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【学府名师】郑泉水:力学牛人的追梦人生
来源:高研院  作者:ias_admin 添加时间:2011/4/18 15:37:57 浏览数:427
    4月12日,《科学时报 》刊登了我校杰出校友、高等研究院院长郑泉水教授的报道《郑泉水:力学牛人的追梦人生》,全文如下:   
    不久前,郑泉水过50岁生日,让他意外并惊喜的是,身在世界各地的他的学生除了祝福,更带给他作为老师的无比开心。
    从上世纪80年代初大学毕业留校任教起,郑泉水已经教过了无数学生,遍及各行各业,可谓桃李满天下。至今,郑泉水带出的博士生中,已有3名获得“全国优秀博士论文”奖。郑泉水对此很欣慰,他很看重学生的成长,作为教师,他说自己最重要的一件事就是培养好学生。
    郑泉水从1982年初大学毕业留校至今,在大学校园里度过了近30年的春秋,将主要精力放在了钟爱的教学与科研上。
    作为江西省金溪县当年考取大学的唯一一位应届毕业生,如今成为国际力学界的知名学者,他认为缘于自己儿时“为家乡建一座桥”的梦。而今,他的梦想不只这些,他要为力学领域做一些开创性的工作,他在为培养杰出人才做着自己的探索。
 
通过钻研促进学习
 
    郑泉水1961年3月出生于江西金溪县的一个小镇浒湾镇,家门口有一条河,为江西省第二大河抚河,由于当地闭塞的环境,郑泉水只知道汽车、建筑、桥梁,从小他就有一个梦——架一座桥,让家乡的人可以到河的对岸去。1977年恢复高考的消息为实现这个梦提供了可能。
    1977年首次恢复高考的前夕,郑泉水参加了江西省举办的一次考前测试,在这次测试中他感到几何题目太难了。于是,他用心复习数学,但当时只能找到一本几何书,由于找不到其他数学书,没法再练习代数等。然而那年高考的数学试题大部分都是代数题,基本没有几何题目,导致郑泉水数学只考了38分。
    然而幸运的是,尽管数学考试失利,郑泉水还是凭借总成绩勉强被江西工业大学土建系录取。
    郑泉水在大学时读了《爱因斯坦传》,这本书对他影响很大。他希望自己的研究风格、做学问的态度都能够像爱因斯坦那样,也希望自己能在某些方面取得成绩,因此脑子里总是闪现一些古怪的想法。
    大学的课程很多,但郑泉水感觉自己每学期只有能力学好一两门课,于是他在保证其他课程学得不差的前提下,每学期主攻一门课程。他大一两个学期花了很多工夫学数学,第三个学期学物理。
    郑泉水说,要学好一门课程,不只是学课堂上的东西,而是要把能找到的权威参考书都找来读,要做很多练习,还要想办法作研究、发表论文。这使他积累的知识具有相当的厚度。
    郑泉水说,他在后来的研究过程中逐渐认识到,对人生最有用的就是几门课,把这几门课学得深入、能用其中的知识解决问题是最重要的。以研究促学习,挑几门最重要的课程深入研究,郑泉水认为自己是碰巧走通了这条路。
    他的大学老师给了他很宽松的环境,也给了他很大的自信,有些课程会让他免试,甚至请他给老师们上课。这让郑泉水有了更深入学习的信心与信念。
    郑泉水大学毕业后留校任教,他在从事教学工作的同时继续钻研专业。1983~1985年他到北京大学应用数学专业进修在职硕士(导师为已故郭仲衡院士),1985年获湖南大学固体力学专业硕士学位(导师为杨德品和熊祝华教授),1989年直接申请并获得清华大学固体力学专业博士学位(导师为黄克智院士)。由于很早就有比较有影响的论文发表,国内力学界的专家包括钱伟长先生、黄克智院士、郭仲衡院士、戴天民教授、杨桂通教授等都注意到了这位学术新人。他们邀请郑泉水参加学术研讨会,甚至邀请他合作著书。郑泉水1987年年仅26岁就被评为副教授,1992年被评为教授。
 
着迷地探索新领域
 
    1993年,郑泉水在连续访问英国、法国和德国三年多后,在张量函数表示理论和材料本构方程不变性研究方面取得一系列令国内外同行瞩目的成绩、荣誉后,携妻女回国,加入以黄克智院士为首的清华大学工程力学系团队。同时,郑泉水的研究重点从理性力学转向了更具实际应用背景的非均匀材料力学问题。
    郑泉水坦言,自己喜欢研究新的领域。由于爱好广泛,他会从日常生活中发现与专业相关的研究。他小时候喜欢画画,这在一定程度上培育了他的空间想象能力。他阅读面广泛,对他也是一种帮助。他鼓励学生不要被眼前那一点点东西局限住,一定要努力构想别人可能还没有想的东西,然后去做,这样成功的概率就比较大。这需要广阔的视野和做学问的良好感觉,这样的视野和感觉是在充分积累各方面信息基础上培养起来的。
    上世纪80年代,郑泉水从事理性力学、非线性连续介质力学和有限变形转动相关问题研究;90年代前期,他为现代张量函数表示理论及其应用基础的建立作出国际公认的决定性贡献,使该领域面貌全新,并由此获得国内外诸多荣誉;90年代后期,他致力于非均匀和各向异性材料的力学,建立了新的细观力学方法(IDD方法),并应用于材料损伤与失效、各向异性材料尤其是复合材料的本构方程、高分子材料及软组织不可逆大变形等问题;2000年,他开始研究纳米力学,在多壁碳纳米管作为十亿赫兹振荡器等方面作出开创性成果,受到国际科学界和公众的广泛关注。
    郑泉水最近七八年最着迷的一项研究,是基于他的课题组所发现的石墨自回复运动现象,梦想通过石墨烯为核心材料,来实现完全自主创新的全新的一代微纳运动器件。由于涉及材料、物理、化学、表面、计算等,清华大学新近支持他创办了一个国际化的多学科交叉研究中心。
    郑泉水还对一个问题比较着迷,就是“用细胞力学理论解释树能长多高”,这是他在与学生郭明探讨中发现的问题。他们发现,树叶里的细胞随树的高度而减小,这个发现可以用来普遍地解释各地气候环境对树的生长和极限高度的影响。他觉得这个方向有可能成为一个新的领域,其中力学起到相当重要的作用。
 
培养面向未来的人才
 
    从2009年开始,清华大学设立了清华学堂人才培养计划“钱学森力学班”,由郑泉水担任该项目的首席科学家。
    据介绍,该班配备最优秀的国际化师资力量,小班授课,每个学生都配有导师。学生在高年级时可以根据自己的志愿在工科院系中分流,相当比例的学生可以硕博连读,并将选送部分优秀学生赴国外名校交换学习。
    该班采取因材施教的个性化教学方式,激发学生的学习兴趣,力求使之具备成为力学顶尖人才或相关科学技术领域领军人才的潜力。
    “钱学森力学班”2009年开始面向全国招生,很多高分考生纷纷报考。目前已有两个年级的学生。
    关于这些学生怎么教,郑泉水花了很多心思。他与很多同事讨论,也向哈佛、加州理工、剑桥等大学的高水平教授咨询,总结出教育学生最重要的几点。
    第一,最重要的是激发起学生的兴趣并使学生有信心。“要让孩子们有激情、自信、好奇和时间去做感兴趣的事情。”
    第二,要把课程体系理顺。现有课程体系由于历史原因,基础不够,进入专业过早、花的时间过多,效率不高。学生对学习的内容缺乏兴趣,课程内容衔接也使他们很难感兴趣。 “我一方面请很好的老师来教课,一方面也在改革整个课程体系。”
    第三,要给学生创造动手的条件、空间和时间。现在8个系一起办钱学森班,大家都把时间贡献出来,给学生搭建国际化培养的平台,让国外的一些大学教授帮着带。
    “钱学森力学班”的课程设置大致为:头三年打基础,比原来的基础课一般多一年,包括数学、物理、力学的基础,课程不多,但要求学得好;第四年开始慢慢进入研究,给他们越来越多的课程供他们选择,越来越多的带着研究自学的课程。这样5年之后,学生就知道要做什么,可以继续读博士。
    郑泉水认为,现在的大学教育只能完成基础教育和素质教育,要把它当做专业教育,这个任务本身是完不成的。还有一个概念是课程不能多,学生一个学期学好一两门课就差不多了。
    郑泉水说:“大学最终的目的是培养能够应对十年、二十年以后更大挑战的人才。我要培养的是十年以后知识结构还能适应长期发展的学生,而不是仅仅面对今天、明天的需要。怎么才能把学生培养成那样的人才?你研究的重心就应该是原创的、今后有可能发展的东西。如果这样,教学与研究是不矛盾的。”
    “钱学森力学班”就是这样实践的。郑泉水花了很多时间,招老师和社会资源来做这件事。“有一批老师来做这件事,我想我是能做成的。核心课程争取每个老师都单独请,请不到合适的才上大课,但会逐年增加小班上课的比例。”郑泉水说,他也会请一些国外知名大学的教师来授课,“不能讲一学期就讲一周或者讲一次讨论课”。他还希望让学生接触我国与力学相关的重大实际问题,如航空航天、高铁、环境等。
    而要这样去教学,需要教师有很大的投入。郑泉水这学期在给“钱学森力学班”上课,一周要花掉两天时间。每准备两个小时的课程,至少要花四五个小时。
    郑泉水表示:“希望学生到钱学森班来,要比以前更自信。我向我的博士生提的要求是:半年内要在你研究的领域当我的老师,做不到就得考虑离开。否则学生什么事情都不如你,他肯定不自信。”他说,目前最不满意的地方就是承担的事情过多,又不太会减掉。
    郑泉水自认做事太投入,兴趣广泛,答应别人的事又要保证兑现。他已经在逐渐尝试集中精力做几件事情。他表示,“钱学森力学班”和交叉研究中心的事情是他今后的重心,将这两项工作做好是他最大的梦想。
    郑泉水,清华大学教授,教育部长江特聘教授,清华大学工程力学系主任兼航天航空学院学术委员会主任,清华学堂计划“钱学森力学班”项目首席科学家,清华大学微纳米力学与多学科创新研究中心主任。相继在理性力学、细观力学和微纳米力学领域作出了有广泛国际影响的研究成果。作为唯一或第一获奖人曾获教育部自然科学奖一等奖;国家自然科学奖二等奖等荣誉。其指导的博士生中有三位获得全国百篇优秀博士论文奖。
 
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