大学化学, 2021, 36(4): 2102046-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202102046

专题

田昭武求学及早期从教经历

林华水,, 吴清玉

From College Life to Education Career: Prof. Tian Zhaowu's Early Years

Lin Huashui,, Wu Qingyu

通讯作者: 林华水, Email: hslin@xmu.edu.cn

收稿日期: 2021-02-25   接受日期: 2021-03-2  

Received: 2021-02-25   Accepted: 2021-03-2  

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林华水, 吴清玉. 田昭武求学及早期从教经历. 大学化学[J], 2021, 36(4): 2102046-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202102046

Lin Huashui. From College Life to Education Career: Prof. Tian Zhaowu's Early Years. University Chemistry[J], 2021, 36(4): 2102046-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202102046

田昭武1945年从福建省立永安中学毕业,被保送厦门大学化学系,成为新生院的一名新生。同一年,卢嘉锡先生辞却了国外一切聘任,毅然回国,受聘为厦门大学化学系教授。这似乎是一种巧合,更是一种缘分,从此留下了他们特殊师生关系的一段佳话。在卢嘉锡先生的安排下,田昭武比别人多学好几门化学学科之外的课程。同样,在卢嘉锡先生的安排下,田昭武毕业留校后先后担任物理化学和物质结构两门重要课程的助教和主讲。而后,在卢嘉锡先生的默许和鼓励下,田昭武走上了电化学科研之路。

1 动荡校园 幸遇良师

八年抗战,中国人民终于迎来胜利的曙光。此时,田昭武在永安中学毕业,以全校高中三年理科总分第一名的优异成绩被保送到厦门大学化学系。

厦门大学是1921年由爱国华侨领袖陈嘉庚先生创办的,这是中国近代教育史上第一所由华侨创办的大学。《厦门大学组织大纲》明确写道:办学的三大任务“研究高深学术,养成专门人才,阐扬世界文化”。建校之后,厦门大学很快形成了文、理、教育、商、工、法6个学科19个系。私立厦门大学于1937年7月正式被南京国民政府接管,改名为国立厦门大学,教育部任命清华大学教授萨本栋博士为校长。1940年8月至1941年,国民政府教育部举行首届和第二届全国大学生学业竞试,厦门大学均蝉联冠军。为此,国民政府教育部向全国通令嘉奖,亦称厦门大学为“南方之强”。因此,厦门大学成了莘莘学子们向往的大学。

当时,保送到厦门大学的学生,还得经过一番面试,才算正式录取。抗战时期厦门大学内迁闽西长汀,从永安到长汀没有直达车,要从永安乘汽车到连城,再从连城转车到长汀。虽然旅途劳顿,精神不佳,但是他还是轻而易举地通过了面试。此次保送,田昭武与厦门大学结缘,且绵延一生!

抗战胜利后,福建省政府旋即从永安迁回福州,田昭武一家也随之搬回了省城,而厦门大学也即将从长汀迁回厦门。

抗战刚刚结束,全国上下,百废待举。从福州到厦门的公路被日军轰炸得满目疮痍,交通中断,海运也处于瘫痪状态,于是,田昭武联系了3位也是考上厦门大学的福州同学,决定一起结伴步行到厦门。他们雇了一位挑夫,帮助挑行李兼向导,从福州到与厦门一水之隔的晋江的古镇安海,他们足足走了6天。

登上人货混杂的小渡轮,数小时的风浪颠簸中,田昭武也迎来他动荡的大学生活。

抗战胜利后,国内的政局非但没有平静下来,反而越发动荡不安。内战全面爆发,中华大地乌云密布。田昭武清楚地记得,入学不久,他和同学们一起参加了多次的游行:一次是因为美国兵强奸北京大学女生沈崇,另一次是浙江大学学生自治会主席于子三被害。田昭武虽然不是共产党员,但是十分同情他们。他毅然站到进步青年一边。

田昭武读大四的时候,局势越来越紧张。国民党当局更为疯狂地抓捕地下党员、进步学生。厦门大学学生宿舍成了军警搜捕的重点目标。每次夜间突袭检查,常闹得鸡犬不宁。这样无休止地折腾,学校无法正常上课。1949年4月,学校停课,提前放假。

平静的校园竟然容不下一张课桌!在厦门大学学习4年中,田昭武感触最深的是,只有消除内战,才能和平安宁!

校园虽然动荡,但田昭武却有幸遇上蔡启瑞、卢嘉锡、钱人元这3位名师。

1945年,入学第一年,田昭武在新生院上课的第一学期,教他普通化学课程的是蔡启瑞先生。这是他上大学的求学路上,遇到的第一位恩师。

蔡启瑞1934年以优异成绩考上了厦门大学化学系。他的家境贫寒,却勤奋学习,获得校主陈嘉庚先生为鼓励清贫学生读书而设立的“免费奖学金”和“嘉庚奖学金”。当时,能得到这两项奖学金的其中一项,已属不易,因为那是学业冠军的标志。而蔡启瑞不但两项奖学金全都获得,而且还连续多次独占鳌头。1937年,蔡启瑞厦门大学毕业,获得厦门大学理学士学位。由于学业成绩出类拔萃,毕业后则被留校,受聘担任化学系助教。

1947年,蔡启瑞作为厦门大学选派的赴美留学生(图 1),远赴美国俄亥俄州立大学学习。他仅用3年时间,就获得了化学哲学博士学位。1956年,蔡启瑞先生冲破一切阻力,回到祖国,回到厦门大学校园任教。

图1

图1   1946年夏,厦门大学化学系部分师生欢送蔡启瑞公费赴美留学在鼓浪屿新生院合影

第二排:左六周辨明、左七蔡启瑞、左八卢嘉锡;第一排:左五田昭武


尽管蔡启瑞先生只给田昭武上过短短一个学期的课程,但他成了年轻的田昭武学习的偶像。蔡启瑞放弃国外优越的条件,义无反顾地回国,与毕业后留校的田昭武成了同事,其崇高的爱国情怀、求真务实的科学境界堪称科苑宗师,尤其是他对人至诚、谦逊敦厚,在人品方面更是影响着田昭武一生。

蔡启瑞对化学的各个分支都了如指掌,有人统计过,化学系的所有基础课程他都教过,无论是无机、有机,还是分析、物化等。因为当年的化学系教师奇缺,化学学科各个分支的面又非常广,能胜任这么多学科的教学,唯有蔡启瑞先生。而蔡先生克己奉公、淡泊名利,敬业乐群,把教授各门学科,当作教学实践,以求全面掌握化学学科的深奥知识。他不计个人得失,通过对有机化学以及物理化学的教学实践,达到融会贯通。这种认真负责、严谨治学精神,一直被田昭武奉为楷模。

蔡启瑞出国后,田昭武班级的普通化学、物理化学、量子化学等课程由卢嘉锡先生讲授。

1945年,卢嘉锡先生获得了美国科学研究与发展局颁发的“科学研究与发展成就奖”。这年冬天,卢嘉锡满怀“科学救国”的热忱回到祖国,受聘到母校厦门大学化学系任教授兼系主任。此间,他曾两度应浙江大学竺可桢校长和理学院胡刚复院长的聘请,到该校讲授物理化学课程。1950年后,卢嘉锡历任厦门大学理学院院长、副教务长、研究部副部长、部长和校长助理、副校长等职,并开始培养研究生。

田昭武入学的那一年,卢嘉锡先生刚从海外归国回到母校,他把满腔的热情投入到结构化学科研和化学人才培养上。

1946年夏天,设在鼓浪屿的厦门大学新生院一年级新生田昭武考出了各门课程平均高达91分的优异成绩而名冠全校,获得嘉庚奖学金。消息传到厦门大学校本部,时任理学院院长兼化学系系主任的卢嘉锡先生高兴不已。他认定田昭武正是他百里挑一、延续学术、承接梯队的传人之一。此后,卢嘉锡先生对田昭武因材施教、呵护有加。当时化学系的学生不多,卢嘉锡先生根据每位学生的具体情况,进行个性化的指导,因人而异地给每个人制定了不同的学习计划。每个新学年开学时,学生们都要到系主任那里去选定学习课程。哪个人应该主修什么课程,选修什么课程,卢先生都会亲自帮助他们量身定制。田昭武的悟性好,自学能力强,卢先生专门给他多开列出化学学科之外的课程,而这些课程是普通化学系学生不一定学习的。如,在物理方面,化学系学生一般只修一门普通物理学就够了,但是卢先生觉得田昭武还应该多学一些。因此,他还要田昭武多学电磁学和理论物理等课程。而在数学方面,他给田昭武增加了高等微积分、微分方程等课程。在卢嘉锡先生的精细化和个性化的安排下,田昭武比其他同学超前学习了许多数理课程,为他今后的科学攻关打下了扎实的基础。

出于对田昭武的喜爱,卢嘉锡先生还介绍他到厦门市立中学高中部兼任化学教师,既帮助他解决生活上的困难,又给年轻的田昭武提供了教学实践机会。此后,卢嘉锡先生对田昭武因材施教、呵护有加。

卢嘉锡讲课从不照本宣科,而是用一张写好提纲的卡片作为讲课纲要,由浅入深,条理清楚、层次分明。他不仅教课本上的知识,更为重要的是启发学生掌握解决问题的思路和方法,启发学生如何把复杂的问题,分解为简单的问题来认识。他上课的逻辑性很强,把物理化学原理的前后条件与结论,条分缕析地演绎得环环紧扣,前呼后应。学生们听他的课,是一种享受,如海绵吸水般地掌握了科学知识。与填鸭式的教学相比,卢嘉锡的启发式教学不是一味地灌输,而是留有更多空白,让你能够去继续思索和探究,从而激发创新意识。课堂上,田昭武常常听得津津有味,并跟随卢先生的思路认真思考,细细琢磨。以至经历了半个多世纪之后,田昭武在回忆起卢嘉锡的教学往事,记忆犹新,历历在目。

田昭武在读大二的时候,当选为厦门大学化学系学生化学会的干事,各方面的综合能力得到进一步提升。1948年,在恩师卢嘉锡先生的介绍下,田昭武获得了一个难得的机遇,与3位同学一起赴台湾参观实习。

当时,厦门前往内地各处的交通都很不方便,唯独到台湾却十分便捷,登船即可抵达。他们4人在台北参观了一个星期,主要参观台北樟脑厂,附带参观了酒厂、汽水厂。而后又到嘉义溶剂厂、高雄炼铝厂参观学习。

那一年,田昭武21岁。这是他第一次走出福建,参观了许多与化学学科有关系的工厂,开阔了眼界。从此,他开始对自己的未来进行规划,在内心悄然描绘着今后的奋斗蓝图。

对于田昭武学业上的突出表现,卢嘉锡看在眼里、喜在心上,觉得他是一个难得的科研人才,便有意进一步培养。1949年,田昭武大学毕业,卢嘉锡决定留下他担任物理化学课程助教,而当时主讲这门课程的教师正是卢嘉锡本人。

回眸往昔,田昭武充满对这位科苑大师的无限崇敬与热爱。他说,我是十分幸运的,卢嘉锡先生宛若一盏指路明灯,导引着我一路前行,去攀登科学高峰!

田昭武的第三位恩师是钱人元先生。

1939年,毕业于浙江大学化学系的钱人元先生,因为在物理方面成绩优异,被破例留校任物理系助教,并在王淦昌教授指导下进行研究工作。他爱好无线电,在学期间,利用业余时间,自行装设了短波无线电电台(无线电报),曾先后与国内各地及澳门、日本、菲律宾、新西兰等业余无线电电台对话。为了进一步探索无线电奥秘,他选修了电磁学,不久,又选修了近代物理和光学等课程。1943年,钱人元赴美国留学,先后在加州理工学院化学系、威斯康星大学化学系、依阿华州立大学化学系学习。在此期间,他学了许多物理课程和数学课程。其中,F. 阿特勒教授讲授的理论物理和R.伦格教授的复变函数等课程对他以后学术上的影响很大。他博采诸家之长,选择了独具一格的科研道路,为后来从事边缘学科的研究打下了坚实的基础。

1948至1951年,钱人元先生任教于厦门大学及浙江大学。

1948年,田昭武就读大学四年级时,卢嘉锡先生一身兼两职,既当厦门大学化学系系主任,又兼任浙江大学化学系的系主任。因此,经常要穿梭于两所校园之间。当他到浙江大学时,厦门大学这边就顾不上了。因此,1948年,卢嘉锡先生推荐时任副教授的钱人元先生前来厦门大学化学系任教。

钱人元先生通晓物理和化学两科,到厦门大学接任卢嘉锡先生所授年级的课程。当时,卢嘉锡先生已给田昭武的班级上过物理化学课程。那么,钱先生将给他们开什么课程呢?大家十分好奇,在不断猜测中期待着。

没想到,钱人元先生竟然决定开设电子学课程,大家感到十分惊讶!因为在化学系,从未有人开设过电子学课。大家认为,化学跟电子学似乎没有多大的关联,相互之间好像也没什么交集。既然钱人元先生选定这门课程,肯定有其道理。

钱人元先生不但在课堂上讲授电子学,还把田昭武带到他的家里去。在20世纪30、40年代,厦门大学学子到老师家里串门已是家常便饭。即便在艰苦的抗战时期,在闽西的长汀求学期间,每逢周末,学生到老师家里参加英语Party是司空见惯的了。

难道钱人元先生的家里有什么秘密?田昭武带着疑问走进钱先生的家。原来他的家里还真的珍藏着宝贝!那是一台他自己亲手装配的真空管高保真扩音机,音质极佳,是市面上同类产品难以与之媲美的绝无仅有的“钱氏唱机”。

田昭武回忆起当年做客钱人元先生家的情景:

“我到钱先生家里,一方面听音乐,一方面好奇地观看他自己装配的音响设备,欣赏从这台音响发出的音质超然的音乐,如痴如醉”。

可以说,钱先生在厦门大学任教,不仅给年轻的田昭武拓开了电子学的视野,而且更进一步启发了他的动手能力,为日后电化学仪器的研究打下了坚实的基础。因此,毕业前夕,田昭武选择钱人元先生担任他的毕业论文导师。

当时,学校实验室设备几乎为零。在没有任何实验条件情况下,田昭武的毕业论文只能是纸上谈兵。尽管设想再完美,也只能是一种纯理论性的实验和构想。他的论文题目定为“化学动力学上稳定态假说之研究”。有幸的是这篇毕业论文的原件(图 2),至今仍完好无损地保留在厦门大学图书馆特藏部。

图2

图2   1949年田昭武大学毕业论文封面


钱人元先生对田昭武的这篇完全理论性的论题倾注了心血。他悉心指导,帮助修改完善,使得这篇论文成为当年学校的优秀论文之一。其中有些观点,在当时是十分超前的。2003年,钱先生整理资料时,偶然发现田昭武当年的毕业论文,欣喜之余,连夜打电话给田昭武,告诉他有些观点至今还没过时,希望他重新整理,可以发表到相关的刊物上。可惜,田昭武来不及与钱先生继续探讨,过了不久,钱先生便与世长辞了。这次通话竟然成了田昭武与钱先生的最后一次通话,最后一次聆听恩师的教诲。谈起这次通话,田昭武十分感慨,他说,钱先生为了这篇半个世纪前学生的一篇毕业论文,抱病给我挂来电话,征求我的意见,令我激动不已。老先生诲人不倦的精神值得我们学习。

钱人元先生对田昭武科研人生的最大影响是,开放思想、勇于超前,在科学上需要不间断的探索与实践。他通过严格训练和精心引导,为田昭武日后走上多学科交叉的科研之路,奠定了坚实的基础,这是任何人都难以替代的!

田昭武很感激在大学求学路上,受教于蔡启瑞、卢嘉锡、钱人元这3位大师级的先生(图 3)。他说,能遇到一位大师已属不易,而我却无比幸运地遇到3位,更为不易。3位名师的学术各具特色,却又共同体现了学科交叉,这对田昭武而言是一个极为重要的启示,对他以后的科学研究具有极大的引导作用。

图3

图3   20世纪80年代田昭武(右一)、周绍民(左一)与蔡启瑞(左二)、钱人元合影(右二)


2 勇执教鞭 首战告捷

1949年田昭武毕业时,卢嘉锡先生毫不犹豫地把他留在身边当助教。能担任卢先生的助教,这是系里许多年轻教师所渴望的,所以田昭武特别珍惜这难得的机会。当时他承担的助教工作包括带本科生做物理化学的实验课及帮卢先生的研究生做结晶学的实验项目。

1953年,田昭武晋升为讲师。卢嘉锡则放手让他挑起重担,安排他给大三的学生讲授物理化学课程。当时,担任该年级两个小班的主讲教师有两位,一位是李法西副教授,另一位就是青年讲师田昭武。

田昭武的学生余秀芬(现福州大学化学系退休教授)是这样评价他的讲课的:

我们是从福州大学合并到厦门大学来的。当时,厦门大学有30位学生,福州大学也有30位。所以,这一届化学系就变成了两个班,一班由李法西先生主讲,一班由田昭武先生主讲。虽然田昭武老师是第一次讲这门课程,但是同学们反映他的教学效果很好。他讲课重点突出,条理清楚,逻辑性强,我们都很佩服他。物化这门课是很不好教的,因为它太抽象了。特别是第二定律那个“熵变”跟反应过程之间的关系,十分枯燥抽象,但他第一次讲课就能“掐住要处”(抓住要点)。这其中的奥秘就是,他有十分扎实的基本功,且认真备课,讲究教学方法,特别是继承了卢嘉锡先生的讲课风格,但又有所创新。

田昭武教了一年的物理化学课程,学生反映很好。于是,系主任卢嘉锡决定这门课就全部由田昭武一个人主讲,李法西开胶体化学课。从恩师卢嘉锡的目光里,田昭武既感到信任,更感到压力。他觉得这是一次超越自我的机会,决不能辜负恩师的厚望。他要把压力变为动力,在三尺讲台上展现青春才华。

1955年毕业于厦门大学化学系的中科院院士、晶体结构化学家梁敬魁先生,读大三时,从福州转到厦门大学。他说,当时上课没有课本,不像现在,参考资料很多。当时的教科书,基本上是老师自己写的讲义。所以,上课时,学生必须很认真地记笔记,每一个章节都要仔细地记下来,以供复习考试之用。他印象比较深刻的,就是田先生讲课条理很清楚、逻辑性很强,很有启发性,大家都喜欢听他讲课。田先生板书像卢嘉锡先生那样很工整,笔力遒劲。还有,田先生有一副好嗓子,讲课声音洪亮,底气很足,一字一句都听得十分入耳。

梁敬魁先生还回忆,上物理化学课的时候,田先生经常会停下来提问。他一方面通过提问吸引学生注意,提醒学生哪部分知识至关重要,必须完全掌握;另一方面,学生通过回答问题,能够加深理解。即使学生回答对了,田先生还会进一步归纳总结,完善答题;如果回答错了,他会重复讲一遍,直到大家都弄懂了为止。田先生待人和蔼可亲,从来不训人,也没有严厉批评过任何一个人。虽然当时他很年轻,但是师生关系很好。梁先生因家里穷,念书晚,所以,考进厦门大学时年龄稍大些。田先生担任他的老师时,只比他大4岁。可是,梁先生既把田先生当老师,又视他为朋友,有什么问题随时请教,而他总是有问必答。

1954年的暑期,教育部在北京大学举办一期短期培训班,为期一个月,目的是要为高校化学系增设一门新课——物质结构而培训师资。此前,全国高校的教学计划中都没有开设这门课程。培训班聘请了4位主讲教授:厦门大学的卢嘉锡、吉林大学的唐敖庆、北京大学的徐光宪和复旦大学的吴征铠。这4位教授都是化学界的精英,国内高校化学学科的带头人。

厦门大学该选派谁赴京培训?担任培训主讲教师的卢嘉锡先生脑海中立马闪现出一位最佳人选,他就是青年讲师田昭武。

代表厦门大学去接受培训,这是一个难得的学习机会,令田昭武激动不已。他在兴奋之余又备感不安,他十分清楚,面临的是一次新的挑战。只能成功,不能失败,因为肩负着的是全系的嘱托,代表的是厦门大学!

在培训的过程中,他全力以赴,每天梳理课堂笔记,琢磨学习心得。他还边学习,边备课,培训班一结束他已整理出教案。

8月底培训班结束,9月新学年开学,他就在厦门大学化学系开出物质结构这门新课。虽然时间上有些仓促,但他还是胸有成竹地把这门新课讲得有声有色。

所谓“名师出高徒”,其实还需要“徒”的用心与悟性,以及学习中锲而不舍的韧性。

物理化学、物质结构都是化学学科的主课。这些课程较为抽象,因为涉及数学、物理概念性的知识较多,相对比较难教。

“如何把这两门很抽象的课程讲得形象化,上得通俗易懂些?”田昭武一直在琢磨着这个问题。譬如,物理化学有一个函数,叫“熵”,又叫“热温熵”,跟热有关系,跟温度也有关系,这个“熵”是物理化学最抽象的概念之一。热除以绝对温度得到的就是这个“熵”,这是最通俗的说法,但仍然抽象得很,所以学生对“熵”的把握总感到困难,形容“熵”这个概念如泥鳅一样,戏说“熵”是“光溜溜、圆滚滚、滑来滑去抓不住”,只可意会不可言传,难以理解,不好把握。

在年复一年的教学中,如何让学生能轻松地抓住这个“光溜溜、圆滚滚、滑来滑去”的“熵”呢?这一问题一直萦绕在田昭武的脑海中,为了把困扰学生的关键点讲得更为具体,更加形象,他在不断思考着。梁敬魁先生回忆,田昭武引导学生将“熵”联系到一度热库里面的热,这是比较具体的东西,再经过他重点突出、由浅入深的讲解,学生就比较顺利地啃下“熵”这个难懂的概念。

田昭武讲“熵”,由抽象到具体,既深入浅出,又通俗易懂,学生们听后豁然开朗。看见学生脸上浮现出听懂和理解的神情,田昭武也感到从未有过的快乐。

田昭武之所以能把化学的主课上得如此生动出彩,是因为他对化学学科知识的广泛掌握和深入理解,在娴熟的基础上,再辅以教学技巧的结果。香港《文汇报》曾撰文,称田昭武是卢嘉锡的“大弟子”。田昭武说过,卢嘉锡先生的课上得非常之好,但作为弟子,仅仅照猫画虎或亦步亦趋地模仿,还是远远不够的。所讲的内容一定要通过自己的思考,只有经过自己独立思考的部分才能讲得精彩,而这些内容在后来的科研中运用起来,尤为得心应手。

张朝炎(厦门大学退休教授、当年田昭武的助教)1957年北京大学毕业后分配到厦门大学化学系。她回忆当年助教的许多经历:

我曾担任田先生物理化学基础课的助教8年,田先生学识渊博,我很仰慕和崇敬他。当年,田先生每次上课,我都去听课。我在北大学的是大物化,曾听过不少名家的课。但觉得田先生的课讲得更为精彩,深入浅出。田先生不是随随便便地讲课,他不但认真地备课,而且不断探索如何改进和完善教材内容。他讲课的最大特点就是逻辑严密,没有任何废话。而且,每当讲一个公式或定理时,他都会指出前提条件。在什么条件下,经过何种假设或者简化处理,最终会得出什么样的结果,把过程推演得一清二楚,很有启发性。

每次听课,我都要记笔记,像学生听课那样认真专注。他讲的每一轮教材的每一个章节,我都要认真地记,即使下一次讲到同一章节,我还是要记笔记。日积月累下来,我发现同一篇教材的每一轮讲课,都会有所不同。这一次讲的,跟上一次讲的有一些地方就会不一样。比如,讲到卡诺循环,按照教科书的要求,是在讲热力学三的时候才讲。但田先生不是这样,在讲热力学三之前就结合讲卡诺循环了。他是预先做了铺垫,让学生能循序渐进地认识卡诺循环。所以,我认为,田先生讲课不是一成不变的,经常根据学生的认知情况而不断地调整变化。

厦门大学化学系1958级校友高鸣九把当年的物理化学听课笔记装订成册保留至今。有人把这本听课笔记,跟以后全国通用的物理化学教科书做了详细对照,发现有许多章节田昭武描述得更为通俗易懂。

田昭武的切身体会是:精心施教其实是对教师自己最好的提高。课堂的讲解是思绪非常兴奋的时候,注意力高度集中,所以上完一节课下来,往往能发现一些自己在先前备课时所忽略的。讲着讲着,就觉得这里有欠缺,就必须增补上。这是在讲课的兴奋状态里萌发出的一种非常特殊的感悟,只有潜心讲课,才能深得体会。

多年来,田昭武谆谆告诫自己课题组的同事和研究生,在备课和讲课之中所累积的知识和感悟,对今后所从事的科研是能够起很大的影响和作用的。这也是他始终坚持教师要争取讲授一两门基础课的原因。他认为,人们常常把老师比喻成蜡烛,一直燃烧自己照亮别人,纯粹奉献到尽头,其实不尽然,蜡烛在照亮别人的时候,也照亮了自己,在烛火烛光里往往能获得新思新悟乃至科研的灵感。

20世纪50年代,厦门大学化学系田昭武的物理化学课上得十分精彩,这是有口皆碑的。而他独创以“图解、设计思考题和实验”的教学方法,帮助提高学生学习水平,堪称一绝。

物理化学涉及多相系统,既抽象又复杂。田昭武就以“研究相的平衡”为例,引导学生进入这个“相”的大千世界:相有气相、液相和固相。而液相里面可能有两层液相,比如油跟水,两层都是液相。液相还可能很多,固相就更多了。不同的固体,自己都能成一个相。遇到复杂系统,就要看它的相图,才知道在不同的温度、不同的压力或者其他变量情况之下,有哪些相能平衡共存,各个相的相对质量有多少。相图里面有点、线、面,相对应于自由度为0、1、2。自由度则由相律计算。当年的助教张朝炎曾这样写道:

相平衡也是教学中的一个重点,如何辨识花样繁多的相图,学生往往无从入手,田先生根据相律特性,总结出辨认相区、相数的一般规律,很容易看清楚每个体系的相图的相区及其相数分布,哪怕是错综复杂的相图,也能一目了然。

经田昭武精心的图解,学生好像对物理化学课没那么害怕了。于是,田昭武乘胜前进,出了很多思考题来巩固学生的概念。他针对物理化学物化教科书较为偏重计算作业,而思考题目偏少的特点,增加了思考题的分量。他出的思考题,往往选取学生最容易混淆的一些概念,来启发学生思考,以辨清正误。他在设计思考题时,往往先告诉学生一个关系式,这样,学生做题时,就先要把所需的条件搞清楚,而不是简单地算一算就了事。因为必须把推演的过程,所需要的各种条件,一步一步地都用了起来,然后才能回答好。所以,田昭武所出的思考题备受学生欢迎,尽管题目比较难,但是可以帮助学生把所学概念与内容辨析得一清二楚。

除了讲课,田昭武对实验课也抓得很紧,他先是抓好实验小组老师的实验。田昭武对指导实验的教师的基本功训练是很严格的,要求必须完全合格,才有资格去指导学生的实验。

何为完全合格呢?就物化实验而言,就是做出来的数据误差必须在许可的范围之内。他认为,要保证学生实验的质量,首先指导教师的实验误差也必须在此范围之内,甚至更小,如果教师连这一点都做不到,怎么能指导学生?因此,助教们往往要利用假期,到实验室做实验。他们要提前把下学期要指导的每一项物化实验都一一做过,而且必须把做出的结果向实验组长汇报。如果不合格,则要找出原因重新再做,直至合格为止。这一严格的“军规”在物理化学教学组中一直保持至今。

张朝炎说:“田先生对我们助教要求是很严格的,其目的是提高整体教学的水平。因为助教的水平提高了,整体的教学水平也就提高了”。

对于化学系的本科教学,无论是图解的辨析、思考题的设置,还是实验课的严格落实,犹如一块口味丰美、营养周全的“三明治”,缺一不可。

田昭武在基础课教学上下了很大功夫,投入了大量精力,但他不是简单地拿着教材照本宣科,而是自己去考虑、去组织,逐渐形成自己的一个体系。在教学中,他不断创新,先将一个重点章节改为自己的思路去教,然后不断总结修正完善。待到次年,他再换另外一个章节按照自己的思路去教,以此类推,不断循环。连续数年之后,他已把教材里所有的重点章节都换成自己的思路,形成了自己独特的教学体系。在这个体系里,游刃有余。

1955年,田昭武结合物理化学教学,与导师卢嘉锡先生合作,撰写了第一篇论文《一个含有三个常数的气态经验方程》,发表在当时国内最权威的《化学学报》上(图 4)。这也是卢嘉锡和田昭武以师生名义发表的唯一的一篇论文。

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图4   1955年田昭武结合物理化学教学与卢嘉锡合作发表的第一篇论文


自留校任教后,田昭武先后承担化学系两门主要课程物理化学、物质结构的主讲教师,同时,他一直关注着国际上物理化学发展动态,寻找和思索着自己的研究方向。此时,国际上兴起的“电极过程动力学”引起了他的浓厚兴趣,并把它作为自己今后的主攻方向。他之所以有把握选择这个研究方向,并非心血来潮,因为在主讲物理化学课程中的电化学(限于热力学内容)部分时,他已预感到电化学已来到一个新的发展时期,而“电极过程动力学”将是突破方向。但他有点犹豫,这是与导师卢先生所致力的物质结构和量子化学迥然不同的学科,自己如果改弦更张,卢先生会不会不高兴?纠结了一阵子,田昭武终于鼓起勇气向卢先生表达了自己的想法。没想到卢先生非常赞成,他对田昭武说:“你应该去,不要有任何顾虑!”卢先生的宽容和支持增添了田昭武“另起炉灶”的勇气,他下定决心做中国电化学的拓荒者,立志为填补国内空白、开拓电化学科学而奋斗。

从1955年田昭武与卢嘉锡联合署名发表的第一篇论文,到1957年,他独立发表的第一篇电化学研究论文“自催化电极过程的理论分析”,仅隔两年时间。在这短短的两年,田昭武顺利地实现“三级跳”:完成了探寻研究方向的重要转折、关键的切入和成功的突破。在他的科研人生中,首战告捷,也预示他的电化学研究的脚步将是坚定而扎实的。

本文节选自《理念与情怀——田昭武院士传略》(林华水、吴奕纯、郑启五、吴清玉,著,2017年由厦门大学出版社出版),并经改写而成。

参考文献

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