中国教育

　　美国人认为："美国在物理学上所取得的成就使美国保持了其作为世界领袖的角色。"著名物理学家K．T．康普顿在20世纪30年代担任麻省理工学院校长时说："没有第一流的理学院，就没有第一流的工学院"，正是在这种思想指导下，他在任内建立了理学院和研究生院，使该校成为世界一流的学府。

　　物理学是一门集哲学的概括性和抽象性，数学的严密性和逻辑性，实验的实践性和操作性于一身的科学。物理学是自然科学的核心，是新技术的源泉。学好物理学不仅对学生在校的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习、更新知识，都将产生深远的影响。一所大学物理课开出的学时数，反映了一所大学对其人才培养层次的期望值。

　　我国近半个世纪来工科高等教育进行了几次改革，每一次都在压缩工科物理课的学时，就连这次以"加强基础，拓宽基础，淡化专业"为主要目标的改革也不例外。物理学为什么受到如此对待，原因何在?有体制上的问题，也有工科物理教学自己的问题。当前的主要问题不是强调客观外因，而是找主观内因，以深化工科物理教学内部的改革。

　　1．教材与日新月异的科学技术严重脱离

　　"大学物理"原称"普通物理"。现行工科大学物理教材有100多套，绝大部分没能摆脱苏联上世纪40年代福里斯和季莫列娃所编《普通物理学》的框架。一方面科学技术日新月异，一方面半个世纪物理教材没有大的变化，不能说这不是一个问题(苏联的教材更新是很快的，平均不到两年就修订一次)。"大学物理"的教学内容、思想乃至风格长期固化在一个不变的框架内，对上世纪后50年的科学成就涉及过少，束缚了工科物理内容的更新和发展。上世纪80年代以后，工科物理教育虽也进行了许多改革，但总的看来并未改变对经典物理学的偏重现象。

　　物理学是从实际问题中抽象出来的理论，是更普遍、更深刻、更高层次地反映客观实际的理论，但是讲授物理学理论时必须有载体，必须结合实际问题，就像过河需要桥或船一样。物理学简单、和谐、对称、统一，丰富多彩、生机勃勃，应该是人见人爱，由于过分强调其理论性，它已经被变成人见人惧了。

　　为了提高物理教学质量，体现物理在现代科学技术中的地位和作用，本着压缩经典内容，拓展现代内容的思路，在把基础理论中的精华和长期在新领域中起支柱作用的内容以及物理学前沿介绍给学生的同时，增加物理原理在高新技术中应用的信息量。在力学部分增加了"黑洞"，宇宙"大爆炸"，天体物理简介，哈密顿原理，对称性原理，以对称研究守恒。相对论部分增加广义相对论的简介，狭义相对论部分要介绍在爱因斯坦之前人们已经发现的在惯性系中光速不变的现象。热学部分突出统计和熵，熵--不仅限于热力学范畴，将源于热学的熵变为广义熵，介绍生命科学、环境科学、社会科学、信息科学中的熵。振动部分增加了振动的分解--傅里叶变换、频谱分析和混沌等内容。波动部分增加了声、光多普勒和孤波及孤波在通信上的应用。光学部分增加了光计算机，光纤通信，掺铒光纤光放大，光纤光栅及光的吸收、散射、色散，光谱分析，非线性光学等。量子物理部分增加了基本粒子简介和核物理部分，从核的结合能说明强相互作用是短程作用等。这样做，提高了学生对物理课的兴趣，开阔了他们的视野，激发了学生的学习积极性。使学生逐步认识到：物理学是自然科学的核心，是新技术的源泉。

　　2．工科物理实验要体现现代科学技术

　　"工科物理实验"长期是"普通物理"的附属课。工科物理实验多年来处于封闭状态，其教学思想、教学内容、教学方法、实验设备，多数还停留在几十年前的水平，与当代工程科学技术严重脱离。

　　物理实验中所涉及的物理定理、定律早已确认，不需验证，学生毕业后也不会再去重复这些实验。因此，应该视每一具体的实验仅仅是一个载体。通过这一载体不仅要使学生熟悉基本实验仪器、基本实验方法，熟悉数据采集、处理、分析和表达的方法，同时要培养学生的观察能力、思维能力、分析能力和综合能力。从这个层次来看，我们才有可能较好地处理与实验相关的问题。力、热、声、光、电和近代物理实验的比率并不重要，考虑一个实验取舍的依据应是通过这个实验学生可以受到哪些方面的训练，学习到多少种方法，这才是重要的。工科物理实验要突出物理思想、物理方法在工程技术中的应用。

　　上世纪人类最伟大的科技成果--相对论和量子力学是近代物理的基础和重要的组成部分。近代物理测量分析方法是在此基础上产生的，并在近40年有了惊人的进展。正是由于这种惊人的进展，人们对物质的结构和组成有了较过去深入得多的认识。它们绝大多数被排除在工科物理实验以外。先进的工具就是先进的生产力。21世纪的高级工程人才--无论是什么专业的--学习、了解、掌握这些先进的工具都是完全必要的。这些仪器目前似乎贵了一些，但这是当代工程实验的基本仪器。我们在工科物理实验中增加了近代物理测量分析方法部分。目前，已经开出有激光测距仪(+电子经纬仪)、扫描隧道显微镜、红外测温仪、紫外-可见分光光谱仪、傅里叶红外吸收光谱仪等实验。通过这些实验不仅让学生学习了解了这些仪器的基本原理、基本结构、基本使用，感受了当代仪器的操作使用，而且让工科学生了解到近代物理知识与当代工程技术之间的紧密关系，同时让工科学生从这些仪器的原理结构设计中学习、领会丰富的物理思想和灵活多变的物理方法，使学生逐步认识到："高、精、尖"技术多是源于物理学，物理学是工程创新的核心。

　　工科物理实验内容必须与现代科学技术相结合，只有这样才能激发学生的学习积极性和热情。工科物理实验在实验内容选择上应该在兼顾基础的同时注意时代性和先进性。只有这样才能缩小学校与企业、教学与科研的距离，使学生独立科研的能力得到锻炼和提高。

　　3．思考分析、创新应用能力的培养应放在首位

　　爱因斯坦强调："发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应当把获得专业知识放在首位。如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立地思考和工作，他必定会找到他自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培养内容的人来说，他一定会更好地适应进步与变化。"物理学博大精深，如何将物理学中最本质、最基本的规律揭示出来，把最精彩的、最具有吸引力的部分展示给学生，把学生带进五彩缤纷的物理世界中，把物理学的前沿展示出来，激发学生不断探索自然奥秘的热情，这才是最重要的。把人的创造力诱导出来，培养创新人才，是物理教学的重要目标。由于长期过分注重知识传授，而对科学方法和能力的训练重视不足，教师的课堂教学讲授过细，总是力求在课堂上教会学生，学生缺少独立思考和自主分析解决问题的空间和时间，造成学生对教师的依赖，课后很少去阅读思考。这种信息量少、范围窄、节奏慢、效率低的教学模式，对创新型人才的培养十分不利。学会学习是基础，思考分析是核心，创新应用是目的。传统的教育质量观是一种知识质量观，以学生掌握的知识多寡、深浅来评价教育质量的高低；学校又往往把学习成绩作为衡量教育质量的主要标准，而学习成绩以考试分数为依据，势必把人才培养的重点放在知识记忆和应试能力上；学生在从小学到大学的学习过程中缺乏思考分析方面的练习，过分强调记忆，把学生变成了EPROM(计算机中的可擦除存储器)，缺乏CPU(计算机中的中央处理器)的功能。爱因斯坦说："思考，思考，再思考，我就是这样成为科学家的。"工程教育应以培养学生观察、分析、综合能力，自己获取知识能力，应用基础知识能力和创造性思维能力为中心。2001年我们试行"有限开卷考试"，允许学生带3张A4纸进入考场。3张A4纸上写什么、写多少不限，引导学生勤于思考，善于思考，自己总结学过的知识，使知识条理化、系统化。经过一年的实践，证明这一改革尝试的方向是对的，效果比较理想。

　　以写小论文的方式开展第二课堂活动。通过检索、收集资料，对资料进行分析、理解和总结，写出自己的结论和设想，不仅开阔了学生的视野和思路，对他们的自学能力、创新能力的培养也起着积极的作用，激发了学生学习物理的热情，使学生进一步感受物理学是高等知识的核心。此外，还开展了翻译、阅读原版英文物理教材的活动。

　　4 一点建议

　　（1)当前评价大学教学质量的方法

　　当前评价大学教学质量中过分强调毕业生的就业率，这是目前一方面强调"加强基础，拓宽基础，淡化专业"，一方面压缩物理课学时的重要原因之一。评价一个大学的教学质量，应该考察该校学生的"后劲"，增加该校学生毕业5年、10年甚至更长时间的工资平均数。这样有利于克服当前高等教育中浮躁的短期行为。

　　（2)与时俱进，修改"基本要求"

　　调查结果表明：具有博士学位的人阅读文献的主要障碍仍然是数学、物理、外语3门基础课。不同层次的人才需要不同层次的基础，"基本要求"带有较强的计划经济色彩。应该把工科院校分成综合性研究型、科学工程型、技术工程型等不同层次院校，对不同层次的院校提出不同的物理课程要求和学时的建议，例如，200时、140学时、90学时等。

　　（3)调整教师的知识结构，提高教师的创新能力

　　绝大多数物理教师毕业于理科院校物理系，传统教学模式偏重成熟知识的传授，教师很少在教学中引入与交叉学科相关的探索性内容和物理在工程中成功的应用内容，课程的教学深度和广度不能得到充分挖掘，结果使学生变得墨守成规，缺乏想象力和创造力。因此，教师的知识结构需要更新充实。科学研究最能培养、训练人的创造性思维能力。为培养学生自己获取知识的能力、应用基础知识的能力和创造性思维的能力，工科物理教师必须参加科研活动，最好是结合工程专业的科研活动。

　　有少数教师，教一门物理课，看一套物理教材，一套教材连续使用十几年，甚至更长时间，其教学被批评为"两岁小儿背唐诗"。在科学技术高速发展的今天，一套教材连续使用不宜超过5年。