做對學生有影響的教學——一個年輕物理老師的教學探索

註：這是超卓在學校2015年教學改革研討會上的報告，轉眼三年過去了，一直沒有整理這篇文稿，今天終於對自己有個交代。本稿根據現場30分鐘的視頻進行整理，基本上忠於口語表達，只對偶爾字句進行了調整。由於演講中，有些是PPT視覺展示，並沒有直接講到，本稿並沒有補充這些內容。這是一篇近八千字的長稿，只配適量圖片，請讀者指正。2018.3.18。

非常感謝劉校長對我的介紹（註：是主管教學工作的劉華東副校長），沒想到他前面做了這麼多工作，把我的資料收集得這麼全（註：因為此前我提供的個人簡介非常簡短）。作為一個年輕老師非常榮幸，教務處給我安排這麼一次機會，就自己教學中的一點做法和一點體會，給大家談一談。我講授的課程一直是物理課程，不免具有片面性，請各位領導、各位專家批評指正。

【我心目中的大學教學】

我的課程，主要是物理專業的理論和實驗課，還有面向工科的《大學物理》和《大學物理實驗》。我上的第一門課是《原子物理學》。這門課程的教材，我們使用的是楊福家院士編著的。這個教材，我們全國重點高校的物理專業都在用，滋養了我們中國物理人可以說是幾代人吧，但是教學的效果是千差萬別的，關鍵在哪裡？在於老師。我很幸運，在讀書期間就跟著楊先生旁聽了一個學期的《原子物理學》，那一年（註：應該是2001年秋季）他已經擔任了英國諾丁漢大學的校長，他的許多教育觀點，對我們學生影響非常大。他說，「頭腦不是知識容器，而是需要被點燃的火種」；作為老師，應該對學生做引導，直到學生心中的火苗點燃為止；教師應該是個放火者，而不是滅火者。

到石油大學工作以後呢，就面臨這樣的問題：第一、學生學習的興趣不高。在東營的時候，在物理樓，每天晚上10點多，從北門回去的時候就看到黑壓壓的人群，學生都從外面回來了，我們的學校被網吧包圍了（注:那時都沒有智能手機，學生也很少有筆記本電腦，所以校園周圍的網吧生意非常好），學生之間談論課程學習的非常少。第二、學習方式的僵化。大家都習慣於課堂的學習，習慣於書本的學習。平時少鑽研，考前看課件，考試套公式。第三，再進一步，對老師還有更高的要求，能不能「考什麼就講什麼」。

那我們大學為什麼開設物理課呢？教育部教學指導委員會給出這樣的解釋：一個是為學生學習科學技術知識和今後的長遠發展，打好物理基礎。我們很多的專業都需要物理的基礎。第二個是培養和提高學生的科學素質。不管你用不用物理，都應該培養科學素質，這一點物理課得天獨厚。

在大學裡學習知識是遠遠不夠的，重要的是要學習獲得知識的能力，甚至創新知識的能力；再高一點層次，我們要培養學生的品格。所以我心目中的大學教學，應該是喚醒學生心中那種神聖的好奇心，培養他的洞察力，也就是培養他的研究與創新能力，培養學生的品格。

老師和學生應該像這幅畫中的亞里士多德和他的導師柏拉圖那樣：吾愛吾師，吾更愛真理。這就像我們學校的校訓，惟真惟實，師生交流討論。所以我一直在教學上堅持學生自主學習、創新研究和學術討論，在以下幾個方面作了探索：教學內容、教學方法，考核方法、實驗課程、第二課堂拓展，以及教學措施等方面。

【理論教學內容改革】

第一，穿插科學史的教育。教學內容上，堅持講解基本的物理概念知識應當穿插科學史的教育，限於時間，我無法在這裡一一例子。

第二，重視人文和哲學教育。我很高興，剛才地質專業的董教授講到很多我們物理的大師，這對學生的熏陶是非常重要的。我們經常講到法拉第，他認為電既然能夠生磁，為什麼磁不能生電呢？他堅持了十幾年艱苦做實驗。講到居里夫人，她也是長期進行放射性的研究。

第三，與學科前沿介紹相結合。作為一個理論課程，我給學生介紹加速器的時候，我說你可以去調研一下，在法國和瑞士交界的地方，地下一百米，有一個方圓二十七公里的加速器，全球八九千名科學家都在上面工作，他們在幹什麼？好，後來我們真的有一名學生，就在這台加速器上工作。這是一種播撒種子的教育。

第四，我們理論課程應該聯繫實際應用，應該滲透學生所學的學科專業。跟地球物理專業上物理課，應該講到核方法測井。跟化學專業上物理課，應該講，不懂量子力學的不能成為化學家，否則怎麼解釋化學鍵呢。

第五，理論應該重視聯繫實驗。我們以前很多課程，太注重理論的推導，而忽略了實驗，或者說，在實驗與理論的聯繫上沒有非常到位人類。

這是我的一節課程設計，課程內容是波粒二象性。波和粒子本來是兩個截然不同的概念，但是我們研究人類認識光的本性的歷史，就會發現其中是一波三折。早期認為光是粒子，因為光走直線。後來認為光是波，因為它有干涉、衍射等現象。再到後來發現，光還是具有粒子特性。波和粒子這兩種概念是辯證對立統一的。我們在研究微觀粒子的時候，特別是原子中電子的運動，我們以前把電子當作一個粒子來處理，發現牛頓力學不再有效。這是不是我們犯了相反的錯誤呢？所以，法國的青年科學家德布羅意（de Broglie）提出所有的粒子運動都具有波的一面。大家注意，德布羅意本科是學歷史的，他轉專業學習物理，是轉專業成功的典範，他具有歷史的視角。有了假設，你有沒有進行實驗驗證？有兩個實驗分別進行了獨立的驗證：一個是用低能電子在材料表面的散射，再一個是高能電子對薄膜的透射。這兩個實驗都發現電子束的行為跟光的某些特性是一模一樣的。用電子束來入射，這兩位實驗物理學家（Davission 和 Thomson）都獲得了諾貝爾獎，提出理論假設的德布羅意也獲得了諾貝爾獎。再進一步，基於這兩個驗證實驗，我們延伸發展了更多的材料結構實驗技術：低能電子衍射技術和透射電子顯微鏡技術。我就鼓勵學生，你去查一查，這個東西它有什麼用？它具體的原理是什麼？給學生提出問題。

所以我的第一點教學體會是，在教學內容上，要有自己的原則，應該堅持基礎知識與科學史、技術應用、學科前沿、實驗緊密結合，要突破所謂「考什麼就講什麼」的禁區；要開闊學生的視野，要強化科學人文教育，來陶冶學生情操。

【研究性教學探索】

我在上課的過程中，總是引用大量的圖片，不光是科學家本人的圖片，他相應的論文、數據、圖線，都直接給擺出來。我們現在一百多年的物理期刊，基本上所有的重要文獻都能查得到。我們鼓勵學生去研究，從原著出發，介紹當時科學發展的背景，介紹科學家分析問題的角度、研究問題的過程，來引導學生走一條科學再發現的道路。這就牽涉到我們在教學上怎麼實現研究性的教學。

第一，啟發式的教學，要注重實驗和理論的分析。

第二，鼓勵學生提出問題。要不斷拋出問題，喚醒學生的問題意識。學問學問，關鍵是要有問題。這個問題是經過思考的。

第三，要傳授研究的技能。怎麼來開展創新性的研究，怎麼來研究一個問題，要重視科研方法的教育。

第四，我也會提出一些小課題，由學生在課下分組討論，這個要考評。

第五，習題由學生來講授。高中的學生經過題海戰術，到大學後，我們發現學生退化的非常快。我們的習題作業布置的非常少，但獨立完成的更少。我們的理論怎麼來應用於實踐？怎麼來分析問題、解決問題？最簡單的訓練就是來解題。所以，習題由學生來講述，不要在那裡給我念公式，給我來解釋一下為什麼，我們師生共同討論。

在考核上，如果是閉卷，我會給出一頁副頁，所有的重點公式和常數都在上面，你沒有必要死記硬背。平時成績除了作業和出勤考評以外，課程的討論、習題的講解，學生寫的小論文、讀書報告、創新研究以及大作業等等都包括在內，給予考評。

所以我的第二點體會是：研究性教學，要培養學生問題意識，要增強學生研究興趣，使學生渴望去研究；要傳授學生研究的基本方法，引導學生如何研究；要有相應的考試方式改革，激勵學生去研究。

【實驗課程教學探索】

前面董春梅教授介紹了實驗教學的一些做法，非常系統性，我也是受益頗多。我的實驗教學只是做了幾點探索：

第一，在教學內容上加深實驗原理的介紹和儀器研究。我們很多學生做實驗，到實驗室一會兒就做完了，但是儀器具體的原理他根本沒有掌握。我們怎麼能用儀器來進行創新研究呢？

第二，在基本內容的基礎上，我推薦探索性、設計性的實驗內容。這種內容不會給具體的操作步驟，包括要測什麼量都不告訴，只給一個簡單的題目，你們學生自己來設計實驗。

第三，在教學過程中，我們是預習、實驗和總結三部分。以學生自主探索為主，老師不會講實驗怎麼做？我們講義都已經發給學生。我們課程的1/4時間用於自主設計實驗。

第四，考核方法上我們更注重口頭的考核，一張口，就知道你心裡有沒有？每次預習檢查的時候，問得學生滿頭大汗，第二次他就不會這樣不認真了。課後的總結，更是求思考、求創新。不僅僅是簡單的數據處理，哪些地方做的不足，儀器需要改進，還有什麼新的方法可以做？用這個方法可以開展哪些新的應用？鼓勵學生創新。自主設計的實驗成績佔30%，如果你的論文能夠投稿，這門課程可以總評給你優秀。

關於實驗內容的設計和實驗教學的探索，我有五篇教學論文，其中四篇是核心期刊，一篇是會議論文。

下面是幾個學生實例。

有一次學生在結束實驗以後，突然興奮地來找我說，「老師，我發現了一個未知的射線」。我一看是怎麼回事呢?原來這個放射源處於關閉的狀態，這個儀器仍然測到了放射性。我非常興奮啊，因為一百多年以前，德國的科學家倫琴就是因為發現了未知的射線，給它命名叫X射線。如圖所示，放射源放在鉛屏蔽室裡面，這裡有一個開關把柄，撥到「開」的地方，放射源就對準小孔的位置，射線就出來了；撥到「關」的地方，放射源就轉到下面，射線就被擋住了。我也一直沒有搞清楚，在關閉的狀態下，為什麼有未知的射線？這個學生繼續做了大量的探索，給了我非常合理的解釋。原來放射源處於關閉的狀態，在內部，射線經過接近90度的散射，從小孔出來了，這是著名的康普頓散射，它的能量與理論值非常符合。我們對這個儀器的防護措施進行了改進。學生把這個探索過程寫了學術論文，發表在《輻射防護》這本期刊上。這是一份雙月刊，每一期只有十幾篇論文。這個學生後來到了原子能研究院，他是以綜合成績第一名考進的。

還有的學生做了兩個實驗，一個是射線透射的實驗，一個是射線散射的實驗。來找老師說，可不可以把兩個實驗結合起來，測量石蠟的厚度，看看哪一個方法好。她的實驗總結髮表在《科學技術與工程》上。再進一步，可不可以用石蠟來模擬我們原油管道內部的油垢，嘗試進行無損檢測？她進一步申請了大創項目，她的研究論文後來發表在《油氣儲運》雜誌上。這位女生後來參加北京大學研究生招生的夏令營面試，非常謙虛，跟老師說我的兩篇論文水平不高。老師非常高興，說，「我相信你已經具有了這方面的能力，論文水平不高沒關係，到我這裡來，水平就高了」。她並不是一個拔尖生，沒有外推讀研究生的機會，但是北大給她額外的名額。

第三個例子是磁滯回線的測量，這是我們《大學物理實驗》的基本內容。學生很簡單地就把這個實驗做完了，一邊加電流，一邊測磁場，來回走一遭，這個回線就測出來了。我就想回線為什麼是這個形狀？它為什麼經歷這麼多個過程？但很多實驗教材都語焉不詳。我就叫了一個學生，你給我來深入鑽研一下。這個學生後來查了大量的文獻，再進一步來做實驗，給出一個比較圓滿的解釋。這個論文就發表在《實驗室研究與探索》上，這是我們教務處認定的有重要影響力的教育教學期刊。

所以我的第三點體會是：老師和學生要以研究的態度來對實驗；實驗更要引導學生動腦，用理論來深入分析，不是簡單的動手來做；要給學生充分的自主性，更要給學生以創新訓練的機會。

【學生學術論壇的建設與發展】

我一直在探索在理論課程教學中，怎麼來促進學生自主學習？怎麼使學生走出傳統的課堂，來搭建一個多方位能鍛煉學生創新能力的平台？

在2008年，我在教授《原子物理學》課程的同時，指導學生創建了這麼一個「原子與核科學」學生學術論壇，它的英文名字縮寫就叫SAMANS。它嚴格按照學術會議的流程進行。引導學生基於課程進行研究性的學習，自主確定研究專題，自己去查閱相關文獻，撰寫論文，登台演講，做學術交流。從論文通知、舉行會議到最後總結等等，都是按照學術會議的流程進行。正式舉行會議分為開幕式、特邀報告、學生報告、閉幕式。學生報告還要分場地，分時間。堅持以學生為主體，我們有學生組委會，學生主持會議，學生做學術報告。

我們第一屆論壇，只有我的課程學生參加，但這個模式得到了初步實踐。我們調研當時的情況，在全國還真的很少有本科生這樣的論壇。後來我們宣傳部的老師給我們這樣的評價：開啟學生自主組織學術論壇的先例，學生成為論壇的主角。

第二屆論壇規模得到擴大，形式更加規範，我們還增加了英文主持，擴大了宣傳，爭取到學校的支持，這一年，有19位老師出席了論壇的開幕式；《中國石油大學報》以專版的形式給了我們報道《讓學生提前科研練兵》，把我們學生演講的摘要都刊登出來了。

第三屆論壇，我們實現學生完全自主籌備，給大一的學生開辦了分會場，我們還開辦了論壇的網站，這一年有25位老師出席；《中國石油大學報》給了我們第二次專版的報道，標題是這樣的醒目，叫《怎一個「新」字了得》。

我們對這個籌備模式做了持續的探索，實現「以學生為主體，完全由學生組織」這一目標；我們也積累了大量的會議資料和學生論文。

第四屆的時候，我開始向學院團委交接工作，希望有更多的課程，更多不同專業的學生，包括大創項目，來充實發展這個論壇。但是不管怎樣，「學生」、「學術」始終是這個論壇的工作主線。

這張照片是第四屆論壇的師生合影，也是我們在東營舉行的最後一屆，可以看到我們年輕的學生在圖書館前面，他們手拉著我們論壇的巨幅海報被風吹起了一角。

第五屆論壇我們開始在青島校區黃島舉行。

如果說一件事情值得我們很多年以後能夠記憶，我們稱之為歷史。多年的積澱，我們可以稱為一點文化。那麼論壇的精神與文化是什麼呢？我歸結為：問題意識和鑽研精神，倡導學術討論和研究，使學生學會如何學習，鍛煉文獻檢索、論文撰寫、組織協調、學術交流等綜合能力，砥礪創新精神和科學品格。

關於學生學術論壇對學生的影響。參加學生學術論壇，這是一個綜合學習和鍛煉的過程，不可能一步到位、立竿見影，所以老師要只管耕耘、不問收穫。這個措施在學生心目中影響是很大的，有多個第一次：第一次開展專題研究，第一次查閱專業文獻，第一次撰寫科技論文，第一次登台作學術報告。如果我們把時針退到2008年，這麼重要，我們有什麼理由不去做呢？

這項工作帶動了很多課程進行教學改革。包括我們學校教務處，在2013年開始，對全校的大創項目舉辦學生學術論壇。我的工作，也得到了校外的很多關注，我有四篇論文先後來介紹這項工作。我們教育部大學物理課程教學指導委員會的主任，顧牡老師，給我們這樣評價：以學生為主體，通過形式生動的學生學術論壇，引導學生進行研究型學習，有效激發了學生的學習熱情，培養了學生的探索精神和創新意識。

我們原來中國物理學會的理事長，陳佳洱院士，給我們學生這樣的鼓勵：你們舉辦「原子與核科學」學生學術論壇，增強專業興趣，鍛煉交流能力，培養創新意識，很有意義，祝論壇越辦越好，祝同學們成為我國核事業的優秀人才。

這些專家的評價都是手寫的，不是一般寫好列印了去簽字蓋章的，我也沒有給他底稿。這是發自他們內心肺腑的。

教師在學生學術論壇中的工作，我簡單羅列一下。動員學生參與，重視科研意識熏陶；引導學生選題，鼓勵學生自主鑽研；講解文獻檢索，指導文獻閱讀方法；規範論文寫作，告誡遵守學術道德；指點學生報告，參與論壇的全過程。總之，老師必須提供研究性學習技能的指導，老師是論壇的主心骨。

這項工作我以為我做得夠早的了，但到國外一看呢，人家大一的時候一入學，教授來介紹學術研究，教學秘書老師介紹怎麼來利用圖書館和電子資源，怎麼來檢索文獻。這就是「授人以漁」的育人之道啊！

我給學生製作了論文模板。我們原來很多學生在大四的時候進行畢業設計，因為論文格式整得一頭霧水。我們把這項工作，論文的格式，提前到大二、甚至大一就開始鍛練。論文的模板，以這兩個學生的論文作為樣板。這兩個學生現在一個工作於航天五院，一個工作於公安部第一研究所。

學生寫的論文，你的文獻引自於哪裡，都必須給我註明，並提交文獻。這個工作量非常大，各種各樣的問題都有。比如，有四五個學生給我提交論文的時候，論文的文件名都叫「新建word文檔」，我都進行了嚴厲的批評，相信以後他不會犯第二次錯誤。學生需要鍛煉，要給他出錯的機會。

所以我的第四點教學體會是：要給學生提供鍛煉的機會和舞台；一個好的形式，對促進學生自主學習非常重要；好的措施要制度化，不斷傳承和發展，我們不是一步到位來做成的；教師主導作用與學生主體作用結合，要教會學生如何學習和研究；「授人以漁」，還要「只管耕耘、不問收穫」！最後一點也非常重要，課程教學離不開專業院系、學生工作部（處）、團委、教務處等單位的支持。

這張照片非常形象地說明這個問題，四家單位（注:教務處、學校團委、學生工作部、理學院）的領導為了一門課程，坐在一起。這在石油大學我不敢說是獨一份兒的，也是非常少見的。他們不是沖著我來的，沖的是學生。

最近山校長在報紙撰文，特彆強調教學工作和教育管理工作聯動，實現第一課堂和第二課堂的銜接。這個我們七八年以前已經開始做了，但是我們還是要加強，靠什麼來加強呢?

工作這些年，我最值得自豪的不是我指導本科生髮表了十幾篇論文，也不是我參與獲得了各種各樣的教育教學獎項。我最自豪的是，學生通過我的課程，通過我的教學，他們提升了能力。我一直講「科學，紮根於討論」,更是通過課程教學，使學生追求科學、追求研究、創新意識和科學夢想在心裏面生根發芽。所以現在在山東省科學院工作的劉瓏同學，他說，從學生學術論壇，他邁出了科學研究的第一步。

【工科大學物理的教學措施】

前面大多是對理科物理專業課程的教學介紹。後來從國外學習一年回來以後，做的主要是工科的、特別是針對化學工程學院學生的基礎物理課程教學。除了前面的探索，我採用了以下幾點措施：

第一，把郵件作為學生與老師的主要聯繫方式。

第二，介紹一個物理量，會告訴學生它的英文全稱。這個符號不是隨便給的，符號不是沒有任何意義。

第三，作為工科的學生，對標準一定要有深刻的認識。對作業我是嚴格要求標準化。

如果以後有機會，我要進一步探索「讓學生來發現物理」這麼一個學習和教學模式。我把我的課程稱為「培養未來石油大學校長們的物理課」，注意不是一位校長哦。我用自己的薪水為學生提供A4紙，已經堅持了兩屆，這一點投入是值得的。

學生是這樣體會的：通過我的課堂，感受到了物理的美，感受到科學的魅力；以前很多課程到結課的時候，學生都沒有跟老師交流過，但是通過郵件這種單獨地與老師交流，師生關係近了，學習的興趣增加了，老師的話給他力量；也有的學生說，老師不光教會了學生知識上的東西，更是影響了學生。這是幾位學生記者寫的文章，標題叫《把心中的世界講給學生》，我們做老師，我們去教學，我們心裡該裝著什麼樣的世界呢？

所以我的第五點體會是：作為一個教師，始終把「培養人」作為最大的快樂；要把學生當作一個高尚的人去相信他，更要培養成為一個高尚的人；要做對學生有影響的教育，做真正有意義的教學。始終把「培養人」放在教學的首位，培養創新研究型人才，就要不斷探索課程的教學，促進學生自主學習和研究學習，從而培養學生的品格。

【結語與致謝】

我一直推崇我們石油大學物理教學的前輩，華東石油學院時期的戈革教授。他是西南聯大時期的才子，更是近代物理學史的專家。他一生著述有1500萬字，筆耕不輟。他歷經磨難，在文革的時候開始，以一個人的力量，獨立翻譯丹麥的科學家玻爾的文集，前後一共12卷。無奈曲高和寡，找不到出版社願意出版。但是戈先生相信「只要它們存在，就改變了中國」，所以美國物理學會稱他為「科學史的英雄」。

最近我很高興地發現，這一套書完整出版了，而且在石油大學的圖書館能夠借得到，書架上旁邊一套是愛因斯坦文集，戈先生在裡面也有貢獻。

老一代石大物理人熱愛物理、熱愛教學、嚴謹治學執教的作風，我們年輕人要傳承。戈先生那個時代已經過去了，我們在新時代，我們石油大學在爭創一流的時候，我們的物理該扮演什麼樣的角色？

最後，我要感謝我的單位，作為一個年輕老師，我是在一個集體中成長，老教師不斷地「傳、幫、帶」，給了我們很多鍛煉和學習的機會，也使我們分享了很多榮譽和成果，使得我們肩上承載著更多的責任。我們要一輩子做老師，更要一輩子學習做老師。

最後，非常感謝大家！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！