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我国工科物理教育急待重建

时间:2006-11-23栏目:物理论文

  在我国的高等院校里,除物理类专业外,理、工、医、农、林等各类非物理专业的基础课程表里,普遍都设有“普通物理”课,物理课总学时的“标准值”只有200,实际执行的还要少得多。  每当教学改革的呼声高涨时,非物理专业就要求砍杀物理课程的学时。这个问题长期以来困扰着广大的物理教育工作者。……
  其实,在国外,物理课一直是理工科学生的基础课。美国著名大学中理工科一、二年级的课程是不分系、不分专业的,数学和物理课的学时设置与数学系和物理系一样。例如加州理工大学所有系一、二年级的公共物理课总学时约为540(包括实验课、习题课)。德国理工科一、二年级不分系,学生需学习周学时为4的两年公共物理课,  以及相应的实验课。法国有四所特殊的“高等学校”,如巴黎高师和理工大学,是专门为培养政府的高级官员、军队的高级将领和高级工程师而设置的。中学毕业生经过竞争性很强的选拔考试进入两年的预科,在预科里理工课只分物理科学和生命科学两个方面,物理科学的课程设置大体上与德国大学理工科一、二年级水平相当。进入本科后(大体上相当于我国大学的三、四年级)仍不分系。总之,在发达国家,工科的基础物理课学时基本上都是同物理专业一样的,在各科中属最高档次,  一般都在400~500以上。我国的情况与国际上形成的这种强烈反差,  很值得我们这些为中国教育前途而焦虑的人深思。
  我国之所以出现这种情况,源于1952年的院系调整。1952年前,我国大体上采用美国当时的做法,理工医农都开设一年的物理课。1952年全面采用苏联的学制后,为不同专业开设物理课的学时数大幅度地拉开了。学时多的如物理类型专业,普通物理课长到两年或两年半,  共600余学时,少的则不足80学时。有些工科院校物理课的平均学时远不如师范专科学校。据说在全国解放前夕,苏联专家在哈尔滨为我们制订了一个工科的普通物理课程大纲,并由杜伯夫撰写了一部“样板教材”。该教材考虑到当时东北老解放区的条件,其水平大体上相当于苏联的大专课程。然而这一大纲却成了我国制定教学内容的范本。此后,虽历经教学改革,但由于强调“专业对口”,否定岗位培训,越改革工科物理课程的学时就越少。
  我国的这种教育模式是以计划经济为基础的。学校由行业部门领导,专业设置按工程划分,形成一个个小而全的自我封闭体系,分工细腻狭窄,界线壁垒森严。从理论上讲,这样培养出来的人才,应按国家计划的需要,分配到特定的工作岗位上,一辈子也不要改行。然而与市场经济相适应的人才流动是以供求关系与个人爱好双向选择而定的。据媒体报道,当前美国人平均每人一生工作岗位流动12次,在参加“经济合作与发展组织”的国家里每人平均五年改换一次职业。因此,宽口径专业、高素质人才具有广阔的适应性,这一点在世界上已成定论。
  说起物理课在工科教育中应有的地位,我们想从大的背景谈起。
  本世纪以来,科学技术以从来没有过的速度发展,物理学为这种发展贡献了核反应堆、晶体管、激光器,还有各式各样分析用的“谱仪”、医学上用的超声、核磁共振和正电子湮没技术等等。从这个意义上说,物理学对本世纪的科学技术发展起了一定的推动作用。这些物理学的贡献是有形的,更可贵的是导致这些贡献的物理思想和物理原理,正是一代接一代杰出的物理学家(他们之中许多是诺贝尔奖金获得者)和普通的物理学工作者执着的追求和长期不懈努力的结果,他们为本世纪科技的辉煌奠定了基础。在物理学的带动下,人类发展了原子能、电子、激光、计算机等一个又一个崭新的产业部门,其影响遍及生产、科研、国防、医学,乃至进入家庭,大大改变了当代社会的结构和人们的思维方式。
  我们今天培养跨世纪的高技术人才时,如果把上面所述的物理原理通通看成是“学院式的理论”而从课程表里排除掉,我们的“高技术”就成了无源之水、无本之木。例如,在微电子技术中所用的加工和分析手段,如离子注入、激光退火、卢瑟福背散射谱、俄歇电子谱、X  射线发光谱、二次发射离子质谱以及高分辨的电子刻蚀、离子刻蚀、同步辐射光刻等,无不是从各个分支的物理实验室里移植到工业上的。正是这些技术手段的应用推动了微电子学的迅猛发展,使之从晶体管到集成电路,从大规模集成电路到超大规模集成电路,迅猛增长。没有较为深厚的物理基础,侈谈什么跨世纪的技术人才,多半只是空话。这样培养出来的工程师,很难在工程技术上有世界水平的创新。
  在我国现行的教育体制中占支配地位的看法是,物理课是为专业课服务的。于是,专业课需要的内容就讲,不需要的内容就不讲或少讲。专业课排下来剩的时间多就多讲,剩的少就少讲。著名理论物理学家、诺贝尔奖金获得者理查得·费曼说:“科学是一种方法,它教导人们:一些事物是怎样被了解的,什么事情是已知的,现在了解到什么程度(因为没有事情是绝对已知的),如何对待疑问和不确定性,证据服从什么法则,如何去思考事物,做出判断,如何区别真伪和表面现象。”大学里的物理课绝不仅仅是物理知识的教育,更不是主要为专业课服务的。我们认为,物理学是整个自然科学和现代工程技术的基础。对于任何专业,大学基础物理课的目的,都是使学生对物理学的内容和方法、工作语言、概念物理图象、历史、现状和前沿等方面,从整体上有个全面的了解,物理课是一门培养和提高学生科学素质、科学思维方法和科学研究能力的重要基础课。
  小平同志对教育题词:教育要面向现代化、面向世界、面向未来,指出了世界科技发展的潮流。“科教兴国”目前又成为我们的国策,而我国现行的工科物理教育体制,与知识经济的兴起和发展,对人才竞争的高素质要求,都变得越来越不适应。
  为此,我们郑重建议:
  1.大学工科前两年不分系,不安排专业课,主要学数理化等自然科学和其它一些基础课。工科物理课不少于300学时。
  2.以上改革不易一次到位,可在一些重点工科院校基地班试点,总结经验后逐步推广。


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