【2008年国家级精品课程系列之三】

《量子力学》:紧跟上时代的脚步

北大电教331教室,同学们都在聚精会神地听讲,讲台上的老师身着一件黑色背心,鼻梁上架着一副老花眼镜,手持课本,他时而娴熟地用ppt演示着实验,时而在黑板上细致严谨地演算。他清晰的思路,生动的讲解,让原本玄妙的量子世界变得妙趣横生。这就是北大物理学院程檀生教授主讲的《量子力学》的课堂景象。

日前,在教育部评定的“2008年度国家级精品课程”中,程檀生教授主讲的《量子力学》榜上有名。《量子力学》是物理学教育的重要课程,也是其它文、理专业重要的选修课程。很多理工科学生中流传着这样一句话:25岁之前没有学过量子力学,人生是不完整的。但是,在实际的学习过程中,量子力学与经典力学完全不同的视角又让许多学生难以接受。那么,程檀生教授主讲的、在大多数人眼中艰涩难懂的量子力学究竟有着怎样的奥妙,能够让他的学生们津津乐道?

“让课程紧紧跟上时代的脚步”

采访约在一个晚上,当我们正在担心会不会耽误了程老师回家吃晚饭时,他笑呵呵地告诉我们,晚上在办公室办公是他的习惯。一台电脑、一个书桌、一个书柜,雪白的墙壁,办公室给人的第一印象是简单而整洁。四周雪白的墙壁上,一块大黑板特别显眼,黑板上共轭的演算方程清晰可见。“平时想到什么问题我就在上面写写划划”,程老师笑呵呵地对我们说。

当谈到精品课程《量子力学》的教学设计时,程老师反复跟我们强调“紧跟时代”这几个字。他说:“《量子力学》是一门正在迅速发展着的学科,许多现代物理仪器,如扫描隧穿显微镜,都是应用了量子力学的基本原理,它解决了很多我们以前都不敢想的问题,我们的教学当然也应该紧紧跟上时代。”

“让课程紧紧跟上时代的脚步”是程老师一直以来的教学理念。他认为,量子力学是一门发展变化非常快的学科,“教材内容只有不断更新充实,才能让学生跟上国际的发展,真正学习最前沿的知识。”但同时他也认为,内容的更新是为教学服务的,新加的内容一定要有利于学生加深对课程和基础内容的理解。

如何使学生们更深入地走进量子力学的世界,让他们在今后的工作、研究中能够游刃有余,这是这位对教学工作孜孜不倦的老教授一直都在思考的问题。由于学时偏短,程老师采用了课堂与课外讲座相结合的方式,“把最精彩的基础部分留在课堂”,同时通过举办讲座等增加课外学习时间,让学生更好地掌握知识,既巩固基础,又开阔视野,提高学习兴趣。

“跟上时代”与“注重基础”相辅相成,使程老师的这门课程兼具了纵向与横向的深度。“我希望学生们能够在这门课里受益,希望他们在学到知识的同时,也学会一种新的思想方法,能够跳出经典物理学的框架,在更广阔的范围内思考问题,扩展自己的思维并提高自己解决问题的能力,同时也为自己树立起信心。”他如是说。

谈及《量子力学》是如何成为精品课程的时候,程老师将荣誉的获得归功于有一批德艺双馨的教师组成的教学与研究队伍。“成为精品课程离不开这样一支优秀的教学团队多年的努力,前人们打下基础,后人们传承并发展,而我只是一个负责人而已。”程老师谦虚地说。

“与学生交流是一种快乐”

讲课时,沉稳中显出跳脱洒然之气,讲到高兴处,便挥动手臂,满面笑容;答疑时,聚精会神,语气严肃,黑板上一笔一划写下的字工整而清晰。而在办公室接受我们采访时,程檀生教授更像是一位慈爱的爷爷。

“我喜欢和学生讨论问题,和他们交流我也受益。”程老师特别喜欢和学生在一起,他把学生当朋友,他的学生也喜欢和这位老教授做朋友。每当学生问了一些很好的问题时,他都会及时地把它们记下来。他觉得这些老师都没想到的问题,最能加深学生们对知识的理解。“学然后知不足,教然后知困”,正是在这种互动中,学生们加深了对量子力学的理解,而程老师也及时收到了教学反馈,更好地充实课程内容,“形成了一个很好的良性循环”。

“我喜欢上课,和年轻人在一起,觉得很充实。”谈起他的学生,程老师总是笑,“但我真的觉得自己责任重大,因为他们都是特别优秀的孩子。”为了这些优秀的孩子,程老师在课堂上下都做出了最大的努力。

在他的课堂上,每一个课件都是由他亲自完成的,每一次课的课件都有很多个版本,他总是尽自己所能将自己所知的倾囊相授。每周一和周三有《量子力学》的课,他会利用周四、周五整段的时间在办公室不断修改课件;每节课之前,他都会再次检查自己所写的课件;课后,他会将课上的心得和问题再次整理,充实课件内容。“备课一定要花时间,不能误导学生”,他强调,“量子力学和理论力学是完全不同的框架,稍不注意就讲错了,宁可不教,也不能教错。”

“北大的学生确实非常聪明,但是我也常常跟他们说,鼓励拔尖,但是不能依恃聪明而不用功。”程老师介绍,因为量子力学是一门学习难度较大的课程,因此在他的课堂上,他也会注意平衡基础不同的学生之间的差异。“对基础好的同学,我会在讨论的时候增加一些内容,但我对学生的总的原则是一样的,就是你考进了北大,就应该珍惜机会好好学。”言谈之中,流露出的是对学生的无限爱惜与期盼。

师者人生:心态总是年轻的

听程老师讲自己的故事时,总是能很明显地体会到一种北大情结。谈起他当年的老师时,谈起他自己和那些大师级老先生们间深厚的感情时,谈起年轻时以北大毕业生的身份做研究的经历时,我们都能从程老师的眼中读出那满溢的怀念之情。

而说起他的学生,程老师又是一脸自豪。他推荐出国的学生至少有一二百人,毕业之后,他们有的留在顶尖实验室做研究,有的去了跨国企业,有的回国继续参与研究工作,在不同的岗位上做出了很多成绩。

“大多数北大人都会有一种情结,我们应充分利用我们的天然优势,吸引他们回到北大,为创建世界一流大学作贡献。”

谈起与北大的情愫,程老师娓娓道来,在他的谈话中,我们似乎看到了那棵有着健壮的根虬和繁茂的枝叶的北大的精神之树。像程老师一样的北大的老教师们就像这棵树最粗的导管,传承并给养着北大新一代的风骨。

生活中的程老师谈锋甚健,笑声爽朗而极具感染力,很难想象,一个如此有活力的人今年竟已71岁高龄。面对记者的感叹,程老师大笑,他说自己一直很注重锻炼。当年他每天坚持在固定的时间去东操场运动,并且从不“开夜车”熬夜,这大概就是“每天锻炼一小时,健康工作五十年”最生动的诠释吧。“而且我经常和年轻人在一起嘛,”程老师又笑了,“这就是环境的影响。”

有松有弛,对待科研教学认真严谨一丝不苟,课堂外的生活却轻松自由,面对这位七十多岁的老人时,我们由衷感慨。为人师者,传道授业解惑,程檀生老师带给学生的,不仅仅是一个充满变化的神奇的量子世界,更是那棵鼓舞着我们前行的枝繁叶茂的精神之树。

编辑:聪平