弘扬离退休老科学家精神系列报道之三

春风化雨、因材施教、授之以渔

    ——记集成光电子学国家重点实验室研究员余金中

“春风化雨育桃李，润物无声洒春晖”，这是对教师们教导学生、言传身教、影响和激励学生的生动描述，半导体研究所就有这样一位孜孜不倦教书育人的科学家，作为博士生导师的他培养了多位优秀的半导体专业的栋梁之才，这位导师就是余金中。余老师1965年7月毕业于中国科学技术大学物理系，1991年于日本大阪大学获得工学博士学位，1965年开始在半导体研究所参加工作，1997年开始在研究生院教授课程，后被中国科学院大学聘任为首批“中国科学院大学岗位教授”，至今任教近二十八载，选修他课程的超过2000位学生。

2018年，余金中参加中国科学院大学建校40周年典礼

一、报答母校，精神传承

余金中的教学理念源于他在大学期间所受的教育影响，1960年，余老师入学中国科学技术大学，作为中国科学技术大学的第三届学生，他是该校“全院办学、所系结合”办学方针的受益者。他在学期间，由严济慈院士讲授《电磁学》和《电动力学》；钱临照院士讲授《普通物理》；郝柏林院士等讲授《固体物理》；王守武院士讲授《半导体物理》，这些大师在教学中的高尚品德、严谨学风、渊博知识等方面深深地影响到了余金中，老一代科学家们身体力行做出了榜样，亲自到大学讲授基础课和专业课，使科学知识得到了有效的传承。

大学毕业后，余老师考上王守武教授的研究生，他于1965年在中国科学技术大学研究生部学习，在那里的学习经历给余老师留下了成长的足迹和美好回忆！正巧1997年有一次机会，他正在半导体研究所从事科研工作，时任研究所所长的郑厚植院士征询他的意见——“能否到研究生院讲课？”余老师没想到，从母校毕业30余年后，可以有机会报答母校和恩师，因此他欣然地接受了所里交给的这一任务。在半导体研究所进行科研的同时,每年到研究生院讲授研究生的专业课程。

开始时，研究生院设立的课程是《半导体量子器件物理》，由李国华研究员和王良臣研究员讲授“电子学”部分，余老师讲授“光子学”部分。后来由于课程内容的增加，将这一课程拆分为《半导体量子电子器件物理》和《半导体光子学》两门课，余老师一直讲授《半导体光子学》，2015年中国科学院大学将《半导体光子学》定为物理电子学专业的核心课程，共60学时，4学分。

在教学过程中，余老师力求系统化、条理化、实用化；在叙述中力求由表及内、由简单到复杂、“浅入深出”，得出有内涵的物理图像。“浅入深出”的教学理念是严济慈院士讲课时一再倡导的，也是余老师在教学过程中所延承和追求的。

王守武院士夫妇、余金中研究员夫妇和研究生等众人在所内合影

二、课程创新、亦师亦友

由于当年《半导体光子学》是国内首次开设的研究生课程，选课的学生均来自于中国科学院从事光电子学研究的相关研究所，为了让学生们更好地理解课程的内容，余老师尽量将前沿研究课题的相关基础知识逐年地加入进来，使该课程尽量紧跟研究所的发展。他还依照学生未来的研究方向，提前结合学习内容假设研究课题，并利用本课程知识进行预研，尽量让学生同他们自己未来的研究工作接轨，既深化了课程的学习，又提高了学生投入研究的兴趣。

课程的初期只介绍“半导体激光器和探测器的器件结构和原理”，后来扩充到“异质结物理、半导体中的载流子的复合与辐射、量子阱激光器和分布反馈激光器、光波导”等，近年来又增加了“量子器件、光子晶体、光子集成”等新章节。该课程自成体系，既有基础性，又有前沿性；同时结合国内的研究进展，尽量展现国内前沿的科学成果，形成有自身特色的《半导体光子学》。在授课的过程中，余老师长期坚持课内外师生交流，利用提问、答疑、作业等方式与学生对话、了解学生学习情况和意见。

下课后，他尽量在学校多停留一些时间，和同学们形成良好的朋友关系，让同学能够把学习中的各种问题、甚至生活问题能够提出来，形成很好的交流，促进教学工作的开展；此外还设立了师生参加的微信群，通过微信交流来解答各种问题。还特意每学期在课时之外单独安排一两次答疑课，更深入解答各类问题。把作业同写论文联系起来，每道作业应该写成一篇小论文，几道习题合在一起就构成一篇完整的论文。用这种方法提前教学生的中英文表达、如何绘制图表、如何处理实验数据等，对教学起到了明显的提升效果。 

三、教学相长、精益求精

余金中觉得：“参与教学提高了自身从事科研的能力，科学研究为教学提供了前沿内容，两者互融互利，促进科教双丰收。”“半导体光子学”是国内首次开设的研究生课程。依照中国科学院前沿研究课题的需要，针对光子的产生、传输和探测的工作原理和器件结构与特性，确定教学大纲。为了使课程具有科学性和先进性，就需要在国内研究进展的基础上，尽可能地吸收国外的先进教材和文献、国外研究进展的新成果；教学过程中尽量将研究所当前的科研项目提前融入课程，让学生提前假设科研课题，并对课题目标、技术路线、创新点等提出设想，使学生尽快融入未来的科研中，尽量缩短开题时间。他利用在国外工作和访问、参加国际会议等机会，广泛收集了美国、德国和日本相关课程的教材和课件；与此同时，科研工作中他一直在阅读国外文献，这些资料使本课程同国际发展前沿接轨；另外，他还利用业余时间编写出了600多页课件、录制了60课时的实况教学光盘、先后出版了《半导体光电子技术》、《信息光子学物理》、《硅光子学》和《半导体光子学》四本中文专著和一本《Silicon based Photonics》的英文专著。

“半导体光子学”这门课程全面地介绍半导体光子学基础理论、应用和发展趋势；着重介绍各种光子器件的结构、工作原理和特性，包括半导体发光器件（发光二极管和激光器）、探测器、光波导、光开关/光调制器、半导体光子晶体、太阳能电池等以及半导体光子集成，共计十三章，其中，“光波导”是比较难学的章节内容，余老师就从最简单的“均匀介质中的平面波”出发，导出简化的“麦克斯韦方程组、速率方程组，求解出电磁场的表达式”，再引进“有损耗、介电常数为复数的介质中的速率方程组”，求出更复杂的“麦克斯韦方程组、速率方程组”的表达式。在深入描述各种波导结构的基础上，再求出“能够传输单纵模光波的各种结构的线度范围”，最终应用到“激光器结构的设计和制作”上。这一“浅入深出”方法收到了容易理解、便于掌握的效果，同时又将一些实验技术与关键方法融合进各章中，多年来这门课程一直受到历届学生的欢迎，还获得了清华等高校来的督导教授的好评。

余老师除了先后在研究生院、中国科学院大学教学该课程20余年外，该课程在国内一些院校有影响，因此他被特邀到南京大学主办的教育部全国博士生暑期学习班、厦门大学、华中科技大学、北京工业大学、华侨大学以及半导体研究所等院校讲授这门课，参加学生总计400人左右，受到广泛认可和赞赏！ 

四、科教融合、身体力行

余金中也是一位在中国科学院大学授课的“岗位教授”，国科大是一所非常有特色的大学，典型的科教融合办学模式、以研究生教育为办学主体的创新型大学，是国家“双一流”建设高校，余老师在“科教融合”上作了一些新的尝试，将科研活动与教学活动相结合，将研究工作与育人工作统一，对引导学生尽快进入研究角色，起到了促进作用；将知识创造和知识传授结合起来，实现了知识和人才的不断迭代更新，这种融合让他在培养学生的同时不断生产新的知识，不断培养新的人才。

余老师的教学工作也促进了研究组的科学研究工作，他长期在半导体研究所从事光电子学研究，主持或参与主持并出色完成了一系列国家攻关、863、973、国家自然科学基金等诸多项目，获得过国家科技进步奖二等奖两次、中国科学院重大成果奖二等奖两次、北京市奖励多次、中国科学院和日本理化学研究所联合颁发的“国际合作功劳者奖”，多年来课题组的研究型论文和基金申请经过余老师仔细修改，一审期刊论文全部通过、基金也全部获得了资助，余老师相信这得益于他多年教学经验，得益于深刻地理解科研问题,及运用已有知识进行创新和解决问题；同时，他的这些科研实践为研究生的教学提供了丰富的教材，余老师在亲自参加一线科研的过程中，获得了许多无法从书本中得到的实验方法与技巧，他将这些科研技术融合进研究生的教学中，有助于研究生素质的提高。例如，将半导体激光器有源区掺杂型号、高速率光学信号如何测试等关键技术问题讲解清楚，使学生提前知道一些关键实验技术，余老师多年秉承一流的教学造就一流人才,创建出一流科研的理念。

余老师的“半导体光子学”课程已教授20余年，上课人数多达2000余人，获得研究生院优秀课程等奖励多次，根据课程需要，他编写出了完整的课件、录制出全套光盘、出版了研究生教科书，2012年“半导体光子学”获评中国科学院大学数字精品课程。余老师主编的《半导体光子学》一书也被《物理》杂志评为2015年值得推荐的物理学十本新书之一，被厦门大学、华中科技大学、西安交通大学、北京工业大学等大学作为光电子专业研究生的教材或者参考书，余老师也受邀在国内多所大学讲过该课，在中国的光电子领域产生了深远影响！

余金中老师撰写出版的专业教科书籍

五、退休时光、爱好广泛

2008年，余老师光荣退休，退休后的他兴趣爱好广泛而丰富，从摄影到作诗，对各种文学和学问的热爱使他的退休生活更加充实和精彩，除教学、撰写专著、从事行业发展工作以外，他在业余时间喜欢摄影、作诗等等，外出时他拍摄的各种植物和景色作品，获得了多种奖项。就如同余老师在中国科学院大学40周年校庆大会上的讲话一样“七十五岁古来稀，人生求索无尽期。科教融合求创新，老牛依旧不停蹄。”如今已经81岁高龄的他，身体健康，精神矍铄，这多得益于他平时的业余爱好丰富，心情愉悦，对事物永远保持好奇和不懈的追求！

余金中的诗作《登庐山》

六、实至名归、硕果累累

余金中在近些年的教学方面获奖颇多：主要有2001年获中国科学院“华为优秀研究生导师奖”、2006年被评为“中国学科学院研究生院优秀教师”、2007年获中国科学院“全院办校、所系结合”工作优秀个人、2009年获中国科学院研究生院“集中教学突出贡献奖”、2018年被评为中国科学院大学“李佩教学名师奖”。但余老师非常谦逊，他说：“我非常热爱科学研究工作，它给我带来无穷的欢乐；同时我也非常热爱教学，这让我总是生活在一批20多岁的年轻人之中，年年如此是非常快乐的事情！”

“师者，所以传道授业解惑也”，余老师在任教期间潜心从事教学工作，培养了众多光电子领域的人才，他在研究所培养了30多位博士和硕士，如今他们已经走上了重要工作岗位，有的是公司高管、全国劳模；有的是大学教授、长江学者，真可谓是“桃李满天下”！