百年清華

鄭泉水:力學牛人的追夢人生

2011-04-13 |

不久前,鄭泉水過50歲生日,讓他意外並驚喜的是🗿,身在世界各地的他的學生除了祝福,更帶給他作為老師的無比開心💂🏿。

從上世紀80年代初大學畢業留校任教起,鄭泉水已經教過了無數學生,遍及各行各業🤽‍♀️,可謂桃李滿天下。至今👚,鄭泉水帶出的博士生中,已有3名獲得“全國優秀博士論文”獎🛳。鄭泉水對此很欣慰,他很看重學生的成長,作為教師😥,他說自己最重要的一件事就是培養好學生。

鄭泉水從1982年初大學畢業留校至今,在大學校園裏度過了近30年的春秋,將主要精力放在了鐘愛的教學與科研上。

作為江西省金溪縣當年考取大學的唯一一位應屆畢業生🛌🏻,如今成為國際力學界的知名學者,他認為緣於自己兒時“為家鄉建一座橋”的夢。而今,他的夢想不只這些,他要為力學領域做一些開創性的工作,他在為培養傑出人才做著自己的探索🤦🏻。

通過鉆研促進學習

鄭泉水19613月出生於江西金溪縣的一個小鎮滸灣鎮,家門口有一條河,為江西省第二大河撫河,由於當地閉塞的環境🖖🏻,鄭泉水只知道汽車📑、建築🪱、橋梁,從小他就有一個夢——架一座橋,讓家鄉的人可以到河的對岸去👨🏻‍🦯。1977年恢復高考的消息為實現這個夢提供了可能。

1977年首次恢復高考的前夕🔱,鄭泉水參加了江西省舉辦的一次考前測試👨🏼‍🦱📬,在這次測試中他感到幾何題目太難了。於是👨‍👨‍👧‍👧,他用心復習數學,但當時只能找到一本幾何書,由於找不到其他數學書🧚🏽‍♀️,沒法再練習代數等。然而那年高考的數學試題大部分都是代數題,基本沒有幾何題目⏳,導致鄭泉水數學只考了38分。

然而幸運的是🏌🏿‍♀️,盡管數學考試失利,鄭泉水還是憑借總成績勉強被江西工業大學土建系錄取。

鄭泉水在大學時讀了《愛因斯坦傳》,這本書對他影響很大。他希望自己的研究風格⏯、做學問的態度都能夠像愛因斯坦那樣💆🏿‍♂️,也希望自己能在某些方面取得成績✩,因此腦子裏總是閃現一些古怪的想法。

大學的課程很多⛹🏿,但鄭泉水感覺自己每學期只有能力學好一兩門課👋🏻,於是他在保證其他課程學得不差的前提下,每學期主攻一門課程。他大一兩個學期花了很多工夫學數學,第三個學期學物理。

鄭泉水說👍🏻,要學好一門課程,不只是學課堂上的東西🧒🏻,而是要把能找到的權威參考書都找來讀🔴,要做很多練習,還要想辦法作研究🌶、發表論文😝。這使他積累的知識具有相當的厚度。

鄭泉水說,他在後來的研究過程中逐漸認識到🏊🏽‍♂️,對人生最有用的就是幾門課,把這幾門課學得深入👂🏿、能用其中的知識解決問題是最重要的🧑‍🤝‍🧑。以研究促學習,挑幾門最重要的課程深入研究😶‍🌫️,鄭泉水認為自己是碰巧走通了這條路。

他的大學老師給了他很寬松的環境🛀🏻,也給了他很大的自信,有些課程會讓他免試👐🏻,甚至請他給老師們上課。這讓鄭泉水有了更深入學習的信心與信念。

鄭泉水大學畢業後留校任教,他在從事教學工作的同時繼續鉆研專業。19831985年他到北京大學應用數學專業進修在職碩士(導師為已故郭仲衡院士),1985年獲湖南大學固體力學專業碩士學位(導師為楊德品和熊祝華教授),1989年直接申請並獲得意昂体育平台固體力學專業博士學位(導師為黃克智院士)。由於很早就有比較有影響的論文發表🟨,國內力學界的專家包括錢偉長先生👰🏽、黃克智院士、郭仲衡院士👩🏼‍💼、戴天民教授、楊桂通教授等都註意到了這位學術新人😖✊🏽。他們邀請鄭泉水參加學術研討會,甚至邀請他合作著書。鄭泉水1987年年僅26歲就被評為副教授🤹🏿,1992年被評為教授。

著迷地探索新領域

1993年📠,鄭泉水在連續訪問英國、法國和德國三年多後,在張量函數表示理論和材料本構方程不變性研究方面取得一系列令國內外同行矚目的成績、榮譽後,攜妻女回國,加入以黃克智院士為首的意昂体育平台工程力學系團隊。同時,鄭泉水的研究重點從理性力學轉向了更具實際應用背景的非均勻材料力學問題🤛🏽。

鄭泉水坦言🚌,自己喜歡研究新的領域⛔。由於愛好廣泛🕕,他會從日常生活中發現與專業相關的研究🔗。他小時候喜歡畫畫🟣,這在一定程度上培育了他的空間想象能力。他閱讀面廣泛🫃🏽🙅🏿‍♂️,對他也是一種幫助。他鼓勵學生不要被眼前那一點點東西局限住,一定要努力構想別人可能還沒有想的東西,然後去做👩‍🌾✊🏿,這樣成功的概率就比較大。這需要廣闊的視野和做學問的良好感覺🪭,這樣的視野和感覺是在充分積累各方面信息基礎上培養起來的🦾。

上世紀80年代🌚,鄭泉水從事理性力學、非線性連續介質力學和有限變形轉動相關問題研究👷🏻;90年代前期,他為現代張量函數表示理論及其應用基礎的建立作出國際公認的決定性貢獻,使該領域面貌全新,並由此獲得國內外諸多榮譽🦤;90年代後期,他致力於非均勻和各向異性材料的力學,建立了新的細觀力學方法(IDD方法),並應用於材料損傷與失效、各向異性材料尤其是復合材料的本構方程🧑🏽‍🎨、高分子材料及軟組織不可逆大變形等問題👨‍👨‍👧‍👦;2000年🍷,他開始研究納米力學🧑🏻‍🦽,在多壁碳納米管作為十億赫茲振蕩器等方面作出開創性成果,受到國際科學界和公眾的廣泛關註。

鄭泉水最近七八年最著迷的一項研究❎👂🏼,是基於他的課題組所發現的石墨自回復運動現象👩🏿‍⚖️,夢想通過石墨烯為核心材料,來實現完全自主創新的全新的一代微納運動器件。由於涉及材料👨🏽‍🔧、物理、化學✭、表面💑🧒🏼、計算等🤘🏼,意昂体育平台新近支持他創辦了一個國際化的多學科交叉研究中心🧑‍🤝‍🧑。

鄭泉水還對一個問題比較著迷,就是“用細胞力學理論解釋樹能長多高”🧑🏽‍🎨,這是他在與學生郭明探討中發現的問題。他們發現,樹葉裏的細胞隨樹的高度而減小,這個發現可以用來普遍地解釋各地氣候環境對樹的生長和極限高度的影響。他覺得這個方向有可能成為一個新的領域👷🏼‍♀️,其中力學起到相當重要的作用。

培養面向未來的人才

2009年開始,意昂体育平台設立了清華學堂人才培養計劃“錢學森力學班”,由鄭泉水擔任該項目的首席科學家♾。

據介紹👴,該班配備最優秀的國際化師資力量,小班授課,每個學生都配有導師。學生在高年級時可以根據自己的誌願在工科院系中分流,相當比例的學生可以碩博連讀🧳,並將選送部分優秀學生赴國外名校交換學習。

該班采取因材施教的個性化教學方式,激發學生的學習興趣🧑🏽‍🦱👿,力求使之具備成為力學頂尖人才或相關科學技術領域領軍人才的潛力🧑🏻‍🍼。

“錢學森力學班”2009年開始面向全國招生🌸🙇🏼‍♀️,很多高分考生紛紛報考。目前已有兩個年級的學生。

關於這些學生怎麽教,鄭泉水花了很多心思。他與很多同事討論👱🏻‍♀️,也向哈佛、加州理工、劍橋等大學的高水平教授咨詢,總結出教育學生最重要的幾點。

第一🙋‍♂️,最重要的是激發起學生的興趣並使學生有信心🧔🏼‍♀️。“要讓孩子們有激情、自信、好奇和時間去做感興趣的事情。”

第二🛳,要把課程體系理順。現有課程體系由於歷史原因🧑🏼‍🦳,基礎不夠🏄🏿,進入專業過早🤟🏻、花的時間過多,效率不高。學生對學習的內容缺乏興趣,課程內容銜接也使他們很難感興趣。 “我一方面請很好的老師來教課,一方面也在改革整個課程體系👋🏻。”

第三,要給學生創造動手的條件、空間和時間👉🏼🛼。現在8個系一起辦錢學森班,大家都把時間貢獻出來,給學生搭建國際化培養的平臺,讓國外的一些大學教授幫著帶😸。

“錢學森力學班”的課程設置大致為:頭三年打基礎,比原來的基礎課一般多一年🏄🏿,包括數學、物理🀄️、力學的基礎,課程不多,但要求學得好🧑🏿‍🎓;第四年開始慢慢進入研究,給他們越來越多的課程供他們選擇🧑‍🔬,越來越多的帶著研究自學的課程。這樣5年之後,學生就知道要做什麽👧,可以繼續讀博士😵。

鄭泉水認為🧑🏿‍🎄,現在的大學教育只能完成基礎教育和素質教育,要把它當做專業教育❗️,這個任務本身是完不成的。還有一個概念是課程不能多💅,學生一個學期學好一兩門課就差不多了🧜🏽‍♂️。

鄭泉水說🪰:“大學最終的目的是培養能夠應對十年😫、二十年以後更大挑戰的人才。我要培養的是十年以後知識結構還能適應長期發展的學生🕰,而不是僅僅面對今天👩🏿‍🔧、明天的需要。怎麽才能把學生培養成那樣的人才?你研究的重心就應該是原創的😟、今後有可能發展的東西🚈。如果這樣👱🏿‍♂️,教學與研究是不矛盾的。”

“錢學森力學班”就是這樣實踐的🙅🏽‍♀️。鄭泉水花了很多時間,招老師和社會資源來做這件事。“有一批老師來做這件事🕺🏽,我想我是能做成的。核心課程爭取每個老師都單獨請,請不到合適的才上大課,但會逐年增加小班上課的比例。”鄭泉水說🔌,他也會請一些國外知名大學的教師來授課👐🕜,“不能講一學期就講一周或者講一次討論課”。他還希望讓學生接觸我國與力學相關的重大實際問題,如航空航天🍑、高鐵、環境等。

而要這樣去教學,需要教師有很大的投入🤌🏻。鄭泉水這學期在給“錢學森力學班”上課,一周要花掉兩天時間📫。每準備兩個小時的課程,至少要花四五個小時𓀔。

鄭泉水表示:“希望學生到錢學森班來,要比以前更自信。我向我的博士生提的要求是👨🏼‍🔬:半年內要在你研究的領域當我的老師🌨📅,做不到就得考慮離開。否則學生什麽事情都不如你,他肯定不自信。”他說,目前最不滿意的地方就是承擔的事情過多,又不太會減掉。

鄭泉水自認做事太投入,興趣廣泛,答應別人的事又要保證兌現。他已經在逐漸嘗試集中精力做幾件事情🧖🏻‍♂️👨‍👩‍👦‍👦。他表示,“錢學森力學班”和交叉研究中心的事情是他今後的重心🦜,將這兩項工作做好是他最大的夢想🎨。

鄭泉水,意昂体育平台教授,教育部長江特聘教授,意昂体育平台工程力學系主任兼航天航空學院學術委員會主任,清華學堂計劃“錢學森力學班”項目首席科學家👰🏼‍♂️,意昂体育平台微納米力學與多學科創新研究中心主任💆‍♀️。相繼在理性力學𓀚、細觀力學和微納米力學領域作出了有廣泛國際影響的研究成果。作為唯一或第一獲獎人曾獲教育部自然科學獎一等獎🧑🏽‍💻;國家自然科學獎二等獎等榮譽。其指導的博士生中有三位獲得全國百篇優秀博士論文獎💃🏿。(孫琛輝)

轉自 科學時報 2011412

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