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凭什么天资,又凭什么境遇,成就了爱因斯坦伟大的科学成就? 他非凡的直觉、极度的专注和不懈的努力已经被世界广泛认可。 但是,要达成伟业,即使是爱因斯坦这样的人,也不得不依赖人生中微薄的“运气”。 回顾爱因斯坦的一生,他人生的“幸运”之一是在瑞士小镇阿劳( aarau )的高质量中学上学,幸运地接触到了三位对“肤浅”的教育不满意的优秀老师。 他们强调深刻发现内在,寻找简,追求自然之美。
出乎意料的巧合是,这三位老师都毕业于同一个瑞士顶尖大学(也是欧洲顶尖大学)苏黎世联邦理工大学(以下英文简称“eth”)。 他们提倡的教育哲学看起来完全不同。 那么,他们到底代表着什么样的教育哲学呢? 更巧的是,爱因斯坦从eth毕业,在eth担任物理学教授。 事实上,eth连续多年位居欧洲大陆大学之首,获得“欧洲第一名校”的荣誉,在2019年qs世界大学综合排名中名列世界第七。
当然,这三位老师运用他们独特的教学方法和教育理念,吸引并影响了多位学生。 但是,在爱因斯坦,这三位优秀的中学老师的教育引起了特别积极的共鸣。 这三位老师是爱因斯坦青少年时期的良师益友,他们的个性和人生哲学给他留下了深刻的印象。
mühlberg一生致力于让学生更深入地了解自然。 爱因斯坦从他身上看到了实践科学家的身影。 tuchschmid没有让学生积累陷入“做大空”的机械知识,让爱因斯坦切身感受到了物理定律的实用化,几乎确立了探索自然基本属性的“至简”。 ganter致力于将代数和几何学迅速发展成清晰、充满活力的学习行业,让爱因斯坦初次体验数学之美。
前排左一是在阿尔高州立中学校高中毕业的爱因斯坦,1896年。
位于瑞士阿尔戈州首府阿劳市的大型爱因斯坦纪念牌匾是在thomas duttenhoefer年设计建造的。
终身难忘的瑞士印记
爱因斯坦听取了eth校长albin herzog的建议,来到瑞士小镇阿劳的阿尔高州立中学校( alte kantonsschule aarau )的高中,在这里学习了一年。 阿劳是离苏黎世不远的小镇,有几所有名的中学。 由于教育质量高,很多国际学生来学习,有些学生来自遥远的海外。
显然,对爱因斯坦来说,校长albin herzog的这个建议极为明智,终身难读,不胜感激。 他认为阿尔高州立中学校是教育机构的完美典范。 1952年,当时的阿尔高州州立艺术收藏馆长guido fischer写信给爱因斯坦,请求捐赠给计划建设的阿尔高艺术博物馆。 爱因斯坦愉快地回信,追忆了阿尔高州立中学校的经历,也对教育应该遵循的基本发表了深刻的见解。
对我来说,这所学校是这种教育机构中最令人满意的典范。 我少年时代在这所学校的经历让我清楚地认识到,教育系统扁平化和教师在教学素材和教学方法选择上的充分自由度,吸引了教师和学生的责任,做好令人满意的工作。 事实上,无论教学系统的设计看起来多么完美,教学文案的安排看起来多么巧妙,只要不给老师和学生足够的自由加以束缚,他们都能取得非常优异的成绩,做好有效的工作。 在我看来人不是机器。 如果一个身体被剥夺了天生的创造力和他独立评价的自由,他也无济于事,成为废物是很正常的……
阿尔高州立中学校
年,来自韩国kbs电视台的考察团来到瑞士小镇阿拉维,调查了少年爱因斯坦为何从德国慕尼黑的路易·波尔图中学( luitpold gymnasium )辍学的原因,顺利从瑞士的阿尔高立中学校毕业。 事实上,无论从研究爱因斯坦个体迅速发展的历史解体角度,还是从探索教育本质的角度来看,这都是一个非常深刻的命题。
1802年,阿尔高州立中学校通过了私募方法的设立。 1813年,学校被当地州政府接管,正式成为公办的州立中学。 下半个多世纪,学校关于教育理念的核心大体上指明了两个截然不同的快速发展方向,分别由学校前后两个校长倡导和宣传,使该校成为当时和今后一个时期瑞士中学改革的标杆。
这是爱因斯坦纪念牌匾,在阿尔高州立中学校的爱因斯坦大厦“einstein-haus”的楼梯上。
一位校长是ernst august evers(1779-1823 ),是来自德国北部的精通拉丁语和古希腊语的语言学家,1804年被任命为学校校长。 他的教育哲学理念与阿劳土生土长擅长采伐的当地人完全不同:他不赞同学校当时的世俗化科目,认为这是非常有限的功利主义倾向。 他再三推崇古典希腊哲学。 evers认为,任何教育的核心,都应该是培养人的价值观。 他提倡学校“文理中学”的快速发展模式,学校的中心工作是教希腊语和拉丁语,与基本知识的普及和实际技能的培养相融合。
但是,这种教育哲学成了瑞士教育改革的束缚。 欧洲的工业化带来了新的教育诉求。 瑞士阿尔加奥州( aargau )的人倾向于实用主义,反对和抵制将州立中学变成像evers提倡的远离时代的古典文理学校。 1826年,阿尔高州设立了面向贸易和商业教育诉求的商贸学校。 1835年,阿尔高州立中学校和商贸学校合并,学校课程更加强调“技术-科学”学科的设置。
另一位校长是august tuchschmid(1855-1939 ) (担任校长多年,曾担任爱因斯坦物理教师),在他的治疗下,阿尔高立中学校顺应工业化崛起带来的新教育诉求,在学校课程设置中赋予了自然科学地位,
爱因斯坦1895年10月来到阿拉维的时候,学校已经从文理中学( gymnasium ) (重视拉丁语、希腊语等古典文学和人文哲学课)的模式,变成了实验中学( realschule ) (重视科学技术)的模式
mühlberg自然科学的基本知识:“注意-思考-交流”
friedrich mühlberg毕业于eth,在该校获得自然科学教师学位。 他于1866年受雇于阿尔高州立中学校,担任自然历史和地理课教师。 mühlberg不仅是优秀的老师,还是一流的研究者,他对工作非常投入,非常认真。 最重要的是,他是充满想象力和活力的科学课程改革者。 在校40多年间,自然史教育取得了很大的进步。
mühlberg表示,教育的关键不是让学生从知识上理解客观事实,而是要集中关注学生认识到哪些根本问题。 例如,让学生更加关注发现科学的过程。 他把自己的教育哲学概括为“注意-思考-交流”。
mühlberg对自然科学教育的意义和重要性的论述如下:自然史课的重要目标是思维通识教育,在教育中应特别重视基于“可视化”的形象思维的训练,其核心重要性先于“注意”,进而在于“思维所见”。 从这个意义上说,自然史的教育不同于语言等其他科目的教育(其基础是词汇的听、说、读、写)。 在语言教学中,学生必须通过记忆学习相关的通用语法和语法特例,而在自然科学教学中,强调视觉和思维实践,这是学生今后人生中受益最重要的因素。
mühlberg排除了只描述事实的方法,重视充分的注意和彻底的反省,最终用语言或公式表达注意和发现。 他的教育指导是得到当时许多教育同行的认同,使他们更好地了解自然学科教育在教育中的价值。 mühlberg的教育改革思想不仅在阿劳,在瑞士其他地方也受到尊重,对早日推进瑞士教育界重视科学和人文科目在中学课程中平等地位的认可起着重要作用。
弗里德里克·米üHL Berg,1840-1915
少年爱因斯坦深深支持mühlberg的信条。 因为他已经拒绝从表面上看问题,想从本质上理解客观世界。 他除了参加过mühlberg的课程外,还参加过mühlberg组织的阿尔卑斯山地区的室外徒步活动。 事实上,瑞士青少年在小学、中学阶段经常参加学校和社区组织的阿尔卑斯山地区的户外徒步活动,这也成为瑞士青少年成长的特色。
1896年6月24日,在mühlberg的指导下,20名学生从阿彭泽尔( appenzell )出发,计划徒步前往维斯巴德( weissbad )。 当时很热,他们很难爬上沿路。 途中,他们经过陡坡meglisalp,从这里开始,攀登了非常陡峭的santis峰(其峰形态非常陡峭,成为阿尔卑斯山最有名的峰之一)。 最后,他们从schafboden飞往alt st. johann。 这条徒步旅行路线需要约7个小时,对身体状况和体力要求极为严格,通常只有经验丰富的登山者才会选择这条路线。
从meglisalp到santis的登山路线,然后从schafboden到alt st. johann。
mühlberg是优秀的地质学家。 登山中,一边摆弄着经常随身携带的手杖,一边向学生们指出岩石的类型,讲述了冰川侵蚀山体的形状,最后讲述了山体的折叠结构。 他喜欢在讲话中提出尖锐的问题,让学生进一步学习地理的趣味性。 爱因斯坦站在他身边的时候,拿起手杖指着远方说:“爱因斯坦,这些山体的分层结构是怎么组织起来的? 从下到上,还是从上到下? ”爱因斯坦以轻蔑的态度回答说:“我不在意,教授先生。”
爱因斯坦应该尊重这位老师。 但是,他没有。 至少在外在形式上他没有这样做——老师对这种礼仪的敬意,在他上eth的时候和其他老师交往的时候多次出现,毕业后去eth工作做助教时会付出惨痛的代价。
幸运的是,和学生打成一片的mühlberg对爱因斯坦很包容。 在他们徒步旅行的第二天( 6月25日),发生了惊险的事故。 师生们在攀登santis的途中,雷雨突然下起风暴、冰雹、雷电。 那时,在santis山峰下的wagenlucke ( 2,075米),大家看到徒步小道上堆积了大量的冰雪。 爱因斯坦没有穿防滑的登山鞋。 他突然滑了一跤,在快要掉到山坡上的危机时刻,机敏的同学马上拉长了脚步。 他被牢牢抓住,把危险变成了夷——就在这一刻,魔杖改写了物理学的历史!
santis峰,海拔2,502米,今天的游客可以从schwgalp乘坐缆车到达山顶,全程仅需8分钟,于1935年开业。
tuchschmid的物理学大致追“至简”
august tuchschmid是一个充满活力和决心的人,坦率坦率。 在eth学习物理学,在heinrich weber教授的指导下,写了关于水晶热传导的学位论文。 weber也是爱因斯坦上eth时的物理老师。
1882年,tuchschmid被任命为阿尔高州立中学校的首席物理教师。 7年后,他成为了该校的校长。 此后30年,他一直担任该校校长,使学校成为数学和自然科学行业全国领先的中学。 tuchschmid作为校长,其职业生涯的最大亮点是推进学校主楼——爱因斯坦大厦的建设。
爱因斯坦大厦建于1895年,是班霍夫大街上最有名的地标性建筑物。
阿尔高州立中学校主楼“爱因斯坦楼”的南门,建于1896年。
一百多年过去了,这座大楼至今仍是该校的主楼。 根据历史学家们的推测,爱因斯坦参加了这座宏伟的校园建筑的落成典礼。 这座大楼一开始是以当时校长august tuchschmid的名字命名的。 2006年,学校为了纪念知名毕业生爱因斯坦,将这座大楼更名为爱因斯坦大厦( albert einstein house )。
除此之外,tuchschmid校长还让学校建设了广阔的物理实验室,该实验室的设备几乎达到了大学实验室的水平。 校长对此特别自豪。 少年爱因斯坦非常爱这个实验室。 lewis pyenson (《青年爱因斯坦:相对论诞生始末》的作者)说:“在欧洲德语区的其他地方,中学生如此接近这些先进精密物理设备的机会很少……这里就像一所小大学的物理学院。”
爱因斯坦上了tuchschmid教授的物理学课。 tuchschmid的教学风格体现了“至简”主义的大体:他把讲课的部分集中在一点基本的问题上,把各种物理现象抽象成一点基本的大体。 在复杂中简单探索是爱因斯坦成功进行物理研究的决策因素。 在这方面,tuchschmid成为了爱因斯坦的最佳典范。
august tuchschmid,1855-1939
1898年10月,就读于eth的爱因斯坦开始准备毕业论文。 通过实验测量了地球通过以太网(物理学史上假想的物质观念)的速度。 在这期间,他回到阿拉维,和高中时代的物理老师tuchschmid一起做实验,测量地球穿越以太网的速度。 他们并肩作战,提出了一点实验设计方案。 之后,爱因斯坦回到eth向weber报告了这些方案。 很遗憾,没有weber的同意。
从现有档案的证据来看,这位严厉的校长和始终坚持自我的学生爱因斯坦之间没有发生深刻的对抗。 从某种意义上说,无论是教育还是治校,托卡什米多都很符合爱因斯坦的胃口,可以说与物理学的思想和思维具有高度的契合性。
ganter的数学大致获得“美感”
heinrich ganter是爱因斯坦在阿尔高州立中学校学习期间的数学老师。 他年轻时在德国卡尔斯鲁厄中学当老师。 30岁的时候,他在eth学习数学专业,在这里遇见了august tuchschmid。 受tuchschmid的邀请,他来到阿尔高州立中学校担任数学老师。
在同事和学生的印象中,他是个多才多艺的数学家和才华横溢的老师。 由于他受到同事的尊敬和迷恋学生,学生们以他为榜样,受他的影响使学习变得有趣,形成了积极的态度。
heinrich ganter,1848-1915
ganter的学生、瑞士数学家ernst meissner后来在ganter的追悼会上,高度评价了ganter :
在ganter的课上,我学到了享受和喜欢上与数学相关的东西。 他的教育充满热情,教育手段枯燥无味,但教育文案却透彻而深刻。 他把精心挑选的素材用在课堂上,教我用数学固有的方法思考。 这是我将来的利益。 他有着“数学思维”和“数学做法论”的优雅和对美感的执着信念,他也把这个信念告诉了他的教授学生。 ……我今天能站在这里,不仅仅是因为我被ganter认真地教育了数学,他还教会了我和同学们越来越有意义的思想和价值观。 他对我和大部分同学有越来越多的意义……。
在ganter上,爱因斯坦看到了一位知道如何传达数学思维价值和美的数学家的形象,树立了一个具有正直品格的优秀榜样。 事实上,爱因斯坦多年后才开始认识到数学作为构建科学思想过程中重要工具的价值。 当他之后迅速发展广义相对论时,这就特别体会到了。
狭义相对论的起源:思想实验的诞生
事实上,爱因斯坦经历过的三位中学教师中,都集中体现了阿尔高州立中学校的教育哲学和对学业以前的遵循――19世纪瑞士教育改革johan heinrich pestalozzi教育哲学。
pestalozzi强调,应重视激励学生的形象思维,培养每个孩子内心的尊严和独特的个性。 他还主张应该让学生们一步步得出自己的结论。 也就是说,从自己的注意力转移到直觉、概念思考、视觉形象上。 他建议用这种方法学习,真正理解数学和物理学的规律。 “视觉理解是教授正确评价事物的重要方法,也是唯一正确的方法。 因此,从这个意义上来说,必须将算术和语言的学习放在从属位置。 ”。 他还认为,应该不使用机械练习、背诵和填鸭式教学。
johan heinrich pestalozzi,1746—1827
受pestalozzi教育哲学的影响,学校教师注重强调学生的教育,特别是对抽象概念进行可视化的理解。 这是爱因斯坦天才极其重要的一面。
在阿尔高州立中学校,学生的个性化得到尊重,学校也鼓励学生的个性化快速发展,不主张迂腐式博学而重视学生的独立思考。 在学生眼里教师不是权威人物,而是和学生一样有独特个性的人。 这与爱因斯坦所厌恶的德国式教育模式正好相反。
对爱因斯坦来说,阿尔高州立中学校很完美。 他后来回顾自己的相对论研究历史时,认为自己之所以大胆地开始思考相对论,是多亏了年轻时在这所学校接受的“自由教育”。 他回顾说:“通过与德国中学六年级的独裁主义教育对比,我们清楚地认识到强调自由行动和个人责任感的教育是多么优于崇尚外在权威的教育。”
由于学校充分尊重学生的个性化优势,学生有很大的自由度,爱因斯坦可以在这里学习和享受他真正感兴趣的学习文案。 在他看来,这是真正意义上的“民主”学校。 少年爱因斯坦在这个安静的瑞士小镇阿劳,开始专心于帮助他成为伟大天才的思想实验:他试图想象身体追逐着光奔跑会怎么样。 这个思想实验,将成为他大学毕业不久,他发现世界闻名的狭义相对论的重要理论基础!!
后来,我对一位朋友说:“在高尔省,我进行了第一个非常幼稚的思想实验,直接影响了狭义相对论……”这种可视化的思想实验,成为了后来爱因斯坦完成伟大事业的“杀手锇”。 在几十年的科学生涯中,他脑海中浮现的形象包含着万象:霹雳和疾驶的列车、加速运动的电梯和落下的电缆,以及在弯曲的树枝上盲目爬行的甲虫……
参考文献
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【2】herberthunziker.thephysicaltouristalberteinstein’smagicmountain:anaaraueducation.physicsinperspective [ j ] (2)
【3】沃尔特·艾萨克森.爱因斯坦传[m] .湖南科学技术出版社,年11月第一版。
爱因斯坦文集[m] .商务印书馆,年第一版
(证明:文章图片来自参考文献、维基百科及百度百科。 )