外公张耀翔于1920年回国，在北京高等师范学校（北京师范大学前身，以下简称“北高师”）任教，讲授普通心理、实验心理、儿童心理和教育心理等四门课，全部讲义纲要都由他自己编写。
外公提倡用科学实验的方法研究人的心理，到北高师任教后做的第一件事，就是筹备建立心理实验室。他在教学楼上找到大小两个房间，把从美国带回的仪器及后来陆续添置的仪器摆放在小房间里，大房间用来做实验。这是中国最早的心理实验室之一。
外公不赞成学生在课堂上把主要精力用于做笔记。他指导学生阅读专业书籍、讨论问题、做实验，并撰写论文。教学之余，他大力宣传、介绍心理学这门新的学科，希望让人们知道这个学科不仅可以应用在教育上，还能应用在实业、商业、医学、法律、军事、艺术以及日常生活等方方面面，是一门很有实用价值的学科。
一位听过外公授课的老先生告诉我，外公讲课非常风趣、幽默，极富感染力。将古今中外各家学说融会贯通于自己的主张之中，既有科学性又有趣味性，大教室总是座无虚席。很多其他系的学生也赶来旁听，连门外都站满了人。
外公的名气很快传遍各校，第二学期就有三个学校邀他兼课。他辞去其中两个，只在北京女子高等师范学校讲授“儿童心理”，并在该校作了题为《心理测量》的报告。他把报告内容写成论文，发表在北高师办的《教育丛刊》第一卷上，被当时学界称为心理测验在中国的第一声。在他的提议下，北高师率先将心理测验列为入学考试科目之一。
正是因为到北京女子高等师范学校兼课，使外公有缘结识了该校国文部女生程俊英。程出身书香门第，父亲程树德是我国著名法律史学家，20世纪初考取举人，由清廷公派赴日本法政大学留学，归国后任翰林院编修。辛亥革命后，程树德任北京大学、清华大学教授。其代表作《九朝律考》被翻译成多国外文，是研究中国法律史不可或缺的重要文献。正是在这种家庭环境的熏陶下，程俊英少有大志，好读书，于1917年考取北京女子高等师范学校，跻身中国第一批女大学生。期间，她受到***、胡适、周作人、胡小石、刘师培、黄侃等先生的教诲，深受新思潮影响。胡适先生给这些女大学生讲授“中国哲学史”，讲义是用崭新的白话文写的；***先生讲“社会学”和“女权运动”两门课，使程俊英初步接触到马克思主义理论，了解世界劳动妇女争取自由平等的现状。在***先生的带领下，她积极投身五四运动，与该校庐隐、王世瑛、陈定秀等另外三位女性，并称为“五四四公子”。她还参加了***先生执导的话剧《孔雀东南飞》的演出，饰演剧中女主角刘兰芝。这是一部反抗封建礼教，争取婚姻自由的戏，剧中台词缠绵悱恻，许多观众看了都泪流不止。
一次，教务处邀请张耀翔作公开演讲，谈心理测量，让程俊英担任记录。会后，程将记录稿送交主讲人审阅。教授对这位相貌秀丽且超凡脱俗的女学生一见倾心，遂展开了猛烈的追求。最后，两位誓以尽瘁教育为终身职责的人终于走到一起，在知识界传为一时佳话。1923年2月12日，外公、外婆在北京报子街聚贤堂举办了婚礼。前来祝贺的有近千人，多为教育界人士和学生。不少学界名人也来参加，如***、胡适、石评梅、庐隐等，可谓盛况空前。
1921年，南京高等师范学校举办暑期教育讲习会，外公负责“教育测验”和“教育统计”两门课的教学。讲习会结束前，学员们联名发起成立心理学组织，获得几位心理学教授的赞同，中华心理学会宣告成立。大家投票选举外公张耀翔为首任会长兼编辑股主任，陈鹤琴为总务股主任，陆志韦为研究股主任，廖世承为指导员，邰爽秋等为干事。这是中国第一个心理学会。
1922年，外公发起创办了我国第一份心理学专业杂志——《心理》，并担任主编。这是当时东方第一种心理学刊物，比日本创办同类期刊还早一年。《心理》杂志第一期出版不到一个月就再版了，当时科学刊物在极短时间内再版的殊不多见。外国许多图书馆和大学纷纷来函订购。次年，日本第一种心理学杂志也问世了，其中译有外公的文章。那时外婆程俊英即将从女高师毕业，她们这些参加《孔雀东南飞》演出的同学，用售票款做经费，集体赴日本参观。她在好几所大学的图书馆展示台上，都看到外公主编的《心理》杂志，感到无比自豪。
外公作为杂志主编，在选择文章时采取“认文不认人”的原则，虽名家所写但水平不够者不录，有独到见解则学生之稿亦登。当时学者，如梁启超、陆志韦、陈鹤琴、廖世承、谢循初、艾伟等都积极参加撰述，外公本人也先后在该杂志上发表了29篇论文。他在创刊号上发表的《中国学者心理学之研究》一文，将过去16种著名杂志中有关心理学的113篇论文编成索引，并摘要介绍，使研究心理学的人深感便利，开创了我国论文索引之先河。
《心理》杂志在当时备受读者欢迎，对心理学在我国广泛传播，起了重大作用。它的印刷费靠心理学会会员每人每年交两元会费来维持。会员虽每年都在增加，但分散在各地，会费不易收齐。外公全力支持《心理》杂志，印刷费用不足部分，由他自掏腰包补齐。不过，个人收入毕竟有限，而学校又年年闹欠薪，由于经费艰窘，这个刊物出了14期就停刊了。为了使更多的心理学爱好者读到有关论述，外公于1932年从该杂志中选出50篇论文，辑成《心理杂志选存》，分上、下两册由中华书局出版。
外公是我国第一个提倡新法考试者。所谓新法考试就是今天国内外广泛运用的判断正误法和选择答案法，这些方法在20世纪20年代初的中国，却几乎无人知晓。1922年，外公在《教育丛刊》上相继发表了关于新法考试的三篇文章，介绍各种新法考试的格式、编制方法、计分方法及实施规则。文中总结了旧法考试的诸多弊端，如旧法考试多以作文和问答为主，这种考试法对学生来说有三种痛苦：（1）预备功课时死记的痛苦；（2）临考时搜索枯肠，无病呻吟的痛苦；（3）考试后盘算自己的答案合不合乎教师的心意，疑惧自己能不能得到好分数的痛苦。新法考试能减去第一种痛苦的大半，完全免去第二、第三种痛苦。他介绍正误法时认为，答对者得分，答错者倒扣分。倒扣分使学生不能抱有侥幸心理，必须对问题有十分把握才答，对没有把握的可以不答。如果对这门课没有充分复习和准备，完全乱猜，则对、错相互抵消，仍得零分。而且，正误法和选择答案法，对就是对，错就是错，可避免判分的不公平，也可以让学生自己判卷或交换判卷。（张耀翔：《新法考试》，《教育丛刊》第二卷一、二、三集，北京高师，1921年） 河南教育厅厅长李步青读了外公的文章，颇以为然，接连写来好几封信，详细询问具体操作方法。他在国内最先实施了新法考试，之后又详细告知外公新法考试在该省的实施情况。
外公也是我国最早搞民意调查的人。1922年，北高师为庆祝建校14周年举办成绩展，当天有一千多宾客前来参观，都是学界人士。为了解舆论动向，外公组织学生给每位来宾发一份问卷，上面有八个问题，请他们回答。事后共收到答卷931份。他根据调查结果，写了《民意测验》一文，刊登在《心理》杂志二卷一号上。这八个问题及调查结果如下：
（1）假如你有选举权，你将推举谁做下任大总统？答卷中孙中山以压倒优势取得最多票，而当权的黎元洪、段祺瑞都远不及他。不可一世的吴佩孚只得15票，曹锟8票，张作霖1票；
（2）你赞成女子参政吗？有786票答曰赞成，占84%；
（3）你最喜欢读的中国旧小说是哪一本？419人答最喜欢《红楼梦》，其次是《水浒》、《三国演义》；
（4）当今活着的中国人你最佩服哪一个？结果孙中山得票最多；
（5）你相信宗教有存在的必要吗？结果三分之二以上的人认为没有必要；
（6）中国有许多不良的风俗习惯，你觉得哪一样应当先改良？大部分答卷认为首先应当改良不合理的婚姻制度，其次是缠足与迷信；
（7）北京地方上急当设立的是什么？大量答卷认为，急当设立电车，其次为工厂、平民学校；
（8）北京地方上急当取缔的是什么？多数人认为北京地方急当取缔娼妓和欺压平民的警察。（张耀翔：《民意测验》，《心理》二卷一号，1923年2月）
这个民意测验的结果，反映了经过五四运动的中国知识分子的思想状况，至今仍具有史料价值。其中“你选谁做大总统”一题，当时北方人民只知道黎元洪、段祺瑞、吴佩孚等人，对孙中山还不大了解，而调查结果却是孙中山先生得票最多。同事们都劝外公不要发表这项结果，免得触犯当局。但他认为民意是会受知识界意见影响的，那些尚未有见解的人或许能受到测验结果的启发，于是冒险在北京《晨报》上发表，谁得几票直接写明。不久之后，果然有身着军服的人来找他，质问这项民意调查的意图。多亏北高师校长陈宝泉先生出面说明，这纯属学术研究，才使外公免于囹圄。
1923年，北高师更名为北京师范大学，外公继续在校执教，同时兼任教育研究科（即研究生院）主任。他学贯中西，一向提倡“外国学问中国化” 的治学原则，尤其重视挖掘我国古代心理学思想宝库。在教书和写作中，常用中国古籍中的例子解释西方心理学的一些观点，非常生动，深入浅出。例如他在《情绪心理》一书中谈到“一见钟情”，举了《西厢记》中的例子：“张生一见崔莺莺，魂儿立刻就飞到九霄云外去了。”再如，写人在发怒的时候，生理会发生变化，声音会变粗，甚至能使敌人恐惧。举了《史记》中的例子：“项羽一怒，汉军皆披靡，人马俱惊。”在《论空间知觉》一文中，讲到俯瞰所产生的视错觉，举杜甫名句：“会当凌绝顶，一览众山小。”
外公一生出版了四本心理学专著——《感觉心理》《情绪心理》（1947）、《心理学讲话》（1945）、《儿童之语言与思想》（1948），发表过100多篇论文。《心理学讲话》一书出版后，不到百天就再版了，半年后二版售罄，足见当时对心理学感兴趣的国人日益增多，这已经不再是一个冷门学科。外公的文章涉及范围很广，有些内容颇为有趣，如《人生第一记忆》《商人心理浅测——北京商店招牌用字》《中国历代名人变态行为考》《论科举为智力测验》《中国人才产生地(清代进士之地理分布)》等。
外公对于了解国人识字多寡的问题颇为重视，1931年编制了我国第一个识字测验。他以当时商务印书馆出版的《增订放大实用学生字典》为蓝本，采用随机抽样法，从该字典收入的13469个汉字当中，选取了100个字，每个字代表134个汉字。这样，少则5分钟，多则20分钟，便可测出被试者的识字量。测验的方法是：先将试题中的字依次写在一张纸上，然后问被试者：这个字怎么读？是什么意思？如果被试者答对读音，并能说出该字的一个解释，或把它同其他字连成一个词或一个句子，则该字就算作认识。外公用这个测验在北平八所学校（从幼儿园到高校研究生院）进行了测试，并将研究结果写成《识字试验》一文，发表在《心理》杂志上。据母亲生前回忆，当时上海一些大公司招聘人员面试时，就用外公编的识字测验了解应聘者的文化程度。著名心理学家艾伟在他的《汉字问题》一书中，这样评价外公的识字测验：“张氏对于识字量一问题力求解决，并广为宣传，在十数年前之中国，可谓科学界之先觉。”
关于中国心理学的发展途径，他在1941年撰写的《中国心理学的发展史略》一文中，提出了九条著名建议：“（1）发扬中国固有心理学，尤指处世心理学，期对世界斯学有所贡献；（2）恢复各大学原有心理系或教育心理系，并酌设心理学院及心理研究所，使斯学日益推广；（3）编纂中国心理学辞典，使学者便于自修；（4）奖励实验，并设心理仪器制作所，使各校易于备置；（5）每年公费留学招考中，应设心理学名额，使专治斯学者有深造之机会；（6）多介绍西洋心理学名著，使国内研究者常有新的参考资料；（7）多从事创作及专题研究，使斯学日益进步；（8）创办分科心理学杂志，例如社会心理学杂志、变态心理学杂志等等，使各处研究结果得随时作有系统的发表；（9）竭力提倡应用心理学，尤指工业心理、商业心理、医药心理、法律心理及艺术心理，以应各方之急需。”
他的精辟见解，至今仍具有现实意义。
1928年，北师大闹欠薪，外公与另外几位教授抗议无果，只得辞职。此时，上海大夏大学聘请他，于是举家南迁。次年，他应暨南大学约请，同时在暨大与大夏两所大学任教，并兼任暨大教务长。
外公全心致力于教学、研究工作，不参加任何党派，认为官场太肮脏。1934年，国民党上海市当局想拉他参政，官方派人前来游说，请他加入国民党，被他婉言谢绝。次年秋，暨大招生。在考场上，教务员发现有一个男的代替女生参加入学考试，外公立即让他离开考场。这时，暨大附中一个党棍突然拔出手枪，对着外公，坚持让代考者考下去。校长闻讯赶来处理此事。外公感觉在此事件中受到极大侮辱，愤然辞职。经校方再三挽留，他还是辞去了教务长一职，仅肯继续担任教授。后来许多学生在背后议论说：“张老师就是因为拒绝入国民党，才遭此厄运。他的骨头真硬！”