从物理学的地位和作用看对中学物理教师的要求

赵　总

中等教育阶段，是一个人从少年步入青年的时期，是身心成长趋于成型的时期，是在知识上和能力上为今后的工作和学习打基础、作准备的时期，有着特殊的重要意义。在中学的各门课程中，物理课在提高学生的科学素质方面起着无可替代的作用。对于这个问题，我想从20世纪科技发展大的背景谈起。

1、物理学推动了20世纪科学技术的高速发展

20世纪，是科学技术空前高速发展的世纪。在此世纪内，人类社会在科技进步上经历了一个又一个划时代的变革。这个世纪之初，无论在动力和信息交流方面，人类社会就全面地进入了“电气化时代”。这是19世纪安培、法拉第、麦克斯韦等一批物理学家和爱迪生等发明家努力的结果。从上个世纪之交放射性的发现，经过近半个世纪原子物理、核物理的研究，40年代物理学使人类掌握了核能的奥秘，把人类社会带进了“原子时代”。今天核技术的应用远不止于为社会提供长久可靠的能源，放射性与核磁共振在医学上的诊断与治疗作用，已为人所共知。

20世纪科学技术给人类社会带来的最大的冲击，莫过于以现代计算机为基础发展起来的信息技术。号称“信息时代”的到来被誉为“第二次产业革命”。的确，计算机给人类社会带来如此广泛而深刻的变化，是二三十年前任何有远见的科学家都不可能预见到的。现代计算机的硬件核心是半导体集成电路，PN结是基础。半个多世纪前，巴丁、肖克莱、布赖顿等三位物理学家发明了晶体管，标志着信息时代的诞生。从我们物理学家的眼光看来，这个婴儿在娘胎里至少孕育了20年。这就是说，20年代建立量子力学之后，物理学家发展了费米-狄拉克统计、能带论，从此有了电子和空穴的概念。尔后用掺杂的办法产生了N型和P型的半导体，这才为晶体管的发明打下基础。

2、物理学和其它自然科学的关系

谈了物理学对高技术的推动之后，我们再谈谈物理学和其它自然科学的关系。

物理学和天文学由来已久的血缘关系，是有目共睹的。当今物理学的研究领域里有两个尖端，一个是高能或粒子物理，另一个是天体物理。前者在最小的尺度上探索物质更深层次的结构，后者在最大的尺度上追寻宇宙的演化和起源。可是近几十年的进展表明，这两个极端竟奇妙地衔接在一起，成为一对密不可分的姊妹学科。

物理学和化学从来就是并肩前进的。自从伽利略、牛顿以来，物理学与天文学已是精密的理论科学，然而长期以来，包括化学在内的其它自然科学却一直是经验性科学。1998年的诺贝尔化学奖颁给了W.Kohn和J.A.Pople，以表彰他们在量子化学方面所做的开创性贡献。颁奖的公报说，量子化学将化学带入一个新的时代，化学不再是纯实验科学了。化学是研究分子的学科。此前，如果说物理化学还是物理学和化学在较唯象层次上的结合，则量子化学已深入到化学现象的微观机理。近年来，量子化学、激光化学、分子反应动力学、固体表面催化和功能材料等物理学与化学间的交叉学科，取得了长足的进展，今后两学科之间的合作将更为兴旺发达。

物理学研究的是物质世界普遍而基本的规律，这些规律对有机界和无机界同样适用。物理学构成所有自然科学的理论基础，其中包括生物学在内。物理学和生物学的相互渗透，前途是不可估量的。

翻阅一下现在物理学的许多重要期刊，或看看许多国际物理学术会议的日程，就会发现，诸如蛋白质折叠、免疫网络、化学键断裂、水土流失、交通堵塞等，大量本不属于物理学内容的标题，赫然入目。人们不禁要问：“什么是物理学？”的确，今天再从研究对象来回答这个问题已很困难。我们的看法是，不管什么问题，当物理学家用物理学的方法去研究它时，就把它变成了物理问题。物理学，是一门理论和实验高度结合的精确科学。物理学中有一套最全面最有效的科学方法。我们说，在对学生的科学素质教育中，物理课有着无可替代的重要作用，根据就在于此。

3、对中学物理教师的要求

我认为，作一名优秀的中学教师，除了良好的师德之外，最重要的是两条：一是先进的教育思想，二是较高的学术水平。

3.1转变教育思想

先谈教育思想。过去比较重视知识传授，现在提倡素质教育，其实两者不应是对立的。学校的功能是传授知识，脱离了科学知识的背景，科学素质教育是空的。在传授知识的同时，应注意培养学生的科学素质。但绝不能把素质异化为知识，灌输给学生。

科学素质教育中很重要的一点，是培养学生的创新精神。关于这个问题，我想借杨振宁先生的话来发挥。下表是杨先生为中、美教育所作的比较：

中美

严格、坚实的训练 不规范的训练

谦虚和循规蹈矩 自大并充满活力

小心谨慎、缺乏自信 勇敢、自信

兴趣集中于相对较窄的领域 随心涉足广阔领域、兴趣广泛

被动 主动进攻

上表中的词句是褒是贬，和我们中国教育的传统看法恐怕有些出入。事物往往不那么绝对，说褒贬参半也许更为恰当，不过这里包含了中西教育思想上的重大差别。杨先生认为：“中国传统教育提倡按部就班的教学方法，认真的学习态度，这有利于学生打下扎实的基础，但相对来说，缺少创新意识；美国提倡‘渗透式的教育方法，其特点是学生在学习的时候，对所学的内容往往还不太清楚，然而就在这过程中已经一点一滴地学到了许多东西，这是一种‘体会式的学习方法，培养出来的学生有较强的独立思考和创造能力。易于很快地进入科学发展的前沿，但不如前者具有扎实的根基。中美两种教育方式各具特色，长短互补，若能将两者的优点和谐地统一起来，在教育方法上无疑是一个突破。”在我国，有一种普遍的提法：作为一名好教师应当“课堂上解决问题”，把所教的内容都“讲深讲透”，不给学生课后留下疑难，让学生课后提不出问题。所以我国的教师都习惯于把知识组织得井井有条，对课程内容的每个细节作详尽的解说，对学生可能发生的误解一一予以告诫。我粗略地估计，同样的内容，在我国现在课上所用的学时，至少比西方多50～100%.现代物理学中的新事物，怕不能讲透而引起麻烦的，在课堂上宁可只字不提。这就是我国细嚼慢咽的讲授风格，封闭式的教学方法。

国际物理教育委员会前主席焦塞姆（L.E.Jossem）说：“最好的老师，是让学生知道他们自己是自己最好的老师。”亦即，老师的责任是教会学生自己去取得知识，老师教的目的是让学生以后不需要老师。

以上是我们教育思想最需要转变的方面。

教好物理学，关键是教思路，教方法，启发学生“勤于思考，悟物穷理”，自觉地努力锻炼自己自学的能力。

3.2提高学术水平

现在谈中学教师的学术水平问题。在教学中提高学生的素质，需要老师有较高的素质。提高教学水平的关键是师资的学术水平。学术水平高，教学水平不一定高；但学术水平不高，教学水平最多达到一定程度就饱和了，不可能太高。中学教师的学术水平怎样才算高？至少应该是大学本科毕业。师范还是理科？我们的看法，师范物理系与理科物理系在学术水准上不应有区别。如果说要体现师范性，那就是在基础物理方面对师范生的要求更高。培养学生创新意识，更需要老师自己有过创新的经历。从长远看，中学教师应达到硕士水平，我指的是物理学硕士，因为在研究生阶段才有真正从事创造性工作的经历。现在许多中学为了对付高考，都在高中拿出一年的时间进行“题海操练”，学生没有心思顾及与高考无关的问题。这种情况大大伤害了学生创造性的思维。这是一个社会性问题，我们已有另文评论，不在此地多说。正常的教育环境下，中学生思想应该很活跃，能给这样的学生有效的指导，对教师的要求是很高的。就物理教师而言，真正理解中学物理的课程内容，要求对大学物理有较透澈的理解；能给学生一些启发，教师要对物理学和其它科学的当代发展比较熟悉。为了提高中小学教师队伍整体素质，教育部提出中小学教师继续教育的规定。《大学物理》本是针对大学物理教学的，从这个角度看，它正好能对中学物理教师的继续教育发挥自己的作用。所以我们特开辟“中学物理教师继续教育”这一栏目，以便在这方面作出我们的贡献。