“我们采取开卷考试

同学们可以带书、带电脑。”

这是物理科学与技术学院《粒子物理》课程上

刘翔老师一开始就会告诉大家的

他希望同学们更加关注

课程的脉络、联系、以及逻辑等

而非去硬记一个个具体的最终公式

《简说粒子物理》课本 图源：受访者提供

这门课还不止于此！

老师带学生翻译牛津通识读本 并出版

课上穿插讲授一个个真实的物理学家的故事

学生说：

“这门课让我们要有责任感，

要为国家去做一些事情。”

让我们一起走进《粒子物理》的课堂

天地玄黄，宇宙洪荒。日月盈昃，辰宿列张。这是古人对宇宙的描述。现在，粒子物理作为一门探究物质结构的前沿学科正在不断揭示宇宙的奥秘。夸克、轻子、玻色子，这些陌生的名词是粒子物理中最常见的研究对象。

5个板块，4场讲座，54个学时，走进物理科学与技术学院刘翔教授主讲的《粒子物理》课堂，学生们由此叩开微观世界的大门，抽象的概念变得具体，科幻的构想变得真实。

变抽象为具象

“兰州大学理论物理学科具有非常优良的传统，是我国理论物理人才的重要培养基地。兰州大学是为数不多的在本科生阶段开设《粒子物理》课程的学校。”刘翔介绍道。“从我接到这门课以后，我将它的作用定义为承上启下。”作为一门限选课，《粒子物理》作为连接两门课程的桥梁，承接《量子力学》课程，也为同学们《量子场论》的学习做铺垫。这样的设计让学生受益良多，已经就读研究生的刘成郗同学现在在科研中碰到问题的时候，也会去查当时本科阶段《粒子物理》课程的PPT，“它就像是一门导论或工具书”。

课堂实况 图源：受访者提供

对微观世界建立最初的认识并非易事，“《粒子物理》这门课涉及到人们对物质之间认识的最前沿，而粒子又是看不见的，所以学生一开始很难有一个直观的感性的认知。”刘翔为了增强同学们的学习兴趣，在每两个单元课程间穿插一场讲座，内容包括课程相关的扩展性内容，“包括我们知道的科学家故事，以及粒子物理相关的科普知识。”这样的讲座开拓了学生的视野，也让专业学习变得更加生动轻松。2016级本科生彭天才回忆说：“刘老师会从核物理发展结合每个阶段的一些重要发现，将我们慢慢地带入到这个课程，我们从老师的讲述故事的方式来了解粒子物理学的发展，这是我印象最深刻的地方。”

《粒子物理》主要内容包括从基本的物理运动学深入到对称性在物理学中的体现。刘翔认为物理是对称性主宰的。从常规强子层次的研究，到引入夸克与交子，再到Omega粒子的发现，学生通过《粒子物理》的学习，对对称性的认识会逐步加深。有同学在课后分享他对对称性的认识时这样说：“因为对称性，所以世界才像我们看到的这样丰富多彩。”

该课程的授课对象主要是物理学本科三年级的学生，这对学生们在接下来选择具体专业方向和选择进入研究生阶段的研究方向也起到了积极的指导作用。刘翔回忆道：“在毕业生座谈会上，有同学说在《粒子物理》的课堂上认识到对称性在物理学中的重要性，最终确定了他的专业和科研方向。”

字里行间的斟酌与求索

在《粒子物理》的课堂上，如何培养对物理学的兴趣是学生们每每会问刘翔的一个问题，刘翔通常会建议他们多读一些物理学史及相关的书籍。面对同学们对粒子物理的好奇与茫然，刘翔想到了自己手上的科普翻译项目。一次偶尔的机会，刘翔将弗兰克·克洛斯教授撰写的《Particle Physics-A Very Short Introduction》一书介绍给2019级本科生李家赓和金奕澄，并建议他们将翻译此书作为科研实践课的内容。这是一本概述粒子物理发展的科普读物，内容涉及粒子物理这一方向的发展概况及相关的前沿理论研究，通读并翻译这本书，对于本科生对粒子物理建立起初步了解大有裨益。

对于李家赓和金奕澄而言，从翻译得正确、准确，到表述的完整、流畅，碰到陌生的单词、不熟悉的概念，翻译的过程如同登山般在曲折中一步步向上。刘翔经常在他们交来的翻译稿上做的大量标注，学生们的用心也让他颇为感动，他认为“学生们在翻译过程中总能给自己惊喜”。李家赓和金奕澄同样认为“大学期间能够将自己的翻译作品出版出来，是一件非常有意义的事情。”

自此，也开启了刘翔带领同学们通过翻译粒子物理相关外籍书籍帮助同学们科普物理知识之路。截至目前，已翻译《简说粒子物理》《简说放射性》《简说核武器》《物质》等牛津通读系列著作多部。

相关书籍 图源：受访者提供

参与翻译工作的经历，在一定程度上影响了很多学生们在未来专业研究方向的选择，2019级物理学专业的刘成郗就是其中之一。刘成郗在刘翔的指导下独立翻译译作《卫星》，在翻译过程中对刘翔有了更为深入地了解，并对将来要从事的研究领域有了清晰、坚定的目标。最终，他顺利通过研究生考试，正式加入了刘翔的课题组。

翻译书籍视图 图源：受访者提供

难与易之间的辩驳

“我们采取开卷考试，同学们可以带书、带电脑。”《粒子物理》的第一堂课，刘翔都会向同学们强调期末考试方式。许多学生的第一反应是匪夷所思。

同学们基本上“特别欢迎这个模式”“感觉压力减小了”。但刘翔表示，开卷并不意味着简单。刘翔设置的期末试卷题目灵活度高，内容多样，不仅涵盖书本知识，也包含课堂上补充的一些前沿知识。刘翔介绍道，“我们大胆尝试开卷考试，试图引导学生在大学的学习中更加关注课程的脉络、联系、以及逻辑等，而非去硬记一个个具体的最终公式。”彭天才根据老师课堂的内容记笔记并且把笔记当做开卷考试的重要资料，在记录的过程中也一步步理清了知识点之间的关系。

课堂实况 图源：受访者提供

“开卷考试的难度如何？有没有学生能够提前交卷？能否准确地检测出学生的学习效果？”在《粒子物理》课程实施开卷考试的第一年，教务处副处长赵鹏飞在考试现场亲眼解开了自己的疑惑：学生的考试成绩最高九十几分，最低六十几分，中间也呈现出很好的正态分布趋势。

开卷考试对于命题老师来说也是很大的挑战。刘翔介绍说：“我们在考题设计的各个环节方面要考虑得非常全面，出卷比闭卷考试难度系数其实要大。”

除此之外，为提早培养同学们的科研意识，在《粒子物理》课程成绩评定的方式上，刘翔把考查学生的学习情况尽量放在平时，鼓励学生在学习物理知识的同时，能有独立的思考并把学习心得整理成论文。

旧与新之间的传承

我国著名理论物理学家、兰州大学段一士先生在兰大物理学科发展初期，基于人才培养和理论物理学科建设的总体考虑，为物理学专业学生开设了《粒子物理》这门课程，一直延续到 2007 年前后。随后，课程团队主要成员赵力副教授曾讲授过一个学期的《粒子物理》课程。

2009年6月，刘翔来到兰州大学物理学院。由于自身粒子物理学背景优势，他主动请缨，担负起《粒子物理》课程的授课任务，开课至今近15年。课程以刘翔老师为核心，刘占伟老师、赵力老师为主要成员组成课程团队。这门课程也在2020年入选首批国家级一流本科课程。

刘翔在授课过程中坚持段一士先生粒子物理传统的基础上，结合时代发展和学生需要重新定位了这门课程的作用与意义。他认为学生们通过学习这门课程，不仅能够了解粒子物理的前沿，更为重要的是能够使得学生们可以通过一个个实际的粒子物理中的实际的例子能够对于量子力学的重要知识点有一个回顾和更为深入的理解。即将前往北京大学读研的2021级物理班的孙小海说：“本科阶段的《粒子物理》课，我学习了标准模型的建立过程、基本粒子以及它们之间的相互作用、近现代物理学的研究方法和历史以及科研工作当中值得学习的一些方法。对于我研究生阶段实验高能物理这个专业来说，夯实了我在进行科研训练之前的基础知识以及对于当前粒子物理发展现状的认知。”

教学之中不仅是知识的传递，还有情感的双向传递与共鸣。据刘翔介绍，在《粒子物理》每一章节中间，他都会用1-2节课的时间，穿插讲授一个个真实的物理学家的故事，来和同学们分享交流。“刘老师给我们这么讲，就是让我们要有责任感，要为国家去做一些事情。”这些内容让2021级物理班的孙瑞涛感触颇深。他介绍道：“我现在从事的暗物质和中微子方向，其实就是国际上现在比较一个活跃的领域。”在他看来，在这个领域中国人是能做出贡献的，他也相信自己可以在这个领域做出自己的努力和贡献。

微观粒子间自有乾坤之大，方寸讲台上亦有无限可能。丰厚的历史底蕴，独特的课程设计，新颖的教学模式，让知识变得亲切、生动，让思路变得开阔、灵活。从理论走向实践，从课堂走向科研，《粒子物理》课程作为学生成长的始发站，从这里出发，学生上下求索，探秘幽微，也将带上这份坚守与热爱，攀登科学高峰，启航世界之大，未来之广。

内容来源｜党委宣传部（融媒体中心）

文字丨大学生通讯社 邱晶晶 王彦博

图片丨由受访者提供

编辑｜陈全康黎

校对｜吕佳灵

责编｜李晖

审核｜张北辰 肖坤 李晖