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  • 国科大导师赵亚溥:为培养杰出科学家而来

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2020-04-03

    作者:韩养梅资料来源:《国科大》发布日期:2018/7/13 11:06:16

    选择名称:萧中

    Da

    国立科技大学导师赵亚普:上午抵达中国科学院玉泉路校区(以下简称“国立科技大学”)二班培养优秀科学家 赵亚普匆匆收拾好书本和讲稿,大步走出教室,课后回答了最后一个学生的问题,匆匆回到中关村中国科学院力学研究所实验室。

    在到达研究所之前,赵亚普收到了一封来自参加讲座的学生的电子邮件:

    “根据诺特定理,每个守恒量对应一个对称性。LRL矢量守恒对应什么对称性?”

    当看到这个同学的问题时,赵亚普既惊讶又高兴。 他在前几堂课中只是顺便提到了一个“诺特定理”,并将计划在接下来的拉格朗日力学课上在黑板上给出详细的演绎和解释。

    “在国立科技大学教本科生是不寻常的。有时学生会推动我们前进。”赵亚普欣赏学生思维的深度和差异性。这项富有挑战性的教学工作让他觉得“非常有意义”

    优秀的科学家甚至应该给本科生讲课

    赵亚普是中国科学院力学研究所研究员和博士生导师。作为一名在研究领域工作了很长时间的研究员,他为什么要给本科生讲课?你能说得好吗?理论物理大师费曼在加州理工学院教了35年34门课程。优秀的科学家不仅研究,而且不教授课程 “在赵亚普看来,正是因为他是一位优秀的科学家,他才不得不讲课,他还得给大三的本科生讲课。

    ”在哈佛大学和麻省理工学院,教一年级本科生的老师很可能是站在莫斯科大学和巴黎高等师范大学数学课堂平台上的诺贝尔奖获得者,也很可能是世界顶级着名数学家之一 赵亚普说,国家科技大学的一大批一流科学家在本科生的第一年和第二年给他们讲课是“非常好的事情”。

    赵亚普认为,向大学生解释一个复杂而困难的科学问题本身就是一种重要的能力。“如果你真的能让一年级本科生理解它,那你已经把这个问题浓缩得很好了。” “

    也像“力量的相互作用”。学生的问题和意见也能激发老师的灵感。 “学生们经常提出一些我思考过但暂时放弃的问题,但它们都有深远的意义。重新考虑这些问题,看看是否能有所突破,也很有意思。 ”赵亚普用费曼的话表达了自己的心声

    不是为了上课 对赵亚普来说,他不仅是教授《力学》和《力学》本科课程的老师,而且把自己定位为“培养杰出科学家”的教育家 为了更好地实现这一目标,他专程前往莫斯科大学研究和考察其教学模式和课堂形式,与剑桥大学着名科学家和教授讨论“如何教本科生”,并借参加法国学术会议的机会与巴黎高等师范学院的数学和物理教授交流“教育和教学理念”。

    “‘百年培养人’,这不是一句话空”,说到人才培养,赵亚浦突然收起笑容,身体很直,变得严肃起来

    “批判性思维”是一所着名学校的精髓。

    对于2014级本科材料专业的董怡楠来说,赵亚普的课程让她难忘。 她记得赵亚普在《材料力学》期中考试中选择了最着名的国际物理杂志《材料力学》中的一份文件作为材料,并要求学生判断文章中列出的公式是对还是错。

    ”这看起来很困难,但事实上,经过仔细的演绎,可以发现这个公式根本是错误的 ”董依南回忆说,这件事让她明白了批判精神和独立思考的重要性。之后,她养成了以批判的方式看待书籍和文件内容的习惯不是盲目肯定,而是问为什么

    哈佛大学前校长德雷克博克(Drake Bock)在他的书《物理评论快报》中将哈佛本科生分为三个阶段:无知的确定性、智力混乱和批判性思维

    "质疑精神和批判性思维是精英学校的精髓 赵亚普表示,高中毕业后进入大学一年级和二年级,在高中解决问题时将继续“只有唯一正确的标准答案”的思维模式。这是“盲目跟风”的第一阶段。在学习了很多知识之后,我似乎明白了很多。然而,当我真正使用一些知识时,我会犹豫。这是“与知识混淆”的第二阶段

    “批判性思维是学习的最高阶段,有些人即使一生都在思考,也无法达到这个阶段。” “至于什么是批判性思维,赵亚普解释说,批判性思维不仅仅是否定、批评和挑战,而是一种全面、深刻、正反两方面都受到质疑的思维方式。

    "你甚至可以质疑顶级期刊的内容 赵亚普的课是研究型和讨论型的,特别强调批判性思维和质疑精神。

    在他看来,聪明的教学不是直接灌输知识,而是创造情境:吸引人而不是牵着学生的鼻子走,激发和提高学生对问题根源的理解而不是直接给出答案;即使是顶级教授也不能压制学生的意见。

    随心所欲地做“思想实验”

    注重以“思想实验”为主线的教学,是赵亚普在教学过程中最深刻的体验,也是他的另一个主要教学理念。

    所有带走赵亚普《回归大学之道——对美国大学本科教育的反思与展望》的学生都有深刻的记忆。在谈到“狭义相对论的拉格朗日量”时,赵亚普没有直接解释这个概念,也没有推导出公式。相反,他首先给学生们讲了一个故事:1895年,16岁的爱因斯坦在读一本描述太和空以及行星的科普书时,突然有了一个奇怪的想法,如果他去“太和空旅行”,他应该乘坐什么交通工具?一天晚上,他在脑海中构思了一个“追逐光明的实验”。 正是这个思想实验孕育了狭义相对论的萌芽

    赵亚普用一个5分钟的短篇故事自然地将狭义相对论引入课堂。 “当他们着迷时,我很快推导出闵可夫斯基的公式。这种启发式教学方法比直接推导公式更容易被学生接受 ”他意味深长地说,5分钟很短,但它发挥了巨大的作用。

    除了“追光实验”,还有“箭头病”、“萨尔维亚蒂的大船”、“牛顿的水桶思想实验”.科学典故“思想实验”生动有趣,几乎贯穿赵亚普的每一堂课。

    经过近30年的机械研究,赵亚普回来教本科生。赵亚普反映,传统的循序渐进的科研模式已经不适应当前科技发展的形势。他必须学习“新的科学研究方法”,即从现有的科学理论体系出发,进行意识形态实验,预测要发现的科学理论,然后设计相关实验来证实这一意识形态实验。 20世纪以来科学理论的重大进步表明,“实验验证”之前的“思想实验”的特点确实非常明显赵亚普坚定地说道

    激情四射的“赵爸爸”

    “一口气”持续了两个小时,最后一分钟的气势仍然和上课的第一分钟一样;公式的推导用整整10块黑板厚厚地点缀着,擦了又擦。每堂课结束后,头发和衣服上都沾满了粉笔灰。为了防止灵感消逝,我整晚都在为本科生写教科书.

    用清华大学一位教授的话来说,“赵先生平时说话时并不觉得(如此热情),但当他站在国立科技大学本科生的讲台上时,他充满了激情!”

    赵亚普仍然清楚地记得他第一次给本科生上课时感受到的压力和紧张。 教授这门课的另一位老师来自北京大学物理系,是国家物理奥林匹克竞赛的金牌教练。 北京大学的老师非常擅长讲课。赵亚普最初认为学生会“偏爱其中一个”然而,第五堂课后,上我课的学生人数不但没有减少,反而增加了。 将思想和文化引入无聊定理公式的推导,使得赵亚普的课“非常不同”。他也逐渐增强了信心,赢得了很多小粉丝,成为了同学们口中的“赵爸爸”。

    对赵亚普来说,在国立科技大学教本科生非常具有挑战性 虽然《力学》去年被选为国家科技大学(National University of Science and Technology)的精品本科课程,并将被放入MOOC,供世界各地的师生学习和观看,但到目前为止,他仍处于压力之下。“我不能一直说同样的话。我必须不断创新。他们非常优秀,他们提出的问题非常具有挑战性。” “在国立科技大学教本科生是赵亚普最重要的事情 “重要会议与上课时间冲突。如果会议时间调整与否,班级不能调整!”

    他对自己的学生有很高的要求,经常在本科生第一堂课上告诉他们:“当你来到国立科技大学时,你不仅是你自己,也是与中华民族共命运的责任和义务。你必须有一个大的模式,做伟大的事情。” "

    今年5月,历时3年,为本科生 《力学》 课量身打造的教材 《力学》 终于印刷出版。当看到“中国科学院大学本科生教材系列(BJC)”这几个字时,赵亚溥想要落泪,他既激动又感慨:“很值,很自豪。”

    “就是在那个教室”,回忆起写作过程,赵亚溥指了指阶梯教室一楼2教室。常常是一下课,解答完同学们的问题,他就立马赶回中关村写教材,“刚推导完嘛,很兴奋,得趁热打铁。”

    赵亚溥自我调侃道:“没有写书之前,头发还是很多的。”熟悉赵亚溥的人谈到这本书时也都说,“385页的内容,真是一夜一夜‘熬’出来的。”

    在“赵爹”的设想中,十几年、二十年之后,哈佛大学、斯坦福大学、麻省理工学院,以及牛津大学、剑桥大学等世界顶尖学校的教授中,都有他教过的学生,而且是“leading scientist”的那种。数学界最高级奖项“菲尔兹奖”,诺贝尔物理、化学、生理或医学奖也都能看到国科大学生的身影。

    (作者系国科大记者团成员)

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