繪畫：禹天建

□許多理工科基礎物理教學內容抽掉了課程中的靈魂和思想，剩下一些冷冰冰的公式和數據，基本把物理課變為了數字計算課程，把教學變成了傳技

□這種只見公式不見思想的講授和學習方式，老師其實就是一個“U盤”，這種教育只要求學生知道書本上靜態的“知道”，也把學生當成了“儲存器”

□真正好的課堂訓練是放手讓學生獨立思考，這樣他們才敢于探索相對陌生的問題并提出自己的見解，而不是通過挖坑式的數據來考查學生記得多少

--------------------------------------

當前的高中或大學理科基礎教學，有明顯的就事論事、只見樹木不見森林的現象。以傳授已經存在的客觀事實或規律為核心，讓學生大腦中存儲許多“知道”，但并沒有讓學生從這些“知道”中獲得相應的見識，課程的講授和習題訓練更缺少文化層面的思考和講解。相當多的學生讀了許多書做了許多習題，知識多卻見識少。離開學校，他們沒有自己的思想，遇到問題總喜歡背誦別人的理解來詮釋。知其然不知其所以然，學生缺少想象力和創造力，使我們培養的學生走上社會激情不足、原始創新能力不夠，這可能是導致我們在科學和工程技術中原創成果相對較少的原因之一。

理科基礎教學中缺少靈魂和思想

理科基礎教學的內容主要探討的是我們周圍的客觀事情存在的原因以及對應的變換規律。教學中的靈魂是課程中原理性、思想性的講解，它包含課程中每節知識點背后對應的空間模型、哲理和具體科學思維方法，即“道”。具體地說，它告訴我們這世界有什么奇妙的東西，它們為什么奇妙？它們在哪里？它們為什么會在那里？它與我們人類文明有什么樣的關聯？

以高中或大學物理為例，物理本質上描述客觀世界運動的規律以及這些規律的成因，它本質上是傳授給人們世界觀和方法論。物理教學中的公式僅僅是描述這種模型、思想和原理的一種手段和方法，記住這些公式不是真正學懂了物理，理解這些公式后面的哲理和思想才是我們學物理的最終目的，具體的教學過程要傳授這些真正的“道”。

以靜電學為例探討。庫倫定律告訴人們，正負電子之間會相互吸引，兩個同種電荷之間會相互排斥。物理教學中應該重點講解兩個正負電荷之間互相吸引以及它們為什么不會相互排斥的物理原理；同時啟發同學們思考如果兩個同種電荷之間產生吸引力、異種電荷之間產生排斥力，這世界會怎么樣？這些看起來簡單甚至有點無聊的問題才是我們教學中應該抓住的核心思想和靈魂。真正弄懂這些最基本的知識，才能使這些知識轉化為文化，才能使我們有不同于他人的眼光看待這世界。有文化才能有真正的創新！

如果教學過程中僅僅是通過一些無生命力的相對獨立的定理和公式來演繹一些數字游戲，忽視知識點背后的原理、哲理和不同知識點之間相互關聯的探索和講解，相當于抽掉了課程的靈魂和思想，給學生的是靜態的表象性的“知道”。

筆者遇到一些初、高中的物理教師，問他們：“如果學生問為什么兩個電子會產生相互作用力，你們怎么回答？”他們都說：“這是自然界的本來屬性，不需要思考的問題。”這樣的回答不但窒息了學生追求真理的好奇心和對未知世界的探索欲，而且把學生的思維壓縮到一個非常小的空間里面。

“格物致知，窮盡物理”，才是我們課堂教學應追求的。真正好的課程教學應該有靈魂和思想，學生知其然還要知其所以然，能真正理解不同知識點之間的關聯，這樣才能讓學生有一雙重新審視世界的眼睛，而不是讓學生知道一大堆冷冰冰的公式和數據。

基礎理科教學中的傳承模式僵化

習近平總書記告誡我們：“一個老師，如果只知道‘授業’、‘解惑’而不‘傳道’，不能說這個老師是完全稱職的，充其量只能是‘經師’、‘句讀之師’，而非‘人師’了。”我們的教學過程應該是“千教萬教，教人求真”，學生是“千學萬學，學做真人”。

現在的許多理工科基礎物理教學內容恰恰抽掉了課程中的靈魂和思想，剩下一些冷冰冰的公式和數據，基本把物理課變為了數字計算課程，把我們的教學變成了傳技。課堂上，一些老師抽絲剝繭，層層深挖，尋找數字運算的技巧和解題路徑，就好比把一個健康的人的靈魂和肉體全部拋開，最后只剩下一具骷髏。特別是基礎物理教學，如果過分強調解題技巧，就會把一個完整的知識體系分解得七零八落，導致我們的學生抓細節的能力很強，但缺少整體思想的把握能力。這種結論性技巧性的介紹，學生學或不學，對他們未來其他課程的學習和發展沒有任何影響。

這是一種只見公式不見思想的講授和學習方式，老師其實就是一個“U盤”，把書本或者從自己老師那里轉存過來的東西原封不動的傳遞給學生：給出一些公式和應用的條件，繼而舉出許多例子來演繹這個公式的應用，從而求得需要的標準答案。學生在課后的習題練習中只要答案對了，就覺得成功了。這種灌輸靜態“知道”的教學也是應試教育。而這種教育只要求學生知道書本上靜態的“知道”，也把學生當成了“儲存器”，這樣的教學對學生思想、精神層面基本上沒有實質性的影響。同時，這樣的教學會嚴重影響學生未來興趣的選擇和事業的發展，比如，現在高中生高考選擇考物理科目的學生比例不算低，但高考后選擇物理專業的學生比例就非常少了。

初、高中長期的以傳授已經存在的事實為中心的教學觀念、方法，對學生的思維習慣影響非常大，而且很容易讓學生認為物理理所當然就是背公式解習題，他們學習物理就是尋找有標準答案的數據。他們升入大學后，如發現老師試圖改變這樣的教學模式，學生反而更不適應，因為他們已經習慣了這種靜態“知道”的灌輸模式。

筆者在大學基礎物理教學中試圖作出一些努力和改變，希望傳授一些物理中真正的“道”：課堂上重點給出每章知識點對應的空間模型，詳細講解知識點背后的哲理和思想，努力和學生一起探究深層次物理成因。但相當多的同學對這些問題基本上一臉的茫然和錯愕，有的同學甚至覺得與做習題沒有任何關系，而且反映有點無聊、沒有任何意義。在他們眼中有意義的事情就是把有標準答案的習題做對。這種想法在現在大學生群體中具有相當的普遍性，這與我們真正的物理教育是背道而馳的。

我們的課程教學不是讓學生從老師那里知道多少事情，而是讓他們有詩和遠方！

基礎理科教學中過度的題海訓練使學生思維固化

教育的過程是培養學生如何尋找問題、思考問題、探究問題的過程，讓學生學會在迷霧之中如何找到光明，逐步形成自己的價值觀、思想觀，培養他們對科學的興趣和對未知世界的探索欲，而不是讓學生死記幾個公式和掌握做習題的技巧。

但我們現在的理科基礎教育卻非常重技能化數字化訓練，這種訓練都是為了掌握或者記住某些方面的數據或者技巧，這樣的訓練實際上傳授給學生的是手藝而不是科學文化，背離了教育的目的。其主要體現：一是要求學生死記相關的公式、定理以及使用的邊界條件；二是教會學生如何運用這些公式進行習題訓練以及熟練掌握做習題的技巧；三是為了提高學生做習題的正確率，讓學生進行題海訓練。把各種各樣的例題在課堂上翻來覆去地講，讓學生做習題時已經不是去分析問題解決問題，而是條件反射似的用講過的例題對號入座，照葫蘆畫瓢寫出答案，寫對的同學也不見得真正懂了書本上的知識，即“習而不察”。如何從考試的題型中快速找到需要的答案，這樣的方式既不是傳“道”也不是解惑，無益于學生的健康成長。題海戰斗使學生離課堂外那個精彩的世界越來越遠，把學生的視野、思維甚至行為的準則限制在非常狹小的范圍之中。

曾經是有人問愛因斯坦，聲音在空氣中的傳播速度是多少？愛因斯坦回答：我的大腦是用來想象和思考這個世界的問題而不是用來記一些靜態的生硬的數據，你問的這個問題，任何一本初等物理學書上都有答案。

真正好的課堂訓練是放手讓學生獨立思考，在大腦中勾畫出知識點對應的物理模型和理論推導，這樣才能讓他們敢于探索自己不熟悉或者相對陌生的問題，提出自己的空間模型和見解，而不是通過挖坑式的數據來考查學生記得多少。

讓人擔憂的是初、高中的題海訓練，讓學生記住許多公式和參數然后如何快速用一些公式和參數熟練地給出答案。這種學習方式深深地嵌入到他們的大腦中，使相當多的學生思維固化，讓他們更在乎學習結果，而不是過程。到了大學，這種學習方法已經成為強大的慣性，任何試圖去改變他們這種靠記住公式快速給出答案的方法都被相當多的同學視為異端，從而抵觸排斥。相當多的同學認為他們通過高考獲得了高分，證明他們在初、高中學習方法是對的。到了大學一旦發現老師講授方法和高中老師講的方法不同，相當多的同學不適應。他們不反思過去題海戰術的弊端，而是選擇指責他人和逃避。

如筆者在大學物理中電場和物質相互作用的講授中，詳細地講解了普通原子核外電荷與外電場中的相互作用機理，分析了不同原子受到電場作用后出現的極化現象，煞費苦心給出了相對應的空間模型，最后用一個簡單的模型推導了材料的相對介電常數。課后筆者給學生布置一道作業：證明空氣中的相對介電常數約為1，要求同學們給出基本的物理模型，敘述清楚空氣和電場相互作用的物理原理，然后給出詳細的證明過程。這樣的問題學生只要稍加努力就能證明，而且通過這樣的證明能讓學生真正明白電場對周圍物質的影響，從而理解電磁波是如何改變我們這個世界的。但遺憾的是相當多的同學都不知道怎么思考，看到題后一臉茫然。如同一群羔羊，它們已經習慣了被圈養，一旦離開牧人，便不知道怎么面對未來。

青春總是希望與自由相伴，我們的課堂應該真正給學生探索的自由。課堂練習應該讓他們自己搭建通往未來多彩世界的階梯并給出所遇問題的答案。

教學語言缺少想象

語言是一門藝術，如何淋漓盡致、唯美地運用語言把理科基礎課程的內容完美表現出來，是一門學問。理科基礎課程的教學中，老師面對的都是青春期的學生，他們有激情有思想，他們需要的是老師的一朵白云，讓他們有一個潔白的想象。但我們現在的基礎理科教學課堂中，都是用一些生硬枯燥的數理語言介紹所教授的內容，缺少文化方面的聯想和思考。比如大學物理中的相對論部分，基本的教學模式都是利用愛因斯坦的兩個假設簡單推導出時空的變換關系，然后給出相當數量的例題進行講解，這讓許多學生理解起來非常費勁，學起來相當枯燥。

在如何理解狹義相對論的時空變換上，其實一首詩可以詮釋：“橫看成嶺側成峰，遠近高低各不同。不識廬山真面目，只緣身在此山中。”這不但會讓學生豁然開朗，而且更能激發學生的學習興趣。把文學藝術的想象和具體的自然科學相統一，不要讓理科基礎課成為骷髏式的課程，讓學生多幾分想象，對培養學生的空間想象力和創新能力是非常有幫助的。

“白云生鏡里，明月落階前”。有好的詩就有好的想象，有好的想象才有好的詩，我們的理科教學同樣如此。

真正的課堂教育不是在課堂上對學生進行大量的知識灌輸，而是設法把學生的眼光引向書本外的世界，讓他們在知識的海洋吸取營養。真正的課堂教育不是讓學生去死記硬背大量的公式、定理和做大量的習題訓練，而是煞費苦心地告訴學生怎樣去思考問題，面對陌生領域如何去尋找答案的方法，培養他們對科學的真正信仰和對科學精神的執著追求。這樣，當他們畢業后走上工作崗位，就有可能提出自己別具一格的理論和見解，開辟一個全新的研究領域或發展一個全新的產業，引領時代的發展。

（作者為上海交通大學物理與天文學院教師）

馮仕猛　來源：中國青年報　（ 2018年01月29日 10 版）