【导师论导】周又和:谈谈研究生导师的基本素养——引导、激励、评价

日期: 2022-05-16 阅读: 来源: 关键词:

近期,收到学校的约稿邀请,让我作为“导师论导”专栏的撰稿人,介绍一下研究生教育和指导的经验,以期来促进我校研究生导师能力的提升。非常感谢学校领导的信任肯定并给我这次机会,同时也期望以此交流的“抛砖引玉”来促进我们自身的发展。

收到约稿时,正值撰写的专著《超导电磁固体力学》(下册)的排版样稿进行校核,从而耽误了几天。得空下来,我梳理了一下力学学科的发展历程和研究生培养成效在其中发挥的重要作用。从中发现,导师如何能引导好、激励好和评价好研究工作不仅对于研究生培养是重要的,而且对于一个科研团队的发展壮大也是基础性的。为了不至于空泛,我将在议论中穿插部分实际例子来进行佐证。

我于1987年9月考入兰州大学固体力学博士点,在著名力学学者叶开沅教授的指导下于1989年底获博士学位,然后留校任教至今。叶先生结束我的博士论文答辩后不久就去了国外,从此开始了我与郑晓静在兰大力学的独立发展之路。在此期间,我们有两次大的转型。一是研究领域的两次转型:1990年初从板壳非线性力学转到电磁固体力学,后者是与高新电磁装置及器件关联的新兴交叉学科,国际上刚起步、国内空白;1999年沙尘暴肆虐到北京引起中央高层重视后,又将研究拓展到风沙环境力学这一与沙尘暴灾害关联的重大环境领域。这两大研究领域的显著特点均是复杂环境与介质相互作用的多场耦合非线性力学,研究难度大,力学介入者少。二是研究方法拓展到实验研究的转型。早期我们主要是理论研究(即建模与定量分析),所采用的实验结果均是国外的。随着研究的深入,实验研究就成为必需,为此将研究工作进一步拓展到含实验装置研制建设的实验研究和野外观测研究。在这些转型拓展过程中,不仅使研究生们能得以成长,而且也极大地推动了本学科的发展。截至目前,培养的研究生已成长为长江学者特聘教授、国家杰青、中组部青年拔尖人才、国家优青、青年长江、教育部新世纪人才、全国优博及提名、中国力学优博、中国科协青年托举人才等,并促成固体力学入选国家重点学科和国家基金委创新研究群体等。回顾过往,力学学科的研究生招生量在学校一直处于低位,教师人数也不多。于是做好有志于来此深造的研究生的培养和教师队伍自身造血功能的建设就一直是我们关注的重点,这既是叶先生培养出4位院士(其中刘人怀是兰州大学培养的首位院士)的宝贵经验传承,也是我们执行中有效拓展的基石。

如何“引导”好是研究生导师最为基本的素养。研究生是一个团队的生力军,当他们有志于加入到一个团队后,首先遇到的拦路虎就是选题及其如何开展研究工作。这方面导师的引导就体现在选什么题、如何做的问题,这两者是密切相关的。对于导师来讲,需要在不同阶段立足科学前沿选择不同的主攻方向,并将其分解成不同问题供研究生选择。在这类引导过程中,导师要知晓可能的解决路径及其研究的价值和意义,并且要在推进过程中不断提升,这就涉及到导师是随大流的追随性选题还是有独立洞见的选题了。例如,王记增(获国家杰青和长江学者特聘教授-2017年)在研究生选题时,我将在日本知晓的最新数学方法即小波方法让他来开展梁板力学方程的求解研究,并告知了这一方法产生的背景、优特点和应用场景,包括应用到力学方程求解时会遇到何种问题和可能克服的途径。得知这一研究需要好的数学基础并具有开辟一新方向的挑战性后,他毅然接受了这一选题。此后,我们一道合作攻克了遇到的问题,建立了新的高性能小波基函数并在压电智能结构动力控制方面得到成功应用。本世纪初,他完成博士学位论文后就到德国和美国开启了长达8年的访问研究。期间我从一本书上了解到流体力学著名N-S方程求解方法的不封闭性问题,并发现这是所有非线性问题求解普遍存在的,结合我们建立的小波方法特征,就预见到我们的小波方法可以解决此难题,于是写下了注记。由于那时身体不好,就将此放下了。待他从美国返回兰大后,他随我一道乘校车往返榆中校区听我为本科生新生主讲的《力学与工程概论》课。在一次返回途中,我们聊天时我突然记起了此事。于是除了我们针对其封闭解法开展数学框架的建立与论证外,同时还安排研究生针对不同类非线性问题的小波求解进行优越性的定量论证。后查文献发现,国内外9个不同领域的研究团队还采用了我们的小波方法来开展他们遇到的非线性静、动力学研究也取得成功。去年,集成我们这一新方法成果的英文专著作为工程应用的计算方法丛书被国际著名出版社Springer-Nature出版。

如何“激励”好是研究生导师取得成效的重要环节。这里除了激励研究生敢于挑战难题外,更重要的是当研究生遇到困难时,导师如何帮助研究生能有效化解,以树立研究生战胜困难的信心。例如,在我们将电磁固体力学研究课题安排给研究生的早期,虽然我们导师已在此方面实现了有效转型(集成阶段性成果的专著《电磁固体结构力学》已于1999年被科学出版社出版),但因难度大,研究生们普遍有畏难情绪,进而影响到研究工作的推进。记得当时一位兰大本科力学学生考入我们的研究生,我们将横向磁场中梁式板自由振动激发的涡电流与变形相互作用的时变阻尼特征问题让他做,以此作为科研入门的训练。这是在我们建立静态解基础上的拓展,并提供了静态解法的程序和告知了如何改进的方式。研究生接手后,长达半年仍没有结果,并总是强调困难,这超出了我的预期。在那年十一的7天长假期间,我在原有程序基础上按我告知给学生的方式进行改进,前3天完成计算结果,后3天就将英文论文写出(后在国际期刊发表),最后一天做好了这一工作的胶片。待假期结束后的第一天,就组织全体研究生来介绍这一工作,进而使研究生们看到只要投入、能力、方式到位,就可以取得进展。后来这位硕士研究生坚定了信心,在我们完成的国外仿聚变堆超导线圈的磁弹性弯曲与失稳实验特征揭示的静态解法基础上,他完成的1篇相关动态解研究论文也在国际期刊上得以发表。对于做得好的研究生,就要给予及时激励与进一步引导。例如,从西交大本科毕业后考研调剂到我这的研究生雍华东(获全国优博提名和青年长江学者),在硕博连读期间,前2年他自选功能梯度材料的反平面断裂力学问题开展研究,因我得知这类问题没人做过(其它类断裂力学问题已有很多研究),就让他做了,他相继完成了4篇论文。当第1篇中文论文提交给我时,我就帮他整理成英文论文投到国际期刊被接受发表,后来他学会了英文论文写作并将其它均在国际期刊发表。在进入博士生期间,我明确告诉他,虽然这方面的研究还可以做,但不是我关注的主流,我建议他将研究重心转入到超导断裂力学,于是他开始了后者的研究。我们的第1篇超导断裂力学研究论文于2007年发表在《Physical Review B》上,进而开启了国际上超导断裂力学的理论研究,包括后续的拓展论文,受到了学界的重视与好评。还有张兴义(获全国优博、中组部青年拔尖人才和基金委优青)开启的超导力学实验研究、王省哲(获长江学者特聘教授)将超导力学理论研究拓展到国际上首台全背景场超导材料力学实验装置的成功研制等都是在这类激励与引导下推进的。

如何“评价”好是研究生导师团队形成良好学术氛围和不断发展的核心。实际上,无论我们做什么事,“评价”对于每一个人或团队都是在发展过程中始终存在的,而且随着不同的阶段会有所改变。而要做好科研工作的“评价” 来促进研究生及其团队自身的发展就显得尤为重要,这就与导师的科研视野程度相关联了。虽然有SCI论文数量、高影响因子和顶刊等表面的“指挥棒” ,但作为一名追求优秀的研究生导师,不能仅围绕这些“指挥棒”转。实际上,在“四个面向”的指引下,通过独特的选题并立足科学前沿来实现科研工作的不断突破才是最为重要的,这还需要评价的恰当到位,既不能缺位也不能越位。缺位了没人会帮你到位,进而会影响到研究生及其团队研究的积极性和影响力;越位了就会在学界带来可能的不好影响甚至是灾难性的。与此同时,对于研究工作中的不足或不完美,还要有能力去发现并引导完善。例如,张兴义在博士期间的超导悬浮力学实验的第1篇论文,发现了悬浮力-间距迟滞回线上的交叉现象,这是以前没有的。为了慎重起见,我让他开展了其它补充实验,弄清了这一新现象仅在某些特殊条件下才出现。于是我们将此整理成论文投到国际期刊发表了,连同后续工作被西班牙知名超导学者肯定为“对于超导悬浮系统的深入理解和改进性能作出了实验和理论研究的大量努力”。到他2008年获博士学位后的2年内,已有15篇相关实验及理论论文在国际期刊发表,我就力推他参与2010年全国优博的申报,包括申报书的修改,最终他获得了当年的全国优博。又如,2014年兰大、西交大、浙大的3个力学创新研究群体在杭州交流研究进展时,主管的基金委领导也全程参与并在结束前给予点评。最后,时任基金委主任的杨卫院士突然提到超导材料自身是脆性的,要实现结构加工所需要的韧性目前都是通过复合材料制备方式来进行的。于是他直接向我提到了兰大能否就超导材料在保持超导性的同时来直接增韧的制备问题。当时,我的确蒙了,因为此前我们没有做过超导材料的制备。虽然如此,回到兰州后,我还是找到张兴义等人开始布局这一挑战性研究的前期准备工作。到2017年,学院初步有了开展纳米材料改性的3D打印设备。于是,我就组织研究生张宝强等人与张兴义等老师一道开展超导材料的3D打印制备的摸索研究。在2年的摸索过程中,实现了纳米尺度的YBCO超导材料3D打印制备。我在肯定这一突破工作进展的同时,也指出仅在纳米尺度上实现是不够的,因为很多纳米尺度下的材料特性会随着尺度的增大而衰减甚至消失,故而提出了要在宏观尺度上实现的问题。再经过1年的研究,终于在宏观厘米尺度上成功实现。这是国际上首次3D打印制备的超导材料,且超轻质量和临界电流密度等均优于传统方式的制备。这一成果于2021年在国际期刊发表后,得到了学界的赞誉与肯定。

总之,在研究生指导与团队建设发展过程中,导师的引导、激励和评价始终是相互关联与交织的。将这些工作做好了,不仅导师自身能力可以得到提升,而且研究生和团队成员的能力也能随之得以提升,进而能促进研究工作的有效推进。一个好的团队形成和壮大,主研人员都有自己的一套管理方式,仁者见仁、智者见智,我们需要从中吸收好的经验来改进我们指导研究生并形成自身管理的有效途径而不是照搬。故此,我的这一点经验之谈,仅供参考。

作者简介:

周又和,中国科学院院士,我国电磁固体力学的开创人与主导者,创立了超导固体多场耦合非线性力学和求解非线性问题的小波封闭方法,在超导、铁磁、压电动力控制和风沙电等多场耦合方面取得了系统性原创成果。获国家教学名师奖、全国师德标兵和全国五一劳动奖等。

发现错误?报错
文:周又和
图:周又和
视频:
编辑:魏丽红
责任编辑:彭倩

推荐关注

阅读下一篇