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教师是舞台上的演员-赵凯华教授谈基础课教学

guo  2008.04.08   教学论坛   评论关闭 总浏览数:4,464

 摘要:赵凯华老师是北京大学物理学院教授,著名的物理学家和物理教育家。在第一届北大教学论坛上,他详细阐述了自己多年的教学经验,为我们开启了讲授物理基础课的秘诀。赵老师认为,教师讲课就像舞台上表演的演员,要用角色表达去感染听众。在清晰授课过程中,着重培养学生推导公式的能力,大胆地暴露思想的过程,让学生们培养发现错误并找回错误的能力。此外,赵老师还强调了授人以渔的重要性,让学生有能力有自信去自学,在传授知识的同时提高学生的科学素质、素养,从而达到教学相长的效果。

 

北大教学论坛,要我来讲关于教学的一些问题。多年来我一直从事基础课的教学,那我就从自己的体会出发,谈谈怎么讲好基础课。三句话不离本行,我今天主要讲的还是物理课。谈到教学,不同学科之间存在着很大的差异:数学物理可能接近一些,生化就要远一些了,其它的学科差别就更大了。但希望来自不同学科的老师也能从中找到一些共同的东西。回想起来,我已经有57年的教龄了,也许应该更长一点。因为在大学四年级的时候,我就参加了部分的教学工作。由于工作需要以及我个人的兴趣,我给一些低年级的同学做过辅导,也利用课余时间在工人夜校的补习班里讲过课。那时候是解放前,有一些从东北流亡到北京的学生,需要补课,我还给他们讲过中学数学。

讲课是一种享受,我喜欢讲课。教师讲课就像是舞台上的演员给观众做表演。演员的表演差别很大,老师的讲课风格也不尽相同。说起教学方法来,我们常常有一个认识,就是教无定法。回想起我的老师,以及接触过的很多同行,再联系到自己的体会,每一个好教师的讲课都各有一些风格和特色,这一点特别像舞台上的演员。我比较喜欢京剧,现在好像很多年轻人也还都喜欢,京剧的演员有各种流派,差别很大,比如,四大名旦各有特色,可是都能得到观众的称赞。我想,教学也是同样的道理,每个教师有自己的风格,自己的特长,或自己的倾向。但是还是有一些相同点的。

 

一、讲课首要的是清晰地表达授课内容

首先要把讲课的内容表达清楚,这是最基本的。板书,要写清楚,至于写得多漂亮,不一定,要让学生能认得出来,这是最起码的。说话时吐字要清楚,尤其是上大班课,关键的字你要送到每个人的耳朵里头,这也是演员的特征。你不能说前半句声音很大,后面尾巴声音很小,最后关键词没听见。有时候我坐公共汽车,会有这样的感受。售票员报站名:下一站到了……。后面说的是什么,正是关键的地方,却没听清楚。关键词一定要一个字一个字地送到观众耳朵里面,必要的话,写板书,现在可以用PowerPoint。反正说清楚关键词,是最起码的一个要求,这不管你是什么流派。

 

二、授课要用激情去感染听众

下面来谈谈怎么引起同学的兴趣。当然你可以说话风趣,讲些笑话也可以,不过这些事情并不是最关键的。最关键的是老师–讲课的人,要对自己讲的东西充满激情。我们教书多年,很多教师都有这样的感受:就是一旦上了讲台,就像一个演员进入了角色,要把自己融到这个环境里面。这样讲起来才会比较投入,比较有激情。我觉得这是特别值得去钻研的。用激情去感染听众,让他感觉被吸引,跟着你一起来学习、考虑问题。做到这一点,教师本身不能无精打采,而是要真正地有激情。我想,这一点恐怕不管你用什么风格去讲很有必要。你想吸引听众来跟着你考虑、学习某个问题的时候,首先你自己要对这个东西是很感兴趣的,很有激情。这就像一个演员,你要表演一个角色,就必须投入到角色里面去,用角色表达的感情去感染观众。如果能够做好这一点的话,必然会收到很好的效果。

引起同学的兴趣,不能单纯靠说话风趣或开玩笑。有时候过分的幽默反而会引起不好的效果。我想到这样一个例子。某个老师说话很逗,跟说相声似的。他讲了个笑话,这个笑话为了解决某一个问题的。但是同学们没有记住要解决的问题,只记得这个笑话了。这样的话,效果就会适得其反,笑话反而冲淡了讲课的内容。所以适当地讲一些风趣的例子,有好处,可是故事讲完以后,要使你的听众对你所讲的东西印象加深,而不是冲淡。所以所讲的笑话要围绕着内容,突出内容。我们已故的黄昆教授,物理界的,在52年和53年的时候,是给一年级上大课的。很多听过黄先生的课的校友回忆起来,说黄先生上课时,从不讲笑话,一上来就讲主题。但是同学的反应是,只要黄先生一开口,注意力就全都集中到他那里了,然后就一步一步地跟着他的思想走。甚至要下课了大家都没觉得时间很长。他们说听黄先生讲课是很大的享受。由于大班授课的局限,黄先生很少跟同学交流,就是一路这么讲下来。可是大家的反应呢?就是一路跟着他走下来,他能够有这样的能力把听众全部吸引到他这来。这样的课听下来不仅仅学到知识,还学到思想方法。

 

三、详细演绎推导过程,不怕错误

下面我还想和大家说说王竹溪老先生的例子。王竹溪教授的授课是另外一个特征。因为他讲的是热学力学与统计物理,数学公式比较多,所以常常需要推很多公式。我想教物理和教数学的老师都有这样的体会,公式推导搞不好的话,是非常枯燥的,而且也不容易使大家跟上。王老先生的特点是熟知公式,在讲台上就是一只粉笔,什么书都不带,所有长篇的公式都是现推出来。他推导公式的过程就能够吸引听众跟着思考。这些推导,在用了PowerPoint授课以后,可能有点像拉洋篇似的一下子就拉出来了,但一下出来,同学就很难跟上。虽然效率高了,一堂课可以讲很多内容,可是听众很难接受。所以很多时候PowerPoint是不能用的,还是要在黑板上推导。

推导公式对老师的要求很高。有些老师没有那么熟悉公式,所以有的时候,课堂上出娄子,推着推着就推不下去了,或推错了,这都有。尤其年纪大了,想的和写的不一样,说的也不一样。但这不一定是坏事。名教授也常常会这样。杨振宁先生在回忆他的博士生导师的时候,讲过这样一段故事:他的导师叫做Tailor,氢弹之父。Tailor有一次讲课的时候,推公式推错了。下面的博士生虽然看出来了,但都没有提出来,想看看他什么时候能够发现,怎么发现。后来,Tailor终于发现了错误,并想尽方法找到了错误。杨振宁先生回忆说,他在这里面学的东西比正规的讲课多很多。给出公式,很多人都能推导出来。但是发现错误并把错误找回来,就不是一般人学得到的。杨先生说他们就是想看看大科学家是怎么发现自己的错误的,这实际是学生和老师交流的一种方式。对杨先生的这段话,我深有体会。杨先生在清华讲课的时候,我过去听过。我发现他是在纸上推到,然后用投影仪投上去。当然也有推错了的时候,但通常一两步之后就能找回来。我觉得实际上好的学生是能够从这里面学东西的。

我们做任何工作没有不犯错的,及早地发现自己错了,并用最快的方法找到自己错在哪里,这个本事是非常重要的。把自己完全暴露在学生面前,我想这也不是坏事。这个Tailer教授的特点就是往往有任何想法都暴露给大家,任何讨论他就发言,他发言特别多,而且对一个问题常常发表自己的看法。他说他发表的看法十个有九个是错的,不过他发现错了就算了,但是这一个对的发现就是创造性的发现。他完全不怕丢面子,错了就是错了,错了就改过来,这是科学界的常事,这样能给学生是很好的教育。我不是说要大家故意这样教。我只是说,好的老师确实有这个特点,这也是一种风格:把自己想法的全部,而不只是把想得清清楚楚的套路告诉学生。不同的人有不同的风格。我们在讲课的时候,往往是作为演员,我讲的是舞台的演员,不是电影演员。舞台演员是一下贯穿到底把这出戏演完。电视或电影不一样,开拍,就演这一段,演完这一段以后,停下来,下次再拍可能是这前面的一段或后面的一段。电影演员在投入角色的时候是不连贯的,但舞台演员不能这样。

 

四、推导过程有粗有细,注重思路与科学逻辑

物理和数学课程可能面对的是同样的问题,不可避免的要有公式的推导,否则大概是学不下去的。我常常有这种感觉,学数学或物理这类的课程,绝对不能在宿舍里拿着一本书像看小说似的那样看。如果不亲手推导的话,很多概念就不能理解,书也会看不懂,很快就学不下去了。课堂讲授应该怎样看待这个问题呢?过去,我们上基础课时,一般都会把公式原原本本地推导出来。我自己也是这样做的。但是这些年,我慢慢感觉到这不一定是最好的方法。我认为要点是公式推导的思路,以及在得到公式后要把它的物理意义和物理图像交待清楚。作为一个大学生,受过基本的数学训练,通过一点的个人努力,很多公式是可以自己推导出来的。

改革开放之后,我逐渐了解到国外的情况,发现国外的教授讲课没有那么细,很多公式并不推导。这不是说学生自己不去推,如果这样的话,估计几次课之后,就听不懂了。不经过自己详细的推导和思考的话,物理是掌握不了的。所以近几年,我也采取了同样的办法。对于那些特别典型的推导,第一次时,我会很仔细地交待推导过程,可是又不仅仅是简单的推导,而是要给学生思路:我为什么这步这么走,为什么下步这么推,这里用到的基本原理是哪几条,我引用了哪些概念,为什么在这里需要这些概念,没有这些概念下面的步骤为什么是推不下去的。

公式推导中还有一些是属于技巧性的,这样的技巧能很巧妙的把一个很复杂的推导变成一个很简单的过程。这里,我有必要谈谈所谓的tricky。杨振宁先生在清华上课的时候对tricky很反感,他经常会抛弃教科书而给出另外的推导。他觉得书上的很多推导too tricky,掩盖了很多物理实质。那些太取巧的方法往往只能用在一些特定的环境里,用在其它地方就行不通了。杨先生说他要教物理学正规的做法,这些做法不光这里用,碰到这类的问题都可以用。这种做法给学生的好处是比较大的。所以关于推导,应该讲思路,公式推完了之后应该回味它的物理意义。这需要老师逐渐地去引导。

后来的这些年,我的讲课风格就跟以前大不一样了,主要的变化是有粗有细,有的公式我很详细地推导,有的公式我只交代过程。我会告诉学生这个公式从这步到这步,中间要用到几个基本原理,最后的结果是怎样的。而且我还会跟同学交代的很清楚,你们下去必须要推导,否则几次下来我再讲课你就听不懂了。我还会用考试来督促学生,有的学生知道我会考公式的推导,所以就会比较重视。证据就是我书上有一个正负号错了学生都能给挑出来,这证明他推过,他不推不会发现这种错误的。我认为这种方法比以前我们每步都详细地推导,要省时间。更重要的能要给学生一定的训练,通过公式的推导教给学生解决问题的方法和思路。这样做可以培养学生自学的能力,这点非常重要。

 

五、课程内容:由少到多,由多到少

另外,我们多年讲课的经验是,一门课讲了很多年,一遍一遍的讲,有一个从少到多,然后再由多到少的过程。所谓少呢,就是刚上来,备下课,三言两语就讲完了,所以讲的时就并不长。后来慢慢觉得应该还有更多的话要说,这有几个原因:一个自己对内容有了深刻的体会,会把应该讲的加进去;另一个,是对学生的理解增加了,可以按照学生更容易接受的方法讲课了。积累的经验多了,发现很多地方还是可以发挥很多的,课就膨胀了,越讲越多,甚至课上都讲不完,这就是从少到多。最后呢,随着讲课的体会进一步加深,发现有些话实际上是重复或没得要领的,提炼一下,把关键的东西交代清楚,自然就把这事情搞清楚了。这就是进一步提炼,就又回到“少”了。我想大部分教师恐怕都有这个过程,比较有经验的老师,最后也应该达到这个过程。我一般是把多年来体会到的关键的几个问题,学生不容易接受的几点简单清楚地讲出来,或者我会把有些问题留给学生去考虑,不会什么都讲到。有些东西是应该课堂上讲清楚的,有些则是没必要再课堂上都交待清楚的,点给学生,让学生自己去考虑。

 

六、授之以渔,提高学生科学素质

谈到大学的教育,中国有句古话:授之以鱼,不如授之以渔。学生毕业之后能够不要老师,不靠老师,这才是成功的。如果学生觉得没老师就没法前进了,那么教学就是失败的。我想引用一位搞物理教育多年的美国的教授的话:在回答什么样的老师是最好的老师这个问题时,他说,这个老师能够让所教的学生感觉到自己是自己最好的老师。意思是好的老师应该让学生有信心有能力自学,而且能够学对了学好了,这样的老师才是好老师。在这一点上,东西方文化是存在差异的。我还要用杨振宁先生的话来说明这一点。因为他既接受过中国的教育又接受过美国的教育,而且在美国又教了很多年书,对中美两国的教育模式都有切身的体会。他说中国的教育,老师讲课是按部就班,循循善诱,一步一个脚印,走了这步再迈下一步,然后引导你一步步走下去。所以很多中国的学生基础打得非常扎实,每个基本的概念搞得比较清楚。美国的教育很不一样,他们是所谓渗透式的。今天给学生讲这个问题,明天又跳到那个问题,这个问题好像和那个问题也没什么特别的关系,东一锤子西一棒。很多学生在低年级的时候通常是糊里糊涂的,这也知道一点,那也知道一点,连不起来。可是到了一定的程度,有一部分很有才能的学生豁然开朗,他们能够把过去学的东西融会贯通。这样学来的知识非常的广泛,而且还有一个特点就是,不怕跳跃,不依赖老师。因为他们很大程度上只是受了老师的点播,没有系统的引导,他们是自己搞通的。所以他们胆子比较大,对任何问题敢想,敢闯。通过我们的模式培养出的学生通常是不敢乱想,不敢跳跃。所以我们的学生形成了一个概念就是知识是老师教的,老师没有教过的东西自己没有太多的信心去碰。我们虽然扎实,但是缺少美国学生的勇气。有这样一个例子可以很好地说明这个差异。我们有一个本科阶段学得很不错的学生申请了美国的学校,在被录取之前有一个interview。当被问到一个不知道的问题时,我们的学生这样回答:这个问题我的老师没有教过。美国的教授感觉有点莫名其妙,因为在他们的文化中知道不知道与老师教没教过是完全不同的问题,中国学生的回答显然是答非所问。但是在我们文化里,这似乎是一个问题。美国教授问问题更多的是为了测试学生的知识范围,他们认为知识范围不是老师教的,而是自己学的。中国的教育也应该让学生感受到这一点。所以我们的老师可以有意识地培养学生这方面的能力。

我们上课传授知识是必要的,但与此同时也应该提高学生的科学素质、素养。这两者之间并不矛盾,而是应该在知识的基础上来培养素质。前一阵子有人提出过这样的口号:打破教授知识体系,改成培养素质。很多人认为这是不对的。没有知识怎么提高素质?科学素质的提高必须是建立在科学知识的基础上的,没有知识做基础提高素质只能是空话。所以不能把传授知识和提高素质对立起来,没有一定的知识做背景,在学生什么都不懂的情况下是讲不通道理的。所谓的素质应该是包括知识在内的,同时也包括方法。在讲知识的同时要把方法渗透在里面,这样才能更好地提高素质。

现在经常谈素质教育,什么是素质教育呢?背几句唐诗啊,懂一点红楼梦啊,这当然是属于中国文化的素质,不过不能过多地开设这种课程。因为这会大量占用学生的学习时间,应该学习的课程就会受到排挤。实际上,我们开设的每门课程都是为了培养学生的素质,不是只有那些所谓的素质课才能培养素质的。那么什么是素质?说法很多。我现在不说人文素质,就说科学的素质是什么。有各种各样的说法,有些有点像笑话,不过包含了真实的道理在里面。有人说什么是素质,就是你大学学完多年之后几乎全忘了时,剩下的那么一点点就是素质。我们在大学学了那么多的知识,不可能什么都记得,除非你现在正干这个事情,用到这门知识。若干年之后,我们会忘记绝大部分的概念,公式,方程式等等。但这并不意味着我们的大学白念了。与那些没上过大学的人相比,在遇到问题时,我们能够判断它是哪方面的问题,该问哪个领域的专家,要查那方面的资料。这种能力是大学累积下来的。我觉得这就是所谓的素质。我们教课的时候,应该传递给学生什么是最根本的东西–当公式都忘了,还印在脑海里的东西。我想举一个实际的例子:80年代,上海某电视机厂引进荷兰品牌的电视机在国内生产。当发展到一定程度的时候,他们想要将里面的一个部件–偏转线圈国产化。但是搞了两年多都没有成功,扫描出来的图像总是畸形的。后来新来了一位学生,他觉得这属于电子光学的问题,于是就查了这方面的书,请教了这方面的专家。经过了多次实验之后,终于做出了合格的线圈。之前的问题出在哪里呢?原来,以前的人一直认为偏转线圈是电感元件,于是就查电感手册。但实际上偏转线圈是电子光学器件,关键的问题都搞错了。我觉得这一点就是素质,学和不学是不一样的。

 

七、基础课教学就是“接口与窗口”

我刚才一直都在讲基础课的教学。基础课和专业课是不一样的,专业课比较深,比较难;而基础课应该讲得比较浅,比较宽。在这种意义上说,基础课比专业课难讲。在国外,博士生可以给研究生讲课,但是基础课都是由资深的教授亲自主持的。讲基础课需要深厚的积淀,更要求教师不断地学习。因为知识发展很快,讲基础课时虽然不需要艰深的知识,但是需要把前沿的东西渗透到课程中去。这就像编教材时出现的“接口和窗口”的概念。有些是和其它学科或者今后的研究有着紧密联系的知识,要求比较高,要讲深讲透;有些东西则只是给学生们打开一扇通往外界的窗户,要求不高,知道就可以了。学生可能不能理解,但是也要讲,因为这些是很重要的东西,学生需要知道,虽然并不一定现在就要理解。

中国学生可害怕考试,所以当我讲到一些很前沿的问题时,他们往往心情比较沉重,一下课就来问我这些会不会考试。所以我就在讲课之前把话说清楚,哪些知识是要掌握的,哪些只是要求知道,不会考试。这样学生们的心情就放松了。

拓展自己的知识面,并不是一朝一夕可以做到的,所以我们要持之以恒。另外,我想再强调一下,讲课时的态度、心态要摆正。任何老师都可能犯错误,甚至讲错;被学生问住,更是常有的事。发现错误一定要勇于改正,及时改正,事后多反思,不能误人子弟;被学生问住,要大方地承认,所谓教学相长吗!今天就讲到这里了。谢谢大家!

 

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本文根据第一届“北大教学论坛”第三讲,如何讲好基础课(赵凯华教授主讲)整理编辑而成。

讲座时间:2007年12月18日,下午2:40-4:30

文字编辑:王瑜、徐一丹、郭九苓

讲座视频:rtsp://162.105.14.149/forum/3.rm

主讲老师简介:

赵凯华,北京大学物理学院教授,物理学家,物理教育家。赵老师长期从事物理学教学和科研工作。曾任北京大学物理系主任,国家教育部高等学校理科物理学与天文学教学指导委员会委员、基础物理教学指导组组长,中国物理学会副理事长兼教学委员会和名词委员会主任等职,并长期担任《大学物理》杂志主编,积极参与并组织国际和国内物理学术和教学交流活动。所著《电磁学》《光学》《新概念物理教程》《定性与半定量物理学》等多部教材,获得国家级优秀教材或优秀教学成果奖多项,风行全国,经久不衰。

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