同济大学嘉定校区的一间教室里，20多个学生正围在讲台旁。张任远手里捏着一段弯成“S”形的金属材料，放进盛着热水的烧杯里——原本扭曲的金属材料像苏醒的毛毛虫，迅速变成笔直的一根。“这就是形状记忆合金。”他看着学生们瞪大的眼睛说，“阿波罗登月时，雷达天线就是靠它在太空‘变身’的。”教室里爆发出一阵惊叹，有人伸手想摸，他顺势把金属材料递过去：“传下去，每个同学都玩玩。”

　　这是“改变世界的材料”课堂上的寻常一幕。自2016年开设这门通识公选课以来，已有超过1000名学生上过张任远的这门课，不管是自然科学还是人文社科专业的学生，都在他的课堂上找到了材料科学的乐趣。同济大学通信工程专业的李新博说：“原本以为材料科学课会是满屏公式、纯理论推导，结果一上课，发现老师用好多生活里的例子、趣味活动来讲，和我想象中‘枯燥硬核’的风格完全不同。”

　　段子里的材料学：把知识裹进趣味里

　　张任远2015年到同济大学材料科学与工程学院任教后，有个念头总在他心里打转：材料是人类文明的基石，从青铜器到芯片，人类的每一次进步都离不开材料的突破，他想开一门课，让更多非材料专业的同学感受到材料的“魅力”。于是，他在2016年申请开设了“改变世界的材料”这门公选课。

　　刚开始上课时，张任远像很多新老师一样，习惯对着讲义、PPT讲课。后来在一些前辈老师和督导老师的指导下，他开始改进上课方式。有一次讲青铜器时，他突发奇想带学生们去了博物馆。站在西周的青铜鼎前，他讲纹饰里藏着的铸造工艺，古代工匠们如何调整合金配比，用于制造不同的青铜器，学生们听得入了迷。“那天我突然明白，材料不是冷冰冰的标本，它有温度，有故事。”

　　有了这次经验，他又琢磨起更多新法子。选课人少的时候他带学生做陶艺，用陶土捏出仰韶文化的典型器尖底瓶；选课的人多了就改做石膏模型，用模具翻出小动物，并作为小礼物送给每位学生。看着石膏在半小时内从粉末变成坚硬的模型，学生们总忍不住惊叹。同济大学材料科学与工程专业的高玉洁回忆：“第一次知道‘固化’不是课本上的词，是能摸到的变化。”

　　“为什么有的菜刀拍蒜会断？”张任远上课时经常抛出一些跟日常生活息息相关的问题。他指着两种菜刀进行讲解：“这把碳含量高，硬但脆，拍蒜就像用玻璃砸核桃；那把碳含量低，韧但软，切菜行，剁骨头不行。”台下哄堂大笑时，他趁机讲起熟铁、钢、生铁的区别，“就像做菜调盐，多一点少一点，味道差远了。”

　　这种“段子手”风格，是他下功夫打磨的教学技巧。“学生当久了，知道听理论有多累。”李新博至今记得张任远讲的玻璃为什么可以透过可见光的例子。张任远在讲解时介绍了量子力学中的能级知识，他用“演唱会门票”打比方：“玻璃就像演唱会的VIP区，可见光能量不够，就像买了普通票，进不了VIP区；紫外线能量够，就像买了VIP票，射入玻璃后就被留了下来。”“张老师的幽默每次都出现得恰到好处，既提神，又把知识‘裹着趣味’送进脑子，让人很难忘！”李新博说。

　　课堂上的互动更是花样百出。演小品的小组作业是保留项目，有的学期是以材料发明故事为主题，有的学期是以公益广告为主题。李新博所在的小组演过“硫化橡胶的诞生”：“有人扮发明家固特异，边咳嗽边搅拌药水，有人演债主上门催债，最后用一块‘橡胶’道具演示弹性。演的时候觉得好笑，演完才发现，固特异欠债几十年还在坚持，原来材料背后都是活生生的人。”

　　动手实验也颇受欢迎。水果电池实验当中，学生们把铜片、锌片插进苹果、柠檬里，用导线连起来，点亮LED灯，同学们感觉非常神奇。“有的同学比较较真，上课做完还觉得不够尽兴，下课后问我要了一套实验工具，回去试了十几种水果，用万用表测电流电压的变化。”张任远笑着说，“这就是好奇心被点燃的模样。”

　　严与柔：课件里的“绣花功夫”

　　张任远的课件永远带着“热乎气”。2020年10月13日，他在课上讲氢化物超导材料，当晚《Nature》刊登了室温超导的新研究，第二天上课，他的PPT里就多了这篇论文的截图。“学生们觉得我像追更小说，其实我每天都在刷最新文献。”张任远的课程中既包含“历史中的材料”，也有材料界最前沿的进展，近几年塑料回收领域的十来篇发表在《Nature》和《Science》上的论文，让学生从科学热点中明白材料学家的社会责任；中国制造“新三样”和中国科学院院士张涛的“单原子催化”概念，让学生们了解到中国科学发展中的原始创新和使命担当。

　　较真藏在张任远的教学细节里。讲古代陶瓷时，他特意请教复旦大学文博系的朋友，学习各类文博知识，如最早陶器的用途、小口尖底瓶器型的设计缘由，宋代五大名窑的特征，雍正乾隆时期瓷器艺术风格的差异等，力求在讲述材料的同时，融入原汁原味的历史和文化。

　　对知识和自己格外严的张任远，对学生却格外“柔”。高玉洁记得，第一次做石膏模型时，她紧张得手发抖，石膏浆洒了一地。张任远没批评，反而蹲下来帮她收拾：“你看，液体灌入模具，会在底部留有气泡，所以需要排气，你试试震荡模具，看会不会有很多气泡出来？”后来她成了课堂志愿者，总带着新同学做实验：“老师让我知道，犯错不可怕，怕的是不敢动手实践。”

　　课堂上，他常讲科学家的故事，努力为学生展示“科学的另一面”。在讲纳米材料的发光量子点时，他提起长期从事纳米材料研究的浙江大学教授彭笑刚：“有一次彭老师去英国出差，没办签证，到英国入关时才发现，因此被安排在等待遣返的地方。海关领导巡查时，看见他正拿着纸推导，证明爱因斯坦扩散方程的热力学自洽性——原来他回去还要给学生上物理化学课，趁这工夫备课呢。”张任远说：“在教学中穿插这样的小故事，是希望拉近学生与科学研究的距离，也让同学们认识到，在科研中对科学纯粹的热爱是最为重要的。”

　　材料之外：被点燃的不只是兴趣

　　同济大学法学院的史乐怡高中时对化学课最为头疼，在上过张任远的课后，她发现原来难如天书的化学可以这样通俗易懂，这门课让她感慨，自然界原来如此神奇。张任远曾在课上给同学们布置过一份作业，请大家在生活中寻找不同的塑料材料。为了找齐“1号”到“7号”这7种塑料，她连续两周拉着室友到处找，找遍了学校里的教育超市和可以买到很多建筑材料的建筑图文超市，一一查看各种亚克力板、胶水的商品标签上有没有她要找的塑料标识。

　　这门课像个无形的纽带，把不同专业的学生连在一起。史乐怡和其他学院的同学组队进行小品演绎，为了还原“3M便签纸的发明故事”一起努力：大家来自不同学院，一开始互不认识，先通过聚餐破冰，之后一起选角、排练，还手工制作人物立牌、准备幻灯片和音乐旁白，甚至为了还原场景做了实验室相关的道具。史乐怡说：“整个过程让我们从陌生到熟悉，为了呈现更好的效果都很上心，最后一起完成的汇报，比课本知识还让我记忆深刻。”

　　高玉洁曾是个比较社恐的人，以前很少在课堂上发言。但在张老师的课上，她更愿意主动回答问题。“张老师的课堂氛围很轻松，大家都愿意参与讨论。”在活跃氛围的带动之下，高玉洁逐渐开始每节课都会回答老师的问题，大胆提出自己的想法。

　　有学生在课程感受里写：“以前觉得材料就是钢筋水泥，现在发现，手机屏幕是玻璃和金属的‘合作’，衣服是高分子材料的‘魔术’，连牛肉面里的牛肉泛绿光，都是结构色的小把戏——原来我每天都在和材料‘对话’。”

　　开设这门课程之后，张任远收到了不少同学的反馈，一些理工科专业的同学对本专业与材料科学之间的交叉研究更起劲儿了。对于人文社科专业的同学而言，也打开了一座“材料魔法世界”的大门。

　　“我希望学生们都能成为改变世界的魔法师”，这正是他开设这门课的初心。“这门课的目标不是要培养多少材料专家，只想播一颗种子，让学生知道，材料能改变世界，而这种改变的力量，掌握在他们每个人的手中。”

　　课程还在持续改进，张任远最近则在思考怎么用AI辅助教学。教室里的笑声依旧，形状记忆合金还在学生手里传递，就像那些被点燃的好奇心，在校园里慢慢生长，静待花开。

　　实习生 贾明皓 中青报·中青网记者 毕若旭来源：中国青年报

　　2025年08月25日 06版