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作者近距离 | 李承祖教授谈大学物理教材建设

“格物”,即探究事物的本质和规律;“致理”,即通过探究事物的本质和规律,得出科学真理的方法。李承祖教授以此为题,出版了《格物致理育英才——教学文稿自选集》一书,把多年教师生涯中对问题的研究和探索,以及得到的经验和体会,通过笔下的教学研究论文、论证报告、总结报告、交流报告等呈现给读者。本期的“作者近距离”活动邀请到了国防科技大学李承祖教授,与我们一起谈谈教学与育人。

本 期 嘉 宾

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李承祖教授访谈现场

李承祖,国防科技大学教授,博士生导师,量子信息技术研究方向学术带头人。出版学术著作、教材6部,发表学术论文120余篇,获部委级科技进步奖5项,获国家级教学成果二等奖、军队级教学成果一等奖等教学成果奖6项。曾获“中国人民解放军院校育才奖”金奖、“全军优秀教师”奖、“全国百优博士学位论文”导师奖、国家级“教学名师”奖等。

1、问:您认为教材在教学中扮演着一种什么样的角色?可否请您结合大学物理的教材建设和改革方面,谈谈经验和想法?

李承祖教授:教材是教学内容的载体,是教学指导思想、教学理念的具体体现,也是教学内容改革和教学经验的结晶。教材建设不仅对提高教学质量具有重要作用,而且对提高教师学术、教学水平,进行教师队伍建设也有促进作用。

下面,我就从大学物理教材建设的经验谈谈个人体会。在一定的条件下,为了使教材整体最优化,我们提出下面“三个层次”“一个统一”“两个突出”的教材编写方案。在一个复杂系统中,除用子系统的概念描述系统结构外,还要从层次上把握系统结构。系统整体上的某些性质,可以通过不同子系统的相互作用,在整体上表现出来。根据这种认识,我们把基础物理教学内容,划分为下面“三个层次”:第一个基本层次是描述不同类型物质具体的运动规律;第二个层次内容是本身不包括新的物理概念、规律,只是应用基本层次的规律,去解释一些自然现象,或把基本物理原理具体应用在生产实际、科学技术中某些感兴趣的问题上,或给出某些问题方便、简单的处理方法等;最后一个层次属于系统的“质”,系统的整体质是由元素相互作用产生的质的飞越,要通过教材内容总体体现出来。“一个统一”,就是突出“运动状态”的概念,用“独立状态参量描述运动状态,通过状态参量或状态函数的演化表示运动规律”,用这一理论框架,可以统一地处理力、热、电及量子物理。“两个突出”,即突出实验教学,突出军队需要特色。

2、问:您认为一本高质量的教材应该具备什么样的特点?

李承祖教授:我认为一本高质量的教材应该具备以下五个特点。一是先进性,能充分反映近代物理内容,反映当代科学技术新成果;二是新颖性,在体系结构、材料处理、表述方式上有较大创新;三是科学性,体系结构应科学合理,内容正确无误;四是系统性,章、节安排须合理,有内在逻辑性,内容前呼后应;五是可教性,教学内容体系须循序渐进、由浅入深,遵循认识规律和教学规律。

3、问:教学内容现代化改革进程中,您认为我校进行物理教材建设的发展方向是什么?

李承祖教授:在2017年修订大学物理教材讨论会上,我曾提出“三个坚持”。一是坚持对传统的大学物理教学内容进行现代化改革,20世纪的新物理学——相对论、量子物理的基本原理应当进入大学物理教学的主渠道,基础物理教学应当给学生构筑一个合理的、开放的、以近代物理为基础的知识背景和知识结构,为学生理解当代科技新概念、新技术和最新文献资料打下必要的基础。二是大学物理教学应强化素质教育,不应只是单纯的知识教学和技能训练,还应坚持科学文化素质、科学精神的培养,我认为真正有用的是我们从中获得的物理思想、物理图像、物理概念,以及思考问题的方法,特别是建立在物理知识之上的物质观、世界观,是支配我们思考问题、解决问题的基础。三是坚持已有的改革经验和方法,具体来说就是前面所提及的“三个层次”“一个统一”“两个突出”。

4、问:可以谈谈您对于物理学或者量子信息技术领域人才培养的一些见解吗?

李承祖教授:首先,培养物理学科领域人才,就是要让学生从物理学中学习到判断是非的标准,用辩证唯物主义武装头脑,同形形色色的伪科学、唯心主义斗争。

其次,科学技术的迅猛发展和市场的激烈竞争,需要让学生具有扎实的基础理论、开阔的视野,以及面对瞬息万变的市场的应变能力。

最后,基础物理教学任务不仅是向学生灌输物理知识,而且要让学生学会运用科学方法、科学思维方法,提高创新意识和科学素质。大学物理教学必须从单纯知识传授、应试教育转变为素质教育,使学生掌握基本物理学语言、概念和物理学的基本原理和方法;认识物质世界运动、变化的基本规律;获得完整物质世界图像,树立科学世界观;培养科学思想方法、创新意识,提高其科学文化素质。

5、问:作为教授、学者,您认为出版社出一本好书最重要的是什么?

李承祖教授:我在国防科大出版社出版过三本书,分别是1994年的《电动力学教程》,获学校自编教材一等奖;2000年的《量子通信和量子计算》,获解放军第四届图书一等奖;2021年的《格物致理育英才——教学文稿自选集》。

在出版过程中,我体会到一本好书的出版离不开优秀的编辑。编辑们高度的责任感、娴熟的业务技能、一丝不苟的敬业精神,给我留下了深刻印象。这种精神对出版社坚持质量立社、打造全国一流大学图书出版品牌,实现一流精准高效保障服务至关重要。我愿出版社各位编辑都能将这种精神发扬光大,多出精品,再创辉煌!