物理方法的實(shí)際應(yīng)用特征及其教學(xué)問(wèn)題的分析*

陳 華

*浙江省社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)社科普及立項(xiàng)課題,課題編號(hào)：11ZC09

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物理方法的實(shí)際應(yīng)用特征及其教學(xué)問(wèn)題的分析*

陳 華

*浙江省社會(huì)科學(xué)界聯(lián)合會(huì)社科普及立項(xiàng)課題,課題編號(hào)：11ZC09

摘 要：物理方法已成為物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)．然而盡管物理教師想盡辦法，提高物理方法的教學(xué)效果，但是實(shí)際效果并不理想．究其原因，常規(guī)的物理方法教學(xué)忽視了物理方法在實(shí)際應(yīng)用時(shí)所具有的可錯(cuò)性、局限性、潛在性、不確定性和個(gè)體性等特征．受以知識(shí)傳授為本位的物理教學(xué)影響，目前的物理方法教學(xué)存在知識(shí)化物理方法、在物理知識(shí)與物理方法之間建立因果關(guān)系、喜歡學(xué)生照著做等問(wèn)題．物理方法教學(xué)的本質(zhì)是提高學(xué)生的能力，而能力主要是靠培養(yǎng)而不是灌輸．因此需要物理教師深刻理解物理方法的實(shí)際應(yīng)用特征并在教學(xué)中采取相應(yīng)措施，以豐富和完善物理方法教學(xué)．

關(guān)鍵詞：物理方法來(lái)源應(yīng)用特征教學(xué)問(wèn)題分析

物理方法在物理學(xué)發(fā)展中的重要作用，使其本身成為了研究對(duì)象，成為方法論的重要組成部分，自然也成為了物理教學(xué)中的重中之重．古人云：“授人以魚，不如授之以漁”，因此物理教師普遍認(rèn)為只要教會(huì)學(xué)生物理方法，學(xué)生就會(huì)做物理題目，進(jìn)行物理問(wèn)題的思考．然而，盡管物理教師想盡辦法研究、歸納和提煉物理方法，甚至學(xué)習(xí)方法論學(xué)者關(guān)于方法的理論，以加強(qiáng)物理方法的教學(xué)，提高物理方法的教學(xué)效果，但是實(shí)際效果并不理想．他們“經(jīng)常會(huì)遇到這樣的現(xiàn)象，教師關(guān)于某種解決問(wèn)題的方法，講授得很清楚，學(xué)生也聽(tīng)得很明白，甚至于還做了專門練習(xí)，但以后碰到真正要用到這種方法的時(shí)候，學(xué)生卻不能自覺(jué)地去提取和應(yīng)用這個(gè)方法．”[1]類似這種學(xué)生面對(duì)物理問(wèn)題，表現(xiàn)出束手無(wú)策的情況，可以說(shuō)是長(zhǎng)期困擾著各個(gè)學(xué)段物理教師的教學(xué)問(wèn)題．本文嘗試通過(guò)對(duì)歷史上物理學(xué)家應(yīng)用物理方法解決物理問(wèn)題表現(xiàn)出來(lái)的特征的討論，分析在常規(guī)物理教學(xué)中物理方法教學(xué)存在的問(wèn)題，為解決物理方法的教學(xué)問(wèn)題提供可供參考的視角．

1關(guān)于物理方法的來(lái)源

關(guān)于什么是物理方法，只從一些定義中去認(rèn)識(shí)是不夠的，實(shí)際上不同的學(xué)者，從自己的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和偏好等出發(fā)也并不能給出完全一致的定義．歷史地看，“思想家信任科學(xué)方法已經(jīng)有2 500年的歷史，卻從未在細(xì)節(jié)上就什么是科學(xué)方法達(dá)成過(guò)任何共識(shí)．”[2]因此，回到物理方法的來(lái)源去看待物理方法，以促使對(duì)物理方法的反思，這無(wú)疑有利于對(duì)物理方法的理解和把握．物理方法作為探索物理世界的工具，它主要來(lái)自：人類共同的認(rèn)識(shí)實(shí)踐、從其他方面借鑒、物理學(xué)自身的研究實(shí)踐和關(guān)于自然的觀念．

首先，源于人類實(shí)踐的共同認(rèn)知方法．主要是從感覺(jué)、知覺(jué)、表象等經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)方式中，產(chǎn)生想象、聯(lián)想和類比等形象的思維方法，表征物理問(wèn)題，提出假設(shè)，形成解決問(wèn)題的思路；從概念、判斷、推理等理性認(rèn)識(shí)方式中，形成分析、歸納和演繹等抽象的思維方法，揭示問(wèn)題成因，論證假設(shè)，嘗試構(gòu)建問(wèn)題解決的理論．并在運(yùn)用形象和抽象思維方法的過(guò)程中，物理學(xué)家通過(guò)自覺(jué)地把握直覺(jué)、頓悟等或然性的思維方法，超越常規(guī)思維，使物理問(wèn)題的解決出現(xiàn)突破性的進(jìn)展．

其次，源于不同學(xué)科、領(lǐng)域或文化中的思想方法．物理學(xué)從哲學(xué)中吸取關(guān)于自然的思辨方法，對(duì)物理學(xué)的基本問(wèn)題進(jìn)行思考和反省；從數(shù)學(xué)中吸取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)男问竭壿嬻w系，使物理學(xué)具有“簡(jiǎn)單性的美和必然性的美”[3]、“存在一種邏輯的剛性”[3]，精確地揭示物質(zhì)最基本的結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律；湯川秀樹(shù)曾說(shuō)過(guò)，在他建立介子理論的過(guò)程中，受到過(guò)中國(guó)道家文化的啟發(fā)，等等．因此，物理學(xué)家看起來(lái)像個(gè)“機(jī)會(huì)主義者”，所以愛(ài)因斯坦說(shuō)，與認(rèn)識(shí)論者相比，“科學(xué)家對(duì)認(rèn)識(shí)論體系的追求沒(méi)有可能走得那么遠(yuǎn)……經(jīng)驗(yàn)事實(shí)給他規(guī)定的外部條件，不容許他在構(gòu)造他的概念世界時(shí)過(guò)分拘泥于一種認(rèn)識(shí)論體系．”[4]這也就規(guī)定了物理學(xué)家需具有從方方面面吸取方法的自覺(jué)和能力，這使物理學(xué)家不僅不是只會(huì)擺弄儀器將白光分解為各種色光等的枯燥無(wú)味的人，而且是視野寬闊且思想深刻的人．

第三，源于物理學(xué)自身研究形成的具體方法．如模型法和實(shí)驗(yàn)法．有這樣一個(gè)案例，美國(guó)斯坦福直線加速器中心(簡(jiǎn)稱SLAC)從1967年下半年開(kāi)始做電子-質(zhì)子散射實(shí)驗(yàn)，在高能電子轟擊質(zhì)子靶的深度非彈性散射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)散射截面并沒(méi)像預(yù)期的急劇下降，顯示出衍射特征，反而繼續(xù)保持較大的散射截面，形狀與彈性散射截面粗略相同．對(duì)此，雖然理論物理學(xué)家布約肯運(yùn)用流代數(shù)求和規(guī)則分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出“標(biāo)度無(wú)關(guān)性”等對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了解釋．但由于流代數(shù)太抽象，因此他的工作未能使其他物理學(xué)家理解．這時(shí)恰好費(fèi)曼來(lái)訪問(wèn)SLAC，物理學(xué)家們就請(qǐng)他來(lái)解釋．費(fèi)曼通過(guò)對(duì)電子與質(zhì)子及其相互作用進(jìn)行分析，提出“部分子模型”，即把質(zhì)子看成是由近乎自由的點(diǎn)狀粒子——部分子組成的，把電子與質(zhì)子的深度非彈性散射看成是電子與質(zhì)子的部分子發(fā)生彈性散射．經(jīng)過(guò)計(jì)算，費(fèi)曼不僅成功地解釋了SLAC的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，證明了布約肯的標(biāo)度無(wú)關(guān)性，而且還促進(jìn)了夸克的證實(shí)以及對(duì)質(zhì)子等重子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究．由于部分子模型比較容易理解，因此很快為物理學(xué)家們所接受．

第四，源于關(guān)于自然的觀念．如簡(jiǎn)單性、統(tǒng)一性和對(duì)稱性等．從組成物質(zhì)的分子，一直還原下來(lái)，到電子、中微子和夸克等，就源自于復(fù)雜多樣的物質(zhì)世界構(gòu)成于為數(shù)不多，甚至單一的基本物質(zhì)單元的簡(jiǎn)單性的自然觀；在為電磁、弱、強(qiáng)力建立統(tǒng)一理論的過(guò)程中，始終貫穿著關(guān)于自然界具有統(tǒng)一性的自然觀；狄拉克提出正電子假設(shè)，就是從外爾等學(xué)者基于對(duì)稱性的自然觀對(duì)他負(fù)電子海的電子躍遷留下空穴的假設(shè)進(jìn)行的批評(píng)中獲得啟發(fā)．這些關(guān)于自然的觀念并不是獨(dú)立的，而是相互聯(lián)系和相互作用的，所以愛(ài)因斯坦說(shuō)：“物理上真實(shí)的東西一定是邏輯上簡(jiǎn)單的東西，也就是說(shuō)，它在基礎(chǔ)上具有統(tǒng)一性．”[4]溫伯格認(rèn)為：“任何對(duì)稱性原理同時(shí)也是個(gè)簡(jiǎn)單性原理．”[3]它們?cè)诤艽蟪潭壬蠘?gòu)成了物理學(xué)家關(guān)于自然界的信念，既是物理學(xué)家研究物理學(xué)的指導(dǎo)思想，也是物理學(xué)的研究方法．

綜上所述，物理方法有著廣泛的來(lái)源，這使得我們并不能將物理方法簡(jiǎn)單的從與其他方法的區(qū)別中進(jìn)行定義，所以庫(kù)恩說(shuō)：“如果把那些過(guò)時(shí)的信念稱作神話，那么，神話也可以通過(guò)導(dǎo)致現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)的同類方法產(chǎn)生……”[5]這樣關(guān)于物理方法，我們只能說(shuō)物理學(xué)家用來(lái)研究物理問(wèn)題的方法就是物理方法，只要有效就行．

2物理方法在實(shí)際應(yīng)用中的特征

物理方法來(lái)源的豐富性，必然導(dǎo)致物理方法的豐富性．一方面是物理方法的豐富性，一方面是物理問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)常出乎人們的意料之外，這使得物理方法與物理問(wèn)題之間并沒(méi)有顯然的相互關(guān)聯(lián)的線索，以致于物理方法的應(yīng)用至于物理問(wèn)題的解決時(shí)常出現(xiàn)“戲劇性”的情況，時(shí)而“山重水復(fù)疑無(wú)路”，時(shí)而“柳暗花明又一村”．通常將物理學(xué)歷史上與發(fā)現(xiàn)失之交臂的情況歸因于習(xí)慣性思維，似乎失之于簡(jiǎn)單．因?yàn)榱?xí)慣的思維方法來(lái)自成功的經(jīng)驗(yàn)，而成功的思維方法有時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為物理學(xué)家的信念，如愛(ài)因斯坦由相對(duì)論建立起來(lái)對(duì)數(shù)學(xué)方法的信念，夸大了數(shù)學(xué)方法的作用，主觀地構(gòu)造半矢量使狄拉克方程中的旋量一般化，結(jié)果遭遇失敗[6]．所以波普爾說(shuō)：“在探索真理時(shí)，從批判我們所鐘愛(ài)的信念開(kāi)始，這可能是我們最佳的方案．”[7]因此，我們需要對(duì)物理方法進(jìn)行更為客觀的審視，了解它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的特征．從物理學(xué)史看，它們?cè)趹?yīng)用時(shí)會(huì)表現(xiàn)出以下特征.

首先，可錯(cuò)性．通常認(rèn)為正確的方法可以極大地發(fā)揮人的聰明才智，探索和發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律，但實(shí)際情況要復(fù)雜得多．主要有：

(1)對(duì)錯(cuò)的不可預(yù)知性．在物理學(xué)的研究中，不可能事先確定正確的物理方法．所以玻恩說(shuō)：“在我們前進(jìn)的道路上荊棘叢生，只有經(jīng)歷了不斷試探、一再失敗，才能尋找合適的方法……”[7]

(2)對(duì)錯(cuò)的相對(duì)性．受主客觀條件的制約，正確的物理方法可能因條件的不成熟，而不能獲得積極的結(jié)果，如伽利略早期的光速測(cè)量．反之不正確的物理方法，因其內(nèi)在的合理因素，而可能獲得新的理論發(fā)現(xiàn)，如卡諾循環(huán)的發(fā)現(xiàn).

(3)對(duì)錯(cuò)的可修正性．某種不合適的物理方法經(jīng)過(guò)有限修正，可以使其合適于當(dāng)前的物理問(wèn)題研究，如洛倫茲坐標(biāo)變換的建立．物理方法的可錯(cuò)性，使得拘泥于“正確”的想法，只能是一種幻想．

其次，局限性．方法論的研究表明，方法總是有局限性的，物理方法也不例外．如在經(jīng)典物理學(xué)上形成的機(jī)械決定論的思想方法，不僅不適用于在三體問(wèn)題研究時(shí)發(fā)現(xiàn)的“混沌”現(xiàn)象，也不適合于研究量子現(xiàn)象．物理方法的局限性，使得它不僅需要不斷創(chuàng)新，而且需要各種方法的綜合運(yùn)用，互為補(bǔ)充．所以愛(ài)因斯坦在回答獲得相對(duì)論的思想方法時(shí)曾說(shuō)：“存在著各種激發(fā)人類思想的隱藏的復(fù)雜性，而且它們起著大小不同的作用．”[8]因此，過(guò)分相信某種成功的物理方法，錢德拉塞卡認(rèn)為是“對(duì)大自然滋長(zhǎng)的一種傲慢態(tài)度”[9]，由此陷入研究誤區(qū)的事例并不少見(jiàn)，有些還演化為對(duì)年輕學(xué)者的壓制，阻礙物理學(xué)的發(fā)展．如愛(ài)丁頓反對(duì)錢德拉塞卡關(guān)于白矮星的結(jié)構(gòu)和變化的正確預(yù)言．

第三，不確定性．物理方法的不確定性表現(xiàn)在物理方法的不可邏輯的導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)和物理方法運(yùn)用的結(jié)果不可完全預(yù)知等方面．前者如普朗克運(yùn)用數(shù)學(xué)內(nèi)插法“猜”出黑體輻射公式，后者如倫琴在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)X光．另外，不相容的物理方法之間存在著交集，它們?cè)跊](méi)有任何附加假設(shè)和近似的情況下，可得到相同的結(jié)果．如用經(jīng)典物理和量子力學(xué)推出相同的盧瑟福散射公式

第四，潛在性．物理方法總是處于不斷地被認(rèn)識(shí)之中，有些物理方法在“銷聲匿跡”一段時(shí)間之后，因獲得新的認(rèn)識(shí)，又重新被人們運(yùn)用．如為基本粒子標(biāo)準(zhǔn)模型提供數(shù)學(xué)框架的規(guī)范變換，原先是外爾在1918年試圖為統(tǒng)一電磁場(chǎng)和引力場(chǎng)而引入的，但未能成功，因此沒(méi)有引起物理學(xué)家們的注意；1954年楊振寧和米爾斯將外爾提出的時(shí)空坐標(biāo)的定域規(guī)范變換推廣為同位旋空間的定域規(guī)范變換，建立著名的楊-米爾斯場(chǎng)論，但因?yàn)橘|(zhì)量問(wèn)題和處理強(qiáng)相互作用的失敗，也沒(méi)有引起多少物理學(xué)家的注意；直到特·霍夫特證明楊-米爾斯場(chǎng)論的可重正性，溫伯格等人通過(guò)引入希格斯機(jī)制，解決了質(zhì)量問(wèn)題并建立弱電統(tǒng)一理論，規(guī)范變換才成為物理學(xué)家探索亞原子世界的重要工具，這時(shí)已到了20世紀(jì)70年代．自然界中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)的相似性，因此不存在什么過(guò)時(shí)的物理方法，它們?cè)谝欢ǖ臈l件下可能引起物理學(xué)的“蝴蝶效應(yīng)”．

第五，個(gè)體性．黑格爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，在探索的認(rèn)識(shí)中，方法也就是工具，是在主觀方面的手段，主觀方面通過(guò)這個(gè)手段和客體相聯(lián)系[11]．因此，物理方法不可避免地染上應(yīng)用者的個(gè)體特征，其中包括物理學(xué)家的偶然際遇、知識(shí)結(jié)構(gòu)、先前經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人偏好等因素．它們主要表現(xiàn)在：

(1)解決物理問(wèn)題的方法不同．如海森伯、薛定諤和費(fèi)曼分別用不同的物理模型和數(shù)學(xué)方法，得到彼此等效而形式不同的量子力學(xué)數(shù)學(xué)程式.

(2)對(duì)物理方法的認(rèn)識(shí)不同．如海森伯認(rèn)為量子力學(xué)原則上應(yīng)建立在可觀測(cè)量之上，對(duì)于這個(gè)有著實(shí)證主義傾向的思想方法，玻恩認(rèn)為“這個(gè)原理是毫無(wú)益處的，甚至是錯(cuò)誤的”[12].

(3)物理方法時(shí)常被別人讀懂．如馬赫哲學(xué)啟發(fā)愛(ài)因斯坦創(chuàng)立相對(duì)論，但馬赫并不承認(rèn)相對(duì)論．

方法的個(gè)體性，使方法不具有簡(jiǎn)單的或直接的可復(fù)制性，即便是將相同的思想方法，應(yīng)用于相同的物理問(wèn)題，仍會(huì)因某個(gè)細(xì)節(jié)，而使其結(jié)果或效果顯示出顯著的差異．

物理方法的上述應(yīng)用特征表明，物理方法應(yīng)用的有效性并不是自明的，其作用與意義時(shí)常為物理學(xué)家的能動(dòng)作用所闡明，用它們解決物理問(wèn)題可能會(huì)有某些原則，但很難說(shuō)得上有什么固定的模式．因此，美國(guó)科學(xué)哲學(xué)家費(fèi)耶阿本德說(shuō)：“認(rèn)為科學(xué)能夠并且應(yīng)當(dāng)按照固定的普適的法則進(jìn)行的思想，既不切實(shí)際，又是有害的．”[13]并提出在科學(xué)研究上“唯一不禁止進(jìn)步的原則是怎么都行”的極端觀點(diǎn)．

3物理方法教學(xué)問(wèn)題的分析

常規(guī)的物理教學(xué)以知識(shí)傳授為本位，使高效地傳授物理知識(shí)成為其主要目的．這既有應(yīng)試教育的原因，也有受文化傳統(tǒng)中功利性因素的影響，從而忽略了物理方法在實(shí)際應(yīng)用中的特征，使物理教師下意識(shí)地把物理方法教學(xué)當(dāng)作物理知識(shí)來(lái)教學(xué)，對(duì)物理方法進(jìn)行提練和精致化，通過(guò)“精選”的概念化物理題目進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練．這樣的結(jié)果是將解題技巧等同于全部或大部分的物理方法的教學(xué)內(nèi)容，從而把物理方法與實(shí)際割裂，具體表現(xiàn)為以下幾方面問(wèn)題：

首先，對(duì)神化了的物理方法案例習(xí)以為常．在物理學(xué)史中，不乏物理方法應(yīng)用的經(jīng)典案例，這些案例因其所具有的啟發(fā)性，而為物理教師在物理方法教學(xué)時(shí)經(jīng)常采用．但是，在這些案例中，有不少存在因編造、簡(jiǎn)化和神化等問(wèn)題，而“遮蔽了科學(xué)的真實(shí)過(guò)程”[14]，不注意便會(huì)給學(xué)生帶來(lái)認(rèn)為發(fā)現(xiàn)即是機(jī)遇或天才的工作等不良影響．然而在教學(xué)時(shí)，對(duì)此物理教師多習(xí)以為常并不為意，缺少批判性地運(yùn)用．盧瑟福說(shuō)過(guò)：“在學(xué)術(shù)界沒(méi)有適當(dāng)?shù)乃枷霚?zhǔn)備的情況下而能夠做出自然科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，這是十分罕見(jiàn)的情況．”[15]因此，教學(xué)時(shí)有必要批判地運(yùn)用這些案例，盡可能地“還原”物理學(xué)家在解決物理問(wèn)題的主要過(guò)程中，所使用的物理方法的來(lái)源、影響，及其他們自身的創(chuàng)造性活動(dòng)等，以使學(xué)生了解物理方法在應(yīng)用時(shí)可能表現(xiàn)出來(lái)的那些特征，傳遞物理學(xué)的探究精神．

其次，對(duì)物理方法的知識(shí)化．將物理方法知識(shí)化，容易在教學(xué)時(shí)落入教條化的泥沼．其主要表現(xiàn)在給物理方法進(jìn)行歸納與分類，對(duì)物理方法施行集約化的教學(xué)．其結(jié)果使物理教師在物理方法教學(xué)時(shí)本末倒置，淡化對(duì)物理問(wèn)題的分析，把物理方法教學(xué)演化為解題技巧．這導(dǎo)致有些物理教師甚至將定性分析與定量分析的方法對(duì)立起來(lái)，誤導(dǎo)了物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系，把解決物理問(wèn)題的繁簡(jiǎn)歸因于數(shù)學(xué)，而不是對(duì)物理問(wèn)題的認(rèn)識(shí)與分析的深刻程度[16]．其實(shí)，物理方法作為物理學(xué)的探索性工具，不僅滲透著物理學(xué)家的個(gè)人特征，更滲透著他們對(duì)物理問(wèn)題的理解及其把握的角度和程度．因此，對(duì)物理方法的教學(xué)，物理教師首要的是要引導(dǎo)學(xué)生深入分析物理問(wèn)題，理解和把握物理問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，從提出假設(shè)、建立模型、提取解決問(wèn)題信息和選擇解決問(wèn)題途徑等過(guò)程中，讓學(xué)生自己“體驗(yàn)”和“生成”物理方法．

第三，在物理知識(shí)與物理方法之間建立因果關(guān)系．因物理教師通常非常熟悉教材體系，知曉教材中物理知識(shí)的前后關(guān)系，結(jié)果在無(wú)意中，忽視了教材是經(jīng)過(guò)專家按知識(shí)邏輯重新編撰的體系，而非發(fā)現(xiàn)的邏輯，從而在物理知識(shí)與物理方法之間建立起因果關(guān)系．使物理知識(shí)看起來(lái)就象由數(shù)學(xué)方法推演出來(lái)的，是其中最為典型的情況．這樣物理教師便不自覺(jué)地將“決定論”的思想帶進(jìn)了學(xué)生物理知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，使學(xué)生形成關(guān)于方法與知識(shí)的單向度關(guān)系，給物理方法強(qiáng)加了某種“規(guī)定性”，從而抑制了學(xué)生對(duì)物理方法自主的和創(chuàng)造性的運(yùn)用．事實(shí)上，如果物理知識(shí)可以這樣邏輯地推導(dǎo)出來(lái)，成為必然的結(jié)果，那么物理學(xué)也就不是費(fèi)曼在其《物理學(xué)講義》的結(jié)束語(yǔ)中所說(shuō)的，是人類心智早已開(kāi)始了的最偉大的探險(xiǎn)．為此，物理教師在教學(xué)時(shí)，有必要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)物理知識(shí)的探索過(guò)程，給學(xué)生創(chuàng)造物理方法應(yīng)用的“實(shí)際”情境．

第四，喜歡學(xué)生照著做．在我們的物理教學(xué)中，絕大多數(shù)是教師布置給學(xué)生做的“規(guī)定動(dòng)作”，而缺乏學(xué)生自主想著要做的物理作業(yè)和實(shí)驗(yàn)．究其原因，是因?yàn)槲覀兿矚g學(xué)生照著做，而不喜歡學(xué)生“我要做”．其深層原因是：在認(rèn)識(shí)上，我們認(rèn)為學(xué)生照著做可以少走彎路，提高知識(shí)的學(xué)習(xí)效率；在習(xí)慣上，我們認(rèn)為這樣學(xué)生可以把要學(xué)的學(xué)好，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ)；在管理上，我們認(rèn)為學(xué)生照著做，學(xué)校及教師管理簡(jiǎn)單，不容易出意外．然而，實(shí)際上的這種封閉和亦步亦趨的做法，使學(xué)生喪失了真正的“探究”機(jī)會(huì)，從而也喪失了學(xué)習(xí)物理的激情，自然也就不存在有意義的物理方法教學(xué)作用．國(guó)外高校普遍重視學(xué)生物理學(xué)習(xí)的自主性及其探究性活動(dòng)，特別在物理實(shí)驗(yàn)方面，如德國(guó)奧爾登保大學(xué)，他們向?qū)W生開(kāi)放物理實(shí)驗(yàn)室[17]；美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校的物理實(shí)驗(yàn)，要求“實(shí)驗(yàn)課上學(xué)生根據(jù)儀器說(shuō)明書和具體實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)要說(shuō)明自己動(dòng)手摸索做實(shí)驗(yàn)……”[18]在美國(guó)的高?！坝行?shí)驗(yàn)名稱與國(guó)內(nèi)的相同，但實(shí)驗(yàn)做得很深入，帶有研究性質(zhì)……”[19]由此可見(jiàn)，改變我們的物理方法教學(xué)，可以借鑒國(guó)外的一些經(jīng)驗(yàn)．

需要說(shuō)明的是，上述問(wèn)題的分析并不是要排斥常規(guī)物理教學(xué)，包括物理方法的教學(xué)，且認(rèn)為它們也是必要的．因?yàn)橐寣W(xué)生在較短的時(shí)間里，學(xué)習(xí)日益豐富的物理知識(shí)，在時(shí)間上總是會(huì)捉襟見(jiàn)肘的，而常規(guī)物理教學(xué)的確在知識(shí)傳授方面有其優(yōu)勢(shì)．但我們也要正視其存在的問(wèn)題，它在物理方法教學(xué)上，是沒(méi)有物理方法的實(shí)際應(yīng)用特征的，因此需要我們做些改變，以豐富和完善我們的物理方法教學(xué)．

4結(jié)語(yǔ)

物理方法教學(xué)的本質(zhì)是提高學(xué)生的能力，而能力主要是靠培養(yǎng)而不是靠灌輸．這樣，在教學(xué)時(shí)，我們就要重視物理方法在實(shí)際應(yīng)用中的那些特征，克服當(dāng)前物理方法教學(xué)中的問(wèn)題．克服的有效辦法是使學(xué)生能夠注意身邊的物理現(xiàn)象，楊振寧先生曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“演算是物理學(xué)的一部分，但不是最重要的部分．物理學(xué)最重要的部分是與現(xiàn)象有關(guān)的……我所認(rèn)識(shí)的重要的物理學(xué)家都很重視實(shí)際的物理現(xiàn)象．”[20]為此，我們需要記住錢學(xué)森先生的一句話：“科學(xué)研究方法論要是真成了一門死學(xué)問(wèn)……一門先生講學(xué)生聽(tīng)的學(xué)問(wèn)……諾貝爾獎(jiǎng)金也就不稀罕了．”[7]

參 考 文 獻(xiàn)

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2(澳)約翰·A·舒斯特.科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué).安維復(fù)譯.上海:上海科技教育出版社,2013.159,148

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4愛(ài)因斯坦.愛(ài)因斯坦文集(第一卷).許良英,范岱年譯.北京:商務(wù)印書館,1976.480,380

5(美)托馬斯·庫(kù)恩.科學(xué)革命的結(jié)構(gòu).金吾侖,胡新和譯.北京:北京大學(xué)出版社,2003.3,2

6韓來(lái)平,邢潤(rùn)川.愛(ài)因斯坦的數(shù)學(xué)信仰.科學(xué)技術(shù)與辯證法，2006,23(3):93

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8亞伯拉罕·派斯.愛(ài)因斯坦傳(上冊(cè)).方在慶，等譯.北京:商務(wù)印書館,2006.190

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10關(guān)洪.空間——從相對(duì)論到M理論的歷史.北京:清華大學(xué)出版社,2004.144

11黑格爾.邏輯學(xué)(下卷).楊一之譯.北京:商務(wù)印書館,1976.532

12M.玻恩.我的一生.陸浩，等譯.上海:東方出版中心,1998.306

13保羅·法伊爾阿本德.反對(duì)方法——無(wú)政府主義知識(shí)論綱要.周昌忠，譯.上海:上海譯文出版社,2007.1,271

14(澳)約翰·A·舒斯特.科學(xué)史與科學(xué)哲學(xué).安維復(fù)譯.上海:上?？萍冀逃霭嫔?2013.159,148

15(德)勞厄.物理學(xué)史.北京:商務(wù)印書館,1978.10

16陳華.關(guān)于“物理問(wèn)題的物理解法”的幾點(diǎn)討論.物理通報(bào),2010(2):90

17費(fèi)金有,孟昭輝.德國(guó)物理教師的科學(xué)史教育及其啟示——以?shī)W爾登保大學(xué)為例.外國(guó)教育研究,2009,36(5):88～89

18蘇亞鳳,徐忠鋒.從美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分校的大學(xué)物理課程教育特點(diǎn)淺談我國(guó)大學(xué)物理教學(xué)改革.大學(xué)物理,2011,30(11):50

19段家,曹惠賢，等.美國(guó)高校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理情況考察報(bào)告.大學(xué)物理,2004,23(3):43,44

20楊振寧.楊振寧文集.上海:華東師范大學(xué)出版社,1998.508

收稿日期：(2015-02-12)

作者簡(jiǎn)介：(臺(tái)州廣播電視大學(xué)浙江 臺(tái)州318000)