工程科学与技术
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工程科学研究人才培养之道童秉纲院士访谈

李秀波(1985-),男,中国科学院大学人文学院博士生,研究方向为工程哲学。E-mail:

赵 硕(1982-),男,博士,中国科学院大学宣传部副部长。E-mail:

李秀波(下文简称李):童院士您好,谢谢您能接受我们的采访。在您60余年的教学生涯和40余年的科研生涯中,您一直从事与工程科学有关的工作,您能大概介绍一下这段历程吗?

童秉纲(下文简称童):1950年,我作为新中国第一批统一分配的大学毕业生,到哈尔滨工业大学读师资研究生。1952年开始,我就参与到学校理论力学的教学工作中。到了1961年,我到刚建校不久的中国科学技术大学近代力学系工作,开始转向高速空气动力学、流体力学等领域的教学工作。后来经历了“文革”,命大才活了下来,获得自由后,我就开始从事高速空气动力学方面的研究工作。到80年代后期开始从事非定常流和涡运动、生物运动力学和气动热力学方面的研究。可以说,这大半生的教学科研都是跟工程科学分不开的。到了1981年,我被国务院学位委员会批准为流体力学专业第一批博导,开始培养博士生。从那时起,我就一直思考工程科学研究人才的培养问题。

李:这样算来,关于“工程科学研究人才该如何培养”这个问题您已经思索了30余年了。

1 体悟与践行工程科学思想

李:我们知道,工程科学(Engineering Science)思想最早是由钱学森先生提出的,您是在什么时候开始接触这种思想的?

童:在20世纪四十年代,钱先生就预见到许多领域中的高新技术正在兴起。他拓展了原来的“应用力学”概念,提出了“工程科学”的概念。工程科学处于什么层次呢?处于自然科学(指基础科学)和工程技术两个层次之间。他指出工程科学的研究目标是“创造出工程技术的理论”。

我是在20世纪60年代初开始接触工程科学思想的。1961年7月1日,我调到中国科学技术大学近代力学系工作,当时近代力学系的系主任就是钱先生,我开始接触到钱先生的工程科学思想。这一年,中国科学技术大学的首届学生进入了第四个年头的学习,开始学习专业课。此时,近代力学系的专业课课程体系的建设才刚开始,我就在钱先生和林同骥先生的指导下,参与到近代力学系高速空气动力学专业课教学体系的建设之中。钱先生将培养工程科学研究人才作为该系学生的培养目标,不仅要求学生具有深厚的理论基础功底,而且要求学生具备系统的专业基础知识,并且要接触该专业的研究前沿,了解工程实际。在教学体系的建设中,我开始接触、学习和领会钱先生的思想,这使得我的视野与之前大不相同。后来,在1962年一次力学补课任务中,我对工程科学思想有了更深入的理解。

李:看来这次补课任务对您影响很大,您能具体讲一下这次补课任务吗?

童:钱先生认为近代力学系第一届学生的数学与力学的功底不够扎实,需要延长一个学期,学制由5年变成5年半。在这一个学期内,集中给学生补习数学和力学。1961年11月,钱先生找到我,让我担任力学补课的主讲,补课任务安排在1962年的春季学期。

对我而言,给学生补习力学其实难度不小。当时参加补课的学生包括力学系的四个专业,总共有两百多个学生。学生的水平参差不齐,有的是慕钱先生之名而来的尖子生,有的是基础较差的调干生。因此,这次补课就好比是“炒夹生饭”,讲得难了基础弱的听不懂,讲的简单了尖子学生吃不饱,众口难调。如何采取一个恰当的教学对策,这让我颇为苦恼。后来,我想起钱先生给我提供了一本参考书,名称叫《工程中的数学方法》,作者是冯·卡门和彼奥特。我读了这本书的序言,序言里有这样一段话:“有两种方法教学生如何把数学应用到工程问题上。第一种方法是从数学中选出一些分支,其中加入一些适当的应用上的例子,对这些内容做系统的学习;另一种方法是选出某些具有代表性的工程问题,并且通过解决这些问题来表明如何应用数学。已经有很多好的书采用第一种方法。本书是按照第二种方法的一个尝试。”这段话启示我理解了钱先生对补习力学课的用意。我认为补课的关键问题是引导学生学会力学研究的方法。例如,要让他们认识如何从多样化的事物中抽象出质点和质点系的模型;如何基于质点和牛顿定律用演绎法导出基本定理等多种表达式,适合于解决各种不同特点的习题(即实际问题);如何从计算结果中分析其物理意义,回到原来的实际问题中去,不仅要求定量,而且会定性分析。总结起来就是“从实际中来,到实际中去”,这也正是钱先生的工程科学思想。我补习的重点是关于如何“从实际中来又到实际中去”的理解、分析和锻炼,这样使得不同学习水平的学生都能听懂,很有吸引力。后来证明,这样的教学法取得了很好的成效。