「一群頑童,衣著五色斑斕,湊在一起,專愛找些新鮮遊戲來玩。他們上樹掏鳥蛋、下河撈魚蝦,把蝌蚪養在玻璃罐裡,要看它們怎樣變成青蛙,把鳥蛋放在被窩裡孵化,想看小鳥怎樣從殼裡往外爬,睡覺時把鳥蛋壓碎了,弄得被窩一塌糊塗,挨了媽媽的罵」。
這是由趙凱華先生為人民教育出版社出版的《普通高中課程標準實驗教科書》寫的前言——《走進物理課堂之前》中的一段話。
正是當初這個自己孵鳥蛋養蝌蚪的「小頑童」,在十幾年後,站上了北京大學物理系的講臺。從趙凱華1950年接觸基礎課教學起到今天,已整整六十年了。
在這六十年中,趙凱華擁有了「教育部理科物理學與天文學教學指導委員會基礎物理組組長、國際物理教育委員會委員、中國物理學會原副理事長、中國物理學會教學委員會主任」等諸多的頭銜;在這六十年中,他編寫了《電磁學》、《光學》、《定性與半定量物理學》《新概念物理教程》等被稱為經典的物理教材;在這六十年中,他帶領一批又一批的學生叩開物理學的大門,領略宇宙萬物的奇妙,而他的學生們今天則有很多仍在大學中任教,成為了中國物理學界的中堅力量。
科學知識的魅力
在夫人郭竹第眼裡,趙凱華骨子裡就是個書蟲,惟讀書是務。他這輩子買得最多的是書,不論出門做什麼,總是拿本書,只要有空就看。他經常會為一個問題苦思冥想幾個星期,甚至睡夢中都在解題。夫人常說,「對老趙而言,節假日,包括睡覺吃飯等事情,都不重要,唯一要緊的就是學問。他只要鑽進書堆裡,就會把什麼都拋到九霄雲外。寫書時,每頓飯都要三請,而等他到餐桌旁時菜早就涼了。有時候老趙會突然從電腦旁跑過來,手舞足蹈,喜笑顏開地像個孩子,不用問,肯定是剛解決了一個疑難問題。」
正是這種博學篤志的精神,趙凱華帶給學生的,不僅僅是紮實的基礎知識,還有對知識所持有的那種認真和熱愛的態度。 「向學生展示科學知識的魅力,點燃他們的好奇心。」這是趙凱華心目中好教師的標準。他一直鼓勵學生勤於思考、悟物窮理;並勉勵學生不要受與自己的專業方向所限,要開闊眼界,培養廣泛興趣,這樣才能在日後的工作中觸類旁通,遊刃有餘。
「來碗高斯面」
幾十年來,趙先生幾乎把所有的精力都放在了教書育人上,他說,「講課是一種享受,我喜歡講課」。這種享受的過程,不僅之於趙先生,更惠及了他的學生們。
北大文革後第一屆物理系學生,現在任教於美國德克薩斯大學物理系的77級校友牛謙對記者說,「聽趙老師的課是種享受,他講的東西很形象化,幽默但不搞笑,有回味」。他回憶,趙老師在講電場分布的時候,說曲面把電荷包起來,就做成了一碗「高斯面」,所以那時候他們去吃飯的時候都會開玩笑,「嘿,來碗高斯面!」牛謙開心地笑著。
對於如何引起學生的興趣這一點,趙凱華有著自己的「獨門秘籍」——「首先教師自己覺得有趣,才能感染學生。引起學生興趣,不能光靠逗笑。那是說相聲,事後學生只記得好笑,該學的內容卻不記得了。要用物理學本身的魅力去吸引學生,這得靠教師自己的道行了。」
趙凱華老師的課堂給學生們印象中「生動、有趣」的同時,更多的則是嚴謹。而這一點對他們之後的學習科研有著至關重要的作用。61級校友林西生說,「我是搞礦物X射線研究的,但當我讓學生猜我是學地質出身還是物理出身時,學生說一定是物理,因為物理概念非常清楚,這都是趙老師給打的底子。」和他一樣,77級校友田光善也有相同的感受,「趙先生授課觀點鮮明,論述精闢,邏輯清楚,語言簡潔,一氣呵成,不由得我不集中注意力,心無旁騖。」他說,只有在自己也成為別人的老師以後,才能夠真正深刻體會到趙先生當年的言傳身教的影響有多大。「實際上,現在我備課時,經常想的一個問題就是如何在某些關鍵地方最大限度地吸引學生的注意力,避免他們走神,以便取得最好的教學效果。此時,我往往會回想起趙先生當年給我們上課時的情景,從中得到啟發。」
趙凱華將多年積澱的教學經驗、講課心得、 科研感受和前沿知識凝聚在所著的教材中,對我國基礎物理教學內容現代化的改革做出了重要的貢獻。他與陳熙謀合著的《電磁學》,《電磁學》一書從1978年出版,至今一直被國內多數高校理科物理學教學所採用,發行量超過一百萬冊,並獲1988年度高校教材國家優秀獎。
他與人合著的《新概念物理教程》為廣大基礎物理課程的教師所青睞,成為案頭必備的首選參考書。該套書自1995年第一本出版以來總印數達到了二十餘萬冊。在《新概念物理教程》中趙凱華教授提出了要「用現代的觀點審視、選擇和組織好傳統的教學內容,適當地為物理學前沿打開窗口和安裝接口,通過知識的傳授提高科學素質和能力」等重要觀點。
《光學》(與鍾錫華合著)、《定性與半定量物理學》都均獲得國家級、市教委優秀教材稱號。此外他還先後擔任主編,出版了《科學家談物理》叢書、《物理學名詞》、《英漢物理學詞彙》等許多深受讀者歡迎的著作。
編寫這些書的十幾年間,趙凱華教授獨坐鬥室,晝作夜思,殫精竭力。他潛心苦讀了大量中外書籍,擷取眾家所長,深入淺出,切合實際地講解透闢每一篇章。他強調寫上教材的東西必須是一絲不苟的。每一章節的內容在認真和大家討論後,他要求參與編寫的老師要認真查證資料出處的準確性,確認科學依據是否充分,概念是否正確。他對每一個定理、定律、概念都會反覆論證和思考,直到完全理解並能融會貫通為止。特別難懂的地方,他還要請北京大學物理系的一些學生閱讀,讓他們從學生的角度提出自己的感受和想法,作為修改的依據。
「窗口」和「接口」
趙凱華如今還清晰地記得1958他在蘇聯莫斯科大學攻讀博士學位時讓他感觸頗深的一件事情。那個時候,中國大學編教材的第一條標準就是符合教學大綱,而在莫斯科大學,他卻被告知「這裡有這麼多的著名院士,他們根本不會看教學大綱的」,教授怎麼教大綱就怎麼定,這樣的學術自由,讓趙凱華想到了西南聯大。「尊重知識」,他重重的說著這四個字。
「科學探索不能靠計劃,科研必須教授說了算,這是世界的共識」。這樣的想法在心中生根發芽後,趙凱華以及其他幾位學者不斷的為這一點而努力,改革開放後政府廢除大學的教學大綱,這其中也有他們的一分力量。
為了提高我國大學物理教育的水平,趙凱華於1982創建了《大學物理》雜誌,擔任主編直到2009年。早在上世紀90年代初,趙凱華就對普通物理課程的現代化問題在《大學物理》上發表了自己的看法,並提出了有名的「窗口」和「接口」的觀點。趙凱華認為:「許多近代和前沿的課題是與普通物理課的內容有聯繫的,我們不要怕不能給學生完全講明白而把課程的體系封閉起來,與此相反,我們應在適當的地方開一些窗口,引導學生向窗外的世界望一望,哪怕僅僅是『一瞥』,都會對開闊他們的眼界,加深他們對本課程的理解有好處,更深一步著想,近代和前沿的課題往往是在普通物理某些原有內容的基礎上生長出來的,但是在過去的教材中未為它們留下必要的『接口』。現在意識到了,可以為此配上『接口』,交待一下可以由此延伸出去的領域和課題,即便對這些領域和課題本身不作過多的介紹,對學生也是大有裨益的。」這些意見刊出後,得到基礎物理教師們的普遍贊同。
不僅如此,他還身體力行地奔走於全國各地高校之間,僅為《新概念物理教程》就開辦過8次全國性的講習班,這對各高校尤其是教學資源和師資隊伍實力不夠強的基層學校起到了雪中送炭的作用,有些年輕老師從講習班起步走上了基礎課的講臺,有的甚至於成為趙凱華教授教學改革和教材建設的合作者。即使在趙先生退休後,還經常有學校邀請他作學術報告和講座,他儘管年事已高,每次卻總是欣然接受,他儘其所有地向年輕教師傳授自己幾十年的教學心得,希望教師隊伍能夠儘快成長。
而在致力於提高大學物理教育水平的同時,趙凱華也始終對於中小學教育有著密切的關注。他曾經說過,「如今許多青少年獨立思考的能力得不到良好的發展,是因為他們從小受到的是灌輸式的教育。他們的思想和觀點,都是別人硬塞進去的,那種題海式的應試教育, 問題嚴重,令人擔憂。」在這樣的擔憂下,他引進了匈牙利的由Marx教授等人主編的一套生動活潑的匈牙利中學物理教材,他說,「這麼一個小國,出了不止八個諾貝爾獎獲得者,最令人驚訝的是,這些人幾乎全部畢業於布達佩斯的一所中學。」
尾聲
「趙凱華先生以各種方式影響著基礎教育,他把探索聯繫未知與已知的世界引入了中小學教育。當中小學生在重壓之下喪失對學習的興趣的時候,當大學生在實踐中喪失了創新能力的時候,當初發達國家物理學教育的瓶頸在我們身上重現的時候,趙先生,正是您開拓的物理學教育事業,會永遠激勵後一代物理教育人繼續前進」, 廣西師範大學的羅星凱教授動情地表達著自己的感受。
為表彰他對物理教學作出的貢獻,教育部物理學天文學教學指導委員會基礎課程教學指導委員會和中國物理學會教學委員會聯合授予趙凱華教授「物理教學傑出成就獎」。
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