編者按:“本科物理教學(xué)團(tuán)隊”對于中國科學(xué)院大學(xué)(以下簡稱“國科大”)的每一位本科生而言,是個耳熟能詳而充滿敬仰的名字。這個團(tuán)隊里,高鴻鈞、陳曉松、鄭陽恒、林曉等一眾國科大物理人在科教傳承中默默奉獻(xiàn)著。今年榮獲國科大領(lǐng)雁金獎的4支團(tuán)隊中,高鴻鈞院士帶領(lǐng)的團(tuán)隊便是其中之一。
今年1月,國科大本科物理教學(xué)團(tuán)隊成功入選教育部公布的第二批“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊”。筆者也借此機(jī)會,了解了他們科教生活中每一段“100分鐘”背后的故事。
接到高鴻鈞的電話時,張余洋正身在美國橡樹嶺國家實驗室。高鴻鈞告訴他,國科大開始招收本科生了,急需一批優(yōu)秀的物理教師,希望他回國任教。
很快,張余洋便攜全家從美國田納西州起飛,耗時13個小時,橫跨太平洋,在北京落地。
100分鐘,是航班時長的八分之一,也是張余洋每堂“原子物理學(xué)”課程的時長。如今,張余洋是國科大物理科學(xué)學(xué)院的長聘副教授,是本科物理教學(xué)團(tuán)隊的骨干力量。
2014年,國科大正式招收本科生,時任國科大副校長的高鴻鈞院士兼任國科大物理科學(xué)學(xué)院院長,他和副院長陳曉松、鄭陽恒一起,迅速召集一批包括張余洋在內(nèi)的海內(nèi)外優(yōu)秀青年學(xué)者來到國科大,組成本科物理教學(xué)團(tuán)隊。
閃耀在國際物理學(xué)術(shù)舞臺上的他們,選擇了站上講臺,教學(xué)育人,再未離開。
由草創(chuàng)走入現(xiàn)實
2014年,國科大正式開啟本科教學(xué)的新篇章。作為國科大基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊的重要組成部分,物理科學(xué)學(xué)院最先響應(yīng)設(shè)計本科教學(xué)框架的號召。
對于初創(chuàng)的本科物理教學(xué),召集、培養(yǎng)一群有水平、有能力的教師是關(guān)鍵。而建設(shè)本科物理教學(xué)團(tuán)隊的重任,落在了高鴻鈞的肩上。
高鴻鈞和陳曉松、鄭陽恒一起組織起眾星云集的師資隊伍。他們邀請京內(nèi)最優(yōu)秀的教授們走上國科大的講臺,希望他們引領(lǐng)本科生步入恢宏的科學(xué)殿堂。
“高老師不用待遇、資源去吸引老師,而是選擇用自己的誠意打動他們。”國科大校長助理、科研處處長林曉回憶,“他曾與每位老師描述國科大的培養(yǎng)理念與教學(xué)規(guī)劃。很多老師來到國科大,都是被他的教育理念所打動。初創(chuàng)的校園是未知的,但高鴻鈞老師的形象是飽滿的,從某種程度上來說,老師們都是經(jīng)由高老師,深入了解了國科大。”
教授力學(xué)課程的北京大學(xué)物理系教授田光善、劉樹新,教授熱學(xué)課程的歐陽頎院士,教授光學(xué)課程的北京大學(xué)物理系教授王若鵬、王福仁……一個個在物理教學(xué)領(lǐng)域頗具影響力的名字,陳列于國科大本科學(xué)子們的選課列表之中。在高鴻鈞的真誠感召之下,他們應(yīng)邀來到這片新生的沃土扎根,如春風(fēng)化雨,為國科大本科物理教學(xué)注入了數(shù)十年積累的膏潤。
在課程設(shè)計上,高鴻鈞、陳曉松和鄭陽恒他們保持著高屋建瓴的視角,也貫徹著系統(tǒng)設(shè)計的方針。他們組織物理所、理論物理所、高能物理所、半導(dǎo)體所、聲學(xué)所等院內(nèi)科研機(jī)構(gòu)以及院外高校的優(yōu)勢力量,成立了為國科大本科教育服務(wù)的基礎(chǔ)物理教研室。老師們從四面八方奔赴而來,如星星之火般聚集,擔(dān)起本科生基礎(chǔ)物理教學(xué)的重任。
國科大本科辦學(xué)之初,就突出了“科教融合”的理念。高鴻鈞和他的團(tuán)隊充分貫徹這一理念,讓本科課程與研究所對接,邀請研究生導(dǎo)師開設(shè)本科基礎(chǔ)課,打通阻礙本科生學(xué)習(xí)深造的環(huán)節(jié);他組織調(diào)研美、英、德各大著名高校的課堂設(shè)置,學(xué)習(xí)先進(jìn)理念,設(shè)計出屬于國科大的獨立體系;他穿梭于各課程的教學(xué)研討會議之間,與老師們共同商議課程的難度、教材的選擇、教學(xué)的細(xì)節(jié);他也注重教學(xué)團(tuán)隊的組織平衡,重要事項由團(tuán)隊統(tǒng)一討論,而各課程的個性化細(xì)節(jié),則放權(quán)由課程小組自由擬訂……這一切的努力造就了國科大物理專業(yè)8年內(nèi)快速成長、不斷完善的教學(xué)體制,草創(chuàng)方新的國科大物理專業(yè),也因此煥發(fā)出勃勃生機(jī)。
那么,授課幾載的老師們,又是如何看待這份工作的呢?
國科大核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授黃飛是本科生一年級電磁學(xué)課程的授課老師。每周五1-2節(jié)的早課前,同學(xué)們常能看到他披著清晨的微光,快步走進(jìn)階教大廳。
“這對我來說更多的是一種責(zé)任。”談起參與教學(xué)的原因,黃飛的表情顯得嚴(yán)肅而認(rèn)真。他坦言:“標(biāo)準(zhǔn)答案肯定會說‘教學(xué)相長’,但我覺得做好科研是搞好教學(xué)的前提,沒有科研上的堅持與領(lǐng)悟,課堂上就很難有研究性思維的貫徹。”
對于科研任務(wù)繁重的科研工作者來說,在教學(xué)上耗費的大量時間無疑會帶來壓力。“有老師說教學(xué)是良心活兒,我非常贊同。隨便念一念講稿,也算是上課;用心去備課、講解也是上課。授課中付出多少時間和精力,完全取決于自己的意愿。在我看來,教學(xué)更多是一種純粹的奉獻(xiàn)。”
是什么推動著他們,攬下這繁雜的教學(xué)工作?林曉給出的答案是:熱愛與快樂。教師們豐富的科研經(jīng)驗在三尺講臺與科學(xué)殿堂之間架起了溝通的橋梁,這使得他們感到,自己的工作是有意義的。
“我們愿意從忙碌的科研工作中抽出時間,去做、去完善教學(xué)。”林曉曾經(jīng)是物理學(xué)院院長助理,他對教師團(tuán)隊在這點上的一致想法感到自豪。“重要的是我們所參與的事業(yè)?蒲袨槿祟愒旄#虒W(xué)也一樣,我在教學(xué)中感受到了自我價值。”年復(fù)一年,面對著一張張洋溢著青春朝氣的臉龐,沐浴著同學(xué)們渴求知識的目光,他們苦心耕耘,在科研工作者的身份外尋獲另一個自我。
“高配”助教團(tuán)
100分鐘,是一節(jié)助教課的時長。為了滿足小班化教學(xué)的課程效果,國科大的助教課通常分別開設(shè),同學(xué)們可以自行選擇。
聽過林曉主講的熱學(xué)課程的同學(xué)們也許不曾想象過,他們面前這位在講臺上神采飛揚(yáng)、妙語連珠的杰出教師,也曾擔(dān)任過數(shù)年的課程助教,那時他已是正教授,并相繼獲得優(yōu)青、杰青基金支持。
林曉曾擔(dān)任田光善老師的課程助教。當(dāng)被問及此事時,他自豪地笑道:“我當(dāng)時是最光輝的助教典型。”
在諸多大學(xué)中,課程助教通常由高年級的學(xué)生擔(dān)任。國科大物理教學(xué)團(tuán)隊充分討論后,決定由青年教師擔(dān)任助教。這不僅可以充分發(fā)揮國科大豐富的教學(xué)資源優(yōu)勢,也考慮到了研究人員本科授課經(jīng)驗相對較少的客觀情況,為他們“從實驗臺走向講臺”提供助力。
如今,絕大部分講授物理課程的老師,都有擔(dān)任助教的經(jīng)歷,這無疑提高了國科大物理教學(xué)的水平。
每一位老師都有各自的科研和教學(xué)方向,上了講臺后,他們也有著自己的獨特風(fēng)格與教學(xué)特色。高鴻鈞認(rèn)為,教學(xué)團(tuán)隊可采用“多核”形式。
“多核”即每門課程分為7個平行班,其中包含4個A類班和3個B類班,實施小班化教學(xué)。班級人數(shù)控制在60人至70人,為教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變留出空間。同時,授課團(tuán)隊由一位主要負(fù)責(zé)人帶領(lǐng),多位平行班老師自行組織教學(xué)。
授課團(tuán)隊對老師們的想法足夠尊重——不局限于傳統(tǒng),課程內(nèi)容、考核形式、授課節(jié)奏等都交由老師們調(diào)整。
高鴻鈞曾告訴授課團(tuán)隊,我們選擇了最優(yōu)秀的人讓他們上講臺授課,就不要給他們太多條條框框的限制,要讓他們講出自己的風(fēng)格。
當(dāng)然,這種教學(xué)方式也遭遇過阻力。最初,老師們感到惶恐:如此大空間的自由,會不會造成平行班之間不公平的現(xiàn)象?教學(xué)風(fēng)格不統(tǒng)一,是否會導(dǎo)致學(xué)生掌握程度的差異,以至于對未來規(guī)范化授課不利?
這種爭議同樣存在于學(xué)生之間。曾經(jīng),有學(xué)生去本科部投訴一位老師。投訴理由不是“老師不負(fù)責(zé)”,而是“教學(xué)風(fēng)格天馬行空”。學(xué)生稱:他在黑板上劃得這一圈、那一線,前一分鐘還聽得明白,下一分鐘就糊涂了,一堂課聽完只覺得莫名其妙。教學(xué)團(tuán)隊認(rèn)真全面地了解情況后,給出的意見是,既然我們選擇相信這位老師,那么如果學(xué)生不適應(yīng)老師的教學(xué),可以換一位老師。第一周,有學(xué)生退課,也有學(xué)生進(jìn)來;第二周,第三周,人數(shù)最終穩(wěn)定下來。而期末的評價也證明,這位老師的教學(xué)能力是過硬的。
這種嘗試逐步完善了國科大的選課制度。經(jīng)過幾年的教學(xué),各個老師的特點已經(jīng)在學(xué)生中形成風(fēng)評。通過選課前詢問學(xué)長、學(xué)姐,學(xué)生們便可大體獲知老師們的授課風(fēng)格、AB類課程方向的差異。依托于此,他們可以參照自身興趣與專業(yè)需求,選擇風(fēng)格各異的老師,去接觸并深入他們所研究的領(lǐng)域,細(xì)致地感受不同的思維。而前二三周允許換選課程的舉措也成為共識,顯著地降低了學(xué)生的選擇成本與老師的調(diào)整成本。這一切努力改變了師生間單向的輸入、輸出關(guān)系,形成了良好的教學(xué)互動生態(tài)。
一場科學(xué)漫游
在國科大,一節(jié)正課的用時規(guī)定為100分鐘。林曉并不想讓學(xué)生寶貴的100分鐘在睡眼惺忪中浪費——他努力讓課程變得深入淺出,詼諧幽默。這使他成了學(xué)生口中的“段子手”老師。
在講授基礎(chǔ)知識的同時,他還努力剖析學(xué)科發(fā)展的深刻社會歷史背景。在課上,他分析熱學(xué)發(fā)展的過程:人力、畜力滿足不了社會發(fā)展對動力的需求,促進(jìn)了熱機(jī)的發(fā)明、改進(jìn)和廣泛應(yīng)用,進(jìn)而再有卡諾對熱機(jī)的思考,這才有了卡諾定理的提出,推動了熱學(xué)理論的建立和完善。同時,他也注重擴(kuò)寬課程的廣度——他會從不同專業(yè)的角度進(jìn)行思考,譬如物理化學(xué)中的化學(xué)勢、信息論中的信息熵、材料科學(xué)中的奧斯瓦爾德熟化等知識點都被他囊括進(jìn)知識結(jié)構(gòu),并鼓勵學(xué)生課下進(jìn)行深入拓展。
林曉表示,這種對課程的補(bǔ)充,不僅使其他專業(yè)的學(xué)生對熱學(xué)產(chǎn)生更濃厚的興趣,也為物理專業(yè)學(xué)生開拓了科研視野,打下跨學(xué)科研究的基礎(chǔ)。
而對于同樣講授“熱學(xué)”課程的楊義峰,他的教學(xué)目標(biāo)則是“把歷史講透,把前沿講夠”。
大多數(shù)老師都按照教材順序授課,他卻獨出心裁地將卡諾定理的課時放在了課程起始,接著再講解熱力學(xué)第一、第二定律。他這樣解釋調(diào)整的原因:“我的課件和授課順序比較獨特,是我按照科學(xué)發(fā)展的順序搜集資料后梳理的。發(fā)展過程的歷史邏輯和經(jīng)過整理的書本邏輯有時并不一致,書本邏輯的確方便學(xué)習(xí),但我覺得學(xué)生應(yīng)該嘗試從應(yīng)試思維中解脫出來,理解歷史的發(fā)展脈絡(luò),這樣才能真正理解‘活’的科學(xué)。”楊義峰稱,這也與學(xué)生們未來從事的方向有關(guān)。“當(dāng)處在領(lǐng)域最前沿的時候,你面對的永遠(yuǎn)是現(xiàn)實中尚未完成的事情?偸菑囊殉尚偷慕Y(jié)論中尋找演繹式的答案是行不通的。”楊義峰相信,在科學(xué)的發(fā)展過程中尋找現(xiàn)實的脈絡(luò)是一種重要的思維能力,而這也是在他的課堂中一以貫之的思考。
與此同時,老師們也十分注重課程學(xué)習(xí)的外延與教學(xué)成果的鞏固。
在即時通訊軟件中,同學(xué)們使用QQ最多,不少老師特地為此注冊了QQ號,創(chuàng)建課程群來與同學(xué)們實時交流互動。老師們會在群里分享前沿文獻(xiàn),鼓勵同學(xué)們深入思考。同時,老師們開放了群匿名功能,學(xué)生可以自由提問,不必?fù)?dān)心因為問題“太幼稚”而被嘲笑。“有的同學(xué)比較靦腆,不擅長提問和交流,問的問題比較簡單,他們就顯得非常不好意思。后來就開放了群匿名。”允許匿名后,群里的問題漸漸多了起來,氣氛活躍了,對問題的交流和討論也更加開放了。
從雁棲湖到玉泉路
乘坐從國科大雁棲湖校區(qū)出發(fā)的班車,沿著京承高速一路通行,到達(dá)北京西四環(huán)外的玉泉路,也需要100分鐘。
本科物理教學(xué)團(tuán)隊的教師們是這輛班車的常客——很多老師都擔(dān)負(fù)著本科生和研究生教學(xué)的雙重任務(wù)。
這與國科大的教育培養(yǎng)理念有關(guān)。本科生的培養(yǎng)目標(biāo)十分“單純”,即培養(yǎng)科技創(chuàng)新后備人才和未來科技領(lǐng)軍人才。每一位同學(xué)都要在大學(xué)生涯的前兩年學(xué)習(xí)大量的數(shù)學(xué)物理基礎(chǔ)知識,以期為未來的科研工作打下堅實基礎(chǔ),而其中物理科學(xué)學(xué)院開設(shè)了多達(dá)5門的全校必修課:“力學(xué)”“熱學(xué)”“電磁學(xué)”“光學(xué)”和“原子物理”。
在被記者質(zhì)疑這種規(guī)模的學(xué)習(xí)是否有些“大動干戈”時,黃飛露出自信的微笑。他的研究領(lǐng)域是強(qiáng)子結(jié)構(gòu)和強(qiáng)子譜,現(xiàn)為研究生講授《群論》,為本科生講授《電磁學(xué)》,曾為研究生講授《高等電動力學(xué)》。
“理工類的高校都要學(xué)習(xí)基礎(chǔ)物理課程,區(qū)別在于是學(xué)1年還是學(xué)2年,這表明物理基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)足夠關(guān)鍵。”說到這兒,黃飛有些惋惜,“我甚至覺得,如果學(xué)習(xí)時間能延長一些更好,比方說四年半到五年,這樣就有充分的時間夯實數(shù)理基礎(chǔ)、筑牢成才根基,這對培養(yǎng)學(xué)生深厚的發(fā)展?jié)摿εc突出的創(chuàng)新能力至關(guān)重要。”
雖然近年來一直參加非物理專業(yè)學(xué)生課程的教學(xué),但張余洋也表達(dá)了對國科大物理教學(xué)模式的充分認(rèn)同。“現(xiàn)代社會科技快速發(fā)展,很多都要依賴于數(shù)學(xué)和物理等基礎(chǔ)科學(xué),只有打好數(shù)理基礎(chǔ),才能在其他的前沿科學(xué)中作出成就。同時這些課程中使用的思想方法,也能夠提高學(xué)生自身的邏輯判斷能力,這對將來的日常生活大有幫助。”
在教學(xué)中,老師們也身體力行這一教學(xué)理念。更繁重的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí),不僅意味著學(xué)生要承擔(dān)更多的課業(yè)壓力,也無形中拔高了對課程效率與質(zhì)量的要求。盡管“原子物理”已經(jīng)開課5年,積累了可觀的教學(xué)經(jīng)驗和資源,但張余洋還是堅持每年更新其中大約五分之一的內(nèi)容,其中包括科研進(jìn)展、相關(guān)新聞和前沿應(yīng)用。他想讓學(xué)生在每一節(jié)普通的課堂中,都能近距離觸摸到科學(xué)脈絡(luò)的搏動:那些高深的理論與課堂所學(xué)的基礎(chǔ)知識之間,距離并不遙遠(yuǎn)。
教書育人從不停歇
“心有大我,至誠報國”,是著名地球物理學(xué)家黃大年的生動寫照,他付出了心血、光陰乃至生命,帶領(lǐng)科研團(tuán)隊,將我國的深地探索領(lǐng)域打造為國際學(xué)科高地。
教育部啟動評選的“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊”,也是為傳承黃大年精神,鼓勵教師們在教育教學(xué)中甘于奉獻(xiàn)、敢為人先,成為百萬學(xué)生成才的指導(dǎo)者和引路人。
國科大本科物理教學(xué)團(tuán)隊走上講臺迄今已有8年。最初一批學(xué)生已經(jīng)離開校園,走上科研一線。教師們?nèi)詧允卦诨A(chǔ)課程教學(xué)崗位,他們的信念從未暗淡,反而更加堅定。“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊”的榮譽(yù)稱號,不僅是對他們8年來辛勤耕耘所獲教學(xué)成果的贊許,也是對國科大教學(xué)模式、教育理念的肯定。
如今,高鴻鈞已不再擔(dān)任物理科學(xué)學(xué)院的院長,但他的理念還在物理教學(xué)團(tuán)隊中傳承發(fā)揚(yáng),他也仍關(guān)注著國科大本科物理教育的成長。
在國科大玉泉路校區(qū),傍晚時分,操場上傳來體育課上學(xué)生的陣陣歡笑聲,窗邊的行道樹枝杈間有鳥兒聲聲啾鳴。夕陽西沉,教學(xué)團(tuán)隊的老師們轉(zhuǎn)眼間融入了下課時熙攘的人流中,身形在沉靜的光輝中被拉長,清瘦挺拔,仍仿佛學(xué)生一樣。
(原標(biāo)題:100分鐘:發(fā)軔蒼梧 以至縣圃——訪國科大本科物理教學(xué)團(tuán)隊 作者系國科大記者團(tuán)成員 整理錄音/張雪雅 黃海諾 徐天懌 傅藝玄)
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