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发布日期：2025-04-22 06:05    点击次数：122

2024年11月18日，我国特出的物理学家、对我国大学基础物理训诫作出了紧要孝敬的物理训诫家、北京大学教授赵凯华吃亏，享年94岁。

赵凯华先生是中国物理训诫界的特出代表，为普及我国高校物理基础教学水平、股东物理教学改革、培养物理学东说念主才和物理名词表率化作出蹙迫孝敬。赵凯华先生深耕物理教学，文章等身，卓越是他编辑《电磁学》《光学》《定性与半定量物理学》《新想法物理教程》《新想法高中物理学读本》等多部课本，深深影响几代物理学子。此外，赵凯华先助耐久参与期刊裁剪职责以及中国物理学会相关职责，积极股东中外物理学学术交流与物理训诫国际化。赵凯华先生的训诫理念和奉献精神，为中国物理训诫注入了新风尚，其影响将永远难忘在学界与训诫界的历史中。

本文是赵凯华先生九旬乐龄之时的谈话，谨以此文顾虑赵先生。

赵先生千古！

撰文 | 赵凯华

余出生家学渊源，父母齐因学习获利优异登第官费留好意思。本东说念主自幼深爱念书。为了学好英语，我前后读了两个中学，都是教养学校。按其时的说法，中学的主要课程是英 (语) 国 (文) 算 (学)，我样样都花了很大的元气心灵去学好。有东说念主问我，你的业余爱好是什么？很难回应。音乐吗？我五音不全；好意思术吗？我小时候画过一些画；戏曲吗？我大要观赏少许京剧 (主若是传统剧目) ；体育吗？我年青的时候心爱玩玩球。那你最心爱的是什么？我可以用一个故事来线路。我在高中一年纪后的阿谁暑假，除了偶尔约几个同学到学校去玩篮球，都呆在家里，解了一百多说念几何难题。这是我最大的爱好。我念中学的时候，教学经营是高一学生物，高二学化学，高三学物理。我念完高二时 (1946年) 正巧抗战收效后西南联大复员，三校合资在北平招生。我就想试一试，以同等学力报考 (防范：不是学历，那时招生不问学历) 。若何填志愿呢？(那时家长和安分都不侵扰，完全由学生我方决定。) 我最心爱的学科是数学和物理 (固然我那时在高中还没学物理)，其时我想，学数学不成兼顾物理，学物理却可兼顾数学，于是我填的三个志愿是物理、物理、物理。没意象高考一次射中，决定了我终身的行状———物理学。

1950年我大学毕业，走上了教学职责岗亭。那时个东说念主的志愿和爱好已不成我方遴荐了，但我心爱教学。履行上我在大学毕业前如故有过少许教学资历。1948年国共内战，一批东北学生流一火北平。北大学生自治会发动志愿者为他们补课。我参加了，为他们补数学课。学生自治会还饱读动为北大的工东说念主上文化课，我也参加了。大学四年纪的时候我还兼过胡宁教授的助教，请示电磁学。

底下将联接我方的资历从几个方面谈谈我对物理训诫的看法。

1

物理教学的首要任务是成立一个个正确的物理想法

古代莫得物理学。古希腊有天然形而上学，也称物理学，那不是当代真谛下的物理学。天然形而上学的宗匠是亚里士多德。他认为物体的通顺是靠外力撑持的，亦即，力是和速率臆度在统共的，而不是与加快度臆度在统共。在东说念主类解析的历史上“加快度”想法是一千多年后伽里略建立的。其实亚里士多德的不雅念亦然当代一个普通东说念主从小到大由我方的训导里造成的不雅念，自觉地滚动过来是否也要经过上千年？贬低这个流程的唯独办法是学习物理学。但不是每个东说念主的念念想都能转过这个弯，用我国当今的说法叫作念“念念想改造”，不是那么容易的。我讲一个故事。我有一位一又友，Nachtigall (读作“纳赫替伽”) 教授，他是德国的首席物理训诫内行。一次他来到北京，我到宾馆去看他，在客厅里一边喝茶，一边聊天。我国曾给他配了一位翻译，由于咱们两东说念主用英语交谈，翻译没事就坐在一边。Nachtigall教授认为，对物理的认识有两种，一种是操作性的认识，一种是本体性的认识。他例如，他相识一位从香港到德国去的中医，身边带了一个扶直针灸的小盒子，上头有两个旋钮，一个标称电压，一个标称频率。问这位中医对“电压”和“频率”这两个想法何如认识，他说，“电压”即是旋这个钮，“频率”即是旋阿谁钮。Nachtigall教授说，这即是操作性的认识。Nachtigall教授谈到这儿意思意思来了，提倡咱们迅速作念个实验。他把坐在傍边的翻译叫过来。翻译大学里是学预备机的，上过物理课，而况通过了考试。Nachtigall教授一手提起茶杯盖高高举起，甘休后由另一只手接住。这时问翻译“茶杯盖的加快度是什么宗旨？”回应说“向下”。他又把茶杯盖朝上扔，对方的回应是“加快度朝上”。他和我都笑了，但翻译窘态其妙，不知说念咱们在笑什么。番邦有位教授说，什么是素养？素养是学过后多年，大部分都忘了，剩下来的即是素养。看来，竟然掌捏物理素养是败坏易的。物理教学最蹙迫的任务是让学生竟然竖立起正确的物理想法，卓越是对入门物理的东说念主。

物体的通顺是随时刻变化的，电磁场的空间散布经常是不均匀的，这恰是丰富多彩天然景色的由来。已往法拉第创立电磁感应定律前前后后用了十年。启程点当他得知奥斯特的电流使磁针偏转的实验后，他便想，磁铁反过来也应该产生电流。这是一个相当贵重的想法。当他把磁铁插入一个线圈时，只看到稍纵则逝的脉冲，却看不到接续的电流。这不符合他的预期。他的实验断断续续地作了十年，终于相识到是磁场的变化率产生电流。从“恒定”到“变化率”，迈出这一步格外贫窭。

本东说念主写稿此文时正巧武汉疫情爆发，天天险隔在家在网上看新闻，其中频繁展现疫情发展的弧线。东说念主们豪情何时出现弧线的拐点。拐点意味着什么？是疫情发展速率为0吗？非也，拐点是疫情发展速率最大的时刻，此刻加快度为0。经济学里有个难解的想法，“旯旮效应 (marginal utility) ”，从数学的不雅点看，其实即是拐点效应：效益最大之时，即是效应衰减之始。咱们的中学物理课最大的波折是只强调物理量均匀不变的情形。这是因为受到数学的斥逐，不成用微积分。其代价是使学生对物理量时空变化要领不睬解，使得正确的物理想法难以成立。用弧线代替微积分来老师是一个可行的办法，我编写的中学物理教科书《新想法高中物理读本》一初始就大都收受弧线的方法来阐扬和教练相关的物理想法。其实让高中生懂少许浅鲜的微积分亦然可行。在我读中学的时间，高中教少许或学生自学少许微积分，不是太个别的景色。当今的物理竞赛培训中，也会教少许微积分。

教学中学生常问，某物理量的物理真谛是什么？问“能量”的物理真谛，告诉他是“作功的材干”；什么是“作功”？是力乘位移，但力必须是平行位移宗旨的。一个东说念主在平路上挑着担子走30里，物理学家说他莫得作功。为什么不算垂直宗旨的力？其实，物理想法不是唯独的，不同的想法往往莫得正确与否之分，但有优劣之别。物理想法是为线路物理要领而建立的，好的物理想法可以抒发泛泛的物理要领，线路泛泛的物理景色。“功”之是以这样界说，是因为这样才能线路功能旨趣和能量守恒。我想对一个物理量的物理真谛问题最根蒂的回应，是这样界说大要简单而深入地抒发某个天然要领。对于请示和习题教练这里说的请示指习题课、答疑和课外请示。在北大不时是出一些想法上容易搞错的问题，让学生商榷。为了使学生竟然搞了了想法，出一些“陷坑式”的问题把学生的颠倒想法调出来。“文化大改换”时有学生贴大字报，说这是“以学生为敌”。非也，其实这是一种对改革想法颠倒相当灵验的方法。我在课外给学生答疑的时候，发现学生有想法性颠倒时，亦然这样作念的。因为学生的颠倒想法恐怕是非常坚强的。如果你正面回应他，他可能名义上经受了，考试时按你的想法回应，其实他心底里并抵御，多年以后他照旧他。我的作念法是顺着他的念念路提一些问题，把他相易到一个连他我方都会认为颠倒的斥逐。在黔驴技尽的情况下他才会幡然省悟，忍让听你的正面解释。此乃“不破不立”之谓也。在中学里有些安分对优秀学生的请示有很好的训导。1991年上海学生王恬然获取国际奥林匹克物理竞赛的金牌，记者问他物理安分对他有若何的匡助，他说，安分对他的最大匡助是允许他不去听课。1995年陕西学生淤海涛获国际奥林匹克物理竞赛第又名。他在高一时参加过本省的化学竞赛。物理安分把他叫来说，我来培养你参加物理竞赛。办法是为他指定一些参考书我方去学，有问题时再来找安分。淤海涛来问问题时，这位安分并不获胜回应，而是反问一些问题。经常的情况是淤海涛不再问了，说我赫然了。国际物理训诫委员会主席Jossem教授也曾说，最佳的安分大要让所教的学生嗅觉到我方是我方最佳的安分。话有些拗口，真谛是说，大要培养学生自学材干的安分是最佳的安分。上文提到的两位安分都是最佳的安分。

学物理，作念习题是不可少的教练。但为了支吾高考而遴选的题海政策是不可取的。普及习题教练效果最佳的作念法，是饱读动学生我方判我方的习题。判断我方的谜底是否正确有许多方法，如从物理上看斥逐是否合理，用不同的解法是否得到通常的斥逐，倒过来算 (如用减法查对加法，用除法查对乘法) 是否收复，等等。这样，好的学生认为我方解题唯独两种斥逐，要么作不出，要么自信作念出来的斥逐详情是对的 (哪怕与法式谜底不符) 。也许还有第三种可能，认为题出错了。若安分不容或，敢与安分申辩。在北大，培养参加国际竞赛的学生时还有另一种作念法，即是让他们我方编考题，之后同学们之间相互指摘。这些都是加强习题教练的高档技巧。

2

发展物理学的能源和普及学生的钦慕

有一段时刻里咱们曾被教导：科学发展的能源是坐褥。这详情是鉴识的。履行上科学发展的能源是东说念主类的肄业欲和好奇心 (curiosity) 。功利的方针是有少许的，卓越是对应用科学，而地说念科学发展的能源基本上是东说念主类的肄业欲。一个东说念主的肄业欲是随着他的学问增长而增长的。以我个东说念主为例。为什么我考大学时所填的三个志愿都是物理？固然我高中里莫得学过物理，但浏览过家里订的杂志。印象最深的一次，是我看到一篇文章先容，从太阳光谱的分析得知，太阳的主要化学因素是氦。物理学能让咱们坐在地球上就能知说念天上的事，太神秘了。我要学物理。大学三年纪的时候我已学过力学、电磁学、热学和光学，一度有过这样的想法，物理学我如故差未几全懂了。不久初始上近代物理课，我才知说念，我还差得远呢。古希腊形而上学家芝诺有个比方：一个东说念主的学问畛域是个圆，圆外是未知。学问越少，圆周越短，讲和的未知越少，他就会自夸，致使于空隙；学问越多，圆周越长，讲和的未知也越多，他就越谦善，肄业欲就越强。即是这个风趣！

学生有两类：喜爱物理的和歧视物理的。也有一批中间的，你教得好，他们可以心爱物理，教得不好，就歧视物理。好的教师应能普及学生对物理的钦慕。要引起学生的钦慕，不成单靠言语风趣或开打趣。某个安分言语很逗，跟说相声似的。过后学生只铭刻见笑，但忘了安分想线路什么物理问题。是以讲见笑要围绕着物理的内容，特出物理内容。关键的是安分要对我方讲的东西充满步地。咱们教书多年，好多教师都有这样的感受：一朝上了讲台，就像一个演员干与了变装，把我方融到要讲的物理环境内部，用步地去感染听众，让他们感到被诱骗，随着你统共推敲问题。教师讲某个问题时，率先我方要对这个问题很感钦慕，用变装抒发的心思去感染学生。北大已故的黄昆教授，在1952年和1953年的时候给一年纪上普通物理大课。好多听过黄先生的课的学友回忆起来，说黄先生上课时，从不讲见笑，一上来就讲主题。但是同学的反应是，只消黄先生一启齿，我方的防范力就完全纠合到他那儿了，然后就一步一景色随着他的念念想走。他们说听黄先生讲课是很大的享受。由于大班讲课的局限，黄先生很少跟同学交流，即是一齐这样讲下来。群众一齐随着他走下来，到了下课时刻，都认为时刻过得不长。听他的课不仅学到学问，还学到了念念想方法。

考上大学的理科生，多是中学里的杰出人物，他们对物理，卓越是近代物理的多样沸腾东说念主心的成就满怀钦慕。如果进得大学门来，两年之内尽和一些滑轮、斜面和经典电路之类的东西打交说念，他们会不会感到失望？然而物理最新着力的内容很深，无法给低年纪学生讲懂。一次我在德国侦查教学时听了一位教授给刚入学的一年纪学生讲力学课。他在讲摩擦力时臆度到超流景色。课后我问他，你讲这些学生能懂吗？他说，有些内容学生可以不懂，但不成不知说念。在这个想法的启发下，我把我教课的内容分为基本和膨胀两个部分，基本部分学生必须认识和掌捏，膨胀部分仅仅为了扩大眼界，听听就算了，可以不懂。这少许我国的学生很不风尚，安分一讲到这些内容时，学生就要问：“这个考不考？”我的训导是讲前预先声明，下边要先容的一些内容是不考的。学生一下子就宽心了，就专心来听，懂若干算若干，钦慕也来了。1993年我讲力学课的时候，学生在拜访表上反应，赵安分讲的课很激发烧爱，但我不周全懂。三年后，到了他们四年纪的时候咱们作念了一次追踪的拜访。他们反应，说其时听赵安分讲的时候有的问题我不懂，然而引起了我极大的钦慕，以后几年学后继课的时候，我带着不懂的问题去学，把问题搞懂了。带着问题学，比带着一张空缺纸去学着力要高得多。有些学生还说，当今要毕业了，有些问题还不懂，今后有契机我还但愿把它搞懂。

3

物理教师的自我修养

我体会，搞好教学职责，除了对学生进展的敬业精神和基本的抒发材干以外，最主要的即是对课程内容认识的进程要深一些，对于基础课来说尤其如斯。基础课的内容固然浅，对教师的条目却更高。东说念主们常说，给学生一杯水，教师需要有一桶水。但这不通俗是数目问题，关键在于索取。不要以为唯独科学斟酌需要钻研，教学也需要钻研。咱们年青的时候，同业间曾以郭沫若“丝、蜜、奶、漆”的譬如相饱读动：

蚕食桑而吐丝，蜂采花而酿蜜。牛吃草而出奶，树吸壤而生漆。

破其卷而取神，吮其精而去粕，融天地之万有，凭呕心之创作。

杜甫说：“念书破万卷，动笔如有神。”这个“破”并非要把册本翻烂了，盖破其卷而取其神也，以达到交融领略的意境。

动作一个教师，不仅要向册本学习，向文件学习，向同业师友学习，还要向我方的学生学习。教师被学生问住是常有的事，这会促使教师深入念念考。恐怕学生还会给出安分未始意象的好回应。“兼容并包”此之谓也。我本东说念主在这方面深有体会。

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物理训诫是最蹙迫的科学素养训诫

物理学是唯独的一门表面和实验高度联接的精密科学。物理学中有一套最全面最灵验的科学方法。当今物理学的想法、旨趣和方法已被应用到化学、人命科学、地学等通盘天然科学中，致使浸透到经济学、社会学等社会科学，产生了十分积极的效果。物理学是20世纪以来最蹙迫的高档本事的原能源。最蹙迫的科学素养包含在物理学的基本想法、基本旨趣和基本方法之中。物理课是科学素养训诫最蹙迫的阵脚。

什么是科学素养？或者问，什么是科学？“科学”一词，英文是science，德文是Wissenschaft，都含有学问和聪惠的真谛，日本东说念主把它翻译成“科学”，即分科的学问。请示“科学精神”是什么，说是分科的精神，岂不滑稽。北大初创时，叫“格致学”，格物而致知，相比更接近“赛先生”的本意。可惜自后随了日本，改成“科学”，延用到今天。我认为，科学的基本理念是两条：感性念念维 (符合逻辑) 和尊重实验，从而也就不屈从权势，不迷信巨擘。科学的命题必须是大要由实验来证伪 (falsify) 的。这是真伪科学的分野。为什么说“证伪”而不说“阐述”？因为若干个正面的事例也不成保证今后不出现一个反例，而一个反例就足以含糊它，是以表面是不成完全被阐述的。为什么条目能用实验来证伪？假如有东说念主声称：寰宇上有阴魂，你何如用实验来证伪？天主的存在既不成实考阐述、也不成实考证伪，这些都不是科学命题，那是信仰。形而上学的命题许多亦然不成用实验来证伪的。如果大要用实考证伪而不承认，那是伪科学。尊重实践侦查，这是科学家最蹙迫的素养。

学物理的东说念主处治问题的念念路和别东说念主不一样。大学本科生作念少许科研是很好的教练，有一次我把北大物理系三年纪的几个学生交给宋菲君 (北大物理系60级学友，大恒公司总裁) 作念点斟酌。一个芯片有四十几条腿，必须在并吞个平面上经受焊合。通过活水线时及格与否，必须在几秒钟内得到判断。办法天然是光学的，数据要经预备机处治。同学们的任务是编这个法子，同期公司的工程师也在编。很快法子都编出来了，但物理系学生编的法子有个特质，他们用胡克定律把管脚在重力场中的弹性形变也推敲进去了。杨再石 (北大物理系59级学友，高教出书社总编) 曾给我讲了一个故事。一个星期天，他学物理的女儿和另一个学预备机的孩子在他家里玩。他出个题目，把多体面的足球烯在预备机屏幕上泄露出来，视角宗旨可以动掸。两个孩子很快都把法子编出来了，效果都可以。但查考两东说念主的作法，念念路是不一样的。学预备机的是用已有的软件完成的，学物理的则从多体面的方程式启程。杨再石说，如果我再加一个任务，把多面体砍上一刀。学预备机的可能要重新来起，学物理的在正本的法子上加一个方程式就行了。

在经营经济时间，大学毕业生的职责是协调分拨的，表面上专科应该对口，大多数东说念主一辈子莫得转业。改革通达后执行商场经济，据统计，毕业生十年之内不转业的东说念主是很少的。职责的变动有的是主动的，有的是被迫的，但好多在专科上都转业了，留在外洋的留学生更是如斯。物理毕业生专科变动的幅度相比大，妥贴性也相比强。物理训诫是科学素养训诫，在物理系学生返校的聚积上我常说“学物理的干什么都不算转业”，即是这个真谛。这是我一贯的看法。1977级的学生罗龙，他的物理学习获利很好。毕业后考斟酌生，改学经济，在东说念主民大学获经济博士学位。他是广西东说念主，在耕种后生干部时被耕种为南宁市副市长，把持外贸。一次我到南宁出差，他故意请我吃饭。一碰头他就说，你是我的恩师。不是因为你教过我电磁学，而是我四年纪的时候，你动作系主任批准我选修经济系的课程。他在大学念物理的时候就决心日后搞经济，但要在学好物理之后搞经济。我问他，你当今认为学物理真对你搞经济有克己么。他想了想回应说念，我推敲事物的因果关系时，不像世俗东说念主那样想：因为A是以B，而是解联立方程：因为A，B，C，是以E，D，F。之后他又补充说，他的博士论文是建立一个国际生意的数理模子，在大型预备机上完成的。不学物理能作念到吗？1978级的学生于大海比罗龙想得更远，决心在拿到物理硕士学位后再转入经济学。1981年他通过CUSPEA考试赴好意思留学，在很短的时刻内以优秀的获利拿到硕士学位后，转学经济学。自后他参加了合资国的职责。这两位同学都是很有远见的。物理系还有一位学生，1977级的夏廷康，他在好意思国拿到物理和法律两个博士学位，当今是讼师，故意处治学问产权专利方面的纠纷。

科学素养还有一个蹙迫方面。我最钦佩的学长于敏的东说念主生座右铭是“澹泊以明志，宁静而致远。”他给《院士风范》大画册的题辞是“非宁静无以致远。所谓宁静，对于一个科学家，即是不为物欲所惑，不为权势所屈，不为犀利所移，永远保持严格的科学精神。”伟大的科学家亦然东说念主说念主义者，他们关爱他东说念主，互助友善，解放、对等、泛爱。优秀的科学教师，应以我方的富贵品德，对学生身段力行。

吾尝戏作冷凌弃对一副：“普众东说念主性論 現代物理学”。所谓“冷凌弃对”，是高下联逐字对仗极其工致，但语义风牛马不相及。此联逐字对仗可谓格外工致，高下联是否一點也不相关？也许应了古诗“东边日出西边雨，说念是无晴还有晴”之句 (刘禹锡《竹枝词》)，并非真的没相关联吧。

本东说念主已届豆蔻年华，垂垂老矣。愿年青的物理教师们足履实地，物理训诫的水平更进一竿。

本文经授权转载自微信公众号“中国物理学会期刊网”。

学生物理学物理黄先生赵凯华发布于：北京市声明：该文不雅点仅代表作家本东说念主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间做事。