對于自己永不滿足于現狀的批判性思維方式，張思明將它歸功于他的老師對他的培養。張思明回憶說：“在我成長的過程中，有一批非常出色的老師對我影響很大。我在首師大學習的最大收獲是，學會了去琢磨，在遇到問題時別人想了什么辦法。我認為，學生最大的收獲是怎樣從提出很‘傻’的問題到最后提出很深刻的問題；是善于觀察自己覺得沒有問題時，別人是怎樣提出問題的；是敢于對老師的教學質疑等。這些對我以后的教學影響特別大。”早在去日本學習時，日本人處處流露出的優越感就讓張思明深有感觸：只有教育才能真正使我們強大起來；在美國學習參觀時，張思明發現，中國學生都很聰明，學習成績也很好，可是在工作中卻出不了最好的成績。
張思明開始反思傳統的教育觀念及教育方法。他認為，21世紀的數學教育會呈現出如下發展和變化：數學文化素養越來越成為每個公民、乃至整個民族文化素養的重要內容和標志；數學教學將從傳統的“傳授知識”的模式，更多地轉到“以激勵學習為特征、以學生為中心”的實踐模式。學生的自主學習、獨立創造、個性發展將受到更多重視；數學教學將更著重于培養、發展學生的廣泛的數學能力，能從模糊的實際課題中形成相應的數學問題，會選擇有效的解決方法；素質教育要求我們在基礎教育階段，就開始培養學生實現自我“可持續發展”的意識和能力，要求學生學會設問、學會探索、學會合作；數學教學不再是教師單純地為學生的付出，而是教師創造性生活的一部分。在思辨中，張思明感到，這種發展和變化，對一線數學教師提出了新的要求。其中重要的一條就是，教師要為學生創設一個激發創造的“場”。
1993年，張思明開始嘗試改變陳舊的機械灌輸的教學方法，努力在課堂上為學生創設可激發探索欲和創造欲的問題環境。搬家時大衣柜是否能通過樓道？大西瓜和小西瓜哪個瓤占的比例大？停車場怎么設計停車最多……這些都成為他啟發學生們用數學去思考的問題。他從多年教學實踐中探索出了“導學探索，自主解決”的教學模式。它可以通過如下形式來實現：引導與問題的設置——探索討論后或分解或化歸——自主解決問題——自我評價，練習小結——求異、探新，延伸問題鏈——回到第一個環節。
在教學中，他有時甚至有意識地“誤導”一下學生，再讓學生檢錯，找漏洞，從反面加深認識。且看他的一節立體幾何課：
問題：最少用幾顆地球同步通信衛星，其訊號可以覆蓋整個地球？
站在講臺上的張思明先是自言自語：“我看有兩顆衛星就夠了。”很快，學生們就看出了老師的結論是錯誤的。老師讓了一步：“三顆衛星一定夠了。”這時大多數學生支持老師的結論了。老師得意地問：“誰還有不同意見？”部分學生的逆反心理被激發，開始認真地尋找老師的破綻，不一會兒就發現老師的結論還是錯的。“那你們看結論應該是多少顆？”學生們在老師的鼓勵下，得出了“四顆衛星可以滿足題目要求”的結論。無疑，這樣一節課可以培養學生獨立思考和理論聯系實際的學風，這樣的學習過程可以給學生許多題外的收獲。
在這個過程中，張思明，也同他的學生一起，收獲了一份份令人矚目的成績：1998年，被授予“中學數學特級教師”稱號；1999年，因“中學數學建模和導學探索的教學模式”獲“蘇步青數學教育獎”一等獎；2000年，獲胡楚南優秀教學成果獎；2001年，當選“全國優秀教師”；2003年，成為享受國務院特殊津貼的專家；2005年，被評為“全國模范教師”……在榮譽面前，張老師依然平靜，他仍在勾畫著心中那個奇麗的數學世界，營造和學生進行心靈對話的那個“場”……
教學體會:用心做教育
“無論是在教學上，還是在教育上，張思明的創造性都達到了一個很高的境界。”這是首都師范大學創造性教師個案研究課題組，對張思明進行了一個多月全方位研究后得出的結論。課題組同時指出，張思明能根據自己的特點、學生的特點、自己教學過程的特點來選擇一些適合自己、適合教學對象的方法和做法，創設一個激發學生創造的“場”，讓這個“場”再去激發更多學生的創造。
教師要開鑿并擁有“一眼泉”
直到今天，張思明還清晰地記得他初登講臺時的那一幕。高中畢業年僅17歲的他因為父親的突然去世，不得不放棄上大學的機會，走上了自己“一百個不樂意”的教師崗位。他上的第一節課是歷史課，他在講臺上用孩子式的語言，把一節課給“念”了下來。整堂課學生們大笑不止。最后，一個女生在交上來的作業本封面上畫了一幅漫畫，一只老鼠拿著麥克風在課堂上講話，下面寫著：“你是哪個廟里的和尚，會不會念經？敢來教我們！”
從那時起，張思明就開始了他的自學計劃。他找來了當時能找到的大學數學課本，開始自學微積分。他做了大量的習題，但是面對學生提出的問題，他仍然感到專業知識不夠，指導學生課外活動也力不從心。
最艱難的時候，他總會想起父親生前對自己的教導：“人最主要的素質就是要有學問，要有一種高貴的品質，要有意志。”
那些年，張思明的生活節奏是用“秒”來計算的。他先在北京大學數學系78屆當旁聽生，又到首師大夜大學借讀。1981年，北京開設高等教育自學考試，他又毫不猶豫地報名參加。而他在學校還當著班主任，每周有兩個班12節數學課和課外活動課要上，300本作業要改。沒有寒暑假，沒有休息日，做了幾千道題和３０多本專題學習總結，摞起來有一米多高。五年里頻繁奔走于60多場考試，張思明終于換來一張在母校當教師的“合格證”。
五年的自學，讓他學會了合理地統籌時間，培養了他克服困難的勇氣，這是比文憑更為寶貴的東西。總結出經驗后，張思明為自己設計了更高的目標。因為他認識到：要給學生一杯水，教師就要有一桶不斷更新的活水，教師應終身學習。
1990年，張思明又成為日本岡山大學的教師研修生。在日本的一年多里，他的勤奮善良廣為人知。優秀的畢業論文、第一名的驕人成績、自尊豁達友善的品質等，改變了馬來西亞、泰國等國留學生以及日本人對中國、對中國人的偏見。
回國后，張思明邊工作邊在首師大接著攻讀碩士學位。他用兩年半的時間，以全優成績完成了三年的學業。
從一個不甚合格的高中畢業生，到北京市首批自考數學本科三個獲得者中的一個，到今天擁有碩士學位，并在中學數學界取得了令人矚目的成績，其間，張思明流過多少淚水和汗水，惟有無數個夜晚的星星和清晨的朝霞能夠記得。
張思明常說，要給學生一杯水，教師自己就要有一桶水，他認為這個說法對現在和未來的教師已經不夠了。“桶”里的水畢竟是“死水”，不更新，它的可用含量就會大大降低。作為跨世紀的教師，應該去開鑿并擁有“一眼泉”。張思明正是用行動來鑿這“一眼泉”的。
只有愛才能喚醒愛
張思明對于教育，對于愛學生，有著自己獨到的見解。他說，對教師來講，真正的愛，是要對學生進行很好的觀察。當發現學生需要溫暖時，不要直接給他溫暖，而是給他一把柴刀。并說，你去打柴，不會打，我告訴你怎么打。然后，遠遠地看著他，如果他不能劃著火柴，再幫他做一件事情。絕對不要代替他去做任何事情。他認為，這種愛才是對孩子真正的愛，是對他一輩子負責的愛。
只有愛才能喚醒愛，這是張思明最切身的感受。
當13歲的他推著家里的自行車到委托商行寄買時，商行的人問他為什么賣車，想賣多少錢？他說他媽媽病了，想賣７０塊錢。結果商行的人對他說：孩子，我們給你90塊錢。20塊錢，當時夠他們一家一個月的生活費了。
這樣的記憶在他的成長歷程中有很多很多。這些來自陌生人的愛心，讓張思明對愛有了深刻的認知，也滲透到他后來對事業、對學生、對他人的一舉一動中。
他曾教過一個少一段手臂的女孩子。他注意到：在割草這樣的勞動中，那顯然少了許多靈便的女孩子總是比別人多流好多汗，完成得和大家一樣多、一樣好。一次他收到一封來自邊防戰線的信，一個士兵在信里說，覺得生活太沒意思。張思明將這封信交給了那個女孩子，讓她給這個士兵回信。女孩子吃驚地望著數學老師：“為什么選我？”張思明說：“你最有資格。”如今，那個女孩子已畢業多年。她后來寫信說：“這是今生對我影響最大的一件事。老師給我的是一種信念。”
“教育的最高境界是不留痕跡。我希望自己能夠到達這個地步。成長的過程是需要愛、需要尊重與理解的過程。老師創造機會給學生更多這樣的人生體驗，是遠比授業解惑更難也更重要的事情。”張思明說。
每年，張思明都會收到不少畢業或出國的學生們的來信，他們回憶道：“老師會生病，但老師從不誤課”，“您的課堂永遠是活潑的，您的話給了我很大教益，倒不是它的詩意，而是它的內涵……”
