合作摘桂冠核心素養(yǎng)傳

摘要：紀(jì)念楊振寧、李政道榮獲諾貝爾獎60周年，挖掘科壇巨匠學(xué)研歷程背后所隱含的深層次育人價值；通過文獻(xiàn)整理、實(shí)踐研究、反思?xì)w納等方法進(jìn)行分析論證；在育人理念轉(zhuǎn)變、核心素養(yǎng)傳承、實(shí)驗教學(xué)研究方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響；楊、李二人榮獲諾貝爾獎在科技發(fā)展、教育改革具有重大意義.

關(guān)鍵詞：楊振寧；李政道；諾貝爾獎；核心素養(yǎng)

作者簡介：孫宏濤（1981-），男，陜西旬陽人，一級教師，2015年陜西省優(yōu)秀教學(xué)能手，陜西省中小學(xué)第四批學(xué)科帶頭人培養(yǎng)對象，研究方向：中學(xué)物理教學(xué)實(shí)踐.

1956年10月1日，楊振寧、李政道發(fā)表了一篇題為《弱相互作用中宇稱守恒的問題》的論文；1956年12月27日，吳健雄領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗小組準(zhǔn)確地證明了在弱相互作用下宇稱不守恒；1957年10月，楊振寧、李政道因此項發(fā)現(xiàn)使基本粒子研究獲得重大發(fā)展而榮獲當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎.時間雖然過去了60周年，然而這一被譽(yù)為“戰(zhàn)后最激動人心的發(fā)現(xiàn)”在世界科學(xué)史和華夏文明史上留下的影響卻是深遠(yuǎn)的，今天仍有必要在回顧這一令華人自豪的偉大成就的同時，挖掘科壇巨匠學(xué)研歷程背后所隱含的深層次育人價值.

1學(xué)研歷程及成就

楊振寧，1922年生于安徽合肥，父親楊武之，美國斯坦福大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)士，芝加哥大學(xué)數(shù)學(xué)博士，廈門大學(xué)、清華大學(xué)數(shù)學(xué)系教授，母親羅孟華，典型的賢妻良母，是四歲楊振寧識字的啟蒙老師.李政道，1926年生于上海，父親李駿康畢業(yè)于南京金陵大學(xué)農(nóng)化系，經(jīng)營肥料化工產(chǎn)品生意，母親張明璋上海啟明中學(xué)畢業(yè)生，屬當(dāng)時高學(xué)歷的現(xiàn)代女性.

楊、李二人均出生于五四運(yùn)動之后文藝復(fù)興的年代，正當(dāng)中西文化沖突融合、時局動蕩推陳出新之時，兩人均有寬裕的經(jīng)濟(jì)生活、良好的家庭環(huán)境、過人的天資稟賦、艱辛的求學(xué)之旅，這是他們成才之路的共同之處.

11艱辛求學(xué)路[1]

為了明晰楊李二人的求學(xué)之路，特用表格呈現(xiàn)其學(xué)習(xí)履歷如下：（見表1）

12科研鋒芒顯

楊李二人在1957年獲得諾貝爾獎之前，早就顯露出了在理論物理研究方面的才智.美國原子彈之父、奧本海默評價李政道說“他是我們所知道的最有才華的理論物理學(xué)家之一”；物理大師費(fèi)米曾贊揚(yáng)楊振寧是今世最杰出的科學(xué)家.

1949年費(fèi)米與楊振寧共同寫了篇名為《介子是基本粒子嗎》的論文，為日后著名的“坂田模型”奠定了基礎(chǔ).1954年楊振寧和美國物理學(xué)家密耳斯（RMills）共同發(fā)表的被稱為楊—密耳斯場的非阿貝爾規(guī)范場理論，近年來被世界物理學(xué)家公認(rèn)為20世紀(jì)最偉大的理論結(jié)構(gòu)之一.楊—密耳斯場方程最近被數(shù)學(xué)家S唐納森引用，獲得了拓?fù)鋵W(xué)上的重大突破.

1950年李政道在費(fèi)米的指導(dǎo)下完成了題為《白矮星的含氫量》的博士論文，被評委們稱“有特殊見解和成就”，列為第一名，獲得1000美元獎金.1954年李政道在哥倫比亞大學(xué)任助理教授時提出了著名的“李氏模型”，這是一個用類比法提出的假設(shè)的量子場論模型，是量子場論極少有的可以完全解出來的模型之一，可以用來檢驗共振態(tài)的質(zhì)量和半衰期的定義，頗受世界各國物理學(xué)界的重視.

13合作摘桂冠[2]

宇稱是表示微觀粒子運(yùn)動特性的物理量，表達(dá)了微觀世界中鏡像對稱原理.1927年物理學(xué)家維格納提出宇稱守恒定律，即運(yùn)動中的微觀粒子盡管波函數(shù)的形式可以千變?nèi)f化，但客觀存在的宇稱只能具有奇性或偶性中的一種且始終不會改變.1947年，英國兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)當(dāng)物質(zhì)被高能量質(zhì)子撞擊時，在碎片中會產(chǎn)生一種被稱作K介子的奇異粒子，K介子會發(fā)生兩種不同的衰變，若衰變成兩個π介子則說明K介子（θ）的宇稱屬于偶性，若衰變成三個π介子則說明K介子（τ）的宇稱屬于奇性.顯然，K介子的衰變與科學(xué)界普遍接受的宇稱守恒定律是相違背的，這便是“θ-τ之謎”，吸引著無數(shù)科學(xué)家嘗試著解決這一“疑謎”.

1951年李政道來到了普林斯頓大學(xué)，與楊振寧一起以極大的熱情投入到了這場研究大戰(zhàn)，雖然兩年后李政道被紐約哥倫比亞大學(xué)聘為教授，離開了普林斯頓，但他們的合作、討論、研究從來沒有間斷，因為他們早從1946年在芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)期間就開始了親如兄弟的密切合作，彼此信任，相互理解，形成默契.1955-1956年，楊李二人對“θ-τ之謎”的探究達(dá)到了深入階段，幾乎天天都在哥倫比亞的一個中國小餐館會面，為了一個公式、一個概念、一個定理，反復(fù)推敲、比較、論證，其間也經(jīng)歷了多次失敗的嘗試，終于于1956年10月在《物理評論》上發(fā)表了題為《弱相互作用中宇稱守恒的問題》的論文，為了更具說服力，他們還設(shè)計了涉及β衰變、π-μ、μ-e及奇異粒子衰變的一系列可行的實(shí)驗方案.最終，在華裔女科學(xué)家吳健雄團(tuán)隊的精誠合作下，以無懈可擊的精準(zhǔn)實(shí)驗證實(shí)了在弱相互作用下宇稱不守恒.1957年10月楊振寧、李政道共同榮獲當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎.

14鐵肩任重遠(yuǎn)

李政道、楊振寧不僅是首先獲得諾貝爾獎的炎黃子孫，而且楊振寧還是第一個于1971年夏訪問新中國的美籍知名學(xué)者.楊振寧首次訪華，叩開了中國緊閉20多年的科技大門，從此，大批著名外籍科學(xué)家陸續(xù)地回到祖國訪問，為新中國科學(xué)的發(fā)展起到了巨大的推動作用，也為中國的現(xiàn)代化迎來了一個充滿朝氣的新局面.楊振寧十分關(guān)心中國的科技教育事業(yè)，并為此出力獻(xiàn)策，擔(dān)任全美華人協(xié)會會長，為加強(qiáng)中美兩國之間的了解和友誼做了大量的工作.2017年2月，楊振寧放棄美國國籍，重新加入了中國國籍.

1972年9月，李政道偕夫人踏上了闊別26年的祖國，自那以后，李政道曾多次回國探親和講學(xué)，受到了毛主席、周總理及鄧小平等國家領(lǐng)導(dǎo)人的接見和贊揚(yáng).首次回國，李政道就向周總理提出了建設(shè)高能加速器的建議，1988年10月，我國第一座高能加速器——北京正負(fù)電子對撞機(jī)首次對撞成功，這是一項被認(rèn)為中國科技史上除原子彈以外最龐大、最復(fù)雜的科技工程，標(biāo)志著中國高科技研究能力已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平.李政道對中國青少年一代特別關(guān)心，經(jīng)常為中國的少年大學(xué)生、研究生講學(xué)，從1979年起，倡辦了CUSPEA《中國—美國聯(lián)合招考物理研究生項目》，至今已送2000多名優(yōu)秀學(xué)生到美國一流大學(xué)攻讀物理學(xué).endprint

李、楊二人雖然都是旅美華僑，但他們?yōu)橹腥A科技的崛起、為中國教育的發(fā)展傾注了大量心血，付出了艱辛努力，赤子之心，鐵肩任重，激勵著無數(shù)青年學(xué)子奮發(fā)努力，報效祖國.

2教學(xué)啟發(fā)與思考

楊、李二人求學(xué)、從教、科研的生命歷程散發(fā)來出的育人價值熠熠生輝，特別是在深化教育改革的今天，做為教師我們應(yīng)當(dāng)從知名科學(xué)家的成長之旅中得到一些啟發(fā)與思考.

21育人理念

從教師發(fā)展、育人價值、教學(xué)方式三個角度審視我們的育人理念，可得如下轉(zhuǎn)變.

211提升教育魅力

在楊振寧、李政道的求學(xué)歷程中，許多老師的人格魅力、學(xué)識志趣等對楊、李二人產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響.擅長實(shí)驗、孜孜以求的趙忠堯，銜接前沿、學(xué)識淵博的張文裕，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、坦誠熱情的吳大猷，博學(xué)多才、務(wù)實(shí)奉獻(xiàn)的王竹溪，勤學(xué)好問、正直坦誠的王淦昌，精通理論、循序善誘的束星北，幽默風(fēng)趣、簡潔干練的費(fèi)米……，直接或間接地通過為師者育的教育魅力，幫助和引導(dǎo)著楊、李二人逐步步入物理學(xué)殿堂.

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010——2020年）》首次提出“教育魅力”一詞，上海市教師學(xué)研究會開展的教師教育魅力專項研究表明：“教師教育魅力指教師在教育教學(xué)活動中與學(xué)生相處是，教師的學(xué)識、品格、能力、情趣、志向等綜合因素對學(xué)生的認(rèn)知、行為、追求等方面產(chǎn)生的積極影響力，按照對學(xué)生的影響程度排序依次為：尊重學(xué)生、友善幽默的人格魅力——公平公正、愛崗敬業(yè)的師愛魅力——了解學(xué)生、教法嫻熟的學(xué)識魅力——平和開朗、儀表良好的形象魅力.”[3]

212培育求真精神

楊、李二人上大學(xué)本科均從化學(xué)化工系轉(zhuǎn)入物理系，究其根源還是近現(xiàn)代物理量子力學(xué)促進(jìn)原子物理、粒子物理迅速發(fā)展，新思想不斷涌現(xiàn)、新發(fā)現(xiàn)層出不窮，激發(fā)了楊政寧、李政道的好奇心與求知欲.在西南聯(lián)大艱難的搬遷途中，趙忠堯、張文裕精心保護(hù)著50mg鐳，為學(xué)生們開展了難得的人工放射性元素實(shí)驗，并且不顧個人安危收購廢銅爛鐵，想建造一座小型加速器，正是這些付出，培育著學(xué)生求真務(wù)實(shí)的毅力和勇氣；而吳大猷自譯EWigner的德文著作《群論與其再原子光譜的應(yīng)用》 、王竹溪研究計算時不查對數(shù)表、不用計算器的神算能力，同樣對學(xué)生起著潛移默化的影響，增強(qiáng)著學(xué)生求真索源的精神和力量.

213自主合作探究

縱觀楊、李二人的求學(xué)、科研經(jīng)歷，可以發(fā)現(xiàn)“自主、探究、合作”是他們精于研學(xué)、取得成功的關(guān)鍵，貫穿始終. 《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》（實(shí)驗）在對課程實(shí)施方面的基本理念是：“注重自主學(xué)習(xí)，提倡教學(xué)方法多樣化，”[4]在十年課改踐行過程中，出現(xiàn)了生本理念、有效教學(xué)、高效課堂等各種教學(xué)理論，其共同指向的學(xué)習(xí)方法依然是自主、探究、合作.可見，自主探究、合作探究在今后仍將是學(xué)習(xí)的主要方式.

22核心素養(yǎng)

2016年9月，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究成果發(fā)布：以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會參與3個方面，綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新等六大素養(yǎng).結(jié)合楊政寧、李政道的成長經(jīng)歷，本文從人文底蘊(yùn)價值及物理素養(yǎng)印證兩個方面做以思考.

221人文底蘊(yùn)價值[5]

百度百科對核心素養(yǎng)中人文底蘊(yùn)的解釋為：學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解、運(yùn)用人文領(lǐng)域知識和技能等方面所形成的基本能力、情感態(tài)度和價值取向，具體包括人文積淀、人文情懷和審美情趣等.青少年時期的楊振寧、李政道都曾接受過中國傳統(tǒng)文化與西方現(xiàn)代文學(xué)，楊振寧曾熟讀《龍文鞭影》、《孟子》，也讀過魯迅、巴金、曹禺等現(xiàn)代作家的作品，在西南聯(lián)大國學(xué)課上聆聽過朱自清、聞一多、羅常培、王力等大師的輪流教學(xué)，課余時間讀過《傲慢與偏見》、《三劍客》、《悲慘世界》等原文西方名著.楊政寧曾說“1934年我初一暑假背誦《孟子》，這對我的整個思路有非常大的影響”.

李政道曾熟讀過《論語》、《西游記》、《湯姆歷險記》、《膨脹的宇宙》等中外經(jīng)典名著，1946年春，李政道因沒有大學(xué)畢業(yè)文憑，但憑借吳大猷的推薦信及對中華經(jīng)典《論語》、《老子》、《孟子》等熟知而獲得了芝加哥大學(xué)的入學(xué)資格，并投身到被譽(yù)為“全能物理學(xué)家”費(fèi)米門下深造.

222物理素養(yǎng)印證

物理學(xué)科核心素養(yǎng)：物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個要素，這些在楊振寧、李政道的身上均得到了印證.特別是科學(xué)思維與實(shí)驗探究，楊、李二人通過歸納、推算，發(fā)現(xiàn)之前20多年所有宇稱守恒的實(shí)驗沒有一個是屬于弱相互作用的，于是他們大膽質(zhì)疑、創(chuàng)新假設(shè)，并設(shè)計了一系列切實(shí)可行的實(shí)驗方案，求助于吳健雄實(shí)驗團(tuán)隊，最終證實(shí)了弱相互作用下宇稱不守恒.他們在科研方面所取得的成就以及相繼訪華之后所做的大量工作，正是有擔(dān)當(dāng)、有作為的物理學(xué)家對科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的最好詮釋.

23實(shí)驗教學(xué)

231實(shí)驗價值論證

物理是以實(shí)驗為基礎(chǔ)的一門自然學(xué)科，實(shí)驗的價值不言而喻.楊、李二人提出弱相互作用中宇稱不守恒的觀點(diǎn)，若沒有精準(zhǔn)的實(shí)驗證明，是無法令人信服的，更談不上榮獲諾貝爾獎了.在物理教學(xué)中，實(shí)驗探究的價值同樣無可替代，“實(shí)驗探究：培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑，”[6]因為實(shí)驗探究是形成物理觀念、發(fā)展科學(xué)思維、培育科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的手段與途徑.關(guān)于實(shí)驗探究的具體要求為：提出物理問題，形成猜想和假設(shè)，獲取和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋，以及對實(shí)驗探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力.“實(shí)驗探究”主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流等要素.由此可見實(shí)驗探究及實(shí)驗教學(xué)在物理學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)性作用得到了進(jìn)一步的強(qiáng)化.

232三環(huán)實(shí)踐模式

實(shí)驗教學(xué)“探 做 析”三環(huán)節(jié)有效教學(xué)組織模式，其主要構(gòu)架如圖1所示.探：探究方案，評估優(yōu)選；做：操作獲證，體驗感受；析：分析歸納，反思提高.

將楊、李二人的研究過程與三環(huán)實(shí)踐模式對應(yīng)可知，他們提出論證、發(fā)表論文，相當(dāng)于探究方案環(huán)節(jié)，他們設(shè)計了涉及β衰變、π-μ、μ-e及奇異粒子衰變的一系列可行的實(shí)驗方案；而吳健雄實(shí)驗團(tuán)隊的精準(zhǔn)實(shí)驗（選擇β衰變方案）則屬于操作獲證環(huán)節(jié)，之后還有物理學(xué)家萊德曼和范因利希在實(shí)驗室利用回旋加速器、物理學(xué)家佛里德和特萊格迪在芝加哥用乳膠照相的方法證明了μ 介子在衰變中宇稱不守恒；1957年2月2日美國物理學(xué)會在紐約召開盛大年會為宇稱不守恒這個專題舉行了半天的特別討論會則相當(dāng)于分析歸納環(huán)節(jié).

綜上可見，楊振寧、李政道八十多年的學(xué)研生涯，不僅記載著我國科技發(fā)展的歷史，還映射著我國教育改革的歷程.合作摘桂冠，核心素養(yǎng)傳，60年來我國的科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，成果顯著，60年來我國教育改革逐步推進(jìn)，順應(yīng)發(fā)展.

參考文獻(xiàn)：

[1] 譚樹杰百年諾貝爾獎物理卷[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，20019.

[2] 管成學(xué)，趙驥民諾貝爾講壇上的華裔科學(xué)家：楊振寧與李政道的故事[M].長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，201210

[3] 于漪教育魅力[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，20133

[4] 中華人民共和國教育部普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗）[M].北京：人民教育出版社，2003，4

[5] 劉明李政道楊振寧發(fā)現(xiàn)與獲獎的科學(xué)文化意義——紀(jì)念中國科學(xué)家榮獲諾貝獎50周年[J].中共浙江省委黨校學(xué)報，2007（1）：111-121

[6] 江山實(shí)驗探究：培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑[J].中學(xué)物理教學(xué)參考， 2015（23）：2-5.endprint