彭笑剛

摘 要：中國大學(xué)里科學(xué)教育的任務(wù)，是讓中國文化背景下成長起來的年輕人真正體會科學(xué)精神、學(xué)習(xí)科學(xué)的理性方法、欣賞科學(xué)的美妙。中華文化是以最燦爛的農(nóng)耕文明為基礎(chǔ)的，但是，中國目前所做的是毅然決然地拋棄農(nóng)耕生產(chǎn)和生活方式。經(jīng)過幾十年的鮮血和汗水的付出，中國已經(jīng)成為了世界上最大的工業(yè)國。面對新的生產(chǎn)和生活方式，中國的年輕人必須理解新生產(chǎn)和生活方式后面的文化與精神，而這只能由合適的科學(xué)教育來實(shí)現(xiàn)。文化傳承決定了目前以及將來幾十年的幾代年輕人，他們的文化背景不大可能有很強(qiáng)的科學(xué)因素。因此，中國大學(xué)教育不但需要有中國特色，而且必須有一定的時(shí)代特色。以這樣的想法為基礎(chǔ)，作者用了幾年的大部分時(shí)間寫成了《物理化學(xué)講義》這本物理化學(xué)教材?！段锢砘瘜W(xué)講義》產(chǎn)生的過程中，作者對時(shí)代特色與中國特色有了一些更具體的認(rèn)識，其中的一部分記錄下來與廣大同仁共同探討。

關(guān)鍵詞：大學(xué)教學(xué)；科學(xué)教育；物理化學(xué)；著述思路

一、對大學(xué)教學(xué)的一些認(rèn)識

回國已經(jīng)數(shù)載，不少人問我回國感覺如何。我會說“比我原來想象的要好些”。這是實(shí)情。這不，原以為難以正式出版的《物理化學(xué)講義》要正式出版了，而且是在不止一家出版社希望出版該書的情況下，由中國高等教育界認(rèn)可的“高等教育出版社”出版。借此機(jī)會，淺談一些我對大學(xué)教學(xué)的認(rèn)識與思考，以及著述本書的一些體會。

剛剛從美國回來的時(shí)候，好些國內(nèi)大學(xué)老師告訴我：“現(xiàn)在的學(xué)生啊，唉，越來越不愛學(xué)習(xí)了”；“好的學(xué)生只是關(guān)心分?jǐn)?shù)，差的學(xué)生甚至都不在乎分?jǐn)?shù)”；“上課不點(diǎn)名，一大部分學(xué)生可能都不會來了”；“‘90后的學(xué)生比起‘80后差，而‘80后與我們改革開放后的第一代大學(xué)生——也就是所謂的‘60后和早期的‘70后——是沒法比的”。國外的同仁們，則普遍對國內(nèi)的學(xué)術(shù)環(huán)境、大學(xué)氛圍持懷疑的甚至是負(fù)面的態(tài)度。雖然我對這些說法有所懷疑但心里難免有些不安。

以我這幾年的零距離觀察和教學(xué)實(shí)踐，我想說，我們的大學(xué)和我們的學(xué)生確實(shí)是有各式各樣的問題，但事情絕不像我聽到的那樣不堪。其實(shí)，在我們的大學(xué)里，絕大部分老師真心想把中國的大學(xué)辦好；我們的學(xué)生不是不愿意學(xué)習(xí)，而是他們有了更多一些的懷疑精神，似乎有了一些盡管懵懵懂懂但卻十分可貴的自我意識。

從科學(xué)精神和現(xiàn)代大學(xué)教育宗旨來看，我認(rèn)為，我們的大學(xué)生可能不是變得不太好了，而是恰恰相反，變得好了起來。這是因?yàn)?，懷疑精神和?dú)立思想是科學(xué)精神的核心部分。我們教師應(yīng)該給他們些時(shí)間、給他們些空間，中國的明天也許會有更大的奇跡發(fā)生。

是的，中國大學(xué)有許許多多的問題。在所有這些問題中，我以為首先是教師教學(xué)的問題，而不是學(xué)生的問題。我們的大學(xué)教師對自己的身份定位（Identity）極為模糊，對于自己在現(xiàn)代專業(yè)社會中的職業(yè)特征不甚了了。2012年6月，受教育部網(wǎng)絡(luò)教育培訓(xùn)中心的邀請，參與過一個(gè)大學(xué)青年教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)。大學(xué)青年教師一方面普遍對自己作為大學(xué)老師的勝任力感到懷疑，另一方面對于如何提高自己的授業(yè)能力感到迷茫。那么教師的第一準(zhǔn)則究竟是什么？

現(xiàn)代人類社會的發(fā)展趨勢——應(yīng)該是一個(gè)合情合理的趨勢——專業(yè)化。在現(xiàn)代專業(yè)化社會中，大學(xué)教師只是多種職業(yè)中的一種。一方面，現(xiàn)代社會并不承認(rèn)“萬般皆下品，唯有讀書高”；另一方面，一個(gè)相對成熟的現(xiàn)代社會或者專業(yè)化的社會，遲早要打破“學(xué)而優(yōu)則仕”的局面。于是，大學(xué)教師真正要做的，是完成社會對該職業(yè)所設(shè)定的任務(wù)。

大學(xué)教授與現(xiàn)代社會所有的教育者一樣，我們的任務(wù)是給下一代講一講我們所認(rèn)識的人生、我們“自以為是”的真理。當(dāng)然也應(yīng)該告訴后生們我們的迷惑、我們的無知。假裝什么都懂是行不通的，也是違背人生正道的。哪怕是從教學(xué)效果看，坑蒙拐騙的教育經(jīng)實(shí)際上也是蒙不住學(xué)生的。正如托爾斯泰所指出的，由于還沒有過度地浸淫于俗世，孩子們的美麗心靈可能具有辨別真?zhèn)蔚姆欠材芰Α６遥坏└械浇逃邔?shí)質(zhì)上在做坑蒙拐騙的勾當(dāng)，所謂正面教育的所有努力都會瓦解為東流水，甚至轉(zhuǎn)化為負(fù)面的效果。

因此，我認(rèn)為，教育者的職業(yè)定位應(yīng)該是給年輕的學(xué)生們提供一套套的參照系。美妙的、正面的，是給后生們追求幸?？鞓啡松墓膭?lì)；失敗的、痛苦的，是給他們的警醒。

富有個(gè)性的教授只能靠自己教育自己。辦法是把自己投入到工作中，不斷地探索、實(shí)踐、借鑒、體會、總結(jié)、提高。

二、《物理化學(xué)講義》著述思路

盡管這是第一次正式出版，但這是本講義的第三版。前面兩版，只是用作浙江大學(xué)化學(xué)專業(yè)的物理化學(xué)教材。浙江大學(xué)的學(xué)制是三個(gè)短學(xué)期（相當(dāng)于1.5個(gè)正常學(xué)期）的物理化學(xué)課。而本書的第一版，是一邊講授一邊完成的。也就是說，浙江大學(xué)08級化學(xué)專業(yè)的同學(xué)得到了上、中、下三本物理化學(xué)教材。雖然第二版決定裝訂為一本，但覺得分為三冊的做法頗為可取，在一定程度上反映了現(xiàn)代物理化學(xué)學(xué)科的結(jié)構(gòu)。于是，三冊合并為一本但還是保持三冊的結(jié)構(gòu)。因?yàn)橥瑯釉?，讀者現(xiàn)在看到的正式出版的書還是分為三部分。按照高等教育出版社編審的意見，一本書分為三冊似乎不妥，分為三篇（上篇、中篇和下篇）更合適。

我以為，科學(xué)意味著不斷探索。為此，本書寫作的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)就是想打破“不求有功但求無過”的中庸之道。這導(dǎo)致了本教材帶有明顯的探索與開放味道，也希望讀者以探索的眼光來讀這本書。

關(guān)于利用這本書的教學(xué)，提幾點(diǎn)也許是過于美好的想法，供參考。首先，這本教材可能會對教師帶來一些挑戰(zhàn)，尤其是對那些“精通”傳統(tǒng)物理化學(xué)體系的教師。因?yàn)樵摃南到y(tǒng)不傳統(tǒng)，相比于國內(nèi)外同類教材新內(nèi)容頗多，所以，一個(gè)熟練的教師可能不得不放棄過去多年積累的講授內(nèi)容和思路，而必須另起爐灶。不過，如果一個(gè)老師能夠判斷這本教材的某些思想不及傳統(tǒng)教材或者不及自己的思路，那么，我會鼓勵(lì)他（她）按照自己的理解來講。如果真的能夠帶來一個(gè)師生共同批判本講義、相互辯論的局面，我覺得這本講義就非常有積極意義了。其次，本教材的附錄沒有收錄足夠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這并不是說數(shù)據(jù)不重要。相反，科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對于任一門學(xué)科都是十分重要的。之所以造成了現(xiàn)在這個(gè)局面，一方面是因?yàn)槲覜]有想明白如何取舍；另一方面，是因?yàn)楝F(xiàn)在電子版的科學(xué)數(shù)據(jù)頗為普及，例如，CRC Handbook of Chemistry and Physics就頗為常見。最后，因?yàn)槭翘剿餍缘摹㈤_放式的，所以，教師可以根據(jù)專業(yè)、課時(shí)、程度的不同對這本教材任意取舍。如果這本書能夠給每位物理化學(xué)教師提供一個(gè)契機(jī)和一個(gè)藍(lán)本，使他們以此為基礎(chǔ)演繹出來一套有自己個(gè)性特色的物理化學(xué)教學(xué)系統(tǒng)，那我們中國的大學(xué)就會在可以預(yù)見的將來成為世界上實(shí)力雄厚的化學(xué)家搖籃。

本教程試圖探索構(gòu)建物理化學(xué)框架的一條新思路：

第一，與多數(shù)物理化學(xué)教材不同，我們將簡述量子化學(xué)對單個(gè)原子、分子能級結(jié)構(gòu)的處理，以期把宏觀物理化學(xué)理論牢固地建立在原子、分子水平上。然后，利用統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的基本原理，從這些量子化的能級導(dǎo)出宏觀系統(tǒng)的三個(gè)基石性概念（能量、熵、溫度）和一條基本定律（熵增加原理），同時(shí)，將宏觀性質(zhì)與微觀能級結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)起來。

第二，對于經(jīng)典熱力學(xué)的處理，本教程將突出“化學(xué)”而不是“熱機(jī)”。眾所周知，超大量分子的宏觀系統(tǒng)是化學(xué)的主要的、常見的系統(tǒng)。目前，處理宏觀系統(tǒng)的手法包括統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)和熱力學(xué)。傳統(tǒng)上，國內(nèi)物理化學(xué)不重視統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)，而熱力學(xué)主要借重“熱機(jī)”理論。這導(dǎo)致了學(xué)生往往覺得物理化學(xué)難學(xué)、難用、復(fù)雜。應(yīng)該指出的是，即使是歐美國家，“熱機(jī)”特色也是常見物理化學(xué)教材一個(gè)揮之不去的硬傷。突出“化學(xué)”而不是“熱機(jī)”，其核心是建立熱力學(xué)第二定律的化學(xué)陳述。這樣的處理方法，希望有利于讀者對熱力學(xué)的化學(xué)意義有更好的把握，懂得熱力學(xué)的根本是“多分子系統(tǒng)”理論，而不是關(guān)于“做功-傳熱”或者“熱-功轉(zhuǎn)換”的理論。

第三，對于人類，化學(xué)最大的意義在于溶液，而不是氣體。因?yàn)榻?jīng)典化學(xué)熱力學(xué)成型于19至20世紀(jì)之交，那個(gè)時(shí)代人們對于溶液的理解十分有限，再加上溶液本身既不像氣體可以忽略分子間相互作用，又不像固體具有良好的周期性，所以，傳統(tǒng)上，物理化學(xué)重氣體而對溶液基本上不太涉及。為了讓物理化學(xué)為讀者提供一個(gè)更加實(shí)用的化學(xué)理論基礎(chǔ)，本教程一反傳統(tǒng)做法，重點(diǎn)突出溶液。

第四，傳統(tǒng)上，化學(xué)動力學(xué)獨(dú)立于熱力學(xué)而自成系統(tǒng)，但是，因?yàn)楸窘坛淘跓崃W(xué)部分有意識地加深了化學(xué)特色，所以，著者能在此基礎(chǔ)上把動力學(xué)統(tǒng)一到熱力學(xué)中。這樣的處理手法，是基于宏觀化學(xué)過程受“大概率”事件統(tǒng)治的基本思想。

第五，進(jìn)一步地，本教程盡管有傳統(tǒng)的章節(jié)劃分，但力圖探索一致性的物理化學(xué)理論系統(tǒng)。科學(xué)中任何一門學(xué)科的成熟過程，都是從定性到定量、從零散到系統(tǒng)的過程。著者以為，拉瓦錫們于200年前開創(chuàng)的現(xiàn)代化學(xué)，不該再停留在吉布斯們于20世紀(jì)初定型的框架中。也許，化學(xué)中以定量、系統(tǒng)為特征的物理化學(xué)已經(jīng)到了可以大跨一步的時(shí)候了。

第六，有些內(nèi)容和正文不能連貫一致，傳統(tǒng)上不屬于物理化學(xué)甚至不屬于化學(xué)科學(xué)的范疇，為此，本教程嘗試著開辟了旁邊批注，簡稱為“旁批”，與中國文學(xué)中的“眉批”功能相似但位置、形式不同。這一塊地方有時(shí)候也用來突出對應(yīng)章節(jié)的重點(diǎn)。同時(shí)，在這個(gè)欄目里，著者試著把所有的圖表都納入其中。于是，說是與“眉批”功能相似，但實(shí)際上還是有差別。另外，“眉批”是他人來批注，而這里“旁批”是作者自己批注。不過，讀者同樣可以利用這個(gè)空間來記錄自己的心得。

三、教材著述之思考

不少人問《物理化學(xué)講義》是不是用英文寫，答案自然是中文?？茖W(xué)思想如此之深刻、科學(xué)智慧如此之美妙。我以為，用母語能展現(xiàn)給讀者科學(xué)的真貌已經(jīng)是大功一件?，F(xiàn)代科學(xué)傳入中國也就100年左右的時(shí)光，科學(xué)還沒有進(jìn)入中國文化的核心。經(jīng)過幾代人（尤其是第一代留學(xué)生）的不懈努力，中國的科學(xué)教育完成了掃盲的任務(wù)，但離神形兼?zhèn)溥€頗有距離。作為一個(gè)大國，難以想象，我們必須依靠英文科學(xué)教科書來承載國家和民族的前途；只要決定不放棄中文作為母語，難以想象英文科學(xué)教科書會適用于教育中國下一代。因此，無論是否可以寫好，用中文寫這本書的念頭從未動搖過。科學(xué)是歐美人發(fā)明的實(shí)踐人生的新路子、認(rèn)識自然的美妙法門，但誰也不能阻攔我們用魯迅先生的拿來主義把它中國化。

更加重要的是，科學(xué)教育的首要目的不是知識的灌輸，不是技能的培訓(xùn)，不是經(jīng)驗(yàn)的積累，甚至不是興趣的培養(yǎng)和方法的傳承，而是弘揚(yáng)科學(xué)精神，讓年輕人愉快而自愿地選擇與真理同在的人生。任務(wù)艱巨，用母語做好已頗不易。難以想象英文教材、英文授課能達(dá)目的。

好的科學(xué)教科書，既要表現(xiàn)出系統(tǒng)科學(xué)本身的嚴(yán)謹(jǐn)性、真理性，但同時(shí)又必須有優(yōu)秀文學(xué)作品的可讀性、趣味性。因?yàn)轭}材的原因，教科書不能像純文學(xué)作品那樣使用一些特殊寫作手法（例如比喻、夸張、暗諷）。但是，科學(xué)的“真”自有其深刻的魅力，那深藏于科學(xué)發(fā)現(xiàn)后面的智慧快感自能讓人嘆為觀止。把這些表現(xiàn)出來，教科書也該能給人閱讀的享受、激發(fā)研習(xí)的興趣。

這本書加了不少彩圖。圖畫不只是能夠給書本帶來色彩那樣簡單。人看形狀的能力畢竟是與生俱來的，而讀文字推演公式則必須后天學(xué)習(xí)。因此，我以為設(shè)計(jì)合理的圖與畫更容易與讀者溝通，會給書本帶來些活力。在文字方面，我以為講故事的口語化表達(dá)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的反復(fù)敘述討論有利于與讀者的交流。我以為，寧愿在重點(diǎn)的地方啰嗦一點(diǎn)，也要盡量把故事轉(zhuǎn)承交代清楚。課時(shí)是有限的，在核心部分多費(fèi)點(diǎn)筆墨，自然意味著涵蓋的面不能太寬泛。

想要讓讀者明白些科學(xué)的來龍去脈，這本教科書涵蓋了不少科學(xué)史的東西。我的想法是希望讀者感受如何從人人以為是中看出柳暗花明，體會如何把挑戰(zhàn)變成機(jī)會。不過，我對科學(xué)史毫無研究，道聽途說的多，證實(shí)無誤的極少。因此，這里的科學(xué)史不是正史而更像是演義；偉人們的小傳不是嚴(yán)格的傳記而更像是傳奇故事。我想，只要不作為科學(xué)結(jié)構(gòu)的一部分，演義也好傳奇也罷，應(yīng)該是無傷大雅的。不管能否用這本書帶給讀者以智慧享受，我至少要先在形式上讓大家輕松一下。

從開始準(zhǔn)備寫這本書到出版，大約有兩三年的光景。動筆之前想得頗為美好，我也確實(shí)努力了，而且得到了很多難能可貴的支持與幫助。至于讀者是否會喜歡、能否達(dá)到想要達(dá)到的教學(xué)效果，那只能留待時(shí)間來檢驗(yàn)了。

科學(xué)教育遵從科學(xué)的基本定則：實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

[責(zé)任編輯：余大品]