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中国力学教育史纲(二)

已有 3664 次阅读 2013-3-25 19:35 |个人分类:教育|系统分类:教学心得| 教育, 中国, 力学

中国力学教育史纲(二)

3.力学教育初具时期(1914-1949)

  3.1 从1914年夏第一次世界大战爆发时起到1949年中华人民共和国成立时止,中国力学教育经历了1914年至1937年的形成期到1937年至1949年的初具期。我们之所以如此划分,是因为这一时期的力学教育仍如初创时期一样主要地依附于工程教育(特别是机械工程教育)、并随后者之发展而发展,但却始终未成为一个独立的系科。此外这一时期的工程教育在国内外环境影响下又受“偏重实科”的主导而难以为力学教育提供独立的发展空间。

3.2 力学教育的形成期(1914-1937)

1914年夏第一次世界大战爆发,西方列强无暇东顾,外国机器及其它产品输入中国数量锐减,加之五

四动运动中的抵制日货、提倡国货的行动,为国产机械等产品腾出了较为宽广的市场,从而刺激了民族工业的迅速发展。尤在1927年后,南京国民政府制定实施了一些鼓励民族工业发展和奖励技术改进的政策、如1928年颁布的《奖励工业品暂行条例》,1929年颁布的《特种工业奖励法》,1932年颁布的《奖励工业技术暂行条例》等后,在市场需求的刺激下,民族工业数量不断增加,规模亦渐扩大。以机器厂为例,1914年到1936年间,上海机器厂就由数十家增加到251家[5],天津机器厂也由数十家增加到140余家[6]。据统计,截止到1936年,除东北外,全国机器厂已达781家。[5]

说到中国机械工业在这一时期的有限发展,是不能不提及1919年孙中山的《实业计划》(即The  International Developmentof China )[7]的。孙中山在《实业计划》中提出兴办机械工业。1919年,孙中山一次在上海工业专门学校以《十万英里的铁路》为题演讲时说:“我们不但是利用外国的技术建设我们的铁路,我们还要懂得制造铁路上用的东西。现在是一个机器的世界,……”可见当时孙中山已深刻认识到机械工程的重要性。1921年《实业计划》译成中文,陈立夫在其《三十年来中国之工程教育》中说后来国民政府“各种政策,多本此为方针“[8]

随着工业特别是机械工业的发展,就迫切需要培养大量的专业技术人材,就必需大力发展工程教育、特别是机械高等工程教育。对此,1921年初,国立东南大学在南京成立,下设机械工程系,1927年河海工科大学等八所学校并入东南大学,组成第四中山大学,后易名中央大学,下设工学院,再下设机械工程系。1918年唐山工业专门学校的机械科并入上海工业专门学校,1921年上海工业专门学校改组为交通大学后将机械科正式定名机械工程系,1928年又改称为机械工程学院、并在原工业机械门、铁道机械门的基础上又增汽车门(1934年)、航空门(1935年)。截止到1936年10月,机械工程系在全国已有19所院校设置。当时各校机械工程系教学体制多参照欧美高校之教学体制、而按源自麻省理工学院,后被世界许多国家采用的下述工程教育模式培养人材:即一切工程技术可以看作是自然科学的应用,而一个工程师的培养只要于其专业课程之外,加上一些自然科学的课程就行了。按照这样的教育模式和思想,在课程式体系的安排上除一年级以学习自然科学基础课为主外,第二年便开始授力学诸课。为求“学术之独立”、并改变教材是外文的状况,中国教员开始编写中文的相关力学教材。那一时期较有名的有冯雄的《机构学》(1933)和《机械设计》(1934)、蔡昌年的《水力学》(1933)及刘仙洲的《机械学》(1921)、《机械学习题解答》(1922)、《机械原理》(1935)和《蒸汽表及莫理尔图》(1936)等。除此,这一时期,Newton力学三定律、万有引力、相对论和Kepler行星三大运动定律等被介绍至中国。接着,1922年,夏元瑮翻译的《相对论浅释》由商务印书馆出版。1931年郑太朴翻译的名著《自然哲学的数学原理》也由商务印书馆出版。这前后商务印书馆还出版了一些力学教材,如陆志鸿的《材料强度学》(1933)、徐骥的《应用力学》(1933)等。

到1937年,可以说中国的工程教育、特别是机械高等工程教育已初具规模而能培养本科生了,而依附于工程教育的力学教育在这一时期也只能说是逐趋形成而有了一个邹形。

3.3力学教育初具时期(1914-1949)

1937年7月7日抗日战争全面爆发,为避免工业尽陷敌手,国民政府将重要工厂迁往内地,同时对搬迁的民营工厂拨款补助,这时,由于洋货不再进口、后方人口激增(以重庆为例,仅1937年11月前后,人口就由30余万增至百余万)而导致的极大市场需求也就刺激着现代工业的发展,这无疑地对纷纷内迁西南、西北等地区的各大学提出了急需大批技术人材的要求。以机械类为例,仅大连工学院机械工程系1940年的学生就达1806名,占该校学生总数近20℅【8】。这在当时来说,比例是比较高的。

1938年到1939年,从国民政府教育部公布的统一的大学课程科目表可以看出,工程教育科目与1913年的《大学规程》不少是相同的,不同处只是更注重基础原理。力学有的已单独开设《理论力学》、《工程力学》等课。教材虽不少仍采用西方的英文教材,但有的也采用中国学者编写的中文教材,如范会国的《理论力学》、陆志鸿的《工程力学》等。

如果说自1912年蔡元培起草《大学令》起,工程教育“通”、“专”之争已折中为一、二年级以通才教育为主,三、四年级以专门教育为主的模式,但至上世纪三十年代以后因着教育政策之改变,这个争论又扩大到了社会:早在1931年国民政府“确定教育实施办法”就规定“大学教育以注重自然科学及实用科学为原则”而致招生政策偏重实科。抗战爆发后,政府更是倡导“实用科学”。当然,这在科学技术和经济十分落后的中国,特别是战争时期,培养“实用科学”人材确也是现实而迫切的任务,但“只看在一时应用上,这是大学教育不健全的表现。”[9]因为“社会所需要者,通才为大,而专家次之,以无通才为基础之专家临民,其结果不为新民,而为扰民。”[10]可惜这些远见卓识并未为社会所接受。因而功利价值的倾向仍深刻影响着中国高等教育的发展,作为这一时期仍作为依附于工程教育之力学教育亦难免不受其影响而举步维艰。

在七七事变后的国民政府《战区内学校处理办法》、《总动员时督导教育工作办法纲领》之实施下,沿海地区有关专科学校在政府协助下纷纷内迁至川、滇、黔、陕、甘等地,同时也积极组织科研机构内迁,各大学研究所也随校一同迁至内地。为适应战争及后方经济开发之需要,政府还实施“建教合作”计划。一批新的科研机构应运而生,斯时,设有研究所的高校由战前的12校增至25校86部,它们的成立,既使中国制造“渐由仿造阶段步入创造之领域”[8],也为力学及力学教育之实(试)验奠定了一个初步物质基础。如中央工业实验所当时已有一台购自瑞士的Amsler25吨万能材料试验机和其它仪器,藉此,该所材料试验室还对国产及进口的金属、木材进行试验并编制材料试验方法和标准予以公布。又如隶属清华大学机械系的航空工程研究所内迁至昆明后,在美国著名力学家T.Von的学生F。Wattendorfr的协助下,建造了一座实验段口径为5ft.的低速小风洞,利用它,他们进行了空气动力学、结构与材料和高空气象的研究、以及直升机、滑翔机的设计制造研究,可以说是成果不菲,还对力学教学起到了极大的推动作用。

1945年抗战胜利后,到处忙于接收、调整和复员,大学和研究机构各方面反不如战前有生气。如中央工业实验所1946年迁往南京和上海,忙于接收日伪工厂、申请国外物资(包括日本赔偿设备),洽购仪器设备,筹建试验馆等,却无暇顾及研究,加之时局动荡、经费紧缺,致各项工作进展都不顺利,不少计划也只是停留在纸上。此时内迁的学校搬回原址复课,开始时教学情况还比较正常,有的还招收了少量研究生,但出于上面同样的原因,加之国民政府严密的政治控制和对正规化的片面追求,这在一定程度上影响了大学的正常发展。

由1914年到1949年这一时期的概述可以看出:中国的力学教育在这一段时期中有了较大的发展。有的力学课已可单独开设、并还形成了自已的教学体系。力学实验亦在附设于大学的研究机构的影响下初步步入课堂。这些较之初创时期的力学教育是一个极大的进步、而对我国1949年建国以后的力学教育具有十分重要的意义。鉴于这一时期的时代背景、特别是抗日战争的爆发、在“实用救国”的办学思想主导下,这一时期的力学教育仍未能脱离依附于工程教育的窠臼、且仍有着强烈的功利价值倾向烙印。

4.力学教育的调整与发展时期(1949-1966)

1949年,新中国成立。建国之初,全国人民面临的主要任务是恢复和发展国民经济,与此同时,为适

应新形势的要求,也进行了对旧教育事业的改革。按照中共中央的指示,中国人民解放军各地军事管制委员会首先接收了国民政府府遗留下来的各级公立学校,采取了“维持现状,立即开学”的办法。1950年12月,按照政务院《关于处理接收美国津贴的文化教育救济机关及宗教团体的方针的决定》,接管了受外国津贴的高等学校21所。1952年9月,按照中共中央的指示,并逐步将全国私立中、小学改为公立,同时于同年开始的院系调整有55所私立高等学校全部改为分办。

4.1 建国之初的教育改制及调整期的力学教育(1949-1958)

为了彻底改革旧有的学校教育,发展中国教育事业,1952年,中共中央指示学习苏联教育的先进经验、并对高等学校进行院系调整。为很好地学习苏联的教育理论和经验,各高校有组织地翻译了苏联各科的教学计划、教学大纲、教材和各种教育文献资料,聘请了苏联专家。在苏联专家帮助下,于1950年创办和改建的中国人民大学和哈尔滨工业大学,此时开始全面推行苏联教育体制。从1952年下半年开始,在以培

养工业建设人材和师资为重点、发展专门学院、整顿和加强综合大学的方针指导下,高校中进行了大幅度

的院系调整。当时以华北、华东、中南地区为重点,按尽可能保证大多数省份有一所综合大学和工、农、医、师等专门学院为考虑出发点进行调整。同时将清华大学、浙江大学和交通大学等改造成多科性工业大学,并加强了综合大学和师范院校的建设。

在全国高校院系调整的的基础上,中国力学教育沿着两个方向发展,其一是培养专业的力学人材,这可以北京大学数学力学系的力学专业作为代表来说明;另一是向在校学习非力学专业的学生传授力学专业知识,而且这还是我国力学教育的主战场,这可以哈尔滨工业大学非力学专业的力学课的教学作为代表来说明。

4.1.1 北京大学数学力学系的力学专业

我国力学真正成为一门独立学科和力学教育摆脱依附于工程教育的状况应该说是始自于北京大学力学专业的设置。1952年我国高校院系大调整的指导思想本就是要按照苏联教育模式重塑中国高校体制的,在这一模式中就力学专业来说,苏联是将其设置在综合大学数学力学系中,于是自然有了在北京大学设置数学力学系、并下设数学和力学两个专业的决定。力学专业于1952年招收了第一届学生,这是中国的第一个力学专业!当时筹办这一专业的教师有为首的周培源教授及叶开源、吴林襄、钱敏、陈耀松等五人。自1953年起,北大数力系还聘请了一些苏联力学教授来系工作。1954年莫斯科大学数学力学系还为北大数学力学系提供了一个包括材料实验机、光弹实验机和小风洞等实验设备的一个实验室规划,按照这个规划,这个实验室于1956年建成。

为适应力学教学的需要,这一时期翻译出版了不少苏联力学教材,比较有名的有钱尚武和钱敏译的蒲哥尔茨的《理论力学基础教程》(1953年),于光瑜等译的拉包特洛夫的《材料力学》(1956年),林鸿荪等译的Л.Г.Лойцянский的《液体与气体力学》(1957年),吴礼等译的Л.Г.Лойцянск-ий的 《理论力学>》,彭旭麟译的Л Д Ландау和Е.М.Лифшиц的《连续介质力学》(1958年)等.;中国人以中文写的力学教材和力学专专著,这一时期也大量出版。如周培源的《理论力学>》(1952年)、陵士嘉的《流体力学》和《空气动力学》(1949年)、钱令希的《超静定结构学》(1951年)和钱伟长、叶开沅合著的《弹性力学》等。、                                

1955年起,钱学森、郭永怀等著名力学家陆续回国,其中王仁、董铁宝、周光坰、孙天风等加盟北大力

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      ①此项工作至1956年基本结束。

      哈尔滨工业大学的前身为中东铁路官办技校,1922年易名中俄工业大学,1928年改称哈尔滨工业大学,由中苏共管。

1931年“九一八”事变后被日本帝国主义接管;1945年抗战胜利后,复旧中苏共管,新中国成立后,哈工大全部移交我国。

      这个系由原来的北京大学、清华大学和燕京大学三校的数学系合并而成。

      周培源(1902-1993),理论物理学家。曾任清华大学、北京大学教务长,北京大学校长,中国科学院副院长,中国科

学技术协会主席,中国物理学会理事长,中国力学学会副理事长。国内外物理学界、力学界不少知名学者如钱三强、王竹溪、林家翘、于光远、彭桓武、王宁均出自他的门下,堪称一代宗师。他毕生致力于湍流和广义相对论等问题的研究,取得了令世人瞩目的成果。

学系。翌年,钱学森、郭永怀等教授参与北大数力系教学工作:授课、专题讲座、为力学专业修定教学计划及指导风洞实验室建设等。到1958年,北大力学专业已有40余名力学师资队伍,专门化课程计有流体空气力学专门化类(空气动力学、应用流体力学、边界层),固体力学专门化类(振动论、高等材料力学、塑性力学等)及一般力学专门化类(非弹性振动、运动稳定性)等。教研组也按此设流体力学、固体力学和一般力学三个教研组。实验段直径为2。25m的风洞此时也已竣工。至此,我国第一个不依附于工程教育的力学教育总算初具规模。

4.1.2 哈尔滨工业大学的非力学专业的力学教学

哈尔滨工业大学改制之前已开设有理论力学课(全国其它高校在建国初期仍如前的旧时体制开设应用力学、工程力学等课)。自1951年应聘至哈工大的苏联专家进校之后,据其所带来的若干专业教学计划和相关课程的教学大纲,哈工大开始全面推行苏联教学体制进行改制,并紧接着推向全国工科院校。在开始的头数年先进行了一些基础工作。就力学教育方面而言,这包括翻译苏联力学教学大纲、并根据我国情况制定各专业用的力学教学大纲,由教育部颁发给全国高校。其次,翻译出版苏联主要的力学教材,这其中

主要有Н М Воронков的《理论力学教程》、   А.И.Некрасов的《理论力学教程》、

Н.М.Ьеляев的《材料力学》、Н.З.Френкеь的《水力学》、И.В.Мешерский的

《理论力学习题集》、Л.Г.Лойцянский和 А.И.Луръе的《理论力学教程》、С.Н.Ни-кифоров的《弹性与塑性理论》等,这些教材中以Воронков和Ьеляев两氏的影响最大。此外,为更好学习苏联,在教学组织和教学方式方面,这一时期也是照搬苏联,如继1952年哈工大成立有关力学学科教研室、全面推行苏联教学方式(大班讲课、小班习题课、家庭作业、大型图算作业、学生兴趣小组、答疑、考查以及期末口试与四级评分等)之后便相继推向了全国其它工科院校。其它方面,如组织教师进行教学法研究、培养青年教师、开展形象化教学,哈工大都起到了积极地引领作用。

全国的院系调整,到1954年已基本完成,各专业设置逐渐明确,各专业对力学的要求也渐有了一定的认识。于是教育部在总结各校学习苏联教学经验的基础上制定了我国第一套工科力学教学大纲,从此开始了工科力学教育由单纯照抄苏联向走自已道路的转变。

第一套工科力学教学大纲按专业不同分为四类,自颁发推行后不久,即逐渐暴露出不少问题。其实从实质上讲,这套大纲基本上仍是1951年引自苏联大纲的翻版,不同处只是去掉了苏联大纲中较难的内容和减少了总学时(大约10﹪-15﹪);但类型划分之欠妥和学生负担过重等问题却依然存在。为此,教育部于1955年5月在哈工大召开了全国第一次工科理论力学教学经验交流会、以探求解决出现问题之途径。根据这次会议精神,此后的几年中全国工科院校便致力于调整教学计划和要求。对五年制,教学总学时已由5000减至多4400,力学课亦按比例削减)。在中央“减轻学生负担”和“宁可少些,但要好些”精神指导下,力学课也就教学内容和教学方法方面作了某些调整,例子如削减某些内容、编写教材和自学指导书、去掉大作业等以减轻学生负担:经过这些调整,加上教师素质的改善,力学教学质量有了稳步提高。不过遗憾的是这种渐趋稳定的教学秩序没有加以巩固和充分发展便被即将到来的一场暴风骤雨的“教育改革”所代替。

4.2 力学系科的发展和两次“教育改革”下的力学教育(1958-1966)

4.2.1.力学系科的发展  在1953年国家执行国民经济发展的第一个五年计划、1956年周恩来总理号召“向科学进军”、1957年苏联发射第一颗人造造卫星等背景的激励下,我国经济建设与国防建设发出了对力学人材迫切需要的信号,这首先表现在北大力学专业第一届学生中的一批优秀学生尚未毕业即被抽调到了国防科学研究中。紧接着自1958年始,高校纷纷设立力学系科而形成了一个力学系科建设的大跃进局面,赶上了1958年我国全面大跃进的时髦:复旦大学、兰州大学、中山大学、吉林大学、清华大学、西安交大、上海交大、浙江大学、天津大学、哈尔滨工业大学、中国科技大学、同济大学、西北工业大学、重庆大学、大连工学院、华中工学院、北京工学院、北京航空学院、太原工学院、华东水利科学院等相继建立力学专业或者力学系。

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① 据不完全统计,现今全国高校建立力学专业的已多达50余个。

 在国内筹办力学专业的同时,国家还选派留学生留学苏联和东欧进修力学。其中较有名的有郭仲衡、黄克智、赵祖武、徐秉业、杨绪灿、熊祝华、黄敦、杨桂通、郭尚平等。他们回国后在力学教育和科学研究方面都起到了骨干作用。

   力学系科的发展既促进了力学教育,同时也带动了科学研究、并在“两弹一星”中立下了汗马功劳。限于本文的题材,这里就不再复述了。

  4.2.2 两次教育改革下的力学教育

   1.第一次教育改革(1958-1962)  “为了纠正在学习苏联经验过程中出现的缺点,总结中国社会主义革命和建设的经验,毛泽东在1957年2月《关于正确处理人民内部矛盾的问题》一文中,针对教育工作出现的问题,提出了‘我们的教育方针,应该使受教育者在德育、智育、体育几方面都得得发展,成为有社会主义觉悟的有文化的劳动者。’”“当时正是按照毛泽东的上述指示进行了教育改革,然而,随后进行的反右派的斗争,虽是必要的,但被严重的扩大化了,伤害了一大批知识分子,给教育事业造成了不幸的后果。”[11]这一扩大化涉及到力学界的后果也是严重的,一个典型的事例就是一代宗师的钱伟长的遭遇:1946年5月钱伟长放弃了在美国的优厚待遇回到了祖国,回国以后便立即投入在废墟上重建清华的工作。新中国成立后,钱伟长除担任清华大学校务委员会委员、副教务长和繁重教学任务外,也担任着繁重的科研任务。1954年,他和他的学生林鸿荪、胡海昌、叶开沅合著的《弹性圆薄板大挠度问题》出版,这本专著总结了钱自1948年以来的研究,在国际上第一次成功地利用系统摄动法处理非线性方程。这一方法力学界公认为是最经典、最接近实际和最简捷的解法而被称为“钱伟长法”。1955年,这一成果茯国家科学奖。正当钱伟长攀登新的高峰时,一场历时二十余年的苦难却光顾了他。1957年他被错划为右派分子后的遭遇可用他所写的学术、教学著作的遭遇以管中窥豹之。如他的《应用数学》不仅不予出版,还被出版社追索“拆版费”;《关于弹性力学广义变分原理及其在板壳问题上的应用》也遭到《力学学报》退搞;他和叶开沅合著的《弹性力学》印刷墨汁未干就从新华书店的架上撤入仓库,一睡就是二十余年,还遭到颠倒黑白地无情批判。

1958年4月,中共中央召开教育工作会议,“讨论教育方针,批判教条主义、批判右顷保守主义、批判脱离生产和脱离实际以及忽视政治的错误,随即发动了‘教育革命’,并与大跃进、人民公社化运动交织在一起,持续了三年之久。”[11]

在当时“教育革命”的背景下,力学教育也经历了一场巨大的变革:大批判、破旧立新;以产品为纲,“真刀真枪”现场教学;随意打乱课程体系和各力学课的教学体系,大拼凑、大合并;“赶美超英”、“高新尖”,内容大膨胀等一时成为时尚。这时,1954年制定的一些力学大纲以“陈旧、低浅”为由而被废弃。各校纷纷自订大纲,“大兵团”教材、以学生为主的自编教材、五花八门的教材不断涌现。时至1960年。由于纸张奇缺,加之粗制滥造、违背教材编写规律致大部分新编教材都达不到要求,终于造成一时全国无教材可用的局面。

这一时期,“由于‘左倾’错误的影响,在以勤工俭学、教育与生产劳动相结合为中心的‘教育革命’中,继反右之后,又错误地批判和伤害了一批知识分子。同时由于教师和学生参加生产劳动、政治运动过多,忽视了课堂教学与教师的主导作用,打乱了正常的学习秩序,降低了教学质量。”“为了纠正1958-1960年出现的‘左倾’错误,中共中央、国务院决定对国民经济进行‘调整、巩固、充实、提高’。从1961-1963年也对教育事业进行了大幅度调整。”[11]继1960年1月西安理论力学、材料力学大纲座谈会之后,翌年教育部即决定成立基础课教材编审委员会。1962年5月又在北京召开了高等工业学校工作会议,复审了全部基础课程的大纲草案。这样,经过了1960年和1962年的调整,力学教育终于在新大纲的制定和通用教材的编选出版、也随着教育事业的调整而赢得了一个暂时稳定的局面。

2.第二次教育改革(1962-1966)

1962年后的一、二年中新大纲和新教材起了良好的作用,教学重趋稳定,教学质量也有所提高。这体现在:一是根据新的大纲,各力学教材编审小组也都抓紧教材建设工作,如研究有关问题,进行新教材的

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① 见胡海昌《评弹性力学》一文(《力学学报》第三卷第二期)。

组编、评选和旧教材的增订等。经过努力,一批力学教材相继问世;二是对师资建设提出了一些要求。如在青年教师对教学业务渐趋成熟的基础上如何提高他们的学术水平问题提上了议事日程。有些学校曾试图借鉴1957年清华大学举办力学培训班的模式提高这些青年教师的学术水平、各教材编审小组还曾考虑编辑一套培养科研基础的力学丛书、并组织定期学术交流和出版有关刊物,可惜都被一场“以阶级斗争为纲”的又一次“教育改革”所淹没而未能实现。

如果说1958年的第一次“教育改革”仅仅是单纯为了“多快好省”地办教育以“赶美超英”的“速度”的话,那么这第二次“教育改革”则已远远超出了教育本身而延伸到了政治范畴。在“课程门数砍去一半,教学内容砍去三分之一”的“最高指示”下,包括力学课程在内的所有课程都被迫地进行着所谓的“改革”。以大搬语录作为加强政治思想的“样板课”,以简单化为特征的形象教学,以允许交头接耳为要点的考试改革之类“新教学法”层出不穷地呈现在各个教学环节中。他如课堂解决问题、庸俗化地联系实际、单课独进(例如以理论力学为例,要求一个月内解决问题,或某篇只二、三次报告即告讲完等),学生自学为主、自定成绩的”新教学方式“也累见不鲜。为了接受“再教育”,教师和学生都要下乡、下厂参加劳动,参加“四清”和“社教”。这些一直延续到1966年,并终于将多年建立的一个教育事业的稳定局面变成了正常教学秩序被破坏至无遗的地步




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