1998年硕士研究生毕业，张冠茂留校任教，“在我之前的师资研究生一个都没留下，我的师兄工作了大概一年走了，跟我一块本来应该留校的同学也走了。”2000年前后，华为公司向张冠茂伸出了橄榄枝，经再三思量，他选择了继续留在兰大，“我选择留下是因为我比较喜欢写写算算，做自己喜欢的研究，同时也喜欢高校相对单纯的生活环境。我本硕博都是在兰大攻读的，对学校是有感情的。兰大是我生活的土壤，我已是兰大的一部分。我希望兰大越办越好，能够跻身全球范围内的世界一流大学的行列，这是我的愿望。当然这中间还有很长的一段路要走，需要兰大的老师和同学们长期的共同的努力。”张冠茂的决定同样得到了家人的支持。言及此处，张冠茂给如今的大学生提出建议：面临选择时要学会自己抉择，不要轻易受周围人的影响。
2007年，张冠茂博士毕业，同年晋升为副教授。之后先后指导硕士研究生28名，已毕业19人，在读9人，完成指导在职工程硕士毕业论文20人次。期间曾于2010年赴美国中佛罗里达大学（UCF）光学学院（CREOL）之光通信研究组（OFC）进行访学研究。
他严谨治学，担任了两名本科生的莙政学者指导老师，所在OFC课题组发表学术论文30余篇，其中SCI/EI论文10多篇，主持完成一项工程硕士专业教改项目，获得优秀会议论文奖励两次。他勤于实践，担任了本科生创新创业大赛的指导老师，并指导本科学生获得全国大学生电子设计竞赛国家一等奖、二等奖各一项，“博创杯”嵌入式设计大赛全国二等奖两项，以及甘肃省特等奖五项，获得兰州大学创新创业优秀指导教师称号。
在二十多年的教育生涯中，张冠茂始终严格要求自己，曾经担任过通信工程系系主任、四届本科生班主任及两届研究生班主任，多次被评为优秀个人、优秀指导工作者或优秀班主任，被学生们评价为“一位十分亲切而又认真负责的好老师”。
他注重培养学生的思维能力和分析问题的方法。“对我来说，我的主要目标就是要把我所掌握的这门专业课的知识、分析和处理问题的方法传授给大家。希望大家掌握这一个专业领域的基本概念和原理，掌握相应的一套研究方法，从而在将来的实际工作中或者研究工作中能够处理所遇到的问题，这是我作为老师最为看重的一个方面。”
近几年，张冠茂主讲的专业课程有 《现代通信原理》和《光电子技术与光纤通信》，这是信息学院相对比较难的一些专业课程。他表示，这些课牵涉到很多其他的专业基础课程，如高等数学、概率论与数理统计、电路类课程、信号与系统、电磁场与电磁波等，同学们经常会觉得这门课比较难。
如何去“讲好”这些“比较难”的课程，张冠茂有自己独特的思考和见解。他认为讲透知识并贴切主题，将课程知识变得生动，不仅仅是需要讲些有趣的故事，更需要不断地寻找最适合学生的教学方法，才能更好地让学生学有所得。他经常会联系最新的时事、最新的案例去启发学生思考，课间经常给同学们补充一些新鲜的素材，如中美贸易战，他就给同学们看一些特朗普的讲话、任正非的讲话视频等等，并探讨其中与专业相关的问题，保证授课内容与时俱进、贴合实际。
此外张冠茂提及，由于专业课比较难，经常会有学生听不懂，很难连贯地讲下去，“遇到这种情况，一般我就会拽着大家走，相对地，我讲得多些，但是也会穿插着提问学生，进行一些互动，也会针对性地留一些课后作业。”他努力把理论知识讲得更好理解，讲方向与思维、讲过程与结果，同时鼓励学生积极参与各种各样的专业比赛和社会实践，“我更希望和看重的是培养一个学生的综合能力，就算同学们将来不在通信这个行业了，这些处理问题的方法也能够在他们新的环境里、新的方向上用起来”。
张冠茂能给学生的除了进行专业指导外，更多的是给予信念上的鼓励和支持。在参加大赛之前的备赛期间，学生经常熬夜攻坚克难，越临近比赛、压力和工作量越大。作为指导老师之一，张冠茂总会陪着学生熬过最紧张的时段，提供专业方面的指导。
在比赛的过程中免不了会遇到各种各样的困难，张冠茂总是带领同学们一一加以克服。
2013年参加全国大学生电子设计竞赛拿到了甘肃省赛区特等奖，10月份接大赛组委会通知要在南京大学对抽中的参赛队伍进行复测，那时学校正在开校运会，张冠茂马上把手头的事情安排好，随即买好火车票，带着三个学生和作品从兰州赶往南京。由于时间临近，已经没有了兰州直达南京的火车票，一行人只好先连夜赶往西安，再从西安辗转到南京，全程硬座，所幸赶上了大赛作品复测的最后时刻。
竞赛考验的不仅是专业知识，更是临场的心理素质和应变能力，“当时国家队的测试环境对我们设备的要求非常苛刻。举个例子，红外光的传输测试过程，在省赛测试现场，老师们都会把窗帘拉上，避免其他杂散光的干扰，但在南京抽测时所有的窗帘都是拉开的，室内和室外的亮度是一样的，就看我们能不能克服，最终我们的作品还是通过了检测”，张冠茂回忆说。
据2017级计算机一班的班长讲述，张老师非常关心学生情况，经常组织召开班会，同时在微信和QQ中与本班学生和学生干部保持联系，时刻关注着班级动态。每逢班级组织活动，他只要有空就会去参加。逢年过节或是赶上班级获奖，张老师也一定会在群里冒泡发红包，活跃班级气氛，激励学生再接再厉。对于班里那些因为倾注太多心血在各类大赛上、因而或多或少耽误了正常学业的学生，每次开完班会张冠茂总会把他们留下来单独叮嘱，希望他们在比赛和学习之间做到两者兼顾。
2018年5月的一天，班上的一名学生在球场上出了意外，被倒下的球门迎面砸伤，张冠茂得知后立即赶到兰大一院，与其他老师学生一起将该生送到了急救室，做各种医疗检查，并及时安排受伤学生住进了ICU病房。在该同学住院治疗期间，张冠茂一直关注着治疗情况，经常前往探望。在此期间，张冠茂的儿子因为打篮球脚踝严重受伤也需要就诊与陪伴，但他却一直连夜陪伴在学生的身边。“我是班主任嘛，一方面我是为了了解这位同学的恢复情况，另一方面我也尽量陪陪他的父母，给他们舒缓一下压力，以稳定和释放学生家长的紧张情绪。基本上我知道他的治疗过程。”经过一段时间的治疗，这位同学终于康复出院。