【科學(xué)時(shí)報(bào)】胡海巖：如何培育優(yōu)秀博士生——師生相互激勵(lì) 同攀學(xué)術(shù)高峰
發(fā)布日期：2010-06-13 閱讀次數(shù)：
作者：胡海巖 來(lái)源：《科學(xué)時(shí)報(bào)》2010年5月25日 摘編：黨委宣傳部 國(guó)慶
原文鏈接：http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2010/5/232503.html
中國(guó)科學(xué)院院士、北京理工大學(xué)校長(zhǎng)胡海巖
2009年，我的博士生王立峰完成的學(xué)位論文被評(píng)為全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文。下面我以王立峰的培養(yǎng)過(guò)程為例，重點(diǎn)從一名博士生導(dǎo)師的角度談?wù)剬?dǎo)師和博士生如何相互激勵(lì)、同攀學(xué)術(shù)高峰。
堅(jiān)定信心
高等教育界普遍認(rèn)為，培育優(yōu)秀博士需要優(yōu)秀的生源、優(yōu)秀的指導(dǎo)教師、優(yōu)秀的科學(xué)研究條件和氛圍等等，并將其作為基本前提。與科技發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)高校在上述幾方面還有很大差距，培養(yǎng)的博士生整體質(zhì)量不高。因此，我國(guó)高校中許多博士生導(dǎo)師對(duì)能否培育優(yōu)秀博士的信心不足，滿(mǎn)足于培養(yǎng)的博士能完成自己的科研任務(wù)；我國(guó)高校中大部分博士生對(duì)能否成長(zhǎng)為優(yōu)秀博士的信心不足，滿(mǎn)足于能順利獲得博士學(xué)位和就業(yè)。我認(rèn)為，這是制約當(dāng)前我國(guó)博士生整體質(zhì)量提高的重要原因之一。
回顧世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷史，眾多實(shí)例表明，許多優(yōu)秀人才并非出身名校，許多重要科技成果并非源自條件十分優(yōu)越的大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)。在我國(guó)抗戰(zhàn)時(shí)期的西南聯(lián)合大學(xué)、浙江大學(xué)，在我國(guó)“兩彈一星”研制過(guò)程中，有無(wú)數(shù)在艱苦和落后條件下取得成功的事例。在一定的條件下，人的主觀(guān)能動(dòng)性往往起著決定性作用。
以南航為例，在我國(guó)設(shè)立研究生院的56所大學(xué)中，南航的辦學(xué)歷史比較短、家底比較?。坏虾饺俗詮?qiáng)不息、勇于創(chuàng)新，以低投入、高產(chǎn)出贏(yíng)得國(guó)家和社會(huì)的贊譽(yù)及信任，培育了許多國(guó)家棟梁之才，產(chǎn)出了不少高水平成果。再以力學(xué)學(xué)科為例，迄今全國(guó)共評(píng)選出24篇全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文，南航力學(xué)學(xué)科獲得2篇。在這24篇論文中，清華大學(xué)獲得10篇，以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先；南航與西安交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)各獲得2篇，并列第2名；另有北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)、大連理工大學(xué)等8所名校各獲得1篇。我們暫不分析清華大學(xué)力學(xué)學(xué)科成功的原因，至少可以看到，南航的辦學(xué)條件雖遠(yuǎn)不如國(guó)家“985工程”建設(shè)的39所名校，但學(xué)校力學(xué)學(xué)科在高水平人才培養(yǎng)和科學(xué)研究方面取得了顯著成效。因此，我們導(dǎo)師應(yīng)該堅(jiān)定培育精英人才和產(chǎn)出原創(chuàng)成果的信心。
根據(jù)《矛盾論》，外因總是通過(guò)內(nèi)因起作用。導(dǎo)師要培育出優(yōu)秀博士生，必須將自己的信心轉(zhuǎn)化為博士生的信心。博士生在學(xué)科前沿進(jìn)行探索和創(chuàng)新的信心，既取決于其人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān)所奠定的思想基礎(chǔ)，又受到其在研究過(guò)程中成敗的影響。作為導(dǎo)師，既要引導(dǎo)博士生把崇尚科學(xué)、追求真理作為畢生追求的目標(biāo)，又要為他們選擇難度適宜、能在有限時(shí)間內(nèi)取得進(jìn)展的問(wèn)題，使他們?cè)谘芯窟^(guò)程中逐步樹(shù)立起信心。即使是優(yōu)秀博士生，其研究過(guò)程也不會(huì)一帆風(fēng)順。在他們遇到困難時(shí)，特別在他們信心不足時(shí)，導(dǎo)師的信心和決策至關(guān)重要。
2009年的全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者王立峰是我首批指導(dǎo)的2名碩博連讀研究生之一。他是一名農(nóng)家子弟，本科畢業(yè)于南航飛行器設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)。他品學(xué)兼優(yōu)，對(duì)數(shù)理科學(xué)具有濃厚的興趣，具備較好的力學(xué)基礎(chǔ)，曾在全國(guó)大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)。在學(xué)校每年招收的碩博連讀研究生中，這樣的免試推薦優(yōu)秀本科生有數(shù)十人。他們聰穎好學(xué)，思維活躍，具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。然而，他們?dāng)中的大多數(shù)人除了對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣之外，一般并沒(méi)有明確的奮斗目標(biāo)。此外，他們?nèi)鄙倏茖W(xué)研究或?qū)嶋H工作的磨煉，容易在遇到挫折時(shí)灰心喪氣。
因此，在對(duì)王立峰等碩博連讀研究生的培養(yǎng)中，我除了重視統(tǒng)籌和優(yōu)化碩士生、博士生課程，還重視他們的科技文獻(xiàn)閱讀、科學(xué)研究訓(xùn)練等環(huán)節(jié)，精心為他們選擇科學(xué)研究的切入點(diǎn)。在他們科學(xué)研究遇到困難時(shí)，既鼓勵(lì)他們堅(jiān)定信心，又幫助他們梳理和尋求解決問(wèn)題的思路。近年來(lái)，我指導(dǎo)了王立峰、孫偉、文浩、劉博、茅曉晨等5名碩博連讀研究生，引導(dǎo)他們克服困難，從一名本科畢業(yè)生逐步成長(zhǎng)為獨(dú)立從事科學(xué)研究的學(xué)者。他們分別在一維納米系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、飛行器顫振半主動(dòng)控制、繩系衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)控制、時(shí)滯非線(xiàn)性系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域取得了鼓舞人心的進(jìn)展，學(xué)位論文均被答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)為優(yōu)秀博士論文。
勇于創(chuàng)新
作為我國(guó)高等教育最高培養(yǎng)層次的博士，其學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。比如，我們培養(yǎng)的博士，應(yīng)該能成為著名大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)的教師、研究人員；我們培養(yǎng)的優(yōu)秀博士，應(yīng)該取得國(guó)際同行公認(rèn)的學(xué)術(shù)成果，成為某一領(lǐng)域的學(xué)術(shù)帶頭人。要培養(yǎng)出能與國(guó)際學(xué)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)接軌的博士，導(dǎo)師必須要面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)，敢于為博士生選擇或確定有難度、能創(chuàng)新的課題，讓他們?cè)谑澜缈茖W(xué)技術(shù)的前沿領(lǐng)域進(jìn)行開(kāi)拓和創(chuàng)新。
然而，創(chuàng)新是具有高風(fēng)險(xiǎn)的學(xué)術(shù)活動(dòng)。要使博士生在給定的修學(xué)年限內(nèi)取得創(chuàng)新性成果，導(dǎo)師必須不斷提高自身學(xué)術(shù)水平、學(xué)術(shù)洞察力和學(xué)術(shù)判斷力，在對(duì)博士生充分了解的基礎(chǔ)上選好研究領(lǐng)域和切入點(diǎn)；導(dǎo)師還應(yīng)和博士生相互激勵(lì)，共同發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題，包括及時(shí)對(duì)主攻研究方向進(jìn)行必要的調(diào)整。
王立峰博士學(xué)位論文的精華之一，是他對(duì)碳納米管中波傳播的頻散現(xiàn)象分析。在開(kāi)展這項(xiàng)研究之前，他采用經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型研究碳納米管的屈曲、碰撞等問(wèn)題，理論結(jié)果均與分子動(dòng)力學(xué)模擬的數(shù)值結(jié)果相符。同期他人的研究結(jié)果也表明，經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型適用于碳納米管的力學(xué)行為分析。然而，當(dāng)他采用經(jīng)典連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型研究碳納米管中縱波傳播時(shí)，隨著頻率升高，理論結(jié)果總是與分子動(dòng)力學(xué)模擬的數(shù)值結(jié)果有顯著差異。那段時(shí)間，我偶爾聽(tīng)到一個(gè)涉及非局部彈性理論的學(xué)術(shù)報(bào)告。這讓我想起20年前自己閱讀理性力學(xué)著作時(shí)建立的非局部場(chǎng)論概念。我認(rèn)為，采用非局部彈性模型來(lái)描述碳納米管有可能獲得合理結(jié)果，便建議他改變研究切入點(diǎn)和力學(xué)工具，關(guān)注非局部彈性力學(xué)模型問(wèn)題。后來(lái)，他基于非局部彈性梁模型成功預(yù)測(cè)了彎曲波頻散，所撰寫(xiě)的論文發(fā)表在著名的Physical Review B上，短短3年中被美國(guó)兩院院士Belytschko教授、英國(guó)皇家學(xué)會(huì)院士Mai教授、美國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)主席Gibson教授等國(guó)際著名學(xué)者引用50余次，作為“特別重要”的研究舉例，被列舉為采用非局部彈性理論揭示納尺度微結(jié)構(gòu)效應(yīng)的第一篇文獻(xiàn)。因此，他的學(xué)位論文在評(píng)審中獲得高分，順利入選全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文。
嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)
近年來(lái)，隨著博士生培養(yǎng)規(guī)模加大，不少導(dǎo)師麾下的博士生達(dá)到了十幾名，甚至幾十名。盡管不少導(dǎo)師加大精力投入，但客觀(guān)上對(duì)每位博士生指導(dǎo)的時(shí)間不如過(guò)去充分。有些導(dǎo)師主要依靠博士生完成自己所承擔(dān)的工程研究項(xiàng)目，疏于對(duì)博士生進(jìn)行學(xué)術(shù)指導(dǎo)。個(gè)別導(dǎo)師缺乏對(duì)博士學(xué)位基本水準(zhǔn)的理解，對(duì)博士生指導(dǎo)不力。至于對(duì)博士生教育管理不嚴(yán)，出現(xiàn)學(xué)術(shù)不端的行為已屢屢見(jiàn)報(bào)。
我認(rèn)為，導(dǎo)師應(yīng)該從博士生入學(xué)面試、制定培養(yǎng)計(jì)劃、確定研究領(lǐng)域和論文選題，直到最終批準(zhǔn)博士學(xué)位論文提交答辯等環(huán)節(jié)上實(shí)施全過(guò)程的質(zhì)量控制，從而保證和提高培養(yǎng)質(zhì)量。在確保培養(yǎng)質(zhì)量方面，我認(rèn)為有三個(gè)環(huán)節(jié)很重要。第一是入學(xué)前相互了解，力求選優(yōu)，寧缺毋濫。通常，我要求報(bào)考者陳述為何攻讀博士、為何選擇我作為導(dǎo)師，并向?qū)Ψ浇榻B我對(duì)攻讀博士的要求，勸退對(duì)學(xué)術(shù)研究不執(zhí)著者。自1994年接受第一名博士生迄今，15年來(lái)我培養(yǎng)了20名博士生，相對(duì)來(lái)說(shuō)數(shù)量不多。第二是從入學(xué)起，使博士生明確自己的奮斗目標(biāo)。有了目標(biāo)，博士生才能對(duì)照目標(biāo)找出差距，形成不斷進(jìn)取的動(dòng)力。對(duì)于優(yōu)秀博士生，則為他們制定更高標(biāo)準(zhǔn)的培養(yǎng)目標(biāo)。比如，有的博士生入學(xué)時(shí)綜合素質(zhì)很好，主動(dòng)提出要把爭(zhēng)取全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文作為標(biāo)桿，我就為他們選擇可望取得重要突破的領(lǐng)域，并給予重點(diǎn)指導(dǎo)。第三是在科學(xué)研究過(guò)程中培育博士生的良好學(xué)術(shù)習(xí)慣。近10年來(lái)，我以學(xué)校行政管理作為自己的主要工作，但仍對(duì)博士生培養(yǎng)過(guò)程給予全面監(jiān)控，特別對(duì)課題選擇、研究方案、數(shù)據(jù)處理、論文撰寫(xiě)等重要環(huán)節(jié)把好關(guān)，逐句逐字地批改博士生撰寫(xiě)的期刊論文和學(xué)位論文。
王立峰在攻讀博士學(xué)位中取得的成功也再次證明，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度是科學(xué)研究取得成功的重要保障。以他研究碳納米管的縱波傳播為例，這個(gè)過(guò)程比較曲折。最初，他按照研究一維彈性波問(wèn)題的常規(guī)做法，選用彈性桿作為簡(jiǎn)化模型，但所得到的理論結(jié)果隨著頻率升高而產(chǎn)生差異。引入若干修正后，可以在一定程度上改善結(jié)果，但在高頻段的差異仍很大。這時(shí)我們沒(méi)有急于求成，將“說(shuō)得過(guò)去的”中低頻段結(jié)果撰寫(xiě)論文投稿，而是繼續(xù)探索。在采用非局部彈性梁模型成功分析碳納米管的彎曲波頻散之后，他確信問(wèn)題不是來(lái)自本構(gòu)關(guān)系，而是來(lái)自模型的幾何形狀。經(jīng)過(guò)細(xì)致分析，他發(fā)現(xiàn)碳納米管的縱波本質(zhì)上不是一維彈性波，采用非局部彈性殼體模型后成功預(yù)測(cè)了多分支頻散曲線(xiàn)，不僅與數(shù)值結(jié)果相符，而且可以發(fā)現(xiàn)數(shù)值結(jié)果不全面之處，解釋其跳躍現(xiàn)象。這個(gè)研究過(guò)程長(zhǎng)達(dá)一年多，其最后的成功離不開(kāi)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。
精誠(chéng)合作
當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日趨綜合，新興交叉學(xué)科不斷涌現(xiàn)。幾乎所有的學(xué)者都感嘆，自己的理論基礎(chǔ)不夠?qū)捄?，知識(shí)結(jié)構(gòu)不盡合理。我認(rèn)為，排解這一困難的有效舉措之一是不同領(lǐng)域的學(xué)者、團(tuán)隊(duì)之間開(kāi)展精誠(chéng)合作，實(shí)現(xiàn)知識(shí)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)。對(duì)于多學(xué)科交叉的大規(guī)模科學(xué)技術(shù)研究，這樣的合作更加不可缺少。
王立峰攻讀博士學(xué)位后不久，我根據(jù)他的興趣，建議他關(guān)注納米科技領(lǐng)域的進(jìn)展，希望他能探索納米尺度系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。我熟悉經(jīng)典動(dòng)力學(xué)與控制，但對(duì)納米科技的理解不深，也沒(méi)有在該領(lǐng)域開(kāi)展研究的經(jīng)驗(yàn)。因此，我邀請(qǐng)新加盟我校的長(zhǎng)江學(xué)者郭萬(wàn)林教授擔(dān)任王立峰的合作指導(dǎo)教師，嘗試知識(shí)互補(bǔ)式的指導(dǎo)方式。郭萬(wàn)林教授不僅為王立峰講授納米力學(xué)，還安排他參加自己領(lǐng)導(dǎo)的項(xiàng)目組的學(xué)術(shù)講座和討論，使他很快掌握了納米力學(xué)的基本概念和方法，并指導(dǎo)他開(kāi)展了碳納米管屈曲等問(wèn)題的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究。郭萬(wàn)林教授的指導(dǎo)使王立峰逐步掌握介觀(guān)物理、分子動(dòng)力學(xué)等理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法，跨進(jìn)了納米力學(xué)研究的門(mén)檻；我則發(fā)揮自己在動(dòng)力學(xué)研究方面的優(yōu)勢(shì)，指導(dǎo)王立峰研究碳納米管的碰撞、波傳播等問(wèn)題，順利完成博士學(xué)位論文。王立峰獲得博士學(xué)位后，又與郭萬(wàn)林教授合作從事博士后研究，并與我合作完成其博士論文的若干后繼工作，不斷在納米力學(xué)研究的前沿取得新進(jìn)展。
通過(guò)與郭萬(wàn)林教授聯(lián)合指導(dǎo)王立峰攻讀博士學(xué)位，我們不僅培育了優(yōu)秀青年學(xué)者，還增進(jìn)了兩個(gè)學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)之間的相互了解，有力地促進(jìn)了郭萬(wàn)林教授領(lǐng)軍的教育部“長(zhǎng)江學(xué)者創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”建設(shè)，使其順利通過(guò)了教育部驗(yàn)收。
優(yōu)秀博士生的培養(yǎng)迫切需要一個(gè)潛心從事科學(xué)研究、競(jìng)相創(chuàng)新的大環(huán)境。今天，我依然感覺(jué)如此。希望導(dǎo)師們共同努力，創(chuàng)造一個(gè)使優(yōu)秀人才茁壯成長(zhǎng)的環(huán)境。
（審核：李躍華）
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