教育是科学与艺术的融合.docx

教育是科学与艺术的融合古罗马诗人、文艺理论家贺拉斯在《诗艺》一书中对诗的作用进行了如下阐述：诗应该带给人乐趣和益处，也应该对读者有所劝谕、有所帮助。这就是“寓教于乐”最初的含义。随着时间的推移，人们逐渐意识到，教育也应该具有这样的作用。“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”古往今来每一位师者在传道授业解惑之中都渴望让学生成为“乐之者”。北大力学系教授王敏中在其50余年的执教生涯中一直在追寻这样的教育之道。他常说，科学不是公式、数据的堆积，而是令人神往、使人心醉的艺术。而教育也应该像艺术作品一样，拥有形式与内容的完美的融合与统一。对于王敏中讲授的晦涩难懂的弹性力学课程来说，要想做到“寓教于乐”，实现科学性与艺术性的统一，是一件考验心智的技术活儿。但从登上讲台的那一刻起，王敏中就一直在追求科学内在的逻辑和内在的美，努力使自己讲授的弹性力学成为一门优美、和谐、严谨、实用且富有艺术美的学科。1979年，王敏中和他的老师武际可教授为力学系的研究生和进修生讲授了一次弹性力学课。在讲课中，他们对现有的弹性力学课的叙述方法与内容安排做了改进，在当时讲义的基础上，于1981年出版了一本给研究生和进修生使用的教材《弹性力学引论》。该书是国内第一本以张量形式书写的弹性力学教材。1980年，王敏中开始为力学系本科学生讲授弹性力学，也是从那时起，他便一直琢磨和思考怎样让学生更有效率、更轻松快乐地学好这门课。他为此专门做过调查，很多学生向他反映，在学习弹性力学的过程中阅读教材很吃力，希望能有更适合本科生的教材。王敏中认为，由于弹性力学涉及的内容具有很强的理论性、抽象性和概括性，而且许多公式的求解过程对数学运算依赖性很大，学生在学习中没办法充分理解弹性力学的基本概念，对相关数学知识也比较容易遗忘，这就加大了学生学习和理解的难度。要改变这样的局面，必须对弹性力学的教学方法进行改革，以与内容相适应的、为学生们所欢迎的形式吸引学生的兴趣，消除学生对弹性力学的恐惧感，从而提高教学效果。教学方法改革的第一步，王敏中决定从教材改革入手。为此，他成立了专门的教学小组，在完成正常的教学任务之余，他们收集了30多种风格的弹性力学教材，进行比较研究，对教学中表现出来的问题以及国内外弹性力学教材的新动向进行分析和讨论。从1998年起，王敏中和教学小组成员放弃了部分科研任务，集中力量，历时3年，在和吸取国内外教材精华以及他们近20余年教学经验和科学研究的基础上，首先修订并出版了原有的弹性力学教材《弹性力学引论》，其后又根据目前弹性力学研究的新发展，总结多年教学经验，新编写并出版了《弹性力学教程》。除了着重理论系统、问题提法和数学物理基础以外，新教材花了不少篇幅来讨论弹性力学的解题方法和叙述弹性力学的应用，使其更适合本科学生学习。改革第二步针对的是教学内容。据王敏中介绍，弹性力学教材有两种体系结构：一种先讲平面问题，再讲空间问题；另一种则先讲一般的三维理论，再讲二维理论。其中所使用的记号一般为坐标记号和张量记号，前者复杂，后者简明。考虑到理科生有着较好的数理基础，也考虑到科学技术发展的需要，教学小组最终决定采用先一般后特殊的Love体系和张量整体记号作为教学内容，主要包括建立弹性力学的边值问题、研究解法以及解答的具体应用等。改革第三步是为了帮助学生更好地理解问题，王敏中提出了“联想”教学法，希望借助这种方式，让学生分享创造的快乐。他说：“弹性力学涉及的问题大都比较难，不少方程式的解法也很复杂和巧妙。因此，在教学过程中，我们会对解法发展的历史过程进行梳理，并向学生展示这些方法如何从简单到复杂，从粗放到巧妙，从而让学生掌握方法的精髓。在讲解建立弹性力学边值问题时，我们会作多个假定，让学生了解假定的作用的同时，还会告诉他们哪些新学科的产生与这些假定有关。”在王敏中看来，这种联想式的教育方式，“足以让学生眼前一亮，看到无限广阔的科学美景”。对于一名优秀的教师而言，启发学生去寻找开启新学科大门的钥匙，是比教学内容更重要的目的。另外，对于一些易错的基本概念，如张量与坐标变换的关系、协调方程的价值和意义、平面应变与平面应力的差异等概念，王敏中除了从不同角度反复讲解以外，还会不定期举行小测验，并对普遍性错误进行针对性的讲解。王敏中之所以能在保证教育应有的科学严谨的同时，还能让它富有艺术的美感，是因为有扎实的科研背景作为其教学后盾。1962年，王敏中毕业于北大数学力学系，随即留校任教，几十年来一直专注于弹性力学的研究，证明了多个弹性力学领域的相关问题，并将研究成果应用于复合材料力学、计算力学、弹性动力学、断裂力学和热弹性力学等多个方面；发表了150余篇论文，他的论文曾被4年一度的国际理论与应用力学第15、16、17和18届大会接受。他认为，科研对教学小组及他本人“深入浅出、少而精”的教学理念起着很