【党旗飘飘】刘占科:教学科研一起走

日期: 2021-05-14 阅读: 来源: 关键词:

在兰州大学土木工程与力学学院有这样一位老师,他总是忙碌在校园里、教室里、实验室里,对一切科研问题都刨根问底,并把获取到的知识毫无保留地讲授给学生。他总是很谦逊地和同学、同事们相处,习惯默默地待在工作室里做研究。这位老师就是土木工程与力学学院副教授刘占科。

2006年参加工作以来,刘占科就始终工作在教学一线上,至今已有十余年的教学生涯,其主讲的《钢结构设计原理》、《组合结构设计》等8门课程共授课2693人次。同时他还担任兰州大学防灾减灾工程研究所代所长、土木工程系副系主任。

健谈、有想法、亲和是记者与刘占科交谈时对他印象最深的地方。诚如他对科研的态度,“科研创新扎到根,从逻辑起点开始思考,才有可能不断向上生长,走出一条新路。”刘占科在教学上亦是如此,在每一个知识点的学习上,他都希望学生不仅“知其然”,更“知其所以然”。

为师者严谨教学

“教学从来都不是一件容易的事,有时候它甚至比科研更要难。”尽管已经从教十余年,但聊起教学的经验,刘占科仍然觉得这是一件需要花费极大精力去完成的事。

刘占科认为:“不同版本的教材,侧重点会有所区别,对于同一个问题的表述可能不同。”因此,在备课时,除了课本,刘占科还会多准备一两本其他教材辅助教学,并且建议学生也广泛阅读不同版本的书籍,丰富自己对一个概念的理解和认知。

每次备课时,刘占科总会“较真”地去搜集各种素材。在他看来,“科研和讲课都很难,但是讲课的难度是想象不到的。教学是基于原始文献、教学原理、学习原理以及认知规律的深加工及重现的过程。如果要让学生较好掌握课堂讲授的内容,则需要查到内容对应的原始文献,重现当年学者研究的背景、思路、过程和结论。”下一学期的课表一般都会在上学期期中排出,每次收到课表后,刘占科都会马上开始认真筹备下学期的讲课内容。即使有些专业课他已经教授3、4年,本身对教学内容已经非常熟悉了,但他仍会提前准备上课用的素材。

有一次,在讲授到型钢混凝土结构的课程时,为了让学生们更直观的感受到这一知识点在实际工程中的运用,他就想找到世界上第一栋运用了型钢混凝土结构的建筑图片在课堂上进行展示,“这栋建筑是1923年建造于东京丸之内的兴业银行总部大楼,网络上几乎没有它的图片。”尽管找到的几率很小,但刘占科还是费了很大的劲儿寻找,许多相似的图片他都需要挨个儿仔细辨别真假,“那两天脑子里都是这个事情,就感觉翻遍网络也想把这张图找到。”最终,他费了很大力气终于在网络上找到这栋建筑的图片并最终在课堂上展示出来。刘占科认为,“有些内容有些信息必须要提前准备,上课前两天才开始准备就会导致信息的搜集不全。尽管专业课程中一些核心的内容通常不变,但随着研究的深入,总有部分内容则需要增加或删减。”

上课时,刘占科一直都非常关注学生们的反馈互动,面对枯燥难懂的专业知识,为了活跃课堂气氛,他常常为学生们列举生活中的例子,并在故事中穿插一些实用性较强的知识,帮助学生们加强对知识的理解与应用。例如,他告诉学生们外出旅游时,一定要找到旅馆的疏散楼梯在哪儿,并检查楼道的出入口是否被封死等。记清楚自己所处环境的安全出口,这相当于为自己多买了一份保险。

除了教学,刘占科在科研方面也很有经验。在刘占科眼中,高等教育的教学与科研是一种内生性的统一关系:我们现在讲授的知识源自前人的科学研究,而我们现在的科学研究也可能为后人生产新的知识。 “在高等教育阶段,大学老师一是传授知识,二是生产知识。因此,大学老师不仅要做知识的搬运工,还要做知识的生产者。生产知识的水准影响着教学的水准。如果科研不创造知识,教育教学的内容就缺少了源头之水。”一直以来他都非常重视“科研教学相统一”这一思想在个人工作中的实践运用。科研过程中取得的一些进展、做研究时一些新的思路,他都会及时的补充到课堂的讲解中,让学生对课程学习有更扩展性地学习。在讲到压型钢板组合楼板施工阶段的验算时,他会和同学们分享局部屈曲的研究成果。

搞研究敢想敢做

提到刘占科,许多人的第一印象就是敢想敢做。多年来,刘占科以第一作者/通讯作者在国外的SCI/EI期刊上发表了14篇学术论文,还获得了诸如国华杰出学者奖(青年英才奖)、甘肃省科学技术进步一等奖等多个奖项。

在这些学术成就的背后,刘占科认为,除了“扎扎实实做一些事儿”以外,还应该有一套独特的搞研究的思路和方法,“首先是要把根扎稳,我常常跟我的学生们说,在进行研究之前一定要先把这背后的理论研究透彻。”他一直深切关注国内外钢结构设计标准的发展动态,以设计规定的基础理论为研究对象,常常另辟蹊径解决科研中出现的“拦路虎”。

在结构工程专业中,建筑结构压弯构件是其重要研究内容之一。其中,平面内失稳是建筑结构中压弯构件典型的破坏模式之一。要想避免构件的平面内失稳,就需要精准确定其最大二阶弯矩,这也是该类构件研究的重点和难点,而最大二阶弯矩的计算式与其发生位置的几何判定条件密切相关。过去,学界业界主要采用美国学者于20世纪60-70年代提出的确定最大二阶弯矩的等效弯矩概念和等效弯矩系数,并一直沿用至今。等效弯矩概念和等效弯矩系数也是土木工程专业本科生、研究生的结构设计类专业课程的核心内容之一。

是否能有更直接的方法来确定最大二阶弯矩?几何判定条件是它唯一的计算条件吗?……随着教学工作的深入,刘占科对最大二阶弯矩这一教学重点、难点产生了兴趣并随即展开研究。不断的回归概念原点、无数次尝试新的计算实验……2020年,刘占科基于最大二阶弯矩的概念,将其发生位置的几何判定条件转化为物理判定条件,并提出了计算最大二阶弯矩的直接确定法。直接确定法的提出,革新了结构工程设计和土木工程教学中使用长达半个多世纪的基础理论和分析方法。

此外,自2013年起他在导师周绪红院士的指导下开展复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的研究。经过数年计算研究,终于在2018年-2020年发表的4篇研究论文中,提出了“复合弯矩系数”的概念,给出了钢梁弯扭屈曲复合弯矩系数的双重求和形式的理论计算式,建立了复合荷载作用下钢梁弯扭屈曲临界弯矩的计算理论和方法,解决了国内外科研界和工程界计算复合荷载作用钢梁弯扭屈曲临界弯矩时缺少理论支撑的困境。

“研究必须扎在根上,这是我们向前探索的底气。”正是有这份底气,刘占科在研究难以推进时常常会反其道而行,回到开始的点重新往后推,“其实每从头再走一次,都会有不一样的发现。”在刘占科看来,做研究就像在走一条射线,只有把最开始的那一点打好了,之后的路才不会白走,才会通往无数种全新的可能。靠着这样不断深挖的精神,他在科研道路上克服一个个难题,坚定不移地向未知探索。

在接下来的科研及教学工作中,刘占科还将不断挖掘学科知识,用开拓发展的眼光去发现问题、看待问题、解决问题,“创新倒不一定说有多难,关键是要突破原有方法和思想的束缚,有时候突然灵光一现就豁然开朗了,一切事物最重要的就是厚积而薄发。”

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文:周琦,孔子俊
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编辑:杨旭清
责任编辑:许文艳