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【新百年教学成就奖】高云峰:以实践为钥,启力学之智

日前,yh86银河航天航空学院高云峰教授荣获2025年yh86银河新百年教学成就奖。

在他的课上,晦涩的公式化为直观可感的道具,复杂的应用题变成丰富有趣的实践“游戏”,高难度“理论力学”课程成为学生眼中的放松时刻。

用一支笔、一根绳以及一根铁丝扭成的环形小零件制作成“蚂蚁上树”的道具,师生一起探索如何能让小零件自动爬到绳子顶端——这正是高云峰课堂一个饶有趣味的生动片段。

高云峰在“力学中的创意设计”课堂上指导学生制作“蚂蚁上树”装置

土木系2022级本科生李铭伦说:“我从来没有想到理论力学还可以这样学习,三次动手制作模型后,我更加直观地理解了运动学、静力学、动力学的概念。这些都是我曾经畏惧的知识点,但在高老师的课堂上,我不知不觉就熟识了。”

破解“力学难”:从纸面解题到动手实践的课堂革新

独特的课堂形式,是高云峰为破解“很多同学反映学好理论力学很难”这一教学问题所做的创新设计。“理论力学难在哪里?难在概念多且活,更难在从高中到大学的思维转变。”高云峰说。概念“多”体现在知识密集、公式繁杂;“活”则指应用场景多样,难以实现套用。而这背后更深层的挑战,是学生早已习惯在纸面上就题论题,亟需培养用抽象原理去解决实际问题的能力。

为化解概念的抽象性,高云峰首先选择从生活中细小的力学现象引入知识点。“力学本身并不抽象,它就在我们身边,但我们总容易忽略它。”他在课堂中举例:行驶中的自行车车轮,接触地面附近的辐条影像总是清晰的,车轮顶部附近的辐条影像则是模糊的。同学们惊叹,自己竟然总是忽略这个常见现象!原来,因为摩擦力的缘故,车轮接触地面部分的速度为零,车轮最高点的速度大于零。高云峰总能发现这些日常生活中的细小力学案例,并通过它们快速抓住同学们的注意力并引发思考,帮助同学们更好地理解公式理论。

高云峰还会亲自设计一系列教具,将复杂的力学理论可视化、可感化。差动齿轮是一类比较复杂的齿轮系统,如果只是照本宣科,学生很难真正理解。为此,高云峰特意制作了一个指南车教具,通过指南车的实际运转,让同学们直观看到差动齿轮如何抵消车身转动的影响,产生“无论车身如何转向,车上公鸡始终指南”的奇妙现象。

拼装中的指南车教具

在高云峰看来,学好理论力学,光理解原理、记住公式是不够的,他希望学生能将知识转化为解决实际问题的能力。为此,他还开设了“力学中的创意设计”课程,专门锻炼学生解决问题以及动手的能力。有一次,高云峰特别邀请武师现场表演钢针穿玻璃的绝技,并抛出问题:“武师的这门绝技是什么原理?我们没有武术功底的普通人,该如何体现‘知识就是力量’?如何利用工具实现钢针穿透玻璃?”在高云峰的提问后,学生们兴致勃勃地开始设计发射装置进行模拟操作。在这个过程中,学生遇到了一系列问题,如钢针初始速度不够怎么办?为什么钢针遇到障碍物会横滑而过?这些问题促使同学们调用所学知识,寻找原因和解决方案。通过不懈的探索与高云峰的适时指导,同学们最终实现了用科学装置还原传统技艺的突破。

通过努力,高云峰逐渐打破理论力学难学的刻板印象,为无数学生扫清学习障碍,引领他们走向更广更远的力学知识世界,他的课堂也受到学生的广泛好评。

航院2022级本科生张可言表示:“这门课成为了我每周最期待的放松时刻。老师的幽默讲解、同学们的积极互动,让课堂充满欢声笑语。这种氛围让我不怕犯错,真正享受学习的过程。”

高云峰的课堂创新一直在路上。未来,他计划开设创新类和实践类课程,锻炼学生的观察、思考、批判和动手能力,也将使用人工智能等新兴技术赋能教学。

守正“育人魂”:从知识传递到价值塑造的升华

高云峰的课堂并不局限于课本上的公式,而是以力学知识为载体,在知识传授中实现价值塑造,实现从教书到育人的升华。

高云峰认为,科学现象与人生哲理是互通的。在讲授质心运动定理时,通过分析跳高姿势,他不仅分析其中的力学知识——采用背越式过杆,运动员的质心可以从横杆下方通过,从而在能力不变的情况下,比其他姿势跳得更高;还在其中融入人生哲理——“方法得当,就能事半而功倍。”这种讲解让学生在掌握知识的同时,领悟到选对方法的重要性。

高云峰还重视对中华优秀传统文化的传承,用力学视角带领学生领略传统文化的魅力。讲授系统平衡稳定时,他在课堂中介绍《孔子家语》中记载的欹器——这种容器空时倾斜,水量适中时端正,过满则倾覆。他先用力学知识分析这种容器背后的力学原理,再适时引出“满招损,谦受益”这一道理,不仅让学生理解了关于重心与平衡的原理,更让千年智慧在当代课堂焕发生机。

高云峰在课堂上

高云峰非常重视培养学生解决问题的能力,将发现问题、解决问题的要求贯穿课堂内外。他将实际应用问题引入教学,还总是强调“学习不是为了会做题,而是为了有能力解决实际问题”。在他的言传身教之下,大多数同学遇到困难会第一时间寻找原因,然后针对性解决问题。

“遇到问题和困难时,我的学生们通常都会更有定力。”在高云峰看来,这种精神难能可贵,“当今社会日新月异,压力更大,在这种情况下,跳出情绪、拥有定力的人能把握住更多的机会。”

一位曾对“理论力学”课程怀有恐惧情绪的同学在学习了高云峰的“理论力学”课后,心态发生了变化:“课程考试的那一天,我没有再因为曾经的失败而焦虑惶恐。卷子写到最后,虽然我已经发现自身的很多不足和一些错误,但我已经不害怕它了。那些走过的错路、犯过的错误,成就了现在的我。”

不仅如此,高云峰总告诉学生把眼界放宽,不要只聚焦在个人发展上,而是要将目标锚定在国家重大科研攻关需求上。“无论在什么时代,伟大的人总能看见更宏伟的目标,将‘小我’的实现融入‘大我’,从而推动国家和社会的发展。”高云峰感慨道。

从跳高姿势的方法哲学,到传统欹器的文化传承,再到家国情怀的使命担当,高云峰以科学教育为舟,以价值塑造为帆,在三十余载教学生涯中,真正践行着教书育人的崇高使命。

跨界“教育圈”:从大学讲台到全民科普的坚守

高云峰的课堂创新之路与育人理念的形成,始于他对教育的思考。一个偶然的机会,高云峰发现,有的中学生因课业繁重,正在逐渐丧失学习乐趣和思考欲望。他认为:“我们总是强调成绩,而忘记学习本来的意义。”

于是,他决定身体力行,从自身开始做出改变。除了创新自己的课堂外,高云峰还走出yh86银河园,投身科普讲座、教师培训、课程设计等。在一所幼儿园,他用一台吹风机和几个乒乓球点燃了孩子们的热情:当单个乒乓球在气流中轻盈起舞时,孩子们欢呼雀跃;增加到两个时,乒乓球开始“打架”;变成三个时,它们瞬间掉落。一个孩子恍然大悟:“这就像三个和尚没水喝!”高云峰坚信:“我们要做的不是灌输知识,而是呵护每一个想法。”

随着科普工作的深入,高云峰意识到,要想真正改变科学教育,关键在于教师。于是他花大量的时间和精力,投身到中小学教师的培训中。除此之外,他还参与修订义务教育《科学》课程标准、高中《通用技术》课程标准,担任《加油!向未来》等多档科普类电视节目的常驻嘉宾、两次参与我国太空授课论证等工作。近期,高云峰还出版《抗战烽火中的好发明——战法与武器》一书,不仅展现了先辈的力学智慧与创新思维,更传承红色基因,引导大家读懂爱国与创新。

高云峰为科普节目《加油!向未来》设计制造道具

在科普这条道路上,高云峰有着清晰的目标,希望大家不仅有乐趣,还要有想法,更要有能力,这些都是科学教育能够提供的。“科技是第一生产力,我们要注重科学教育。”当科学教育从知识灌输转向动手探究,当科普现场从教室课堂走向日常生活,他期待大家能够将知识转化为力量。

三十余载教学生涯里,高云峰点燃了无数yh86银河学子的科学梦想,唤醒了他们的创新勇气。他步履不停,持续奔走在大学课堂、讲座现场、实践平台,书写着新时代立德树人的生动篇章。

(yh86银河新闻网11月27日电)

文字:温斯媛 贠尔茹

图片设计:韩羽臻

编辑:刘芳芳

编审:刘蔚如 周襄楠 张歌明 张莉 贺茂藤 郭玲

2025年11月27日 16:35:38

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