绝大多数国际课程是无用的吗? 一位国际课程物理老师的随笔
(文/刘骁威 光华浦东国际课程中心的物理老师)
虽然《毁三观:从申请角度看,绝大部分国际课程毫无用处》这篇文章标题已经标出“从申请角度看”这几个字,但是文章的标题还是透露出一个潜在的信息:如要出国,学习国际课程没什么用。作为一名从事A_LEVEL教学的物理老师,不太清楚从申请角度看,国际课程对于出国的用处有哪些,但是如果从物理教学的角度来看,物理的国际课程对于学习物理来说有着巨大的帮助。
首先,无论从哪个角度比较国内课程和国际课程,从教学和课程本身进行比较才是最重要的。
申请角度等其它角度固然有研究的价值,但是课程最重要的部分还是其本身的内容。是否适合学生学习?是否能帮助学生完成高中到大学的过度?是否能从这个课程里了解这个科目最新的发展?是否真的能让学生了解到这个学科的本质?如果各位撇开功利的思想,那么这些问题不应该才是我们老师,学生和家长最应该关注的吗?
那么接下来我们就从课程本身的角度出发来了解一下国内课程和国际课程(这里以A_level物理为例)的区别,笔者不想说哪一门课程简单,哪一门课程好学,而是从物理学习本身出发,简单谈论一下这两门课程孰优孰略。由于物理这门学科所包含的内容实在太多,笔者就从物理学中的量子力学的学习出发,来对两门课程进行一下比较。
现在主流的物理学所研究的内容是基于两个理论,分别是爱因斯坦的相对论和量子力学,就目前最前沿的物理学来看,这两个理论是最重要的基石,也是作为一名物理学者看待实物本质的指导思想。
自从十九世纪的最后一天,著名物理学家开尔文男爵在物理年会上谈及目前物理学存在的两朵乌云,直到现在的量子力学和相对论对整个人类的社会的卓越贡献。可以说这两门理论对于学习物理的人来说是相当重要的。接下来,我就从量子力学教学的角度来看待两个课程。
首先量子力学是一门非常难学的理论,量子力学的奠基人之一波尔曾经说过:“如果谁在第一次学习量子概念时,不觉得糊涂,那么他就一点也没有懂”。可见这门理论有多难以理解,但是作为主流理论,想要学好物理,学好这门理论是必要的前提条件。
由于难度太大,学生只有在本科阶段才会被要求学习这门理论,那么如果在高中不适合学习这门理论的话,在高中阶段学习为这门理论服务的基础知识就显得很有必要了,毕竟物理学习的重要目标之一还是要掌握量子力学。
笔者将会就德布罗意波公式,这个知识点的学习来为读者展示两门课程在对待物理学这门学科所采取的不同策略。
那么学习量子力学需要知道哪些基础知识呢?其中有一个重要的知识点:德布罗意波的公式。学习量子力学,德布罗意波是一个很重要的公式,反应出所有物质都有波粒二象性。这个公式的表达式也非常简单:
λ=h/p
其中,h 是普朗克常数,p 代表了这个物体的动量,而λ则代表了这个物体的波长,这个公式揭示了凡是具有动量的物质都有波的特征。
这是学习量子力学很重要的一个公式,那么两门课程是如何对待这个公式的呢?
A_level 课程简单介绍了这个公式并做出了解释,而国内的教材没有提到这个公式,连普朗克常数都未提到,在上海的教材里,不提普朗克常数也就罢了,连动量甚至都是一个选修的模块。
那么这个公式如何运用呢?笔者在这里不具体细讲,直接与大家分享结论,德布罗意波公式可以推得电子围绕原子核旋转必定处于量子化的状态,在推导的过程中会运用到一个很重要的概念:驻波。
对于驻波这个概念两门课程如何对待呢?A_level课程详细介绍了驻波形成的原理以及特征,国内课程只字未提。
那么这对于学习物理的学生到底会有什么影响呢?
我们以杨福家教授的《原子物理学》这本教材为例,这本教材也是笔者在本科期间所用的教材。杨教授在这本书里直接介绍了德布罗意波公式以及其运用,并且未对动量,驻波等概念进行说明,而是直接运用。这说明杨教授认为德布罗意波对于刚接触这本教材的学生是一门新的知识,而动量,驻波这些概念应该是已经掌握的物理基础。
如果你是一名在上海高中毕业的学生的话,那么你要理解德布罗意波的话,你就必须先自学动量和驻波。而对于学习国际课程的学生来说,你已经具备了所有的预备知识,直接学习新知识即可,这两者的差距可见一斑。
对于笔者而言,通过对IG(可简单认为是英国初中),A_LEVEL(可简单认为是英国高中)和本科教材(国外的物理本科笔者并未体验过,全部通过国内的本科教材和国外大学的公开课所获取的信息)的比较,笔者发现它们之间存在一个高度的连续性,而国内的物理课程,可以说高中和本科之间几乎是完全断裂的,许多在大学里理所应当运用到的知识,在高中物理教材里只字未提,或者提及的很少,这对于学生的体验来说是相当糟糕的。
想象一下,当你的大学老师讲授一个新知识的时候,你还要花大量的时间对这些基础知识进行自学,这是一件多么辛苦的一件事。
这里笔者仅仅对物理课程中的一小点进行了对比,如果完全对这两门课程进行详细的对比,你会发现类似于这样的情况还有很多。
例如理想气体,国内课程不会提及分子平均动能的表达式,再例如电路,国内课程不会提及基尔霍夫定律。而这些内容在A_level课程里都做了详细地介绍,从物理学习的角度而言,这些都是基础物理中非常精华而重要的知识。
学习需要一个连贯性,递增性,国内物理课程的存在着以上明显的缺陷,从这两点而言,A_level课程显然做得更好。
最后,笔者并未对所引用的信息进行严格的标注,是因为此文只想写给高中物理教育的同行们一起探讨,对于在这一领域工作的教师们,这些信息都十分熟悉,不存在作假一说。此文目的旨在探讨国内物理教育现状,并不是一味夸大国外的月亮比较圆。另外,不知道教授数学和化学的同事们在比较中外课程之后,又有哪些看法呢?
|