? ? ? ?今天是第一次為2022級李政道班的同學(xué)們提供《物理學(xué)實(shí)驗(yàn)（1）》的助教服務(wù)。我的工作內(nèi)容主要是監(jiān)督大家開展“自主實(shí)驗(yàn)”，保證實(shí)驗(yàn)室安全，并及時(shí)解答同學(xué)們的問題，和大家一起討論、研究。自主實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，是在規(guī)定需要完成的必修實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)之外，讓同學(xué)們自由組隊(duì)，從當(dāng)年中國大學(xué)生物理學(xué)術(shù)競賽（Chinese Undergraduate Physics Tournament, CUPT）題目中選題，進(jìn)行開放性的實(shí)驗(yàn)和理論研究，最終呈現(xiàn)報(bào)告和討論。這一環(huán)節(jié)的目的，是為了讓同學(xué)們學(xué)會科學(xué)研究的基本方法與素養(yǎng)，為未來進(jìn)入科研崗位打基礎(chǔ)。

? ? ???我在2020年作為上海交通大學(xué)代表隊(duì)隊(duì)長參加了CUPT，在和小組成員的合作、努力之下，獲得了國家二等獎(jiǎng)。我們在這種過程中，不僅僅收獲了寶貴的參賽經(jīng)驗(yàn)，還培養(yǎng)了對于物理學(xué)研究的興趣，學(xué)會了如何按照科學(xué)方法做研究、如何向他人呈現(xiàn)研究結(jié)果，并進(jìn)行交流與討論。我們也在互相檢查設(shè)備與程序、互相提出問題與解答的過程當(dāng)中，收獲了難以磨滅的珍貴友情。此后，我一直作為“小教練”參與歷屆參賽同學(xué)的賽前討論。我想通過這樣的方法，將我在日常學(xué)習(xí)、科研中學(xué)到的東西傳遞給更多的人。

? ? ???我的科研實(shí)踐一直在理論凝聚態(tài)物理的方向展開。一旦涉及到要開展實(shí)驗(yàn)這類現(xiàn)實(shí)的問題，所有的細(xì)節(jié)都會涌現(xiàn)出來，包括設(shè)備是否工作正常、應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)裝置、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理和分析等等。我在CUPT的經(jīng)驗(yàn)讓我感到自己更適合理論的工作，我可以直接根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和討論可能的物理圖像，再去落實(shí)計(jì)算等細(xì)節(jié)。當(dāng)然，我知道，現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了絕大多數(shù)理論工作的靈感，我非常愿意和現(xiàn)實(shí)打交道。

? ? ???我這次接受擔(dān)任助教工作，一方面是為了感謝葉曦和潘葳老師長時(shí)間以來的關(guān)愛、信任和照顧，特別是葉曦老師在申請出國時(shí)無微不至的推薦工作；另一方面，是為了在處理細(xì)節(jié)和教學(xué)的過程中磨練自己的耐心，加深自己的理解。我有一個(gè)缺點(diǎn)是常常在和與人交流時(shí)失去耐心，尤其是當(dāng)我對于某方面比較熟悉，而另一個(gè)人似乎搞不清狀況的時(shí)候。為了準(zhǔn)備好參與未來的科研和教學(xué)工作，我必須在當(dāng)下開始鍛煉自己。出于這一些原因，我非常樂意地接受了助教工作，并下決心努力鉆研、多多奉獻(xiàn)。

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? ? ???13:00，我來到理科群樓，和潘老師討論教材修改的情況。我之前對于《利用蔡氏電路研究混沌現(xiàn)象》一篇教材內(nèi)容作了較多修改，在理論背景段落添加了很多有關(guān)研究動機(jī)、研究目的和物理理解的內(nèi)容，我認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)教材中添加這些內(nèi)容有助于學(xué)生們領(lǐng)悟展開科學(xué)研究的基本方法，這正是此前的教材中所欠缺的。潘老師贊同這些修改，并給出了更多的建議，我認(rèn)真記錄下來，之后再作調(diào)整。

? ? ???我們分析，此前的教材之所以招致學(xué)生們廣泛的批評，是由于編寫年代久遠(yuǎn)，研究動機(jī)不清晰，關(guān)鍵物理語焉不詳，不能很好地促進(jìn)學(xué)生的思考，而只是技術(shù)性的操作手冊。使用這種教材培養(yǎng)出來的學(xué)生，不僅意識不到實(shí)驗(yàn)的重要性和趣味性，而且常常認(rèn)為科學(xué)研究不過是枯燥地機(jī)械重復(fù)，體會不到真實(shí)科學(xué)研究中提出問題、解決問題的過程。這無論是對于他們未來在科學(xué)研究或工程技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，還是對于他們?nèi)烁竦耐晟啤⒊砷L和成熟，都是十分不利的。我非常想利用這次機(jī)會，將自己在學(xué)習(xí)、科研中的感悟和體會傳遞下去，讓他們意識到科學(xué)研究的樂趣所在，并逐漸學(xué)會主動發(fā)現(xiàn)和解決問題。

? ? ???我們還探討了文化背景對于學(xué)生思維方式的影響。國內(nèi)的應(yīng)試教育模式一定程度上忽視了科學(xué)方法的重要性，尤其是對于實(shí)驗(yàn)的重視和動手能力的培養(yǎng)。這導(dǎo)致完成十幾年學(xué)業(yè)的學(xué)生來到大學(xué)之后，老師們需要付出極大的精力才能喚醒他們對于現(xiàn)實(shí)問題的重視，以及對于職業(yè)、生命、社會的責(zé)任感。這一問題的解決是一個(gè)冗長的反饋過程，只能通過高等教育機(jī)構(gòu)的意見，逐漸調(diào)整高等教育前學(xué)生的培養(yǎng)和選拔形式。

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? ? ???討論過后，潘老師向我交代了實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和工具的存放情況，我在課程群里發(fā)送了自我介紹和課程須知。等到晚上17:40左右時(shí)，同學(xué)們陸陸續(xù)續(xù)地前來簽到，準(zhǔn)備開始各自的研究課題。上課后，我確認(rèn)人員到齊，就開始逐組詳細(xì)了解研究課題的進(jìn)展。大多數(shù)題目的學(xué)生都在正常推進(jìn)，我印象比較深刻的是負(fù)責(zé)其中兩道題目的小組。

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? ? ? ?其中一組的同學(xué)問我說：“學(xué)長，我們想實(shí)時(shí)記錄電子秤的讀數(shù)，因?yàn)槲覀儗τ跁r(shí)間分辨率的要求比較高……” 我先問道：“你們?yōu)槭裁匆@么做？” 他們一開始還不知道如何答復(fù)，后來逐漸開始和我討論起這道題目的物理圖像來，我知道他們逐漸步入正軌了。

? ? ???我在與他們討論的過程中，仿佛看到了過去的自己：他們很快地進(jìn)入對于具體細(xì)節(jié)的討論，但是對于整體的科學(xué)問題卻欠缺深入的思考。而且，他們有時(shí)會被不重要的細(xì)節(jié)所困擾，但卻幾乎從不返回實(shí)驗(yàn)事實(shí)，檢查現(xiàn)象的成因。他們更喜歡說：“我們理論上假設(shè)……”、“我們正在把這些球分類……” 對于前一類回答，我總是枚舉出一個(gè)實(shí)驗(yàn)上和他假設(shè)不符的現(xiàn)象，并且說明該現(xiàn)象對于這個(gè)研究課題的重要性，督促學(xué)生返回實(shí)驗(yàn)事實(shí)多加思考；后一類回答，我就詢問他們這樣做對于解答科學(xué)問題有什么樣的好處。

? ? ???電子秤讀數(shù)不穩(wěn)定是困擾這組同學(xué)的一個(gè)問題。但是，我發(fā)現(xiàn)他們并沒有收集足夠多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，總結(jié)讀數(shù)的規(guī)律，而是一開始就認(rèn)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果雜亂無章，抵觸對于具體現(xiàn)象的分析，執(zhí)迷于不實(shí)際的理論假設(shè)。在我問了幾個(gè) “你怎么知道……” 的問題之后，他們乖乖地坐下來收集數(shù)據(jù)。逐漸地，這組同學(xué)從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中總結(jié)出了規(guī)律，興奮地告訴我：原來是這樣，我們之前確實(shí)應(yīng)該多這樣動手試試！看到他們在短短一陣子討論中，逐漸從原先的思維模式進(jìn)入了科學(xué)研究的思維模式，我感到無比的欣慰與莫大的幸福。

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? ? ???這組同學(xué)在動手操作上也遇到了一些問題，他們想搭建一個(gè)支架，卻不知道怎樣使用聯(lián)軸器和十字夾頭。十字夾頭上有一個(gè)六角凹槽螺絲，他們一手拿著十字夾頭，一手拿著同樣凹槽的螺絲刀，滿臉困惑地問我：“學(xué)長，這個(gè)要怎么用呀？” 我只好向他解釋：如果螺絲是凹槽的，螺絲刀就要用凸起的形狀，才能夠嵌入進(jìn)去擰緊。你們剩下的螺絲刀在哪里呢？他們給我拿來一包螺絲，我只好向他們解釋：“這是螺絲，這是螺絲刀，這是螺母，螺絲刀是用來擰緊螺絲的，而螺母可以卡在螺絲的另一面做緊固，下面可以放墊片……”

? ? ???我快速地教他們組裝螺絲，但出現(xiàn)了連桿直徑與十字夾頭不匹配的問題，我又教他們使用石蠟?zāi)ぃ╬arafilm）調(diào)整連接。石蠟?zāi)な且环N在化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中常用于封口的薄膜材料，在物理實(shí)驗(yàn)室里，將石蠟?zāi)ぐ谶B桿表面，也可以增加有效直徑，解決連桿與十字夾頭洞口直徑不匹配的問題。他們看過一遍后，自己纏出的石蠟?zāi)ず穸炔痪鶆?，我又向他們介紹要一邊松手、一邊拉伸、一邊卷曲的技巧。

? ? ???此后不久，他們想要將一個(gè)玻璃管固定在支架上。令我哭笑不得的是，他們居然在玻璃管上纏了兩圈厚厚的石蠟?zāi)ぃ胍鉀Q玻璃管始終無法豎直放置的問題。我說，石蠟?zāi)げ皇侨f能的，不能解決你們目前遇到的問題，玻璃管不鉛錘，那應(yīng)該怎么解決？我們每個(gè)人都在初中的時(shí)候就聽說過鉛垂線的原理，可是真正到了解決問題的時(shí)候，卻沒有學(xué)生想出這一點(diǎn)。哪怕，實(shí)驗(yàn)室里就有專門用于準(zhǔn)直的鉛垂線。我提醒了他們，他們想辦法自己動手解決。

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? ? ???另外一組的同學(xué)也遇到了類似的問題。他們這學(xué)期才開始研究這一課題，還沒有看過具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，就已經(jīng)開始討論想象的理論假設(shè)。有位同學(xué)還提前查閱了一些文獻(xiàn)，但文獻(xiàn)工作中給出的理論預(yù)言也不能很好地和實(shí)驗(yàn)匹配起來。我說服他們從現(xiàn)象出發(fā)，并帶著他們利用已有的設(shè)備玩了一陣子，他們才逐漸意識到自己的想法和實(shí)驗(yàn)的真實(shí)結(jié)果相去甚遠(yuǎn)，并踏踏實(shí)實(shí)地開始做實(shí)驗(yàn)和計(jì)算?？梢哉f，他們也逐漸進(jìn)入了科學(xué)研究的思維模式。

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? ? ???我在寫下這段文字時(shí)，已經(jīng)和我所在課題組的一位博士后分享了我的這段經(jīng)歷。他在科學(xué)研究和教學(xué)上都很有心得，正好聊起自己研究生期間參加助教工作的體會，我就趁機(jī)向他請教。他說：“學(xué)著怎樣當(dāng)老師確實(shí)很重要，也很酷，但我問你兩個(gè)問題，一是你覺得自己有讓他們學(xué)到東西嗎？二是你覺得自己還有什么不足？”

? ? ???我跟他聊了學(xué)生們在短短一陣討論后逐漸進(jìn)入科研思維的經(jīng)歷，作為對他第一個(gè)問題的回答。他會心一笑：學(xué)生能有這種進(jìn)步，你一定很開心，你的這種討論方法也很合適，讓他們自己開始反思比較好。對于不足之處，我又講了學(xué)生是如何“濫用”石蠟?zāi)さ墓适?，他和我一起大笑起來：“確實(shí)，你可以看到，教學(xué)過程中非常困難的一點(diǎn)，就在于理解別人怎樣理解、吸收你所說明的問題。你可以說，這樣工具對于某個(gè)問題是一個(gè)很好的解決方案，但……” “……不是對于任何問題的解決方案！” 我立刻接上，我們再次大笑起來。

? ? ???我會在今后的助教工作中注意這個(gè)問題：學(xué)生們是如何理解我所說的話的？對于這個(gè)問題的思考，讓我感受到了莫大的責(zé)任感。無論如何，這天的助教工作已經(jīng)讓我感到了一種無比的快樂和欣慰，這種快樂和我獨(dú)立或合作進(jìn)行科研實(shí)踐的快樂不同，而是一種在思想的傳遞中感受到的快樂，仿佛我也參與了他們小小的偉大發(fā)現(xiàn)，以及，他們未來的每一個(gè)發(fā)現(xiàn)。