●學(xué)生記者 支宇珩
王青近照 支宇珩 攝
顏淵贊揚(yáng)孔子說(shuō)，“瞻之在前，忽焉在后。夫子循循然善誘人……”在清華大學(xué)物理系，有這樣一位鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、善于引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的老師，他就是王青教授。
現(xiàn)任清華物理系粒子物理核物理天體物理研究所所長(zhǎng)、清華大學(xué)高能物理研究中心主任的王青教了十余年“費(fèi)曼物理學(xué)（二）”、16年的“量子場(chǎng)論”、30多年的“電動(dòng)力學(xué)”，課下常耳聞不少學(xué)生笑稱“電不動(dòng)了”。如何讓學(xué)生提升學(xué)習(xí)興趣，甚至對(duì)物理抱有一生的熱情，王青想了很多方法。
對(duì)于很多學(xué)生而言，進(jìn)入大學(xué)，他們更期待接觸的是相對(duì)論或是量子力學(xué)等物理學(xué)中的“屠龍之技”，而不是被重新拉回“早已熟悉的”斜面和靜電力的競(jìng)技場(chǎng)中。 不過(guò)，“學(xué)生們自認(rèn)為早已熟悉的‘競(jìng)技場(chǎng)’，遠(yuǎn)不是這一領(lǐng)域的全部。費(fèi)曼也曾說(shuō)過(guò)，諸如相對(duì)論這樣的定律的確引人入勝，但還是應(yīng)該從簡(jiǎn)單的定律開始教起，因?yàn)楹笳摺钦嬲斫馇耙环N觀念的第一步’。”
和1961年開課的費(fèi)曼一樣，王青亦不喜歡枯燥無(wú)味的、按部就班的物理學(xué)教法。如何才能將這群早早向往著物理學(xué)前沿卻不免忽視眼前積累的學(xué)生拉回到現(xiàn)實(shí)的課堂中呢？王青想到的是增加與學(xué)生的互動(dòng)，其中，小班教學(xué)是簡(jiǎn)易而有效的方法。
“和傳統(tǒng)物理課不同的是，費(fèi)曼物理學(xué)會(huì)在各個(gè)主題中穿梭，在復(fù)雜的概念之上建立直觀的物理圖像。比如講授電磁學(xué)的時(shí)候，會(huì)提前引入電動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容。對(duì)大多數(shù)學(xué)生來(lái)說(shuō)，這樣的教法是一個(gè)挑戰(zhàn)。或許對(duì)像費(fèi)曼這樣的本科生不是太難。”王青說(shuō)。
正因如此，每逢選課季，物理系都會(huì)建議有意選這門課的同學(xué)“量力而行”。因此每年選這門課的學(xué)生，一般都是全年級(jí)物理學(xué)基礎(chǔ)最好的20多人，形成了典型的小班課。王青認(rèn)為，小班課是課堂從以老師為中心到以學(xué)生為中心的重要一步，師生的投入都會(huì)更大，因此教學(xué)效果也更好些。
從一兩節(jié)討論課“升級(jí)”到學(xué)生互動(dòng)成為課堂的中心，此時(shí)的教學(xué)就演化為“地道的”翻轉(zhuǎn)課堂，“核心是促進(jìn)主動(dòng)學(xué)習(xí)，老師必要時(shí)才會(huì)出面引導(dǎo)。”
“讓問(wèn)題驅(qū)動(dòng)成為教育過(guò)程的核心。”王青相信，學(xué)生自己才是創(chuàng)造知識(shí)的主體，只有通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主思考，才能使他們從地基開始真正認(rèn)識(shí)物理學(xué)這座“高樓大廈”。
“該系統(tǒng)有哪些可能的狀態(tài)，為什么會(huì)有這種狀態(tài)，哪些量決定了該系統(tǒng)現(xiàn)在處于這一特定狀態(tài)，又是如何從這一特定狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一狀態(tài)？”每次上課，王青都會(huì)引導(dǎo)學(xué)生提出各種問(wèn)題，一旦冷場(chǎng)，他便自己做出示范，將準(zhǔn)備好的問(wèn)題連珠炮一般地拋出，仿佛要將同學(xué)們“逼入死角”，刺激他們自主思考，以“絕處逢生”。
王青要做的，就是帶領(lǐng)學(xué)生從更高的角度審視似曾相識(shí)的物理學(xué)基礎(chǔ)，從而獲得全新的知識(shí)體驗(yàn)。“大物理學(xué)家和普通學(xué)習(xí)者之間的差距，更多是在視野而非知識(shí)積累上。如果說(shuō)我們絕大多數(shù)人都是青蛙，那么只有極少數(shù)大物理學(xué)家才可能是鳥。”王青相信，通過(guò)共同的交流與討論，師生都有機(jī)會(huì)獲得“鳥的感受”。
出乎他的意料，這樣的教學(xué)效果竟出奇地好。
一次課上，講到最后一章彎曲空間時(shí)，王青提到費(fèi)曼引力場(chǎng)方程，指出它和著名的愛因斯坦引力場(chǎng)方程似乎不一樣，希望有興趣的同學(xué)研究一下兩者的關(guān)系。令他沒(méi)想到的是，一位同學(xué)通過(guò)自主研讀相對(duì)艱深的黎曼幾何，生生啃下了其中部分結(jié)論，并據(jù)此給出了兩個(gè)引力場(chǎng)方程等價(jià)的證明。特別是在最后一步，該學(xué)生的推導(dǎo)結(jié)果和愛因斯坦場(chǎng)方程差了一個(gè)負(fù)號(hào)。“為了找到負(fù)號(hào)的來(lái)源，他花費(fèi)了很多時(shí)間，最后發(fā)現(xiàn)是由于數(shù)學(xué)上對(duì)曲率半徑的定義和物理不一樣所致。”
對(duì)此，王青很是欣喜。在他看來(lái)，學(xué)生自己推導(dǎo)出結(jié)論，這才是習(xí)得物理學(xué)知識(shí)的正確方式。“如果真正學(xué)懂學(xué)通了，哪怕不告訴他結(jié)論，整個(gè)理論體系他自己就可以全都推導(dǎo)出來(lái)。”
王青和學(xué)生在一起
“清華‘三位一體’育人理念是什么？”王青坐在書稿堆后面，調(diào)整了一下坐姿，“價(jià)值塑造，能力培養(yǎng)，知識(shí)傳授。”他認(rèn)為，在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式中，主要強(qiáng)調(diào)的是知識(shí)傳授，但在知識(shí)爆炸的年代，人人都有知識(shí)學(xué)不完的感覺(jué)。即便不是每個(gè)學(xué)生最后都會(huì)從事科研工作，但是也應(yīng)該讓他們掌握學(xué)知識(shí)的本領(lǐng)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)對(duì)未知的能力。“你在社會(huì)上立足，經(jīng)常要面對(duì)一堆自己不知道的事情，你要去熟悉他，親近他，最后了解他。怎么從不知道變成知道？在那個(gè)時(shí)候沒(méi)有像在學(xué)校里一樣教你、輔導(dǎo)你，只有去自學(xué)。”
王青打開木質(zhì)書柜下層，取出一套三卷本的《費(fèi)曼物理學(xué)講義》，紅色手寫體的“The Feynman Lectures on Physics”在米白色的硬質(zhì)書封上分外鮮明。這部書于1977年被引入國(guó)內(nèi)，是費(fèi)曼在上世紀(jì)60年代的美國(guó)加州理工學(xué)院所做的本科生基礎(chǔ)物理課教學(xué)改革成果，它改變了美國(guó)基礎(chǔ)物理教學(xué)的格局和視野。“這本書是我上大學(xué)時(shí)買的，是國(guó)內(nèi)最早的版本。大家評(píng)價(jià)說(shuō)，費(fèi)曼的這一套書比他的科研成就和影響更大。”
如今，中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)發(fā)展站在了重要?dú)v史節(jié)點(diǎn)上，王青堅(jiān)信，自己和同事們?cè)诮虝松系拿恳环輫L試與努力，其意義絕不僅限于一方講臺(tái)，也不限于一方校園……
（新聞學(xué)院2019級(jí)碩士張金牛對(duì)此文亦有貢獻(xiàn)）
編輯：曲田 李華山
審核：曲田
