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没学懂大学课程能否做出好研究? 精选

已有 7588 次阅读 2022-5-6 09:37 |个人分类:谈点正事|系统分类:教学心得

最近举行的第48期院长午餐会上,几位已被录取读研的大四本科生说,他们围观了前不久国内物理学界关于麦克斯韦方程组的争论,感觉参与争论的老师们都好厉害,映照了自己的一无所知。

一位同学说,完全听不懂老师们的争论,认为自己若要达到老师们那种理解程度,还要修炼好多年。他据此提问:他读研如果绕不开麦克斯韦,是否很难有成就?另一位同学问:麦克斯韦方程组究竟还有没有拓展的空间或突破的可能?若有,读研可否以此作为研究课题或方向。

我问学生是否通过了课程的考试,他们都说通过了,有的甚至拿了高分。尽管如此,他们说仍然感觉心里很虚、什么都不懂。

就我所知,对其他课程有类似心虚和担忧的学生也不少。例如,今年3月底4月初学校新冠疫情防控管控期间,我到学生宿舍走访学生,好几个学生忧虑:量子力学太难了,学不懂,怎么办?他们说,你即使会做题目,你也说不清甚至说不出道理。

谈几点个人体会和认识。

一,通过了课程考试甚至拿了高分仍感没学懂,是难能可贵的品质。

老子曰:“知不知,上;不知知,病。夫惟病病,是以不病。圣人不病,以其病病,是以不病。”

按大学对学生学业的评价标准,你能否毕业,取决于你是否通过课程考试;你是否优秀,取决于你考了多少分。因此,不管你是否学懂课程、学懂其中多少,只要你通过了考试,特别是还得了高分,本身就是一种成功。

通过了课程考试不仅不洋洋自得,还感觉心虚、什么都不懂,这就是“知不知”。人的进步,最怕“不知知”。“知不知”,成为“圣人”是早晚的事。

第二,感觉没学懂某些课程或其中部分内容很正常,你不是唯一甚至不是少数。

感觉没学懂某些课程或其中部分内容,主要有三方面原因。

一是这些课程或内容本身很难学懂。

物理学家费曼曾经断言,世界上没有人真的懂量子力学。有些课程连世界上最聪明的脑袋都搞不懂,常人感觉很难学懂就不足为奇了。更何况,学无止境,懂无止境。

二是大学的课程教学方式往往不是为了让学生学懂。

大学的课程教学,正如剑桥大学马尔科姆•朗盖尔教授在其著《物理学中的理论概念》中所写,“讲课者感到有如此多的材料应该被包含在他们的课程中,所有的物理大纲都严重过量,他们一般很少有时间空闲下来去问‘所有这些讲的是什么’。”

而我们也都有体会,讲课者就像领着游客匆匆赶行程的导游,其主要任务是告诉学生在一门门课程或一个个知识点上“打个卡”,表示来过或“到此一游”过即可。打卡一个景点与研究一个景点对这个景点的认识和理解,毋庸置疑大相径庭。

老师不去思考自己在讲的究竟在讲什么,学生既不被引导也不主动思考自己在学的究竟在讲什么,期望这样的教和学搞懂某些课程,无异于天方夜谭。

三是我们没有下定决心或没有足够的动力去学懂。

学不懂往往并不是真的学不懂,除非我们在本专业的智力或学习能力的确有问题。学懂的先决条件是想学懂。我们是否想学懂或想学到什么程度,往往用现实或功利主义眼光来裁量。

正如朗盖尔所说“只有当答案确实很重要时,当你作为一个科学家的声誉依赖于你在研究环境中能否进行正确的推理,或者更现实地说,当你在做原创性研究时的能力决定你是否可被雇用或者你的研究基金能否延续时,你才是在做物理或理论物理。该过程与完成答案就在书的背面的习题很不一样。”

准备读研的同学感觉没学懂某些课程并因此有危机感,是产生了学懂这些课程动力的表现。如果读研或今后做研究面对的科学问题对你来说至关重要且需要用到这些课程,相信你会很快学懂它们。插句题外话,这或许也是不做科研就做不好教学的主要原因。

最后感觉没学懂某些课程或其中部分内容,也不必纠缠于此。无论是学懂旧课程还是创造新业绩,都需要往前走

学懂课程,最有效途径往往不是纯粹学习,而是实际运用,特别是如上所述运用于原创性研究。所以,你纵使感觉没学懂某些课程或其中部分内容,也不必在这些课程或内容上作过多停留,更不必用其打击自己读研和做科研的信心。

幸运的是,没学懂某些课程并不阻碍我们往前走,去做哪怕与这些课程密切相关的事情。许多情况下,我们需要的往往只是运用知识,而不是理解和掌握知识。这就像打仗,贵在使用武器,而不是理解武器。

举一例。今天有无数研究生在用解麦克斯韦方程组的仿真软件发表论文。可以作个测试,相信真正理解麦克斯韦的人极少。

必须指出,这么说,并不是否定学懂大学课程的必要性和重要性。

至于有学生提出读研可否以解决教材上的所谓“争论”为研究课题,我的建议是,与其死磕教材,不如到学科前沿找问题,除非你的专业就是课程教学。

量子力学的“闭嘴计算诠释”值得借鉴。据《量子现实》(Quantum Reality)一书作者Jim Baggott,量子力学诞生后的一段时间内,哈佛大学的教授们告诫其物理专业研究生:不要去碰量子力学诠释之争(号称“世纪之争”),“如果你让自己被这些无聊的事情分心,你将永远拿不到博士学位”。(You’ll never get a PhD if you allow yourself to be distracted by such frivolities.)这样的告诫无异于接受David Mermin创造(也有人认为是费曼创造)的“闭嘴,计算”(Shut up and calculate)说。它给我们的启示是:别说懂不懂,会算或会用就行。

特别提醒,科研是探索未知,贵在创造新知识或为人类增加知识。你没有搞懂教材上的某些内容,极有可能只是你个人“无知”,而不是全人类的“无知”——全人类只要有一人搞懂了,你哪怕是第二个搞懂的人,也表示你个人的“无知”。所以,你即使费九牛二虎之力把它们彻底搞懂了,也只是你个人的收获,充其量对别人理解有帮助,但很难被承认为科学成就。

总之,本科生感觉没学懂某些课程或其中部分内容,是正常现象,对读研和做研究并不是什么大不了的事情。重要的是不要停下来,要继续往前走,如果读研或做研究,最好直奔科学前沿。如此,一方面可反推你学懂之前没学懂的东西,另一方面,正如打仗最好上前线,那儿有更多更重要的“建功立业”机会。

 




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