杨振宁教学思想拾撷

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  杨振宁,当今著名华人物理学家之一,1922年9月出生于安徽合肥县(今合肥市)城西大街四古巷.1938~1942年在西南联合大学物理系读书,先后获学士、硕士学位.1946年春进入美国芝加哥大学读研究生,1948年获哲学博士学位.1958-1979年获普林斯顿大学和波兰、美国等六所院校的理学博士学位.曾先后在普林斯顿高等学术研究所任研究员和教授.1966年起任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长, 1999年5月正式退休.
  杨振宁对理论物理学的贡献范围很广,包括粒子物理学、统计力学和凝聚态物理学等方面.在理论结构和唯象分析等方面都取得了重大成就,其中杨-米尔斯场论、弱相互作用中宇称不守恒的发现及杨-巴克斯方程是他对物理学和数学的不朽贡献.杨振宁于1957年与李政道共同获得诺贝尔物理学奖,1980年杨振宁获得拉姆福德奖(Rumford),1986年获得美国国家科学奖章.他有多项荣誉学位,也是中国许多大学的名誉教授.
  杨振宁不仅是著名的物理学大师,而且关注教育事业和人才培养,对教育教学也多有论述,大师的教学思想值得我们认真学习和体会.本文撷取以下五个方面.
  1 兴趣的重要性
  兴趣在一个人成长中所起的重要作用,是杨振宁多次谈到的一个话题. 他说,中国经常使用的一些字眼并不是很恰当的.比如“十年寒窗”的提法,既要学生苦读.假如一个人觉得读书很苦的话,要把学问做得好,要出成果,恐怕是很困难的.对一件事情有兴趣,才有可能在这件事情上取得很大成就.一个人要出成果,因素之一要顺乎自己的兴趣,然后再结合社会上的需求来发展自己的特长.有了兴趣,“苦”就不是苦了,而是乐.到了这个境地,工作就容易出成果了.
  的确,兴趣是最好的老师,激发学生学习物理的兴趣,让学生获得成功的体验,树立学好物理的自信心,这是物理教学的目标之一.教师在平时教学中应有效地激发学生的学习兴趣,提高其学习积极性,使学生乐学爱学.
  2 感受与发现物理学之美
  在许多报告和文章中,杨振宁都不乏对“物理学之美”的描述.他在《美与物理学》中谈到:“物理学自(1)到(2)到(3)是自表面向深层的发展.表面有表面的结构,有表面的美.譬如虹和霓是极美的表面现象,人人都可以看到.实验工作者做了测量以后发现虹是42°的弧,红在外,紫在内,霓是50°的弧,红在内,紫在外.这种准确规律增加了实验工作者对自然现象的美的认识.这是第一步(1).进一步的唯象理论研究(2)使物理学家了解到这42°与50°可以从阳光在水珠中的折射与反射推算出来,此种了解显示出了深一层的美.再进一步的研究更深入了解折射与反射现象本身可从一个包容万象的麦克斯韦方程推算出来,这就显示了极深层的理论架构(3)的美.”
  正如前面所说,“兴趣是最好的老师”,而感受与发现物理学之美正是培养学生对物理学产生兴趣的有效途径之一.物理学之美的内容是丰富的,如配合美;对称美;多样统一美;简明美等.在物理教学中,教师应当经常有意识地结合物理学知识的讲解及物理学的广泛应用,不断展示物理学的美,让学生认识到物理学也是一个五彩缤纷的美的世界,激发更多的青年学生追求知识、探索未来的强烈愿望.
  3 关注物理现象、追求新的东西、学习活的物理学
  杨振宁在“谈谈物理学研究和教学”一文中讲到:“我希望通过我的选题,使同学们了解到,大家在物理学中新追求的,宜是新的东西.应当多对新的东西,活的东西,与现象直接有关的东西发生兴趣.这种趋向和中国过去几十年来物理教学的精神不一样.我认为这种情况是急于需要改变的.”
  杨振宁还说:“关于中国的物理教学我在过去几年中讲过许多次.我有一个演讲《读书教学四十年》,后来收在一本同名的小集子里.1983年在香港讲过,后来在北京和上海都讲过.其中有一段说:从1971年到那时,我多次回到中国,发现大学物理系中有所谓‘四大力学’,它把学生压得透不过气来.没有人否认四大力学是重要的,它是物理学的骨干,可是只有骨干的物理学是骨髅.物理学要有骨头,还要有血有肉.有血有肉的物理学才是活的物理学.
  我觉得这是一个非常重要的问题.西方,尤其是美国的小孩,常常训练不够,可是他们有一种天不怕地不怕的精神,专门爱想新东西,而且所想的新东西往往是和实验及实际现象比较接近的东西.我希望大家多注意新的东西,活的东西,与现象关系密切的东西.”
  上述观点值得我们深思,我国传统的物理教学受应试教育影响较大,对物理现象和物理新知识在教学中的作用认识不足,课堂教学偏重于从公式到公式,偏重于解题教学,而物理习题往往与实际现象联系不够.要想根本扭转这一状况,真正实施素质教育,教师就要关注现代科学技术发展的动向,密切联系生产、生活、社会和现代科技中的实际问题,通过分析解决这些实际问题,把物理课堂搞活.这样一来,不仅能使学生认识到物理学的学习确实有用,进一步提高学习积极性,有利于培养创新精神;同时也能引导学生掌握应用物理知识分析解决实际问题的思路和方法,提高分析处理实际问题的能力.
  4 注重物理学史的学习
  杨振宁1986年6月在与南开大学物理系部分教师的谈话中指出:“西方对科技史越来越注意…….
  建议读三本书:《爱因斯坦传记》、《向里头走》和《第二次创生》(后两部是写20世纪物理学发展史的).现在美国人越来越重视物理学史.”
  通过物理学史的学习能够培养学生对物理的兴趣,也容易了解物理学发展的真相,去除纷繁的假相,接触其根本.同时可以领会掌握物理学中的思想方法,而学生只有掌握了这些思想方法,才能真正把物理知识学到手,才能获得不断学习新知识、解决新问题的能力,对学生今后的发展是十分有利的.所以,教师在授课时应结合教学内容的讲解穿插物理学史材料,给学生以启迪和智慧.
  5 注意学习方法
  科学的学习方法对物理学的学习是很重要的,有利于帮助学生学好物理.杨振宁在“谈谈学习方法”一文中说:“美国学物理的方法与中国学物理的方法是不一样的,中国学物理的方法是演绎法,先有许多定理,然后推演;美国对物理的了解是从现象出发,倒过来的,物理定理是从现象归纳出来的,是归纳法.”尽管演绎法能使学生的学习打下扎实的知识基础,但他却更看重归纳法.他说,归纳法的起点是物理现象,从这个方向出发,不易陷入形式主义的泥坑.
  他在该文中还讲到渗透学习法:“习惯于一步一步严格地学习,这当然是有好处的;但另一种方法也不能排除,可以说是一种渗透性的学习方法,你看了一个东西不太懂,但多看几次以后,就会不知不觉地吸收进去了.这是一种很重要的学习方法.”
  归纳法是从现象出发引导出数学的表示,归纳出物理规律,这与目前中学物理教学中提倡的探究式学习是一致的.让学生从物理现象出发,通过实验探索(或理论分析)得出结论、总结出规律是学生探究的过程,有利于培养学生的探究归纳能力和创新能力.而渗透性的学习方法可使学生的知识在不知不觉中、似懂非懂中积累和丰富起来,有利于学生的自主学习,也有利于提高学生的自学能力.因此,在物理教学中要使学生明确掌握这两种学习方法的必要性,并通过具体事例的教学让学生初步掌握,不断提高学习效果.
  总之,杨振宁倡导的“兴趣的重要性”和 “感悟物理学之美”,将“关注物理现象、追求新的东西、学习活的物理学”、 “注重物理学史的学习”与 “注意学习方法”当成是学习物理学的重要因素,显示了卓越的教学思想,这种思想也正是我们要学习的.
  
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