盧長彤
(蘇州科技大學物理科學與技術學院,江蘇 蘇州 215009)
胡剛復(1892—1966)是我國近代著名的物理學家和教育家.他親自組建了我國首個現代物理實驗室,開創了物理實驗教學的先河.在物理教育起步階段,幫助人們對物理專業有了更科學合理的認識.從海外學成歸國后,胡剛復擔任多所高等院校的物理學教授,幫助和支持學校籌建物理專業和科研機構,培養了嚴濟慈、錢臨照、吳有訓等一大批物理學精英,為我國物理事業的發展作出了巨大貢獻.關于對胡剛復的研究,除物理科學知識本身的研究之外,也有許多文章關注他對我國近代物理學的貢獻,其中大部分都提到他對物理教育的貢獻.20世紀80年代中期開始出現懷念胡剛復的文章,如錢臨照的《懷念胡剛復先生》一文提到他在教學方法上的創新及實驗要與教學互相印證;王淦昌“在第二屆胡剛復、饒毓泰、葉企孫、吳有訓物理獎授獎大會上的講話”中強調胡剛復物理獎主要授予在物理實驗技術方面作出貢獻的物理學研究者;20世紀90年代出現了更多這方面的文章,如錢臨照在《紀念胡剛復先生百年誕辰——談物理實驗》一文中將物理實驗的傳統追溯到古希臘和中國先秦時代,分析了物理實驗的重要性和物理研究的傳統.[1]到了21世紀,出現更多深入研究胡剛復物理教育思想的文章,如凌瑞良的《中國物理學前輩——胡剛復》對其教育思想進行了總結,從師資建設、實驗室建設、教學民主和師生關系方面進行了分析.[2]總的看來,學界已經關注到胡剛復的教育思想,但現有研究多是對胡剛復教育貢獻的直白描述,尚缺少對其教育思想形成的歷史語境考察及與現實問題的結合分析.筆者嘗試在現有研究成果的基礎上接著說、深入說,對胡剛復教育思想的當代價值進行深入研究.
成長背景和教育經歷是一個人價值觀養成的重要因素之一,直接影響著價值觀的內化和形成.胡剛復出生在清末民初的教育之家,祖父胡和梅是當地教諭,父親胡壹修和伯父胡雨人是新式教育改革家和愛國實業家,他們都積極倡導創辦新學以開明智,鼓勵下一代奮發圖強、學習更加先進的文化.胡剛復與大哥胡敦復、二哥胡明復被稱為“胡氏三杰”,他們從小便有機會接受到良好的新式教育,對科學知識產生了濃厚的學習興趣,為之后在各自的領域取得成就打下了堅實的基礎.胡剛復青年時代,社會動蕩、民不聊生,不少有志青年踏上了向西方國家求學的道路,胡氏家族中亦先后有多人到海外求學.1909年,胡剛復順利通過庚款留學考試,赴美國哈佛大學學習物理專業,他師從美國著名的X射線專家杜安教授,在X射線臨界吸收頻率、光電子效應和射線散射等方面從事研究工作,并把研究成果應用到癌癥病人的診療中去,獲得了同行和病人家屬的認可.20世紀以前,西方自然科學還并未真正引入中國,物理學也鮮有人了解.留美期間,胡剛復積極倡導、支持大哥胡敦復的建議,共同創辦了中國近代第一個科學團體“中國科學社”,并為科學社雜志《科學》撰寫科普文章,向國內介紹自然科學知識,傳播先進科學文化.1918年,他將自己的研究成果撰寫成學術論文《X射線研究》,以優異的成績取得博士學位,成為我國物理學史上第3個獲得博士學位的中國人,學成之后,胡剛復懷揣科學報國之心回到了祖國,開啟了他為我國物理教育奉獻一生的偉大事業.
實踐經歷是人們提高思想認知的必然過程.沒有實踐檢驗的價值觀和思想都顯得十分空虛.胡剛復教育思想蘊含在其豐富的辦學經歷中,經過不斷改造和完善而逐漸走向成熟.胡剛復曾受邀到南京高等師范學校和上海大同大學擔任物理系主任并負責籌建物理專業.他一改傳統的課堂講授模式,從培養思路、教學內容和考核方式等各方面入手,對舊式的物理教學進行了大膽改革,還將這些新理念帶到了他所兼任的上海交通大學、同濟大學、廈門大學,為任教學校的物理專業發展提出了諸多建議和指導.課堂上,胡剛復經常旁征博引、條分縷析,不僅教授專業知識,還向學生傳授研究方法,提升學生的物理思維能力.他翻譯和編寫了大量物理專業教材,親自審定或定名了許多物理學概念、名詞,為了讓學生能更好地理解“電位”這一概念,胡剛復創造了一個新的漢字“熵”,既直觀又形象地表達出了熱力學函數“Entropy”的物理含義.1928年,胡剛復受蔡元培校長邀請出任中央大學理學院院長,在上海參與創建了中央研究院物理研究所.這是中國第一個物理學研究機構.1936年,他赴浙江大學任理學院院長,在浙大西遷過程中,他費盡周折為物理系保留了大部分實驗儀器和專業教材,一度使浙大物理學發展成為了全國最具影響力的專業.解放以后,胡剛復又相繼在唐山交通大學、北洋大學、南開大學等學校任教,直至1966年病逝于天津.縱觀胡剛復半生的辦學經歷,他創造了諸多具有開創性意義的“第1次”,這些大膽嘗試和辛勤付出都折射出了他具有創新意義的教育思想.
物理的研究對象是客觀世界的物質現象,這些現象包含內部的、外部的復雜規律,受到運動、狀態、形式、變化等多種因素的影響,要認識掌握物質的內部結構及運行規律,通過觀察和實驗驗證方式是最有效的途徑,因此,實驗就成為了物理學研究的基礎,也是物理教育必須傳授的重要內容.然而,在我國物理教育的起步階段,人們對如何開展好物理教學還沒有科學的認識,對實驗教學的重視程度遠遠不夠.胡剛復始終強調實驗教學的重要性,并重視培養學生的探索能力和科學精神.1918年,胡剛復將南京高等師范學校的廢舊廠房改造成物理實驗室,在艱苦的條件下,創辦了我國近代第1個物理實驗室.首先是購置教學所需的實驗儀器,由于辦學經費緊張,他不得不帶領學生動手制作部分儀器,有時還特地從別的學校借來儀器供學生使用,待課程結束后再還回去.在師生的共同努力下,實驗室配備了邁克爾遜干涉儀、密立根油滴儀等儀器.這些儀器在當時國內是最先進、種類也是最豐富的,大大滿足了學習需要.其次胡剛復還注重實驗課程安排,他親自編寫實驗教材,設計教學內容和重難點,有時不是按書本上既定的教學內容進行,而是要求學生發揮聰明才智,自己設計實驗步驟,甚至自己制作儀器來完成實驗,使學生進一步加深了對物理原理和知識點的理解.此外,他還嚴格規范實驗課程的考核,要求學生原原本本地記錄實驗過程和實驗結果,確保實驗數據真實可靠,當數據與預期推理結果不符,學生產生疑惑時,他就會親自指導分析原因,幫助檢查實驗操作過程,鼓勵學生進行多次嘗試并總結經驗.這使學生較好養成了堅持不懈和實事求是的科學精神.
因材施教是古老而又常新的教育思想,孔子曾說“中人以上,可以語上也,中人以下,不可以語上也.”尊重學生的學習興趣、以學生為本的思想始終貫穿在胡剛復的教育思想和實踐中.首先,胡剛復主張因材施教要與通才教育相結合,他所指的通才教育就是所有學生都要學習的基本知識內容,在此基礎之上再針對學生的個性差異和特點開展因材施教.教師要清楚學生的知識水平和興趣愛好,在教好基礎課程以后,開設一部分選修課程供學生自由選擇.胡剛復還親自了解學生的選課情況,指導學生按照個人喜好和時間精力做出最佳選擇,更大程度地拓寬學生的知識面,提高學習潛能和學習效果.教育家朱熹曾說“圣賢施教,各因其材,小以小成,大以大成,無棄人也.”胡剛復堅持教師要以發展的眼光看待每位學生,要充分尊重每位學生.在回答學生提問時,他也總能耐心細致地給予解答,不論是成績好的還是差的學生,并向學生傳授自己的學習體會、生活態度和價值追求,最大限度地幫助每一位學生取得進步.其次,胡剛復還十分重視學生學習興趣的培養,在美國求學時之所以會選擇物理專業,就是出于他本人對物理學的興趣,因此,他十分反對“填鴨式”的教育方式,積極倡導教師要采用寓教于樂、時常鼓勵、適當放松的教育方式,不斷激發學習興趣,發揮學生的學習主動性.近代物理學家吳有訓早年跟隨胡剛復學習,他常常在學習中提出新的想法,再通過實驗加以求證并經常與老師、同學討論研究結論.因此,胡剛復特意為他開放實驗室,允許他開展自己想做的實驗,這極大提高了吳有訓對物理的學習興趣,為他將來的物理研究打下了堅實的基礎.
“胸藏文墨虛若谷,腹有詩書氣自華.”作為人才培養的重要方面,人文素養對理科學生塑造人格,促進個體素質全面發展具有重要的作用.這一點也是胡剛復積極倡導并努力實行的.他特別強調理科學生要注重文理兼修,不僅要在本專業學得好,也要多了解文學、哲學、歷史等其他學科的知識.首先,胡剛復重視通過物理學史教育學生,在介紹某個新物理概念時,他會在課前花時間搜集整理歷史資料,了解一個公式的推理論證過程或物理事件背后的有趣故事.當在課堂上教授哥白尼、牛頓、法拉第等人的物理定義時,他經常穿插講授物理學史,鼓勵學生學習他們為人類科學事業無私奉獻的高尚品格.在一次紀念伽利略的學術活動上,胡剛復熱情洋溢地作了2h的報告,高度評價了伽利略所做的貢獻,向大家介紹了人們眼中“不一樣”的伽利略.其次,胡剛復還注重物理學要與其他學科之間相互借鑒,學科融合發展是豐富學習資源,獲得知識創新的最有效途徑.他鼓勵物理專業的學生要選修工科課程,不僅能鍛煉學生的動手操作能力,還能更好地將物理理論應用到工程實踐當中.同時,他還鼓勵文科學生也要選修理工科課程,以提高自身的科學素養.理工科的學生要學習社會、藝術等課程,以陶冶文化品格,達到提高綜合素質的目的.著名哲學家羅素來中國演講時,他就組織物理專業的學生前去聽講,并親自擔任翻譯,引導學生從哲學角度思考物理學問題,以迸發出嶄新的思想火花.胡剛復始終強調沒有哪個學科是獨立存在的,人才培養需要多學科的參與,否則,知識的學習將會是片面的、單薄的,科學研究也將很難實現技術創新,無法走向深刻.
當前,我們已經邁入第2個百年奮斗的新征程,國家對高素質人才和技術創新的需求比以往任何時候都更加迫切,胡剛復教育思想的形成源于特定的歷史環境和時代背景,為當前的物理教育提供了科學指引.
人類社會的歷次偉大飛躍都是由科技創新推動的,而基礎研究卻是原始創新的源頭,也是核心技術的關鍵所在.十九大以來,黨中央和國家全面分析國際科學技術創新的競爭態勢,深入研判國內產業技術創新的發展狀況,全面謀劃科技工作和高等教育改革的發展思路,明確了培養基礎學科拔尖人才是高校的重大戰略任務.2021年,國家召開全國兩院院士大會,習近平總書記在大會上發表重要講話“要加快科技強國建設,實現高水平科學技術的自立自強,就必須解決‘卡脖子’關鍵技術,就必須加強基礎研究和基礎人才培養.”[3]胡剛復始終堅持學好物理的重要性,認為物理教育是重要的科學素養教育,學好物理可以帶動工業的進步,主張物理專業人才要主動服務國家經濟發展,促進國家整體技術水平的提升.當前,我國已有多所高校實施了“強基計劃”項目,國家和教育部門花大力氣支持和發展基礎學科,建好物理專業已成為國家戰略.新時期,培養什么樣的物理人才,如何培養物理人才,已成為廣大物理教育工作者思考的重要問題.我們需要貫徹新教育發展理念,更加重視物理人才培養的科學謀劃和頂層設計,借鑒胡剛復重視實驗教學,培養科學精神,堅持理論與實踐相互統一的思想,更好地尊重物理的學科規律,使物理教育回歸物理學本身.還要堅持因材施教,重視學生物理核心素養培養,充分發揮學生的學習主動性,培養具有創新思維和實踐能力的物理人才.
辦好物理教育的關鍵是要有一支高素質的教師隊伍.胡剛復十分重視教師隊伍建設,籌建浙江大學理學院時,他內培外引、廣納賢才,使一批經驗豐富的老教師得以留任,又聘請年輕人才補充到教師隊伍,并經常組織教學和學術討論會議,促進教學水平的提高,營造良好的學術氛圍,使理學院迅速發展成為全國知名的學院.進入新時期,國家對高校教師隊伍建設提出了更高要求.2020年,教育部等部門出臺《關于加強新時代高校教師隊伍建設改革的指導意見》,提出高校要健全教師發展保障體系,通過科學的考核評價制度,打造政治素養過硬、業務精湛的創新型教師隊伍.[4]提升物理教師隊伍的整體素質水平,首先要加強師德師風建設,要大力弘揚優良的師德師風,選拔培養熱愛物理教育事業,具有優良道德品質的人才,組織廣大教師學習先進典型,樹牢為教育事業無私奉獻的理想信念,肩負起為國家偉大事業培養人才的使命擔當;其次要注重教師業務能力提升,組織教師開展業務能力培養,深入研究教育教學方法,打牢知識理論基礎,擴大專業知識儲備,不斷加強自我修養,進一步提高創新能力,實現教學相長;其次要完善教師考核制度,樹立正確的評價導向,不斷優化教師職稱評聘,按照理論基礎研究、應用創新研究等分類制定評價指標,合理發揮好考核評價的“指揮棒”作用,建立更加有利于教師持續發展的制度體系.
胡剛復歷來重視學生物理學史學習和科學精神培養.他的一生就是科學報國、教育報國的最好體現.他始終堅持言傳身教,向身邊的學生傳遞正能量.這正是當前我們堅持立德樹人根本任務,推進課程思政的教育思想.2018年,習近平總書記在北大師生座談會上強調“人才培養一定是育人和育才相統一的過程,而育人是本,人無德不立,育人的根本在于立德,這是人才培養的辯證法.”[5]當前,推進課程思政和思政課程建設是教師的重要任務,也是實施“三全育人”的重要途徑,廣大物理教師要把思政元素貫穿在教育教學的全過程,促進專業課與思政課形成協同育人的良好效應.一是要明確物理課程思政的教學目標,真正地將實現中華民族偉大復興的中國夢、社會主義核心價值觀等精神內涵傳遞給大學生,引導廣大學生增強“四個自信”,促進思想認同、價值認同和情感認同,激發他們關心政治生活、了解國情民情的熱情;二是要優化物理課程思政的教學內容,深挖物理歷史、人物的經典案例,探尋物理學史中所蘊含的思想價值,不斷拓寬課堂教學的知識廣度和內涵深度,增強思想政治教育的針對性和引領性,實現潤物無聲的良好效果;三是要把思政元素融入課堂教學的全過程,要把思政內容落實到物理教學的目標、大綱、教材、考核等各方面中,貫穿在理論教學和實驗教學的各環節中,營造全方位、多要素的立體育人環境.
“基礎不牢,地動山搖.”要培養具有創新意識的人才,關鍵是要打牢專業基礎.既重視理論學習、實驗能力培養,又強調綜合素質提升,鼓勵學生提出問題,胡剛復歷來十分重視專業知識學習.首先,要能夠坐得住“冷板凳”.基礎領域的創新很難在短時間實現,因此一部分家長和學生在選擇專業時,就存在著急功近利的想法,在個人興趣、生活環境、就業壓力等多種因素干擾下,選擇熱門專業無可厚非,但如果完全不考慮國家和社會需要,也終究不會是實現真正的個人價值.馬克思曾說“科學沒有平坦大道,而只有不畏勞苦、沿著陡峭山路攀登的人.”物理研究就是要經過一步一個臺階的攀登過程,沒有前人的研究成果作為基礎,就不可能實現原始創新和技術突破,而物理教育就是要培養敢于擔當和默默付出的人,能夠坐得住“冷板凳”的人.其次,是要培養敢于發問的學生,愛因斯坦曾說“提出一個問題往往比解決一個問題更重要.”當前物理教育最突出的問題就是學生實踐能力和創新精神的不足.物理專業學習就是需要合理質疑和獨立思考.只有與傳統知識體系大膽決裂并勇于提出問題,才能搶占科學發展的前沿陣地.教師要改變傳統的教學觀念,使學生成為課堂的主角,善于組織學生開展課堂討論,鼓勵學生的創新動機,要積極引導學生進行大膽猜想,敢于失敗、敢于質疑,敢于不斷嘗試,培養學生創造性的思辨能力,提升他們解決問題的能力.