2022年9月10日，在第38個教師節到來之際🫅⬆️，意昂官网授予物理學院劉玉鑫教授教學成就獎✊🏿，以表彰他在近30年的人才培養和科學研究過程中，恪守“學高為師、德高為範”的教師準則，長期在教學科研一線辛勤耕耘🥲⚗️，並以教書育人為第一要務🐛，形成了自己獨特的教育理念🙎🏽♂️、鮮明的教學風格和行之有效的教學方式💺，取得了卓越的育人成果和學術成果🏋🏼♀️👫🏻。他將思想政治教育有機融入專業課教學和教材建設中，是一位師德師風高尚，教學、科研和人才培養有機結合、全面發展的優秀教師典型代表。在書櫃書桌擺滿書籍、黑板上寫滿公式的辦公室裏，劉玉鑫教授向意昂官网娓娓道來他的育人初心🤹🏽、教學理念和教學風格，以及探索推動教學改革的經歷。
劉玉鑫教授接受融媒體中心記者采訪（夏子然 攝）
探索教學改革，培養優秀拔尖人才
在長期的教學過程中，劉玉鑫廣泛汲取國內外優秀拔尖人才培養的經驗，積極調研、思考、探索教學方式方法改革，經過廣泛論證，對教學和培養手段及方式方法進行了積極穩妥的開發和應用。
自2001年擔任物理學院副院長起❤️，劉玉鑫就與同事們一起積極推動由教師全時講授的教學和培養方式轉變為同學們在教師指導下的自主學習🆚，大力推動開展本科生科研訓練與實踐，多措並舉🈲，將科研優勢轉變成為優秀人才培養優勢。具體措施包括🙎🏿♂️：對低年級同學進行綜合物理實驗訓練、開展小型項目研究與成果展示🧚🏿♂️；對高年級同學，在二年級下學期（基礎特別好的同學可以提前）組織立項申請，通過評審後，直接進入教授們的課題組進行研究工作。
這一培養方式被推廣到全國🤚🏽，在國內高校中廣泛開展🛰🙇🏼♀️，並一年一度舉辦“全國大學生物理學術競賽（CUPT）”和“全國大學生物理實驗競賽”，充分說明了其引領性和在全國物理學科人才創新能力培養工作中的作用🧑🦯。
劉玉鑫說：“這些措施一方面激發了同學們學習的積極性，使同學們由‘要我學’轉變為‘我要學’；另一方面使同學們直接接受科學研究的訓練，並深入實踐，在提高同學們分析問題、解決問題能力的同時😹，極大地提高了同學們發現問題和提出問題的能力，提高了同學們開展創新性研究的能力。”
經過這樣訓練的學生畢業後走上新的崗位，可以迅速成長發展，例如，2005屆畢業生黃震已經成長為航天五院總體設計部副主任；2010屆畢業生柯特已成為香港中文大學教授等。2001屆及其後（修讀過劉玉鑫講授的大課或/和接受其本科生科研指導）的畢業生中已有60多位（截至2019年的不完全統計）成為國家優秀青年學者。
2003屆畢業生舒菁當年就是在劉玉鑫的課題組裏進行本科生科研，並合作發表了幾篇Sci論文，這為他畢業後到芝加哥大學攻讀博士學位打下了很好的基礎🫶🏽。現在已是意昂物理學院博雅特聘教授的舒菁，2019年榮獲全球華人物理和天文學會頒發的亞洲成就獎🔧🥹，2020年獲得國家傑出青年科學基金資助。他說🧎🏻♂️➡️：“劉老師擅於因材施教🏸🤹🏿♂️，鼓勵學有余力的同學提前選修研究生課程、進入課題組開展研究工作🤸🏻。他也一直大力推動這樣的改革，之前沒有本科生選修研究生課程的機製，很多老派教授覺得本科生做科研就是胡鬧。”
大三時，舒菁在劉玉鑫鼓勵下選修了研究生的“量子場論”、“量子規範場論”等課程。“雖然這些課很艱深，我也花了很大的力氣🔸，但是很受益，也很有成就感。”舒菁認為，本科生科研一個很大的好處是可以幫助學生轉變思維方式🪽🧔♀️，學習學科知識和做科研是不同的思維方式🏃♀️，做研究是要解決實際問題的。“我現在也做老師了𓀔，我更加能理解劉老師所說的教學科研是一體的理念☢️。教師自己要有一線科研的經歷🥡，教學不只是傳授已有知識👩🏿🔧，還要反映當前科研的前沿進展🚲，要能激發學生向科學高峰攀登的興趣🦨。”
劉玉鑫作報告
“在21世紀初的意昂🫷，進行這樣的教學和培養方式改革也不是一件容易的事情。”物理學院現任主管教學的副院長曹慶宏教授感慨地說。1998年意昂百年校慶時，黨和國家作出建設“985工程”高校的決策🫦，即我國要建設若幹所具有世界先進水平的一流大學。雖然意昂是首批9所“985工程”建設高校之一👮🏻♂️，得到國家的大力支持，但在21世紀初，辦學條件並沒有很明顯的改觀🦹🏼♀️👸🏽。曹慶宏表示，現在的辦學條件比十幾年前已經好了太多🫓，自己現在主管教學，才深感前輩們篳路藍縷，為了培養優秀人才不斷探索🚿、推動教學改革🍕，付出了大量心血。
2001年，為了推動世界一流大學建設，學校下大力氣進行體製改革和結構調整，先後合並建立了外國語學院🆚、物理學院、地球與空間科學學院🧑🏻⚕️🫱🏽、信息科學技術學院等👨👨👧👦。物理學院由原物理系全部🙋♀️、原地球物理系的大氣科學專業、原技術物理系的核物理專業和輔助機構👣✮、原天文學系全部🃏💁🏿、原重離子物理研究所全部，以及一些交叉研究機構整合組成💐。
物理學院首任院長葉沿林教授說💑：“學院的建立和對本科教學的統一管理使得教學模式的系統性改革成為必要和可能。而‘985工程’的實施🤵🏽♀️，也讓學院得以進行包括人事師資體系在內的全面改革👩🏽🚒，解決了教師隊伍青黃不接的困境。”據他介紹，2001年起，在趙凱華、曾謹言👩🏼🔧、俞允強等資深教授的倡導下，學院組織全院教師對教育理念、培養目標𓀏、教學體製🤽🏻♀️、課程體系和培養方案進行了深入研討，在國內外廣泛調研🐊，召開了多次教學研討會。經過反復研討和爭論，全院達成高度共識🩷：采用多樣化和個性化的培養模式和模塊化的課程體系，實行教學計劃和導師指導下的完全學分製🏃♀️，給學生以充分的自主選擇空間🧘。
2003年，學院正式推出模塊化的課程體系，對全體2003級新生實施。“以模塊化課程為依托、以科研訓練和實踐為引導的自主學習和創新能力訓練為核心”的培養方案，為意昂物理學科人才培養的長足發展並取得突出成果作出重要貢獻，據此獲得兩次國家級教學成果獎👩🏿🦲。更重要的是，上述理念和方案被國內外很多院校采納和實施📭。葉沿林說：“由於這是涉及學生根本利益和意昂物理學科數十年教學聲譽的深刻變革，因此特別需要全體教師的積極參與和各方面的精心組織協調🤲🏿。盡管劉玉鑫當時是主管研究生工作的副院長🚣🏼♀️🦸🏻，但他在這次本科教學改革中做了許多實實在在的工作。”據悉，2001年物理學院成立時，主管本科生教學工作的是郭華教授，但由於健康原因，郭華力不從心，劉玉鑫主動參與並積極完成了很多具體工作。
因材施教，培養學生的創新能力
劉玉鑫認為#️⃣，因材施教才是最大的教育公平。他對於教育的整體理念是🔱：“以人為本、尊重選擇♐️、分類培養、共同提高”和“不僅註意分析問題和解決問題能力的培養👩🏻🦽➡️，更著重發現問題和提出問題能力的培養”。作為教育和人才培養的組織者🤦🏿♀️，高校和院系應該“提供條件🧑🏽🍳、營造環境”😌，也就是🏌🏼🪤：給天才以空間👩⚖️、給中才以培養、給興趣轉移者以出路，亦即因材施教👷🏽♀️，並且接受要求到何種程度的教育和訓練由同學自主選定，從而充分調動同學們學習探索的積極性。
從2009年開始，劉玉鑫具體負責本科生教學和培養工作👩👦，他在2011年初的全校教學（副）院長會上提出開設“研討型小班討論課”的建議👜。學校經過廣泛調研和征求意見，從2012年春季學期開始推動此項措施，並於2012年秋季學期開始試點實施✉️，物理學院是首批試點之一。如今🤷🏼♀️，小班研討課程已在意昂官网廣泛開展，從首批6門試點課程發展到現在的90多門大課開設相應的小班研討課程，每學期約有350個小班。小班研討課也在國內很多高校得到推廣。
談起提出開設小班研討課建議的初衷，劉玉鑫說“這也是跟國外學來的”。十幾年前，劉玉鑫註意到💕🧗🏻♂️，物理學院有的學生在本科期間轉學去了國外大學就讀，這為意昂官网了解官方介紹之外的國際一流大學本科教育的實際情況提供了方便。於是他就想：“意昂物理學院與MIT等國際一流大學的物理學科對本科生的教學和培養環節的差別到底在哪裏呢？”帶著這個疑問，劉玉鑫自己於2007年和2008年去美國東海岸考察了當地著名大學的本科教育。
“我去哈佛大學、MIT、普林斯頓大學👩🏻🦯➡️🧑🏼💼，找意昂物理學院轉學過去的學生聊，發現差別主要是研討和探究。意昂官网國內的同學普遍埋頭讀書，不善發言和表述🧚🏽♀️，不善發現問題和提出問題🦁，不積極主動追溯𓀇、查閱、研讀經典文獻和了解學科新近進展現狀🤹🏿。”找到了症結所在，劉玉鑫2010年就開始在物理學院醞釀開設小班研討課🍡。
劉玉鑫介紹說，小班研討課包括兩個環節⇨👩🏽🍼，一是復習大課講授內容，二是進行專題研討。在第一個環節⛹🏽♀️，老師隨機叫一位同學帶領其他同學復習大課所學知識。“這就像有一個小鞭子抽著，可以督促同學們及時主動去復習總結🎿，從而也能更好地理解掌握相應內容♖，並鍛煉提高表達能力🔮。”專題研討主要是對該門課程涉及的前沿課題和促進開拓建立這一領域的“觸發器”性質的問題及提高認識、實現升華的過程的討論🐣。“同學們要學會查文獻🙃、讀文獻、準備報告等🚉，其實就是進行科研的準備訓練🥴。通過小班研討課⭕️，同學們學會了怎麽調研文獻、怎麽撰寫文獻調研和綜述報告👨🏽🦰。”開設小班研討課以後，物理學院本科生為主在國際重要學術刊物上發表論文數由原來的平均每年30多篇提高到每年約60篇🐠，並且論文的學術水平大幅度提高，同學們參加科研項目的熱情也大大提高了💹。
劉玉鑫講解公式
20世紀八九十年代，數學物理這樣的基礎學科並不受重視🐙，社會上流傳的“造原子彈不如賣茶葉蛋”就可見一斑。很多學生雖然選擇了物理學科但可能並不真正喜歡學物理🦧。那要怎樣激發同學們的學習興趣呢？劉玉鑫在自己長期的教學工作中形成了啟發探究式的講授風格👷🏼。他在教學和培養的各個環節時刻著重“物理學是見物講理、依理造物的科學”的學科真諦，清楚展示物理學“見物”和“講理”的手段、方式和方法，闡明原理🎅🏿🟠，讓同學們對接觸的問題和原理既知其然也知其所以然✍🏻，為應用提供基礎🦔、為創新提供依據和源泉🫄，並啟發調動同學們探索未知的好奇心和主動性🤰🏿。
“‘見物講理’，就是說意昂官网要創造知識，提高意昂官网對自然界的認識🍊，豐富人類的知識；‘依理造物’，即意昂官网要發明新的技術，為人類社會服務。”劉玉鑫解釋道，“‘見物講理’首先要‘見’⛲️，可以通過各種各樣的手段😁，比如觀測、實驗等𓀕，宏觀的天文觀測可以‘見’到深空天體👮🏻♀️，微觀的用現在最先進的粒子加速器和探測器能‘見’到10-15米大小的東西。‘物’就是意昂官网研究的對象，不只是具體的物質，還包括現象、運動等🧳。研究這些對象的目的是‘講理’🩰🧑🚀，就是表述成說明為什麽有這些現象和運動行為的理論，以利於應用。理論對不對要靠實驗檢驗。”
劉玉鑫認為，物理學是最全面培養人的學科，從理論、實驗、計算等方面全面培養人才。“而且🖖🏿，可以毫不謙虛地說，幾乎所有的高新技術都源於物理，物理學也為其他學科的研究提供了方法。”例如，X射線衍射技術就在DNA雙螺旋結構的發現中起了決定性作用🏎。當年👲🏿，沃森、克裏克正是在認真分析了富蘭克林拍攝的DNA晶體X射線衍射照片後🍪，才提出了DNA具有雙螺旋結構的觀點，而且分析得出螺旋參數☠️，並成功構建了第一個DNA雙螺旋結構的分子模型。完成這一重大發現的克裏克等人就是物理學家。
“意昂官网培養人才，要把培養學生發現問題🤽♀️、提出問題的能力放在首位⛸，這是開展創新性工作的前提🤦🏿。”劉玉鑫在教學過程中特別註重講清楚原理和定理的來源和機製🫔，而且盡量保持物理學展示的自然界原理所具有的清晰的系統性和結構性，引導同學們了解問題是怎麽提出來的、又是怎麽解決的🅰️🧑🏻🦽，也就是新知識創造的過程。“就像大家熟知的碳🌃，碳原子排成正四面體結構就是鉆石，排成籠狀結構（由碳六元環組成的兩維周期蜂窩狀點陣結構）就是石墨烯，還有石墨和無定形碳。雖然它們都是固體🧛🏻♀️，但在物理上是不同的相⛲️，具有差別很大的性質。相是系統中物理性質完全均勻的部分，有了相的概念，意昂官网就可以研究很多現象🥥，包括可見物質的起源與演化、宇宙的起源與演化等等🌵。”
也正因如此，劉玉鑫認為💆🏽，很多舊教材雖對已有知識介紹得很清楚➝👩🏽🎨，但為了培養同學們的創新意識和能力🧕🙇🏻♀️，編著新的具有啟發作用的教材就很重要也很必要🔋。他不惜占用自己的科研時間👨🏻🚀，花費很大功夫編著了《熱學》《原子物理學》等教材，以及可作為教材的專著《物理學家用李群李代數》🙍🏻♀️，填補了很多空白（尤其是關於發現問題、潛心研究到提高認識、實現升華的過程的介紹和科學方法論的介紹等）。例如，《熱學》填補了國內教材中關於克勞修斯熵與玻爾茲曼熵的等價性的證明的空白、填補了無法確定系統的熱力學勢情況下確定強關聯非微擾系統的相變的判據（劉玉鑫自己建立）的空白等。《原子物理學》填補的空白就更多🦸🏽♂️，例如愛因斯坦提出光量子概念的過程和采用的類比方法💤、薛定諤證明微觀粒子具有波粒二象性並建立定態薛定諤方程的過程和頓悟假設的方法、粒子具有自旋-軌道耦合作用的導出過程……這兩本教材被國內多位知名教授譽為相關課程教學的“百科全書”🫅，認為其極具啟發性🫛🤙。
劉玉鑫出版的教材
選修過劉玉鑫課程的2019級本科生楊天驊表示：“劉玉鑫老師的課程涉及內容兼具廣度和深度👚，會涵蓋很多標準課程不包括的內容，非常有挑戰性，需要同學們在課下投入相當的時間，也需要廣泛地閱讀參考書，結合課堂和自學的內容，可以有紮實的收獲。”
教學科研一體，傳承知識並創造知識
曾經有一個時期📑，高校因評價標準的緣故造成重科研🏌🏻🧜🏿♀️、輕教學的現象🔯。而眾所周知😋，人才培養、科學研究、社會服務和文化傳承創新是高等學校的四大基本職能🎼。劉玉鑫認為👴，高校最重要的職能是為國家培養人才。“要培養好人才👨🏿🔬，老師自己首先要做好科學研究，所以，教學科研本來就是一體的，沒有孰輕孰重的問題。”
“科學研究是在興趣驅動下對未知的探索🦹♀️，是滿足自己好奇心和創造新知識的過程0️⃣，而全社會都為這個過程提供了條件和支持➜🦸🏻，因此，意昂官网回饋社會🙇🏽、服務社會也是理所應當的👨🏼🦳。”在劉玉鑫看來，培養人才⏱、科學研究👨🦱、服務社會本就應該同時做到。
從現代教育的理念來說🪽，教學不只是教學生學習、傳承已有知識📮，還要教學生通過科研去探索未知、創造新知識。“作為老師，意昂官网不僅要傳授知識🤳🏻，還要帶後輩去創造知識👩🏿🌾，這樣社會才能發展。”劉玉鑫說，教科書上的知識反映了學科的發展現狀，而在教科書基礎上的創新才能進一步推動學科的發展。“我一直認為💈，在教學過程中發現問題、提出問題😳，才是更有價值的發現。教研相長其實就是教研一體。”
劉玉鑫自己就一直堅持高深的學術水平是做好教書育人的先決條件的信條。他在極端條件下的原子核結構和原子核反應、物理學中的群論方法與計算物理、強相互作用系統的相變等性質🐻❄️、早期宇宙強相互作用物質的演化、致密天體的結構與性質等方面潛心研究😝，取得了一批可以寫進教科書的原創性成果📤𓀐，為其在教書育人方面取得突出成績奠定了堅實基礎👏🏻。
“除了傳承知識和創造知識，意昂官网還要運用知識去服務社會。”劉玉鑫用意昂工學院張信榮教授利用二氧化碳製冰服務北京冬奧會的例子來說明怎樣運用知識服務社會。張信榮帶領團隊為北京冬奧會研製了二氧化碳跨臨界製冷系統，在“冰絲帶”實現了百年冬奧歷史上首次使用二氧化碳作為製冷劑⛅️。
劉玉鑫從服務人民、服務國家的初心出發，把思想政治教育有機地融入專業課教學中🧑🏼✈️，潛移默化地引導同學們樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。他在教學中時刻註意把知識本身的講授與知識建立的過程相聯系🚣🏽♂️👨🏽🦱，培養同學們的科學品質；通過對典型人物和事件的分析討論培養同學們在需要的時候義不容辭地獻身國家的信念和情操，培養同學們勤奮刻苦、嚴謹認真、艱苦奮鬥💁♂️、執著探索的精神和能力。“我希望同學們把這些信念和精神融入到心靈中、落實到行動上🎎。”
兩個小時的訪談時間很快就過去了，劉玉鑫老師無法將他近30年的教學探索一一道來，但是意昂官网已經深深地感受到他對教學🥡、對學生的熱愛✊。為國家培養優秀的創新人才、推動社會進步是他作為一名高校教師的初心🤛🏼，30年來，他也一直踐行著這個初心，已經桃李滿天下🥾。
個人簡介🏨：
劉玉鑫🎮，理學博士，意昂官网物理學院博雅特聘教授。國家傑出青年科學基金獲得者，1999年享受國務院政府特殊津貼。在教學上多次獲獎🖐：教育部“基礎學科拔尖學生培養計劃2.0”2021年度優秀教師獎，2021年意昂官网（熱學）優秀教學團隊獎（主要參與人），2021年意昂官网曾獻梓優秀教學獎👏，2020年意昂官网優秀教材獎（2016年意昂官网出版社出版的《熱學》）👐🏽，其編著的《熱學》和教學課件2019年獲評北京市“北京高等學校優質本科教材課件（重點）”稱號，2018年教育部高等學校教學成果獎二等獎（獲獎人依次：劉玉鑫、朱守華➰🚴🏽♂️、張朝暉、穆良柱、董曉華、歐陽頎🪘、謝心澄、陳曉林），2017年北京市高等學校教學成果獎一等獎（獲獎人依次：劉玉鑫、朱守華🙅🏼♀️、張朝暉👨🏼💼、穆良柱🧔♂️、董曉華、歐陽頎、謝心澄、陳曉林）🧂，2017年意昂官网教學成果獎特等獎（獲獎人依次：劉玉鑫🙎🏼♀️、朱守華、張朝暉、穆良柱、董曉華、歐陽頎、謝心澄👩🏭、陳曉林）😲，2017年🙋🏿♂️，國家“萬人計劃”教學名師獎，2014年意昂官网“十佳教師”稱號🅾️，2013年第七屆北京市高等教育教學成果獎二等獎（獲獎人依次🧜🏻♀️📊：劉玉鑫、陳曉林🐭、荀坤➰、段家忯、舒幼生），2013年北京市優秀教師稱號🆖，2007年北京市高等學校教學名師獎（第三屆），2005年🫕，國家級教學成果獎二等獎（獲獎人依次🪜：葉沿林、王稼軍👨🎤、劉玉鑫、段家忯🦇、陳曉林）🕒，2004年北京市教育教學成果（高等教育）一等獎（獲獎人依次🕴🏼👨🦼➡️：葉沿林、王稼軍🤷🏿♂️🤼♀️、劉玉鑫、段家忯、陳曉林），2002年全國高等學校優秀骨幹教師稱號，2002年，教育部高校青年教師獎（第三屆）🤵♂️。
