“玻尔式”教育与中学物理教学

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  1 前言
  尼尔斯·玻尔,近代原子物理之父,他创造性地提出玻尔模型.(28岁的玻尔创造性地把量子概念用到当时人们持怀疑的卢瑟福原子结构模型,解释了近30年的光谱之谜.)他的量子概念开辟现代原子物理学的道路.有人称颂他的成就,认为只有达尔文在生物学中的成就可以与之相比!他的互补理论,发展为互补哲学,触动各种流派认识论的基础,引起迄今未停的学术大论战,有人认为其影响之深远甚至相对论思想影响不可比拟!我们还可看到玻尔另一方面的成功,他和善、庄雅的性情,独特的教育指导方式成就了伟大的哥本哈根学派;“哥本哈根家族”和睦的气氛和勇于创新的精神使“家族”中出现狄拉克、泡利、海森堡等为数不少的诺贝尔奖获得者.而且他的儿子奥格·玻尔,在父亲的影响下,由于在原子结构理论方面的进一步贡献,也获得诺贝尔奖.对比许多诺贝尔奖获得者“断后”的现象,这不得不说是物理史上又一伟大创举,同时也为教育史增添了新的亮点.
  教育应从基础抓起.许多中外的研究与实践表明,启蒙教育对学生日后能否有所建树起到非常重要的作用.把握好处于入门期的中学物理教育,不仅对提高国民的科学文化素质,起到重要作用,而且中学物理教育是学生奠定在物理学上的良好发展的关键基础阶段.分析玻尔的学识,他的为人,性格,他在哥本哈根理论物理研究院中指导教学的独特之处,让我们把积极因素融进中学的物理素质教育.
  2 伟大的“玻尔式”教育方法
  诺贝尔物理学奖是物理科学的最高奖项.能够获得诺贝尔奖的科学家,都是在物理学史上做出创造性劳动,推动人类文明前进的人.我们暂且把高知识者分成两类:一类是记住了前人的许多知识,但大脑的灵活性也受到不同程度禁锢的人;另一类则是灵活运用知识推陈出新,富于创造性的人,科学家应属于后者.在科学家的成长过程中,如何使他们既获得完备的知识,同时又拥有一颗不让知识束缚的大脑呢?同样是优秀的人才,怎样使他们的能力得到最大发挥?尼尔斯·玻尔,作为哥本哈根理论物理研究院的院长很好地做到了这一点.
  2.1 玻尔本身具有扎实的知识功底,而且是一个极富创造性的人
  玻尔26岁获得博士学位.其当玻尔还在读大二时,他就以题为《用水柱振动法测定水的表面张力》的论文获得丹麦皇家科学院的应征论文的金奖章,并发表在伦敦皇家学会的刊物上,而以往应征得奖的大多是学有所成的学者.他还向皇家学会寄去一篇题为《论新形成的水面的表面张力的测定》的论文,这篇论文反驳了德国著名物理学家勒纳的观点,发表在皇家学会《会报》上,足见玻尔知识的渊博.(玻尔传)其渊博的知识为日后的事业发展奠定不可或缺的基础;他能够创造性将卢瑟福、普朗克、爱因斯坦的思想融为己用,离不开其独特的洞察力与理解力有关,这一切使玻尔获得了诺贝尔奖.同时,他的这些特质的感染也是“哥本哈根家族”人才辈出的因素之一.
  素质教育,要想令学生的全面素质提高,教师本身扎实的专业知识,是赢得威信与教好学生的前提.教师是否灵活,也是对学生的创造性启蒙的一个重要因素.瑞安斯(D·G·Ryans)研究表明,有激励作用、生动活泼、富于想象并热心于自己学科的教师,他的教学工作较为成功.(心理学新论)可见我们中学物理教师需要拥有给人蓬勃活力的灵活形象,教法灵活多变,为学生的灵活思维提供模仿借鉴的作用.否则,如果教师死板土气,教法生搬硬套,课堂气氛死气沉沉,学生昏昏欲睡、厌烦至极,他们的灵活性创造性从何谈起?
  2.2 玻尔伟大的人格和伟大的亲和力
  玻尔性情和善,处处能够体谅人,给人无比亲切的印象.他从来不颐指气使,装腔作势,他和任何人接触,从来没有那种“降尊纡贵”的自我意识.譬如玻尔在给学生提出建议时,为了避免提出直接的批评,他常常采用婉转的办法.有时他会说“这是非常,非常有趣的……”,随后是一个“但是”,玻尔表现得为别人着想,但却又很诚恳; “那么我们就来学习一点儿”,玻尔的这种口头语常常成为一次长时间讨论的开端;他常常说:“我们学到了什么?”他对学习的热情永远保持历久不衰.(科学家的个性 2001 287页)正因为玻尔这位“家长”的伟大人格魄力,才能营造出“哥本哈根家族”自由和谐的气氛,为“家族”成员的个性发展与思想飞跃创造条件.
  在中学物理教育中,教师同样要树立像玻尔一样的人格形象,给人于亲切感.研究表明,热情能满足学生的附属内驱力动机.当教师热情并多方鼓励时,学生较富创造精神.(心理学新论)但中学生和“哥本哈根家族”相比,中学生毕竟尚未完全明白事理,思想容易过偏,所以在教师与学生相融的过程中,必须在学生心中形成一股无形的感召力,这是一种使学生从内心产生的对教师的学识与人格钦佩而形成的威信.虽然师生相处要达到融洽和谐的目的,但教师不可乱了分寸,不能忘记自己在学生中的形象.威信不是由教师的“高压”政策而形成,“高压”只会得到学生对教师的畏怕心理以及他们言行思维各方面的束缚,对学生的思维飞跃与创造性的培养是不利的.
  无论是“高压”政策还是隐性的专断政策都不适合学生的发展,因此,这一切对教师的素质提出了更高的要求,教师应注意自己的一言一行对学生的潜移默化的作用,谨记言行是自我形象建立的基础,正如前苏联教育家加里宁所说:“一个教师必须好好地检点自己,他应该感受到,他的一举一动都处在最严格的监督下.世界上任何人都没有受着这样严格的监督.孩子们几十双眼睛盯着他,须知天地之间再没有任何东西比孩子们的眼睛更加精细,更加敏捷……”(心理学新论)我们可以培养玻尔式的高尚人格,树立亲切而有威信的形象.玻尔式的人格形象同样应该是素质教育能否成功完成的因素之一.
  (1)玻尔在学术上和青年人平起平坐,不以权威压人
  玻尔创立哥本哈根理论物理研究院,首任院长.他却一点也不像通常意义下的“家长”,按照他自己的说法,他不怕在青年人面前暴露自己的愚蠢.因为没有架子,青年人的任何举动都不会冒犯他,他作为一个大学问家,从不鹤立鸡群,和“家族”的年青人一起探讨问题.卡耳卡尔写道:“……玻尔并不是简单地变成一位热心的老师和父亲一般的朋友,而是不管他在能力,地位和经验方面有着多么巨大的优势,他也还是一个玩耍同伴和同谋者,永远全心全意参与一切,并在充满惊险的神秘探险中走在前头.”(科学家的个性)也正因玻尔从不以权威出现在年青人的面前,才使“哥本哈根家族”的年青小伙子们都能勇于探索,在物理学思维的大洋中毫无束缚,最后都成为了不起的大学问家.   这种教育指导思想和一位将儿子培养成为天才的教育家卡尔威特的思想相似,只有不受到权威的压制,才不会使辨别能力萎缩,才不会使学生的独特见解与创造性思维泯灭.(详见《卡尔·威特的教育》:一个生下来四肢抽搐,呼吸急促,先天不足的德国的孩子,在父亲有效教育下,8、9岁自由运用六国语言,通晓化学、动物学、植物学、物理学,9岁考入大学,13岁出版《三角术》,14岁被授予哲学博士.)
  中学物理教育,教师要鼓励学生提出问题,积极思考.对待学生的问题,教师要尽其所能地进行解答.解答应是启发性的,以便培养学生勇于探索,坚持不懈的科学习惯.教师要鼓励学生的怀疑精神,告诉学生,要用科学的态度对待权威,一切以事实说话.但鼓励对权威的再思考并不等于盲目否定权威,这样也不利于学生对基础知识的牢固接受.教师如果培养出的学生能够自觉主动去探索,能怀着对物理科学浓厚的兴趣并为之坚定不移地钻研下去,这就是素质教育的一个成功.
  (2)玻尔尊重学生的个性
  在“哥本哈根家族”中,玻尔手下的青年人,绝大多数不是循规蹈矩的文弱书生,他们各有个性,有爱作打油诗,爱画漫画,专门搞“小动作”来出别人洋相的伽莫夫;有白天睡觉,晚上工作,胡子邋遢的普拉才克;有语言犀利,思想锐敏,批评别人不留情面的泡利;有为了打赌而当着新婚夫人的面脱了衣服在闹市区游泳过河的卡斯密尔;有不拘任何礼节的朗道等等,但是他们的胡闹,玻尔不对他们进行什么“说服教育”,按照伽莫夫的回忆,有一次参加舞会回来,时己深夜,走过一家银行,忽然有人说那银行的墙壁可以爬上去,于是他就去爬,玻尔也跟着爬.这些有关玻尔与“哥本哈根家族”的故事是不少的.
  也许玻尔认为每个人都应有自己的个性,而且他们只有在个性里才能充分解放思想.他们的胡闹正是说明他们的敏捷和与众不同,而这种表现在生活方方面面的敏捷个性对于物理学习和飞跃与创造是不可缺少的,这正是他们日后做出惊人成就的思维因素之一.他们对一切事物都有与众不同的敏感度和独特完善的认知方法,只不过他们更爱好物理科学,物理使他们实现认知的高峰体验.倘若硬性将他们的个性“纠正”过来,也许就不可能出现那么多的杰出科学家.
  我们可以再来看一个例子,居里夫人两度获得诺贝尔奖,可是她在教育自己的两个女儿时非常明智,并没有硬要女儿继承母业.一个女儿好动活泼,一个女儿沉稳谨慎,她让女儿们向着有利于他们的个性方向发展,结果一个女儿成为艺术家,另一个则成为在科学方面有突出贡献而获得诺贝尔奖的科学家.
  当然我们引用这些例子并不是说在我们的中学物理教育中可以由着学生的“性子”任他们乱来,只是为了说明我们不能逼着学生“死读书”而放弃了他们的兴趣爱好甚至灵活的个性、能力等更为重要的东西,否则我们的教育就不能达到预想的目的.
  教育,其最基本最本质的目的,就是使受教育者拥有基本生存劳动所必须的知识技能以及认识世界的方法能力.素质教育就是使学生拥有生存于社会的各种基本素质.素质教育是针对应试教育提出的,但实际上,应试能力包含于素质教育之中,它的检验教学与选拔学生的功能不能过分抬高也不能轻视.我们在把握好素质教育的基本目的后,把学生的各项素质都提上去,应试能力自然不在话下.
  掌握中学的物理知识与技能,是学生应具备的基本素质之一.我们的中学物理教育,应该着眼于让学生得到他们必备的素质上.我们不可过分强迫学生在物理学科上花多少功夫,每个学生都有自己的个性与专长.我们断不可传输“重理轻文”的思想,教师所应做的是开启学生物理思维,提高学生物理学习的兴趣.学生也许是同样聪明,但是能否完全发挥其智能水平,老师的启蒙也起到重要作用.这就好比同样是万里挑一的学者,有的能赢得诺贝尔奖,有的则不然,这不得不说是玻尔指导教学与他人的细微而精妙的差别所产生的结果.当然,日后学生会否将物理选择为自己的奋斗方向,就只能看其对物理的热爱程度了.
  (3)营造和谐的研究气氛,团结向上,取长补短
  可以说很难找到一个20世纪的物理学家是不曾直接或间接地受到来自哥本哈根的深远影响,尤其是那些当年有幸见过玻尔的人,大家都异口同声地赞扬哥本哈根的气氛和精神,玻尔作为“家族”的领头羊,谦逊地和年青人一起,从不特殊.哥本哈根家族没有“名户之见”,他们在“家长”玻尔的影响下,和谐相处,互相渗透,取长补短,形成一个和谐的整体.这种气氛和精神也为他们发挥突破常规的想象力和创造力营造了良好的条件.
  我们的中学物理教育虽不能着眼于培养未来的诺贝尔奖获得者这样的高要求,但作为一名教师,应该设法创造出舒适的,有助于学生活跃思维的环境因素;例如营造和谐向上的班风,让学生多接近大自然,从动手中去领略物理的奥妙,同时给学生寄予较高的期望等,期望将有利于学生发掘自我潜能,会更加自尊,自信,自强,诱发出一种积极向上的激情.(心理学新论)由美国心理学家罗森塔尔和雅可布森(Rosenthal
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