【清華人物】二十年磨一劍??記鄭泉水教學(xué) /編號:HY660TT
2015-01-11 13:24 來源:http://www.elinglong.com/ 閱讀: 次二十年磨一劍。
??鄭泉水教學(xué)和黃克智院士完成的“張量函數(shù)表現(xiàn)實踐與材料本構(gòu)方程不變性研究”名目取得了2004年度國度天然迷信獎二等獎。
??對于這項工作,有名理性力學(xué)家、英國皇家學(xué)會會員斯賓塞傳授曾公然評估:“該研究為各向異性材料的持續(xù)介質(zhì)力學(xué)/物理的同一感性公式化指引了途徑。”眾多的古代產(chǎn)業(yè)技巧,如汽車的沖壓和模具的成型等,涉及復(fù)雜的、不可逆的大變形和各向異性,須要用描繪不同材料作為變形體的力學(xué)性質(zhì)的所謂本構(gòu)方程。簡而言之,這個研究成果應(yīng)用材料自身的內(nèi)在對稱性,對龐雜本構(gòu)方程當(dāng)時進(jìn)行明顯的、必不可少的簡化,為終極失掉各種材料的各種力學(xué)行動的本構(gòu)方程樹立起一個廣泛實用的、科學(xué)的和邏輯的系統(tǒng)框架。
??在清華,作為力學(xué)專家,同時作為固體力學(xué)研究所所長、工程力學(xué)系系主任,鄭泉水的角色是多重的。但給人印象最深的是,他是一個學(xué)者,一個在思考中前進(jìn)的教師。
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做學(xué)問中的創(chuàng)新:普通是在對前人的成果有深刻的認(rèn)識后能力發(fā)生
??創(chuàng)新,是目前一個時興的名詞。聽鄭泉水教授談創(chuàng)新,讓人覺得,立異不是一個時時在科學(xué)家腦筋中映現(xiàn)的框框,而是做知識做到必定境界,瓜熟蒂落的靈感。
??在我進(jìn)入張量函數(shù)的研究之前,曾經(jīng)有一個比較簡略的問題,國外不少著名科學(xué)家花了18年才解決,這是當(dāng)時該范疇的一個寫照。還有一個問題,別人做了三四年沒有解決,我花了一周的時間就找到了解決問題的辦法。
??經(jīng)由10余年研討積聚后,我發(fā)展了多個新方式,全部思路是跟別人不一樣的。所以我以為,所謂的翻新,個別是在對前人的結(jié)果有比擬深入的意識的基本上才干夠產(chǎn)生的。
??我很早就很崇敬愛因斯坦。我愿望我的研究作風(fēng)、做學(xué)識的立場都可以像他那樣,也總是生機(jī)自己在某些方面有比較大的成就,頭腦里老是閃現(xiàn)一些怪僻的主意。
??我小時候愛好畫畫,這在一定水平上培養(yǎng)了我的空間設(shè)想能力。還有,我看東西看得很雜,這對我也是一種很大的輔助。所以我教學(xué)生也是這樣,讓他們一定不要被面前的那一點點貨色局限住,一定要盡力構(gòu)想別人可能還不想的東西,而后去做,成功的概率就比較大。這需要有廣闊的視野,在做學(xué)問上有很好的感覺。這種感到就是在充足積累各方面信息的基礎(chǔ)上培養(yǎng)起來的。
做學(xué)問的態(tài)度:真正做到有影響,要花很長時間
??從1981年開始研究張量函數(shù),到1994年主要的理論體系框架完成,到2003年整個項目完成,鄭泉水和他的同事花了20多年的時間。鄭泉水說:“現(xiàn)在社會上急功近利的景象比較重大,要超脫于此才有可能做出比較大的成果。”
??現(xiàn)在我的領(lǐng)會是:從客觀前提到主觀因素,大家都比較難平心靜氣地去做一些研究。比方說我現(xiàn)在手頭拿到了一個研究項目,只有3年的期限,3年當(dāng)前就得換項目,這樣的換法很難出重大的研究成果。現(xiàn)在相稱一部門人都急著要出論文,急著拿項目,這樣的心態(tài)很可能會影響到科研成果的成色。
??我感覺有些人對于科研項目的關(guān)注超越了項目本身應(yīng)該存在的意思。項目的主要目標(biāo)是解決科技問題,項目本身不是目的。清華有全中國一流的老師和最好的學(xué)生,但是為什么真正有分量、有創(chuàng)意的國家獎項絕對少一點呢?我想這是一個主要的原因。
??在2004年國家科學(xué)技術(shù)嘉獎大會上,我有幸與獲國家做作科學(xué)獎的代表們朝夕相處、獨特參加了多項運(yùn)動,從而有機(jī)遇更深刻地懂得這些獲獎人及其獲獎項目。令我感想最深的是,絕大多數(shù)國家天然科學(xué)獎的獲獎?wù)叨奸啔v了長期不懈的追乞降不知疲倦的研究,甚至連續(xù)了三四十年。記得在一次與部分青年骨干教師的座談會上,前任校長王大中院士一再吩咐大家要有“十年坐冷板凳”的信心,潛心做好研究。我希望我的同事們能夠潛心做研究,保持自己的方向。我也逼真地希望我們能夠有一個更好的政策和學(xué)術(shù)文明氣氛,使得更多的共事,包括我自己,能夠潛心學(xué)術(shù)。
學(xué)天生才的主要條件:興致與自負(fù)
??只有學(xué)生對學(xué)習(xí)有興趣,是不是對力學(xué)感興趣并不重要;能夠進(jìn)清華的學(xué)生都是杰出的,他們將來都可能是成功的,只不外可能在不同的方面勝利罷了。談到本科生的培養(yǎng),鄭泉水首先論述了兩個理念。
??我認(rèn)為現(xiàn)在的本科生成才率偏低,我們教師對此是負(fù)有責(zé)任的。我總結(jié)了一下,重要有兩個起因:一個是從前我們十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生首先要把自己的專業(yè)知識學(xué)好,但實際上專業(yè)知識只是本科生成才的一個方面,有些學(xué)生對于自己的專業(yè)實在并不感興趣;還有就是因為學(xué)校的一些評價體系使得學(xué)生對自己損失了信心。一沒興趣,二沒信念,他怎么可能好好學(xué)?
??針對這些問題,固膂力學(xué)研究所專門請了多少個老師在海內(nèi)做了4個月的調(diào)研,全部老師對這些問題也做了兩年的研究。在這個進(jìn)程中我們的教養(yǎng)理念有了很大的轉(zhuǎn)變。
??現(xiàn)在我們把目的調(diào)整到盡可能使大面積的學(xué)生成才,而不在乎他未來是否還是學(xué)力學(xué)。我們當(dāng)然要從學(xué)生當(dāng)中發(fā)掘一批在力學(xué)方面感興趣的人,對那些對力學(xué)不太感興趣的學(xué)生,我們激勵他去學(xué)別的專業(yè)。
??還有我們現(xiàn)在的評價體系比較強(qiáng)調(diào)排名。有的學(xué)生在清華斗爭了很長時光,興許最后的目標(biāo)就是合格,這跟他在中學(xué)的狀態(tài)反差太大。所以我感到目前學(xué)生的評價體系要做一個改變:不要把學(xué)生學(xué)習(xí)成績的名次作為一個基礎(chǔ)的評價。
??影響一個人成才的因素是多方面的。一個學(xué)生在力學(xué)系排第100名,這并不象征著他不能成為最優(yōu)良的人才,他的為人、誠信、親和力、組織能力、團(tuán)隊精力等多方面的因素都是他將來成功的因素。大學(xué)教育就是要大大加強(qiáng)對學(xué)生的基礎(chǔ)教育和素質(zhì)教育,要鼓勵學(xué)生創(chuàng)新,鼓勵學(xué)生承當(dāng)義務(wù)。為此,力學(xué)系采用了一些詳細(xì)辦法落實這些理念。我們增添了一個專業(yè)教育課,把力學(xué)先容給大家,如力學(xué)在社會科技發(fā)展中所起到的作用等,讓學(xué)生有比較寬闊的眼界。另外我們對課程體制也做了調(diào)整。從兩個方面勉勵學(xué)生:鼓勵在力學(xué)方面有興趣的學(xué)生持續(xù)深造;打算開辦“力學(xué)節(jié)”,讓學(xué)生在著手能力、組織能力等多方面得到全面發(fā)展。
教師的角色:做學(xué)生的引導(dǎo)者
??本科生和研究生處于不同的學(xué)習(xí)和研究階段,教師在培育他們的時候著重點應(yīng)當(dāng)是不同的,然而有一點是雷同的:作為一個研究型大學(xué)的老師,僅僅對學(xué)生實現(xiàn)常識的傳授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,先生同時仍是學(xué)生的引誘者,領(lǐng)導(dǎo)的作用不僅體當(dāng)初學(xué)習(xí)和研究方面,還包含如何做人。
??我所教授的本科生課程,重視把課程與目前力學(xué)界比較關(guān)注的前沿問題聯(lián)合起來。好比在我教授的材料力學(xué)里面我主要的關(guān)注點有兩個:一個是材料力學(xué)是基礎(chǔ)學(xué)科轉(zhuǎn)到工程學(xué)科的一個橋梁,在整個學(xué)習(xí)的思路上要做很大的調(diào)整,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中要學(xué)會如何作假設(shè),怎么進(jìn)行簡化等等;從材料力學(xué)可以引導(dǎo)出良多沒有解決的科學(xué)和實際工程問題,讓學(xué)生留神到這些問題有助于培養(yǎng)他們的思考和興趣。
??我的一個理念是要逐漸增強(qiáng)本科生自主學(xué)習(xí)的意識和才能。由于我?guī)б恍┭芯可臅r候發(fā)明,我們的學(xué)生讀研究生了還是不會自主學(xué)習(xí)。到了研究生階段,應(yīng)該是導(dǎo)師只給學(xué)生講一點,大局部還是需要學(xué)生自己去看書的,可是有的學(xué)生不能夠適應(yīng)這種模式,這就闡明我們的大學(xué)教導(dǎo)在這方面做得還很不夠。
??在研究生培養(yǎng)方面,固體力學(xué)研究所也花了很長時間做研究。他們發(fā)現(xiàn)研究生畢業(yè)之后存在兩個比較顯明的短項,一個是知識面太窄,另外就是課程的深度不夠。
??為什么說知識面太窄?現(xiàn)在無比強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新性研究,強(qiáng)調(diào)多學(xué)科穿插,因為只有這樣,研究者才能獲得一些一流的成果。但是這種創(chuàng)新性研究往往取決于你的眼界和知識面,是否見多識廣,是否能夠依據(jù)你所控制的知識發(fā)生許多聯(lián)想。我們的研究生課程很長一段時間就是那幾門課程,學(xué)生的視野過于狹小。后來我們參照了美國、歐洲、日本、俄羅斯的課程體系,做了很多的研究。
??在研究生的課程設(shè)置上咱們做了很大的調(diào)劑,一是加大了課程的深度,另外一個是拓寬了授課所波及的知識面,設(shè)置了物理、資料、數(shù)學(xué)等副科課程,盼望這樣的課程設(shè)置可能加強(qiáng)學(xué)生發(fā)展的潛力。
??做得比較好的是我們始終堅持了20多年的討論班軌制,這為開闊研究生的眼界、營造良好的學(xué)術(shù)氛圍起到了要害作用。現(xiàn)在討論班已經(jīng)發(fā)展到三個層面:第一個是全所的探討班,每次都有上百名老師和研究生加入,專業(yè)面比較寬,討論的都是比較前沿的、比較宏觀的問題。這個討論班的呈文人有各種專業(yè)背景,除了研究力學(xué)的,還有研究物理、材料、數(shù)學(xué)、工程、化學(xué)、生物的專家。全所分了8個研究方向,研究方向相同的人還有一個范圍小一些的討論班,這是第二個層面。第三個層面是,每個老師跟自己的學(xué)生每個禮拜有一次“小組會”,現(xiàn)在我們運(yùn)行得異常好。每個學(xué)生在小組會上要做幾件事:用幾到十幾分鐘時間把自己在前段時間內(nèi)瀏覽文獻(xiàn)的精要介紹明白;講演自己所做研究的進(jìn)展;對別人的報告進(jìn)行討論。很多科學(xué)問題和很有創(chuàng)意的設(shè)法,就是在這樣的氛圍中、這樣的共同窗習(xí)中提出來的。
??我是偏愛基礎(chǔ)研究的,我的學(xué)生也都隨著我研究一些前沿科學(xué)問題,這些問題大都是我們自己提出的,而且沒有確實論斷,只有我們的料想。學(xué)生們開端往往很不習(xí)慣,碰到艱苦就說:“老師,這個問題似乎錯誤,房地產(chǎn)開發(fā)投融資,做不下去,好像不是你猜的那樣”。我告知學(xué)生,真正好的研究生,不僅是來判定老師猜想的對與錯,而是參照老師指引的方向和目標(biāo),在探尋、探索中,追求著科學(xué)的真諦。
??為了造就博士生遼闊的學(xué)術(shù)視線,鄭泉水還不斷把本人的學(xué)生送到國外和自己的配合搭檔一起進(jìn)行研究,學(xué)生因而受益匪淺。
??至今,鄭泉水帶出的5名博士生中,有2名獲得了“全國優(yōu)秀博士論文”獎。獲得“2002年度全國優(yōu)秀博士論文”獎的博士生杜丹旭在總結(jié)中寫到:“逾越了滿意于只斷定問題正誤的階段,而去自動尋找各種問題的解決方法,我終于進(jìn)入一個新的境界。”剛通過“2005年度全國優(yōu)秀博士論文”最后評審的博士生劉哲在得悉獲獎之后感嘆道:“在鄭老師的領(lǐng)導(dǎo)下,我從一個懵懂的、只會求解功課題的本科生,逐步改變?yōu)橐粋能思考和解決未知謎底問題的研究生。我更深深體會到,作為一個學(xué)者,思考和提出問題要遠(yuǎn)比解決問題更加重要。”
??喜歡畫畫,喜讀歷史,曾經(jīng)是中學(xué)籃球隊的隊長,喜好普遍是鄭泉水的一大特色,這培養(yǎng)了他易于領(lǐng)有廣闊視野的上風(fēng)。他說,這畢生他都要感激他的父親,是父親早早就告誡兒子要專一做事。
??現(xiàn)在,鄭泉水和他的團(tuán)隊正在納米科技領(lǐng)域磨著另外一把“寶劍”,已經(jīng)磨了5年,他說,至少還要再磨5年。
消息核心記者 文:周襄楠、覃川 攝影:郭海軍
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