新时期费曼物理教学思想给我们的启迪
2012-08-15王小兰孟桂菊周宏弟杨银梅
王小兰，孟桂菊，周宏弟，杨银梅
(1.黄冈师范学院物理与电子信息学院，湖北 黄冈438000;2.湖北省黄冈中学，湖北 黄冈438000)
新时期费曼物理教学思想给我们的启迪
王小兰1，孟桂菊1，周宏弟1，杨银梅2
(1.黄冈师范学院物理与电子信息学院，湖北 黄冈438000;2.湖北省黄冈中学，湖北 黄冈438000)
理查德·费曼由于物理教学上的杰出成就，荣获了1972年奥斯特教学奖章，他的物理教学思想值得我们永远学习与发扬光大。本文对费曼物理教学思想给我们的重要启迪进行论述:特别的“痴好”——酷爱教学;在物理学习和研究中大胆探索和创新;物理教学中要理论联系实际;物理教学目标的多维度。本文还就新时期物理教学观念与策略的传承与创新进行了探讨:学习费曼，热爱学生，热爱教学;转变教育教学观念，追求教育教学的创新性;既追求科学原创，更要提倡产、学、研相结合，强调理论联系实际;通过物理教育教学改革培养创新人才等以适应新世纪迅速变化和剧烈的竞争。
新时期;费曼;物理;教学思想;启迪
英国《Phsics World》杂志曾经通过网上投票方式，从100名著名物理学家中选出“有史以来最伟大的十位物理学家”，结果顺序是爱因斯坦、牛顿、麦克斯韦、玻尔、海森堡、伽利略、费曼、狄拉克、薛定谔、卢瑟福。其中最“年轻”的一位是美国物理学家理查德·费曼。由于他对量子电动力学(QED)的贡献，1965年费曼与施温格尔、朝永振一郎一起获得诺贝尔物理学奖;又因为在物理教学上的杰出成就，他还荣获了1972年奥斯特教学奖章。
一、费曼的生平和贡献
理查德·费曼，1918年5月11日出生于美国纽约皇后区法洛克的小镇的一个俄罗斯移民犹太裔家庭。他在家乡生活了17年，1935年进入麻省理工学院，先学数学，后学物理。1939年本科毕业，毕业论文发表在《物理评论》上，内有一个后来以他的名字命名的量子力学公式。1939年9月在普林斯顿大学当惠勒的研究生，致力于研究量子力学的疑难问题:发散困难。1942年6月获得普林斯顿大学理论物理学博士学位。1943年进入洛斯阿拉莫斯国家实验室，参加了曼哈顿计划。1945年费曼开始在康奈尔大学任教。1951年转入加州理工学院。在加州理工学院期间，因其幽默生动、不拘一格的讲课风格深受学生欢迎。1965年费曼因在量子电动力学方面的贡献与施温格、朝永振一郎一同获得诺贝尔物理奖。1986年，费曼受委托调查挑战者号航天飞机失事事件，在国会用一杯冰水和一只橡皮环证明出事原因。1988年2月15日，费曼因癌症逝世。费曼以他迷人的风采，已被越来越多的中国物理教师和物理专业学生所了解。
二、费曼的物理教学思想
二十世纪60年代初期美国物理教学存在一些问题，加上1957年苏联人造卫星上天，极大地刺激了美国政府和高等教育。在这个背景下，费曼参与了加州理工学院基础物理课的改革尝试。因此从1961年秋天起，费曼就开始计划讲一年的物理学导论的系列演讲。最后实际从1961年9月讲到1963年5月跨越了两个学年。费曼的演讲经莱顿和桑兹整理出版了《费曼物理学讲义》，这套书成了物理学的指南，是费曼对物理学的理解，如何把不同部分适当地组织在一起，思考事物、解决问题的方法等。为了促进普通公众对物理学的理解，费曼还撰写了《物理定律的特征》和《量子电动力学:光和物质的奇特理论》等。同时还发表了许多高深的专业论文和著作，这些论文和著作已成为研究者和学生的经典文献和教科书。大家公认“他是一位伟大的老师的老师”。
费曼有一种特殊能力，就是能把复杂的观点，用简单的语言把它表述出来，这使得他成为一位硕果累累的教育家。在获得的诸多奖项中，他特别感到自豪的，是1972年获得的奥尔斯特教育奖章。
(一)特别的“痴好”——酷爱教学
费曼在物理教学思想和方法方面独树一帜。物理教学是费曼一生最重要的工作之一。他非常热爱教学工作，他曾写道:“我不相信，如果不教书我还能过得下去。原因是，这样就算我一点东西都想不出来时，我还能跟自己说:‘至少我还活着;至少我还在做一些事情，有些贡献。’而且在课堂上时，你可以思考一些已经很清楚的基本东西。这些知识很有趣，令人愉快，重温一遍又何妨?教学能给旧的知识新生命，如果你真的有什么新想法，能从新角度看事物，你会觉得很愉快。”“学生问的问题，有时也能提供新的研究方向”，“因此对我来说，教书以及学生，使我的生命继续发光发亮，我永远也不会接受任何人替我安排一切——快快乐乐的不必教书。永远不会!”费曼生性乐观，洒脱，幽默，兴趣广泛，深受他的同事和学生的爱戴。1988年4月14日，他逝世那天，加州理工学院的大学生们在学院11层高的图书馆大楼上悬挂了一条横幅上写“迪克，我们爱你”(迪克是费曼名字的昵称)。
(二)在物理学习和研究中大胆探索和创新
费曼对自然的奥秘，非常好奇，思考问题非常深刻，他在大学完成一次考试时不经意地写了一首诗，很好地说明了这一点。
“我想知道这是为什么，我想知道这是为什么
我想知道为什么，我想知道为什么
我想知道究竟为什么我非常要知道
我为什么想知道这是为什么”
从这首小诗我们不难感知到费曼在物理学习和研究中大胆探索。
费曼的成功除了天赋、好奇心以外，独特的“创新”思想则是另一个最显著的特征。在费曼的学习和研究生涯中，他从不迷信权威，他有疑问时会毫不犹豫地发问，甚至对阿尔伯特·爱因斯坦也是如此。他一生都非常喜欢狄拉克论量子力学书上的最后一句话:“看来这里需要全新的思想。”当费曼第一次读到这句话时，对其影响非常大，因为狄拉克本人也承认在20世纪30年代对量子理论的理解既不彻底也不完美，而且需要全新的思想。费曼想，最好是从头开始建立自己的量子力学，因此他独创了量子电动力学理论。
他在论述物理学和物理教学到底是什么这个问题时写道:“在对科学的学习中，你学会通过试验和误差处理问题，养成一种独创精神和自由探索精神，这比科学本身的价值更巨大。你还要问自己有没有更好的方法来做。”
总之，费曼学习物理研究物理的明晰的思路，就是用新的思想去大胆地探索未知和创新。
(三)物理教学中要理论联系实际
费曼曾到南美的巴西作过近一年的客座教授，费曼和巴西的学生之间存在着很大的差异，他教的学生是为了在那种体制中生活并找到物理教师的工作而学习，他们为适应考试已养成了死记硬背课本内容而不去理解自然就是个活生生的“物理”。费曼通过教课，听其他教授的课和分析巴西的物理教材，他发现了巴西物理教学中的致命的问题:“学生什么都背得很熟，但完全不理解自己在背些什么。”
费曼批评这是一种“自我繁衍系统”。人们通过考试，然后又去教别人怎样通过考试，谁也不管怎样理解物理知识的实质。低水平的物理教师、枯燥呆板的教材、“动机不纯”的学生，三者的结合必然是一种应付考试的教育模式，没有愉快可言，学习成了痛苦和焦虑。这段经历促使费曼对“物理学和物理教学究竟是什么”进行了深入思考，他写道:“科学是一种方法，……在对科学的学习中，你学会通过试验和误差来处理问题，养成一种独创精神和自由探索精神，这比科学本身的价值更大。”费曼告诫我们物理教学要增进学生对大自然的理解。费曼不仅非常擅长数学和计算，而且他非常重视物理现象和实验，非常重视理论教学与实验和现象的联系，提出了物理教学要使学生与自然相遇的重要观点，这也是他研究物理和教授物理的一贯思想。
(四)物理教学目标的多维度
物理教学的目的，费曼有非常深刻而全面的观点。他认为学习物理有五方面的理由:第一是为了学会怎样动手做测量和计算及其知识在各方面的应用;第二是培养科学家，他们不仅致力于工业的发展，而且贡献于人类知识的进步;第三认识自然界的美妙，感受世界稳定的实在;第四是学习怎样由未知进到已知的科学求知方法;第五是通过尝试和纠错，学会一种有普遍意义的自由探索和创造精神。费曼在他的《费曼物理学讲义》的结束语中这样写道:“我讲授的主要目的，不是为你们参加考试做准备——甚至不是为你们服务于工业或军事做准备，我最想做的是给出对于这个奇妙世界的一些欣赏，以及物理学家看待这个世界的方式，我相信这是现今时代里真正文化的主要部分。也许你们将不仅对这种文化有欣赏，甚至也可能你们会加入到人类理智已经开始的这场伟大的探险中去。”
由上可见物理教学的目的是多样性的，而教学的功能也是多方面的，我们在进行物理教学活动时，应该有更加广阔的教育教学视野，既有对人的和谐和全面发展有更深刻的思考，还要关注学生学习的愉快问题;既要保护学习者的好奇心，培养探索精神，还要让他们能对科学应用中的道德问题进行探讨，等等。
三、费曼物理教学思想对我们的启迪
面对21世纪，全球化和现代化的大趋势，要求高等教育培养出具有创造意识和创新能力的人才。为此，高等院校必须更新教育思想和观念，努力进行教学内容和教学方法的创新，以符合经济和教育发展对高等学校培养人才的需求。在这样的背景下，费曼物理教学思想许多可贵的东西可以给我们以借鉴和启迪:
(一)学习费曼，热爱学生，热爱教学
在今天的大学中，教学与研究工作之间的矛盾是客观存在的，特别是研究工作搞得好的教授不愿意教学，而现有的体制也鼓励了这种倾向:一方面，所有的人都在文字上承认，教书育人是大学的首要任务，另一方面，绝大部分评价指标，都是科学研究导向的。学校在引进人才时，所制定的标准基本上是以衡量研究能力为主的;晋升高一级职称的标准，也突出地要求科研成果。在实际工作中的表现，存在着一些教授包括副教授们不上课，尤其是很多教授不上本科生的课的问题;越是有名的教授，越有远离本科生课堂的倾向。
费曼对学生的重视、对教学的热爱以及对物理教学艺术的追求，难道不值得我们今天大学里的教授们学习和借鉴吗?
(二)追求教育教学的创新性
费曼对物理学的理解，如何把不同的部分恰当地组织在一起的手段，思考事物的方法，解决问题的哲理，都融在教学之中。其深远意义在于，它是重新编排物理学知识体系的过程!费曼是“牛顿以来第一个改造物理学知识的物理学家”。用古德斯坦的话来说，费曼的“伟大成就，丝毫也不逊色于以全新的视角来看待物理学的一切。他的永恒纪念碑文是:他是一位伟大的老师们的老师。”费曼自己也曾对古德斯坦说过，从长远来看，他对物理学所作的最大贡献并不是QED或者其他理论工作，而恰恰是他的《费曼物理学讲义》，他的教学。费曼明确地提出自己的观点:科学理论可以来了又去，被更好的理论所取代。但科学的方法，教学中他所热情描述的发现事物的那种快乐，却是科学赖以建立的基本原则。这说明在费曼的眼里，好的教学其实也是具有开拓性和创造性的研究。
在21世纪的今天我们更要强调教育教学的创造性，创新是学校的灵魂和核心竞争力，要转变以发展智力为中心的教育观念，树立智力和非智力协调发展的素质教育观念;要转变单纯以传授知识为中心的继承型教育观念，树立注重培养创新精神的创新型教育观念;要转变局限于专业教育的观念，树立综合化的教育观念;转变“本土化”教育观念，树立“国际化”教育观念。我们要创新课程体系、要创新教学模式、要创新评价体系等以适应经济和社会对人才的需求。
既追求科学原创，更要提倡产、学、研相结合，强调理论联系实际。
20世纪物理学的发展是建立在新的思想方法之上的，而我们今天的物理学习，不仅要记住物理学的结论，了解和掌握物理学的研究方法，更重要的是通过物理学习感受物理学中的探索和创新精神，养成自己独立思考的习惯，敢于大胆发表自己原创性的思想。
科学研究是在继承前人的研究成果的基础上，有所发现、有所创造。费曼的科研风格是独辟蹊径，从头开始，不喜欢在别人的基础上修修补补。我国自然科学研究比起发达国家，虽然有差距，但是“条条大道通罗马”。我们的在学习费曼的自信精神的基础上，要有原创，在教学和科研中要提倡产、学、研相结合，强调理论联系实际。
现在没有人能够抗拒科学发现和技术发明，科学给人类社会造福是显而易见的。当公众极大地享受科技带来的便利的同时，人们对科学态度出现了微妙的变化，人们喜欢科技产品，害怕科学理论学习，青年一代的物理意识在削弱。费曼一生在各种场合作了非常多的物理普及报告。我们要向费曼学习，既追求科学原创，更要提倡产、学、研相结合，强调理论联系实际。宏扬物理科学精神，为提高全民科学素养多做贡献。
(三)通过物理教育教学改革培养创新人才
物理教学是一个庞大的体系，有中学小学的物理教学(小学包含在自然课中)、大学的物理教学，而大学物理教学也相当的复杂。至少可以分为三种类型:为研究物理而学物理;为应用而学物理;为提高文化素养而学物理。即为物理而物理，为应用而物理，为文化而物理。这就构成了物理教学目的多样性或者说物理学习的多功能性问题，这也为我们进行创新教育培养创新人才而提出的一个新问题。
创新教育以发掘人的创新潜能、弘扬人的主体精神、促进人的个性和谐发展为宗旨，通过对传统教育的扬弃，探索和构建一种新的教育理论与模式，并使之不断完善。创新教育涉及了从教育观念到教育行为，从课程设置到教育教学方法、手段全方位的创新，是带有全局性的、结构性的教育改革，是对教育功能和价值的重新定位。学校教育教学是培养民族创新精神、创新能力的主渠道。新型教育模式应该是创新教育。我们可以改革人才培养方案，构建适应经济社会发展需要的课程体系;加强相关产业和领域发展趋势与人才需求研究，制定与经济和社会发展需要相结合的培养方案和专业教学计划。我们应改革课程教学内容，加强新教材建设。课程内容要充分反映相关产业和领域的新发展、新要求，减少陈旧内容。有较高外语要求的，要加强国外优秀教材的引进和使用等。
新时期的物理教师在教育教学中要明确创新教育思想、创新教育培养目标和实施方案，在教学过程中唤醒学生的创新意识，培养学生的创新精神，提高学生的创新能力，使他们想创新、敢创新、会创新。通过教育教学改革，培养创新人才，培养一批经济社会发展急需人才。
“给未来的人们一双没有束缚自由的手”——这即是创新，也是费曼最为看重的科学家的责任，体现出费曼作为一位真正意义上的知识分子——而不是“知识人”的科学精神和社会良知。通过对费曼物理教学思想、教学方法和科学精神的感知和领悟，新时期的我们在物理教育教学中要强调培养学生的科学素养;培养学生分析思考和独立工作能力;培养学生终身学习的能力，培养学生的创新能力;以适应新世纪迅速变化和剧烈的竞争。
［1］詹姆斯·格雷克，著.黄小玲译.费曼传［M］.北京:高等教育出版社，2004.
［2］解世雄.论费曼的科学文化观［J］.自然辩证法研究，2006，(6).
［3］解世雄.费曼的人生哲学［J］.嘉应学院学报，2008，(3).
［4］费恩曼等著.郑永令等译.费恩曼物理学讲义［M］.上海:科学技术出版社，2005.
［5］约翰·格里宾，玛丽·格里宾.迷人的科学风采—费恩曼传［M］.上海:上海科技教育出版社，1999.
［6］费曼著.张郁乎译.发现的乐趣［M］.长沙:湖南科技出版社，2005.
［7］朱鋐雄.物理学方法概论［M］.北京:清华大学出版社，2009.
G662
A
1003-8078(2012)03-0068-04
2012-03-16 doi10.3969/j.issn.1003－8078.2012.03.20
王小兰，女，湖北黄冈人，副教授，主要从事大、中学物理教育研究。
湖北省教育科学“十一五”规划2010年度重点课题(2010A052);2010年湖北省高等学校省级教学研究课题(2010308)。
(李鑫)
