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牛顿力学和普朗克量子理论对教育的影响

[日期:2007-10-22] 来源:  作者: [字体: ]

牛顿力学和普朗克量子理论对教育的影响

                ——第八次课程改革揣说

 

一百多年前,法国物理学家普朗克在解释一种叫做“黑体幅射”的物理现象时,石破天惊地提出:黑体所幅射的能量不是连续的(如食物之面条状),而是一份一份的(如食物之元宵状)。每一份能量都是基本能能量的整数倍,即“量子”假说。这一像幽灵一样的假说引发了物理学的系列大爆炸,同时也严重震撼了自伽利略以来确定的牛顿力学的经典物理学大厦。

这一震撼的影响远不于物理界而止。更重要的是,它引起了人类思维方式的深刻变化,也无例外地波及到教育思维、教育观念、教育方式的深刻变化。

在牛顿时代的物理观(世界观)的影响下,人类对世界的看法是:世界被描述成一台精确的巨大的钟,活生生的大千世界和异彩纷呈的社会生活就是这台大机器的组成部分。整个世界象这台时钟一样匀速地、线性地、精确地在运引着。牛顿力学的巨大成功,促进了世界经济发生了质的变化和飞速发展。以世界上第一台蒸气机的诞生而开始的第一次工业革命,标志着人类告别了农业经济形态,开启了工业经济时代的新纪元。工业经济追求生产过程的机械化、批量化和产品的标准化,这种生产方式和思维方式不可避免地影响到为它培养生产者的教育行业,于是,适应工业经济形态的近代教学体系产生了。其代表人物就是夸美纽斯和赫乐巴特。夸美纽期于1963年出版了《大教学论》,第一次提出了比较完整的教学体系。近代教学体系制定了一整套学校工作制度,制订了固定年限的学年制和班级授课制度,这是教育顺应工业生产的确定性、机械性、标准化和批量生产的必然结果,并在工业经济时代里获得了巨大的成功。

今天,人类发展已迈进知识经济和信息社会的门槛,又一个人类的新纪元已经开启。当我们再回过头来看300多年来的传统教育时,已发现:牛顿的经典物理所描述的机械的、固定的观察世界的模式,无不侵淫在以夸美纽斯为代表的传统教学理念之中。受牛顿经典物理思维模式深刻影响的传统教育与工业化的历史紧密缠绕在一起,已很难从这一状态下挣脱出来。于是,改革和革命便是不可避免的了。

所幸的是,象当年拥有牛顿物理一样,今天我们有了量子理论。

量子物理理论在人类思想上开拓了一种全新的思维方式,我们姑称其为量子思维方式。我们发现:在人们称之为微观世界里,物质的发展和运动恰恰是跳跃的、不连续的、不确定的。在经典物理里,人们在对世界的感知和认识的过程中,是客观地、被动的,而在对微观世界的观察时,微观的表现都往往随观察者的主观取向有关。例:我们在观察光的表现时,从干涉现象上看,光具有波动性;从光电效应看,光又具有粒子性,是谓光的“波粒二象性”。微观粒子在呈现出它的哪一个“象”时,取决于观察者的主观取向。这样,人类第一次地在客观世界面前有了主导和决定的作用。而不是在牛顿物理思维模式下的被动接受、甚至是带有宿命性的无奈。

量子物理理论从两个方面摧生了信息社会的到来。没有量子物理学,我们根本谈不上拥有计算机。因为构成计算机灵魂和骨骼的芯片,正是源于量子物理学的理论而产生——量子物理学为信息社会搭建了物质平台;另一方面,由量子物理理论启示而来的“量子思维方式”,成为人类驰骋于纵横交错,交互互动的信息社会观察世界的锐利的思想武器。

仿引思维,我们回到教育领域。人的潜能和表象是多样的,它们的开发和呈现取决于施教者的预期目标和方式。我们经常碰到各方平平甚至“顽劣”、但在某一方面却有特殊才能的学生,若在追求教育过程的确定性、机械化和教育结果的批量化、标准化的传统教育模式下,这些人无疑为次品或废品,必遭淘汰无疑。其实,就人性和人的发展来看,人性是多元的、互补的,对于一个一个特定的学生个体,我们只需要在他最优秀的方面做最优秀的引导工作,即可以取得“这一个”的最优秀的教育成果。而这些,在以高考分数为一刀切的标准下,几无可能,这就扼杀了特定的学生的天才和创造性。这样的教育,难道不需要改弦更张吗?

引文至此,我们似手得到了一条人类从实践到科学到思维方式到经济形态到教育理论的一条拓朴链;

——人类在认识自然、探索自然的实践中得出了科学的认识和结论——科学理论。如对客观世界物质运动的规律的认识结论——牛顿力学和对微观世界物质运动认识的规律——量子理论、粒二象性等;

——这些对客观世界本原的划时代的认识(科学理论)影响和确定了人类的思维模式即世界观;

——科学理论直接引导人类经济形态的产生和变化,如工业经济和知识经济;

——不同的经济形态要求不同的教育理念和方式的支持,以求这一经济形态的效益最大化和生产力的最大提高;

——不同经济时代的教育理念既受产生这一经济形态的科学理论和科学思维方式的指导,又应经济形态对教育的要求和制约。

由此可见,每当人类认识世界取得突破性进展、产生出新的科学理论、新的思维方式并引出新的经济形态时,教育理念、理论方式必须进行新的蜕变,否则就严重滞后于人类的发展,此时,教育改革便是不可回避的了!

但愿,我国的第八、第九、第十……,次课程改革能够完成这一脱变!

量子理论诞生于104年前的1900年,由量子理论到量子思维到课程改革,笔者有感而发,作此以上揣说。

 

(2004年安徽省“百位中学校长话课改”征文二等奖

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