تحول آموزش فیزیک در بریتانیا (1)

ج. و. وارن

بخش فیزیک دانشگاه برونل، انگلستان
چکیده: در گذشته در بریتانیا،‌ فیزیک را از طریق مطالعة تاریخ فیزیک فرا می‌گرفتند. در این اواخر معلوم شده است که چنین ره‌یافتی دیگر امکان‌پذیر نیست، ولی هیچ روش منظم دیگری هم موجود نبوده است تا جایگزین آن شود. درنتیجه،‌ آشفتگی‌ها و غلط‌آموزی‌های زیادی، چه در مدارس و چه در دانشگاه‌ها، به‌وجود آمده است. نویسنده، گزارشی ارائه می‌دهد از مشکلات فزاینده‌ای که در آموزش فیزیک در بریتانیا با آن‌ها روبه‌رو بوده است، تا بحث درمورد چنین مسائلی را در سطح بین‌المللی دامن بزند.

1. آموزش تاریخی

تا پیش از نسل فعلی، برنامة آموزش فیزیک در بریتانیا،‌ چه در مدارس و چه در دانشگاه‌ها، اساساً بر پایة سیر پیشرفت تاریخی این علم قرار داشت. در دوره‌های مقدماتی، محصلان عمدتاً فیزیک قرن‌های هفدهم و هجدهم میلادی را می‌خواندند. مباحث اصلی عبارت بودند از مکانیک ساده، دماسنجی به روش مایع ـ در ـ لوله، گرماسنجی به روش اختلاط، اپتیک هندسی، الکتروستاتیک و خواص آهن‌رباهای میله‌ای. در سال آخر دبیرستان یا سال اول دانشگاه ایده‌های اوایل قرن نوزدهم از قبیل الکتریسیتة جاری و نظریة مقدماتی نور موجی ارائه می‌شد و مطالعات بعدی تقریباً به ترتیب توالی تاریخی موضوعات پیش می‌رفت، و هم‌چنین ایده‌های قدیمی با شرح و بسط بیشتری بررسی می‌شد.
مطالعة فیزیک اتمی به‌عنوان یک موضوع مستقل در سال اول دانشگاه شروع می‌شد و ضمن آن نخستین آزمایش‌هایی که روی تخلیة الکتریکی در گازها انجام گرفته و به کشف الکترون منجر شده بود، توضیح داده می‌شد. مدل اتمی تامسون معرفی می‌شد و همراه با آن، سرمنشأ این مدل و موفقیت‌ها و شکست‌هایش بررسی می‌شد. نظریة بوهر نیز به طریقی مشابه مطالعه می‌شد، جز آن‌که احتمالاً موارد ناکامی آن حذف می‌شد. دورة لیسانس عادی معمولاً در همین‌جا به پایان می‌رسید. اما در یک دورة لیسانس ویژه، مدارهای بیضوی و اسپین نیز تدریس می‌شد و ( حدوداً از 1309/ 1930 به بعد) دانشجو در سال آخر، چیزهایی هم دربارة مکانیک موجی می‌آموخت. آموزش مباحث دیگر نیز برهمین منوال بود.
به‌دلیل نظام امتحانات، هماهنگی وسیعی در برنامه‌های درسی مدارس سراسر کشور وجود داشت. آن‌چه که ممکن است امروزه برای فیزیک‌دانان جوان عجیب باشد، این است که در دروس دانشگاهی نیز هماهنگی زیادی به چشم می‌خورد. یکی از دلایل این امر، تعداد نسبتاً اندک دانشجویانی بود که در فیزیک تخصص می‌گرفتند، یعنی این‌که تقاضا برای کتاب‌های درسی بسیار محدود بود. ازمیان کتاب‌های فیزیک، تنها کتاب‌هایی شانس موفقیت داشتند که نیازهای امتحانات دانشگاه لندن را برآورده می‌کردند، که به‌خاطر کالج‌ها و دوره‌های غیرحضوری بسیارش درصد بزرگی از دانشجویان را در خود داشت. از این‌رو بسیاری از کتاب‌هایی که در دانشگاه‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گرفتند، عمدتاً مطابق نظرات ممتحنین دانشگاه لندن نوشته شده بودند، و بدین ترتیب این ممتحنین نقش تعیین کننده‌ای داشتند. بنابراین اگر کسی در هر جای بریتانیا تا سطح خاصی در رشتة‌ فیزیک تحصیل می‌کرد، بدون شک دروسی را می‌آموخت که مطابق با تحول تاریخی این علم تدوین شده بود و همگان بر آن توافق داشتند.

2. مزایای روش تاریخی

توالی تاریخی اکتشافات فیزیکی اغلب خط سیری طبیعی را می‌پیماید که از ایده‌های مشخص دربارة یک تجربة خیلی معمولی و چند آزمایش ساده شروع و طی مراحل پی‌درپی انتزاع و تدقیق، به مفاهیم کاملاً پیشرفته منتهی می‌شود. از این لحاظ، ره‌یافت تاریخی با روش آموزشی صحیح هماهنگی داشت.
با این روش، فیزیک به‌صورت موضوعی زنده و رشدیابنده ارائه می‌شد. دانشجویان با مطالعة مجادلات مهم تاریخی می‌آموختند که چگونه اندازه‌گیری‌های تجربی و استدلال‌های نظری به برپایی اصول علمی منجر می‌شده‌اند. آن‌ها یاد می‌گرفتند که برای برخی مقاصد دقت زیادی لازم نیست، درحالی‌که برای مقاصدی دیگر چنان دقتی حیاتی است؛ پی می‌بردند که چگونه گاهی اطلاعات ناقص و یا حتی ایده‌های سست مانع پیشرفت نمی‌شده‌اند، درحالی‌که در موارد دیگر عواقب بسیار وخیمی به بار می‌آورده‌اند. به‌این ترتیب هم خطر نادیده گرفتن قواعد تثبیت شده و هم خطر پایبندی کورکورانه به آن‌ها را درمی‌یافتند. همة این‌ها آموزش خوبی به دانشجو می‌داد تا بتواند در آینده مستقلاً به مطالعه و تحقیق بپردازد؛ با این روش آموزگاران ورزیده‌ای نیز تربیت می‌شدند.
برای مدت‌های طولانی، می‌شد کشفیات جدید را بدون دشواری زیاد در برنامة تحصیلی وارد کرد و مطالب کهنه و بلا استفاده را کنار گذاشت بدون آن‌که این کار تأثیر مهمی در درک تحول تاریخی فیزیک داشته باشد. جزئیات آزمایش‌های قدیمی و روش‌های بدیل را می‌شد گاهی حذف کرد بدون آن‌که به چیزی لطمه بزند. برخی از شیوه‌های تحقیق بی‌ثمر از آب درمی‌آیند و دیگر آموزش آن‌ها ضروری نیست. با کنار گذاشتن یا فشرده کردن قسمت‌هایی از برنامة تحصیلی، فرصت برای طرح مطالب تازه، به‌خصوص در سطوح بالاتر، پیدا می‌شد. به این ترتیب دانشگاه‌ها می‌توانستند در عین ثبات، به‌تدریج درس‌های جدید فیزیک را در برنامه وارد کنند، بی آن‌که نیازی به تغییرات سریع در کار آن‌ها یا مدارس باشد.