提到“量子力学”时
你会想到什么?
是薛定谔的猫
是双缝干涉实验
还是“遇事不决 量子力学”
“不自量力”等流行梗?
bù
zì
liàng
lì
释义:不要自学量子力学。(×)
liàng
lì
ér
xíng
释义:量子力学虽然不敢自学,
然而不学不行。(×)
在探寻微观世界奥秘时
量子力学凭借其独特的魅力
吸引着无数求知者
但这门课
理论性强
理解难度大
常常让初学者望而却步
然而
电子与信息工程学院
(以下简称“电信学院”)
副教授孙磊的
《量子力学》课堂
却与众不同
孙磊主讲的《量子力学》
自2018年起
面向电信学院的本科生授课
孙磊,深圳大学副教授,深圳市海外高层次人才,香港中文大学物理哲学博士,2012~2016年密苏里科技大学访问学者,兼任美国物理学会(APS)审稿人,美国光学学会(OSA)审稿人。主要研究方向包括电磁波与功能性材料相互作用的理论计算和数值分析实验,以及等效介质理论的第一性原理的研究。
孙磊:
与物理系不同,工程专业更侧重于应用,《量子力学》有大量的理论推导。这对于工程专业的学生来说,理论学习难度很大。
为此
孙磊采用了
更具有针对性的教学方法
他以物理学历史为脉络
以逻辑推导过程为重点
把量子力学理论与
实际工程问题相结合
将抽象的基本原理
用更加通俗易懂的方式
进行教授
孙磊老师《量子力学》课堂
电子科学与技术专业
2023届本科毕业生李朴昂:
我们的量子力学课,不是以薛定谔方程开启,孙磊老师的课堂,往往以量子力学发展史开篇,讲述了许多物理学有趣的事与人。
量子力学学科
是如何发展壮大的?
如何运用量子力学
解决生活中的实际问题?
同学们在课上
听得津津有味
量子力学
怎样应用于高新技术?
我国在量子通讯
量子计算中
取得了哪些成绩?
同学们在课上
收获了满满的
国家认同感
和民族自豪感
爱因斯坦和波尔的
“世纪之争”
是怎样的?
同学们也把课堂上
的激烈讨论
持续到课下
爱因斯坦和波尔关于量子力学的“世纪之争”
为了便于学生更好地
理解课程内容
孙磊还会搜集许多
与课程相关的
视频或纪录片
拓展同学们的视野
提高同学们的学习兴趣
让原本高度概括
抽象的物理理论
以“看得懂、说得出”
的方式呈现
与此同时
孙磊还以数学为工具
将小学的
加减乘除四则混合运算
中学的代数体系
大学的微积分
这些理科内容
与工科的课程联系起来
从学生最熟悉的地方讲起
尽可能将学生
从小到大所学的知识
一块一块地拼接起来
这种“搭桥式”的授课方法
极大程度上帮助了学生
更好地理解课程
让原本深奥晦涩的量子力学
变得生动明了
同学们对知识的理解和掌握
也更加深入且记忆深刻
李朴昂:
我们这门课不仅能学到量子力学相关的知识,还会认识一位风趣幽默的老师,他会告诉你一套在不熟悉的领域处理问题的方法论。这套方法论有利于我们在未来搭建学习架构,快速掌握知识,在全新领域里有所建树。
孙磊对课堂设计的巧思
还体现在他对教材的选择
在备课中
孙磊发现旧有的中文教材厚重
且数学公式推导较为繁琐
工程专业本科生接受起来有些难
结合自己在境外读书的经验
他选取了由浅入深
逻辑更为清晰的英文教材
同时搭配着中译版教材使用
针对中译版教材中的
一些翻译错误
孙磊还增加了
“中译版教材找错”的考核方式
来调动学生积极性
孙磊:
不少学生课下会跑来问我,某个地方是不是错误的,虽然他不能确定,但这说明他认真读了教材并进行了思考。
每一节课后
孙磊总是被同学们簇拥着提问
他也十分乐于这样“答疑”
从本课程问题
到其他专业课程问题
从学业的困惑
到生活的烦恼
他都“有问必答”
孙磊和同学们在作业上对话
他还喜欢在作业中
与同学们“对话”
每次收到学生们的作业本
孙磊都会认真地批改
并用红笔写下鼓励的话语
课堂之外
孙磊也格外用心
在孙磊的办公室里
陈列着各式规格的
天文望远镜
它们不仅是
观赏宇宙的窗口
也是孙磊教学的一部分
他每年会在中秋节这一天
带领同学们进行天文观测
共赏星河之美
孙磊带同学们进行天文观测
孙磊:
很多量子力学实验在现有的本科学习阶段是难以实现的。但一场学生们能“亲自动手、亲眼所见”的天文观测活动,同样能激发学生的学习热情。
星象图
微电子科学与工程专业
2024届本科毕业生郭黄羚:
2023年的那个中秋夜,孙磊老师就带着我们在致腾楼四楼的天台上观测星空。在天文望远镜的镜头下,我清楚地看见木星展现在我的眼前,星辰近在咫尺,那是再多科幻电影和科幻小说也无法给予的震撼。
我突然就明白了孙磊老师为什么那么喜欢天文学。人类在浩瀚宇宙中固然渺小,可人类的求知欲却无限大,保持对宇宙的好奇,会让我们一直进步。
在这次活动后我重新思考了人与自然宇宙的关系,也重新理解了课程,我们学习这些课程的目的并非一定要精通物理学,而是了解宇宙秩序,更好地生存在世界上。
一份黄色横格纸
手写英文字体
从初等公式
一步步推导到复杂公式
李朴昂课后向孙磊提问时
孙磊把这一沓英文笔记递给了他
笔记上面详细地标注了疑难点
孙磊老师课后给学生解疑答惑
李朴昂发掘出了
自己的学术研究兴趣
选择孙磊作为导师
继续攻读研究生
在电磁超材料的能带分析专业方向
继续深造
李朴昂:
孙磊老师治学非常严谨,仿佛生来就适合做理论物理研究。在孙磊老师的影响下,我对“理论”和“应用”有了新的理解。
原来“理论”才是可以去改变世界的“基底”。那些写在草稿纸上的大量运算和数学、物理符号,看似毫无意义,但由此延展的结果将会带来理论突破的可能性,这些由热爱驱动的、对未知领域的理论的开拓,将成为赠与后人最珍贵的宝藏。
受到同样鼓舞的
还有电子科学与技术专业
2021届本科毕业生林雅珊
如今,她已在香港理工大学
攻读博士学位
继续她的学术研究之路
林雅珊:
“孙磊老师的课堂激发了我对科研的兴趣。参与孙磊课题研究组,更让我对学术研究的兴趣由朦胧转向具体,也为我打开了一扇通往学术研究的大门。”
孙磊老师与学生合影
图片 | 网络 受访者
责编 | 廖楷狄 林海音
审校 | 杨振宇 李翔 李世卓 王若琳
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