在清华，力学课可以这样上！

你可以看到老师演示

自己亲手制作的“马拉公鸡”指南车教具

你还可以欣赏到老师专门邀请的武师

现场表演钢针穿玻璃绝技

学生直呼

“从来没有想到理论力学还可以这样学”

“曾经畏惧的知识点，在高老师的课堂上，不知不觉就熟识了”

这位“高老师”就是

清华大学航天航空学院教授高云峰

日前获评

2025年清华大学新百年教学成就奖

三尺讲台铸匠心，育人征程守初心

高云峰深耕教学三十余载

点燃了无数清华学子的科学梦想

他让科学教育从知识灌输转向动手探究

让科普现场从教室课堂走向日常生活

让一批批学生不再畏惧困难

坚定地走向更广阔的世界

在“力学中的创意设计”课堂上，高云峰用一支笔、一根绳以及一根铁丝扭成的环形小零件制作成“蚂蚁上树”的道具，师生一起探索如何能让小零件自动爬到绳子顶端。

破解“力学难”：

从纸面解题到动手实践的课堂革新

独特的课堂形式，是高云峰为破解“很多同学反映学好理论力学很难”这一教学问题所做的创新设计。

“理论力学难在哪里？难在概念多且活，更难在从高中到大学的思维转变。”高云峰介绍，概念“多”体现在知识密集、公式繁杂；“活”则指应用场景多样，难以实现套用。而这背后更深层的挑战，是学生早已习惯在纸面上就题论题，亟需培养用抽象原理去解决实际问题的能力。

为化解概念的抽象性，高云峰首先选择从生活中细小的力学现象引入知识点。

“力学本身并不抽象，它就在我们身边，但我们总容易忽略它。”他在课堂中举例：行驶中的自行车车轮，接触地面附近的辐条影像总是清晰的，车轮顶部附近的辐条影像则是模糊的。同学们感叹，确实没留意过这个常见现象。原来，因为摩擦力，车轮接触地面部分的速度为零，车轮最高点的速度大于零。

通过讲解这些日常生活中常见的力学现象，高云峰总能快速抓住同学们的注意力并引发思考，帮助同学们更好地理解公式理论。

高云峰还会亲自设计一系列教具，将复杂的力学理论可视化、可感化。

差动齿轮是一类比较复杂的齿轮系统，只讲理论学生很难真正理解。为此，高云峰特意亲手做了一个指南车。车上面原本是一个木人，他将其改装为“马拉公鸡”的装置，具有相同的指南功能。运转演示过程中，同学们看到“无论车身如何转向，车上公鸡始终指向南方”，更直观地理解了差动齿轮如何抵消车身转动的影响。

拼装中的指南车教具

在高云峰看来，学好理论力学，光理解原理、记住公式是不够的，他希望学生能将知识转化为解决实际问题的能力。为此，他还开设了“力学中的创意设计”课程，专门锻炼学生解决问题以及动手的能力。

有一次，高云峰特别邀请武师现场表演钢针穿玻璃的绝技，并抛出问题：“这门绝技体现了什么原理？没有武术功底的人，如何利用工具实现钢针穿透玻璃？”学生们一边思考，一边兴致勃勃地开始设计发射装置进行模拟操作。“钢针初始速度不够怎么办”“为什么钢针遇到障碍物会横滑而过”……这些问题促使学生们调用所学，寻找原因和解决方案。通过不懈的探索以及高云峰的适时指导，同学们最终成功地用科学装置还原了传统技艺。

高云峰自制的部分力学教具

通过努力，高云峰逐渐打破理论力学难学的刻板印象，引领学生们走向更广更远的力学知识世界，他的课堂也受到学生的广泛好评。

“我从来没有想到理论力学还可以这样学”，土木工程系2022级本科生李铭伦说：“三次动手制作模型后，我更加直观地体悟到了运动学、静力学、动力学的概念。这些都是我曾经畏惧的知识点，但在高老师的课堂上，我不知不觉就熟识了。”

航院2022级本科生张可言表示：“这门课成为了我每周最期待的放松时刻。老师的幽默讲解、同学们的积极互动，让课堂充满笑声。这种氛围让我不怕犯错，真正享受学习的过程。”

未来，高云峰计划开设创新类和实践类课程，锻炼学生的观察、思考、批判和动手能力，也将使用人工智能等新兴技术赋能教学。

守正“育人魂”：

从知识传递到价值塑造的升华

与讲台相伴三十余载，高云峰把育人深深地融入课堂教学，在知识传授中实现价值塑造。

高云峰认为，科学现象与人生哲理是互通的。在讲授质心运动定理时，他以运动员跳高姿势为例，分析“在能力不变的情况下，为何背越式过杆比其他姿势跳得更高”，并在讲解中融入人生哲理——“方法得当，就能事半而功倍。”让学生在掌握知识的同时，领悟到选对方法的重要性。

在他的课上，还可以边学力学知识边领略中华传统文化的博大精深。讲授系统平衡稳定时，他在课堂中介绍《孔子家语》中记载的欹器——这种容器空时倾斜，水量适中时端正，过满则倾覆。他先用力学知识分析重心与平衡的原理，再适时引出“满招损，谦受益”的道理，让千年智慧在当代课堂重焕生机。

高云峰在课堂上

“学习不是为了会做题，而是为了有能力解决实际问题。”高云峰非常重视培养学生解决问题的能力，“遇到困难时，我的学生们通常都比较有定力。大多数同学会第一时间找原因，然后有针对性地解决问题。”在高云峰看来，这难能可贵，“当今社会日新月异，压力更大，能跳出情绪、拥有定力的人，往往能把握住更多的机会。”

一位曾经“恐惧理论力学”的学生，在上了高云峰的课之后心态发生了变化。“考试那天，卷子写到最后，我已经发现一些错误和自己学习中的问题了，但我不再害怕，那些走过的弯路、犯过的错误都是积累，成就了现在更强大的我。”

高云峰经常鼓励学生把眼界放宽，不要只聚焦在个人发展上，而是要将目标锚定在国家重大科研攻关需求上。“无论在什么时代，伟大的人总能看见更宏伟的目标，将‘小我’的实现融入‘大我’，从而推动国家和社会的发展。”

跨界“教育圈”：

从大学讲台到全民科普的坚守

高云峰的课堂创新之路与育人理念的形成，始于他对教育的思考。

一个偶然的机会，高云峰发现，有的中学生因课业繁重，正在逐渐丧失学习兴趣和思考欲望。他认为：“如果总是强调成绩，会让学生忘记学习本来的意义。”于是，他决定身体力行，做出改变。

除了不断创新在清华的课堂，高云峰还走出校园，投身科普讲座、教师培训、课程设计等。在一所幼儿园，他用一台吹风机和几个乒乓球激发出孩子们的热情：一个乒乓球在气流中轻盈起舞；两个乒乓球就开始“打架”；增加到三个时，它们瞬间都掉落了。一个孩子恍然大悟：“就像三个和尚没水喝！”高云峰坚信：“我们要做的不是灌输知识，而是呵护每一个想法。”

随着科普工作的深入，高云峰意识到，改变科学教育的关键在教师。于是，他投入大量的时间和精力到中小学教师的培训中。此外，他还参与修订《义务教育科学课程标准》《普通高中通用技术课程标准》，担任《加油！向未来》等多档科普类电视节目的常驻嘉宾，两次参与我国太空授课论证……不久前，高云峰的《抗战烽火中的好发明——战法与武器》一书出版，不仅展现了先辈的力学智慧与创新思维，还传承红色基因，将爱国主义教育和科普教育有机融合。

高云峰为科普节目《加油！向未来》设计制造道具

“科技是第一生产力，我们要重视科学教育。”高云峰对科普工作有着清晰的目标：希望大家不仅有乐趣，还要有想法，更要有能力。他期待着，当科学教育从知识灌输转向动手探究，当科普现场从教室课堂走向日常生活，相信大家都可以“将知识转化为力量”！

来源：清华大学