又何妨?教學(xué)能給舊的知識新生命，如果你真的有什么新想法，能從新角度看事物，你會覺得很愉快?！薄皩W(xué)生問的問題，有時也能提供新的研究方向”，“因此對我來說，教書以及學(xué)生，使我的生命繼續(xù)發(fā)光發(fā)亮，我永遠(yuǎn)也不會接受任何人替我安排一切——快快樂樂的不必教書。永遠(yuǎn)不會!”費曼生性樂觀，灑脫，幽默，興趣廣泛，深受他的同事和學(xué)生的愛戴。1988年4月14日，他逝世那天，加州理工學(xué)院的大學(xué)生們在學(xué)院11層高的圖書館大樓上懸掛了一條橫幅上寫“迪克，我們愛你”(迪克是費曼名字的昵稱)。

(二)在物理學(xué)習(xí)和研究中大膽探索和創(chuàng)新

費曼對自然的奧秘，非常好奇，思考問題非常深刻，他在大學(xué)完成一次考試時不經(jīng)意地寫了一首詩，很好地說明了這一點。

“我想知道這是為什么，我想知道這是為什么

我想知道為什么，我想知道為什么

我想知道究竟為什么我非常要知道

我為什么想知道這是為什么”

從這首小詩我們不難感知到費曼在物理學(xué)習(xí)和研究中大膽探索。

費曼的成功除了天賦、好奇心以外，獨特的“創(chuàng)新”思想則是另一個最顯著的特征。在費曼的學(xué)習(xí)和研究生涯中，他從不迷信權(quán)威，他有疑問時會毫不猶豫地發(fā)問，甚至對阿爾伯特·愛因斯坦也是如此。他一生都非常喜歡狄拉克論量子力學(xué)書上的最后一句話:“看來這里需要全新的思想?！碑?dāng)費曼第一次讀到這句話時，對其影響非常大，因為狄拉克本人也承認(rèn)在20世紀(jì)30年代對量子理論的理解既不徹底也不完美，而且需要全新的思想。費曼想，最好是從頭開始建立自己的量子力學(xué)，因此他獨創(chuàng)了量子電動力學(xué)理論。

他在論述物理學(xué)和物理教學(xué)到底是什么這個問題時寫道:“在對科學(xué)的學(xué)習(xí)中，你學(xué)會通過試驗和誤差處理問題，養(yǎng)成一種獨創(chuàng)精神和自由探索精神，這比科學(xué)本身的價值更巨大。你還要問自己有沒有更好的方法來做。”

總之，費曼學(xué)習(xí)物理研究物理的明晰的思路，就是用新的思想去大膽地探索未知和創(chuàng)新。

(三)物理教學(xué)中要理論聯(lián)系實際

費曼曾到南美的巴西作過近一年的客座教授，費曼和巴西的學(xué)生之間存在著很大的差異，他教的學(xué)生是為了在那種體制中生活并找到物理教師的工作而學(xué)習(xí)，他們?yōu)檫m應(yīng)考試已養(yǎng)成了死記硬背課本內(nèi)容而不去理解自然就是個活生生的“物理”。費曼通過教課，聽其他教授的課和分析巴西的物理教材，他發(fā)現(xiàn)了巴西物理教學(xué)中的致命的問題:“學(xué)生什么都背得很熟，但完全不理解自己在背些什么?！?/p>

費曼批評這是一種“自我繁衍系統(tǒng)”。人們通過考試，然后又去教別人怎樣通過考試，誰也不管怎樣理解物理知識的實質(zhì)。低水平的物理教師、枯燥呆板的教材、“動機不純”的學(xué)生，三者的結(jié)合必然是一種應(yīng)付考試的教育模式，沒有愉快可言，學(xué)習(xí)成了痛苦和焦慮。這段經(jīng)歷促使費曼對“物理學(xué)和物理教學(xué)究竟是什么”進(jìn)行了深入思考，他寫道:“科學(xué)是一種方法，……在對科學(xué)的學(xué)習(xí)中，你學(xué)會通過試驗和誤差來處理問題，養(yǎng)成一種獨創(chuàng)精神和自由探索精神，這比科學(xué)本身的價值更大?！辟M曼告誡我們物理教學(xué)要增進(jìn)學(xué)生對大自然的理解。費曼不僅非常擅長數(shù)學(xué)和計算，而且他非常重視物理現(xiàn)象和實驗，非常重視理論教學(xué)與實驗和現(xiàn)象的聯(lián)系，提出了物理教學(xué)要使學(xué)生與自然相遇的重要觀點，這也是他研究物理和教授物理的一貫思想。

(四)物理教學(xué)目標(biāo)的多維度

物理教學(xué)的目的，費曼有非常深刻而全面的觀點。他認(rèn)為學(xué)習(xí)物理有五方面的理由:第一是為了學(xué)會怎樣動手做測量和計算及其知識在各方面的應(yīng)用;第二是培養(yǎng)科學(xué)家，他們不僅致力于工業(yè)的發(fā)展，而且貢獻(xiàn)于人類知識的進(jìn)步;第三認(rèn)識自然界的美妙，感受世界穩(wěn)定的實在;第四是學(xué)習(xí)怎樣由未知進(jìn)到已知的科學(xué)求知方法;第五是通過嘗試和糾錯，學(xué)會一種有普遍意義的自由探索和創(chuàng)造精神。費曼在他的《費曼物理學(xué)講義》的結(jié)束語中這樣寫道:“我講授的主要目的，不是為你們參加考試做準(zhǔn)備——甚至不是為你們服務(wù)于工業(yè)或軍事做準(zhǔn)備，我最想做的是給出對于這個奇妙世界的一些欣賞，以及物理學(xué)家看待這個世界的方式，我相信這是現(xiàn)今時代里真正文化的主要部分。也許你們將不僅對這種文化有欣賞，甚至也可能你們會加入到人類理智已經(jīng)開始的這場偉大的探險中去?！?/p>

由上可見物理教學(xué)的目的是多樣性的，而教學(xué)的功能也是多方面的，我們在進(jìn)行物理教學(xué)活動時，應(yīng)該有更加廣闊的教育教學(xué)視野，既有對人的和諧和全面發(fā)展有更深刻的思考，還要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的愉快問題;既要保護(hù)學(xué)習(xí)者的好奇心，培養(yǎng)探索精神，還要讓他們能對科學(xué)應(yīng)用中的道德問題進(jìn)行探討，等等。

三、費曼物理教學(xué)思想對我們的啟迪

面對21世紀(jì)，全球化和現(xiàn)代化的大趨勢，要求高等教育培養(yǎng)出具有創(chuàng)造意識和創(chuàng)新能力的人才。為此，高等院校必須更新教育思想和觀念，努力進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的創(chuàng)新，以符合經(jīng)濟和教育發(fā)展對高等學(xué)校培養(yǎng)人才的需求。在這樣的背景下，費曼物理教學(xué)思想許多可貴的東西可以給我們以借鑒和啟迪:

(一)學(xué)習(xí)費曼，熱愛學(xué)生，熱愛教學(xué)

在今天的大學(xué)中，教學(xué)與研究工作之間的矛盾是客觀存在的，特別是研究工作搞得好的教授不愿意教學(xué)，而現(xiàn)有的體制也鼓勵了這種傾向:一方面，所有的人都在文字上承認(rèn)，教書育人是大學(xué)的首要任務(wù)，另一方面，絕大部分評價指標(biāo)，都是科學(xué)研究導(dǎo)向的。學(xué)校在引進(jìn)人才時，所制定的標(biāo)準(zhǔn)基本上是以衡量研究能力為主的;晉升高一級職稱的標(biāo)準(zhǔn)，也突出地要求科研成果。在實際工作中的表現(xiàn)，存在著一些教授包括副教授們不上課，尤其是很多教授不上本科生的課的問題;越是有名的教授，越有遠(yuǎn)離本科生課堂的傾向。

費曼對學(xué)生的重視、對教學(xué)的熱愛以及對物理教學(xué)藝術(shù)的追求，難道不值得我們今天大學(xué)里的教授們學(xué)習(xí)和借鑒嗎?

(二)追求教育教學(xué)的創(chuàng)新性

費曼對物理學(xué)的理解，如何把不同的部分恰當(dāng)?shù)亟M織在一起的手段，思考事物的方法，解決問題的哲理，都融在教學(xué)之中。其深遠(yuǎn)意義在于，它是重新編排物理學(xué)知識體系的過程!費曼是“牛頓以來第一個改造物理學(xué)知識的物理學(xué)家”。用古德斯坦的話來說，費曼的“偉大成就，絲毫也不遜色于以全新的視角來看待物理學(xué)的一切。他的永恒紀(jì)念碑文是:他是一位偉大的老師們的老師?！辟M曼自己也曾對古德斯坦說過，從長遠(yuǎn)來看，他對物理學(xué)所作的最大貢獻(xiàn)并不是QED或者其他理論工作，而恰恰是他的《費曼物理學(xué)講義》，他的教學(xué)。費曼明確地提出自己的觀點:科學(xué)理論可以來了又去，被更好的理論所取代。但科學(xué)的方法，教學(xué)中他所熱情描述的發(fā)現(xiàn)事物的那種快樂，卻是科學(xué)賴以建立的基本原則。這說明在費曼的眼里，好的教學(xué)其實也是具有開拓性和創(chuàng)造性的研究。

在21世紀(jì)的今天我們更要強調(diào)教育教學(xué)的創(chuàng)造性，創(chuàng)新是學(xué)校的靈魂和核心競爭力，要轉(zhuǎn)變以發(fā)展智力為中心的教育觀念，樹立智力和非智力協(xié)調(diào)發(fā)展的素質(zhì)教育觀念;要轉(zhuǎn)變單純以傳授知識為中心的繼承型教育觀念，樹立注重培養(yǎng)創(chuàng)新精神的創(chuàng)新型教育觀念;要轉(zhuǎn)變局限于專業(yè)教育的觀念，樹立綜合化的教育觀念;轉(zhuǎn)變“本土化”教育觀念，樹立“國際化”教育觀念。我們要創(chuàng)新課程體系、要創(chuàng)新教學(xué)模式、要創(chuàng)新評價體系等以適應(yīng)經(jīng)濟和社會對人才的需求。

既追求科學(xué)原創(chuàng)，更要提倡產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，強調(diào)理論聯(lián)系實際。

20世紀(jì)物理學(xué)的發(fā)展是建立在新的思想方法之上的，而我們今天的物理學(xué)習(xí)，不僅要記住物理學(xué)的結(jié)論，了解和掌握物理學(xué)的研究方法，更重要的是通過物理學(xué)習(xí)感受物理學(xué)中的探索和創(chuàng)新精神，養(yǎng)成自己獨立思考的習(xí)慣，敢于大膽發(fā)表自己原創(chuàng)性的思想。

科學(xué)研究是在繼承前人的研究成果的基礎(chǔ)上，有所發(fā)現(xiàn)、有所創(chuàng)造。費曼的科研風(fēng)格是獨辟蹊徑，從頭開始，不喜歡在別人的基礎(chǔ)上修修補補。我國自然科學(xué)研究比起發(fā)達(dá)國家，雖然有差距，但是“條條大道通羅馬”。我們的在學(xué)習(xí)費曼的自信精神的基礎(chǔ)上，要有原創(chuàng)，在教學(xué)和科研中要提倡產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，強調(diào)理論聯(lián)系實際。

現(xiàn)在沒有人能夠抗拒科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明，科學(xué)給人類社會造福是顯而易見的。當(dāng)公眾極大地享受科技帶來的便利的同時，人們對科學(xué)態(tài)度出現(xiàn)了微妙的變化，人們喜歡科技產(chǎn)品，害怕科學(xué)理論學(xué)習(xí)，青年一代的物理意識在削弱。費曼一生在各種場合作了非常多的物理普及報告。我們要向費曼學(xué)習(xí)，既追求科學(xué)原創(chuàng)，更要提倡產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，強調(diào)理論聯(lián)系實際。宏揚物理科學(xué)精神，為提高全民科學(xué)素養(yǎng)多做貢獻(xiàn)。

(三)通過物理教育教學(xué)改革培養(yǎng)創(chuàng)新人才

物理教學(xué)是一個龐大的體系，有中學(xué)小學(xué)的物理教學(xué)(小學(xué)包含在自然課中)、大學(xué)的物理教學(xué)，而大學(xué)物理教學(xué)也相當(dāng)?shù)膹?fù)雜。至少可以分為三種類型:為研究物理而學(xué)物理;為應(yīng)用而學(xué)物理;為提高文化素養(yǎng)而學(xué)物理。即為物理而物理，為應(yīng)用而物理，為文化而物理。這就構(gòu)成了物理教學(xué)目的多樣性或者說物理學(xué)習(xí)的多功能性問題，這也為我們進(jìn)行創(chuàng)新教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才而提出的一個新問題。

創(chuàng)新教育以發(fā)掘人的創(chuàng)新潛能、弘揚人的主體精神、促進(jìn)人的個性和諧發(fā)展為宗旨，通過對傳統(tǒng)教育的揚棄，探索和構(gòu)建一種新的教育理論與模式，并使之不斷完善。創(chuàng)新教育涉及了從教育觀念到教育行為，從課程設(shè)置到教育教學(xué)方法、手段全方位的創(chuàng)新，是帶有全局性的、結(jié)構(gòu)性的教育改革，是對教育功能和價值的重新定位。學(xué)校教育教學(xué)是培養(yǎng)民族創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的主渠道。新型教育模式應(yīng)該是創(chuàng)新教育。我們可以改革人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的課程體系;加強相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域發(fā)展趨勢與人才需求研究，制定與經(jīng)濟和社會發(fā)展需要相結(jié)合的培養(yǎng)方案和專業(yè)教學(xué)計劃。我們應(yīng)改革課程教學(xué)內(nèi)容，加強新教材建設(shè)。課程內(nèi)容要充分反映相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的新發(fā)展、新要求，減少陳舊內(nèi)容。有較高外語要求的，要加強國外優(yōu)秀教材的引進(jìn)和使用等。

新時期的物理教師在教育教學(xué)中要明確創(chuàng)新教育思想、創(chuàng)新教育培養(yǎng)目標(biāo)和實施方案，在教學(xué)過程中喚醒學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，使他們想創(chuàng)新、敢創(chuàng)新、會創(chuàng)新。通過教育教學(xué)改革，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，培養(yǎng)一批經(jīng)濟社會發(fā)展急需人才。

“給未來的人們一雙沒有束縛自由的手”——這即是創(chuàng)新，也是費曼最為看重的科學(xué)家的責(zé)任，體現(xiàn)出費曼作為一位真正意義上的知識分子——而不是“知識人”的科學(xué)精神和社會良知。通過對費曼物理教學(xué)思想、教學(xué)方法和科學(xué)精神的感知和領(lǐng)悟，新時期的我們在物理教育教學(xué)中要強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng);培養(yǎng)學(xué)生分析思考和獨立工作能力;培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力;以適應(yīng)新世紀(jì)迅速變化和劇烈的競爭。

［1］詹姆斯·格雷克，著.黃小玲譯.費曼傳［M］.北京:高等教育出版社，2004.

［2］解世雄.論費曼的科學(xué)文化觀［J］.自然辯證法研究，2006，(6).

［3］解世雄.費曼的人生哲學(xué)［J］.嘉應(yīng)學(xué)院學(xué)報，2008，(3).

［4］費恩曼等著.鄭永令等譯.費恩曼物理學(xué)講義［M］.上海:科學(xué)技術(shù)出版社，2005.

［5］約翰·格里賓，瑪麗·格里賓.迷人的科學(xué)風(fēng)采—費恩曼傳［M］.上海:上海科技教育出版社，1999.

［6］費曼著.張郁乎譯.發(fā)現(xiàn)的樂趣［M］.長沙:湖南科技出版社，2005.

［7］朱鋐雄.物理學(xué)方法概論［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2009.

G662

A

1003-8078(2012)03-0068-04

2012-03-16 doi10.3969/j.issn.1003－8078.2012.03.20

王小蘭，女，湖北黃岡人，副教授，主要從事大、中學(xué)物理教育研究。

湖北省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃2010年度重點課題(2010A052);2010年湖北省高等學(xué)校省級教學(xué)研究課題(2010308)。

(李鑫)