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1949年10月，张光斗到清华水利系任教，开始了他的教学生涯。
他的学生、水利系教授张仁至今还清晰地记得张光斗上课的情形：“张先生讲专业课非常生动，带来了一股新鲜空气。”张仁说，过去的专业课讲理论比较多，实际内容少。张光斗有非常丰富的实践经验，从规划设计到施工都非常了解，所以他经常会讲些具体生动的例子，同学们都非常感兴趣，觉得与实际联系得很紧。水利系1965届毕业生陈士贵终生难忘张光斗的水工结构课：“他的课不光讲书本知识，还有很多工程实际，同学们都像听故事一样。”
20世纪50年代初，张光斗率先在国内开设了水工结构专业课，编写了第一本《水工结构》中文教材，建立了国内最早的水工结构实验室，培养了国内首批水工结构专业研究生。60年代，他花费大量精力，搜集国内外资料，结合个人多年工程实践的经验，编写了一部《水工建筑物》专著，可惜几百万字的书稿在“文革”浩劫中散失了。改革开放后，他数年辛勤努力，每日伏案疾书数小时，手持放大镜重新著书立说，相继出版了《水工建筑物》上、下册，《专门水工建筑物》三部专著，以此作为他对祖国高等工科教育的再次奉献。
张光斗非常重视教学工作，即使到了耄耋之年仍亲自给学生讲“水工概论”和“水资源可持续发展”课。他手拿放大镜讲课的情景令许多学生终生难忘。他十分注重理论的严谨和概念的准确，更注重理论与生产实际相结合。他常常告诫学生：“理论计算、设计图纸，必须在实际中得到落实和验证，如果现场施工控制得不好，再好的设计也是白费！”他最厌恶不切实际的夸夸其谈，特别要求各级施工的组织者和工程技术人员，要把很大的精力和注意力放在现场。他反复强调说，工科生不能只待在学校和实验室里，要走出去，到工地上去，和工人们一起劳动。要获得真本事，没有实践是万万行不通的。在他的带领下，水利系学生在密云水库接受实践教育，提出“真刀真枪做毕业设计”。这一经验已成为我校一条非常重要的办学理念。
张光斗执教58个年头，学生逾5000人，许多人已成为国家水利水电事业的栋梁之材，其中包括一批国家重大水利水电工程设计和建设的总工程师，多名国家设计大师，还包括10多位两院院士。
对高等工程教育问题，张光斗多年来有着深入的思考。他认为中国的高等工程教育一定要适应国情，满足我国工业建设的需要，要与工业企业相结合；科学理论基础要扎实，还要有最基础的工程教学，有设计和生产实习；科研工作既要有科学研究也要有技术开发；他还特别强调要培养学生的能力和创新精神。
20世纪八九十年代，张光斗从清华大学副校长和水科院院长的职位上退了下来。然而心系教育的他仍然没有闲暇。他常到国内外走访，考察国内外高等教育状况，并对中国高等教育的发展提出了许多建议和思考，陆续发表了多篇有关高等工程教育的文章。
如今的张光斗已经告别教学一线，然而对学生、对教学科研，他仍是那么牵肠挂肚。
他高度重视学生的德育，发表文章谈工科大学的培养目标和培养模式，再三强调工科大学要培养社会主义建设者和接班人，首先就是德育。水利系每年的开学和毕业典礼他都要参加，并亲自给学生们做报告，从国家需求讲起，十分感人。许多思想动摇的学生听了他的演讲都坚定了投身祖国水利水电事业的决心。水利系主任余锡平教授说：“在开学和毕业典礼上聆听张先生的教导，已成为一代代清华水利学子共同的记忆和宝贵的财富。每一次典礼，当张先生步入会场的时候，全体师生自动起立，掌声经久不息。”余锡平说，自己在水利系这些年，参加过各种各样的聚会，但能够受到这样礼遇的惟有张先生一人。2005年，已经93岁高龄的张光斗由于身体不适，不能出席水利系本科生的开学典礼，但他仍然准备了书面发言，勉励学生要好好学习，将来报效国家，服务人民。
他十分关心青年教师的成长，给几代水利系教师以教导和帮助。他告诫青年教师少务虚，多务实，紧密结合生产实际开展科学研究。青年教师从他身上不仅学到了宝贵的知识和经验，更学到了做学问和做人的道理。水利系教授王光谦回忆说，自己担任全国政协委员后，社会活动增多了。张先生多次请别人传话给他，告诫他别瞎跑，别荒废了专业。王光谦谨记先生的教诲，每年一定要抽出一定的时间到水利水电一线去。
张光斗对学生最大的期望就是他们能够好好成长，爱祖国，爱人民，懂奉献，多为祖国和人民做实事。他自己尽管有着很深的西学背景，但从未因为留过洋而自矜自傲。这位从贫弱的旧中国走过来的老人深爱着祖国，也深深眷恋着祖国的语言和文化。在张光斗看来，理工科的学生同样需要一定的人文知识，需要了解自己民族的传统，熟悉自己的文化。“传统中是有许多优良的东西需要我们来继承的。比如孔子，他的许多思想值得我们去借鉴。当然传统中也有糟粕，不过我们可以把那些好的发扬光大，不好的就抛弃。”张光斗的话朴实无华却富有辨证色彩。针对目前大学生大多使用电脑写文章的现象，他表示担忧：“有好多学生已经不会用手写字了，不了解自己的文字了”，言谈中充满了遗憾。在清华任教这么多年，张先生一直坚持用手写字，直到最后无法握笔为止。
不知有多少人因深受张光斗的影响而走上了水利道路，这样的例子不胜枚举。水利系2005级硕士生但萍的一句话，更是让我们怦然心动。但萍是重庆长寿人，那里是中国小水电的发源地，是张光斗70年水利生涯的起始点。但萍的爷爷曾在20世纪40年代参加过由张光斗负责设计的重庆狮子滩电站的建设工作，对张先生非常敬佩。高考时，但萍选择了清华水利系，因为爷爷对她说：“清华有个张光斗！”
“清华有个张光斗！”
这句话用爽利的重庆话说出来，是多么掷地有声，滚烫贴心！我们知道，在祖国的山山水水间，这句话一定还会以各种不同的口音回响，流传……
记者 卢小兵 程曦
学生记者 常迎春 张艳秋 龙洋子
《新清华》2007年5月18日刊发