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李松涛:让物理思维浸润学生

作者:郑文洁 高楠     发布时间:2017-07-04     浏览

 

物理思维的培养

在学校任教十一年,李松涛始终坚持培养学生的物理思维。他常说,物理思维远远比学习具体知识更重要,比如牛顿所提倡的“把复杂的问题简单化”的物理思维就十分伟大。在课堂上,他喜欢把历史上科学家推导出某个公式时的思维重现出来,让同学们去体会物理思维大气而又缜密的魅力,同时给学生做一些思维训练,使他们逐渐形成一种物理思维。

李松涛说,这种思维不仅仅对物理专业的学生是必要的,对其它行业的学生也有着非常重要的作用。他的一个朋友在国网安徽电力公司上班,曾面临如何快速定位野外输电线路断点的技术难题,倘若人工排查,费时费力,因此急需一种简易的方法。对此,李松涛和另一位老师把这个问题提炼成一个简单的物理模型,在输电线路中加入一根光纤,当线路有断点时,在光纤的输入端发送脉冲激光,脉冲激光会被光纤断点附近的反射面反射回来,最后分析脉冲激光的行走时间就能够定位断点,精准度可达米级。他们用这种方法解决了这个技术难题,也获得了一项专利。可见,物理思维在这个过程中发挥了指导性的作用。

许多学生很小就有过科学家的梦想,但大部分人缺乏基础的科研训练,成为科学家的梦想仅仅只是空想,他们也并不了解自己是否真正适合成为一名科学家。数理系准备推行“导师制”,为学生指引方向。李松涛将在引领大一学生学习的过程中,着手培养学生的基本科研素养,让他们的科研梦与现实接壤。对此,他说,自己会扮演一个点拨者的角色,仅向学生提供基本方向的指导,把广阔的空间留给他们去探索。他相信学生完全有能力解决遇到的难题,他也鼓励学生通过互相交流探讨解决问题,由此培养合作解决问题的能力,这样,日后无论他们是进入科研单位还是企业,都能适应自主科研的需求,他相信这项培养必将意义深远。

李松涛非常享受和学生相处。他说,当学生质疑他的时候非常开心,这种感觉超越了师生之间的关系,升华成一种学术平等,此时他和学生都是独立思考的个体,思维的碰撞和交锋不仅使双方收获了知识,也促进了师生之间的友谊。有空的时候他还会做一些“私房菜”带给学生们吃,师生围成一桌,大家都非常快乐。逢年过节,他会在QQ或者微信群里给学生发个红包,温馨而融洽。

科技与人文的交集

在李松涛指导过的学生中,有一个令他印象非常深刻。一次节能减排大赛,李松涛给他提供了一个回收煤气灶热量的项目,他聪明地运用Matlab将其模拟成三维点阵图,使一个复杂的过程变得简洁明了,李松涛被学生堪称惊艳的结题报告深深触动了。还有一个学生在实验课上,用手机程序代替水平仪来调平实验台面,简捷而易观察,这也让他觉得十分新奇有趣。他觉得虽然国内学生在利用现代科技方向与国外学生尚有差距,但从纵向来看,差距正在逐步缩小,他迫切希望更多的学生能够在应用现代科技方面勇于“触电”。针对一些学生编造实验数据、抄袭实验报告的现象,李松涛认为,实验数据处理的计算过程繁琐是产生这些问题的重要原因,倘若有一个程序来辅助计算,减少学生的畏难情绪,这种状况应能有所改善。当笔者告诉他,类似程序即将在网上推出,学生可以自由使用时,李松涛笑着调侃道,这就是教学相长,自己以后也要认真学习和充分利用现代科技,啥时都不能忘了“充电”哟。

物理学对很多同学来说是深奥难懂、枯燥乏味的代名词,可听过李松涛讲课的人却觉得,上他的课如同看一幕引人入胜的戏剧。他经常结合历史、文学,把物理规律发现的背景呈现出来,并把物理知识和一些有趣的现象结合。如讲到电磁学时,他会提及法拉第一生的勤奋与谦逊、奥斯特和安培极强的实验总结能力、特斯拉在爱迪生公司的不得志、科学家之间珍贵的友谊等。他强调教学一定要结合实际应用,经常向学生们提出一些与生活联系紧密的问题,诸如接地是否一定安全、生活中能否观测到尺缩现象、输电线路之间是否存在安培力,以此来激发学生的兴趣,让学生主动地去思考、感悟,学生们对此反应也都十分积极。虽然,他每年讲授的基本知识不会有太大变化,但是时代在变,学生在变,教学方式也必须变,他在讲授知识的过程中密切关注着学生们的反应,如果发现学生不理解,或者领悟得不透彻时,他会立即尝试改变教学风格,寻求最适合的方式方法。

李松涛平日里虽然很忙,但始终保持着对文学的爱好。工作累了,他爱看一会文化类书籍,其中历史和诗词是他的偏好,他最喜欢李白的诗,奔放飘逸,而《青玉案》的淡泊脱俗、《满江红》的雄浑大气也令他爱不释手。他不仅从中获得人生的感悟,甚至还能体会出精妙的科学韵味,如“半江瑟瑟半江红”一句中,就蕴含着光的衍射现象。为此,在课堂上讲到有关知识时,他会引用一两句诗词,或者运用一些形象的比喻,使课堂增色不少。

登山、跑步等健身项目也是李松涛生活中不可或缺的部分,偶尔还会打打扑克。他提醒学生,一定要保持有规律的作息,并适当运动,因为科学工作者不能只有科学。

乐于学习 敢于怀疑 勇于探索

每个人都会有一段迷茫的时光,李松涛也一样。刚上大学时,因为所学习专业是物理,他对未来比较茫然。但是没过多久,他就调整好自己的心态。在后来的大学生活里,除了扎实学好专业内的知识外,他还经常抽空去了解研究生的日常学习生活。研究生毕业后,他将自己的简历投向华电,顺利成为一名大学教师。如今已经十一年了,这期间也非一帆风顺。三尺讲台,对于每一个刚刚开始工作的青年教师来说都是巨大挑战。当不善交际、初出茅庐的李松涛第一次站上讲台时,面对台下一双双眼睛的注视,他心里是非常紧张的。而当他在课堂上能够自如地面对学生之后,如何把知识以适合学生理解的方式呈现出来又成了一个令他头疼的问题。他说,最令他沮丧的事,莫过于在讲授一个物理概念时,试过了三四种讲解方式,看到的依然是同学们困惑的眼神。为了找到学生最易接受的方式,他常常向经验丰富的老教师请教,在不断地探讨与学习中改善自己的教学方式。

回忆起第一次发表SCI论文的情景,李松涛记忆犹新。研二时,导师给了他一个研究合金混合价行为的课题,有一次实验数据与理论值产生了偏差,于是他开始怀疑,是否是已有理论在某些条件下才成立呢?而那套理论在当时是业内的公认,作为学生的他敢去怀疑权威是需要勇气的。但他并没有忽视这样一个微小的偏差,而是认真地做了更多的实验。大量数据的分析结果证实了他的怀疑,当他把论文提交审阅时,两位审稿人没有对他的成果表现出认可。但他并没有退缩,立刻将实验数据整理好发给审稿人。幸运地是,他对权威的勇敢质疑得到了好评。

在科研之路上,李松涛也遭遇过许多失败,或是花费了大量精力和时间而无果,抑或是项目接近尾声时被别人捷足先登,这些都是常有的事。他说到这里顿了顿,若有所思地对我们说,挫折和失败并不一定是坏事,至少能使你遇到下一次失败的时候更加坦然,但无论怎样的挫折都不应磨灭我们对科研的热情,这才是最重要的。有时候,为了抢时间,他在教七楼从凌晨四点一直忙到晚上十一点半,一日三餐都是草草解决的,说到此,他仍是满脸笑容。也许醉心于科研的人,总是以苦为乐。

谈到未来的目标时,李松涛说,拿奖和获得荣誉这些都要靠机遇,而机遇是可遇不可求的事情。我会一直努力下去,在教学中贯彻“培养物理思维”的想法,去影响更多的学生。在科研方面继续努力,争取多发一些含金量高的文章。就像诗人汪国真所写的“既然选择了远方,便只顾风雨兼程”那样,李松涛既然作出了选择,就会勇猛地往前走,而在他身后,将渐渐开出一片科学的花海。

人物简介

李松涛,副教授。现任数理系理论物理教研室主任、河北省创新创造学会理事、河北省专利委员会委员、全国职业院校技能大赛裁判员。曾获全国高校青年教师教学竞赛三等奖。在有机半导体微腔激光器、激光技术等方面取得了一定成果,先后承担多项国家级、省级、教育部项目,发表SCI论文30余篇,获得国家发明专利授权20余项,转化专利技术7项。


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