屈子杰,密西根学院长聘教轨副教授,2018年获得美国布朗大学工程学博士学位,毕业后在加州理工学院从事博士后研究,2021年加入密西根学院。四年间,他深耕教学一线,以“全人教育”理念为核心,构建贯通基础科学、应用研究与人文精神的人才培养体系,带领学生在科学的海洋中扬帆,在跨学科的边界处探索。他主讲的五门课程覆盖全院四个年级,年均授课152学时,90%以上课程教学评价A。其教学能力突出,获上海交通大学第九届青年教师教学竞赛一等奖,上海交通大学教学能手。他带领学生在全球大学生物理竞赛斩获6项金奖和26项银奖。他以严谨的学术态度与创新的育人模式,诠释了“为工程师注入人文灵魂”的教育理想。
一、创新教学改革:打造“金课”标杆,点燃思维火花
在新时代背景下,高校教师肩负着培养适应前沿科技发展需求的高素质人才的重任。屈子杰是我校机动学院2009级本科校友,赴美国布朗大学和加州理工学院学习深造后,重返母校投身教育事业。他从自身的体会出发,敏锐地捕捉到科技发展对人才培养提出的新要求,大胆进行教学改革,以顺应时代变化,培养具备完整物理知识体系的领军人才。
屈老师在学院负责大一大二学生《强化物理》课程的教学工作。在教学过程中,他深深感受到,随着人工智能、量子计算等前沿领域的发展,未来的领军人才应当具备更加完整的物理知识。然而,在传统工科课程中,物理教学往往止步于经典力学与电磁学,难以满足学生对前沿知识的渴望和未来发展的需求。在教学实践中,屈老师大胆打破学科边界,在课程中引入热力学与量子力学模块,将内容扩展至“四大力学”框架,帮助学生重塑基础思维。这一改革极大提高了教学效果。学生反馈:“原来物理公式背后是真实世界的运行密码。”通过课程改革,学生不仅拓宽了知识面,还激发了对物理学科的深度兴趣,为未来在前沿科技领域的发展奠定了坚实的基础。
除了针对课程内容的改革外,屈子杰还对教学方法进行了大踏步的更新。当AI、虚拟仿真席卷高等教育时,屈子杰选择了一条“返璞归真”的道路。他坚信:“教育不是流量的竞赛,而是思维的雕琢。”屈子杰教授的《强化物理》课程全程采用板书教学。他通过逐步手写麦克斯韦方程组,把物理建模的逻辑脉络清晰地呈现在学生眼前,实现推导过程可视化;他巧妙地将错误转化为教学资源,故意在关键步骤 “算错”,引导学生主动思考、发现问题并自行修正;他还凭借精湛的手绘能力,绘制出形象的受力图和电磁场示意图,让抽象的物理概念 “开口说话”,转化为直观的视觉语言。他用一支粉笔将艰深的物理公式化作灵动思维,真正实现了‘慢工出细活’。” 2022年疫情期间,屈子杰联同另一位主讲老师申请在线课程建设项目,制作《流体力学》课程视频,并最终搬上中国大学MOOC平台。该课程仍旧使用全程板书的授课方式,受到了广大师生的一致好评,成为MOOC平台上为数不多的全英文流体力学课程。教学督导上官文峰教授曾这样评价:“屈子杰的板书行云流水,课堂互动张弛有度。
屈子杰深谙“知行合一”之道。在《强化物理》教学中,他设计了一套独特的实践体系:让学生学习课堂内的知识,并带领学生参观上海天文馆,通过观测太阳风的动画解析,理解电磁场的自然现象。他鼓励学生打破理论与实践的界限,将课堂所学与参观见闻深度融合,大胆构思并提出富有创造性的科研微项目。这些项目成为检验学习成果的重要窗口,同学们也不负所望,围绕项目完成了一篇篇视角新颖、见解独到的研究报告,真正实现了从知识吸收到实践创新的跨越。这一做法提高了学生们学习物理学的兴趣,教学效果显著提高。屈子杰将这套方法总结并申报交大教发课程教学设计创新项目,获优秀结题。2024级本科生白语诚表示:“屈老师的《强化物理》课让我第一次感受到物理学的魅力,曾经枯燥的公式现在变得生动有趣,我开始期待每一次的课堂。”
除了对课程内容和方法的打磨以外,屈子杰始终坚信学生是课堂的主角,而教学的本质是引导学生主动学习和思考。为此,他不断的反思和提升自己的教学能力,像打磨科研论文一样重构课堂。在上海交通大学第九届青年教师教学竞赛上,屈子杰以《流体力学中的粘度和牛顿内摩擦定律》为题一举获得工科组一等奖。
二、深耕科研育人:阶梯式培养,孵化未来科学家
屈子杰始终相信:“科研不是研究生的专利,本科阶段正是思维最活跃的黄金期。” 为了让本科生也能参与科研,他为不同年级的学生分层分类设计了各种科研项目,其中包括:面向大一新生的“启蒙计划”、面向大二大三学生的“深耕计划”和面向大四学生的“飞跃计划”,通过这一套“阶梯式”科研培养体系,让每个年级的学生都能找到属于自己的舞台。2022级本科生林子翔表示,“屈老师不仅传授知识,更注重培养我们的科研思维。在他的课堂上,我学会了如何独立思考,如何提出问题并寻找解决方案,这对我的学术成长至关重要。”
屈子杰针对大一学生精心设计了两个“微科研”项目——“细菌生长”探究和“高粘性流体中推进力效率”探究。让学生用手机相机记录不同温湿度条件下的细菌生长状况,撰写小型报告;设计不同的推进力装置,探究高粘度流体中载具的运动效率。这些“微科研”项目如同一把把钥匙,为大一学生打开了科研的大门,激发了他们对科学研究的兴趣与热情。针对大二、大三学生,屈子杰通过PRP、IPP、䇹政项目等平台,指导学生挑战前沿课题。其中,他指导的《低雷诺数环境下游动机器人设计》 项目获评PRP优秀结项。毕业设计是屈子杰的“育人收官之作”,他要求学生的选题必须兼具科学性和工程性。2022年,他指导学生完成的“一种研究细菌鞭毛收束机制的宏观模型” 项目成果被密西根学院专家组认可,获毕设金奖。在屈子杰的指导下,参与该项目的学生完成论文并发表于知名期刊Applied Physics Letters上。在过去四年,屈子杰指导数十名本科参与科研项目,其中多人进入斯坦福大学、康奈尔大学、约翰霍普金斯大学等全球顶尖学府深造。
屈子杰认为,能把课堂内学到的知识应用在现实问题中并解决它会为学生带来极大的成就感,并能激励他们进一步深入探索。为此,他积极指导学生参加学科竞赛,为学生们找寻最合适的“训练场”。自2023年起,屈子杰指导学生备战国际大学生物理竞赛,除了将竞赛的部分内容融入他《强化物理》的课堂以外,他还在课外开设工作坊,为学生们分析和拆解物理建模的奥义。在他的带领下,2023年参与赛事的同学们共获3项金奖,14项银奖,突破交大历史上的最好成绩。2024年,他与学生们再接再厉,获3项金奖,12项银奖,续写了这一佳绩。
屈子杰不仅是学生参加国际比赛的“教练员”,也是选择未来科研道路的“引路人”。他数次参与密西根学院科协组织的“导师面对面”实验室参观活动和JI Science学术分享工作坊,亲自为本科生们讲解他课题组的研究,也让从未尝试过科研的同学们明白了科研到底是什么。他还是密西根学院唐君远中心数字能源俱乐部的指导老师之一,他总是鼓励学生们总结阶段性的研究成果,积极参与学术交流。在他的指导下,2组本科生参与了第九届“钱学森杯”大学生课外学术科技作品竞赛并均闯入决赛。
三、践行全人教育:融汇科技人文,厚植家国情怀
屈子杰是学院“全人教育”理念的积极践行者。他曾告诉学生们:“合格的工程师能设计出好的产品,而杰出的工程师能通过他们卓越的设计改变人类的生活,因为他们关注的始终是人。”屈子杰在学院创造性地开设了《科学、艺术与哲学》这一通识课程。在授课过程中,屈子杰带领学生们在超越技术的思想层面遨游。他以达芬奇的手稿解析科学与艺术的同源性,用分形理论诠释中国传统园林的审美逻辑,用流体力学理论带领学生理解梵高《星空》的笔触轨迹。在课程期末的开放性作业中,学生们交出了令人惊叹的作品:基于“我的世界”的物理理念呈现,以傅里叶变换书写乐谱……目前,屈子杰已经将该课程申报学校的“课程思政建设”专项,在中期审核中得到了评审专家们的高度评价。
屈子杰不仅在教堂教学中践行育人理念,还将这份热忱延伸到学生工作和行政工作中。作为F2237004班的班主任,他别出心裁地创立了“学业规划和职业指导茶话会”,在轻松的氛围中与学生畅谈职业规划与人生价值,为他们在学习和生活中遇到的难题答疑解惑。他还积极参与大一新生的专业选择宣讲会,生动地展示了机械工程专业独特的魅力,打破学生对传统工科的刻板印象,为新生的专业选择提供极具价值的指导。此外,屈子杰也投身于本科生招生工作和科普讲座,向高中生们展示“硬科技与软人文”的完美交融,吸引众多高中学子报考交大。他的努力与付出也得到了广泛认可:他于2023年荣获上海交通大学密西根学院“招生文化宣传大使”称号,2023年又被评为上海交通大学“优秀班主任”。
屈子杰常对学生说:“卓越的工程师,既要仰望星空探索真理,也要脚踏大地服务社会。”从量子世界到生命科学,从板书讲台到国际赛场,从学术前沿到科普活动,从班主任到招生大使,屈子杰以科学家的严谨与教育家的热忱,在上海交通大学这片沃土上,培育着兼具理性智慧与人文情怀的未来工程师。他坚信:“教育的目标不是填满知识的容器,而是点燃探索的火炬——这火炬,终将照亮人类文明的星空。”
从力学课堂到国际竞赛舞台,从板书演绎到跨界通识,屈子杰以科学家之严谨、教育家之热忱、人文者之情怀,在上海交大密西根学院书写了育人新篇章。他打造的“金课”重塑知识体系,阶梯式科研体系孵化创新人才,全人教育理念滋养家国情怀。在他身上,我们看到了一位新时代教育者“以人文精神铸工程师之魂,以家国使命育时代栋梁”的教育理想和担当。