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朱正元

来源:网络资源 2009-09-01 21:41:55

  朱正元

  (1900—1985)

  朱正元,物理教育家。测定了电离氦λ4686谱线的精细结构。毕生从事大学基础物理、实验物理和中学物理教学,以及教学方法的研究。在极困难条件下,以最简洁的方法进行直观的教学演示实验,提出“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”,培养学生动手能力和创造精神。为我国培养了大批物理教师和优秀人才。

  朱正元,字善培,1900年12月23日出生于江苏省南京市。父亲是手工业者,从事织绒业。朱正元幼时曾念私塾、小学。中学毕业后,于1919年8月考入南京高等师范学校数理化部,与严济慈、赵忠尧等为先后同学,就学于胡刚复门下。1924年,南京高等师范学校与国立东南大学合并,朱正元获东南大学理学学士学位,经竺可桢介绍,任教于江苏省立第一女子师范学校。1929年又任教于国立中央大学物理系,从事普通物理实验教学。

  测定电离氦的λ4686谱线的精细结构

  1934年暑假,朱正元考取江苏省公费留学生。1935年2月入美国加州理工学院攻读物理学。同窗留学生中有袁家骝、谈家桢等人。赴美留学生中多为20多岁年轻人,而朱正元已年过35岁。作为同学中的年长者,朱正元处处关心与爱护年轻的同学,因而受到年轻同学的尊敬,被年轻人称为“老夫子”、“老先生”。1938年10月,朱正元以“电离氦的λ4686谱线的精细结构”的实验研究获得哲学博士学位,其博士论文于1939年发表。

  在朱正元实验以前,约1932—1934年间,谢玉铭与W.V.豪斯顿(Houston)合作曾研究过氢光谱巴耳末系的精细结构,他们以实验测定了精细结构常数α。结果发现,实验光谱线间距要小于相对论性理论计算值,其差异超出实验误差的可能范围,要解释这种差异,需要将理论计算的α值从1/137改为1/139.9。要作出这么大的修改,在当时是难以令人接受的。对此,谢玉铭及其合作者大胆提出,产生这个差异的根源可能是理论计算中忽略了电子和辐射场之间的相互作用。15年后,W.E.兰姆(Lamb)等人以微波共振法证实了谢玉铭及其合作者的提议的正确性。这个提议也是1947—1948年间关于重整化理论的主要发展方向。

  1937—1938年间,豪斯顿指导朱正元再做实验,他们以液态空气冷却放电管的空心阴极,用干涉仪测量该管所发射的电离氦的λ4686谱线的精细结构,具体测定组线间的相对强度和位置。其结果是,实验值与理论预言大致符合,再一次证实谢玉铭提议的正确性。朱正元等人的实验有其特色,如采用电离氦为研究对象,电离氦的谱线的精细结构与氢或氘的同样重要,但人们对它的研究却相对地少些;实验中用Fabry-Perot干涉仪代替通常所用的衍射光栅,大大提高了实验精度;为克服谱序重叠的困难,使用不同间距的干涉波片,可能使由此引起的误差达到最小。朱正元的博士论文从实验目的、方法、测量手段、理论计算与结果的论`证等一系列工作看,是当时流行科学观下的一篇优秀博士论文。

  教书育人,矢志不渝

  1939年朱正元回国,应浙江大学校长竺可桢之聘,任教于处在贵州湄潭的浙江大学物理系,同时兼任浙江大学师范学院理化系主任。1944年起,又兼任浙江大学附属中学校长。从此开始,他日愈热心于中学物理教师的培养工作。

  抗战时期,教学与生活条件甚为艰苦。浙江大学师范学院学生也不甚安心,以为读师范不如读理科,学理科不如学工科。朱正元对学生循循善诱,以身说教,得到学生们的尊敬。在任浙江大学附属中学校长期间,从教务到总务,以至校办农场,他都事必躬亲。在浙江大学附属中学,他向教师们提出“认认真真教书,清清白白做人”,也以此作为自己的座右铭,几十年如一日,任劳任怨,兢兢业业。每逢佳节、除夕,学生们大都无家可归,朱正元总要邀请学生们到他家里吃团圆饭,学生们对老师也倍感亲切。

  40年代末50年代初,朱正元同时执教于江南大学和之江大学,每周往返于无锡和杭州两地,为培养人才而奔波于旅途之中。

  1952年院系调整,朱正元十分重视物理教学内容的研究与改革。50年代,在全国普遍通用苏联教材的大潮中,他主张博采苏联和西方教材之长,结合我国实际,编写具有中国特色的教材。1959年,他组织几位中学教师,编写大学物理教材。他大胆尝试,融合普通物理与理论物理内容,编写并出版了《力学讲义》和《电磁学讲义》。70年代末,有鉴于高考落榜而又立志自学大学课程的青年们缺乏适当的自学书籍,他又编写了《大学物理自学丛书》,一套共7册。在这些教材的编写中,他十分注意物理学的应用,并反映最新科技成就。1959年,鉴于苏联两颗人造地球卫星上天,他在《力学讲义》中以一定篇幅叙述变质量力学问题;1979年,鉴于静电应用在我国的蓬勃发展,他在《大学物理自学丛书》中,又编进了有关静电测量在工业生产中的应用章节。

  朱正元特别强调物理教师应当透彻理解物理学中的基本概念,方能教好学生,不致误人子弟。从50年代初开始,他撰写了几十篇文章,作了上百次报告,以帮助中学教师了解并掌握物理学中的基本概念。他的认真程度是惊人的:每篇文章的写作要经过长时间、甚至一年的思考,伏案书桌,几易其稿,有的还自己动手实验,经验证后方公开发表。他生前撰写了《中学物理教材选论》一书,从60年代开始,就在江苏师范学院物理系本科生中试用,深受学生和中学教师欢迎。但直到他逝世前,虽已5次修改,却始终未能正式出版。该书中对于中学教师常常误解或混同的“重量、重力、万有引力”概念,讲清来龙去脉,说理透彻。

  60年代初,朱正元应人民教育出版社之请,曾任中学物理教科书编写顾问。对于课本初稿,他不厌其烦地仔细审阅多遍,然后逐句逐字提出修改意见。在人民教育出版社回收的几十份意见书中,朱正元的意见最为详尽,从而得到人们的称赞。他说:做事就怕认真。像这样的事,稍不认真,错误就要流传几代呀!

  朱正元为人师表、以身作则、言传身教的风范为几代人所敬仰。他平生深恶痛绝公私不分、计较报酬和其他不正之风,常告诫学生:“如若上下交争利,则国危矣。”他平时要求学生多背熟一些自然数据,而他自己能背出上百个自然数的平方根与立方根值,甚至连火车铁轨的标准轨距也记得一清二楚。他认为,作为教师,不能每遇常用数据就查阅手册。他严格要求自己,以致上课时衣着仪表、擦黑板手势都不会放过。他认为,教师的某种不良习惯,会给学生带来长久的坏影响。因此,他特别重视纠正学生中写错别字或不规范字的行为。在他任江苏师范学院物理系主任期间,曾要求系秘书在系公告栏中每周公布学生作业中的错别字。一段时间后,果然效果极佳。此事曾在校内传为佳话,连中文系师生也都赞叹不已。他坚持主张,良好的中小学教育是大学质量的基础。因此,他还注重初级学校的教学改革问题,直至耄耋之年,还为中小学生夏令营表演物理实验,作科普报告。为使报告有针对性,他亲临小学,认真阅读小学课本。

  1980年,年届80高龄的朱正元创办了《物理教师》期刊,给全国中学物理教师开辟了一个学术交流的园地和争鸣场所。1981年,他又倡议成立中国教育学会物理教学研究会,并且被该研究会推举为名誉理事长。1982年,江苏师范大学改为综合大学——苏州大学,他被推举为物理系名誉系主任和校学术委员会副主任,仍一再强调,虽然学校体制变了,但培养出色的好师资这一条不能变。1984年10月,他还坐着轮椅出席《物理通报》在杭州召开的“全国中学物理教学改革学术讨论会”,并在会上致开幕词。直至1985年2月27日,因心力衰竭去世,临终之前,他一直关心着教学改革的有关问题。

  朱正元热爱教育事业的感人事迹,深深地打动和鼓励了他的第二代、第三代。他的10个子女媳婿中,有8位是教师。在他去世前,他的孙子也当了教师。朱正元一家的“教师世家”美名,曾传遍苏州大街小巷。

  力主自制教具仪器,培养学生动手能力

  早在20年代于东南大学念书时,朱正元就对简陋的仪器产生了浓厚兴趣。当时,胡刚复在东南大学建立了物理实验室,一改过去物理系学生光读书不动手的教学法。在这实验室里,学生们以简便材料自制教具与仪器,进行实验。例如,以普通导线绕制螺线管作磁学实验,以一些导线、磁铁作成电动机教具。这个实验室,影响了朱正元的终生。

  20年代后期,当朱正元在南京安徽中学执教时,恰值我国早期教育改革家陶行知任校长。陶行知3次聘任朱正元为教务主任,协助自己探索教育改革的路子。陶行知的思想也给朱正元以巨大影响。

  早年的熏陶,使朱正元终生受益。在美国获得博士学位回国后,他几十年如一日,始终从事物理学的基础理论教学和物理实验工作。在这些工作中,他依据国家贫穷落后,农村、山区中学缺乏教具、仪器的特点,提出了“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的主张,并为此终生以示范作用影响并带动了几代人的教学方法改革工作。

  朱正元历来主张,物理学的教学应当师生动手制教具仪器,加强物理实验。1977年冬,他以毕生的教学实践在教育部召开的物理教学仪器研讨会上报告说:“物理、物理,必需就物论理。离开具体的物,仅凭教师的语言和书本讲抽象的理,学生学到的就只能是口头的和字面上的物理。”他长期倡导学生动手做实验,强调这种动手能力对学生成长的重要性。他以为,这是学生进一步学好现代科学技术和在未来工作中进行科学实验和技术革新的基础。

  要做实验,又无仪器,这个尖锐的矛盾如何解决?朱正元力主自制教具仪器。他说:“不要迷信只有工厂制造的仪器才是仪器。”他提倡物理教师要设法不花一文钱而能做物理实验。以一枚硬币和一张废纸可以表演重力加速度相等的实验;用废旧针筒做大气压实验;用一只塑料杯可以做物体的惯性、水的表面张力、大气压力、摩擦力、热的传导和辐射、声的共振、摩擦起电、光的反射与折射等10多个实验。这就是他所提倡的“坛坛罐罐当仪器,拼拼凑凑做实验”的含义。

  1972年,朱正元和他的助手带了10箱自制仪器,走遍了十几个省市,在短短8个月中作了近30场的报告,并演示他的以“坛罐”为仪器的物理实验,听者有一万多人次。他的创造性实验教学方法不仅得到教育部门和物理学界的推崇,更受到广大物理教师和农村中学教师的欢迎。之后,朱正元又以“勤俭做实验”为题,将这些报告连续登载于报刊上。

  在自制仪器中,朱正元又根据学生和教学的特点提出了某些适当标准,使仪器制作不仅“土”且能用,又美而可供观赏。对于工厂制做的演示仪器,他提出要注意“简单、明了、尺寸够大”。“简单”可以省工省料,符合勤俭办学的方针;“明了”可以突出重点,避免物理现象繁杂,造成主次不分;“尺寸够大”,能使全班学生都能看清,达到好的教学效果。

 

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