一、建國后,全國理工科大學的物理教學,統統都以翻譯的前蘇聯教材來進行,在沒有合適的蘇聯教材可供選用時,乃用《達夫物理學》暫代。于是,教育部便聘請了蘇聯專家巴巴諾夫專門為工科物理教學,組織編寫了一套《物理學》(三卷本),此書于1954年前后在全國通用。上世紀六十年代,國內各大學又以國產教材來代替所用的蘇聯教材。至于工科物理教材,則正式出版的有云南大學顧建中編著的《普通物理學》,上海交大程守洙與同濟大學江之永合編的《普通物理學》。后者在國內工科院校使用較廣,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主要使用這套教材。從風格、體系以及涵蓋的物理學知識來看,它與蘇聯專家組織編寫的《物理學》相差不大。雖然在第五版中增加了不少現代物理學的內容,擴充了知識面,但這些內容大都以“*”號或閱讀材料的形式給出。由于教材體系所制,又因教學學時數的限制,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物理。但各學校大學物理學的授課情況,大致仍維持在“程、江本”1992年修改版的水平上。

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

1.與中學物理學的體系和編排次序基本重復。名為《普通物理學》,實為中學物理的解讀和深化。大學新生在中學,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象。但進入大學后,物理課和物理教師展現在他們面前的,仍然是中學物理中所熟知的滑輪、斜面、拋體、點電荷、理想氣體等古董。大學的普通物理除增加了一點難度和數學的復雜性以外,大學生們并未發現有多少重大的、新的、現代的思想和理論呈現在他們面前。這樣就使得一些有才能的,對現代科學充滿激情的大學生感到非常的沮喪,學習情緒頓減!反過來,對物理課的教學造成負面影響。多年來,大學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》事實上是物理專業普通物理教材的縮寫本。在理科的物理系,學生要用兩年(或更多的)時間學習普通物理,目的是為專業基礎課———四大力學(理論力學、熱力學、電動力學和量子力學)的學習,打下堅實的基礎,然后,再開設專業課或專門化的課程。通過這樣一個程序,使物理系的學生,具有扎實的經典物理的知識,為今后掌握和精通現代物理的思想、方法、理論和實踐做準備。所以,在理科的普通物理,以經典物理的理論和方法為主。而“程、江本”《普通物理學》只向工科學生講了一些經“壓縮過”的經典物理學知識。這就有意無意地拉大了工科學生與現代物理學之間的差距。這樣的工科大學生不可能較好地領會現代物理的思想、方法、理論和實踐,即使物理學學得很好的學生,對現代物理也知之甚少。

3.目前,人類已進入新世紀。經過上世紀的發展和準備,現代科學和技術更是日新月異,得到迅猛的發展。就物理學本身來看,它已從局部的決定論、線性化、對保守系統的研究等,進入到對整體的可能性、非線性和耗散結構的研究,產生了很多新思想、新概念和新方法。物理科學的成就,已深深地溶入了現代技術之中。上世紀,量子物理、固體理論幾乎是物理學家的專利。而今天,它已在現代科技中扮演了主要角色。因此,程、江本《普通物理學》的舊體系,已經落后于現代科技的發展,與現代科技發展的水平完全不相適應。它只能讓學生學習知識,但不能學習知識結構;只能讓學生學習物理定律,但不能學到發展物理理論的方法;也學不到現代認識論的基本觀點等等。

三、物理教學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。應該用現代的教育思想和手段,現代物理科學和現代技術的成就來改造原有的物理教材。只有如此,才能培養出面向新世紀、面向未來、面向現代化的,具有創新能力的高素質人才。只有如此,才能使工科物理教學適應新形勢,上一個新臺階。

多年來,我們雖有這些感覺,但沒有適當的教材,這些想法無法付諸實現。“九五”以來,新出版了眾多工科物理學教材,倡導改革。我們注意到以中國科技大學汪克林教授為顧問,由北京科技大學朱榮華教授主編的一套《基礎物理學》教材。這套教材是教育部工科物理課委會組織編寫的,面向二十一世紀的普通高等教育“九五”國家級重點教材,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全面推開,廣泛使用。使它逐漸成為我國工科院校物理教學的主導教材。最近,我們詳細翻閱了這套教材,從中看到這套教材以大科學為背景,以全新的視角,以現代教育思想和現代科技成就為主線,向工科學生介紹現代物理學的整體知識結構。是對學生進行科學素質教育和知識創新教育的一本好書。這為工科院校的學生,掌握現代高新技術提供了一個全新的物理平臺,為培養21世紀的創新人才提供了新理論、新方法、新觀點。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開創一個新局面。

四、實踐檢驗新體系的可行性設想

上述預期,可以用實踐的方法進行檢驗。因此設想,從新招入的新生開始,由對此項工作感興趣的物理教師,在部分學生中進行試驗,試用這套教材。為保證試驗能順利進行,并解決教師“能教”,學生“能學”以及其它有關的問題,需要有下列條件的配合:

1.作為《大學物理》課程建設的一部分,可以將這項工作作為教改項目專門立項,進行研究和實踐。學校提供一定的資金支持,以作為資料搜集及學術交流之用;

2.首先選一個或兩個學院,挑選組織兩個班(約300學生左右)試驗。其中一個為重點專業;一個為普通本科專業。通過試驗以取得教和學的適應性方面的第一手資料。用實踐的方法來認識和考查應用這套教材的實際可行性;

3.由于《基礎物理學》的體系與現有《大學物理學》的體系完全不同。因此,試驗學生單獨布置作業、單獨進行考試。不參加物理課的全校統考。至于教學效果的評價,可以研究一套評價體系進行客觀的評估。