胡德良/編譯

如何教我學(xué)物理：傳統(tǒng)并非總是好的

胡德良/編譯

傳統(tǒng)的物理教師教我們?cè)谒嫔嫌斡?，而不教我們?cè)谏钐幱斡?。正如史蒂芬·溫伯格（Steven Weinberg）所說(shuō)：在深處，在那些不明確的、未知的科學(xué)領(lǐng)域，可能會(huì)產(chǎn)生創(chuàng)造性的成果

物理學(xué)是我能想象到的最激動(dòng)人心的一門(mén)學(xué)科，這就是我想成為一名物理學(xué)家，并加入到理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）所說(shuō)的“人類(lèi)思想誕生以來(lái)最偉大的冒險(xiǎn)事業(yè)”中的原因。目前，在倫敦大學(xué)學(xué)院（UCL）天體物理學(xué)二年級(jí)學(xué)習(xí)之后，我想對(duì)我在接受物理學(xué)教育時(shí)所經(jīng)歷的一些變化進(jìn)行評(píng)論。

前兩年的基礎(chǔ)課程是令我失望的，因?yàn)檫@些課程并沒(méi)有讓我真正有機(jī)會(huì)參與到最偉大的冒險(xiǎn)事業(yè)中。大多數(shù)授課老師都遵循傳統(tǒng)的教學(xué)方法，主要依靠解決標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題和死記硬背，而沒(méi)有任何自由的探究或討論。老師們似乎相信我們會(huì)通過(guò)這種方式理解物理學(xué)，但我不太感興趣。

傳統(tǒng)教學(xué)

我和同學(xué)們花了很多時(shí)間和精力解決教科書(shū)式的問(wèn)題，但是我們并沒(méi)有真正理解物理學(xué)。實(shí)際上，我們所接受的訓(xùn)練在很大程度是如何使用解題的技巧。費(fèi)曼談到這種方法的失敗時(shí)說(shuō)：“我不知道人們出了什么問(wèn)題，他們不通過(guò)理解學(xué)習(xí)，卻通過(guò)死記硬背或其他方式學(xué)習(xí)，他們的知識(shí)是如此脆弱以至于經(jīng)不起考驗(yàn)！”

我感覺(jué)到了這種無(wú)奈：沉重的課程負(fù)擔(dān)使我感到時(shí)間緊迫，我不得不記住很多方程式和計(jì)算步驟，以便能夠通過(guò)物理考試。

隨著時(shí)間的流逝，我忘了許多學(xué)過(guò)的東西。2012年，諾姆·喬姆斯基（Noam Chomsky）代表無(wú)邊界學(xué)習(xí)會(huì)議接受采訪時(shí)說(shuō)得極為貼切：“一個(gè)人可以在測(cè)試中理解得很少，但卻能取得極好的成績(jī)。我們都有‘在測(cè)試中得高分’的經(jīng)歷，然而兩周后就忘記了一切……探究、搜尋與求索使我們感興趣和感到激動(dòng)的主題，是遠(yuǎn)非通過(guò)考試能夠相比的。事實(shí)上，如果你追求這種學(xué)習(xí)，你會(huì)一生銘記自己所發(fā)現(xiàn)的東西?！?/p>

到目前為止，在物理學(xué)的諸多環(huán)節(jié)中，我理解得最透徹的是為了興趣而學(xué)習(xí)的部分。當(dāng)我以不同的形式導(dǎo)出洛倫茲變換時(shí)，我更好地理解了狹義相對(duì)論。與計(jì)算一根桿子的長(zhǎng)度收縮量相比，這一任務(wù)要有趣得多。當(dāng)我回顧亥姆霍茲定理時(shí)，我更好地理解了麥克斯韋方程組，這一任務(wù)遠(yuǎn)比計(jì)算帶電球體的電場(chǎng)更加令人興奮。

傳統(tǒng)教學(xué)方法要求我們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，卻很少激發(fā)人的創(chuàng)造力。沉浸在這樣的教學(xué)中，我覺(jué)得就像被困在一個(gè)迷宮里，卻只能通過(guò)解決大量乏味無(wú)趣的教科書(shū)式問(wèn)題才能找到出口。

顯然解決這些問(wèn)題并不是學(xué)習(xí)物理學(xué)的最佳方法，迪特爾·南提格爾（Dieter Nachtigall）曾明確地表達(dá)過(guò)這種觀念：“學(xué)生通常能夠解出課本編者所謂的‘問(wèn)題’，但他們不理解其中所涉及的物理概念。這樣的‘解決問(wèn)題’往往只能表明學(xué)生可以找到一些適當(dāng)?shù)姆匠淌?，然后將其羅列在一起，用代數(shù)的方法進(jìn)行推導(dǎo)，填上數(shù)字，最后得出‘正確答案’。學(xué)生可以把公式用的很好，但他們可能對(duì)背后的物理學(xué)原理一無(wú)所知。”

創(chuàng)造性學(xué)習(xí)

一種可能替代傳統(tǒng)教學(xué)的高效方法是優(yōu)先考慮創(chuàng)造性思維，這正是費(fèi)曼強(qiáng)調(diào)的方法。他的學(xué)生勞里·布朗（Laurie Brown）評(píng)論道：“費(fèi)曼強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性——他認(rèn)為從一開(kāi)始就要把問(wèn)題搞清楚。他鼓勵(lì)我們每個(gè)人都要?jiǎng)?chuàng)建自己的思維體系，如果這樣的話，我們的成果哪怕只是課堂作業(yè)問(wèn)題的答案，也將擁有自身的創(chuàng)造性特征?！?/p>

也許用5個(gè)字描述費(fèi)曼的教學(xué)方法最為貼切：創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。正如他所說(shuō)：“這就是我的學(xué)習(xí)方式——通過(guò)嘗試解決問(wèn)題理解某種道理，換句話說(shuō)，通過(guò)創(chuàng)建去理解某種道理。當(dāng)然，這不是100%的創(chuàng)建，但是要向哪個(gè)方向發(fā)展，我會(huì)得到一些提示，然而并不記得細(xì)節(jié)的東西?！?/p>

在給向他尋求建議的學(xué)生寫(xiě)的一封信中，費(fèi)曼指出：“你需要做的就是：不管怎樣，你都要不斷地努力，盡可能地用新穎的方法審視問(wèn)題。如果你能夠記住并不斷地進(jìn)行思考，就不會(huì)‘扼殺創(chuàng)造的過(guò)程’。你有沒(méi)有時(shí)間思考呢？”

然而，問(wèn)題在于：作為學(xué)生，我們通常得不到應(yīng)有的思考時(shí)間！相反，解決成套的難題、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)室報(bào)告、擔(dān)心通不過(guò)考試等壓得我們喘不過(guò)氣來(lái)。值得一提的是，費(fèi)曼總是強(qiáng)調(diào)物理學(xué)的創(chuàng)造性，直到生命終結(jié)。就在逝世之前，他在黑板上寫(xiě)道：“我都不明白我還有什么不能創(chuàng)造?！?/p>

《費(fèi)曼物理學(xué)講義》清晰地展示了主講人的非傳統(tǒng)教學(xué)方法。大衛(wèi)·古德斯坦（David Goodstein）提到這些講座時(shí)稱：“在授課時(shí)，如果他的目的是讓各班的青春期男生解出物理學(xué)考試中的難題，他可能算不上特別成功；但如果他的目的是用實(shí)例來(lái)說(shuō)明應(yīng)該如何對(duì)物理學(xué)進(jìn)行思考和推理，那么所有跡象表明，他是非常成功的?！?/p>

費(fèi)曼的講座成功地回避了上述難題，效果很好。他在加州理工學(xué)院開(kāi)設(shè)的“物理學(xué)中的未知數(shù)”課程展現(xiàn)了他的教學(xué)風(fēng)格——不計(jì)學(xué)分、不留作業(yè)、不記考勤、不收學(xué)費(fèi)，學(xué)生們每周上課一次，課程中包含了他們樂(lè)意討論的任何話題，最關(guān)鍵的就是加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生們自由探究這一科目的能力和樂(lè)趣。到目前為止，我在倫敦大學(xué)學(xué)院聽(tīng)過(guò)的所有講座中，還不曾有人提出享受物理樂(lè)趣的想法。

費(fèi)曼說(shuō)：“只有在學(xué)生和老師之間存在直接個(gè)人關(guān)系的情況下，教學(xué)效果才能最好——由學(xué)生討論概念、思考問(wèn)題、談?wù)搯?wèn)題?！?/p>

但在我目前接受的物理學(xué)教育中，基本不存在這樣的教學(xué)風(fēng)格。

作為一名學(xué)生，我還沒(méi)有能力將傳統(tǒng)方法與我所認(rèn)為的最佳物理教學(xué)法協(xié)調(diào)起來(lái)，但我堅(jiān)信這種最佳教學(xué)法能夠?yàn)閯?chuàng)造性和自由探究提供可能，費(fèi)曼已經(jīng)證實(shí)了這種創(chuàng)造性教學(xué)是有可能的。

[資料來(lái)源：Physics Today][責(zé)任編輯：松 石]