力學(xué)教材的簡單歷史

2017-07-03  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

教材是每門學(xué)科發(fā)展和建設(shè)的關(guān)鍵之一,好的教材可以使青年人迅速地、牢固地、系統(tǒng)地掌握本門學(xué)科已有的成果,并把他們很快地帶領(lǐng)到該門學(xué)科發(fā)展的前沿。一部好的教材可以經(jīng)久不衰,影響數(shù)代學(xué)者的成長。例如法國天文學(xué)家弗拉馬里翁(C.Flammarion)所寫的《大眾天文學(xué)》于1880年出版后,被譯成多種文字,不斷補(bǔ)充重印。許多世界著名的天文學(xué)家就是由于受這本書引導(dǎo)走上天文學(xué)的道路的。

美國著名的物理學(xué)家費(fèi)曼(R.P.Feynmann),一生有許多重要貢獻(xiàn),并且由于在量子電動(dòng)力學(xué)方面的工作而獲得了1965年的諾貝爾獎(jiǎng)。他同時(shí)還在教學(xué)方面有重要的貢獻(xiàn),他的《費(fèi)曼物理學(xué)講義》影響很大。著名的物理學(xué)家1973年諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者賈愛弗把費(fèi)曼看作是對(duì)他影響最大的人。加利福尼亞理工學(xué)院的副院長說:“從長遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看來,他對(duì)物理學(xué)最重要的貢獻(xiàn)不是量子電動(dòng)力學(xué),不是液氦、極化或旋子理論,他的真正的記功碑將是他的《費(fèi)曼物理學(xué)講義》。”由此可見教材的重要性。

隨著二十一世紀(jì)的臨近,我國現(xiàn)代化教育事業(yè)的不斷發(fā)展以及教育改革的不斷深入,為了適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)人才的新的要求,各門學(xué)科教學(xué)改革的呼聲日漸高漲。作為自然科學(xué)七大基礎(chǔ)學(xué)科的之一的力學(xué),同樣遇到了如何順應(yīng)社會(huì)的要求,進(jìn)行教學(xué)改革的問題。事實(shí)上,力學(xué)教學(xué)的改革也是時(shí)代的要求,是我們目前必須面對(duì)的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。力學(xué)教材改革的成敗,不僅影響大學(xué)力學(xué)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí),而且對(duì)整個(gè)工科以及相鄰的理科專業(yè)也將會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

教學(xué)改革包括了許多方面,其中十分重要的一點(diǎn)就是教材的更新,包括教材內(nèi)容的現(xiàn)代化以及教學(xué)方法、教學(xué)手段的現(xiàn)代化。

縱觀力學(xué)教材的發(fā)展歷史,我們認(rèn)為不能將力學(xué)教材的變革僅僅從力學(xué)本學(xué)科的角度來看,而應(yīng)將其與整個(gè)自然科學(xué)各門學(xué)科的教材的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起。一部自然科學(xué)教材的發(fā)展歷史告訴我們,不同歷史時(shí)期的教材都是當(dāng)時(shí)整個(gè)學(xué)術(shù)思潮的一種反映,它或多或少地體現(xiàn)了當(dāng)時(shí)的理念。因此,為了把握力學(xué)教材的發(fā)展趨勢(shì),必須放開眼界,縱的方面從歷史進(jìn)程中看,橫的方面從各門學(xué)科來看,廣的方面從世界各國來看,以求抓住教材發(fā)展進(jìn)程的主流。

1789年法國大革命后,為適應(yīng)在進(jìn)行的戰(zhàn)爭迫切地需要工程師做筑堡壘、修道路、建橋梁以及有關(guān)槍炮方面的工作, 1795年正式成立了巴黎綜合工科學(xué)校。這所學(xué)校的成立是在世界范圍內(nèi)理工科高等教育發(fā)展史上的大事。法國數(shù)學(xué)家蒙日是這所學(xué)校的第一任校長。

綜合工科學(xué)校與以往的學(xué)校最大的不同是由學(xué)校組織集中授課的方式進(jìn)行教學(xué),而以往學(xué)校則基本上還是師徒之間的個(gè)別傳授。由于這所學(xué)校開創(chuàng)了對(duì)學(xué)生集體授課的教學(xué)方式,于是就必須有相應(yīng)的教材。

如果說,在對(duì)大批學(xué)生集中授課才是現(xiàn)代意義上的教材產(chǎn)生的社會(huì)條件,那末,巴黎綜合工科學(xué)校所組織的新型的集中授課,就是近代教材的開始。學(xué)校組織出版了一批影響很大的教科書。如泊松著的《力學(xué)教程》、普朗尼著的《力學(xué)分析講義》、納維寫的《力學(xué)在結(jié)構(gòu)和機(jī)械方面的應(yīng)用》(后來經(jīng)過圣維南對(duì)該書的第三版修訂補(bǔ)充使篇幅增加了九倍),等。

其次,這個(gè)學(xué)校規(guī)定學(xué)生在進(jìn)入學(xué)習(xí)各個(gè)具體工程部門之前,都必須學(xué)好數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理、化學(xué)等課程。開始有了基礎(chǔ)課與專業(yè)課的區(qū)分。它要求學(xué)生在頭二年里學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課,在第三年才開始講專業(yè)課。后來干脆取消了專業(yè)課的教學(xué),這所學(xué)校變?yōu)橐凰唤淌诨A(chǔ)課的基礎(chǔ)培訓(xùn)學(xué)校。學(xué)生在這里上二年基礎(chǔ)課,然后被分入其他工程學(xué)校如橋梁道路學(xué)院、礦業(yè)學(xué)院、軍事學(xué)院等。

把基礎(chǔ)課與專業(yè)課分開來,相應(yīng)地就需要有基礎(chǔ)課的教材,在教材上基礎(chǔ)課與專業(yè)課也開始分家了。

把基礎(chǔ)課和專業(yè)課分開來,是教育思想上的巨大進(jìn)步。后來法國出現(xiàn)了一大批數(shù)學(xué)和力學(xué)的巨人(如柯西、泊松、納維等、就是該校第一班的學(xué)生)。整個(gè)彈性力學(xué)和流體力學(xué)基礎(chǔ)的奠定,可以說主要是在法國學(xué)者的推動(dòng)下完成的。就是這種教育思想重大成功的實(shí)證。

這所學(xué)校的教學(xué)組織對(duì)世界上其他國家的教學(xué)影響很大,后來其他國家的工業(yè)高等學(xué)校大都仿照這所學(xué)校建立。如維也納工學(xué)院、蘇黎世工學(xué)院、俄國與美國的某些工業(yè)院校,都是按照它的模式建立的,有的則完全按照它的教學(xué)大綱教學(xué)。

在19世紀(jì)中葉,許多自然科學(xué)學(xué)科得到了迅速的發(fā)展并逐步形成了自己的知識(shí)體系,如經(jīng)典力學(xué)方程的完善,有了拉格朗日及哈密爾頓力學(xué);電動(dòng)力學(xué)方程的發(fā)現(xiàn),有了麥克斯韋爾方程組;流體力學(xué)的發(fā)展提出了納維-斯托克斯(Navier-Stokes)方程,由納維和柯西建立的彈性理論等等。

處于這樣一個(gè)時(shí)期之后,從19世紀(jì)末開始,自然科學(xué)的教材也就逐漸有了一種“百科全書”式的風(fēng)格:比如英國人樂甫的《彈性的數(shù)學(xué)理論教程》幾乎囊括了當(dāng)時(shí)所有的彈性理論的最新成果,并出版了四個(gè)版本,成為風(fēng)靡一時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)的彈性理論教材;還有法國人阿佩爾(Paul-émileAppell)的《理論力學(xué)教程》,英國人湯姆孫(M.Thomson)的《流體力學(xué)教程》與瑞利的《聲學(xué)理論》都是這種風(fēng)格的教科書。這些教材的特點(diǎn)是以解法為綱,收集了當(dāng)時(shí)幾乎大部分已有的理論解;在數(shù)學(xué)教材方面,當(dāng)時(shí)最權(quán)威的教材當(dāng)數(shù)法國人寇薩(E.Goursat)的《數(shù)學(xué)分析教程》,從微積分到復(fù)變函數(shù)、微分方程的內(nèi)容應(yīng)有盡有。在物理學(xué)領(lǐng)域中,德國人索末菲著的《理論物理學(xué)教程》集理論物理各個(gè)方向之大成。其它學(xué)科的教材也有大致類似的特點(diǎn)。

到了本世紀(jì)四、五十年代,這種將教科書的內(nèi)容“百科全書”化的趨勢(shì)越來越明顯了。雖然刪去了一些較老的內(nèi)容,但不過是在新的水平上的無所不包。一本教材既包括學(xué)科基本知識(shí),也包括專門知識(shí)。在新中國成立以后,我國高等教育從教學(xué)體系到教材建設(shè)均采用了前蘇聯(lián)的模式,因此我國的自然科學(xué)方面的教材普遍采用蘇聯(lián)教科書為樣板:力學(xué)方面,有洛強(qiáng)斯基的《理論力學(xué)教程》,有科欽等的《流體力學(xué)》,有穆什海里什維里的《數(shù)學(xué)彈性力學(xué)中的幾個(gè)基本問題》;數(shù)學(xué)方面,有菲赫金哥爾茨的《微積分學(xué)教程》,斯米爾諾夫的《高等數(shù)學(xué)教程》、甘特馬赫爾的《矩陣論》;在物理方面有福里斯的《普通物理》和朗道、栗福希茲的《理論物理》等等。這些教材大多是所謂大部頭的著作,不遺余力地把本學(xué)科的內(nèi)容集中在一起,形成了手冊(cè)式的教科書。

同時(shí),在美國出現(xiàn)了以鐵摩辛柯的《材料力學(xué)》、《彈性理論》等為代表的一系列的固體力學(xué)教材,這些教材較以往的傳統(tǒng)教科書要精簡一些了,七十年代以來,我們的許多教材都是以此為藍(lán)本的各種翻版。

這種“百科全書”和“手冊(cè)”式的教科書的趨勢(shì),從19世紀(jì)末興起一直延續(xù)到現(xiàn)今,經(jīng)過了一個(gè)多世紀(jì),還有人在堅(jiān)持。盡管這些教材具有它們的重要價(jià)值,確實(shí)起過甚至還在起著重要作用。但是從教育思想上來說,卻不能不說是對(duì)巴黎綜合工科學(xué)校把重要的、基礎(chǔ)的東西和專門的東西相分開的教學(xué)思想的否定。

其所以會(huì)一再出現(xiàn)把教材弄得“百科全書”化,從根本上說是因?yàn)閷?duì)教育功能的理解上有不同。或者說,把教育和職業(yè)培訓(xùn)不能區(qū)分,把學(xué)校和企業(yè)不能區(qū)分。實(shí)際上,我們也不能把教育看作單純傳授知識(shí)。教育的功能是提供一個(gè)人今后發(fā)展最重要的條件。由于對(duì)在學(xué)校教學(xué)中,沒有把什么是對(duì)學(xué)生今后發(fā)展最重要的條件弄清楚,所以在教學(xué)中就會(huì)認(rèn)為什么都重要,結(jié)果就形成百科全書式的教學(xué)了。

力學(xué)教材的精煉化、現(xiàn)代化和通俗化是近年來改革的三個(gè)主要趨勢(shì)。

隨著現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展,人類知識(shí)的大量增長,各個(gè)學(xué)科內(nèi)容的急劇增加,新的學(xué)科門類的出現(xiàn),以及一些傳統(tǒng)學(xué)科的相互交叉滲透,使得力學(xué)教材的內(nèi)容較以往有很大程度的增加。因而一個(gè)非常實(shí)際的問題就擺在了整個(gè)教育界和力學(xué)教育的面前了:是象以往一樣將我們的教科書寫成一種新的“百科全書”呢?還是另起爐灶,重新建構(gòu)我們的教材體系呢?就目前的情形而言,結(jié)論顯然是后者。通過對(duì)這些年來一些新的力學(xué)教材的觀察,我們認(rèn)為,新的力學(xué)教材體現(xiàn)了如下一些特點(diǎn):

1. 教材的精煉化

五十年代以后,學(xué)科方向分類越來越細(xì),學(xué)科內(nèi)容急劇增加和膨脹,人們形容這種情況為“知識(shí)爆炸”。以往那種“百科全書”式的教材難于在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)教完,即使作為學(xué)生的閱讀材料也不容易使人較快地抓住要領(lǐng),為了糾正以往教材的這一弊端,出現(xiàn)了砍掉其中某些內(nèi)容使教材精煉化的趨向。

所謂教材精煉化,就是在教材中只包含那些對(duì)學(xué)生今后發(fā)展最重要、應(yīng)用最普遍的內(nèi)容,并將這些內(nèi)容按新的教學(xué)系統(tǒng)加以整理,而刪去那些比較專門的、相當(dāng)獨(dú)立的課題。隨之而來的便是一門學(xué)科的基礎(chǔ)部分教材與討論專門課題專著的分離。這種趨向是更進(jìn)一步把巴黎綜合工科學(xué)校的教育思想貫徹到每一門課程中去。

以材料力學(xué)而論,較早的教材如鐵摩辛柯的《材料力學(xué)》(1930年出版),不僅包含了梁,彈性基礎(chǔ)上的梁以及薄壁梁等內(nèi)容,還包含了簡單的板殼理論,柱體扭轉(zhuǎn),塑性力學(xué),應(yīng)力集中等眾多的專題內(nèi)容。到了五十年代,大多數(shù)的材料力學(xué)教材都刪去了后面的那些專題內(nèi)容。而鐵摩辛柯的材料力學(xué)再版時(shí)也將專題部分與基礎(chǔ)部分分離出來,獨(dú)立出版為《高等材料力學(xué)》。

再以彈性力學(xué)而論,早期樂甫的《彈性的數(shù)學(xué)理論教程》是一本600多頁厚的巨著,它不僅包含了彈性力學(xué)的一些基礎(chǔ)知識(shí),還包含了板殼理論,彈性體振動(dòng)和波,彈性柔桿理論,非線性彈性理論等多方面的知識(shí)。到50年代以后,后面的各種專題都有了很好的專著出版,如前蘇聯(lián)哥爾琴文塞爾的《彈性薄殼理論》,諾沃日洛夫(Novozhilov)的《非線性彈性力學(xué)》等等。40年代蘇聯(lián)出版的列賓遜(Leibenzon)的《彈性理論》完全沒有后面的那些專題,而60年代出版的卡茨(Katz)的《彈性理論》僅有200頁厚,只涉及彈性力學(xué)最重要的基礎(chǔ)知識(shí)。

這方面代表性的教材還有德國人薩博的《高等工程力學(xué)》和馬格努斯的《工程力學(xué)基礎(chǔ)》,他們用相當(dāng)小的篇幅講述了相當(dāng)于理論力學(xué)、材料力學(xué)、彈性力學(xué)和流體力學(xué)的最重要的內(nèi)容(后一本書不到300頁)。德國大部分的工科學(xué)校的力學(xué)課程都是按照這兩本教材開辟的道路進(jìn)行教學(xué),輔以適當(dāng)?shù)牧?xí)題課,教授時(shí)間卻要四個(gè)學(xué)期?？梢哉f內(nèi)容充分精煉,而且要求學(xué)生牢固地掌握。

2. 教材內(nèi)容的現(xiàn)代化

純粹的只靠刪去某些專題使教材的份量降低下來,突出最基礎(chǔ)的知識(shí),是不能使教材滿足要求的。這是由于近代科學(xué)的發(fā)展,不僅僅是數(shù)量的增加,它往往要改寫整個(gè)學(xué)科的內(nèi)容,包括最基礎(chǔ)的部分。這也就是說,科學(xué)的發(fā)展有時(shí)會(huì)使整個(gè)學(xué)科產(chǎn)生質(zhì)的變化,它的最基礎(chǔ)部分的敘述方式、邏輯體系、以及應(yīng)用領(lǐng)域都會(huì)發(fā)生很大的變化,有時(shí)若干年后人們對(duì)它會(huì)有面目全非的感覺。

由上所述,教材的內(nèi)容還必須體現(xiàn)現(xiàn)代化的要求。對(duì)于力學(xué)教材來講,現(xiàn)代化最主要是體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

首先,要引進(jìn)現(xiàn)代化的數(shù)學(xué)語言。近三十年來,30年代由數(shù)學(xué)家發(fā)展起來的一整套新的數(shù)學(xué)語言迅速地向物理界推廣和普及,而且業(yè)已證明它在表述物理規(guī)律方面的重要性。例如,外微分和微分形式的引進(jìn),流形、切空間等概念的應(yīng)用,黎曼幾何、辛幾何等新的學(xué)科在物理中的滲透,已經(jīng)使得許多物理定律的描述簡單明了了。蘇聯(lián)學(xué)者阿諾爾德(В.И.Арнолд)的《經(jīng)典力學(xué)中的數(shù)學(xué)方法》一書,是為莫斯科大學(xué)三年級(jí)學(xué)生寫的一本力學(xué)教材,它使用近代微分幾何的概念,總結(jié)了從牛頓力學(xué)到拉格朗日、哈密爾頓力學(xué)的發(fā)展,實(shí)質(zhì)上是對(duì)幾何認(rèn)識(shí)上的發(fā)展的不同階段,即它們分別對(duì)應(yīng)于歐氏幾何、黎曼幾何和辛幾何。武際可、王敏中在1981年出版的《彈性力學(xué)引論》,隨后美國馬斯登(Marsden)寫的《彈性的數(shù)學(xué)理論》都應(yīng)用了外微分的語言來敘述彈性力學(xué),十分精煉。前者主要應(yīng)用于線彈性力學(xué),后者則是非線性彈性力學(xué)。

其次,計(jì)算機(jī)的發(fā)展對(duì)力學(xué)教材內(nèi)容的現(xiàn)代化提供了很重要的一個(gè)檢驗(yàn)手段。原來需要靠解析解或手工計(jì)算的重要內(nèi)容,現(xiàn)在讓位給計(jì)算機(jī)了,于是原來的部分便相對(duì)陳舊了,由新的適應(yīng)數(shù)值計(jì)算的方法取代了。例如,在彈性力學(xué)中,60年代以前,復(fù)變函數(shù)解法幾乎在每一本彈性力學(xué)的教科書中占有重要的位置,當(dāng)時(shí),它是唯一的較普遍使用的求解方法,而現(xiàn)在它已經(jīng)被有限元法取代了。隨著彈性力學(xué)邊界元法的發(fā)展,彈性力學(xué)中位勢(shì)理論和基本解顯得比較重要了。近年來,隨著計(jì)算機(jī)的普及與發(fā)展,計(jì)算力學(xué)通用及專用軟件的完善,以及一些計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件的出現(xiàn),將力學(xué)內(nèi)容與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合的材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)的教材也大量出現(xiàn)了。與此同時(shí),相應(yīng)的數(shù)學(xué)教材的內(nèi)容也有了較大的變化,以往的教材定積分的份量較大,有了計(jì)算機(jī)以及一些公式推導(dǎo)的軟件,定積分的計(jì)算訓(xùn)練就可以相對(duì)減少一些了;過去,常微分方程的內(nèi)容有很大一部分是講述可積情形,而現(xiàn)在既然數(shù)值解法的普遍使用,因而定性理論就顯得更為重要了。例如,阿諾爾德的《常微分方程》一書就重點(diǎn)介紹定性理論。

第三,現(xiàn)代化的教材還要以新發(fā)現(xiàn)的事實(shí)不斷充實(shí)教材。科學(xué)總是在不斷前進(jìn)的,新發(fā)現(xiàn)的定理、定律、規(guī)律與新現(xiàn)象層出不窮,一本好的教材總是要從中選擇影響深遠(yuǎn)的部分充實(shí)進(jìn)來。例如,在60年代以前的力學(xué)教材中,有百分之八十到九十是關(guān)于線性問題的,非線性問題很少涉及。近年來隨著非線性科學(xué)的發(fā)展,非線性這個(gè)名詞在教科書中出現(xiàn)的頻率也就越來越高了。非線性方程、奇異性、奇點(diǎn)、奇怪吸引子以及渾沌等新概念已經(jīng)在理論力學(xué)、振動(dòng)理論、微分方程等教材中廣為介紹。在彈性力學(xué)的教材中,值得一提的是英國人阿特金(Atkin)著的《彈性理論引論(An Introduction to the Theory of Elasticity)》在薄薄的一本小冊(cè)子中不僅介紹了線性彈性理論而且重點(diǎn)介紹了非線性彈性理論以及近代本構(gòu)理論和不變性原理等新內(nèi)容。它是作為英國高校大學(xué)三年級(jí)的教材,寫得簡單明了。

3. 教材的通俗化

一本教材,精煉了,有了現(xiàn)代化的內(nèi)容,但如果人們不易看懂,仍然不能認(rèn)為是一本好的教材。所以,近來國內(nèi)外的學(xué)者在教材的易讀性上花了很大的功夫。

要使得教材易讀,必須重新改寫重要定理、定律的證明和闡述,以簡單易于了解的通俗的方式取代以往的方式。例如,在費(fèi)曼(Feynman)寫的《費(fèi)曼物理學(xué)講義》中,在介紹第一宇宙速度時(shí),只要學(xué)生承認(rèn)兩件事,即:在地球表面水平飛行的物體第一秒下落16英尺;地球半徑為4000英里這兩個(gè)事實(shí)。然后,利用簡單的幾何推理就可以論證地球的第一宇宙速度為5英里(即7.8公里)。在這里他沒有引入速度,也沒有引入加速度,更沒有引入地心引力等概念的嚴(yán)格定義,卻通俗地解答了人造衛(wèi)星為什么能呆在天上這一事實(shí)。類似的優(yōu)秀論述在不少好的教材中不勝枚舉。

利用新的數(shù)學(xué)工具也可以使事情敘述得簡單明了。傳說俄國學(xué)者A.H.克雷洛夫很不愿意使用向量的符號(hào),張量則更不用說了,結(jié)果除了自己書寫冗繁以外,上課時(shí)學(xué)生盡忙于抄黑板?，F(xiàn)在的力學(xué)、數(shù)學(xué)教材中大部分都采用向量、張量的語言。如在場(chǎng)論中,一個(gè)無旋向量場(chǎng)有勢(shì)的結(jié)論,以往要經(jīng)過冗長的復(fù)雜推導(dǎo)才能得到,現(xiàn)在的許多教科書中利用閉形式與恰當(dāng)形式的概念,只要幾句話便可以闡述得清清楚楚。

在教材中盡量采用直觀、生動(dòng)和精美的插圖,是教材易于讀懂的努力方向之一。有的教材還采用了漫畫式的插圖更使教材富于趣味性。近年來隨著視聽技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了大量的光盤等影視教學(xué)教材。

為了改進(jìn)力學(xué)教學(xué)與人才培養(yǎng),急需改進(jìn)我們的力學(xué)教材。這是我們的共識(shí)。而我們的不少力學(xué)專業(yè)的數(shù)學(xué)、力學(xué)教材卻還停留在四、五十年代的水平,不符合時(shí)代的要求。為了改變這種情況,力學(xué)科學(xué)工作者,特別是力學(xué)教師,必須努力工作,而首先是再學(xué)習(xí)。

• 第一要熟悉當(dāng)前物理、數(shù)學(xué)和力學(xué)這些學(xué)科知識(shí)的現(xiàn)代化的進(jìn)程,特別是其中較為基礎(chǔ)的知識(shí)的現(xiàn)代狀況。

• 第二要熟悉社會(huì)提供的教學(xué)條件的變化,特別是計(jì)算機(jī)、電化教學(xué)手段的發(fā)展。

• 第三要熟悉自己教學(xué)的本門學(xué)科內(nèi)容,特別要用以上兩條來重新審視這些內(nèi)容,加以改進(jìn)。

在這樣的基礎(chǔ)上,才能教好書,寫出新的好教材。

目前,我們的主要問題是基礎(chǔ)教材太老,基礎(chǔ)課的內(nèi)容太雜,在學(xué)校里基礎(chǔ)課不受重視。由于在學(xué)校里具有顯赫地位的大都是一些在比較狹窄領(lǐng)域取得研究成果的專家,他們滿腦子的具體課題,認(rèn)為這也重要、那也重要。搞斷裂的說斷裂重要;搞細(xì)觀的說未來是細(xì)觀的天下;搞計(jì)算的說編程序要緊。結(jié)果使學(xué)生學(xué)許多雜亂而無系統(tǒng)的知識(shí)。我國在春秋時(shí)代的重要著作《周禮·學(xué)記》上說:“雜施而不孫,則壞亂而不修?！币馑际钦f,把雜亂而沒有條理的東西交給學(xué)生,是學(xué)不好的。還說:“記問之學(xué),不足為人師。”意思是說,像活字典那樣,記得許多事情,是做不好教師的。這種狀況也是不符合國際上現(xiàn)代高等教育重視基礎(chǔ)的潮流的。我們現(xiàn)在這種在教學(xué)中輕視基礎(chǔ)的風(fēng)氣,恐怕是社會(huì)上急功近利風(fēng)氣在教學(xué)中的一種反映。如果輕視基礎(chǔ)的風(fēng)氣不能改變,基礎(chǔ)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法不能有明顯的改善,我們的教學(xué)改革就有流于形式的危險(xiǎn)。

針對(duì)這種情況,尤其要緊的是,應(yīng)當(dāng)組織一些專家仔細(xì)研究:在現(xiàn)在的水平上來說,哪一些知識(shí)是最為基礎(chǔ)的,對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展能起至關(guān)重要作用的,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生確實(shí)學(xué)到手的知識(shí)。為此,可以開展適當(dāng)?shù)膶W(xué)術(shù)討論,在充分地爭論和討論的基礎(chǔ)上再做結(jié)論,或者不做結(jié)論。要避免過分簡單化。不能某個(gè)有名的人寫了一本教材,少數(shù)人一鑒定,沒有經(jīng)受過教學(xué)的實(shí)踐考驗(yàn),就匆忙向全國推薦,說是什么新世紀(jì)教材,如此等等。我們這么大的國家,應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)多出幾套教材,這并沒有什么壞處。應(yīng)當(dāng)下大功夫,編好針對(duì)這些基礎(chǔ)內(nèi)容的教科書、教學(xué)參考書。并且編好一批圍繞這些內(nèi)容的輔助讀物、通俗讀物、視聽材料等等。還應(yīng)當(dāng)把那些知識(shí)面寬、表述能力強(qiáng)而又在研究上取得重要成果的教員推到最重要的基礎(chǔ)課課堂上去。

與此同時(shí)翻譯借鑒國外優(yōu)秀教材也是一種可行的捷徑,過去一些已經(jīng)翻譯出版了的國外的教材,都有許多可資借鑒之處,已經(jīng)起到了良好的作用。

說到力學(xué)教材,我們不僅要關(guān)心課堂上使用的教材,還應(yīng)當(dāng)關(guān)心那種向公眾普及力學(xué)的以及著重于提高的廣義的教材。教材一共有三種,即供教師課堂講授的教本、供學(xué)生和大眾加深課堂講授的輔助讀物和供教師和學(xué)生提高的較深的教學(xué)參考書。目前我們所關(guān)注的只是教本,而對(duì)后兩類教材注意很少

說到力學(xué)科學(xué)普及讀物。迄今我國優(yōu)秀的力學(xué)科普著作、科普文章、科普影片、能夠使學(xué)生玩味的加深課堂內(nèi)容的課外讀物等如此之少,這不能不說是力學(xué)界的一大憾事。這里應(yīng)當(dāng)特別推薦的是蘇聯(lián)學(xué)者基爾皮切夫(Кирпичев)在1907年出版的《力學(xué)談話》,通過17次談話將力學(xué)中最重要的原理與內(nèi)容通俗地給以介紹。到1951年出版了第5版,至今它仍是一本適合大學(xué)生閱讀的好書。

我國的力學(xué)家們?cè)?jīng)為國家做出了巨大的貢獻(xiàn)。一個(gè)作出了很大的研究成果的科學(xué)工作者,如果他能用通俗的語言講給學(xué)生,使學(xué)生對(duì)這件事感興趣,才能算是一個(gè)好的教師。如果他又能用通俗的文體向大眾介紹,使大眾了解他做了些什么。那他才能算作一個(gè)好的科學(xué)家。《周禮·學(xué)記》上說“善歌者使人繼其聲,善教者使人繼其志”,信然也。

愿我國力學(xué)教育中涌現(xiàn)更多的優(yōu)秀科學(xué)家和教育家。愿我國的力學(xué)界健康繁榮地發(fā)展。

本文轉(zhuǎn)載自科學(xué)網(wǎng)武際可的博客,相關(guān)內(nèi)容最早以《對(duì)力學(xué)教材的幾點(diǎn)看法》刊于《力學(xué)與實(shí)踐》,2000,22(5):69~72,作者:武際可、黃克服。后進(jìn)行了補(bǔ)充,并在一些會(huì)議上進(jìn)行了介紹。

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