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  1. 但亚平:密院学子公认“最没有套路”的教授——记上海交通大学2019年“教书育人奖”获得者但亚平教授

    九月 11, 2019 by 交大密西根学院对外交流与宣传办公室综合整理   分享:   人人网   打印

    【名师名言】

    • 想要有所发现,必须敢于怀疑,敢于批判。
    • 所有的“神来之笔”都是深入浅出的研究和明理。
    • 我享受课堂的乐趣,教学让我更严谨。

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    坐拥世界顶尖高校的学位和工作经验,胸怀名校名师传授给他的教学套路,他却没有驾轻就熟,引经据典,而是推陈出新,另辟蹊径,在上海交通大学打造了独具特色的“智慧型”课堂,确立了推翻前人的“颠覆性”理论,培养了与众不同的“创新性”人才。他就是2019年上海交通大学“教书育人奖”获得者但亚平教授。

    创立“最后十分钟”课堂教学法的讲坛新秀

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    2012年,在美国宾夕法尼亚大学和哈佛大学等著名学府求学和从事研究工作的但亚平选择回到祖国,加入上海交通大学的教师队伍。

    至今,但亚平仍然对自己在交大上的第一堂课记忆犹新。“第一次站在讲台上时,面对台下60多名年轻的面孔,我的手都在发抖。因为从这天起,我任何一点所教所授都可能会对他们今后的道路产生长远影响。但我很快明白过来,就像我们交大众多优秀老师那样,只要时刻牢记以学生为本,多从学生角度出发想问题、做事情,就是一个好的开始。”

    但亚平2008年至2012年在哈佛大学从事博士后研究时,曾师从国际知名的物理学家和教育家埃里克·马祖尔(Eric Mazur)教授,并向他求教过如何提高报告和授课的质量与效率的问题。拥有哈佛大学和国际学术界众多头衔的马祖尔教授是同伴教学法(Peer Instruction)理论的发明者。该理论认为课堂中学生之间的相互讨论与学习是一种促进课堂教学、提高教学质量的有效手段。同伴教学法改革了传统课堂教学模式,实现了学生在课堂上的合作和互动,有效地提高了教育教学质量。

    但亚平与学生起交流但亚平教授与学生在一起交流

    如何让课程浅显易懂,学生好学乐学,成为初上讲台的但亚平的头等大事。他首先尝试着将同伴教学法引入到课堂教学中,但很快便发现该教学方法存在一定的局限性,需要较为强大的智能硬件和软件支持,只能在特定的教室实施,不能完美满足国内大学的教学需求。于是他重新梳理了自己的教学内容和教学形式,逐步摸索适合国内环境的教学方法。

    经过几个学期的尝试后,但亚平终于迎来了教学理念的成功转身,推出了更可行的“最后十分钟”课堂教学法。该方法利用课堂的最后十分钟,向同学分发一两道涵盖当天课堂主要内容的练习题,同学们可以讨论、可以翻书、可以请教同学甚至老师,但需要下课前做完并提交,分数计入总评并占总评约5%。

    “最后十分钟,不只是对知识的总结和回顾,更是同学们增强交流、互相学习的过程。思想的碰撞、开放的理念与合作的意识,都是科学研究珍贵的品质,我希望他们从一开始就能感受到,培养好。”但亚平在阐述自己的教学理念时表示。

    事实证明,这种教学方法特别适合国内大学的大课堂教学。许多同学反映这种教学方法促进了同学之间的相互学习和讨论,有效地提高了他们对于课堂知识的学习效率和兴趣。

    “每节课的最后十分钟,但老师都会雷打不动地根据当节课的内容给我们出小测验,虽然很烧脑,但非常有助于我们掌握重点内容。因为如果哪个学生懒惰了或者没有抓住重点,很快就可以体现在这个过程中。”密西根学院14级电子科学与技术专业博士生高雪娇说道。

    DSC_0017密西根学院2017届毕业生颁发给但亚平教授的奖状

    但亚平也因此收获了众多学生的拥护和爱戴。2017年,密西根学院全体毕业生经过公投,授予他“最没有套路奖”的荣誉。2018年,但亚平再次收获交大学生们的选票,成功当选2018年上海交大“凯原十佳教师”。

    微信图片_20181219162258但亚平教授与学生在2018年凯原十佳教师评选复评会上

    推翻传统半导体物理课本理论的科学家

    从求学开始,但亚平就对数学、物理有着近乎痴迷的兴趣。高二时,他已经自学完大学数学与物理。兴趣带给他热情,更助力他在之后的研究之路上勤于思考,执着钻研,攻克一个个难题。

    2010年,但亚平在哈佛大学做博士后期间,偶然参加了一次埃里克·马祖尔教授的讲座。讲座中,马祖尔教授提到了黑硅里面光电导增益非常高,并用已经载入中外经典半导体物理课本上的原理解释这个成因是由于缺陷态的产生。对此,但亚平却产生了疑问,他认为事情并没有这么简单。因着心中挥之不去的疑虑,但亚平踏上了“说服自己”的求真之路。

    2013年,但亚平在交大为学生们讲解教授《半导体器件原理简介》课程。在一次次对公式的推导过程中,他突然灵光一现,发现了盘旋在脑海里多年的半导体增益理论的错误之处:没有考虑到边界条件。心中的疑惑解答了,可是正确的理论又是什么呢?当所有人都以为告一段落时,但亚平执着坚定地开始了新的征程,只因追求严谨、挑战未知是科学的魅力,也是科学家的本能。

    201809051但亚平教授课题组研究所采用的图表公式

    2018年,经过2190多个日夜的实验和寻知,他和科研团队最终发现了原始理论的两个错误之处,并且给出了严格的正确表达,相关研究成果在国际知名学术期刊《美国化学学会光子学》(ACS Photonics)上发表。但亚平的课题组研究发现,理想半导体光电导器件本身无增益,实验中观察到的巨大光增益来源于半导体内部的缺陷态或耗尽区的俘获效应。这一研究成果有望改写中外半导体物理课本相关章节。 《美国化学学会光子学》学术期刊编辑与6位审稿人经过近6个月的评审与讨论,认为论文结论正确。

    但亚平在密院迷你研讨会上但亚平教授在密西根学院的一次迷你研讨会上

    但亚平对学术的痴迷和执着不仅打动了参与其科研课题组的研究生们,也赢得了上过他课的本科生们的敬佩和爱戴。

    密西根学院电子与计算机工程专业三年级本科生李悦圆就是但亚平的一位铁粉。他回忆道:“记得那时我的研究才刚开始,许多基础的相关知识还未理解清楚。一讲到波,提到薛定谔方程,我就有点晕,因为真的太抽象。当我请教但老师时,没有滔滔不绝的长篇大论,老师只是让我站到白板前,递给我一支笔:‘现在我给你一点提示,用不了五分钟,我们自己就能推出整个方程。’说实话,我一点都不相信。但老师从二次微积分的数学方程入手,根据物理上波粒二象性的特征,一点点引导我,不知不觉中我不但亲手推出了薛定谔方程,还弄清了来龙去脉,理解透了原理,彻底明白了它。但老师对各学科原理的透彻理解,真让我敬佩!” 寻找“薛定谔的猫”,也成为李悦圆一段难忘的记忆。

    不走寻常路的博士生导师

    以学生为中心,尊重学生,理解学生,创新与引导并重,是但亚平教授坚守的育人理念。他表示:“在我眼里,每一位学生个性都是不一样的。以兴趣为导向,引导学生不断向高精尖研究课题发起挑战,才能培养出优秀的研究型人才。”

    但亚平与自己的科研团队但亚平教授与自己的科研团队

    在但亚平的带领下,研究生们纷纷加入由他主持的多项重要科研项目课题组,近年来先后在《Nature Communications》《Nano Letters》和《ACS Nano》等国际顶尖期刊发表论文40多篇。在光电导器件增益理论方面,他们挑战了存在了50多年的经典理论,有望改写中外半导体物理课本;在硅发光方面,他们突破了30多年困境,实现了高效室温发光,获得上海市教委科研创新重大项目的支持;在应对“后摩尔定律”的困境方面,他们提出了“原子制造”的概念并开创了相关研究工作,引起了华为公司的高度关注,并获得其战略研究院的战略研究资助。

    赵兴岩是但亚平带的第一个博士生,当年刚入校时她曾一度陷入信心缺乏想转读硕士项目的迷惘期。导师但亚平了解情况后,积极引导她认真思考自己的兴趣和人生,做出真正适合自己的选择。赵同学在导师的鼓励下,恢复了信心,最终坚定了攻读博士学位从事学术研究的选择。2018年,她于密西根学院毕业并拿到博士学位后选择继续留在但教授身边从事博士后研究。2019年,赵博士成功入选国家“博士后创新人才计划”。该计划是国家人力资源和社会保障部、全国博士后管委会新设立的一项青年拔尖人才支持计划,竞争十分激烈。

    但亚平在密院研究生毕业典礼上发言但亚平教授在密西根学院研究生毕业典礼上深情寄语

    短短数年,每一位但亚平带过的博士生和博士后都交出了一份亮眼的成绩单。吴海刚同学博士毕业后即赴河南大学任教,随后入选“中原千人计划”拔尖青年人才,目前在美国哥伦比亚大学访学。高雪娇同学博士毕业时被评为“2018年度上海交通大学优秀毕业生”,同年还获得美国化学会“全球材料创新研讨会”最佳海报奖,目前任职新加坡南洋理工博士后。陈秀丽(英国谢菲尔德大学博士)、官斌(澳大利亚新南威尔士大学博士)和文惠敏(中科院博士)等三名博士后先后在但教授课题组从事了两至三年研究,目前分别任职于新加坡国立大学、南澳大利亚大学和交大电院,其中官斌和文惠敏均在博士后期间获得国家自然科学基金青年项目的资助。

    【名师名片】

    Yaping Dan但亚平现任上海交通大学特别研究员(教授),密西根学院长聘教轨副教授、博士生导师。 1999年本科毕业于西安交通大学,2002年硕士毕业于清华大学,2008年博士毕业于美国宾夕法尼亚大学。博士毕业后,在哈佛大学从事博士后研究,2012年加入上海交通大学密西根学院。但亚平的研究工作主要集中在全硅基光电子和单原子电子学,为未来先进集成电路和量子计算机技术提供关键解决方案,主持参加多项重要国家和地方科研项目,以通讯作者或第一作者在《Nature Communications》等国际顶级期刊发表论文40多篇。