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[转载]难忘数学系77级普通物理课的教学

已有 1831 次阅读 2021-5-15 20:11 |个人分类:教学心得|系统分类:教学心得|文章来源:转载

(纪念改革开放40周年征文)

 

难忘数学系77级普通物理课的教学

         1978年9月-1979年12月,物理系力热教研室安排我和涂国辉(原江西教育学院教师)担任数学系77级

普通物理学的授课工作(注:这门课的实验部分由其他老师担任)。

    时值“四人帮”倒台不久,改革开放之初,首次全国科学大会刚刚结束,人们普遍感受到科学、教育的春

天已经到来。这样的社会氛围促使每位教师和学生产生巨大的向科学进军的激情。笔者也不例外。

从严格意义上来说,当时高校的普通物理教学已停顿了十多年,大家也想把耽搁了的事迅速补起来。但要

马上恢复正常,也有一些具体认知障碍。比如教材的编选和使用是否要跟上时代的步伐?因为物理教学本来就

是西学东渐之物,当我们停顿止步的时候,美国几套著名的基础物理改革教材(诸如伯克利的物理学教程、麻

省理工的物理学导论、费曼物理学讲义等)都早已问世,尽管这些书都是针对物理专业的,但对其他专业也有

指导和参考意义。当时国内根本就没有合适的新编教材,因此,我们也只好选择文革前通用的由程守洙、江之

永编写的《普通物理学》作为教材,同时为学生选编了一些阅读材料,以补充教材的不足和拓宽他们的视野。

就此开始了文革后的第一届普通物理学课程的教学。

 

勤奋好学的一群

 

    整个教学过程基本上是参照文革前的模式进行,但在授课和下班辅导时,我就感觉到这届学生很不一般。

对于学习,他们真的是如饥似渴,勤学好问。

首先是听课认真,一百零几号人聚集在第二教学大楼的309教室里,很少有不认真听讲的学生,而且在课

间休息或下课时,总会有几个好问学生(比如黄明和、熊黎明等)留下来问(或者闲聊)一些感兴趣的问题。

第二是自习认真,每次授完课的当天晚上我都会下到学生宿舍去答疑辅导,而每次走进学生宿舍时,总是

看到每个房间的学生都是静静地在看书。因此,我在各寝室巡回答疑时,总是小声地回答讨论问题,以减轻对

其他学生的干扰,以至到后来每次下班答疑辅导时,只好选择固定在一间人较少的寝室进行。不少喜欢到图书

馆看书的学生,如果有不懂的问题,也会在下晚自习之前赶回寝室来询问。女生如果有不懂的问题也会到男生

宿舍来问(我偶尔也会到女生宿舍转转)。

第三是作业认真,不少学生不仅完成所布置的作业题,而且还要另外加做一些自己感兴趣的习题。

第四是勤于思考,比如,有位名叫阮宝根的学生,他在做一道关于匀加速运动的习题时,不仅按照题意求

出了作匀加速运动小车上的摆锤悬挂线与铅垂线之间的夹角,而且对形成这个偏角的加速度增大的短暂过程给

出了想像性描述。当时我就在作业本上批语表扬了他的这种探究精神,同时也指出目前还没有见到专门描写加

速度变化的物理量。这是我执教生涯中遇到的唯一的一位把做作业当成探究性思考的学生,给我留下了深刻的

印象,他思考的加速度在短时间内猝变的问题也在我脑海里留下了烙印。

由于这个班几乎每个学生都是认真学习的,因此最终没有不及格的。记得有个年龄比较小的女生(此处隐

略其姓名),知识基础稍差一些,问起问题时也很胆小,但由于她的认真和努力,最终也跟上来了。

另外,还有一些令我难以忘怀的小事,比如每当我下到学生宿舍去答疑辅导时,学生都会主动为我端凳递

茶,有时还会泡杯糖水递过来,弄得我反倒有点不好意思。

之所以难忘,也许与课程持续时间较长(将近三学期,而从78级以后这门课改成两学期),与我直接下到

学生宿舍去答疑辅导有关(以后各届的答疑辅导都改在教室或教研室了)。因为在学生宿舍巡回答疑时,是一

对一地面对和接触到几乎全班每一个学生,混得比较熟,因此,在课程结束时,我可以叫出每个学生的名字。

现在四十年过去了,人老了,记忆力也减退了,不过也还能叫出他们当中一些人的名字。除了印象较深的阮宝

根,还有当时的物理课代表陈重庠(文革前高中的老三届,是一个很沉稳的学生);还有谢安(谢其龙老师的

女儿)、张礼德(张谨之老师的女儿)、宋建伟(宋志浩老师的儿子);还有毕业留校的黄明和、甘登文、丁晖

、廖孝中、卢晓明、李涛、贺智平、宋群、张广源、戴海崎、刘建平;分配在师大附中的熊黎明和后来调到师

大附中的周虹;还有胡克老师的硕士研究生潘一飞、叶森树。其他的就记不大清楚了。

 

教学相长的小故事  

 

    博览书刊原本就是我的一种爱好。现在遇到了勤奋好学又喜欢思考的学生,对我来说也是一种鞭策。比如

阮宝根在做作业时对加速度在短时间内猝变问题的想象和思考,使我对这类问题持有某种特殊的警觉。为此,

除了查阅国外各种新版传统教材(比如席尔斯的《大学物理学》等)和著名的改革教材之外,我还特别关注和

浏览著名的《美国物理杂志》(American Journal of Physics)。这是一份与大学物理教学相关的月刊。说

也凑巧,1978年第11期的《美国物理杂志》正好刊载了一篇题为“急动度:加速度的时间变化率”(Jerk:

the time rate of change of acceleration)的文章,使我特别兴奋:这不就是描写加速度变化的物理量吗!

于是,我迫不及待地撰写了“一个描写机械运动的新概念--急动度”一文(发表于《物理》杂志1981年第7

期),让国人共同分享这一新的科学成果。这里说是“新的科学成果”,其实并不新,因为人们很早就引入了

这个概念,只是国人还不知晓而已【目前,急动度概念也已开始进入国内的大学物理基础教材(参阅2008年

清华大学出版社出版的张三慧的《大学物理学(力学、热学)》第三版A版,第47页)】。在此基础上,又诱

发我陆续提出了加速度能量定理[见“变加速运动理论与实践意义初探”,江西师范大学学报(自然科学版)

2003年第1期8-11页]和变加速动力学框架[见“从传统牛顿力学到当今猝变动力学”,大学物理2006年第1

1-3页],等等,这都是后话,这里就不多赘述。不过,从阮宝根在作业中的想象,到促使我撰写出“一个描

写机械运动的新概念--急动度”,也算是教学相长的一种结晶吧。

 

相关的点滴思考  

    

我也琢磨了一下,不仅仅是数学系77级,其他系的77级,乃至全国每个大学的77级,都是最棒的一届。

这确实是一个特殊的群体,他们是文革后恢复统考招生的第一届大学生,是积十多年之后的高考筛选的结晶。这

个群体,从十几岁的少男少女,到已经为人父母的三十多岁的中年人,年龄差别较大,他们之中的不少人经历过

文革和知青生活的磨难,知道珍惜,特别懂事,然后由懂事的带着不懂事的,最后形成了一个学风很好、非常懂

事的群体。由于他们大多数原来的基础知识就比较扎实,进入大学之后又如饥似渴地学习,因此,毕业后,很多

是我们国家各行各业的骨干力量或学科带头人,乃至两院院士。我校数学系77级也正是这个群体中的一个子群。

77级的出现,有其必然(或确定)性,也有其偶然(或随机)性。它很棒,却难以重复呈现。往后的78级、79

级的学风虽然比不了77级,不过总体来说也还不错。但我感觉(也不知道这感觉是否准确)进入二十世纪八十

年代后期以及九十年代以后,学风似乎慢慢就日渐式微了。

    现在不少人都说中国教育有问题,培养不出大师级的人才。前几年有钱学森之问,最近又有杨振宁针对清华

大学“培养一流科学家”的三问。都是关于“杰出”或“一流”人才,或者说“大师”的培养话题。

其实大师不是被培养出来的。某个人能不能称之为大师,不仅取决于他的知识基础,更主要是看他的成就和

造诣,而在什么问题上做出何等造诣是有一定机遇的。钱学森和杨振宁两位大师的经历就是如此。人的一生实际

上是一种混沌运动,是确定论的,又存在随机性。人们常说“机遇是给有准备的人提供的”正是这个道理。教育

只是为人们提供必要的准备知识(包括带领学生到学科的前沿阵地转一转,积累点最新的知识),进行各种自由

思想的预备性训练,努力培养对各种问题的好奇心和合理的质疑习惯。因此,教育也就是使你成为一个“有准备

的人”,仅此而已,这属确定论的范畴。当然,学生的天份也属确定论范畴。至于有什么机遇在等待着你自由意

志的选择,让你获得亮丽的成果,那就很难说了,这也不是教育的问题。混沌之父、气象学家洛伦兹在阐明人的

行为属于混沌运动时,甚至特别强调饱含随机性的自由意志的作用(参阅1997年气象出版社出版的洛伦兹的

《混沌的本质》一书第150-151页),这也许能给人们一些启迪吧。

    77级是大面积的群体,清华大学的学堂物理班是小范围的一群。这个大群和小群都很棒。他们之中的许多人

都是“有准备的人”,这就够了,也尽到了教育的责任。77级类型的大面积的群体难以重复呈现,清华大学的学

堂物理班小范围的一群倒是可以持续进行(包括最近教育部正在推行实施的所谓“珠峰计划”中的这种学堂那种

班),但要告诫的是:切忌浮躁,不可太急功近利。至于大师不大师么,还是随其自然吧。

    不过,人们似乎对当前高等教育的另一些方面更为耽忧,比如:教育质量的下滑、形形色色的学术腐败、教

风和学风,以及官本位等问题。在纪念改革开放40周年之际,也许应该作点反思:我们的大学是否丢掉了改革

开放之初的一些宝贵的东西?比如:脚踏实地,心无旁骛地做学问的精神。

笔者退休至今已有18年了,对当前高等教育的了解也越来越少,因此也很难表达出准确的意见,这里只是

祝愿我们国家的高等教育事业能够更加改革开放,稳步健康地发展,一步一个脚印地迈上与世界接轨的新台阶。

这同时也是我对江西师大的一种期盼。

 

附记:老馆长帮我借书的故事

 

这个小故事大约发生在1979年。当时改革开放的气氛甚浓,每个部门都愿为改革开放、为教学和科研做点

事情。也正是在这个时候,我看到1978年第11期的 《美国物理杂志》 (American Journal of Physics)刊

载的题为“急动度:加速度的时间变化率”(Jerk:the time rate of change of acceleration)的文章,非

常兴奋。这也正是我在数学系77级普通物理教学中遇到的问题,是一篇守株待兔期盼的文章。我想让国人共同

分享急动度这个难得的科学新概念,准备写一篇介绍性的文章投给相关杂志。但在写文章之前,在查阅文献资料

时遇到了一点障碍。有一部最早介绍急动度概念的专著:由New York:McGraw-Hill出版社1959年出版的V.M.

Faires的Kinematics一书,在物理系资料室和本校图书馆均未找到。于是我把问题反映到当时的校图书馆馆长

张杰先生那里,张馆长果断地答复我说:可以向北京图书馆求援。于是马上亲自为我办理向北京图书馆借书的手

续。几天之后书就寄来了,阅毕后又按程序寄了回去。这在当时是一种效率很高的免费服务,它为我撰写“一个

描写机械运动的新概念--急动度”文稿提供了必要的准备。虽然是小事一件,但却让我铭记在心。据说后来因为

受市场经济的影响,取消了这种免费服务。不过笔者认为,图书馆属于公益性的事业系统,应该继续保持这种具

有很高效率的免费服务。

                                     (原载《一枝一叶总关情》第十辑,江西高校出版社,2018年12月)

 

 

 

  

 




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