合作摘桂冠核心素养传

摘要：纪念杨振宁、李政道荣获诺贝尔奖60周年，挖掘科坛巨匠学研历程背后所隐含的深层次育人价值；通过文献整理、实践研究、反思归纳等方法进行分析论证；在育人理念转变、核心素养传承、实验教学研究方面产生深远影响；杨、李二人荣获诺贝尔奖在科技发展、教育改革具有重大意义.

关键词：杨振宁；李政道；诺贝尔奖；核心素养

作者简介：孙宏涛（1981-），男，陕西旬阳人，一级教师，2015年陕西省优秀教学能手，陕西省中小学第四批学科带头人培养对象，研究方向：中学物理教学实践.

1956年10月1日，杨振宁、李政道发表了一篇题为《弱相互作用中宇称守恒的问题》的论文；1956年12月27日，吴健雄领导的实验小组准确地证明了在弱相互作用下宇称不守恒；1957年10月，杨振宁、李政道因此项发现使基本粒子研究获得重大发展而荣获当年诺贝尔物理学奖.时间虽然过去了60周年，然而这一被誉为“战后最激动人心的发现”在世界科学史和华夏文明史上留下的影响却是深远的，今天仍有必要在回顾这一令华人自豪的伟大成就的同时，挖掘科坛巨匠学研历程背后所隐含的深层次育人价值.

1学研历程及成就

杨振宁，1922年生于安徽合肥，父亲杨武之，美国斯坦福大学数学学士，芝加哥大學数学博士，厦门大学、清华大学数学系教授，母亲罗孟华，典型的贤妻良母，是四岁杨振宁识字的启蒙老师.李政道，1926年生于上海，父亲李骏康毕业于南京金陵大学农化系，经营肥料化工产品生意，母亲张明璋上海启明中学毕业生，属当时高学历的现代女性.

杨、李二人均出生于五四运动之后文艺复兴的年代，正当中西文化冲突融合、时局动荡推陈出新之时，两人均有宽裕的经济生活、良好的家庭环境、过人的天资禀赋、艰辛的求学之旅，这是他们成才之路的共同之处.

11艰辛求学路[1]

为了明晰杨李二人的求学之路，特用表格呈现其学习履历如下：（见表1）

12科研锋芒显

杨李二人在1957年获得诺贝尔奖之前，早就显露出了在理论物理研究方面的才智.美国原子弹之父、奥本海默评价李政道说“他是我们所知道的最有才华的理论物理学家之一”；物理大师费米曾赞扬杨振宁是今世最杰出的科学家.

1949年费米与杨振宁共同写了篇名为《介子是基本粒子吗》的论文，为日后著名的“坂田模型”奠定了基础.1954年杨振宁和美国物理学家密耳斯（RMills）共同发表的被称为杨—密耳斯场的非阿贝尔规范场理论，近年来被世界物理学家公认为20世纪最伟大的理论结构之一.杨—密耳斯场方程最近被数学家S唐纳森引用，获得了拓扑学上的重大突破.

1950年李政道在费米的指导下完成了题为《白矮星的含氢量》的博士论文，被评委们称“有特殊见解和成就”，列为第一名，获得1000美元奖金.1954年李政道在哥伦比亚大学任助理教授时提出了著名的“李氏模型”，这是一个用类比法提出的假设的量子场论模型，是量子场论极少有的可以完全解出来的模型之一，可以用来检验共振态的质量和半衰期的定义，颇受世界各国物理学界的重视.

13合作摘桂冠[2]

宇称是表示微观粒子运动特性的物理量，表达了微观世界中镜像对称原理.1927年物理学家维格纳提出宇称守恒定律，即运动中的微观粒子尽管波函数的形式可以千变万化，但客观存在的宇称只能具有奇性或偶性中的一种且始终不会改变.1947年，英国两位科学家发现当物质被高能量质子撞击时，在碎片中会产生一种被称作K介子的奇异粒子，K介子会发生两种不同的衰变，若衰变成两个π介子则说明K介子（θ）的宇称属于偶性，若衰变成三个π介子则说明K介子（τ）的宇称属于奇性.显然，K介子的衰变与科学界普遍接受的宇称守恒定律是相违背的，这便是“θ-τ之谜”，吸引着无数科学家尝试着解决这一“疑谜”.

1951年李政道来到了普林斯顿大学，与杨振宁一起以极大的热情投入到了这场研究大战，虽然两年后李政道被纽约哥伦比亚大学聘为教授，离开了普林斯顿，但他们的合作、讨论、研究从来没有间断，因为他们早从1946年在芝加哥大学学习期间就开始了亲如兄弟的密切合作，彼此信任，相互理解，形成默契.1955-1956年，杨李二人对“θ-τ之谜”的探究达到了深入阶段，几乎天天都在哥伦比亚的一个中国小餐馆会面，为了一个公式、一个概念、一个定理，反复推敲、比较、论证，其间也经历了多次失败的尝试，终于于1956年10月在《物理评论》上发表了题为《弱相互作用中宇称守恒的问题》的论文，为了更具说服力，他们还设计了涉及β衰变、π-μ、μ-e及奇异粒子衰变的一系列可行的实验方案.最终，在华裔女科学家吴健雄团队的精诚合作下，以无懈可击的精准实验证实了在弱相互作用下宇称不守恒.1957年10月杨振宁、李政道共同荣获当年诺贝尔物理学奖.

14铁肩任重远

李政道、杨振宁不仅是首先获得诺贝尔奖的炎黄子孙，而且杨振宁还是第一个于1971年夏访问新中国的美籍知名学者.杨振宁首次访华，叩开了中国紧闭20多年的科技大门，从此，大批著名外籍科学家陆续地回到祖国访问，为新中国科学的发展起到了巨大的推动作用，也为中国的现代化迎来了一个充满朝气的新局面.杨振宁十分关心中国的科技教育事业，并为此出力献策，担任全美华人协会会长，为加强中美两国之间的了解和友谊做了大量的工作.2017年2月，杨振宁放弃美国国籍，重新加入了中国国籍.

1972年9月，李政道偕夫人踏上了阔别26年的祖国，自那以后，李政道曾多次回国探亲和讲学，受到了毛主席、周总理及邓小平等国家领导人的接见和赞扬.首次回国，李政道就向周总理提出了建设高能加速器的建议，1988年10月，我国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功，这是一项被认为中国科技史上除原子弹以外最庞大、最复杂的科技工程，标志着中国高科技研究能力已经达到国际先进水平.李政道对中国青少年一代特别关心，经常为中国的少年大学生、研究生讲学，从1979年起，倡办了CUSPEA《中国—美国联合招考物理研究生项目》，至今已送2000多名优秀学生到美国一流大学攻读物理学.endprint

李、杨二人虽然都是旅美华侨，但他们为中华科技的崛起、为中国教育的发展倾注了大量心血，付出了艰辛努力，赤子之心，铁肩任重，激励着无数青年学子奋发努力，报效祖国.

2教学启发与思考

杨、李二人求学、从教、科研的生命历程散发来出的育人价值熠熠生辉，特别是在深化教育改革的今天，做为教师我们应当从知名科学家的成长之旅中得到一些启发与思考.

21育人理念

从教师发展、育人价值、教学方式三个角度审视我们的育人理念，可得如下转变.

211提升教育魅力

在杨振宁、李政道的求学历程中，许多老师的人格魅力、学识志趣等对杨、李二人产生了深远的影响.擅长实验、孜孜以求的赵忠尧，衔接前沿、学识渊博的张文裕，治学严谨、坦诚热情的吴大猷，博学多才、务实奉献的王竹溪，勤学好问、正直坦诚的王淦昌，精通理论、循序善诱的束星北，幽默风趣、简洁干练的费米……，直接或间接地通过为师者育的教育魅力，帮助和引导着杨、李二人逐步步入物理学殿堂.

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010——2020年）》首次提出“教育魅力”一词，上海市教师学研究会开展的教师教育魅力专项研究表明：“教师教育魅力指教师在教育教学活动中与学生相处是，教师的学识、品格、能力、情趣、志向等综合因素对学生的认知、行为、追求等方面产生的积极影响力，按照对学生的影响程度排序依次为：尊重学生、友善幽默的人格魅力——公平公正、爱岗敬业的师爱魅力——了解学生、教法娴熟的学识魅力——平和开朗、仪表良好的形象魅力.”[3]

212培育求真精神

楊、李二人上大学本科均从化学化工系转入物理系，究其根源还是近现代物理量子力学促进原子物理、粒子物理迅速发展，新思想不断涌现、新发现层出不穷，激发了杨政宁、李政道的好奇心与求知欲.在西南联大艰难的搬迁途中，赵忠尧、张文裕精心保护着50mg镭，为学生们开展了难得的人工放射性元素实验，并且不顾个人安危收购废铜烂铁，想建造一座小型加速器，正是这些付出，培育着学生求真务实的毅力和勇气；而吴大猷自译EWigner的德文著作《群论与其再原子光谱的应用》 、王竹溪研究计算时不查对数表、不用计算器的神算能力，同样对学生起着潜移默化的影响，增强着学生求真索源的精神和力量.

213自主合作探究

纵观杨、李二人的求学、科研经历，可以发现“自主、探究、合作”是他们精于研学、取得成功的关键，贯穿始终. 《普通高中物理课程标准》（实验）在对课程实施方面的基本理念是：“注重自主学习，提倡教学方法多样化，”[4]在十年课改践行过程中，出现了生本理念、有效教学、高效课堂等各种教学理论，其共同指向的学习方法依然是自主、探究、合作.可见，自主探究、合作探究在今后仍将是学习的主要方式.

22核心素养

2016年9月，中国学生发展核心素养研究成果发布：以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与3个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养.结合杨政宁、李政道的成长经历，本文从人文底蕴价值及物理素养印证两个方面做以思考.

221人文底蕴价值[5]

百度百科对核心素养中人文底蕴的解释为：学生在学习、理解、运用人文领域知识和技能等方面所形成的基本能力、情感态度和价值取向，具体包括人文积淀、人文情怀和审美情趣等.青少年时期的杨振宁、李政道都曾接受过中国传统文化与西方现代文学，杨振宁曾熟读《龙文鞭影》、《孟子》，也读过鲁迅、巴金、曹禺等现代作家的作品，在西南联大国学课上聆听过朱自清、闻一多、罗常培、王力等大师的轮流教学，课余时间读过《傲慢与偏见》、《三剑客》、《悲惨世界》等原文西方名著.杨政宁曾说“1934年我初一暑假背诵《孟子》，这对我的整个思路有非常大的影响”.

李政道曾熟读过《论语》、《西游记》、《汤姆历险记》、《膨胀的宇宙》等中外经典名著，1946年春，李政道因没有大学毕业文凭，但凭借吴大猷的推荐信及对中华经典《论语》、《老子》、《孟子》等熟知而获得了芝加哥大学的入学资格，并投身到被誉为“全能物理学家”费米门下深造.

222物理素养印证

物理学科核心素养：物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任四个要素，这些在杨振宁、李政道的身上均得到了印证.特别是科学思维与实验探究，杨、李二人通过归纳、推算，发现之前20多年所有宇称守恒的实验没有一个是属于弱相互作用的，于是他们大胆质疑、创新假设，并设计了一系列切实可行的实验方案，求助于吴健雄实验团队，最终证实了弱相互作用下宇称不守恒.他们在科研方面所取得的成就以及相继访华之后所做的大量工作，正是有担当、有作为的物理学家对科学态度与责任的最好诠释.

23实验教学

231实验价值论证

物理是以实验为基础的一门自然学科，实验的价值不言而喻.杨、李二人提出弱相互作用中宇称不守恒的观点，若没有精准的实验证明，是无法令人信服的，更谈不上荣获诺贝尔奖了.在物理教学中，实验探究的价值同样无可替代，“实验探究：培养物理学科核心素养的有效途径，”[6]因为实验探究是形成物理观念、发展科学思维、培育科学态度和责任的手段与途径.关于实验探究的具体要求为：提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，基于证据得出结论并做出解释，以及对实验探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力.“实验探究”主要包括问题、证据、解释、交流等要素.由此可见实验探究及实验教学在物理学习中的基础性作用得到了进一步的强化.

232三环实践模式

实验教学“探 做 析”三环节有效教学组织模式，其主要构架如图1所示.探：探究方案，评估优选；做：操作获证，体验感受；析：分析归纳，反思提高.

将杨、李二人的研究过程与三环实践模式对应可知，他们提出论证、发表论文，相当于探究方案环节，他们设计了涉及β衰变、π-μ、μ-e及奇异粒子衰变的一系列可行的实验方案；而吴健雄实验团队的精准实验（选择β衰变方案）则属于操作获证环节，之后还有物理学家莱德曼和范因利希在实验室利用回旋加速器、物理学家佛里德和特莱格迪在芝加哥用乳胶照相的方法证明了μ 介子在衰变中宇称不守恒；1957年2月2日美国物理学会在纽约召开盛大年会为宇称不守恒这个专题举行了半天的特别讨论会则相当于分析归纳环节.

综上可见，杨振宁、李政道八十多年的学研生涯，不仅记载着我国科技发展的历史，还映射着我国教育改革的历程.合作摘桂冠，核心素养传，60年来我国的科学技术不断进步，成果显著，60年来我国教育改革逐步推进，顺应发展.

参考文献：

[1] 谭树杰百年诺贝尔奖物理卷[M].上海：上海科学技术出版社，20019.

[2] 管成学，赵骥民诺贝尔讲坛上的华裔科学家：杨振宁与李政道的故事[M].长春：吉林科学技术出版社，201210

[3] 于漪教育魅力[M].上海：华东师范大学出版社，20133

[4] 中华人民共和国教育部普通高中物理课程标准（实验）[M].北京：人民教育出版社，2003，4

[5] 刘明李政道杨振宁发现与获奖的科学文化意义——纪念中国科学家荣获诺贝奖50周年[J].中共浙江省委党校学报，2007（1）：111-121

[6] 江山实验探究：培养物理学科核心素养的有效途径[J].中学物理教学参考， 2015（23）：2-5.endprint