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他的课堂,“绝处逢生”

手机游戏库 2022-11-24 19:51:49 游戏解说 107 阅读

悉心从教三十余年,如今已是

北京市高等学校教学名师奖获得者的他

从未停下改革教学方法的脚步

“促进主动学习”

“让问题驱动成为教育过程的核心”

掌握学知识的本领

一句句精炼的心得背后

是清华大学物理系教授王青

探索尝试的结果

今天,让我们共同推开

物理学教学的神秘之门

于一方讲台上

寻觅王青教书育人的路径

王青

如何对物理保持热情?

在清华大学物理系,有这样一位鼓励学生提问、善于引导学生自主学习的老师,他就是王青教授。

现任清华物理系粒子物理核物理天体物理研究所所长、清华大学高能物理研究中心主任的王青教了十余年“费曼物理学(二)”、十六年的“量子场论”、三十多年的“电动力学”,课下常耳闻不少学生笑称“电不动了”。如何让学生提升学习兴趣,甚至对物理抱有一生的热情?王青想了很多方法。

对于很多学生而言,进入大学,他们更期待接触的是相对论或是量子力学等物理学中的“屠龙之技”,而不是被重新拉回“早已熟悉的”斜面和静电力的竞技场中。不过,“学生们自认为早已熟悉的‘竞技场’,远不是这一领域的全部。费曼也曾说过,诸如相对论这样的定律的确引人入胜,但还是应该从简单的定律开始教起,因为后者‘是真正理解前一种观念的第一步’。”

和1961年开课的费曼一样,王青亦不喜欢枯燥无味的、按部就班的物理学教法。如何才能将这群早早向往着物理学前沿,却不免忽视眼前积累的学生拉回到现实的课堂中呢?王青想到的是增加与学生的互动,其中,小班教学是简易而有效的方法。

“和传统物理课不同的是,费曼物理学会在各个主题中穿梭,在复杂的概念之上建立直观的物理图像。比如讲授电磁学的时候,会提前引入电动力学的内容。对大多数学生来说,这样的教法是一个挑战。或许对像费曼这样的本科生不是太难。”王青说。

正因如此,每逢选课季,物理系都会建议有意选这门课的同学“量力而行”。因此每年选这门课的学生,一般都是全年级物理学基础最好的20多人,形成了典型的小班课。王青认为,小班课是课堂从以老师为中心到以学生为中心的重要一步,师生的投入都会更大,因此教学效果也更好些。

从“蛙”到“鸟”的飞跃

从一两节讨论课“升级”到学生互动成为课堂的中心,此时的教学就演化为典型的翻转课堂,“核心是促进主动学习,老师必要时才会出面引导。”

“让问题驱动成为教育过程的核心。”王青相信,学生自己才是创造知识的主体,只有通过问题驱动学生自主思考,才能使他们从地基开始真正认识物理学这座“高楼大厦”。

“该系统有哪些可能的状态,为什么会有这种状态,哪些量决定了该系统现在处于这一特定状态,又是如何从这一特定状态转变到另一状态?”每次上课,王青都会引导学生提出各种问题,一旦冷场,他便自己做出示范,将准备好的问题连珠炮一般地抛出,仿佛要将同学们“逼入死角”,刺激他们自主思考,以“绝处逢生”。

王青要做的,就是带领学生从更高的角度审视似曾相识的物理学基础,从而获得全新的知识体验。“大物理学家和普通学习者之间的差距,更多是在视野而非知识积累上。如果说我们绝大多数人都是青蛙,那么只有极少数大物理学家才可能是鸟。”王青相信,通过共同的交流与讨论,师生都有机会获得“鸟的感受”。

出乎他的意料,这样的教学效果竟出奇地好。

一次课上,讲到最后一章弯曲空间时,王青提到费曼引力场方程,指出它和著名的爱因斯坦引力场方程似乎不一样,希望有兴趣的同学研究一下两者的关系。令他没想到的是,一位同学通过自主研读相对艰深的黎曼几何,生生啃下了其中部分结论,并据此给出了两个引力场方程等价的证明。特别是在最后一步,该学生的推导结果和爱因斯坦场方程差了一个负号。“为了找到负号的来源,他花费了很多时间,最后发现是由于数学上对曲率半径的定义和物理不一样所致。”

对此,王青很是欣喜。在他看来,学生自己推导出结论,这才是习得物理学知识的正确方式。“如果真正学懂学通了,哪怕不告诉他结论,整个理论体系他自己就可以全都推导出来。”

王青和学生在一起

“清华‘三位一体’育人理念是什么?”王青坐在书稿堆后面,调整了一下坐姿,“价值塑造,能力培养,知识传授。”他认为,在传统的学习方式中,主要强调的是知识传授,但在知识爆炸的年代,人人都有知识学不完的感觉。即便不是每个学生最后都会从事科研工作,但是也应该让他们掌握学知识的本领,培养学生应对未知的能力。“你在社会上立足,经常要面对一堆自己不知道的事情,你要去熟悉他、亲近他,最后了解他。怎么从不知道变成知道?在那个时候没有像在学校里一样教你、辅导你,只有去自学。”

王青打开木质书柜下层,取出一套三卷本的《费曼物理学讲义》,红色手写体的“The Feynman Lectures on Physics”在米白色的硬质书封上分外鲜明。这部书于1977年被引入国内,是费曼在上世纪60年代的美国加州理工学院所做的本科生基础物理课教学改革成果,它改变了美国基础物理教学的格局和视野。“这本书是我上大学时买的,是国内最早的版本。大家评价说,费曼的这一套书比他的科研成就和影响更大。”

如今,中国基础科学发展站在了重要历史节点上,王青坚信,自己和同事们在教书育人上的每一份尝试与努力,其意义绝不仅限于一方讲台,也不限于一方校园……

来源:清华大学

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