陳金富

在北京大學創辦“五校聯合半導體專門化”是培養半導體學科人才史上的創，1956年，當時的高等教育部根據我國《1956～1967年科學技術發展遠景規劃》迅速培養科技人才的需要，決定創辦“五校（北京大學、復旦大學、南京大學、東北人民大學和廈門大學）聯合半導體專門化”，由“五校”分別派出一些教師和實驗員參加聯合半導體教研，黃昆教授和謝希德受命分別任半導體教研室主任和副主，“五校”學生先后學習了傳統的物理系基礎課和“固體物理”，還攻讀了“半導體物理”等多門專業，經過一年（四年制）或兩年（五年制）的培養后，學生總體上優秀，畢業后分配到有關部門，逐漸成為發展我國半導體學科的骨干力量，不少學生還成為高校、研究所、工廠和管理部門中的出色領，1957年暑假，半導體專門化四年制的98名學生畢業，這是“聯合半導體專門化”的首屆畢業，當時，國防科工委、科研院所、重點工業部門和有關高校都非常渴望能拿到畢業生分配指，我曾有幸在黃昆教授直接指導下，具體負責這些學生的畢業分配工作，這次畢業分配按黃昆教授對人才布局的考慮具體實施：首先，重點保證“五校”各自擬留校的畢業生將來返回原校籌建半導體專門化的重任；其次，中國科學院、國防科工委和重點工業部門屬重點保證單，這年暑期，我每天按時上班，親身經歷并見證了“聯合半導體專門化”的學生備受社會各界歡迎的情況，也見證了當時對學生確定的培養目標的遠見。

因為“五校”的教師擔負著“五校聯合半導體專門化”結束后返回原校籌建半導體專門化的重任，他們是培養人才的基礎，所以在聯合半導體教研室建立之初，就對這些教師的工作安排和培養提出明確的目標并采取有力的措，黃昆教授在首次教研室會議上部署，年輕教師，包括并不年輕的黃振邦、劉士毅和吳伯僖在內，負責籌建半導體專門化實驗室，每人籌建一個實驗，開學前一個月內完成，并寫成實驗講義，開學后指導學生做實，籌建實驗室期間，中國科學院應用物理研究所洪朝生教授兼職擔任指導，北大校方將“聯合半導體專門化”辦學列為“重中之重”，校金工廠、物理系供應室確保元器件加工和原材料供應；授課方面則由黃昆和謝希德合作講授“半導體物理”，陳志全備課“晶體管原理”，各項工作緊張而有序地進，這樣，實驗室得以按期籌建完，課程講授和實驗課程步上正軌后不久，黃昆教授隨即部署教研室的科研工，青年教師除指導實驗和聽課外，還被要求參加教研室統一安排的科研課題研究，如半導體基本性質、電致發光，以及參加由蘇聯專家桑杜洛娃指導的“建立放射性同位素在半導體中雜質擴散規律”的實驗室等多個課題的研，黃昆和謝希德還為青年教師主講學科專題報告，并分別主持電子-晶格相互作用與能帶理論研，后來的實踐表明，對“五校”教師有力的培養措施確保了這些教師日后成為發展我國半導體學科的骨干。

兩年的聯合辦學，系統培養了240多名半導體專門化畢業，“聯合半導體專門化”結束后，“五校”各自籌建半導體專門化或專業，半導體學科的教育事業增速發，黃昆、謝希德領導我們創辦“五校聯合半導體專門化”為我國發展半導體事業立下了豐功偉績。

領悟黃昆教授的教學風格

在北大的兩年，我首先接受了在洪朝生教授指導下獨立籌建實驗項目的訓，這是從事實驗課題研究、籌建實驗設備的一種訓練，我從中受益很大。

在這兩年中我最大的收獲是，在聽黃昆教授授課過程中領悟到黃昆教授的教學風，這一風格是黃昆教授的治學精神在教學上的體現，授課過程中體現了他獨特的學術風格、思維習慣、治學精神和方，從某種意義上看，黃昆教授琢磨教學、研究教學內容、探討最佳教學方法，是他過去從事的科學研究的繼續和拓展，用黃昆教授的自敘來表述，是他把教學和教材建設的過程看做是借助他“在研究工作的經驗，將其作為獲取科研成果對待，潛心研究，臻于完美”。黃昆教授的教學風格像磁石般吸引了我，成為我后來治學從教的楷，這里，我從四個方面談談我對黃昆教授教學風格的領悟，以此紀念一代宗師、科學泰斗黃昆院士。

1.全身心投入教學，致力于教學實現自身價值的敬業精神，是黃昆教授教學思想的基礎

黃昆教授于1951年回國受聘北大任教，從32歲到58歲期間都致力于教學工，他講授的第一門課程是本科生的入門課程、物理學科的重點基礎課“普通物理”，之后講授“半導體物理”和“固體物理”。作為一位在國外留學、從事科學研究，并在固體物理學科領域具有精湛造詣的學術大師，回國后毅然擔任基礎課的講授，當時已經有一些人表示不解，在當前的高校也是聞所未，黃昆教授回國后應聘任教，固然是適應當時我國高等教育事業客觀形勢發展，服從國家大局、為國效力的壯舉，但僅停留在這一認識層次上是不夠，黃昆教授認為，借助自己的學科優勢和科研工作的經驗致力于教學，全身心鉆研教學內容，悉心探索最好的教學方法，并且把編寫、出版教材作為獲取科研成果來對待，同樣能在教學領域發揮聰明才智，增長才干，實現人生價，實踐表明，黃昆教授當年講授“普通物理”的卓越教學效果是眾所周知的，也培養了后來擔任該門課程講授的知名教授（如叢樹桐、李椿等）。后來，黃昆教授又對當年講授另外兩門課程使用的教材加工整理，出版了《半導體物理學》和《固體物理學》兩本經典著，只有具備黃昆教授那樣治學從教的敬業精神，才能在教學開展和教材寫作上取得那樣豐碩的成，在今天高校面臨的形勢下，弘揚黃昆教授對待教學的這種敬業精神，具有重大的現實意義。

2.借助科學研究的經驗，潛心研究教學內容，悉心探索最好的教學方法，形成獨具風格的教學方式

我特別推崇、贊譽黃昆教授在教學上體現的下列獨特風格：

（1）嚴謹、清晰地闡述物理概念和物理模型。

物理概念和物理模型是物理教學中的關鍵性科學語言，是物理學家進行科學思維、表達其物理思想和表述客觀規律的工具，是培養學生創造性思維與獨立工作的基，衡量課程教學質量的標準之一就是能否嚴謹、清晰地闡述物理概念和物理模，黃昆教授具有最善于駕馭這方面的能，例如以講授布喇菲當年黃昆教授不采用從講授初學者難于理解的、抽象的布喇菲點陣學說入手介紹晶格幾何的系列概念，而是選用容易理解的實體圖像（多個等徑圓圈緊密堆積成的“基元”在二維空間規則排列成的周期性結構圖）定性表示晶體的周期性結，選擇基元中任意一點A作為參考點，則在二維空間圖像中的每個基元上都可以找到一系列與A點環境完全等同的點，這組無限多的等同點系就構成一個二維點陣，改變參考點的選取，所得到的點陣都是相同，從點陣出發就可以引申出布喇菲點陣、陣點、基矢、格矢、原胞、晶列、晶面等概念，然后由二維點陣擴展到三維點，黃昆教授的這種教材組織方法所遵循的教學過程是從實體圖像到抽象（等同點系），最后提煉出抽象的科學概念（晶體幾何的系列概念）。這種選取教材的方法既保持科學嚴謹性，又能清晰闡述物理概念、化解教材難點的講授，教學效果好。

黃昆教授還擅長借助物理概念和模型，盡可能不用復雜的數學工具（避免用繁長的數學推演而掩蓋對物理本質的闡述）闡述課程中某些重要內，例如，不用復雜的化學鏈理論介紹晶體結合的基本結合形，當時黃昆教授用元素的“電負性”（化合物分子中的組成原子把電子吸引向自己的本領）概念闡述元素和化合物晶體結合的規律。

（2）教學過程中，培養學生提煉科學模型的思維能力。

擅長科學模型的構思，培養學生提煉科學模型的思維能力，是黃昆教授治學從教風格的突出體現，在教學中，黃昆教授經常借用啟迪形象思維的教學方法培養學生的思維能，例如在講授晶格振動這一難點時，黃昆教授先抽象出可不必考慮邊界上原子與內部原子差異的無限長的一維原子鏈（這是為研究對象規定的概念），陣列上的原子以電磁作用相互聯系，其耦合方式導致陣列上原子具有特定的集體運動形，對這種復雜的集體運動，又抽象出只考慮原子間近鄰相互作用，略去次近鄰作用；而原子間的近鄰相互作用力，又只考慮類似彈簧振子的簡諧作用力，略去非簡諧作用力（這是已知的形象化模型）。根據以上假設提煉出一維陣列上的原子在簡諧作用力下繞其平衡位置做微振動的科學模型，這種振動形成各種模式的格，在此基礎上再討論雙原子鏈的振動，然后推到三維晶格振動，并簡述與非簡諧作用有關的若干問，這種組織教材的方法使初學者可以在原有知識基礎上學習復雜的教學內，更為重要的是教會學生提煉科學模型的方法。

培養科學思維能力時處理好物理模型與數學模型的融洽關系，是黃昆教學風格的另一特，理論教學中，黃昆教授不但擅長為研究對象構思物理模型和相應的數學模型（參照物理模型引入描述系統屬性的參數，建立諸參數間的關系，推算結果，預測和評述結果），還重視將數學模型回歸到物理模型，對概念和模型做必要的復，這一復述深化了對物理實質的認識，也體現了教師的素質。

體現出過程的熱激發本質；u較小時點缺陷濃度大，擴散原子附近出現點缺陷的幾率大，有利于擴散的進行；E是擴散原子與其鄰近的缺陷交換位置時所必須跨越的勢壘高度，E較小時點缺陷運動快，它容易移近擴散原子并與其交換位置，完成一次布朗行程，因此當u E小時D數值較，這種將數學模型復歸到物理模型進行必要的復述，是黃昆教授經常傳授的分析方法。

（3）臻于至善的教學效果。

我想舉兩個例子記述黃昆教授爐火純青的教學效果：

其一，黃昆授課非常嫻熟，從不按稿平鋪直敘，而是隨著課程內容層次的深入不斷提出問題，介紹描述對象的物理概念、參數，提煉物理模型，再對模型進行數學分，如此不斷提出問題、解決問題，使課程講解逐層深，聽課師生則聚精會神地跟隨教師講授的思路領悟、思索，在理解的基礎上記憶、消，聽黃昆教授這樣的講課其實是一種探索知識的享，當年聽黃昆教授講授“半導體物理”和“固體物理”在全國是首次，聽課的師生中除“五校聯合半導體專門化”的師生外，還有清華大學進修生，更有乘早班火車從天津趕往北大聽課的南開大學部分師生，可謂盛況空前，無與倫比。

其二，聽課師生課堂上基本理解、記住教學內容，是黃昆教授教學效果的另一例，當年在沒有任何現成教材可供預習、參考的“空白”背景下，僅依靠聽課和筆記就能記住、理解授課內容，特別是領悟其教學風格，足以顯示黃昆教授卓越的教學效果。

3.著書過程中的治學精神，教材建設的豐功偉績

黃昆教授將編書過程作為獲取科研成果來對待，潛心研究，臻于完，當年他與謝希德教授合著的《半導體物理學》一書于1958年正式出版，書中大部分章節由黃昆教授親自執筆撰寫，最后由他統一定，這本著作是國內半導體學科第一本專著，在國際上也是一本優秀著，黃昆教授編著的《固體物理學》一書在出版后的相當長時期內同樣是一本標準用書，無需改，1977年黃昆教授調中國科學院出任半導體研究所所長，自教學崗位轉至科研崗位，肩負領導科研并組織全所半導體物理研究的重，在當時形勢下，黃昆教授無暇為《固體物理學》撰寫增訂版，這一任務后來由黃昆教授的學生韓汝琦教授完，我在《教材通訊》上發表的《教材內容更新的又一途徑》一文，向國內外固體物理領域內的讀者推薦韓汝琦教授在黃昆教授指導下改寫黃昆教授原著的《固體物理學》這部著作的情況，有興趣的讀者可參閱。

實踐、弘揚黃昆教授的教學風格

北大“五校聯合半導體專門化”結束后，我返回廈門大學，參與籌建廈大物理系半導體專門化，擔任“半導體物理”和“固體物理”課程講授，在教學實踐中進一步領悟黃昆教授教學風，歷經坎坷后，1976年時年48歲的我返回專業繼續從事上述兩門課程的講，自此至退休前夕在長達17年的教學生涯中，我努力全面深入地實踐、弘揚黃昆教授的教學風格，全身心投入教學，致力于通過教學實現自我價值，開展教學研究，包括編寫配套教材，對多年的教學實踐進行理論總結，開展固體物理教材教法研究，如固體物理教材難點內容的研究、固體物理教學法資料研究、教學研究的拓展，撰寫教學研究論文，其中《固體物理學學習參考書》于1986年8月由高等教育出版社出版，這本書是高等學校理科物理學教材編審委員會固體物理編審小組和高等教育出版社組織編寫的一套固體物理學科的教學參考書之，應該著重提及的是，我編寫這本教材的準備階段就得到黃昆教授的支，1985年5月8日我寫信給黃昆教授，告訴他我根據多年從事固體物理、固體理論的教學經驗，參考國外某些富有啟發性的圖表、資料，針對課程內容和教學上的難點編寫了一本《固體物理學學習參考書》，經教育部固體物理編審小組的認可列入了人民教育出版社的出版規，書中采用人教社規定的以《英漢物理學詞匯》為主要參考；我采用現有中文教材中使用的名詞，例如晶格、格子、正格子、倒格子、正格子基矢、倒格子基矢、原胞、晶胞、倒格子原胞、倒格矢等稱呼，而不擬采用倒易矢、倒易空間等稱，出版社考慮到這些名詞尚有爭議，建議我寫信向幾位老前輩請，為此我請老前輩在繁忙中抽暇對隨信附表所列名詞提出指導性建議（只需打“√”以節省時間）。我寫信給多位老教授請，黃昆教授收到信后第一個給我復函，用打“√”形式發表他的建，他的建議和我原先的想法完全一致，他的復信和建議對我寫好書稿是極大的支持與鼓，事隔二十余年，我只找到當年用復寫紙寫的信稿，信稿的附頁（附頁詳列有爭議的名詞一覽表以及國內已出版的讀物中對這些名詞的稱呼）已遺，黃昆教授雖然離我們而去了，但他的精神仍然在指導著我們的教學工作，我們會永遠懷念他。

作者簡介

陳金富，廈門大學物理系教，1952年畢業于同濟大學物理系，分配到廈門大學物理系任，1956年8月至1958年參加“五校聯合半導體專門化”工，隨后同年8月返回廈門大學參加籌建廈大半導體專業，并長期講授“半導體物理學”和“固體物理學”課，曾任高等學校理科物理教材編審委員會固體物理編審組固體物理教材研究小組副組，曾參編《固體物理學大辭典》，撰寫《固體物理學學習參考書》，發表論文30余篇。