۱۳۹۰ مرداد ۸, شنبه

مفهومی خواندن

در یادداشت پیشین ام این سئوال را مطرح کردم که چگونه می توان به یک دانش آموز به طور «مفهومی» و نه «طوطی واری» آموخت که «آهنربا آهن را جذب می کند.» در کامنت ها دوستان پیشنهاد هایی کردند که همگی در خور توجه هستند. به نظر من مسئله ی آموزش دو بعد اصلی دارد. یکی بعد انسانی مسئله است. چگونه می توان کودک بازیگوش گریز پا را به مکتب آورد و او را متقاعد کرد که حواسش را جمع کند؟ این کودک بازیگوش شاید یک کودک واقعی باشد که قرار است ما به او درس بدهیم و یا کودک بازیگوش درون هر کدام از ما ها باشد که با بازیگوشی از زیر درس خواندن و یا کار پژوهشی در می رود. بیشتر پیشنهاد هایی که دوستان دادند در این جهت بود. من هم چیزی اضافه بر آن چه که گفته شد در این زمینه ندارم که بیافزایم.

اما قضیه بعد دیگری نیز دارد و آن این که اصلا "مفهومی" یاد گرفتن یعنی چه؟ چه موقع ما مطلبی را مفهومی یاد گرفته ایم. اگر به خاطر داشته باشید دومین یادداشت که من در وبلاگ مشق پژوهش منتشر کردم در مورد «دکتر سید حسین نصر» بود. تاکید کردم که دکتر نصر دیدگاه سنتی جامعه ی ما را نسبت به مسایل مختلف از جمله علم و عالم به نیکی و دقت و زیبایی می شکافد. این دیدگاه با دیدگاهی که در بین فیزیکپیشگان- یا دیگر پژوهشگران دانش های بنیادی- در دنیای امروز رایج است مشترکاتی دارد اما دقیقا منطبق نیست. به نظر این جانب بزرگترین تفاوت این دیدگاه در "مفهوم فهمیدن" نهفته است. مفهومی که یک فیزیکدان امروزی از فهمیدن یک مطلب در ذهن دارد با مفهومی که یک دانشمند «فلسفه ی طبیعی» پانصد سال پیش از فهمیدن داشت فرق می کند. منظور یک فیزیکدان از فهمیدن پدیده ای آن است که آن را در قالب فرمالیزم ریاضی که می شناسد توصیف کند و بتواند با استفاده از همان ابزار فرمالیزم پیش بینی نماید که اگر شرایط قدری عوض شد چه اتفاقی می افتد. اگر این پیش بینی اش در آزمایش تایید شد فیزیکدان خوشحال و خندان می شود که موضوع را فهمیده. خیلی ذهن خود را در گیر این که «ماهیت ذاتی» فلان چیز چیست نمی کند. اصلا این عبارت «ماهیت ذاتی» و عبارت هایی از این دست برای فیزیکپیشگان عبارات چندان آشنایی نیست. در صورتی که متون قدیمی –قدیمی تر از گالیله را بخوانید این عبارت به کرات دیده می شود. با فرهیختگان و فضلای ایرانی کنونی صحبت کنید می بینید دغدغه ی آنها هم دانستن همین «ماهیت ذاتی» است. حتی کسی مانند پدر من که تحصیلات تمام وکمال مدرن داشته است هر از گاهی مرا به کناری می خواند و می پرسد بالاخره معلوم شد «ماهیت ذاتی» ماده یا نیرو یا...چیست. من هم می مانم که چه جوابی بدهم. وقتی می گویی که هدف ما پاسخ گویی به این سئوال نیست خیلی ناراحت می شوند. در لفافه ی جملات زیبا و ادیبانه چیزی می گویند که رک و پوست کنده و ساده و عامیانه اش این چند جمله است:« علم کاربردی که نمی خوانی که به یک دردی بخورد. ماهیت ذاتی چیزی را هم نمی خواهی بیابی! پس چه غلطی داری می کنی؟!!!!» البته به این صراحت نمی گویند. شعر منسوب به ابن سینا را می خواندند یا چیزی از آن دست:«دل ار چه د راین بادیه بسیار شتافت/ یک موی ندانست ولی موی شکافت/ اندر دل من هزار خورشید بتافت/وآخر به کمال ذره ای راه نیافت.» اما نگاهی که می اندازند همان معنای "پس چه غلطی داری می کنی" را می رساند!

الغرض! کسی که به دنبال ماهیت ذاتی است نباید بیاید دنبال فیزیک. تا جایی که من می بینم حتی در فلسفه ی مدرن هم دیگه سئوال ماهیت ذاتی دغدغه ی اصلی نیست. اما بهتر است با یک فیلسوف صحبت کنید تا به شما بگوید اگر دغدغه ی شما سئوالاتی از این دست است باید به کجا مراجعه کنید.

خوب! آن از دیدگاه فرهیختگان و فضلای ما که سنی از آنها گذشته است. حالا برسیم به دانشجویان عمیق و اهل مطالعه و تفکر ما. این دانشجویان سردرگم هستند دقیقا نمی دانند چه از فیزیک می خواهند. از یک سو شاتل هوا کردن برایشان ارزش است و از سوی دیگر دنبال «ماهیت ذاتی» یافتن. در ذهن خود هم هنوز به یک نتیجه رسیده اند که بالاخره کدام را می خواهند. در هر دو صورت هیچ کدام را از رشته ای مانند فیزیک انرژی های بالا یا کیهانشناسی به دست نمی آورند وسرخورده می شوند. بعد حکم صادر می کنندکه این رشته ها به درد نمی خورند. البته در این نتیجه گیری اشتباه می کنند. این آنها هستند که انتظار بی موردی از این گونه رشته ها دارند و شناخت درستی از نقشی که این گونه رشته ها در تعمیق فهم نوع بشر از طبیعت ایفا می کند ندارند.

سئوال مشابه در ذهن دانشجویان اروپایی به این صورت پررنگ وجود ندارد. آن دغدغه و آن سردرگمی در آنها دیده نمی شود. نداشتن چنین دغدغه ای در انها از نظر دانشجویان ایرانی گاهی به سطحی بودن و یا حتی «احمق بودن» تعبیر می شود.درصورتی که واقعیت آن است که مسئله برای آنها از چهارصد سال پیش به این سو حل شده. راه حل در قالب اموزش رسمی و غیر رسمی و همچنین ادبیات و فرهنگ پاپ از کودکی در ذهن آنها وارد شده. آنها به نقش دانش های بنیادی -به معنای مدرن کلمه – واقف هستند. آنان که رو به رشته های بنیادی می آورند می دانند که چه می خواهند. از این رشته ها انتطار بی مورد ندارند در نتیجه آن تب و تاب وسر درگمی دانشجویان ایرانی را ندارند. این به معنای سطحی و یا احمق بودن آنها نیست.

به مثال آهنربا ی خودمان برگردیم . فهم مسئله سطوح مختلف دارد. یک سطح از فهم که همان فهم دبستانی است آن است که دانش آموز آهنربا در دست بگیرد و به چشم خود ببیند که آهنربا آهن را جذب می کند اما تخته ویا طلا را جذب نمی کند. بعد برای خودش سئوال طرح کند: اگر بین آهن و آهنربا شیشه بگذارم باز هم آهن ربا آهن را جذب می کن؟ کاغذ چی؟ یک تکه فلز چی؟! بعد باید با خودش فکر کند تا مسئله را کمی کند. تا چه فاصله ای آهنربا آهن را جذب می کند. آیامیزان جذب به جنس جاده ای که بین این دو وجود دارد وابسته است. فرضیه ای برای این سئوال بدهد و آزمایشی ترتیب دهد که پیش بینی این فرضیه را می آزماید. آیا اگر آهنربا را بشکنیم باز هم آهن را جذب می کند؟ اگر آهنربا را نصف کنیم فاصله ای که جذب اتفاق می افتد کم می شود؟ تا چه حد؟ برایش فرضیه ای بنویسد و امتحان کند. اگر تکه های آهنربا را کنار هم بگذاریم آیا فاصله ای که جذب اتفاق می افتد برابر فاصله ی جذب آهنربای کامل خواهد بود؟ فهمیدن یعنی این که این گونه سئوالات را بتواند طرح کند و جوابی بتواند بدهد. جوابی مبتی بر فرضیه و فرمالیزمی ساده. نه جوابی همین طور الکی و شانسی.

حالا بیاییم همین فهم را عمیق تر بکنیم و به سطح بالاتری برویم. یک مدل ساده شده ی مولکولی باید برای پدیده ی آهنربا بتوانیم ارائه دهیم.بر این اساس باید بتوانیم توضیح دهیم که چرا آهنربا آهن را جذب می کند اما طلا را جذب نمی کند. بر این اساس پیش بینی کنیم که آیا آلومینیوم را هم جذب می کند یا خیر. بعد بتوانیم رفتار آهنربا را با دما و میدان مغناطیسی خارجی توصیف کنیم.گذارهای فازش را پیش بینی کنیم و ... راه حل می تواند تحلیلی باشد یا حل عددی. به هر حال اگر بتوانیم مدلی ارائه دهیم به تقریب خوبی به درستی رفتار را آهنربا پیش بینی می کند به عنوان یک فیزیکپیشه می توان خوشحال بود که مسئله فهمیده شده.

البته عموما به این راحتی نیست. معمولا مدل ساده شده ای که ارائه می شود رفتار کلی را توضیح می دهد اما یک سری رفتارها را دقیق نمی تواند توضیح دهد یا در یک بازه از پارامترها مثل دما و میدان مغناطیسی توصیف مدل کارآمد است اما نه در همه ی بازه ها. فهم عمیق تر با کار روی مدل و اصلاح آن در جهت توصیف دقیق تر انجام می گیرد. میزان خوبی یا بدی توصیف هم با ابزار ریاضی کمی می شود. این جوری نیست که یکی همین جوری بخواهد ادعا کند مدلش بهتر از دیگران است. در صورتی ادعای او پذیرفته می شود که نشان دهد فلان پارامتر که معیار خوبی مدل است (مثلا مجذور-کای) مدل او را ارجح بر مدل های دیگر نشان می دهد. پذیرفته شدن و یا رد مدل ها خود یک پروسه ی طولانی و دقیق علمی است که ابزار ریاضی مناسب خود را دارد.

۱۳۹۰ مرداد ۴, سه‌شنبه

آهن و آهنربا

آقای دکتر الف-که استاد دانشگاه است- خانم ج را در یک مهمانی خانوادگی می بیند. در حالی که مشغول احوال پرسی هستند "ب" که پسر خانم "ج" است در حال دویدن ظرف بزرگ میوه را وسط تَنَبی (اتاق پذیرایی) واژگون می کند. خانم ج از میزبان عذر می خواهد میوه ها را جمع می کند و در حالی که از ناراحتی و خجالت سر به زیر انداخته به صندلی خود بر می گردد. استاد الف می گوید "خوب! بچه است دیگه! طبیعیه" درد دل خانم ج باز می شود: "خیلی بازیگوشه! اصلا به درس هاش اهمیت نمی ده! مخصوصا تو علوم خیلی ضعیفه."بعد از استاد الف خواهش می کنه یه روز "ب" را "ببره به خدمتش" تا با او علوم کار کنه. استاد الف می گه معلم هاش که باید خیلی بهتر از من با اصول پداگوژیک به او درس بدهند. خانم ج می گه "خواهش می کنم! علاوه بر فضل و علم شما ابهت و احترام شما باعث می شه که ب بازیگوشی را بذاره کنار و مثل بچه ی آدم درس بخونه." استاد الف فکر می کنه خانم ج با وسواس هاش و سخت گیری های بی مورد و ناسازگارش با افراط و تفریطش در سخت گیری و آسان گیری ب را از درس زده کرده. با این حال حرف خانم ج را زمین نمی اندازه و قبول می کنه. شاید به خاطر این که سر قضیه ی ظرف میوه خانم ج خیلی ناراحت شده بود و می خواست او را خوشحال کنه.

مدتی می گذره وخانم ج پسرش را به نزد استاد الف می بره که با او علوم کار می کنه. استاد الف می پرسه " خوب! پسرم بگو ببینم در علومتان چی خوندید." ب جواب می ده که یادم رفته. استاد الف می گه پس کتابت را بیرون بیار با هم بخوانیم. ب همین کار را می کنه. استاد الف می گه:" خوب! همین جمله را بخوان وبر ای من توضیح بده. جمله این بود : "آهنربا آهن را جذب می کند." ب شروع می کنه به "روان کردن درسش": "آهنربا آهنربا آهنربا" آهن آهن آهن" "را را را را" آهنربا آهن را آهنربا آهن را آهنربا آهن را " "جذب جذب جذب" "می کند می کند می کند" "جذب می کند جذب می کند." " آهنربا آهن را جذب می کند.آهنربا آهن را جذب می کند.آهنربا آهن را جذب می کند.آهنربا آهن را جذب می کند.آهنربا آهن را جذب می کند."

اشتباه نکنید! ب مشکل لکنت زبان نداشت. این شیوه ی تکرار روش درس خواندن او بود. چشم های استاد چهار تا می شود. آن موقع قریب ۵۵سال عمر داشت و از ۱۵ سالگی هم تدریس کرده بود. در دانشگاه هم به نسل های مختلف درس داده بود. اما تا کنون با چنین پدیده ای رو به رو نشده بود.

این داستان نیمه واقعی است. البته جزئیات را من باز سازی کردم ولی نزدیک بیست سال پیش چنین اتفاقی افتاده بود. البته ب extreme limit

است!کسی با شیوه ی ب درس می خواند سر از رشته ی فیزیک در نمی آورد! اما همین شیوه ی خط خطی کردن مقالات هم شکل ملایم تر همان شیوه ی ب است. البته مارکر را بیخودی اختراع نکرده اند. وسیله ی مفیدی است. من خودم از آن استفاده می کنم. فقط زیر کلمات و جملات کلیدی که قرار است توجه جلب کنند خط بکشیم کافی است. اما من وقتی این خط خطی های دانشجو ها را می بینم متاسفانه می بینم که تا حد زیادی مانند همان ب نتوانسته اند تشخیص دهند جمله کلیدی کدام است. صغری کدام است کبری کدام. از چه چیز چه چیز را نتیجه گرفته اند. فقط خط کشیده اند و رد شده اند.

به نظر شما استاد الف باید چگونه به ب بیاموزد که شیوه ی درست درس خواندن این گونه نیست.

در قسمت عدی نظر خود را می گویم ولی فعلا شما نطراتتان را منعکس کنید.

توضیح: تنبی به آذری یعنی اتاق پذیرایی

۱۳۹۰ مرداد ۲, یکشنبه

چگونه درس خواندن


وقتی یک متن فیزیک (کتاب یا مقاله) می خوانید دایم باید از خود سئوال کنید این فرمول از کجا آمد؟ اصلا چرا این جمله در اینجا نوشته شده؟ این مطلبی که اینجا دارم می خوانم در کجای فرمالیز م هایی که قبلا آموخته ام قرار می گیرد؟ سعی کنید در مورد مطلبی که می خوانید آزمایش ذهنی ترتیب دهید و نتیجه را پیش بینی کنید. یادتان باشد فاینمن هم خیلی بر لزوم و اهمیت آزمایش های ذهنی در فهم مطالب تاکید می کند. تمرین ها را حل کنید و خود تمرین های جدیدی طرح کنید.

اگر آن چه که می خوانید مقاله پژوهشی است به این فکر کنید که چگونه می توانید مقاله را بسط دهید و یا سئوال مربوطی را بابید که در کنار آن یا خودتان یا دیگر همکاران در مورد آن کارپژوهشی کنند.

کتاب و مقاله ی فیزیک را این جوری می خوانند! اما روش اغلب دانشجویان ایرانی متفاوت از این است. مقاله خواندن از نظر آنها این است که با خودکار یا مارکر مقالات را خط خطی کنند و احیانا هر از گاهی معنای کلمات انگلیسی را از دیکشنری بیابند و با مداد کمرنگ کنارش بنویسند. یا رونوشت کنندویا به فارسی ترجمه نمایند. اگر هدف شما تمرین زبان انگلیسی بوده باشد بازهم این روش درستی برای آمو ختن زبان انگلیسی نیست. روش های آموزشی بسیار پیشرفته تر و موثر تر و البته جذاب تر و مفرح تر از این روش برای آموختن زبان انگلیسی است. به طریق اولی این راهکار به درد آموختن فیزیک نمی خورد. و به طریق "اولی تر" به درد کار پژوهشی در فیزیک!

اگر روزی ۲۰ ساعت و هفته ای هفت روز هم به این روش فیزیک بخوانید باز هم راه به جایی نمی برید. برخی از اساتید در ایران به دانشجو می گویند دانشجو باید فلان قدر ساعت در روز درس بخواند و از این حرفها. به نظر من حرف بیخودی است. دیروز با همکار عزیز Martin Hirschگفت و گو می کردم برای او اصلا غریب می نمود که استادی ممکن است چنین حرف بیهوده ای به دانشجویی زده باشد. طاهرا او هیچ وقت نشنیده بود که چنین توصیه ای کسی به دانشجویانش بکند. یکی از نتایج منفی همین حرف آن است که دانشجو چندین ساعت در روز صرف خط خطی کردن مقالات و کتاب ها (و یا رونوشت کردن آنها) می کند بعد مدعی می شود! می گوید من که این همه زحمت کشیدم و تفریحات را بر خود حرام کردم و نسخه ی استاد رعایت کردم و بهمان ساعت در روز کار کردم پس دیگه کارم حرف نداره. اگر ایرادی هست لابد از عوامل دیگر است که من آینشتاین نمی شوم!

بیشتر از کمیت زمانی مطالعه کیفیت آن مهم است.

برای ادامه بحث به وبلاگ مشق پژوهش مراجعه فرمایید.

۱۳۹۰ تیر ۱۵, چهارشنبه

نوشته ی دکتر روزبه الله وردی

متن زیر نوشته ی آقای دکتر روزبه الله وردی است. آقای دکتر الله وردی در دانشگاه نیو مکزیکو جزو هیات علمی هستند. رشته پژوهشی ایشان کیهانشناسی و انرژی های بالاست. فردا ایشان به ایران تشریف خواهند آورد و مدتی مهمان پژوهشکده ی فیزیک خواهند بود. بناست که ایشان سمیناری در تاریخ 26جولای (سه شنبه ی سه هفته دیگه) ارائه نمایند. حضور در سمینار برای کلیه ی علاقه مندان آزاد است.



سئوالی که دانشجویان (دوره ی کارشناسی و بالاتر، ایرانی و غیر ایرانی) در مناسبت های مختلف مطرح می کنند این است که تسلط بر دروس پایه ی فیزیک تا چه میزان برای انجام کارهای پژوهشی مورد نیاز است.در اینجا مایلم توصیح مختصری بر پایه ی تجربیات شخصی خود و همچنین آشنایی با فیزیکپیشگانی که از نزدیک می شناسم و با معیار های استاندارد پژوهشگرانی موفق شناخته می شوند، ارائه کنم.

تسلط بر دروس پایه ی کارشناسی (عمدتا مکانیک کلاسیک، الکترومغناطیس، مکانیک کوانتمی، ترمودینامیک و مکانیک آماری) به معنای شناخت عمیق و مفهومی از این مباحث کمک شایانی به پیشرفت در کار پژوهش می کند. علم فیزیک یک کل به هم پیوسته است و ما در شاخه های مختلف آن اصول کلی مشخصی را برای توصیف پدیده های گوناگون با درجات پیچیدگی متفاوت به کار می بریم. تسلط بر مفاهیم بنیادی کمک بسیاری برای شناخت و توضیح این پدیده ها حتی در پیشرفته ترین سطوح می کند. مثال مورد علاقه ی من که همیشه آن را برای دانشجویان تکرار می کنم، کیهانشناسی تورمی است. توصیف شهودی و کیفی تورم در جهان اولیه، خلق اختلال های کیهانی از افت و خیزهای کوانتمی در طول تورم وتولید ذرات بنیادی پس از تورم کاملا به کمک رژیم های مختلف دینامیک نوسانگر هارمونیک در حضور میرایی و تشدید پارامتری امکانپذیر است.

البته باید توجه داشت که تسلط بر دروس پایه لزوما منتهی به توفیق در امر پژوهش نمی شود ولی قطعا نقش مهمی در درک کامل تر از موضوع مورد تحقیق و همچنین در پیدا کردن و تعریف مسایل خوب و به درد بخور ایفا می کند. یک نکته ی مهم این است که این امر باید در زمان مناسب و مربوط حاصل شود. در مراحل بالای تحصیلی و هنگام شروع به کار پژوهشی وقتی برای بازگشت به دروس پایه و یادگیری دوباره ی آنها وجود ندارد. البته برخی جزئیات ریز تکنیکی را می توان هنگام نیاز به استفاده از آنها آموخت ولی تسلط بر مفاهیم پایه ای و اساسی باید در زمان گذراندن درس های مربوطه به دست آید.

در پایان مایلم به دو درس خا طره انگیزی که در دوران تحصیل و پس از آن بارها برایم راهگشا بوده اند اشاره کنم: فیزیک موج و مکانیک کوانتمی که به ترتیب اساتید ارجمند آقایان دکتر ارفعی و دکتر اردلان در دهه ی 60شمسی در دانشگاه صنعتی شریف تدریس کردند.

پی نوشت منجوق: اگر سئوالی و کامنتی در این باره دارید در وبلاگ مشق پژوهش منعکس کنید. مشق پژوهش وبلاگ جدید من است که در آن مرتب می نویسم