一、建國后,全國理工科大學(xué)的物理教學(xué),統(tǒng)統(tǒng)都以翻譯的前蘇聯(lián)教材來進(jìn)行,在沒有合適的蘇聯(lián)教材可供選用時,乃用《達(dá)夫物理學(xué)》暫代。于是,教育部便聘請了蘇聯(lián)專家巴巴諾夫?qū)ｉT為工科物理教學(xué),組織編寫了一套《物理學(xué)》(三卷本),此書于1954年前后在全國通用。上世紀(jì)六十年代,國內(nèi)各大學(xué)又以國產(chǎn)教材來代替所用的蘇聯(lián)教材。至于工科物理教材,則正式出版的有云南大學(xué)顧建中編著的《普通物理學(xué)》,上海交大程守洙與同濟(jì)大學(xué)江之永合編的《普通物理學(xué)》。后者在國內(nèi)工科院校使用較廣,影響也大,目前,該版本已出了第五版。多年來,不少院校的物理教學(xué)主要使用這套教材。從風(fēng)格、體系以及涵蓋的物理學(xué)知識來看,它與蘇聯(lián)專家組織編寫的《物理學(xué)》相差不大。雖然在第五版中增加了不少現(xiàn)代物理學(xué)的內(nèi)容,擴(kuò)充了知識面,但這些內(nèi)容大都以“*”號或閱讀材料的形式給出。由于教材體系所制,又因教學(xué)學(xué)時數(shù)的限制,故教師在授課時大都予以刪除,不予講解。近幾年來,工科物理又都改稱大學(xué)物理。但各學(xué)校大學(xué)物理學(xué)的授課情況,大致仍維持在“程、江本”1992年修改版的水平上。

二、使用“程、江本”教學(xué)體系存在的缺陷從我們多年使用此教材的經(jīng)驗(yàn)來看,“程、江本”《普通物理學(xué)》存在以下缺陷:

1.與中學(xué)物理學(xué)的體系和編排次序基本重復(fù)。名為《普通物理學(xué)》,實(shí)為中學(xué)物理的解讀和深化。大學(xué)新生在中學(xué),也許從他們的物理老師口中,聽說過相對論、量子物理、激光以及天體物理中很多有趣的和激動人心的物理現(xiàn)象。但進(jìn)入大學(xué)后,物理課和物理教師展現(xiàn)在他們面前的,仍然是中學(xué)物理中所熟知的滑輪、斜面、拋體、點(diǎn)電荷、理想氣體等古董。大學(xué)的普通物理除增加了一點(diǎn)難度和數(shù)學(xué)的復(fù)雜性以外,大學(xué)生們并未發(fā)現(xiàn)有多少重大的、新的、現(xiàn)代的思想和理論呈現(xiàn)在他們面前。這樣就使得一些有才能的,對現(xiàn)代科學(xué)充滿激情的大學(xué)生感到非常的沮喪,學(xué)習(xí)情緒頓減!反過來,對物理課的教學(xué)造成負(fù)面影響。多年來,大學(xué)生的物理成績普遍上不去,這恐怕是一個重要原因之一。

2.程、江的《普通物理學(xué)》事實(shí)上是物理專業(yè)普通物理教材的縮寫本。在理科的物理系,學(xué)生要用兩年(或更多的)時間學(xué)習(xí)普通物理,目的是為專業(yè)基礎(chǔ)課———四大力學(xué)(理論力學(xué)、熱力學(xué)、電動力學(xué)和量子力學(xué))的學(xué)習(xí),打下堅實(shí)的基礎(chǔ),然后,再開設(shè)專業(yè)課或?qū)ｉT化的課程。通過這樣一個程序,使物理系的學(xué)生,具有扎實(shí)的經(jīng)典物理的知識,為今后掌握和精通現(xiàn)代物理的思想、方法、理論和實(shí)踐做準(zhǔn)備。所以,在理科的普通物理,以經(jīng)典物理的理論和方法為主。而“程、江本”《普通物理學(xué)》只向工科學(xué)生講了一些經(jīng)“壓縮過”的經(jīng)典物理學(xué)知識。這就有意無意地拉大了工科學(xué)生與現(xiàn)代物理學(xué)之間的差距。這樣的工科大學(xué)生不可能較好地領(lǐng)會現(xiàn)代物理的思想、方法、理論和實(shí)踐,即使物理學(xué)學(xué)得很好的學(xué)生,對現(xiàn)代物理也知之甚少。

3.目前,人類已進(jìn)入新世紀(jì)。經(jīng)過上世紀(jì)的發(fā)展和準(zhǔn)備,現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)更是日新月異,得到迅猛的發(fā)展。就物理學(xué)本身來看,它已從局部的決定論、線性化、對保守系統(tǒng)的研究等,進(jìn)入到對整體的可能性、非線性和耗散結(jié)構(gòu)的研究,產(chǎn)生了很多新思想、新概念和新方法。物理科學(xué)的成就,已深深地溶入了現(xiàn)代技術(shù)之中。上世紀(jì),量子物理、固體理論幾乎是物理學(xué)家的專利。而今天,它已在現(xiàn)代科技中扮演了主要角色。因此,程、江本《普通物理學(xué)》的舊體系,已經(jīng)落后于現(xiàn)代科技的發(fā)展,與現(xiàn)代科技發(fā)展的水平完全不相適應(yīng)。它只能讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識,但不能學(xué)習(xí)知識結(jié)構(gòu);只能讓學(xué)生學(xué)習(xí)物理定律,但不能學(xué)到發(fā)展物理理論的方法;也學(xué)不到現(xiàn)代認(rèn)識論的基本觀點(diǎn)等等。

三、物理教學(xué)改革必須突破舊的教材體系

這些年來,我們深切的感覺到工科物理教材已到了非改不可的時候了。應(yīng)該用現(xiàn)代的教育思想和手段,現(xiàn)代物理科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)的成就來改造原有的物理教材。只有如此,才能培養(yǎng)出面向新世紀(jì)、面向未來、面向現(xiàn)代化的,具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才。只有如此,才能使工科物理教學(xué)適應(yīng)新形勢,上一個新臺階。

多年來,我們雖有這些感覺,但沒有適當(dāng)?shù)慕滩?這些想法無法付諸實(shí)現(xiàn)。“九五”以來,新出版了眾多工科物理學(xué)教材,倡導(dǎo)改革。我們注意到以中國科技大學(xué)汪克林教授為顧問,由北京科技大學(xué)朱榮華教授主編的一套《基礎(chǔ)物理學(xué)》教材。這套教材是教育部工科物理課委會組織編寫的,面向二十一世紀(jì)的普通高等教育“九五”國家級重點(diǎn)教材,是專為工科院校編寫的。已于2000年由高教出版社出版。國家教育部打算在五年內(nèi)全面推開,廣泛使用。使它逐漸成為我國工科院校物理教學(xué)的主導(dǎo)教材。最近,我們詳細(xì)翻閱了這套教材,從中看到這套教材以大科學(xué)為背景,以全新的視角,以現(xiàn)代教育思想和現(xiàn)代科技成就為主線,向工科學(xué)生介紹現(xiàn)代物理學(xué)的整體知識結(jié)構(gòu)。是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育和知識創(chuàng)新教育的一本好書。這為工科院校的學(xué)生,掌握現(xiàn)代高新技術(shù)提供了一個全新的物理平臺,為培養(yǎng)21世紀(jì)的創(chuàng)新人才提供了新理論、新方法、新觀點(diǎn)。我們相信,這套教材的廣泛使用,也許會為我國工科物理教學(xué)開創(chuàng)一個新局面。

四、實(shí)踐檢驗(yàn)新體系的可行性設(shè)想

上述預(yù)期,可以用實(shí)踐的方法進(jìn)行檢驗(yàn)。因此設(shè)想,從新招入的新生開始,由對此項(xiàng)工作感興趣的物理教師,在部分學(xué)生中進(jìn)行試驗(yàn),試用這套教材。為保證試驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行,并解決教師“能教”,學(xué)生“能學(xué)”以及其它有關(guān)的問題,需要有下列條件的配合:

1.作為《大學(xué)物理》課程建設(shè)的一部分,可以將這項(xiàng)工作作為教改項(xiàng)目專門立項(xiàng),進(jìn)行研究和實(shí)踐。學(xué)校提供一定的資金支持,以作為資料搜集及學(xué)術(shù)交流之用;

2.首先選一個或兩個學(xué)院,挑選組織兩個班(約300學(xué)生左右)試驗(yàn)。其中一個為重點(diǎn)專業(yè);一個為普通本科專業(yè)。通過試驗(yàn)以取得教和學(xué)的適應(yīng)性方面的第一手資料。用實(shí)踐的方法來認(rèn)識和考查應(yīng)用這套教材的實(shí)際可行性;

3.由于《基礎(chǔ)物理學(xué)》的體系與現(xiàn)有《大學(xué)物理學(xué)》的體系完全不同。因此,試驗(yàn)學(xué)生單獨(dú)布置作業(yè)、單獨(dú)進(jìn)行考試。不參加物理課的全校統(tǒng)考。至于教學(xué)效果的評價,可以研究一套評價體系進(jìn)行客觀的評估。