没文化开的老文分享 http://blog.sciencenet.cn/u/SoSoliton contact me: scwen@hnu.edu.cn

博文

给奥巴马写公开信:量子力学要从娃娃抓起 精选

已有 15823 次阅读 2012-12-3 16:23 |个人分类:管点闲事|系统分类:教学心得|关键词:物理,奥巴马| 物理, 奥巴马

最近,一个叫Henry Reich的加拿大物理学家“狗拿耗子”,操心起全世界特别是美国的中学物理教学来。他以网络视频方式给美国总统奥巴马写了一封公开信,哀叹目前美国各州的中学物理课程几乎无一例外地局限于经典物理学,而现代物理学,如量子力学,几乎被完全排除在外。他警告说,美国的物理学教育亟须重大改变!除非把诸如光子和原子结构等现代物理学概念引入高中课程,否则,美国可能会失去作为创新型国家领头羊的突出地位。他并以其它学科作对照来说明这一问题的严重性:在其它学科,如果不包括现代科学突破,将是荒谬的,例如,想像一下生物学课程不讲DNA、地质学课程不讲板块构造会是什么情景。

Henry Reich“狗拿耗子”其实拿错了对象,因为在美国,教育是各州的事情,并不是总统的责任。但是,由于这是一个有争议的问题,值得总统关注。

视频罗列事实,在美国的高中标准教材中没有包括1865年以后物理学发展的成果,绝大多数高中生并不要求学习和了解1865年以后物理学的最新发现和解释。最近150年的物理学成就,包括原子能、激光、半导体等,居然无一写进中学物理教材,这在全世界也只有科技最发达的美国敢于这么做!至于为什么以1865年为限,有人揣测可能正好这一年,麦克斯韦发表了著名的关于电磁场理论的麦克斯韦方程组。麦克斯韦以后的物理学家,包括100多位诺贝尔奖获得者及其科学精神,也不向中学生灌输。

有人说,美国的高中生基本上年龄在16-18岁,理论上,让所有青少年了解现代物理学的一些美妙思想,如希格斯玻色子、反物质、宇宙演化模型等,是非常好的,但现实情况是,真正要掌握这些概念需要高水平的数学,这并非十几岁的孩子能达到的。而Henry Reich对此不以为然,他强烈抨击没有大学水平的数学就不能教授量子力学和相对论的观点。他说,伟大的传授者可以避开复杂的数学问题,如Carl Sagan Neil deGrasse Tyson已经以一种迷人的方式成功传授了物理学的基本原理,而无需复杂的数学。他并坚持认为,学生们正在丧失建立现代技术和物理学之间重要关联的意识,而这种意识恰恰使学习物理更令人兴奋和息息相关。

但是问题又来了,现实中像Carl Sagan Neil deGrasse Tyson这样的人是稀少的,我们不能期望所有的中学教师都像著名电视节目主持人那样具有传播深奥物理知识的天赋。此外,如果高中生学习现代物理学的时间过多,学“基础”(fundamentals)的时间势必减少,这又可能引起大学老师抱怨学生基础不够扎实。

Henry Reich的视频至今已有100多万观看次数,表态“顶”的比“踩”的占压倒性多数(“踩”相对于“顶”可忽略不计)。物理世界(Physics World)网站针对Henry Reich的公开信在Facebook作了个调查:应该教16-18岁的青少年诸如量子力学的现代物理吗?(Should 16–18 year olds be taught modern physics such as quantum mechanics?)参与调查者非常踊跃,其中 67% 的人赞成高中生学习量子力学,但应只局限于基本思想而不要涉及复杂的数学;28% 的人更激进,认为高中生应该系统地学习量子力学,包括数学;其余5% 的人赞成现行做法,即高中生应全身心关注经典物理。有参与者说:“没有理由给1618岁的孩子教授量子力学的数学知识。他们本来不必掌握线性代数和任何经典力学。教学必须从基础开始,而不是直接冲到‘有趣的’现代理论。”也有评论说,我们真正应该关心的是,学生们正在回避经典物理中已经很复杂、很难的内容,而这最终将阻碍他们在物理学领域的发展。

从一个中国的物理教学工作者看,加拿大物理学家Henry Reich在对美国的物理教育危言耸听。他所提及的所谓现代物理学内容,在中国的高中物理教材中都有出现。他所说的建立现代技术和物理学之间的重要关联,中国的高中物理也有尝试,如“嫦娥工程”就进了中国的高中物理,与万有引力关联。但世界并没感觉到中国已威胁到了美国科技的领先地位,即使已有威胁的迹象,也说不清是由于中国的中学生学了现代物理的结果。其实全世界特别是中国,中学物理教育的主要问题不是内容多少和新旧的问题,而是如何使枯燥、晦涩、令人生畏的物理学更有趣、更好学、更平易近人。物理教育应该在激发青少年对物理的兴趣和抱负方面多使劲,而不是搬出高深尖和空大全的物理知识来吓唬学生,物理学已够吓人的了。媒体之前报道过的各种课堂教学招数值得借鉴并发扬光大,如,在讲台上用手按菜刀做俯卧撑,用相声艺术之说学逗唱授课,奖励学生发零食、惩罚学生跳江南style,等等。如果学生们能够像迷恋网络游戏那样迷恋物理,还用得着操心物理modernmodern吗?他们会在娱乐中不知不觉进阶的,最后将到达物理学的最前沿。

 

[1] Hamish Johnston, The awesome lack of modern physics in US schools, Physics World, 2012

[2] James Dacey, Should 16–18 year olds be taught modern physics such as quantum mechanics?  Physics World, 2012

(2012-12-03, Singapore)




http://blog.sciencenet.cn/blog-412323-638815.html

上一篇:天天看文献怎敌天天看文件?
下一篇:建议尽快制定人才“帽子”冠名的国家标准

52 曹聪 王涛 刘全慧 魏武 陈丽娟 王伟 张鹏举 武夷山 李成 王春艳 戴德昌 李汝资 鲍得海 林涛 李毅伟 杨正瓴 俞立 傅蕴德 赵美娣 李霜文 曹敏 李宇斌 陆俊茜 王康建 邝志和 王赫 王云才 王笑寒 李天成 王嘉文 秦鸿翼 牛登科 李岩 曹俊 梁建华 刘淼 唐常杰 钱磊 孙宝玺 蒋永华 文克玲 李泳 符维成 王玉宝 wliming wuhuike ss1234 zhanghuatian qinzhaosu ZXFWDQN yinglu crossludo

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (40 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-11-21 02:06

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部