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成长中的哈工大物理教研室

  皮名嘉

  1950年,我来到哈工大研究班学习,这时物理教研室的俄籍教师已经全部离开,教研室的建设就全部靠我们中国人自己“另起炉灶”了。具有强烈爱国心的洪晶教授匆匆从美国赶回中国,成为我们教研室的第一任主任。在研究班学习的孙瑞蕃、马祖光则担任副主任。这个领导班子做了大量工作,一直延续到“反右”后期。
  当时正有大批苏联专家来到我校帮助建设重点工科院校,先后有杜波夫、曼徹夫、柯洛瓦诺夫3位苏联专家来到物理教研室工作。在3位主任和研究生(后均转为教师)的全力配合下,按照苏联的体制、规格和经验,物理教研室被建设成初具规模、生气勃勃的集体,并且拥有一支精壮年轻、奋发有为、素质较高的师资队伍。
  哈工大物理教研室在苏联专家帮助下创建,在洪晶、孙瑞蕃、马祖光以及后继主任的带领下,依靠大批年轻教师无私的辛勤努力而茁壮成长,积累了丰富的经验,也做出了不小的成绩,受到工科院校兄弟教研室的尊重。
  有些什么经验呢?我想重点谈两点感想。
  一是重视教学,不断探索提高教学质量的途径。
  教师的根本任务就是教学,为培养高素质人才而辛勤耕耘。所以教研室一直认真制订和执行教学大纲、教学日历,并探索如何提高教学方法和效果,从长期的教学经验中寻找提高质量的关键。教研室分析过“文化大革命”中全国工科院校都把大学物理课废掉的深层次原因,逐渐明确并认识到在工科院校中,大学物理课的根本任务是提高学生的自然科学素质,而不是“为后继课程服务”“为专业服务”等不恰当的定位。
  我们明确了课程的根本任务是“提高学生的自然科学素质”,就解决了提高课程教学质量的方向问题。在工科院校,大学物理课应教给学生什么呢?归结为以下几点:
  首先是大自然的概貌,如从微小的粒子到浩瀚的宇宙,从宇宙创生的理论到粒子标准模型,从实物、场到未知的暗物质、暗能量等。总之,要使学生大致了解人类对自然界的奥秘认识到什么程度、正在探索什么以及众多的未知现象,同时要拓展他们的视野,提高其精神境界。只有站得高才能看得远,要激发他们的好奇心,探索的兴趣、愿望和创新意识。
  其次是物质运动规律。除社会运动形式和生命规律外,大学物理涉及其他所有物质运动形式的规律。理论是重要的,要把自然科学领域中各种运动形式的理论和理论框架教给学生。只有掌握了理论框架,学生的创新能力才会得到质的飞跃,在工作中的适应能力(例如转行、进入交叉学科等)也会大大提高。
  第三,要使学生具有观察、思考、分析物理现象和问题的能力;具有探索、研究、大自然规律和发掘问题、创新思维的能力;具有将已知规律应用于实践和分析实际问题的能力。能力、方法论是重要的,它是自然科学素质的核心内容之一。在物理学的发展过程中,物理学家在方法论上表现出惊人的观察、探索、研究、实验和创新思维能力,而这些正是需要传授给学生的。大学物理已有习题课和大学物理实验课教给学生解题和系统的实验能力,但这只是能力的一部分。大学物理课还应教给学生各物理运动领域的前沿知识,以便他们在工作中能迅速进入与专业有关和与专业无关的前沿领域,对提高他们适应科技飞速发展的能力有很大好处。
  第四,大学物理应给学生奠定相对论和量子力学的入门基础。相对论、量子力学理论的建立与发展已有一百多年的历史,它们已成为高科技的理论基础。因此,新时代的工科大学毕业生应该了解这些理论基础,大学物理课至少应该为他们奠定入门的基础。
  上面的内容是根据“提高学生自然科学素质”的任务而规划的内容,显然比“为后继课程服务”“为专业服务”所要求的内容要丰富深刻得多,也更加适应振兴中华的需要。这些内容也是教研室近期教学改革的方向,我们曾在180学时的几个大班和150学时的一个大班进行试点,取得了良好的效果。
  在这里需要附带指出,中国的工科院校与英、美的理工大学不同,大学物理课从第二学期开始,因而与数学课的进度配合得很好,这就为加深理论、阐述理论框架奠定了坚实基础。这个突出的优点有待进一步开发,利用好了将会使大学物理课走向世界前列。过去我们习惯于全盘讲授,不利于学生自学能力的培养,需要进行根本性的改革。
  几十年来,哈工大物理教研室经常与兄弟院校不断交流教学改革和教学思想方面的经验。教育部成立工科院校大学物理课程指导委员会时,洪晶教授先后担任副主任、主任职务,做出了重要贡献。她带领大家反复论述和强调物理课的地位和作用,争取适当的学时。她在最后一个任期,将最低学时定为130-140学时,内容也有了一定的深度与广度。
  二是重视科研是教研室的传统。
  苏联专家来到教研室之初,立即建议并引进了电子显微镜、成套光谱仪、X射线装置等先进设备,为科研的开展做了准备。这个举措给中国教师留下了深刻印象。他们认识到教研室不搞科研,教师的科研水平难以提高,大学物理的教学质量也得不到质的飞跃。
  在开展科研方面,教研室主任起了表率作用。洪晶教授、孙瑞蕃教授在物理教研室创建了固体物理研究室,开展了位错、金属物理和半导体方面的研究工作,并招收研究生,取得了工科物理教研室开展科研培养研究生的新鲜经验(固体研究室后发展成半导体专业)。随后,洪晶教授还带领年轻教师开展了激光全息、现代光学等领域的科研工作,为以后建物理系奠定了坚实的基础。固体研究室成立不久,副主任孙瑞蕃教授被国家上调从事“两弹一星”的研究工作,并取得了显著成绩。在“反右”后期,学校将马祖光教授调离教研室,组建核物理专业,后来又创建了激光专业。马祖光教授德才兼备、勤奋努力,在教学和科研上做出突出成绩,在国内外享有一定知名度,后当选为中国科学院院士,成为哈工大教师的楷模。
  教研室主任的工作作风也影响了教研室广大物理教师。在“大跃进”期间和“困难时期”,在“文化大革命”物理课被废掉的特殊时期,物理教师开展了多方面的科研工作,如拉制硅单晶、研制并建立了可控硅生产线等。一些教师还参加了由脱离教研室的固体研究室成员与其他单位组成的“七七连队”,从事半导体的研究工作。还有一些教师分配到专业,与专业教师一起从事多项科研工作。
  “文化大革命”后期,全国工科院校的大学物理课恢复,散处在各个专业的物理教师又陆续回到教研室。经过了“文化大革命”的洗礼,见证了物理课被废黜到恢复的巨大反差,教研室党政领导班子深思熟虑,决定团结一致,在搞好教学的同时大力开展科研工作。他们克服了种种困难,开创出工科院校基础课物理教研室开展科研的崭新局面。这既保证了教学质量的不断提高,又为多个科研领域奠定了基础,如双稳态、现代光学、全息、超声、红外无损探测、高能物理、激光雷达、隐身材料等。这个崭新局面给其他工科院校兄弟教研室带来了深刻影响。
  科研扩展了教师视野,提高了他们的思想境界;科研还活跃了教师的学术思想,提高了他们的理论水平和实践能力。科研使教师在宽阔的视野上,站在更高的理论和实践水平上,去探索大学物理课的根本任务,发掘教学中存在的问题,从而进行有针对性的改革,为培养创新型的工科人才找到方向和途径。科研还使教研室领导和教师认识到哈工大需要有物理系、物理专业的强大支撑。多年来教研室一直为这个“支撑”而奋斗,积累了深厚的教学经验,开展了多领域的科研。当哈工大向世界一流大学迈进时,物理系就在大学物理教研室奠定的基础上应运而生。
  目前,物理系正在快速发展,茁壮成长。相信不久的将来,物理系会更加成熟壮大,在教改方面也将取得崭新的进展。

  
(皮名嘉,哈工大物理系教授)