時(shí)間:2022-10-16 08:29:33
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學(xué)校承諾“春節(jié)前畢業(yè)”
記者昨天聯(lián)系上了南京理工大學(xué)的相關(guān)工作人員,校方表示,目前周建偉博士畢業(yè)的事情經(jīng)過機(jī)械學(xué)院的老師和他本人的溝通,已經(jīng)圓滿解決。學(xué)校承諾讓周建偉在春節(jié)前畢業(yè)。這位工作人員說,并不存在導(dǎo)師不讓周建偉畢業(yè)這回事,只是學(xué)生因?yàn)檎业搅斯ぷ骱蟊容^心急,要求立即答辯。學(xué)校的博士畢業(yè)也有一定的時(shí)間表安排,要按部就班地來。
記者隨后聯(lián)系到了周建偉的導(dǎo)師,這位博導(dǎo)還沒有聽完記者的問題,就在電話里咆哮著說:“我不想談這個(gè)事情。”說完就掛了電話。記者還發(fā)了短信給這位博導(dǎo),想聽聽他的說法,但直到記者發(fā)稿時(shí),也沒有收到他的任何回復(fù)。
讀博只為逃避現(xiàn)實(shí)壓力
據(jù)了解,周建偉從武漢理工大學(xué)本科畢業(yè)后,先在南京廣州路上一家軟件公司工作了五年,后因感到工作的壓力太大,于是考上了南航車輛工程的研究生,3年研究生畢業(yè)后,周建偉又輾轉(zhuǎn)到南理工的機(jī)械工程學(xué)院繼續(xù)攻讀車輛工程系的博士。
熟悉周建偉的同學(xué)說,周建偉的性格還算開朗,不像是那種想不開的人,平時(shí)大家聊天的時(shí)候,他聊過為什么要讀博的想法。他說工作的壓力比學(xué)習(xí)的壓力要大得多,他本科畢業(yè)后每個(gè)月的工資近5000塊錢,但他覺得在私營企業(yè)工作沒有保障,5000多元的收入在付完房租、水電以及平常的應(yīng)酬后所剩無幾。
這位博士同學(xué)說,大家聽了他的話后都覺得不能理解,博士的月收入連補(bǔ)貼加上導(dǎo)師發(fā)的工資,也就900左右,怎么能和5000元比呢?周建偉則有著這樣的解釋:900多塊錢如果不談戀愛自己開銷也夠了,博士畢業(yè)后如果能到高校里工作,除了工資之外,學(xué)校還會(huì)給安家費(fèi)30萬元,科研啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)5到10萬元,這些都包括在收入之內(nèi),比在軟件公司工作壓力小多了。讀博士也是對現(xiàn)實(shí)工作壓力的一種逃避吧。
博士就是替導(dǎo)師打工
“現(xiàn)在大家都叫導(dǎo)師為老板,博士其實(shí)就是替導(dǎo)師打工的。”在《昨天理工大博士跳樓事件實(shí)拍》帖子被各大論壇轉(zhuǎn)載之后,也有不少博士網(wǎng)友發(fā)出這樣的感慨。周建偉也和千千萬萬的博士一樣,拿著導(dǎo)師每個(gè)月給的300塊錢工資為導(dǎo)師“干活”。在4年博士生涯中,周建偉所做的一切都在為最后的博士論文服務(wù)。前三年過得還算 “滋潤”,博士論文的開題,發(fā)表小論文,做實(shí)物和試驗(yàn)他都干得很順利。但到了最后一年,他開始焦慮,老婆整天催他趕緊寫論文,好早點(diǎn)出來工作養(yǎng)家糊口。他花了六七個(gè)月的時(shí)間完成了博士論文的寫作,在這期間,他經(jīng)常失眠,愁論文、愁畢業(yè)以及愁就業(yè)。
關(guān)鍵詞: 美國;博士生教育;培養(yǎng)模式
中圖分類號(hào): G649.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1673-8381(2012)05-0060-04我國自1981年初正式實(shí)施《中華人民共和國學(xué)位條例》以來,博士生教育作為最高層次的研究生教育一直備受關(guān)注。經(jīng)過全國高校多年的努力,我國博士生培養(yǎng)規(guī)模現(xiàn)已躍居世界前列\(zhòng)[1\],但是教育質(zhì)量沒有得到同步提高。博士生作為高端科技人才的領(lǐng)軍群體,其教育水平代表了一個(gè)國家高等教育發(fā)達(dá)程度、科研水平發(fā)展?jié)摿蛧液诵母偁幜ΑD壳埃袊幱趶摹爸圃齑髧钡健爸圃鞆?qiáng)國”的歷史性跨越階段,需要大量從事高新技術(shù)研發(fā)和交叉領(lǐng)域的創(chuàng)新型高水平科技人才,機(jī)械學(xué)科的博士生教育遇到了前所未有的契機(jī)和挑戰(zhàn)。培養(yǎng)模式是指為了培養(yǎng)學(xué)生具備特定的知識(shí)、能力和素質(zhì),學(xué)校在特定教育經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上以某種教學(xué)思想為指導(dǎo)、某些教育理論為依據(jù)建立的范型\[2\]。科學(xué)的培養(yǎng)模式是博士生教育質(zhì)量的保障。
美國擁有150多年的博士生教育經(jīng)驗(yàn),其培養(yǎng)模式經(jīng)過不斷改革和完善,日益獲得國際學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的認(rèn)可和效仿。本文以美國機(jī)械工程專業(yè)具有代表性的佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology,簡記為GaTech)為例,探討美國機(jī)械學(xué)科博士生培養(yǎng)模式的特點(diǎn),并結(jié)合我國現(xiàn)狀,提出建議,希望為我國博士生教育提供有益的參考。
一、 美國博士生培養(yǎng)模式
創(chuàng)建于1885年的佐治亞理工學(xué)院是一所以理工科見長的公立大學(xué)。根據(jù)US News & World Report的統(tǒng)計(jì),其工程學(xué)院研究生教育在全美連續(xù)4年名列第4,機(jī)械學(xué)科(Mechanical Engineering,簡記為ME)研究生專業(yè)在全美排名第6。ME在讀博士生約300人。下面以GaTech ME為例,介紹美國博士生的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方式、所包含的主要環(huán)節(jié)及其要求\[3\]。
(一) 培養(yǎng)目標(biāo)和方式
學(xué)生在獲得博士學(xué)位時(shí)應(yīng)達(dá)到以下目標(biāo):具有未來在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界從事工作所需的基礎(chǔ),并形成終生學(xué)習(xí)的意識(shí)和習(xí)慣;掌握先進(jìn)的分析問題和解決問題的方法,包括數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)等;掌握堅(jiān)實(shí)的深入的專業(yè)知識(shí),能夠成為某一領(lǐng)域的專家;具有寬廣的相關(guān)學(xué)科的知識(shí)基礎(chǔ),具有解決交叉領(lǐng)域問題的洞察力和技術(shù);掌握科學(xué)研究所需的技能,包括任務(wù)規(guī)劃、信息集成與綜合、團(tuán)隊(duì)合作、交流溝通、等;提升領(lǐng)導(dǎo)力、學(xué)術(shù)職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任感和服務(wù)意識(shí)。
博士生學(xué)習(xí)年限沒有特定要求,但要保證至少兩個(gè)學(xué)期為全日制注冊。博士生培養(yǎng)實(shí)行導(dǎo)師負(fù)責(zé)制,整個(gè)在讀期間可分為兩個(gè)階段:(1) 入學(xué)后第一個(gè)學(xué)期和導(dǎo)師共同制定培養(yǎng)計(jì)劃,開始課程學(xué)習(xí)、科研的前期準(zhǔn)備和調(diào)研工作,并通過資格考試。(2) 以科研為主,同時(shí)完成規(guī)定學(xué)分、教學(xué)訓(xùn)練、學(xué)術(shù)講座等環(huán)節(jié),最終在論文和答辯通過論文指導(dǎo)小組審核后獲得學(xué)位。在學(xué)期間,導(dǎo)師有權(quán)根據(jù)學(xué)生的工作情況中止對學(xué)生的指導(dǎo)(經(jīng)濟(jì)資助保留至該學(xué)期末),學(xué)生有1個(gè)學(xué)期的時(shí)間尋找新的導(dǎo)師。如果學(xué)生是因?yàn)楣ぷ鞅憩F(xiàn)欠佳和學(xué)術(shù)紀(jì)律問題被淘汰,所在學(xué)院一般不再予以接收。學(xué)生也有權(quán)更換導(dǎo)師、轉(zhuǎn)換學(xué)校或系、休學(xué)、退學(xué)等。學(xué)生已經(jīng)獲得的學(xué)分可以轉(zhuǎn)至新的校系,資格考試成績是否有效取決于轉(zhuǎn)入校系的規(guī)定。
(二) 主要內(nèi)容與基本要求
1. 課程學(xué)習(xí)和其他環(huán)節(jié)學(xué)分要求。根據(jù)博士生培養(yǎng)計(jì)劃的要求,博士生應(yīng)獲得不少于42學(xué)分的學(xué)位課程學(xué)分,其中本專業(yè)課程24學(xué)分,相關(guān)專業(yè)課程12學(xué)分,其他課程6學(xué)分。從課程難度上看,要求至少36學(xué)分的課程為6級(jí)或以上(課程難度共分為8級(jí),難度逐級(jí)增大)。
另外還有5個(gè)非學(xué)位課程學(xué)分。為鼓勵(lì)博士生參加本專業(yè)的學(xué)術(shù)講座,設(shè)有2個(gè)學(xué)分,學(xué)生提供11個(gè)講座的題目、演講者和日期可獲得1個(gè)學(xué)分。教學(xué)訓(xùn)練是博士生培養(yǎng)的另一個(gè)必修環(huán)節(jié),占3個(gè)學(xué)分。學(xué)生在參加了教學(xué)培訓(xùn)課程后,選取一門專業(yè)課程,參加以任課老師為主的教學(xué)全過程,包括答疑、批改作業(yè)、輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、考試等。最為重要的是博士生必須自己獨(dú)立準(zhǔn)備并講授3節(jié)課。學(xué)期末任課老師和系里教學(xué)委員會(huì)共同評價(jià)博士生是否可以獲得該學(xué)分。
2. 資格考試。在入學(xué)1年(直博生兩年)后所有博士生都必須參加博士生資格考試,但前提條件是已修課程成績GPA不低于3.3。資格考試的重點(diǎn)是考察博士生是否掌握了堅(jiān)實(shí)寬廣的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)和專門知識(shí),是否可以利用這些知識(shí)分析和處理問題,是否具有完成博士學(xué)業(yè)所需的工作能力。每人必須分別參加3門分屬3個(gè)不同專業(yè)方向的綜合性考試,每門考試都分筆試和口試。資格考試通過后方可進(jìn)入以研究為主的第二個(gè)學(xué)習(xí)階段。如有一門課程的口試或筆試環(huán)節(jié)不通過,則在下次考試中有一次補(bǔ)考機(jī)會(huì)。補(bǔ)考仍不通過者,將強(qiáng)制中止博士學(xué)習(xí)。淘汰率一般在25%左右,有些專業(yè)甚至高于40%。
西安交通大學(xué)機(jī)械裝備診斷與控制研究所所長、機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)國家級(jí)示范中心主任何正嘉,長期從事工礦企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷研究及應(yīng)用40余年,在機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)裂紋定量識(shí)別、非平穩(wěn)信號(hào)故障診斷和智能預(yù)示等方面開展了基礎(chǔ)理論研究和重要工程應(yīng)用,取得了諸多創(chuàng)新性成果,對推動(dòng)我國機(jī)械設(shè)備故障診斷與運(yùn)行安全保障作出了突出貢獻(xiàn)。
潛心探索提出故障診斷新方法
重大裝備的各類故障中,因結(jié)構(gòu)裂紋導(dǎo)致的失效占60%以上。裂紋這一“隱形殺手”被形象地稱為重大裝備安全運(yùn)行的“癌癥”,具有難發(fā)現(xiàn)、易擴(kuò)展、強(qiáng)破壞的特點(diǎn)。何正嘉帶領(lǐng)課題組于上世紀(jì)90年代中后期重點(diǎn)研究裂紋動(dòng)態(tài)定量診斷新技術(shù),經(jīng)過10余年的潛心研究和探索,發(fā)現(xiàn)并揭示了裂紋位置、裂紋深度與裂紋動(dòng)態(tài)響應(yīng)信號(hào)之間的內(nèi)在聯(lián)系,發(fā)明了基于小波有限元模型的三線相交結(jié)構(gòu)裂紋的動(dòng)態(tài)定量診斷方法,實(shí)現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋動(dòng)態(tài)定量診斷,解決了裂紋動(dòng)態(tài)定量診斷這一國內(nèi)外故障診斷領(lǐng)域的前沿與挑戰(zhàn)性難題。
在研究過程中,何正嘉首先建立了適宜結(jié)構(gòu)裂紋故障診斷的小波有限元理論,采用多分辨多尺度小波函數(shù)替代傳統(tǒng)有限元的多項(xiàng)式插值函數(shù),實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂紋的高精度建模。最終何正嘉研發(fā)出了機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀,可應(yīng)用于汽輪機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)的裂紋診斷,對關(guān)鍵設(shè)備安全運(yùn)行與避免災(zāi)難性事故產(chǎn)生意義重大。
目前,該成果從基礎(chǔ)理論、技術(shù)實(shí)現(xiàn)到儀器開發(fā),已經(jīng)形成了一整套技術(shù),在東方汽輪機(jī)公司、某航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修廠、西門子信號(hào)有限公司、上海寶鋼等50余家企業(yè)得到應(yīng)用,獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。針對某型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋因探頭不可到達(dá)而難以無損探傷的問題,利用小波有限元建模和動(dòng)態(tài)測試,實(shí)現(xiàn)了裂紋定量診斷,成為某廠航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全保障中一種重要檢測技術(shù)。實(shí)踐證明,何正嘉所研制的機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀對裂紋位置與深度的定量識(shí)別誤差均在5%以內(nèi)。這一成果填補(bǔ)了國內(nèi)外在機(jī)械結(jié)構(gòu)裂紋動(dòng)態(tài)定量診斷領(lǐng)域的技術(shù)空白,能夠確保設(shè)備安全運(yùn)行,避免因裂紋引起的災(zāi)難性事故發(fā)生。
在裂紋動(dòng)態(tài)定量診斷新技術(shù)研究的同時(shí),何正嘉的主攻方向是機(jī)械故障非平穩(wěn)高精度診斷領(lǐng)域。他在長期的研究中發(fā)現(xiàn),傅里葉變換、小波變換、第二代小波變換、多小波變換等的共同本質(zhì)是數(shù)學(xué)上的內(nèi)積變換,由此揭示了不同機(jī)械故障高精度診斷的內(nèi)積變換數(shù)學(xué)原理,并指出,構(gòu)造和運(yùn)用性能優(yōu)良的基函數(shù)與動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)積變換,是提高機(jī)械監(jiān)測診斷合理性和準(zhǔn)確性的關(guān)鍵技術(shù)。
何正嘉率先將先進(jìn)的非平穩(wěn)信號(hào)處理方法引入機(jī)械監(jiān)測診斷領(lǐng)域,提出了變工況非平穩(wěn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行故障診斷方法,從多尺度、多分辨時(shí)頻域提取故障信號(hào)特征,克服了采用傳統(tǒng)平穩(wěn)信號(hào)診斷方法難以準(zhǔn)確提取變工況運(yùn)行設(shè)備非平穩(wěn)故障特征的不足;最終開發(fā)了機(jī)械故障非平穩(wěn)高精度診斷系列新技術(shù)。開發(fā)了機(jī)車走行部、發(fā)電機(jī)組等關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測診斷系列實(shí)用技術(shù)和在線監(jiān)測診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),開拓了機(jī)械故障非平穩(wěn)高精度診斷的新領(lǐng)域。
繼往開來科研團(tuán)隊(duì)促發(fā)展
何正嘉教授治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),倡導(dǎo)團(tuán)隊(duì)精神,在學(xué)術(shù)梯隊(duì)建設(shè)方面成績突出。擔(dān)任機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人,負(fù)責(zé)建設(shè)機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)國家級(jí)示范中心。創(chuàng)建的“裝備智能診斷與控制”科研教學(xué)團(tuán)隊(duì)擁有教授16名,其中教育部長江學(xué)者1名、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才6名、全國百篇優(yōu)秀博士論文獲得者1名、交大騰飛教授3人;承擔(dān)國家級(jí)精品課程3門。為裝備制造學(xué)科發(fā)展凝聚了CAD/CAM、數(shù)控技術(shù)、故障診斷和減振降噪等一批骨干力量。他為人師表,舉賢薦能,甘為人梯,樂于奉獻(xiàn),扶持青年學(xué)者成長為學(xué)科發(fā)展帶頭人,支持和幫助青年骨干教師主持或參與各類重大項(xiàng)目申報(bào),在教學(xué)科研方面多次取得國家級(jí)成果獎(jiǎng)勵(lì)。教學(xué)中,他負(fù)責(zé)并組織建設(shè)了機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)國家級(jí)示范中心和3門國家級(jí)精品課程,何正嘉教授獲2008年陜西省師德標(biāo)兵稱號(hào)、2010年全國優(yōu)秀科技工作者稱號(hào)。
何正嘉在指導(dǎo)研究生的過程中投入巨大的精力,同步嚴(yán)格要求研究生不斷提升道德品質(zhì)和學(xué)術(shù)水準(zhǔn)。培養(yǎng)的博士研究生陳雪峰獲得了2007年全國百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文,2008年入選教育部新世紀(jì)人才、2009年入選陜西省科技新星、2010年入選西安交通大學(xué)騰飛人才,陳雪峰教授已成為我校機(jī)械工程學(xué)科的教學(xué)科研骨干,主持2項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、1項(xiàng)863項(xiàng)目以及多項(xiàng)橫向合作課題。培養(yǎng)的博士研究生訾艷陽教授2010年入選教育部新世紀(jì)人才,主持3項(xiàng)國家自然科學(xué)基金、1項(xiàng)863項(xiàng)目以及多項(xiàng)橫向合作課題,2009年當(dāng)選機(jī)械工程學(xué)院分黨委副書記。培養(yǎng)的博士研究生向家偉先后以德國洪堡學(xué)者和日本JSPS學(xué)者的身份,出國深造。培養(yǎng)的胡橋博士2006年畢業(yè)后在西安705所工作,工作業(yè)績突出,目前擔(dān)任總工程師助理;祁克玉博士在212所勤奮工作,獲得了單位高度好評。
在科研中,他以西安交通大學(xué)機(jī)械裝備診斷與控制研究所所長、機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人的身份,領(lǐng)導(dǎo)開創(chuàng)了諸多創(chuàng)新性理論、技術(shù)與系統(tǒng),推動(dòng)了中國機(jī)械設(shè)備故障診斷的發(fā)展,被評為“全國優(yōu)秀科技工作者”。他從事工礦企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷研究及應(yīng)用四十余年,在機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)裂紋定量識(shí)別、非平穩(wěn)信號(hào)故障診斷和智能預(yù)示等方面開展基礎(chǔ)理論研究和重要工程應(yīng)用,取得創(chuàng)新性成果。主持2項(xiàng)國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“大型復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)早期故障智能預(yù)示的理論與技術(shù)”(50335030,2004―2007)和“關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)示與運(yùn)行安全保障的新理論和新技術(shù)”(51035007,2011―2014)以及4項(xiàng)國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目;主持2項(xiàng)高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金資助項(xiàng)目“小波有限元理論與轉(zhuǎn)子橫向裂紋故障診斷的研究”(20040698026,2005―2007)和“優(yōu)良特性多小波構(gòu)造原理與機(jī)電設(shè)備復(fù)合故障診斷”(200806980011,2009―2011);參加2項(xiàng)國家973項(xiàng)目“數(shù)字化制造基礎(chǔ)研究(2005CB724100, 2006―2010)”和“超高速加工及其裝備基礎(chǔ)研究”(2009CB724405,2009-2014);負(fù)責(zé)20余項(xiàng)與企業(yè)合作項(xiàng)目。以第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng)(2009年)、國家科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)1項(xiàng)(1999年)和省部級(jí)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)。出版著作7部,350篇,其中SCI收錄72篇、EI收錄100篇,論著被國內(nèi)外引用3613次。
“天時(shí)不如地利,地利不如人和”何正嘉和他的科研團(tuán)隊(duì),淋漓盡致的詮釋了這一真理。正是他執(zhí)著探索、無私奉獻(xiàn),才有了我國機(jī)械故障診斷事業(yè)的發(fā)展。中國機(jī)械設(shè)備故障診斷的進(jìn)步是一個(gè)的長期艱巨的過程,這漫漫路程中深深地烙著他們艱辛的腳印,這是歷史的見證,未來的階梯,而這樣的精神,需要我們繼續(xù)傳承、創(chuàng)新,并肩求索下去。
勤于鍛煉,增強(qiáng)體質(zhì)
每天清晨天剛微亮,在清華大學(xué)南面的中老年網(wǎng)球場上,就有不少老同志開始打網(wǎng)球,如此的運(yùn)動(dòng),他們風(fēng)雨無阻地已經(jīng)堅(jiān)持了幾十年。在這個(gè)健康、團(tuán)結(jié)、快樂的集體中,有一位白發(fā)長者:他是這個(gè)老年團(tuán)隊(duì)中年齡最大(82歲)、球齡最短(10年)、球藝進(jìn)步最快(這是球友們公認(rèn)的)、堅(jiān)持最好的(幾乎不請假)的好隊(duì)員。要問這位長者是誰?他就是中國科學(xué)院院士,清華大學(xué)工程力學(xué)系教授黃克智先生。
黃克智院士今年82歲,他從40歲開始堅(jiān)持每天清晨跑步,一跑就跑了26年,累計(jì)里程估計(jì)已繞地球好幾圈了。當(dāng)他66歲時(shí),有人勸他老年人鍛煉方式以太極拳最適宜,于是他66歲開始學(xué)習(xí)太極拳,并把楊氏、陳氏等各式太極拳都學(xué)了一遍,這樣堅(jiān)持了幾年,他又發(fā)現(xiàn)太極拳對他來說運(yùn)動(dòng)量不夠,雖然自己已到70高齡,但精力還是非常充沛,體力也比一般同齡人要好。于是黃克智又想給自己加碼,換個(gè)運(yùn)動(dòng)量大些的鍛煉方式――在古稀之年,他參加清華大學(xué)初級(jí)游泳班,和一批孫子輩的小學(xué)生們在同一個(gè)游泳池內(nèi)接受從零開始的訓(xùn)練;游了2年,他又感到不滿意,這次可不是鍛煉的方式,而是時(shí)間不合適(因?yàn)榍迦A游泳池只有中午對老年人開放),游泳一次幾乎要花掉他3個(gè)小時(shí)的工作時(shí)間,這讓他覺得時(shí)間上付出太多,必須另找出路。于是在72歲高齡時(shí),黃克智又干了一件讓人吃驚的事―學(xué)習(xí)打網(wǎng)球。從那時(shí)起,他每天堅(jiān)持,至今已10年有余。按照黃克智自己的說法:“這是我最后一次選擇,網(wǎng)球給了我極大的快樂,那就是健康與友誼。打網(wǎng)球,這也是我最滿意的一次選擇。”
自從堅(jiān)持打網(wǎng)球以來,黃克智自己覺得受益匪淺。體重減輕了,大肚子消失了,原有的三高老年病(高脂血癥、高血壓,高血糖)都控制住了。雖已82高齡,但他精力充沛,目前仍在教學(xué)、科研第一線滿負(fù)荷地工作。當(dāng)黃克智嘗到了堅(jiān)持鍛煉的甜頭,他就覺得必須把這件事告訴年輕人,讓他們認(rèn)識(shí)到堅(jiān)持鍛煉,注重健康要從年輕時(shí)做起。于是他一方面教育自己在國外的兩個(gè)兒子,要求他們每天鍛煉。現(xiàn)在在美國當(dāng)教授的兒子,也和他一樣帶著妻子每天堅(jiān)持鍛煉1小時(shí);黃克智自己早晨和夫人(77歲)每天打網(wǎng)球1小時(shí),他們真可稱得上模范的鍛煉之家了。另一方面,黃克智動(dòng)員工作組里的年輕人參加鍛煉。介紹他們參加網(wǎng)協(xié),幫助他們聯(lián)系球場;起步時(shí),幫他們配置球拍、網(wǎng)球;親自上場檢查他們出席情況,有時(shí)他自己也會(huì)充當(dāng)教練。
自從打網(wǎng)球以來,黃克智夫婦感到晚年生活十分充實(shí)。這是一個(gè)非常快樂、和諧的團(tuán)隊(duì)。真如他自己所說:“打球增強(qiáng)了我的體質(zhì),增加了快樂,增進(jìn)了友誼,保證了我精力充沛的一天工作。”
健康是工作成就的保證
現(xiàn)在許多同志,人未老,心先老,只要一退休,就認(rèn)為自己的一切都快結(jié)束,手腳懶了,不愿動(dòng)了,頭腦懶了,不再考慮問題了,于是真的很快出現(xiàn)老態(tài)了,并且各種老年病也相繼而來了。在黃克智身上永遠(yuǎn)看不到“老的心態(tài)”――他自己從不服老。黃克智的一生,是不停學(xué)習(xí)、不停研究新科學(xué)技術(shù)的一生。
他的生活十分規(guī)律:清晨4點(diǎn)半起床就開始工作1.0~1.5小時(shí),然后迎著晨曦前往球場鍛煉1小時(shí)。出一身大汗,回家洗澡,吃早點(diǎn),然后休息半小時(shí),上午9~12時(shí)開始工作。午睡1.0~1.5小時(shí)后,下午3~6時(shí)工作,傍晚6~7時(shí)散步。晚上除了特別任務(wù),黃克智一般不工作,彈1小時(shí)鋼琴,晚10點(diǎn)開始準(zhǔn)備休息。目前他的生活非常單一,除了工作就是打球,對于社會(huì)上的花花綠綠新聞,從不關(guān)心。他常勸有些年輕人,要看準(zhǔn)目標(biāo),努力地、安心地工作;要做到功到自然成,不要太刻意地去追求回報(bào),否則自己活得很累,別人還不見得對你很認(rèn)可。
由于黃克智一生不懈地努力,他的工作成績顯善培養(yǎng)了77位研究生(兩位已當(dāng)上中科院院士,兩個(gè)學(xué)生獲百篇優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)),獲得過40余項(xiàng)國內(nèi)外學(xué)術(shù)獎(jiǎng);出版過7部教材與專著,300多篇學(xué)術(shù)論文。他自己在學(xué)習(xí)上從不滿足,永遠(yuǎn)要向新的學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)軍。平均每10年他都要更換一個(gè)新的學(xué)科方向(而且在每一個(gè)學(xué)科方向都作出了出色的成果),緊緊跟上國際先進(jìn)水平。在上世紀(jì)60年代,黃克智主要研究殼體理論;70年代研究壓力容器;在改革開放后,他主要研究斷裂力學(xué)、宏細(xì)觀力學(xué)等新領(lǐng)域;80年代黃克智研究智能材料相變力學(xué),成功地與他的學(xué)生根據(jù)熱力學(xué)、細(xì)觀力學(xué)和材料相變物理機(jī)制提出了一個(gè)新的相變本構(gòu)模型,解釋了屈服應(yīng)力依賴于溫度曲線在轉(zhuǎn)變溫度處的異常現(xiàn)象,并應(yīng)用于陶瓷的相變增韌。70歲以后,他轉(zhuǎn)向了微米力學(xué)和納米尺度力學(xué)的研究,并在這兩個(gè)領(lǐng)域的研究中,與合作者發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造了很多新的知識(shí)和理論。他在國際頂級(jí)力學(xué)雜志中發(fā)表的論文,多次在每年超過9000篇力學(xué)論文中被引用率位列前10名,獲得美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)2004年唯一Melville大獎(jiǎng)。80歲以后的他,又開始轉(zhuǎn)向可伸展電子元件的力學(xué),我們相信他在這方面也一定會(huì)取得好的成果!
由于在科研和教學(xué)過程中的突出表現(xiàn),黃克智連續(xù)獲得了多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì),包括清華大學(xué)2004―2005年度首屆突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng),“首屆孺子牛金球杰出獎(jiǎng)”,“國家普通高校優(yōu)秀教學(xué)成果特等獎(jiǎng)”,“國家自然科學(xué)二等、三等獎(jiǎng)(各兩項(xiàng))”等獎(jiǎng)項(xiàng)。在80華誕之際,黃克智榮獲“2007年中國十大教育英才”稱號(hào),2008年11月5日,黃克智又榮獲第四屆全國老教授協(xié)會(huì)“科教興國貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”。
以上提到的是他個(gè)人的一些成果,但正如黃克智自己說的:“我認(rèn)為我最主要的成果是我以一生的努力,和其他老師一起,帶出一支老中青相結(jié)合的高水平、團(tuán)結(jié)向上的學(xué)術(shù)骨干隊(duì)伍,在清華大學(xué)形成了一支實(shí)力比較雄厚的固體力學(xué)博士生指導(dǎo)力量。”
“直接面向國家需求,直接解決國家重大工程問題,直接貢獻(xiàn)國防重點(diǎn)工程,直接服務(wù)行業(yè)、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì),依靠產(chǎn)學(xué)研強(qiáng)強(qiáng)合作,發(fā)揮大兵團(tuán)作戰(zhàn)的優(yōu)勢,為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。”這就是中南大學(xué)產(chǎn)學(xué)研合作模式。正是在這種模式的引領(lǐng)下,才有了此次鐘掘院士領(lǐng)銜的國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)的榮譽(yù)。
“治有色學(xué)、興有色業(yè)、鑄有色魂。”這就是中南人的精神。也正是在這種精神的激勵(lì)下,才會(huì)有中南大學(xué)今日的成果與明日的輝煌。
她是中國機(jī)械領(lǐng)域惟一女院士。她長期從事機(jī)械工程和材料制備領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。她的研究成果共獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等有關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)20余項(xiàng)。她被授予“全國先進(jìn)工作者”、“全國十佳女職工”、國家有突出貢獻(xiàn)科技專家等榮譽(yù)稱號(hào)……她就是2007年度國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)“鋁資源高效利用與高性能鋁材制備的理論與技術(shù)”項(xiàng)目的主持人、中國工程院院士、中南大學(xué)教授鐘掘。
帶著一份敬仰與好奇,本刊記者采訪到了這位傳說中的巾幗院士。雖已年過古稀,但在她的臉上依然可見年輕時(shí)的美麗;而更深深打動(dòng)記者的則是她言談舉止中透露出的親和與真誠。
集聚各方優(yōu)勢力量 攻克鋁工業(yè)三大難題
當(dāng)前,我國鋁工業(yè)的發(fā)展面臨著鋁資源日益短缺、鋁先進(jìn)材料無法滿足國家重大戰(zhàn)略需求、金屬鋁發(fā)展存在高消耗和高污染的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
中國鋁業(yè)公司作為我國鋁行業(yè)參與全球化競爭的領(lǐng)航者,迫切需要構(gòu)筑一個(gè)基于全球化的公司技術(shù)戰(zhàn)略,但是要迅速提升企業(yè)自主創(chuàng)新能力,又不可能完全模仿西方老牌跨國企業(yè),在較短時(shí)間內(nèi)花費(fèi)大量的財(cái)力、人力和物力建立起自己強(qiáng)大的研究機(jī)構(gòu)。因此。構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,依托優(yōu)勢高校建立研發(fā)基地。成為中鋁公司的必然選擇,而中南大學(xué)則是強(qiáng)有力的戰(zhàn)略伙伴。
中南大學(xué)擁有世界上最完整的有色金屬學(xué)科群。涵蓋了地質(zhì)、采礦、選礦、冶金、材料、裝備等國家重點(diǎn)學(xué)科(而中鋁公司也擁有資源勘探、采礦、選礦、冶金、材料、裝備等子公司,為學(xué)科鏈與產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合提供了最好的合作基礎(chǔ)和合作空間);擁有以國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程研究中心為主體的有色金屬技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái);擁有13位兩院院士(占全國有色金屬領(lǐng)域兩院院士的一半)。形成了一批以“長江學(xué)者”為代表的中青年學(xué)術(shù)帶頭人和學(xué)術(shù)骨干;為“兩彈一星”、神舟飛船等國家重大戰(zhàn)略工程提供了關(guān)鍵有色金屬材料;國家在鋁工業(yè)領(lǐng)域部署的兩個(gè)戰(zhàn)略性重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃(“973”計(jì)劃)項(xiàng)目全部交給中南大學(xué)主持。為解決上述制約我國鋁工業(yè)發(fā)展的瓶頸問題,中南大學(xué)鐘掘院士率領(lǐng)一個(gè)由在金屬鋁資源高效利用和高性能鋁材制備的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化實(shí)施方面最優(yōu)秀人才組成的強(qiáng)大隊(duì)伍。依靠產(chǎn)學(xué)研強(qiáng)強(qiáng)合作,歷時(shí)十年,充分發(fā)揮高校學(xué)科群與中鋁公司的產(chǎn)業(yè)群協(xié)同與集聚優(yōu)勢,構(gòu)成了一套完整的產(chǎn)業(yè)技術(shù)攻關(guān)鏈。發(fā)明了選礦拜耳法。可以經(jīng)濟(jì)利用占我國鋁土礦儲(chǔ)量80%約20億噸的中低品位鋁土礦,極大地延長了我國鋁土礦資源保障年限;發(fā)明了抗氧化低電阻炭素陽極制備等技術(shù),使冶煉過程節(jié)能減排達(dá)10%上。年節(jié)電量140億度;發(fā)明了多場調(diào)控半連鑄及多尺度多相強(qiáng)韌化等技術(shù),生產(chǎn)出一系列高性能鋁材,解決了我國對高性能鋁材重大需求問題,打破了國外技術(shù)與材料的封鎖,為保證國家國防和經(jīng)濟(jì)安全提供了高性能鋁材保障。
該項(xiàng)目共獲得67項(xiàng)發(fā)明專利、7項(xiàng)成套技術(shù)和16種高性能鋁合金材料與構(gòu)件。解決了現(xiàn)階段鋁工業(yè)持續(xù)發(fā)展的三大難題。有力地推動(dòng)了我國鋁工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,推進(jìn)了我國鋁工業(yè)由完全依賴技術(shù)引進(jìn)型向技術(shù)出口的重大變革,所研發(fā)的技術(shù)出口到國外建廠14家,近三年創(chuàng)利稅116.75億元。
“顯著提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平、增強(qiáng)科技競爭力要通過多部門協(xié)作、多學(xué)科集成。共同搞好重大科技攻關(guān)。突破核心技術(shù),建設(shè)重大工程,形成戰(zhàn)略產(chǎn)品。同時(shí),培養(yǎng)一批杰出的科學(xué)家和學(xué)科帶頭人,鍛煉和凝聚一支高素質(zhì)的人才隊(duì)伍。”這是總理在今年國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)大會(huì)上的講話中所強(qiáng)調(diào)的。鐘掘院士帶領(lǐng)這支隊(duì)伍所取得的成就正好印證了多部門協(xié)作、多學(xué)科集成的重要性。
“這次一等獎(jiǎng)的獲得。是中國鋁業(yè)公司、東北大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)等單位和學(xué)校合作的成果,是十年磨一劍辛勤汗水的結(jié)晶,是十年眾志成城的結(jié)果,是產(chǎn)學(xué)研合作取得巨大成功的典范。”這是中南大學(xué)校長黃伯云院士在校慶功表彰大會(huì)上對此項(xiàng)成果的精辟總結(jié)。
談到產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的重大意義。鐘院士不無感慨“高校要想在科研上出成就,絕不能閉門造車。一定要瞄準(zhǔn)國家重大戰(zhàn)略需求,立足解決實(shí)際問題。服務(wù)于行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)。中南大學(xué)一直都有跟企業(yè)緊密合作、為其解決實(shí)際問題的傳統(tǒng)。因?yàn)槠髽I(yè)的需求反映的就是國家的需求。我們跟企業(yè)合作。就是把國家的需求落到實(shí)處。另外,高校在校企合作、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的過程中。一定要有準(zhǔn)確的定位。高校對技術(shù)是敏感的。主要任務(wù)是致力于為企業(yè)解決關(guān)鍵技術(shù)上的原理性問題。只有基本的原理弄清楚,才能產(chǎn)生成熟的技術(shù)和工藝,最后組裝到整個(gè)生產(chǎn)線中才能出產(chǎn)品,變成現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。”
嚴(yán)格求實(shí)的學(xué)術(shù)態(tài)度 與人為善的待人方式
“這么大的項(xiàng)目,這么多的單位、這么多的人員是如何組織起來的?”當(dāng)談到最初立項(xiàng)的經(jīng)過時(shí)。鐘院士回憶說:“為了解決我國鋁工業(yè)發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),國家決定在‘973’計(jì)劃項(xiàng)目立項(xiàng)。當(dāng)時(shí),各個(gè)單位都在爭取首席這個(gè)位置。中南大學(xué)憑借著在有色金屬研究方面的歷史和成就。以及其與企業(yè)結(jié)合的緊密程度。終于拿到了首席的位置。我作為項(xiàng)目的領(lǐng)銜人,深深地感到了責(zé)任的巨大。3000萬元這樣重大的項(xiàng)目、這樣艱巨的任務(wù)。這在當(dāng)時(shí)是絕無僅有的。”
立項(xiàng)只是起點(diǎn)。為了避免各個(gè)單位關(guān)起門來自己搞自己的事。無法明確到國家的總體目標(biāo)上來。鐘院士組織國內(nèi)有色金屬領(lǐng)域的專家們一起研究確定項(xiàng)目的大主題。“經(jīng)過專家們的多次探討。最后確定了項(xiàng)目的三大主題,即:要解決鋁資源缺乏的問題、要解決能耗過高的問題、要解決鋁材的品質(zhì)趕不上國家重大工程和國防需求的問題。只有符合這三大主題的才可以加入,不符合的就堅(jiān)決請走。為此,我們又重新組織進(jìn)行項(xiàng)目的投標(biāo)申請與答辯,由權(quán)威專家們來評審決定哪個(gè)單位留、哪個(gè)單位走。就這樣,這支隊(duì)伍一步一步地凝聚起來,大家共同朝著一個(gè)目標(biāo)奮斗。”
“到了項(xiàng)目中期評估時(shí),再逐個(gè)檢查,發(fā)現(xiàn)還是有拿著錢不干活或者沒有進(jìn)展的,又請走了一
批。”鐘院士笑著說:“現(xiàn)在,像我這么嚴(yán)厲的首席恐怕不多見了。”本著對國家負(fù)責(zé)、對工作精益求精的態(tài)度,鐘院士一直以來都非常嚴(yán)格地要求這支隊(duì)伍。
“外人看我都說我挺慈祥的,節(jié)假日里還經(jīng)常跟學(xué)生們在一起玩兒。然而如果他們在學(xué)習(xí)和工作上出錯(cuò),我就很嚴(yán)厲,經(jīng)常把我的博士生說得流眼淚。不這么做的話,他們很難接受教訓(xùn):不嚴(yán)格要求自己,將來做出來的東西如果有虛假,怎樣向國家交待!年輕人要培養(yǎng)自己的思維模式和鍥而不舍的精神。我的每個(gè)博士生論文我最少要親自看三遍,有的基礎(chǔ)差點(diǎn)兒的,都會(huì)看六七遍。對于一個(gè)博士生來講,最后的畢業(yè)論文應(yīng)該反映出他明確的學(xué)術(shù)思想。如果我馬虎了他的博士論文,那么對其今后一生的影響都不好。”
鐘院士帶過的博士生透露說:“鐘老師在學(xué)術(shù)上對我們要求非常嚴(yán)格,不允許有半點(diǎn)錯(cuò)誤和虛假存在;然而在生活上卻非常關(guān)心我們,盡量給我們提供一些好的條件。聽說。有些年輕的老師要買房子錢不夠,她還很慷慨地把錢借給他們。”
“在學(xué)術(shù)上要絕對實(shí)事求是、不能有半點(diǎn)虛假;待人要與人為善、助人為樂、成人之美,要理解、寬容別人。”這就是鐘院士的處世之道。“我其實(shí)是太普通了,只不過認(rèn)真一點(diǎn)而已。”也許正是這份認(rèn)真,才成就了這位巾幗院士今日的輝煌。
問到下一步的工作計(jì)劃時(shí),鐘院士不假思索地說:“鋁工業(yè)還有更艱巨的任務(wù)等著我們?nèi)プ觥N覀冞€要上大飛機(jī)、要上第四代坦克、要上核潛艇,這些都對鋁材提出了新的更高的要求。所以現(xiàn)在我們面臨著新一輪的挑戰(zhàn)。這是我們下一個(gè)‘973’計(jì)劃項(xiàng)目的任務(wù),已經(jīng)立項(xiàng)啟動(dòng)了。在接下來的工作中。這支隊(duì)伍將在原有的基礎(chǔ)上更加強(qiáng)大和凝聚,還會(huì)不斷地有年輕人加入進(jìn)來。”鐘院士說她沒有退休的概念,有機(jī)會(huì)就會(huì)繼續(xù)科研。只要能夠?yàn)閲易鲐暙I(xiàn)、為國家的科技進(jìn)步服務(wù)。這就是她一生最大的滿足。這其間,人生的價(jià)值才能真正體現(xiàn)。人活著才有意義。
無悔投入“硬冷”世界 愛國情懷伴隨一生
1955年,鐘掘在填報(bào)高考志愿時(shí)選擇了機(jī)械專業(yè),順利考入北京鋼鐵學(xué)院機(jī)械系,成為學(xué)習(xí)鋼鐵專業(yè)的少數(shù)女生之一。談及當(dāng)初的選擇,鐘院士神采飛揚(yáng):“上中學(xué)時(shí),總理作了關(guān)于第一個(gè)五年計(jì)劃的工作報(bào)告,我在字里行間找到未來生活的方向。當(dāng)時(shí)說,國家現(xiàn)在要重點(diǎn)發(fā)展工業(yè)。工業(yè)里面的重點(diǎn)又是重工業(yè),而機(jī)械工業(yè)是重工業(yè)的基礎(chǔ)。所以我當(dāng)時(shí)就下定決心,高考填志愿時(shí)就填上了將重工業(yè)和機(jī)械工程整合的冶金機(jī)械專業(yè)。”鐘院士繼續(xù)回憶:“之后。我到冶金廠去實(shí)習(xí),看到工人在那樣艱苦的條件下仍奮不顧身地工作,那種豪情感染了我。我當(dāng)時(shí)就想到我們國家整個(gè)的冶金工藝過程需要改革,要機(jī)械化,要讓工人的工作條件好一些。”正是這份愛國情懷。讓鐘掘堅(jiān)定地走向了機(jī)械工程這個(gè)“硬冷”的世界。從搞冶金機(jī)械到現(xiàn)在研究鋁資源高效利用和高性能鋁材制備,盡管專業(yè)有所變化,但都是國家最需要的基礎(chǔ)工業(yè)。
“現(xiàn)在的很多年輕人缺乏一種愛國情懷,缺乏對國家的責(zé)任感。有一些搞科研的人,總是先以經(jīng)濟(jì)目標(biāo)為準(zhǔn),這只能是短期行為。我經(jīng)常教育我的學(xué)生不要總是好高騖遠(yuǎn),不要總是想著能得到多少經(jīng)濟(jì)回報(bào)、得到多少獎(jiǎng)勵(lì)。只要用心去做事、把問題解決了,人家自然會(huì)記得你,國家也自然會(huì)表彰你。年輕人要樹立一種自強(qiáng)不息,對國家、對人民負(fù)責(zé)的精神,這是第一位的。有了這種精神熏陶,總會(huì)找到事情做,總會(huì)把事情做好。”這是鐘院士對年輕人的諄諄教誨。
“此外,年輕人還必須要腳踏實(shí)地。”鐘院士介紹說,中南大學(xué)一直以來都有一種立足實(shí)際、腳踏實(shí)地做實(shí)事的傳統(tǒng)校風(fēng)。學(xué)生的每一個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)都始終跟實(shí)際緊密結(jié)合,從實(shí)習(xí)、課題設(shè)計(jì)到畢業(yè)設(shè)計(jì)。都有很多實(shí)戰(zhàn)任務(wù)。“除了負(fù)責(zé)國家的縱向課題外,我們還經(jīng)常跟一些大工廠緊密合作,做一些橫向課題。因?yàn)楣S在生產(chǎn)上所反應(yīng)出的問題總是最前沿、最活躍的。做橫向課題能夠真正了解生產(chǎn)第一線需要解決的實(shí)際問題,反過來再反映到國家的縱向課題上去,兩者相輔相成。”
走進(jìn)鐘院士所在的中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教學(xué)樓,映入眼簾的是一塊寫有“自強(qiáng)不息”四個(gè)大字的匾額。“自強(qiáng)不息,這是一種民族精神。年輕人必須要擁有這種精神。”鐘院士說。教學(xué)樓外面的大石頭上,刻著“鬼斧神工。人天合一”八個(gè)大字。“這是我建議刻上去的。我們搞機(jī)械、搞裝備的,在技術(shù)上一定要做到鬼斧神工、精益求精;此外。還要主動(dòng)地跟天、也就是跟自然融合在一起,要不斷地創(chuàng)新。這就是我所倡導(dǎo)的我們學(xué)院的文化。”
正是這種愛國的情懷、自強(qiáng)不息的精神和精益求精的態(tài)度。讓鐘院士幾十年如一日地奮斗在國家最需要的領(lǐng)域。解決國家的燃眉之急,攻克了一道又一道科研難關(guān)、取得了一個(gè)又一個(gè)舉世矚目的成就。我們期待著鐘院士和她帶領(lǐng)的這支精干隊(duì)伍能為國家的下一個(gè)重大需求交上更加圓滿的答卷。
采訪手記
采訪鐘院士,收獲的更多是感動(dòng)。鐘院士舉止隨和、言談?dòng)H切、開朗直率、風(fēng)趣幽默,絲毫沒因?yàn)樵菏康纳矸荻卟豢膳省?/p>
關(guān)鍵詞:工科教育;比較;創(chuàng)新人才
Comparison of engineering educations between Chinese and British universities and thinking about training of innovative talents
Zhang Jun
Jimei university, Xiamen, 361021, China
Abstract: The comparison of engineering educations between Chinese and British universities was carried out. The training mode of innovative talents was discussed and some suggestions were proposed, according to characteristics of teaching of British universities in engineering and my own teaching situation.
Key words: engineering education; comparison; innovative talents
受國家留學(xué)基金的資助,筆者有幸于2006年在英國University of Newcastle upon Tyne大學(xué)進(jìn)行為期1年的訪問合作。在這期間,利用閑余時(shí)間對該大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了調(diào)研,也認(rèn)真聽了多節(jié)本專業(yè)本科生及研究生的課程,進(jìn)行了課堂教學(xué)觀摩比較。同時(shí),也走訪了Cambridge University,Nottingham University等其他幾所知名大學(xué),調(diào)研了他們的教學(xué)情況,對中英高等工程專業(yè)的教育理念、人才培養(yǎng)模式及教學(xué)改革等方面進(jìn)行了一些比較,并對工科專業(yè)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)進(jìn)行了一些淺顯的思考。
1 英國大學(xué)的一些特點(diǎn)
1.1 學(xué)位及學(xué)制
英國大學(xué)學(xué)位包括學(xué)士、碩士及博士學(xué)位。本科大多數(shù)為三年制(少數(shù)地區(qū)大學(xué)本科為四年,如蘇格蘭一些大學(xué))。碩士分為授課式碩士(Taught Course)和研究式碩士(Research Course),授課式碩士學(xué)位課程以教學(xué)為主,主要是課堂講授,專題討論,考試及畢業(yè)論文等,一般為1年。研究式碩士主要以課題研究為主,學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,選定研究課題并展開研究,時(shí)間一般為1~2年。博士主要是研究式的,學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下對某一課題進(jìn)行獨(dú)立研究,并完成博士論文,時(shí)間一般為3~4年。英國碩士研究生教育體制具有一定的靈活性,授課式碩士可以滿足那些在本科階段后希望能在知識(shí)上進(jìn)一步深化、但不愿意以后發(fā)展成為專業(yè)研究人員的學(xué)生的愿望,而研究式碩士則為那些以后希望從事專業(yè)領(lǐng)域研究的學(xué)生提供準(zhǔn)備,這些學(xué)生往往轉(zhuǎn)化為博士。
1.2 導(dǎo)師制
英國作為現(xiàn)代大學(xué)的發(fā)祥地,高等教育有800多年的歷史,其在人才培養(yǎng)上的一個(gè)突出特點(diǎn)就是導(dǎo)師制[1]。每位教師作為2~3名學(xué)生的導(dǎo)師,有的大學(xué)每位教師帶5~6名學(xué)生。每周導(dǎo)師都會(huì)安排半天或1天的時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行一對一的會(huì)面,回答學(xué)習(xí)上的疑難,師生之間進(jìn)行平等的爭論,學(xué)生可以挑戰(zhàn)教師的權(quán)威。導(dǎo)師制注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力,通過導(dǎo)師的言傳身教使學(xué)生養(yǎng)成批判地思辨、求證及創(chuàng)新的能力意識(shí)。導(dǎo)師制的好處在于導(dǎo)師對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及特長興趣等了如指掌,可以因材施教。
1.3 開放性及國際化
歐美國家高校的另一個(gè)突出特點(diǎn)就是開放性及國際化,教師及學(xué)生來源、學(xué)派關(guān)系、思想表達(dá)等方面呈現(xiàn)出開放的特征。如University of Newcastle共有學(xué)生17 000多人,其中就有4 000多海外學(xué)生,約占總學(xué)生數(shù)的24%,筆者所在課題組有5名教師,2名博士后,其中1名教師來自俄羅斯,1名博士后為荷蘭人,另外,還聘有挪威一所大學(xué)的教授為兼職教師。當(dāng)然這種情況有其經(jīng)濟(jì)、文化語言上的優(yōu)勢(如英語在國際上的通用性、歐美國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)等),但從另一方面也說明了他們的文化包容性以及學(xué)術(shù)上的開放自由性。另外,這種開放性還體現(xiàn)在廣泛的交流合作上,大學(xué)內(nèi)部各學(xué)院之間、大學(xué)與大學(xué)之間、大學(xué)與工業(yè)界、大學(xué)與社區(qū)之間以及與海外大學(xué)之間在教學(xué)、科研、管理的各個(gè)層面都有著廣泛的合作與交流。如筆者所在的研究組就與德國、美國、日本及瑞士等許多大學(xué)和研究院有著廣泛的科研合作,筆者的合作導(dǎo)師還和意大利及印度的大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生,研究組內(nèi)的所有教師每年都會(huì)參加各種形式的國際學(xué)術(shù)會(huì)議。 幾乎每年也都有來自其他國家的訪問教授或客座人員來研究組從事合作項(xiàng)目研究,筆者所處的學(xué)院每周三都有教師或研究人員(本院、本校、外校或國外)作學(xué)術(shù)報(bào)告。正是這種開放性、交流與合作性才使學(xué)校更富有生機(jī),也更具競爭力。
1.4 工科專業(yè)教學(xué)上的一些特點(diǎn)
英國是個(gè)傳統(tǒng)的工業(yè)強(qiáng)國,在大學(xué)工科專業(yè)教學(xué)上有自己的一些獨(dú)特之處,大致體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1.4.1 分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式
在學(xué)位類型、專業(yè)方向、課程教學(xué)上都體現(xiàn)出明顯分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式上。如研究生分為授課式、研究式類型。專業(yè)也根據(jù)學(xué)生興趣而有不同方向,如Newcastle大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)分微機(jī)電、生物工程、設(shè)計(jì)及制造等不同方向。在課程教學(xué)上,也分階段及層次進(jìn)行。如Newcastle大學(xué)機(jī)械工程的工程數(shù)學(xué)、材料科學(xué)等課程都分2個(gè)階段,在不同學(xué)年進(jìn)行教學(xué),這樣可以滿足不同專業(yè)學(xué)生的要求。這種分層次、分類型的多樣化培養(yǎng)模式為學(xué)生提供了廣闊的發(fā)展空間。
1.4.2 實(shí)踐性強(qiáng)
在工科專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)中,30%~60%的課程內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)課、課程設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)等,這是教學(xué)內(nèi)容最核心的部分,其作用不僅僅是鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力及實(shí)驗(yàn)技能,更重要的是鍛煉學(xué)生自主解決實(shí)際工程問題的能力。一個(gè)實(shí)驗(yàn)或設(shè)計(jì)題目往往要用到很多學(xué)科的知識(shí),為了完成題目,學(xué)生就要自學(xué)很多知識(shí),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案確定、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析及實(shí)驗(yàn)結(jié)論、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。
1.4.3 教學(xué)內(nèi)容新,信息量大
英國大學(xué)很少有材,教師在教學(xué)內(nèi)容上有較大的自主性。有時(shí)上課往往采用很多教材及文獻(xiàn),教學(xué)內(nèi)容更新較快,教師往往會(huì)融合一些自己的學(xué)習(xí)及科研心得在里面。
1.4.4 教學(xué)及考核形式多樣化
教學(xué)上有課堂講授、分組討論、專題講座、輔導(dǎo)課、課程設(shè)計(jì)等多種形式,其中課堂講授所占比重不大,更多的是分組討論、專題講座、輔導(dǎo)課。教學(xué)過程輕松自由,注重學(xué)生的廣泛參與及調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神。在考核方式上也體現(xiàn)出多樣化,如綜合性作業(yè)、論文、口試、演講等,其中論文、口試及演講占較大比重。
2 有關(guān)創(chuàng)新人才培養(yǎng)上的一些思考
2006年,國家制定了三大戰(zhàn)略和三大規(guī)劃,即《國家中長期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》,目標(biāo)中都明確提出高校要培養(yǎng)更多的創(chuàng)新型人才,要把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型科技強(qiáng)國。以下結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐及所了解的英國工科教育特點(diǎn)談?wù)勛约旱母邢搿?/p>
2.1 有關(guān)創(chuàng)新性人才的理解
實(shí)際上我國從20世紀(jì)80年代中期開始倡導(dǎo)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。2006年,在國家中長期發(fā)展規(guī)劃中明確提出“培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,建設(shè)創(chuàng)新型國家”。許多學(xué)者給出創(chuàng)新性人才的定義[2],如“所謂創(chuàng)造型人才,是指富于獨(dú)創(chuàng)性,具有創(chuàng)造能力,能夠提出、解決問題,開創(chuàng)事業(yè)新局面,對社會(huì)物質(zhì)文明和精神文明建設(shè)作出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的人。這種人才,一般是基礎(chǔ)理論堅(jiān)實(shí)、科學(xué)知識(shí)豐富、治學(xué)方法嚴(yán)謹(jǐn),勇于探索未知領(lǐng)域,同時(shí)又具有為真理獻(xiàn)身的精神和良好的科學(xué)道德”。再如“創(chuàng)新型人才,是既能繼承前人的知識(shí)和成果,又能超越前人的成果,能創(chuàng)造性地分析問題和解決問題,具有首創(chuàng)精神的人才”。這里更多地強(qiáng)調(diào)了人才的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力。對于創(chuàng)新性人才,國外沒有專門地提及。英國大學(xué)對培養(yǎng)“人才”的定義是“學(xué)會(huì)思考、推理、比較、辨別和分析,情趣高雅,判斷力強(qiáng),視野開闊的人”。牛津大學(xué)校長魯卡斯要求大學(xué)培養(yǎng)的人才“要有很高的技術(shù),非常寬的知識(shí)基礎(chǔ),有很強(qiáng)的個(gè)人責(zé)任感、革新能力和靈活性。個(gè)人能夠不斷地獲取新的技術(shù)以適應(yīng)其需要”[2,3]。對比可以看出,國外對人才除了有創(chuàng)新能力的要求之外,還強(qiáng)調(diào)所應(yīng)具有的知識(shí)體系、個(gè)人品德及對社會(huì)的責(zé)任感等。蘋果公司創(chuàng)始人喬布斯說過:“最永久的發(fā)明創(chuàng)造都是藝術(shù)與科學(xué)的嫁接。”誰都不否認(rèn)喬布斯是一個(gè)創(chuàng)造天才,他不但是個(gè)技術(shù)天才,本人也有多方面的愛好,他崇尚東方的佛教,他還具有很高的藝術(shù)潛質(zhì)。正是由于他身上的多種文化素養(yǎng)及資源才使得他不斷迸發(fā)出創(chuàng)造的火花,也成就了蘋果的輝煌。因此,知識(shí)體系、個(gè)人素養(yǎng)及人文品質(zhì)也應(yīng)是創(chuàng)新性人才不可或缺的要素。
2.2 自由開放的學(xué)術(shù)氛圍
自由開放的學(xué)術(shù)氛圍是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的沃土,與美國及其他歐洲高校一樣,英國高校普遍具有較高的國際化程度,當(dāng)然這種情況有其經(jīng)濟(jì)、文化語言上的優(yōu)勢(如英語在國際上的通用性、歐美國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)等),但從另一方面也說明了他們的文化包容性以及學(xué)術(shù)上的自由性。文化層面的問題不是我們所能探討的,但良好的學(xué)術(shù)氛圍,來自不同國度的學(xué)者能在一起探討學(xué)術(shù)問題,能深入交換自己的觀點(diǎn)和對某一問題的看法,這時(shí)所有人沒有任何身份上的差別,教授、研究助理、學(xué)生在討論學(xué)術(shù)問題時(shí)都是平等的, 這種氛圍確實(shí)對研究者和學(xué)生有一定的吸引力,也更容易產(chǎn)生創(chuàng)新性的火花。所以,如何在大學(xué)內(nèi)營造一種良好的文化氛圍與學(xué)術(shù)氛圍,對一所大學(xué)而言是極為重要的。
2.3 課程體系及教學(xué)方式改革
筆者來英國之前一直認(rèn)為中國學(xué)生的基本理論要比國外學(xué)生扎實(shí)。來英國之后專門比較了一下中、英學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及對所學(xué)課程的掌握程度,發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況并非如此。英國學(xué)生普遍對所學(xué)課程的基本概念、基本理論要比中國學(xué)生掌握得深入透徹,他們對某一種理論(或公式)的來龍去脈及該理論的適用情況非常清楚。他們推導(dǎo)公式非常嚴(yán)謹(jǐn),推導(dǎo)過程非常清楚,邏輯性很強(qiáng)。對這一現(xiàn)象筆者開始非常困惑,因?yàn)閺闹小⒂W(xué)生的學(xué)習(xí)年限上,中國學(xué)生占有很大優(yōu)勢,如英國大學(xué)上3年、研究碩士以及博士基本沒有課程學(xué)習(xí),只是做課題,而中國大學(xué)上4年,碩士、博士還要修很多學(xué)位課程。所以,中國學(xué)生的課程學(xué)習(xí)時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于英國學(xué)生,為什么還會(huì)出現(xiàn)這種情況?筆者后來,仔細(xì)觀察和分析,并和一些英國教師交流后認(rèn)為主要有這樣一些原因:(1)中國學(xué)生課程學(xué)習(xí)時(shí)間雖然長,但非專業(yè)課程占去很多課時(shí),如中國學(xué)生要在英語學(xué)習(xí)上花費(fèi)很多時(shí)間(對于本科生,很多學(xué)校的英語課程占總學(xué)時(shí)的1/4~1/3),另外很多國內(nèi)大學(xué)過于注重市場效應(yīng),開設(shè)很多計(jì)算機(jī)等應(yīng)用性課程,而學(xué)生為了畢業(yè)能找到好的工作,將很多時(shí)間都用于英語、計(jì)算機(jī)等專業(yè)和技能的學(xué)習(xí)上。這樣算來,中國學(xué)生花費(fèi)在專業(yè)課程上的學(xué)習(xí)時(shí)間其實(shí)比英國學(xué)生少。(2)由于國內(nèi)各大學(xué)最近幾年普遍擴(kuò)招,使師生比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于英國大學(xué)的師生比(如筆者目前研修的紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)師生比約為1:12,有的大學(xué)甚至達(dá)到1:9,而國內(nèi)大學(xué)為1:16~1:18)。在紐卡斯?fàn)柎髮W(xué),常常能看到一個(gè)教授在辦公室輔導(dǎo)1~2名本科學(xué)生,而在中國這種情況很少,教師平均花費(fèi)在每名學(xué)生身上的輔導(dǎo)時(shí)間極為有限,而且很多知名教授很少出現(xiàn)在本科生的教學(xué)課堂,這必然造成教學(xué)質(zhì)量下降。(3)在教學(xué)方法及課程設(shè)置上,英國教師的授課形式很多,如講授、分組討論、實(shí)踐,有些課程甚至在實(shí)驗(yàn)室上,教師在講授一門課程的主要的概念、理論時(shí),準(zhǔn)備得非常充分,除了講稿外,還準(zhǔn)備了很多相關(guān)的論文,講得也非常仔細(xì),將理論的產(chǎn)生背景、推導(dǎo)過程以及應(yīng)用情況介紹得非常詳盡,下課后還會(huì)推薦很多相關(guān)論文及資料讓學(xué)生閱讀,而對于課程的非重要內(nèi)容很少講授,完全讓學(xué)生自學(xué),當(dāng)然教師會(huì)提出一定的要求。課程考試的方式也很多,有筆試、大作業(yè)、論文、還有口試。記得筆者的合作導(dǎo)師辦公室有一塊黑板,他講授的課程結(jié)束時(shí),所有學(xué)生都要在他辦公室一個(gè)一個(gè)將他們的大作業(yè)在黑板上給他演示。在課程設(shè)置上,英國學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)很多,很多本科生都能自由進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,根據(jù)自己所學(xué)理論自行設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行一些綜合性實(shí)驗(yàn),這進(jìn)一步加深了學(xué)生對基本理論的理解,也了解了這些理論的應(yīng)用。另外,英國學(xué)生參加課外科研活動(dòng)的機(jī)會(huì)很多,除了參加一些教師的科研項(xiàng)目外,也可以申請學(xué)生科研課題,并且有機(jī)會(huì)得到大學(xué)或一些公司的資助。當(dāng)然還有其他一些原因造成中、英學(xué)生的差距,這里無法一一細(xì)說。除了一些客觀原因之外(如教育經(jīng)費(fèi)投入、英國學(xué)生的語言優(yōu)勢等),筆者覺得我們在現(xiàn)有條件下至少在如下方面可以做一些改進(jìn):(1)合理、科學(xué)地設(shè)置課程,避免短期的市場效應(yīng),保障專業(yè)課程的學(xué)習(xí)
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時(shí)間。隨著大學(xué)教育國際化、科技交流的日益增多,英語學(xué)習(xí)也確實(shí)很重要,提高英語教學(xué)效果不一定要占去如此多的學(xué)時(shí),而應(yīng)該在實(shí)效性上下工夫。(2)為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力,很多大學(xué)工科專業(yè)都增大了實(shí)踐教學(xué)的比重(如增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、課程設(shè)計(jì)等等),這當(dāng)然是必要的,但更重要的是如何提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量及效果。如何使得學(xué)生能夠獨(dú)立完成查閱資料、擬定實(shí)驗(yàn)方案、選定實(shí)驗(yàn)方法、擬訂實(shí)驗(yàn)步驟、分析系統(tǒng)性能、設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)、構(gòu)建或自行設(shè)計(jì)、制作實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并實(shí)際操作運(yùn)行等實(shí)驗(yàn)的全過程,同時(shí)形成完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程不應(yīng)僅僅局限于學(xué)生動(dòng)手能力的提高上,而應(yīng)使學(xué)生能夠具有獨(dú)立解決實(shí)際工程問題的能力,形成良好的工程設(shè)計(jì)素養(yǎng)。(3)在課程教學(xué)及考核上,應(yīng)給教師一定的自由度,盡可能多樣化,注重培養(yǎng)學(xué)生對某一問題的獨(dú)立思維及辨別能力,使學(xué)生的自我學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、動(dòng)手能力及創(chuàng)新能力得到綜合發(fā)展。(4)國內(nèi)有一些大學(xué)也開始實(shí)行導(dǎo)師制,這當(dāng)然也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一個(gè)很好的嘗試,但這不應(yīng)該只是形式上的導(dǎo)師制,學(xué)校應(yīng)該提供相應(yīng)的配套資源,如提供場所及經(jīng)費(fèi),明確導(dǎo)師的權(quán)利及義務(wù),導(dǎo)師也不應(yīng)只是學(xué)業(yè)上的導(dǎo)師,還應(yīng)對學(xué)生的道德形成、個(gè)人素養(yǎng)以及人生規(guī)劃起到積極的表率作用。
3 結(jié)束語
有關(guān)創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)是一個(gè)很大的課題,對高校而言,也是一個(gè)長期的工作。如何借鑒國外經(jīng)驗(yàn),結(jié)合自身特點(diǎn),探索適合我國工科教育特色的人才培養(yǎng)途徑,仍需要高校及教師不斷探索人才培養(yǎng)規(guī)律,深化教學(xué)改革,才能最終形成適合自身發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。
參考文獻(xiàn)
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多年從事陶瓷的相變與韌化,陶瓷復(fù)合材料的抗熱震與耐燒蝕性能及其在航天防熱部件上的應(yīng)用等方面的研究工作。1996年被評為航天總公司“有突出貢獻(xiàn)中青年專家”和國家“有突出貢獻(xiàn)的中青年專家”;1997年獲得國家杰出青年科學(xué)基金資助;1998年獲航天總公司“航天獎(jiǎng)”,同年獲第四屆“中國青年科學(xué)家獎(jiǎng)”。曾獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)1項(xiàng);省部級(jí)科技獎(jiǎng)7項(xiàng);國家發(fā)明專利5項(xiàng);出版專著及教材5部,獲全國普通高校優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)1項(xiàng);發(fā)表主要學(xué)術(shù)論文被SCI收錄200余篇。EI收錄200余篇,論著被國內(nèi)外同行引用2000余次。已培養(yǎng)博士研究生32名,碩士研究生30余名。
2009年當(dāng)選中國工程院院士。
“扎扎實(shí)實(shí)做事,踏踏實(shí)實(shí)做人”,是周玉說得最多的一句話。“無論做什么事情,都要老老實(shí)實(shí),不要投機(jī),一分勤力一分酬。”周玉淡淡而堅(jiān)定地說。對于此次當(dāng)選院士,他說:這要感謝國家、感謝學(xué)校、感謝前輩、感謝導(dǎo)師和自己的團(tuán)隊(duì),沒有大環(huán)境及大家的支持就不會(huì)有今天的結(jié)果。
周玉的“勤”
1978年,周玉考入哈工大金屬材料及熱處理專業(yè)學(xué)習(xí)。1984年,周玉從金屬材料及熱處理專業(yè)碩士畢業(yè)后留校任教。1985年,周玉開始在職攻讀博士學(xué)位,師從著名材料學(xué)家、中國工程院院士雷廷權(quán)教授。從此,周玉開始了他的陶瓷人生。
1986年6月,雷廷權(quán)教授為周玉確定了陶瓷材料研究的博士論文研究方向,并與日本東北大學(xué)著名陶瓷專家佐久間健人教授取得聯(lián)系。1987年,周玉作為國家教委中日聯(lián)合培養(yǎng)的博士生,來到了東京大學(xué)。見過佐久教授的第二天他就開始了實(shí)驗(yàn)工作。周玉工作十分勤奮,每天早出晚歸。實(shí)驗(yàn)室晚上的電壓比較穩(wěn)定,有利于電子顯微鏡觀測,許多重要的實(shí)驗(yàn)周玉就在夜晚完成,有時(shí)通宵達(dá)旦。
由于在國內(nèi)準(zhǔn)備充分,國內(nèi)外導(dǎo)師悉心指導(dǎo),再加上勤奮的工作,僅用一年多的時(shí)間,周玉就完成了博士學(xué)位論文的兒乎全部試驗(yàn)工作,受到了雙方導(dǎo)師的好評。
1988年10月,周玉回國的日期到了。當(dāng)一些中國學(xué)生為回國還是留在日本而痛苦抉擇時(shí),周玉帶著自己的全部實(shí)驗(yàn)結(jié)果資料按時(shí)回到了母校。
回憶起這件事,周玉說,當(dāng)時(shí)我沒有想什么,只覺得時(shí)間到了,就回來吧!日本的科研環(huán)境和條件雖然比較優(yōu)越,但母校哈工大有我的老師、同事,他們替我承擔(dān)著我應(yīng)該承擔(dān)的任務(wù),讓我出國學(xué)習(xí)。母校有我的學(xué)生,還有我的工作、我的責(zé)任。
回國后,周玉充分利用自己對電子透射顯微技術(shù)的技能,同時(shí)發(fā)揮金屬材料專業(yè)對相變研究和微觀組織結(jié)構(gòu)分析的特長來研究陶瓷材料的相變,與硅酸鹽專業(yè)相互補(bǔ)充。在涉及高溫區(qū)的c-t相變和低溫區(qū)的t-m相變兩個(gè)方面,主要研究了相變過程、化學(xué)成分和熱處理工藝等對相變及其產(chǎn)物微觀組織結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律與機(jī)理。
對于自己在氧化鋯基陶瓷領(lǐng)域的研究帶來的國際影響是周玉開始時(shí)沒有想到的。1991年,世界著名的美國《陶瓷學(xué)報(bào)》高度評價(jià)并且刊登了他從事的氧化鋯基陶瓷無擴(kuò)散相變方面的論文。英國的《材料科學(xué)學(xué)報(bào)》、《國際陶瓷》、《機(jī)械工程學(xué)報(bào)》、《硅酸鹽學(xué)報(bào)》、《航空學(xué)報(bào)》也分別刊登了周玉關(guān)于氧化鋯基陶瓷研究的多篇論文。
周玉的“聚”
金屬材料及熱處理教研室第一代主任雷廷權(quán)院士,學(xué)術(shù)成果享譽(yù)國內(nèi)外,是出名的“伯樂”。1997年5月,周玉繼楊德莊教授后擔(dān)任了第三任教研室主任。
周玉用個(gè)人的人格魅力感召凝聚著特種陶瓷研究所團(tuán)隊(duì)中的每位成員。目前研究所的許多老師都是因?yàn)橹苡竦臒崆橄嗉s而留了下來。1996年,賈德昌在攻讀博士學(xué)位期間提前留校了。當(dāng)時(shí),博士生找工作非常容易,很多同學(xué)不愿意留校,賈德昌也找好了北京一家研究院。周玉覺得在課題組的建設(shè)中,急需一個(gè)像賈德昌這樣的助手,希望他留下來工作。賈德昌說:“當(dāng)時(shí),周老師找我談話后。我覺得雖然條件艱苦了一些,但能和周老師一起從事先進(jìn)陶瓷材料方面的科研工作有挑戰(zhàn)、有意思,就義無反顧地留下了。”也正如周玉所希望的,他日后成了課題組科研及管理的骨干,并逐漸成長為所里多功能航天防熱陶瓷復(fù)合材料及應(yīng)用研究方向的帶頭人。
洪堡學(xué)者、黑龍江省杰出青年基金獲得者、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”人選者葉楓教授是雷廷權(quán)院士的博士生,畢業(yè)后到西北工業(yè)大學(xué)張立同院士手下作博士后,1999年到德國卡爾斯魯厄大學(xué)陶瓷研究所作洪堡學(xué)者,2002年又在日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所JSPS作高級(jí)訪問科學(xué)家。2004年,正當(dāng)葉楓教授在國外項(xiàng)目即將結(jié)束,面臨是繼續(xù)在國外打拼還是回國效力的抉擇時(shí),周玉教授及時(shí)和他取得聯(lián)系,向他介紹了學(xué)校良好的發(fā)展環(huán)境,說研究所的后續(xù)發(fā)展需要他的加盟,動(dòng)員他回校效力。于是,葉楓在結(jié)束相關(guān)的合同后,很快就登上了歸國的航班,成為黑龍江省最早回國工作的洪堡學(xué)者之一,成為所里塞隆陶瓷及其復(fù)合材料研究方向的帶頭人。
同樣被周玉教授吸引回國的還有歸國洪堡學(xué)者、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”入選者歐陽家虎教授,他曾在美國、德國、日本留學(xué)工作,在高溫陶瓷涂層方面取得了不少成果。2004年,周玉教授利用到日本開會(huì)的機(jī)會(huì)同歐陽家虎見了面,動(dòng)員他回校效力。在周玉的鼓勵(lì)下,2005年,歐陽家虎重新回到了闊別已久的哈工大。歐陽家虎回校當(dāng)年就申請了一項(xiàng)國家自然科學(xué)基金,2006年又申請了一項(xiàng)“863”項(xiàng)目,已經(jīng)進(jìn)入了工作狀態(tài),成為所里熱障涂層和高溫自陶瓷涂層研究方向的帶頭人。
在周玉的推動(dòng)下,在雷廷權(quán)院士和周玉1985年創(chuàng)建的材料科學(xué)系陶瓷材料課題組的基礎(chǔ)上,哈工大特種陶瓷研究所于2002年5月成立了。現(xiàn)在特陶所主要從事新型航天防熱材料、先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷、信息功能陶瓷、納米材料、生物材料等方面的科研與教學(xué)工作。特陶所先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、國家“863計(jì)劃”、國家高新工程及航天工業(yè)部門科研項(xiàng)目40余項(xiàng)。出版專著/教材7部,500余篇(SCI收錄350余篇、EI收錄350余篇),論著被引用2600余次;獲國家和省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)10余項(xiàng)、申報(bào)國家專利50余項(xiàng)(已授權(quán)10余項(xiàng));培養(yǎng)博士40余名、碩士96名,出站博士后3名;畢業(yè)生遍及美、英、澳等國及國內(nèi)著名高校、研究所和大中型企業(yè),絕大多數(shù)已成為所在單位的中堅(jiān)力量。
特種陶瓷研究所副所長賈德昌教授非常感慨地說:“當(dāng)時(shí)包括雷廷權(quán)院士、周玉教授,整個(gè)課題組一張桌兒就能坐下,現(xiàn)在整個(gè)所已有師生近百人,其中教授5人、副教授6人,博士生導(dǎo)師6人;這里有‘中國青年科學(xué)家獎(jiǎng)’獲得者、國家級(jí)有突出貢獻(xiàn)的中青年專家,省級(jí)優(yōu)秀中青年專家、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,教育部跨世紀(jì)及新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃
入選者、歸國洪堡學(xué)者等等……”
2008年1月,特種陶瓷研究所入選國防科工委優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
周玉的“智”
從最初的先進(jìn)陶瓷材料相變與韌化研究,到防熱復(fù)合材料設(shè)計(jì)、制備、抗熱震和耐燒蝕性能研究及其在航天防熱部件上的應(yīng)用研究,周玉不斷拓展著課題組和自己的研究方向,而這正是周玉不斷智克難關(guān)、時(shí)刻把握科學(xué)和尖端工程應(yīng)用前沿的結(jié)果。
1992年12月,當(dāng)周玉的課題組從事設(shè)計(jì)研制項(xiàng)目后,面臨著一個(gè)新的考驗(yàn)。設(shè)計(jì)部門提出的設(shè)計(jì)要求十分苛刻:短短的一兩秒鐘內(nèi),氣動(dòng)熱使防熱部件表面要由室溫乃至零下幾十度升到很高溫度,防熱部件面臨的熱沖擊非常惡劣,同時(shí)還要經(jīng)受高溫速氣流的沖刷燒蝕。
先進(jìn)陶瓷材料與傳統(tǒng)的金屬材料相比在耐高溫、耐燒蝕方面得天獨(dú)厚,但如何提高抗熱震性,是擺在課題組面前必須解決的關(guān)鍵問題。
從1992年冬開始,周玉的課題組飽嘗了--失敗的痛苦。挑戰(zhàn)不僅來自技術(shù)難度大,更來自于對研究人員毅力和心理因素的考驗(yàn)。“尤其是在發(fā)動(dòng)機(jī)震耳欲聾的怒吼聲中,透過觀察窗眼見自己煞費(fèi)苦心制成的樣件,一下子就被高溫高壓燃?xì)饬鞔档谜逊鬯榈臅r(shí)候,心都要跟著碎裂了,對身心真是一種摧殘和蹂躪!”參與項(xiàng)目的賈德昌這樣說。
周玉意識(shí)到了這種心理上的危機(jī),他鼓勵(lì)課題組人員要有信心。參與項(xiàng)目的溫廣武教授說:“當(dāng)我們都感到成功那么遙遠(yuǎn)的時(shí)候,周玉老師卻十分自信。他說,必須要有自信,只要方向?qū)︻^,方案正確,就一定能夠成功。他那種樂觀的態(tài)度和拼搏的精神感染了大家。”在雷廷權(quán)院士的共同指導(dǎo)下,從材料體系的選擇優(yōu)化,到制備工藝與材料性能之間的關(guān)系,再到一次性部件的熱壓成型的完成,多少個(gè)日日夜夜的實(shí)驗(yàn)與重復(fù),多少次肯定與否定……
冬去春來,寒暑易節(jié)。1995年9月,經(jīng)過大量有規(guī)律的實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)格的科學(xué)篩選,努力終于有了回報(bào)。
利用他們的科研成果的陶瓷基復(fù)合材料制造出的航天器防熱部件模擬件,先后5批次通過小樣、中樣及1:1樣件的地面模擬試驗(yàn),達(dá)到了預(yù)研的設(shè)計(jì)要求,最后被確定為惟一方案。相關(guān)成果獲得了1996年航天工業(yè)總公司科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
在配套研制階段,從初樣到中樣、再到正樣,由于設(shè)計(jì)方案變化,設(shè)計(jì)部門不斷提出一個(gè)又一個(gè)新的技術(shù)要求:由不透波到透波又回到不透波,足寸由小到大……在周玉的骷領(lǐng)下,課題組不斷地改進(jìn)和修正實(shí)驗(yàn)方案,終于克服了產(chǎn)品在批量化生產(chǎn)過程中存在的增強(qiáng)相均勻分散、構(gòu)件燒結(jié)成型、抑制基體析晶、構(gòu)件機(jī)械加工、產(chǎn)品無損檢測等多項(xiàng)技術(shù)難關(guān)……產(chǎn)品又先后多次順利通過地面臺(tái)架試驗(yàn),并最終通過多次實(shí)際飛行考核。在此基礎(chǔ)上,課題組進(jìn)行了深入研究,相關(guān)產(chǎn)品獲得正式應(yīng)用,獲得較高評價(jià)。因此,上述成果獲得2005年國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
“教學(xué)科研要強(qiáng)調(diào)投入產(chǎn)出比,在提高成果水平和創(chuàng)新上下功夫。要把工作重心由爭取經(jīng)費(fèi)的數(shù)額轉(zhuǎn)移到高質(zhì)量地完成任務(wù)、出高水平的成果上。”由以量取勝,到以質(zhì)稱雄,當(dāng)許多人還沉浸在成績中時(shí),周玉等教師卻在思索教學(xué)、科研中普遍存在的一個(gè)深層次問題。學(xué)校的教學(xué)科研成果水平較高,但出類拔萃、能夠“問鼎中原”的一流成果卻相對較少。如何出“問鼎中原”的一流成果呢?周玉思索著。正是這樣的思索,讓周玉帶著課題組取得了一個(gè)又一個(gè)成果。
周玉的“勇”
“當(dāng)初我們課題組實(shí)驗(yàn)室還在機(jī)械樓地下室時(shí),對面實(shí)驗(yàn)室的隔壁就是學(xué)校的配電房。有一次,大家正在做實(shí)驗(yàn),突然聽見外面有人喊失火了。當(dāng)時(shí),正好在實(shí)驗(yàn)室的周玉老師,還在大家發(fā)愣的時(shí)候,二話沒說,抄起滅火器,跳出對面屋的窗戶,沖進(jìn)了往外冒煙的隔壁配電房……”周玉的勇敢至今仍讓賈德昌記憶猶新。而周玉的勇敢卻不僅僅表現(xiàn)在生活中,在科研中,他更是敢于迎接挑戰(zhàn)。
雞西柳毛碳素公司有亞洲最大的優(yōu)質(zhì)天然石墨礦。20世紀(jì)90年代初,經(jīng)過國內(nèi)專家充分論證,公司確立了生產(chǎn)天然石墨電極、代替人工石墨電極的構(gòu)想。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)振興地方經(jīng)濟(jì)的計(jì)劃,雞西市政府和民間共計(jì)籌措了資金約1.2億元。然而生產(chǎn)線建成后,生產(chǎn)出的天然石墨電極卻不合格。企業(yè)陷入了困境,心急火燎地派人四處求援。國內(nèi)許多高校、科研院所以及俄、德等國的專家都對這項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)難題束手無策。
1997年下半年的某一天,碳素公司的代表焦急地來到哈工大,找到了周玉。當(dāng)時(shí),周玉課題組的幾個(gè)重要的科研項(xiàng)目正處在攻關(guān)階段,任務(wù)十分緊。他詳細(xì)了解情況后對公司代表說;“讓我們試試吧,我們會(huì)利用掌握的所有技術(shù)能力,盡最大的努力解決這個(gè)問題,但是我們沒有十足的把握!”
接下了這個(gè)項(xiàng)目就等于埋藏下一個(gè)潛在的危機(jī)。如果這個(gè)項(xiàng)目失敗,勢必對課題組的信譽(yù)造成一定的負(fù)面影響。
周玉對課題組人員說:“如果這個(gè)項(xiàng)目搞成功了,就會(huì)給雞西多少工人帶來工作和希望,給地方帶來多少財(cái)政收入啊!科研工作者不能忘記自己的使命,我們身上同樣肩負(fù)著重大的社會(huì)責(zé)任!”
在周玉的指導(dǎo)下,課題組從1997年9月開始接手這個(gè)項(xiàng)目,經(jīng)過一年多艱苦的技術(shù)攻關(guān),終于在提高導(dǎo)電性和抗氧化性等方面取得了突破,勝利完成了項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)。雖然后來由于種種原因,項(xiàng)目未能順利投入中試,他也深表遺憾。但他勇往直前、不畏艱險(xiǎn)的精神還是深深打動(dòng)了合作組雙方的每位成員。
周玉的“勇”還表現(xiàn)在他敢于承擔(dān)重責(zé),在國際學(xué)術(shù)舞臺(tái)充分展示中國學(xué)者的風(fēng)范。作為我國陶瓷界的知名年輕學(xué)者的代表之一,周玉在國際陶瓷界具有一定的影響力。他多次應(yīng)邀參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議并擔(dān)任組織/學(xué)術(shù)委員會(huì)主席、委員或作邀請報(bào)告,包括連續(xù)4次擔(dān)任亞太斷裂與強(qiáng)度國際會(huì)議(APCFS)組織/學(xué)術(shù)委員會(huì)委員,并擔(dān)任APCFS 2006大會(huì)主席、APCFS 2009副主席;分別在第8屆環(huán)太平洋陶瓷與玻璃技術(shù)國際會(huì)議、2008年第9屆國際能源與環(huán)境陶瓷材料及構(gòu)件研討會(huì)等國際會(huì)議上作邀請報(bào)告。
周玉的“嚴(yán)”
采訪周玉的學(xué)生時(shí),他們反映最多的是周玉老師的“嚴(yán)”。
周玉十分信任學(xué)生,沒有太多的框框,他經(jīng)常和學(xué)生一起制定實(shí)驗(yàn)方案,然后讓學(xué)生自己動(dòng)手去獨(dú)立完成。周玉對學(xué)生要求十分嚴(yán)格,他定期檢查學(xué)生的課題進(jìn)展情況,如果學(xué)生沒有按時(shí)完成任務(wù),他就會(huì)給予嚴(yán)厲批評。
當(dāng)論文工作接近后期的時(shí)候,他勉勵(lì)教導(dǎo)學(xué)生,越到后期,越是收獲的“季節(jié)”,但不能急于收秋,要乘勝追擊打殲滅戰(zhàn),以求論文的成果和自身科研能力的提高獲得最好效果。周玉的博士生馮海波在論文初稿完成后提出答辯要求。看了馮海波的論文,周玉提出,你的論文還有很大的挖掘空間,如果再深入分析一下,效果會(huì)更好!后來,馮海波通過努力鉆研,論文最后獲得校優(yōu)秀論文
周玉“嚴(yán)”,但更善于因材施教。他的博士生、2007年入學(xué)的孫振淋告訴筆者,他非常感謝他的導(dǎo)師周玉老師和賈德昌老師。他的論文是關(guān)于用化學(xué)法制備一種耐高溫抗氧化的新型陶瓷材料方面的。前一年多的時(shí)間一直在失敗一探索一失敗中徘徊,結(jié)果并不理想。但兩位導(dǎo)師不僅沒有給他壓力,而且還經(jīng)常鼓勵(lì)他。孫振淋還記得2008年的一次組內(nèi)匯報(bào),由于沒有經(jīng)驗(yàn),孫振淋報(bào)告作得不好,但周玉鼓勵(lì)他說:“這種材料,在一個(gè)相對低的溫度下能夠長期使用,也是有成果的!”這句話讓他備受鼓舞。孫振淋說:“這句話我會(huì)記住一輩子!”目前,經(jīng)過不斷探索,他的論文已經(jīng)有了頭緒。此后,孫振淋又作了一次報(bào)告,周玉提出了中肯的意見和建議,認(rèn)為他在方法和穩(wěn)定性等方面做得比較好,但要進(jìn)一步研究工藝的可重復(fù)性、材料的抗氧化性、應(yīng)用前景……周玉的教導(dǎo)讓孫振淋很受啟發(fā)。
周玉還充分利用學(xué)術(shù)會(huì)議、學(xué)術(shù)交流,開闊學(xué)術(shù)視野,為學(xué)生開出新的專業(yè)和研究方向。他說:“我認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常重要,要讓學(xué)生不斷地接受國內(nèi)、國際先進(jìn)的東西,開拓創(chuàng)新。”歐陽家虎說:“近3年來,所里請了近30名中外知名學(xué)者來作報(bào)告,這為學(xué)生提供了良好氛圍,讓學(xué)生對學(xué)術(shù)前沿有了更多更好的理解。”
關(guān)鍵詞: DVD光學(xué)讀取頭;非接觸探頭;納米三坐標(biāo)測量機(jī)
中圖分類號(hào):TH741 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
A Non-contact Trigger Probe Based on DVD Pick-up Head
GAO Wei, CHEN Xiao-huai, CHEN He
(School of Instrument Science and Opto-electric Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230009, China)
Abstract: This paper presents a non-contact trigger probe based on the commercial DVD pick-up head. The focus sensor and the mechanism have been designed and manufactured. Experimental results show that the non-contact trigger probe can obtains 1nm resolution and a repeatability of 12nm. The non-contact trigger probe can be used on a micro/nano CMM.
Keywords: DVD optical pickup head; non-contact probe; Nano-CMM
引 言
近年來,微納米三坐標(biāo)測量機(jī)整機(jī)及其接觸式探頭技術(shù)得到了快速發(fā)展,世界上許多國家和地區(qū)的研究機(jī)構(gòu)都公布了自己研制的三坐標(biāo)觸發(fā)探頭,比如德國PTB[1-2]、英國國家物理實(shí)驗(yàn)室[3-4]、荷蘭Eindhoven大學(xué)[5-6]、臺(tái)灣大學(xué)[7]、合肥工業(yè)大學(xué)[8]等。
本研究采用日立公司的DVD讀取頭HOP-1000作為開發(fā)對象,如圖1 所示,應(yīng)用于納米三坐標(biāo)測量機(jī)非接觸觸發(fā)探頭上,并對其運(yùn)作機(jī)理以及測量原理進(jìn)行了應(yīng)用性研究。
1 DVD激光讀取頭聚焦原理
DVD激光頭組件中包括激光二極管,為讀取頭提供穩(wěn)定的測量用激光光源;光學(xué)組件中包括穿透式光柵、分光鏡、四分之一波片、聚焦物鏡、光電傳感器等,光電傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),由光電傳感器輸出的電壓信號(hào)的強(qiáng)弱可判斷出入射光的光強(qiáng)度[9]。本研究中所使用的DVD激光頭的內(nèi)部傳感器由四片面積相同且光電形式相同的光電傳感器所組成,稱為四象限傳感器(Quadrant detector)。當(dāng)光點(diǎn)打在檢測器上時(shí),光點(diǎn)落在各檢測組件上的能量不等,因此其信號(hào)輸出也不同,利用電子線路,比較各檢測組件的輸出,就可獲知光點(diǎn)位置差。激光讀取頭就是利用四象限傳感器來偵測四個(gè)象限分別的感光強(qiáng)度,并進(jìn)而經(jīng)由后續(xù)的電路信號(hào)來計(jì)算聚焦誤差信號(hào)(focus error signal,F(xiàn)ES)。
激光讀取頭的聚焦光點(diǎn)大小及品質(zhì)決定資料讀取的正確性,同時(shí)也影響聚焦誤差信號(hào)FES的判斷,決定了我們在測量應(yīng)用時(shí)的精度。本研究中所使用的DVD讀取頭性能參數(shù)有:NA=0.6,λ=650nm,光點(diǎn)直徑約為0.86μm。
DVD激光讀取頭的聚焦原理為像散法(Astigmatic Method)。像散是指光線經(jīng)過像散透鏡,造成成像時(shí)橫向與縱向的放大率不同,因此造成像點(diǎn)的失真。利用此像散特性作為測量依據(jù),并結(jié)合感測組件四象限傳感器,當(dāng)透鏡的垂直焦距與水平焦距不同,如圖2所示,則物體若偏離透鏡前焦平面位置時(shí),在四象限光傳感器上的成像光點(diǎn)呈現(xiàn)橢圓變化,當(dāng)物體處于透鏡的正焦平面位置時(shí),成像光點(diǎn)呈現(xiàn)圓形(FES=0),經(jīng)信號(hào)處理,即四象限的(A+C)-(B+D),失焦信號(hào)對失焦位移量的關(guān)系成一曲線,即所謂的S 曲線,如圖2所示。
2 DVD激光探頭系統(tǒng)測量原理
2.1 DVD讀取頭運(yùn)作原理
如圖3所示,激光二極管在加電以后發(fā)射約為0.5mW的650nm波長紅激光光束,經(jīng)光柵衍射后形成三束檢測光,再經(jīng)分光鏡、反射鏡、準(zhǔn)直透鏡,將激光束變成準(zhǔn)直光束。準(zhǔn)直光束經(jīng)過鏡片中央呈現(xiàn)有間隔幾十?dāng)?shù)百微米同心圓溝槽的全息透鏡后,使準(zhǔn)直激光束聚焦成適合DVD光盤信息讀取的焦點(diǎn)。經(jīng)光盤反射的光束沿圓光路再經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡、反射鏡和分光鏡后穿越柱面像散透鏡,投射到四象限光電二極管傳感器(four-quadrant photodetector)A、B、C、D 上。四象限光電二極管傳感器根據(jù)光點(diǎn)在四個(gè)象限上的分布,輸出一聚焦誤差電壓信號(hào)FES(B+D)-(A+C)。
這個(gè)聚焦誤差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大,補(bǔ)償處理,驅(qū)動(dòng)音圈馬達(dá)VCM(Voice Coil Motor),將固定在音圈馬達(dá)上的全息物鏡推到可以聚焦光盤平面的位置,達(dá)到自動(dòng)鎖焦的目的[10]。
在DVD激光讀取頭實(shí)際讀取光盤數(shù)據(jù)的過程中,光盤除正常旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外,也會(huì)產(chǎn)生上下抖動(dòng)以及偏心旋轉(zhuǎn)等不規(guī)則運(yùn)動(dòng)。讀取頭必須不斷將位置誤差信號(hào)反饋給伺服系統(tǒng),通過音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器實(shí)時(shí)修正聚焦鏡組的位置,使物鏡回到聚焦面,以讀取正確信號(hào)。由于自動(dòng)聚焦的緣故,物鏡始終隨著光盤反射面的表面起伏,如果可以得知物鏡位移的方法,就能了解工件表面的輪廓分布甚至粗糙度。
2.2 自動(dòng)聚焦與測量原理
自動(dòng)聚焦是指待測物的反射面總是可以鎖在激光讀取頭的物鏡焦平面上,也就是說當(dāng)物體表面有起伏時(shí),讀取頭的物鏡會(huì)隨之起伏,以便讓物鏡與物體表面間的相對距離不變,而這個(gè)相對距離就是該物鏡的焦距。
如圖4所示,在自動(dòng)聚焦的過程中,當(dāng)物體反射面位于物鏡的焦點(diǎn)時(shí),經(jīng)過像散法處理,失焦信號(hào)為零,軌跡落在S曲線的中點(diǎn)。當(dāng)物體反射面離開焦平面,無論是逼近還是遠(yuǎn)離物鏡,都會(huì)使失焦信號(hào)輸出一個(gè)不為零的值,這個(gè)值經(jīng)過控制法則處理后,回去驅(qū)動(dòng)音圈馬達(dá),使物鏡超失焦信號(hào)為零的方向移動(dòng),最后到達(dá)平衡位置。此時(shí)維持物鏡不動(dòng)所需的電流轉(zhuǎn)換成可讀取的電壓信號(hào),即音圈馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)。由于推動(dòng)物鏡回到平衡位置的過程是實(shí)時(shí)現(xiàn)象,光電信號(hào)的反饋運(yùn)作與支撐物鏡的彈簧微量運(yùn)動(dòng)的配合都是在非常短的時(shí)間內(nèi)完成,所以在靜態(tài)觀察下,只能看到平衡后的結(jié)果,也就是物鏡位移量對音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電壓信號(hào)的關(guān)系。
在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證中,這個(gè)關(guān)系為近似直線的變化,因此音圈馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)電壓會(huì)隨著表面高低而有線性的變化,只要測量到音圈馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電壓的變化,就可以依照這個(gè)線性關(guān)系求得物鏡的位移量,也就得出物體表面的輪廓。因此,如果將物鏡固定,根據(jù)輸出電壓的變化,就可以得到物體表面的形貌高低變化,成為位移測量的感測元件。
3 非接觸式聚焦探頭及應(yīng)用
3.1 主軸系統(tǒng)設(shè)計(jì)
主軸系統(tǒng)提供Z方向運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)10mm行程范圍,并能保證精密的測頭瞄準(zhǔn)功能,因此需要精密機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
圖5所示為主軸機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)效果圖[11],蓋板固定在拱形橋架對稱中心上,使橋架受力產(chǎn)生的變形集中在其中心部位,由前面章節(jié)敘述得知其對測頭測量精度產(chǎn)生的影響很小。壓電陶瓷納米電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)塊,將精密運(yùn)動(dòng)傳給與滑動(dòng)塊相連接的中心軸,從而帶動(dòng)探頭系統(tǒng)上下運(yùn)動(dòng),使得探頭在一定運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的位移分辨率。中心軸通過滑輪和配重系統(tǒng)進(jìn)行重量平衡,移動(dòng)距離通過平面鏡激光干涉儀基準(zhǔn)進(jìn)行精密位移感測。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中兼顧激光干涉儀的測量軸與測頭的測量軸重合,消除阿貝誤差,提高探頭系統(tǒng)的測試精度。
3.2 DVD聚焦探頭改裝
研究中使用的是DVD激光讀取頭的聚焦功能,因此將DVD探頭進(jìn)行初步改裝。將音圈馬達(dá)部分拆除,測量物鏡可以獨(dú)立出來,加夾持鏡筒,可以使物鏡測頭部分的直徑減小,如圖6所示。并且合理調(diào)整物鏡對準(zhǔn)位置,并進(jìn)行性能測試,其分辨率與測量重復(fù)精度與初裝DVD讀取頭相比并沒有改變。這為將其組裝入接觸觸發(fā)式測頭時(shí)進(jìn)行空間體積上的改裝提供了便利,物鏡可調(diào)整與物鏡鏡筒的可伸長行為將來接觸觸發(fā)式測頭微型化打下基礎(chǔ)。
DVD探頭實(shí)物圖如圖7所示。
4 實(shí) 驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)架構(gòu)示意圖如圖8所示,采用PI納米驅(qū)動(dòng)臺(tái)作為位移基準(zhǔn),PI驅(qū)動(dòng)臺(tái)采用電容傳感器的位移反饋標(biāo)準(zhǔn),其重復(fù)性精度為2nm。實(shí)驗(yàn)架設(shè)實(shí)物圖如9所示。
重復(fù)進(jìn)行6次實(shí)驗(yàn),得出聚焦信號(hào)FES如圖10所示。從圖中我們可以看出,1μm至3μm段線性比較好,F(xiàn)ES電壓變化量為8V,F(xiàn)ES線性斜率為0.25nm/mV。從圖11可以得知,F(xiàn)ES信號(hào)噪聲低于4mV,因此我們可以推斷此非接觸探頭的分辨率優(yōu)于1nm。
FES電壓為零點(diǎn)為觸發(fā)點(diǎn),我們可以得到6組觸發(fā)點(diǎn)數(shù)據(jù),如表1所示,觸發(fā)重復(fù)性精度低于12nm。
5 結(jié) 論
本文介紹了基于商用DVD讀取頭開發(fā)的非接觸式激光探頭的開發(fā),對DVD讀取頭的運(yùn)作原理進(jìn)行了介紹,闡述了其光學(xué)測量原理、自動(dòng)聚焦原理以及性能校正。拆除音圈馬達(dá),固定物鏡,將DVD探頭改裝為非接觸式光學(xué)聚焦探頭,作為開發(fā)接觸觸發(fā)式微型探頭的位移感測系統(tǒng),通過實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證,具有高分辨率(0.25nm/mV)、高測量精度(測量重復(fù)精度
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逆境中長大
殷建華教授的人生經(jīng)歷了曲折、艱苦和成功的喜悅。殷建華教授出身于湖北省崇陽縣白霓鎮(zhèn)。白霓鎮(zhèn)是鄂南因橋而興的湖北古鎮(zhèn),歷史悠久,源遠(yuǎn)流長,明嘉靖四十年(1561年)邑商熊白霓為方便百姓,捐資建橋于高堤河上,為銘善舉,故以“白霓”命名,至今已有四百多年歷史。白霓文化深厚,景觀璀璨,是中國民間藝術(shù)――提琴戲之鄉(xiāng),廣泛流傳民間敘事詩《鐘九鬧漕》的產(chǎn)生之地。1977年在該鎮(zhèn)大市出土的商代銅鼓,距今已有3000多年歷史,成為崇陽古代文明象征。1979年,治內(nèi)出土的獸面紋提梁卣是青銅藝術(shù)瑰寶,鎮(zhèn)西南金城山上有宋太史黃庭堅(jiān)讀書的遺跡――金城墨沼,為“崇陽古八景”之一。建于后唐和宋代的崇陽歷史上著名的水利工程石枧堰,遠(yuǎn)陂堰,至今已越千年;三國時(shí)期,東吳大將陸遜曾屯兵金城山;清朝晚期,將士與清軍血戰(zhàn)歇馬山。建于明清時(shí)代的石板街,全長317米,青石路、朱大門、馬頭墻、斗拱楣,雕欄畫柱,檐牙高啄,古樸黃雅,巷道曲折,斬紉巳,是中華傳統(tǒng)民居之寶貴遺產(chǎn)。
殷建華教授小時(shí)候,在石板街上古色古香的居屋長大。他在鎮(zhèn)上就讀于白霓小學(xué),1968年底隨母親李鳳儀和哥哥殷建國從白霓鎮(zhèn)下放到堰下鄉(xiāng)第一生產(chǎn)隊(duì)務(wù)農(nóng),便在這里上金城中學(xué),之后去白霓高中上學(xué),1975年高中畢業(yè)后回到堰下鄉(xiāng)第一生產(chǎn)隊(duì)。他在農(nóng)村種過田,在大市渡槽工地當(dāng)農(nóng)民工,之后到青山第三級(jí)水電站工地指揮部當(dāng)文宣員,直到1977年冬季參加“”后的第一次高考,考上重慶建筑工程學(xué)院(現(xiàn)并入重慶大學(xué))。
刻苦學(xué)習(xí)
批判性思維 創(chuàng)新性實(shí)踐
殷建華在重慶建筑工程學(xué)院水港系讀航道與港口工程專業(yè),以優(yōu)秀的成績于1981年底畢業(yè),同年考上中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所碩士研究生。從師于中國著名的巖土力學(xué)袁建新先生、袁先生1948考入土木系――1952年獲學(xué)士學(xué)位。1956年入美國路易維爾大學(xué)土木系,1957年獲碩士學(xué)位并受聘于美國波音飛機(jī)公司任副工程師。1958年底,袁建新先生通過印度駐華盛頓大使館與中國國務(wù)院取得了聯(lián)系,他沖破了重重阻撓,終于經(jīng)香港于1959年元月抵達(dá)祖國。
殷建華在導(dǎo)師袁建新教授的指導(dǎo)下,順利完成了他的碩士論文《土的非線性剪脹應(yīng)力-應(yīng)變模型》。他指出了當(dāng)時(shí)非常流行的用于土石壩和地基有限元分析的鄧肯-張非線性應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)模型中的缺點(diǎn):此模型不能描述土的剪脹性和剪縮性。由此,殷建華提出了新的土的非線性剪脹應(yīng)力-應(yīng)變模型,作了試驗(yàn)驗(yàn)證,并將新的模型用于土石壩和巖土工程限元分析計(jì)算分析。
碩士畢業(yè)后,殷建華留在武漢巖土力學(xué)所工作,任助理研究員。作為“”后培養(yǎng)的第一批碩士生和年青研究人員,他參加了“”后的第一次全國土的剪切強(qiáng)度與本構(gòu)關(guān)系會(huì)議。會(huì)議在湖北省武當(dāng)山附近的老河口市召開。在會(huì)上,殷建華組織青年論臺(tái),積極發(fā)言,受到老一輩的歡迎與肯定。
1986年9月,殷建華通過考試與挑選,得到中國科學(xué)院的獎(jiǎng)學(xué)金,被公派到加拿大曼尼托巴大學(xué)土木系攻讀博士學(xué)位。在曼尼托巴大學(xué)他所有學(xué)的總共6門課,取得3個(gè)A+和3個(gè)A的優(yōu)秀成績,是班上第一名。由此,他得到大曼尼托巴大學(xué)外國學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金。他的博士學(xué)位研究是在著名的James Graham 教授指導(dǎo)下完成的。James Graham 教授曾任加拿大巖土工程學(xué)會(huì)主席和加拿大巖土工程刊物的主編。殷建華博士論文題目是《土的時(shí)間有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變本構(gòu)模型》。對于土的時(shí)間有關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變特性的建模研究是一個(gè)活躍的有著長期歷史的研究領(lǐng)域。早期的研究得追溯到十八世紀(jì)的Maxwell的流變模型和Kelvin的流變模型,許多中國學(xué)者在這個(gè)領(lǐng)域上也作出了巨大的貢獻(xiàn)。但先前的工作或模型都有一些局限性。殷建華基于前人的工作、科學(xué)原理和對土的蠕變行為的基本理解,建立了一個(gè)新的一維彈粘塑性本構(gòu)模型,即非線性流變模型,是對線性的Maxwell的流變模型重大發(fā)展。該模型描述了土在一維任意荷載條件下與時(shí)間有關(guān)的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。模型被試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證并用于固結(jié)分析中。殷建華教授歸納和闡述了一個(gè)重要的土的蠕變特性,即土單元的蠕變率僅與應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)有關(guān),而與加載路徑(或加載歷史)無關(guān)。該模型在提出之后又進(jìn)一步得到發(fā)展,得到了更廣泛的應(yīng)用。他只用了3年7個(gè)月的時(shí)間便完成了博士學(xué)位課程與研究,取得博士學(xué)位。當(dāng)時(shí)在土木系,他是最短時(shí)間內(nèi)取得博士學(xué)位的研究生。
博士畢業(yè)后,殷建華博士在加拿大東海岸一顧問設(shè)計(jì)公司工作兩年多,后在一研究中心工作兩年,于1994年來到香港一顧問設(shè)計(jì)公司工作,1995年9月加入香港理工大學(xué),從助理教授,副教授,到2002年成為正教授。
殷建華教授現(xiàn)成為香港屈指可數(shù)的專業(yè)人士、工程師。他的人生之路真實(shí)地寫滿了努力與奮斗!
人們都說,三分天注定,七分靠打拚。殷建華教授的人生恰如其分地演繹了這句話的含義,從而給我們一個(gè)有力地啟發(fā)――做事情也好,做學(xué)問也罷,最重要的是靠自己的努力,堅(jiān)持選擇,并拿出堅(jiān)持不懈的努力和奮斗的勇氣!
而這,對于當(dāng)下那些在生活面前彷徨無助,甚至開始困惑于自己專業(yè)選擇的年輕學(xué)子們,尤其有值得思索的意義。
努力成材學(xué)貫中西
2004年7月19日。這一天,殷建華教授應(yīng)邀回到他曾經(jīng)讀碩士和工作過的中科院武漢巖土力學(xué)所,為該所科研人員和研究生作了一場題目為“巖土工程發(fā)展過程研究方法、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和個(gè)人體會(huì)”的學(xué)術(shù)報(bào)告。報(bào)告中,殷建華教授從土力學(xué)的發(fā)展過程、個(gè)人的求學(xué)經(jīng)歷、生活家庭的變化情況等幾個(gè)方面向該所在座的師生們作了生動(dòng)具體的介紹,并號(hào)召學(xué)生們抓住現(xiàn)在的好機(jī)會(huì),努力學(xué)習(xí),為國爭光。
作為香港理工大學(xué)教授,知名的巖土工程師,殷建華教授經(jīng)常應(yīng)邀前往各高校作學(xué)術(shù)演講或者學(xué)術(shù)報(bào)告,往往能夠在高校引起強(qiáng)烈的反響,達(dá)到增進(jìn)友誼、擴(kuò)大共識(shí)、合作交流與共同發(fā)展的學(xué)術(shù)交流目的。但是,在中科院巖土所的這一場學(xué)術(shù)報(bào)告,帶給學(xué)生們的意義卻全然不同。
在中科院武漢巖土力學(xué)所學(xué)子們的心中,除了在學(xué)術(shù)的交流中增長見識(shí)外,他們的心中更受到一種精神的激勵(lì),情不自禁地升起對上進(jìn)的強(qiáng)烈渴望,因?yàn)闉樗麄冏鲗W(xué)術(shù)報(bào)告的那一位教授,曾經(jīng)就是他們的校友――1984年的碩士研究生。殷建華教授于2002年被聘為武漢巖土所巖土力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室兼職研究員。在殷建華教授的心中,對中科院武漢巖土力學(xué)所是充滿了感情,所以這樣一場學(xué)術(shù)報(bào)告,他將自己的求學(xué)經(jīng)歷和學(xué)術(shù)結(jié)合在一起,濃縮了自己這一段學(xué)術(shù)生涯的風(fēng)雨歷程。那就是,從求學(xué)起,殷建華教授就一直用“努力”詮釋著自己的人生價(jià)值,正如同他自己所說:“人的一生,全靠自身努力,唯有努力不懈,才能成功。”
縱觀殷建華教授的求學(xué)經(jīng)歷,從學(xué)士到碩士再到博士,字面上一切一帆風(fēng)順,但是在實(shí)際生活中,卻是要付出許多努力和汗水。
殷建華教授在大學(xué)時(shí)選擇的專業(yè),就是巖土工程。而巖土工程是一門很博大、很深?yuàn)W的學(xué)問,以大學(xué)有限的知識(shí)面,去探索里面的奧秘,顯然是很艱難的。因?yàn)橐粋€(gè)系統(tǒng)的科學(xué),就好像源頭活水,支流旁支駁雜,衍生出很多很細(xì)的專業(yè),讓人難以一一追根尋源。殷建華教授坦白說:“在進(jìn)大學(xué)之前,對于這個(gè)專業(yè),其實(shí)我不大懂。”
但是進(jìn)了這個(gè)專業(yè),真正了解了這個(gè)專業(yè)博大的系統(tǒng)之后,殷建華教授也依然是坦然面對,在研究生專業(yè)的選擇上,依然是選擇巖土工程,只不過,這個(gè)時(shí)候經(jīng)過大學(xué)的系統(tǒng)學(xué)習(xí),對這個(gè)專業(yè)有了一個(gè)一般的了解,殷建華教授因此朝著專業(yè)細(xì)化地方向發(fā)展。對此,殷建華教授作了一個(gè)形象的比喻:“就好像建房子,不是一家兩家公司,也不是一個(gè)兩個(gè)專業(yè)就可以做出來的。建房子,除了地基和結(jié)構(gòu),還涉及到建筑學(xué)、機(jī)械工程、通風(fēng)等一系列的學(xué)問。”
有人說,學(xué)習(xí)是一顆辛苦、無味的種子,埋藏在你人生路上,你只有用汗水澆灌,才能結(jié)出美味可口的果實(shí)。的確,在一般人心中,巖土工程這樣的專業(yè),每天要與數(shù)據(jù)打交道,時(shí)間長了會(huì)覺得索然無味,失去學(xué)習(xí)的興趣。殷建華教授在選擇武漢的中國科學(xué)院研究所之后,也是有過一陣子的迷惑,因?yàn)閷I(yè)的細(xì)分遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是大學(xué)時(shí)候所學(xué)可以比擬的。但是殷建華教授很快愛上了自己的專業(yè),在他看來,這個(gè)專業(yè)是用來解決實(shí)際問題的,并不是很抽象,因此在長時(shí)間的學(xué)習(xí)中,他并沒有覺得枯燥。或許是抱著這樣的學(xué)習(xí)心態(tài),加上自身刻苦的努力,殷建華教授取得了自己的進(jìn)步,取得了讓別人看得見的進(jìn)步。因此在拿到碩士學(xué)位之后,得到中科院的選派和獎(jiǎng)學(xué)金前往加拿大攻讀博士學(xué)位。
努力付出往往和收獲成正比。在加拿大留學(xué)的日子,殷建華教授不負(fù)眾望,拿到了加拿大 Manitoba 大學(xué)優(yōu)秀外國學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金,所有功課都是班上第一名。之后,殷建華教授順利地拿到了博士學(xué)位,成為一名學(xué)貫中西的專家學(xué)者。而對于許許多多正在求學(xué)的學(xué)子們來說,殷建華教授的這一段求學(xué)經(jīng)歷,卻如同一盞明燈,驅(qū)散了那些學(xué)生心中的迷惘,激勵(lì)著學(xué)生們努力、努力、再努力。
傳道授業(yè)不懈求索
古人曰:師者,所以傳道授業(yè)解惑也;現(xiàn)在我們說:教師是人類靈魂的工程師。從古到今,教師這個(gè)職業(yè)都是高尚的,受人尊重的。作為一名學(xué)貫中西的專家學(xué)者,殷建華教授最終將自己的角色定位在教師這個(gè)位置上,值得人尊敬。
選擇在香港理工大學(xué)任教,殷建華教授并不自恃學(xué)問高就傲物,而是從低做起,踏踏實(shí)實(shí),一步一個(gè)腳印,對自己負(fù)責(zé),也對自己的學(xué)生負(fù)責(zé),從助理教授很快升到了副教授,隨后又在2002年升為正教授。
職稱的飛快提升,是香港理工大學(xué)作為一所名牌大學(xué),對殷建華教授最大的肯定;而殷建華教授在教書育人的同時(shí),也真正實(shí)現(xiàn)了自己的人生價(jià)值,將自己的專業(yè)作出了最大的貢獻(xiàn)。
當(dāng)初,獲得博士學(xué)位后,殷建華教授并沒有急于回到國家,而是在加拿大東部城市的一個(gè)顧問設(shè)計(jì)諮詢公司和一研究中心分別工作過兩年。而移居香港后,也在一個(gè)顧問設(shè)計(jì)諮詢公司工作接近一年。可以說,這幾年的工作經(jīng)歷,使得殷建華教授所學(xué)的理論知識(shí),在實(shí)踐中得到了很好地印證,也很好地鍛煉了自己的能力,更增強(qiáng)自己解決實(shí)際問題的能力。而這些,更為他成為一名優(yōu)秀的教授打下了良好的理論與實(shí)際相結(jié)合的基礎(chǔ)。
據(jù)了解,殷建華教授所指導(dǎo)的兩大學(xué)生畢業(yè)論文連續(xù)兩年 (1999-2000年, 2000-2001年)被香港工程師學(xué)會(huì)評為第一名,并得到獎(jiǎng)金和證書。殷建華教授介紹說:“我們對教學(xué)很重視,也重視跟學(xué)生溝通。我們學(xué)校教學(xué)有一整套系統(tǒng),很完善,也很出色,所以本科生從我們這里畢業(yè)都很有收獲,在社會(huì)上也很有改變。”
優(yōu)秀的教師,培養(yǎng)出優(yōu)秀的學(xué)生,但本質(zhì)上,殷建華教授也是一名優(yōu)秀的學(xué)者。他擔(dān)任高校聯(lián)工程師聯(lián)合會(huì)主席,將香港高校的許多工程界的朋友,匯聚在一起,在專業(yè)的碰撞間,實(shí)現(xiàn)聯(lián)會(huì)對香港、對國家更大的貢獻(xiàn)。
可以說,殷建華教授是國際巖土力學(xué)界十分活躍的青年專家學(xué)者,目前不僅擔(dān)任國際巖土力學(xué)計(jì)算方法與進(jìn)展學(xué)會(huì)副主席、國際巖土力學(xué)與工程學(xué)會(huì)會(huì)員、中國力學(xué)學(xué)會(huì)巖土力學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)及地面巖石力學(xué)與工程專業(yè)委員會(huì)委員、中國地質(zhì)學(xué)會(huì)及工程地質(zhì)專業(yè)委員會(huì)委員、香港力學(xué)學(xué)會(huì)委員等職務(wù),同時(shí)還擔(dān)任《加拿大巖土工程》學(xué)報(bào)副主編、國際《巖土力學(xué)與巖土工程》學(xué)報(bào)主編之一,美國《國際巖土力學(xué)》學(xué)報(bào)編委、國際《海洋地球資源與巖土工程》學(xué)報(bào)編委、《防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)》編委、《巖土力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》編委、《巖土工程界》編委、《結(jié)構(gòu)工程進(jìn)展》國際雜志編委。
積極參與國內(nèi)、國際學(xué)術(shù)的同時(shí),殷建華教授也有自己的學(xué)術(shù)研究,在科研上取得豐富的成果:首創(chuàng)性地給出等效時(shí)間定義和土的一維、三維粘塑性模型,并應(yīng)用于土體完全耦合的固結(jié)分析;首創(chuàng)性地將Timoshenko Beam Model用于土工布加筋土地基模擬;提出有排水板和用非線性土的本構(gòu)方程(維彈粘塑性模型)完全耦合的固結(jié)分析的有效的有限元方法;首創(chuàng)性地將填海造地工程和土的固結(jié)理論及分析與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合。
其中,殷建華教授取得4項(xiàng)專利,出版了2本專著和編輯了3本書籍,發(fā)表了300多篇學(xué)術(shù)論文, 其中102篇學(xué)術(shù)論文在國際科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫中的科學(xué)期刊(Journals in Science Citation Index )上發(fā)表。
現(xiàn)在,殷建華教授碩果累累,榮譽(yù)滿身,卻依然在學(xué)術(shù)的海洋里遠(yuǎn)航。作為學(xué)者、專家、教授,他對年輕人寄語:成功是通過后天的努力――奮斗,尤其在年輕的時(shí)候要做到最好。
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 北大期刊
中國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
貴陽省經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
廣西機(jī)械工業(yè)局;廣西機(jī)械工程學(xué)會(huì);廣西機(jī)械工業(yè)研究所主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山西省機(jī)電工業(yè)行業(yè)辦主辦
預(yù)計(jì)1個(gè)月內(nèi)審稿 省級(jí)期刊
山東省機(jī)械設(shè)計(jì)研究院主辦
預(yù)計(jì)1-3個(gè)月審稿 統(tǒng)計(jì)源期刊
黑龍江科技大學(xué)主辦