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【教学名师】张正阶:与物理相伴的40年

来源:宣传部 作者:肖茹予 刘思敏/文 肖茹予/图发布人:林汐璐审核:宣传部发布时间:2018-05-31 11:12:59点击数量:3

 【编者按】 所谓名师,是于传道授业解惑之上,不断深思教学理念之人;是于三尺讲台之上,不断创新教学方法之人;更是于课堂时间之外,不断提升专业素养,围绕育人育才深耕教学实践之人……值此成都理工大学迎接本科教学审核性评估之际,党委宣传部特此专访我校各级教学名师,期待以其各具特色的教学方法及实践为剖面,展现我校教师在立德树人、教书育人、严谨治学上的思考及做法。

 

与物理相伴的40

记校级教学名师、地球物理学院教授张正阶

 

人物名片:张正阶,195810月生,四川南部人,教授,硕士导师。主要从事凝聚态物理和理论物理研究及教学工作,为本科生及研究生主讲《大学物理》、《电磁场与电磁波》、《量子力学》、《固体物理》等课程。主持和主研包括国家自然科学基金、“百人计划”等在内的科研项目十余项,包括省级精品课程、省级精品开放课程及省级精品资源共享课程《电磁场与电磁波》在内的教研教改项目十余项。先后在国际国内各级刊物发表论文30余篇,其中作为第一作者的论文被SCI(光盘版)收录9篇,EI收录1篇。曾获成都理工大学教学名师称号,获市校级科研及教学成果一、二、三等个人或集体奖多项。

 

框架眼镜、西服衬衣,远远望见张正阶,不觉特别。走近,肩头、袖口的粉笔灰暴露了他的教师身份。60岁的物理老师张正阶在1978年考入成都理工大学,毕业后留校任教。40年过去,他和成理的缘分、和师生的缘分、和《大学物理》《电磁场与电磁波》《量子力学》等课程的缘分一直持续。

36载教学芳华,不善言辞的张正阶,唯有谈论起物理中的千千世界时言语不断,在他看来,站上讲台是人生中最有价值的事。

 

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课堂上的张正阶

 

36年大物课,讲题如同“剖麻雀”

在《大学物理》例题课,张正阶迈上讲台,身后的投影幕上是一道物理题。对这门课的上法,张正阶已烂熟于心,自1982年起,他已经教了36年的《大学物理》。在他看来,讲好一道物理题,就像是“解剖麻雀”,得一步步来。粉笔落在黑板上哐哐作响,张正阶写下一个角动量守恒公式。

温习理论,张正阶拿出了生活中的例子——“角动量守恒体现在跳水运动员通过调整自身角动量,来完成空中翻转的不同动作;而直升机为了防止机身翻转,会在机尾装上侧向旋叶……”说到这,他举起双手比划起旋叶旋转的动作,学生的眼神也跟着张正阶的手移动。

开始讲题,题干不过短短几行,张正阶却逐句拆解——先解释题中涉及到的“塌缩、星体内核”等课外物理概念,而后逐步分析物理过程,说着便列出物理方程式,给学生一定思考时间后,张正阶开始一边分析题中的物理过程,一边在黑板上演算推导。不一会,一面黑板就被写得满满当当。

方程式解完,题却还不算讲完,“这种解法不是最简便的,还有没有同学能提出不同解法?”张正阶的发问使得台下又掀起了一轮新的讨论。

课间,有学生到讲台上向张正阶求问,一个刚问完,另一个又上来了。解答完学生的疑惑,张正阶还没来得及喝一口水,第二节课的铃声已敲响了。核自院的大二学生廖光辉曾在大一时听过张正阶一年的《大学物理》:“张老师讲课,细得很,就算是课后习题他也会一步步给我们讲清楚。”

下课,张正阶总是最后走出教室。他拿出笔记本,记录本节课的教学进度,“课多,不记下来就忘了。”仅在本学期,他就要任教四个班,上1门公共课、1门专业课,最多的时候一学期教学时长达400多个学时。课上完,张正阶肩膀、衣袖上满是粉笔灰,他不在意地掸一掸,笑着调侃道:“我们教师就是一个吸灰的职业。”

 

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正在板书的张正阶

 

构建知识体系,欲见树木先见林

“欲见树木先见林”是张正阶36年于三尺讲台之上坚守的教学理念。

“要站在高处来观察物理学科”,张正阶表示,若没有立足于学科整体,学生学到的知识将会是零碎的,是无法形成有机联结的。因此,《大学物理》课上,张正阶注重知识发散——讲牛顿力学,不仅讲它的定义,还会介绍它的诞生由来、变形延伸;谈共振,便从可见光、推墙、微波炉等生活实例中引申开来。

“张老师上课时的旁征博引,以及发散的教学思维,让我印象最为深刻。”在同事陈小凤眼中,这位资深的物理教师能将知识融会贯通,“旁听张老师的课,能感觉到他专业扎实,学识深厚。”

物理教学因材施教,需要分层,因此对不同专业的同学来说,教师建立的“树林”也不同。在上非理工科专业的通识课时,张正阶更多地联系生活,把看似高深的理论通俗化,“这样定理原理公式就变得听得懂、看得见了”。

张正阶表示,自己不仅希望能引导学生了解物理科学的物质作用原理,还能帮助他们领会科学的哲学启发。

在《量子力学》专业课上,张正阶借助物理学中的哲学思辨来解释理论。“每个人在同一件事上意见不同,这跟量子力学的不确定性是一个道理,假若能用这种‘不确定’的眼光来看世界,也许我们能少一点对观点正确与否的争辩……”他曾把量子力学的不确定性原理应用到社会交往,也曾用“量子纠缠”理论解释孪生姐妹的心灵感应。

2009级应用物理专业学生赵玉林正是在《量子力学》的课堂上获得物理启迪,毕业后推免至北京大学硕博连读的天体物理专业。回忆张正阶的课堂,她告诉记者,“张老师总是能从大的知识框架出发,打开我们的思路,并将抽象问题具体化,再难的知识点经他一解释,就能听明白。”

虽然有些发散的知识点并不在教学大纲中,但张正阶觉得它们源于生活,自有其用,“学习不像挣钱,挣到以后马上就能发挥效用,教育不只是应试,而是在于拓宽人的知识体系。”

 

深入物理学科,首开《电磁场与电磁波》课程

2002年,为了推动信息工程专业的发展,搭建电子科学基础课与应用课之间的桥梁,学校决定开设《电磁场与电磁波》相关课程。

彼时,44岁的张正阶已经在《大学物理》课程领域耕耘20年,他主动请缨牵头《电磁场与电磁波》相关课程,依托四川省教改项目“电子信息专业群主干专业基础课——电磁场与电磁波系列课程体系建设”,开启了一段物理专业教学新征程。

要开课,首先要学习。张正阶在学校的支持下前往电子科技大学,就《电磁场》相关课程,进行了一学期的调研学习。张正阶回忆,即便是在从成理到电子科大的路上,自己脑子里都在思考电磁场专业问题,“那时候一边在成理教书,一边去电子科大学习,学习时间全是压缩课余时间而来。”

先学后教,可如何使课程的教法更适应成理师生的教学模式?这让张正阶费尽了心思,毕竟做教学大纲、写教学计划,一切都要自己从头开始。他从其他课程借鉴模仿,到新课程的特色融合,马不停蹄地折腾了大半年,终于在成理首次开设了《电磁场与电磁波》课程。

课程初步建立之时,全校只有张正阶一个老师任教此课。两年后,陆续有教师加入进来,陈小凤就是其中之一。“最开始的方法就是旁听,”陈小凤回忆,“张老师上课条理清楚,听他的课不仅要听专业内容,更要观摩学习他的教学方法。”

在陈小凤看来,对于《电磁场与电磁波》这门课的教学,张正阶不仅是元老,更是“主心骨”。通过旁听习得教法后,陈小凤等几个老师分散到各个专业开展教学。每每在教学中遇到问题,陈小凤等年轻老师都会请教教学经验丰富的张正阶,她形容张正阶是一众年轻老师的“靠山”。

经过三年建设,《电磁场与电磁波》这门课程孕育出一支较为成熟的师资队伍,课程建设日益完善。2008年,《电磁场与电磁波》课程被评为四川省精品课程。2011年,张正阶承担起四川省质量工程“地球物理学专业综合改革”子项目“电磁场与电磁波省精品开放课程”,并在2013年获省级精品资源共享课程“电磁场与电磁波”资助。

 

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课下给学生讲题

 

24小时待机,“有问题就问张老师”

2011年,赵玉林与两名同学报名参加了成都市第四届大学生物理知识竞赛,张正阶作为指导老师的耐心,让赵玉林至今记忆犹新。

 赵玉林回忆,只要一下课,同学们都会涌上讲台问问题。课间五分钟,提问的同学还需要排队,“张老师风度翩翩,讲题非常耐心,同学们都争着和他交流,私下里还叫他大物男神。”

 那一个月的晚自习,赵玉林和同学都在请教张正阶问题,“有时候留到很晚,张老师也从不会不耐烦。”就算是没在一起,张正阶的电话也24小时不关机,随时对学生开放。师生一起备战一个多月,团队最终摘得竞赛第一。

后来,大四的赵玉林准备考研,又跑去找张正阶咨询,“张老师不仅耐心,还很热心,我们有任何生活学习问题他都乐于帮助我们。”如今,赵玉林在北京大学攻读博士,与张正阶始终保持联系,两人不时在微信上相互分享链接,讨论物理问题:“正是张老师的启蒙,让我坚定了天体物理研究方向。”

在张正阶看来,学生问问题是他们在思考的表现,教师不仅要解答问题,更要帮助学生发现问题。东区E2C206-2的教师休息室在张正阶上课教室的旁边,这里也是他的临时办公室,小房间的桌上、沙发上堆着6摞作业本。每一章,张正阶都会勾出重点例题,让同学们课后练手。

张正阶表示,通过课后习题,学生能够将课堂上学的知识加以运用,通过实践和反馈,老师也能发现学生的问题。一次作业批改发现问题还不够,学生纠错后,张正阶还要做二次批改。张正阶改作业认真,纠错也认真。在大一学生刘政宏眼中,张老师“就像有火眼金睛”,每次作业中未订正的错误几乎都能被张老师发现。

大二学生廖光辉说:“对于一些比较难的题他会逐一地评讲,我们一些没弄懂的问题就可以通过习题课得到解释。”在他看来,私下和张正阶的交流更像朋友。偶尔在qq群里,同学们会讨论学习中遇到的物理难题,张正阶要是看到了,也会“冒泡”参与大家的讨论。

就连同事陈小凤也说,向张正阶请教问题似乎不分时间,“无论上班还是假期,只要有问题,问张老师总能得到答案。”对此,张正阶笑言:“除了有时候开车不方便接电话,其他时间都欢迎大家讨论交流。”

 

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批改作业的张正阶

 

求学任教,坚守成理40

1977年高中毕业后,成绩优异的张正阶回到乡上的小学做代课老师,半年后收到赵先碧校长辗转传来的讯息:高考恢复了!“赵校长知道我爱读书,让我回学校好好复习。”张正阶回忆道,“复习的时候没地方住,差点辍学,赵校长直接把自己宿舍让给我住,成就了我的大学梦。”

怀揣着“出去看看”的美好愿景,张正阶不负所望,考上了成都理工大学(原成都地质学院):“第一志愿想搞地质,进大山里探索冒险很能满足我当时少年的好奇心。”但是由于在入学考试中物理成绩突出,他被调配进新设的物理师资班。

1982年本科毕业,张正阶以全系专业课总分第一的成绩留校任教,至此叩开了走向讲坛的大门,开启与讲台结缘的36年,圆了心心念念的教师梦。

本科留校后教了两年课,张正阶开始觉得“当老师不能只是教书,还要做科研”,他渴望深造的心开始蠢蠢欲动。1986年夏天,张正阶考上成都地质学院矿物物理研究生,潜心深造。 攻读研究生的最后一年半,张正阶被导师章正刚推荐至中国科学院高能物理研究所、北京大学及中国科技大学等单位学习“同步辐射谱学方法”,并参加北京正负电子对撞机及同步辐射实验室建设。在此阶段,张正阶在矿物物理的学习逐步深入,并在物理学科的理论修养及实验技能等方面得到提升,成功申报国家自然科学基金等科研项目,先后在国际国内各级刊物发表研究论文30余篇……

40年,张正阶是改革开放四十年的亲历者,也亲自目睹了成理40年间日月星辉。学生来了又去,只有他始终坚守一方讲台,教书育人的信念不曾摇移。就像每次物理课毕,学生一拨一拨离开教室,张正阶往往最后离开,他就像一面放大镜,用自己的韶华与智慧,为学子折射着物理世界的星光。

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