Kieran O'Brien的插图

2017年2月，米尔德丽德·斯皮瓦克·德雷瑟豪斯去世，留下了不可磨灭的遗产。早在富勒烯和纳米管引起强烈关注之前，“碳女王”就率先对第六元素进行了物理研究。当这些奇特的碳化合物出现在现场时，她成为了研究这些化合物的世界领先专家，与人合著了标准教科书。她的基础工作确保了当安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃塞洛夫分离石墨烯并对其进行表征时，他们一定会获得2010年诺贝尔奖。

德雷塞尔豪斯还因倡导女性科学而声名鹊起。她是第一位被任命为麻省理工学院学院教授的女性，并且在她所属的许多专业协会和组织中率先为女性担任领导角色。在这里，我关注的是她遗产中一个不那么引人注目的方面：她作为一名教师的影响力。

物理课程通常以刻意残酷的“淘汰”课程为特色，旨在阻止那些缺乏数学准备且无法快速获得数学知识的学生。这种做法是冷战时期课程订阅过多的遗留问题，在物理课程难以跟上生物更多入学人数的时代，这种做法没有什么可取之处。

冷战期间，物理学位的声望飙升，物理教室里挤满了学生。作为回应，大学教师放弃了一对一的辅导。他们开设了更大的课程，对学生进行数学技巧的训练，可以通过大型讲座进行教学，并通过笔试进行直接评估。学生们必须在几乎没有直接监督的情况下快速发展数学技能，否则将面临被淘汰的风险。

在封闭和计算态度的全盛时期，德雷塞尔豪斯发展了一种既支持又包容的物理教学方法，同时仍然要求严格。麻省理工学院Dresselhaus固体理论课程的老手们将其视为清晰的典范，她指导的博士生和无数来访学生的分数证明了她的教育哲学是卓有成效的。

德雷塞尔豪斯之所以成为一名杰出的教师，部分原因是她是一名出色的学习者。她把自己变成科学家归功于博物馆。她在纽约市长大，那里的美国自然历史博物馆、大都会艺术博物馆和其他博物馆都允许免费入场，这位热情的年轻人可以用她在一家拉链厂工作挣来的钱，在地铁里和他们一起匆匆忙忙地兜一圈，只需五美分。她还多次溜过海登天文馆的售票亭，将其表演和收藏铭记于心。

到了选择高中的时候，纽约的公共资源再次为德雷塞尔豪斯提供了良好的服务。她在布朗克斯（Bronx）就读的资源不足的小学几乎不知道如何将才华横溢的学生吸引到该市吸引高成就学生的学校中，但她就读于布朗克斯科学高中（Bronx high school of Science）的哥哥让她意识到女孩们有机会申请亨特学院（Hunter College HighSchool）高中。德雷塞尔豪斯回忆道：“我写信询问信息，拿到了一些旧试卷，然后看了看。”。“我什么都不知道。我甚至都不懂这些考试的语言，就像是另一个世界。但是，纽约有很好的图书馆……我借书去工作，我想出了如何解决所有这些问题。我参加了考试，进了学校。”

当Dresselhaus讲述这个故事时，她并没有强调自己令人印象深刻的主动性。相反，她思考了这些机构对她繁荣发展的重要性。对支持性资源的关注将直接影响她作为教师的工作。

课程设计

1972年的一组课程笔记为Dresselhaus如何引入固体理论提供了重要的见解。她的课程采用了查尔斯·基特尔的固体物理学导论作为其主要教科书。这本书于1955年首次出版，反映了第二次世界大战后固体物理学的强大应用影响力。在这方面，它与之前的标准Frederick Seitz的标准形成了对比现代固体理论正如约翰·J·霍普菲尔德回忆起他20世纪50年代在康奈尔大学接受的训练时所说，基特尔的论述“让你（作为一名理论家）不知道从哪里开始对所涵盖的任何主题进行更深入的理解。”德雷塞尔豪斯用302页的手写复印笔记补充基特尔的书，解决了这些不足。

注释首先系统地介绍了晶体结构和晶格动力学，然后详细介绍了固体的电子态，本课程之所以详细阐述这一点，是因为“对于固体在我们技术发展中的大多数实际应用来说，最令人感兴趣的可能是电子特性。”

每一节首先对所研究的现象进行定性描述，通常会参考一些相关的实验技术。德雷塞尔豪斯采用了固体理论原理由约翰·齐曼（John Ziman）创作，并复制了许多图片。现代固体理论和其他采用更抽象方法的书籍被归入“其他建议参考”部分。

德雷塞尔豪斯自己对这门课程在麻省理工学院所起作用的回忆值得详细引用：

“我们有一批电气工程专业的学生和物理专业的学生。在最近的时期（20世纪70年代中期），我们将所有课程都设置为物理和电气工程的联合课程。当我第一次来到电气工程系的研究所时，有很多应用工作。需要帮助的是基础固态课程的教学，因为这些课程不是在物理系中进行的。这是物理系的一个领域，当时没有得到太多重视。因此，固体物理学课程不足。我帮助开设了这些领域的课程。”

麻省理工学院物理系的固态是约翰·克拉克·斯莱特的固态和分子理论小组的领域。使用最新的计算机尝试越来越精确从头算计算固体和分子的波函数，这个小组提出了一种对大多数工科本科生来说过于抽象的固体理论。在德雷塞尔豪斯更为尖锐的措辞中：“斯莱特的小组教斯莱特物理。他对工科学生不感兴趣，也不想教他们解决问题所需的知识。所以这就是我的工作。”尽管我是固体物理研究的国际中心，麻省理工学院缺乏能够满足物理和工程学生实际需求的固态课程。

斯莱特在物理系倡导的固体物理学抽象方法的坚持者，自20世纪40年代末被确立为物理学的一个独特领域以来，一直与该领域的应用部门保持着不稳定的关系。德雷塞尔豪斯（Dresselhaus）搬到麻省理工学院（MIT）就是在这种背景下展开的。

固体物理学正在与它作为物理学分支学科的身份作斗争；它的成立是为了为应用和工业研究人员创造更大的代表性，但它的许多从业者继续争取作为基础物理学家的认可，并回避了该领域的实际维度。这种冲动创造了机会；德雷塞尔豪斯（Dresselhaus）愿意以一种强调固态理论对工程师和有实际想法的物理学家实用性的方式介绍最新的固态理论，这解决了麻省理工学院学生对这门课程的极大兴趣。

支持多样性

意识到令人鼓舞的环境的力量，Dresselhaus开始改变学院，创造人才可以利用的环境资源。从她自己的学习经历和家庭生活来看，这些都反映了当时很少有人追求的物理教育模式。

其中许多关注的是麻省理工学院女性的需求，她们是绝大多数人。Dresselhaus回忆道：“我们为数不多的女学生过得很艰难。辍学率非常高。她们在上课，受到男生和教授的骚扰。”。她的反应是开发公共资源。

“所有的本科生都可以来参加我的研讨会，我们举办了一个辅导研讨会，帮助他们如何应对班上唯一的女孩以及如何应对骚扰。他们从其他人那里得到了建议，他们如何应对特定的情况。我们讨论了策略。许多人都记得这一点，他们来找我说这对他们完成本科生学业有多大帮助。”

这次研讨会由航空航天工程师Sheila Widnall共同主持，还提供了一个工程方向，涵盖了许多教师认为男孩们理所当然掌握的技能，特别是手工技能。研讨会的这一部分也受到了麻省理工学院男性的欢迎，越来越多的男性来到研究所时没有这种刻板的背景。轶事证据表明，这些干预措施有所不同；研讨会的资深人士向德雷塞尔豪斯（Dresselhaus）报告说，他们在考虑离开的关键时刻帮助他们留在了麻省理工学院（MIT）。

这一策略适应了麻省理工学院女性在20世纪70年代遇到的特殊情况，但也反映了Dresselhaus塑造教育环境的一般方法。她描述了如何将家庭生活中的策略引入教学中。看着她的女儿作为三个兄弟中唯一的女孩如何应对，她了解了麻省理工学院女本科生支持结构的实施情况。类似的方法支配着她如何管理她的研究小组。她建立了一种现在被视为常规的做法：定期举行小组会议。当时在麻省理工学院很少见，这样的会议并不是她在自己的研究生时代养成的习惯，她的导师自由放任风格给学生留下了很大的独立性。

相反，德雷塞尔豪斯回忆道， “我从我的孩子那里学到了这一点，我是如何对待家庭的。我有四个孩子，他们从彼此身上学到了很多。所以我说，‘好吧，学生也应该这样。’如果我们每周见面一次，谈论我们正在做的一些有趣的事情，让他们报告，其他人就会了解到这一点并在他们的职业生涯中有所帮助是个好主意。现在每个人都在做，但当时没有人在做。”

德雷塞尔豪斯随后将这种精神应用于为学生，特别是科学界的女性建立其他支持结构。2012年，她帮助麻省理工学院创立了“新星计划”，该计划是一个研讨会，将对学术生涯感兴趣的女性研究生和博士后聚集在一起，分享她们的经验，并从现有教师那里获得指导机会。

影响

德雷塞尔豪斯在教学上的成功表明，狭义的计算方法与沉着冷静的心态相结合，虽然反映了当时的情况，但远非他们所决定。德雷塞尔豪斯利用大量热情的物理学生，通过小组鼓励他们之间富有成效的互动。她接受了固态理论的视觉和概念方法，强调了基础和应用之间的联系。为了应对新生代文化对学生尤其是女性学生的心理挑战，她认识到分享隐性知识、比较经验和促进社区有益影响的价值。

德雷塞尔豪斯来到麻省理工学院的方式，固态教学法的独特问题，以及她驾驭这些问题的方式，都为物理教学史提供了新的思考方式。教学应用程序通常和教学基础一样重要，而培养学生的协作文化通常和教他们竞争一样重要。

在文化机构日益受到威胁的时刻，德雷塞尔豪斯的童年提醒人们公共资源对于培养人才的重要性。年轻的德雷塞尔豪斯是一个天赋异禀、自强不息、家境谦逊的孩子。人们很容易认为她是靠自己的力量站起来的——事实上，她表现出了非凡的进取心。但她通过攀登公共基础设施的坚固梯级来实现这一目标，这些基础设施包括纽约市的公共图书馆、公共博物馆、公立学校以及连接它们的公共交通系统。

“我知道肯定有成千上万的人在那里，”她在1976年回忆道，“如果环境对他们来说有点不同，他们本可以做同样的事情。”

作者：Joseph D.Martin

这篇文章最初发表在Annalen der Physik的当时和现在”系列，致力于物理学史。文章已针对此网站版本进行了修改。

点击此处获取全文：Joseph D.Martin，米尔德丽德·德雷塞尔豪斯（Mildred Dresselhaus）与麻省理工学院的固态教育学Annelen der Physik（2019年）。DOI:10.1002/和p.201900274

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