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第15章 弘扬黄昆老师的教育理念

黄美纯

黄昆院士既是一位杰出的、国际著名的物理学家,又是无可争议的我国固体物理学和半导体物理学的主要奠基,他与量子力学的奠基人之一玻恩合著的《晶格动力学理论》是固体物理基础理论的经典著作,自1954年在英国出版以来,以多国文字一版再版,引导着中外固体物理(后来发展成为凝聚态物理)研究领域的几代科学工作者从事晶格动力学和相关课题的研,黄昆院士在他年轻时,20世纪40~50年代初就完成了一系列独创性的基础理论研究,如被国际学术界称为“黄漫散射”、“黄方程”、“黄-里斯理论”等工,80年代当他进入老年时期,又建立了绝热近似与静态耦合理论的统一理论,在多量子阱系统的电子-光学声子相互作用领域提出了著名的“黄-朱模型”。所有以上创新性工作都具有基本理论的奠基性意,其中许多内容被编入国外出版的教材或专著中。

与此同时,黄昆院士又是一个德高望重的教育,他怀着报效祖国的满腔热情,回国后立即投入教育战线,全心全意为培养新中国的建设人才从事教学工作,在北京大学物理系教书一干就是26年(1951~1977年)。他先后为本科生讲授“普通物理”、“统计物理”、“电磁学”、“固体物理”、“半导体物理”和“半导体理论”等多门课,作为一位科研成就卓著的年轻学者,能够做到这一点实在十分可贵,也十分不容,我很幸运在大四与大五两年(1956~1958年)中,在当时“五校联合半导体专门化”学习半导,黄昆和谢希德老师先后为我们讲授“半导体物理”和“半导体理论”两门,当时并没有想到,我这辈子就要与半导体物理结下不解之缘,也没有想到黄昆老师的教学理念与教学风格会一直指导和鼓励我从事教学工作近五十,作为黄昆老师的学生,我们都有一个共同的亲身体验:听黄昆老师讲课是一种享,具体说,就是让你对老师所讲解的物理问题,即便你自认为已经了解,也会有新的收获和感悟;对不甚了解或有疑问的问题,则有豁然开朗的感觉,找到问题的症结所,正因为这样,黄昆老师的课一直受到全体学生的欢,因为程度较高的同学会有新的收获,程度较差的学生也不至于“坐飞机”进而对该课程不感兴趣。

我自己从事教学工作近半个世纪的经验表明,无论什么时候,都会有程度参差不齐的学生,而每一个学生对某个学科各个部分的了解也是不同,一位教师如何讲解一门课或做一个学术报告,能够使得所有的学生都有兴趣、有收获,是如何做好教学工作的永恒课题之一。

黄昆老师为我们提供了最好的榜样,可是要做到像他那样的教学成就十分不容,我听过许多专家的学术报告,其中不乏顶尖级的教授,有些人讲课就是很少考虑听众的多样性特点,要么只是一般原则性地说一些多数人都了解的东西,听完了使人觉得没有收获;要么不做任何解释,和盘托出过分专业化的东西,自我欣赏,却令人难于理,甚至黄昆老师也说过,他听别人讲课和做学术报告,总感觉听不,可见,如何实现教学工作的社会效益,是一个相当普遍和严重的问题,值得教学工作者深入探讨。

实际上,黄昆老师从年轻时开始,就有一个高尚的理,让我们回想起20世纪50年代初出版《晶格动力学理论》时,玻恩在该书序言中说过的话:“……我建议他应当来完成这部,他接受了这个建议,并成功地完成了任,不过,本书已变得和我原来的计划很不相同,黄昆博士坚信科学之主要目的在于社会应用……因此,他增写了几章比较基本的引论……尔后再逐步引申至本书第二篇的普遍理论……”科学的目的在于社会效益,教学工作也不例,黄昆老师不仅在其专著中贯彻这个理念,在后来的《半导体物理学》(与谢希德合著)和《固体物理学》以及由黄昆原著、韩汝琦改编的《固体物理学》等教科书中都反映着这个理念的功,基本理论系统、深入,物理概念清晰、深刻,与当代科学技术的发展紧密结合,等等,因此这些教材一直成为国内高校本科生“固体物理”课程理想的教科书,也成为“固体物理”考研的主要参考,有了这个理念,黄昆老师不惜花十倍于上课的时间来备课,把学生可能遇到的各种问题都考虑到,把如何表达与讲解这些问题的方法都设计,每一节课都有要求学生重点掌握的新概念、模型或理论,黄昆老师总是能够用不同的方式或从不同的角度来强调,很少有重复的话,这也是听黄昆老师讲课的一种特殊的享受。

在高等学校,教学与科研如何结合是又一个不断需要探讨的问,为了促进教学与科研的结合,现在从领导到老师都已经认定必须同时承担教学与科研,因为许多学校都把教师承担的教学和科研任务分别量化成为每学年对老师的考核条件(教学工作量主要根据讲课的时数;科研工作量主要依据拿到多少经费)。可是这些量化方法和评估体系并没有体现真正的教学与科研的结,例如,课程的内容如何与科学的发展相适应,如何反映科研的成果以及如何用科研成果来改革和提升教学内容,等,黄昆老师在北大教书期间,是师生公认的教学与科研结合得最好的教授之,即便不是专业课,在讲授“普通物理”时,黄昆老师也力求以最新研究成果来革新物理概念的描述,使其更加能反映物理本,例如广泛传颂的一个典型例子:黄昆老师放弃用分子压强来说明表面张力的传统描述方法,而用分子间吸引力与排斥力的作用距离不同来描,这不仅反映了黄昆老师在原子、分子相互作用图像方面的深刻理解和科学素质,而且使学生能在分子水平上更加深入掌握“表面张力”的概,话说回来,如此生动的教学与科研相结合的做法,即便花去许多时间组织和准备,由于备课时间不计入教学工作量,按照现行的考核条例,黄昆老师也只能自报“合格”,绝对上不了“优秀”,甚至很难得到“良好”。

黄昆老师离开我们已经两年多了,他的音容笑貌依然在我们心中,他的研究成果是国家走向现代化的一笔宝贵财富,他的教育理念是培养具有创新意识的新一代的有力武器,值得我们大力弘扬。

作者简介

黄美纯,厦门大学物理系凝聚态物理专业教授、博士生导师,清华大学兼职教授,中国物理学会半导体物理专业委员会委,1958年毕业于北京大学物理系五年制半导体物理专门,1981~1984年在美国西北大学物理系从事凝聚态理论和计算物理领域的研,曾任厦门大学物理系副系主任、系主,先后从事过“半导体物理”、“固体物理”、“固体量子理论”、“凝聚态理论”、“密度泛函理论及其应用”、“半导体量子阱与超晶格的电子态理论”、“凝聚态物理的场论方法”和“高等光电子器件物理”等课程的教学工作。

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