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土木工程況畢業(yè)論文范文

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第1篇

1、課題的目的及意義

畢業(yè)設(shè)計(jì)作為大學(xué)結(jié)束時(shí)間的一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié),有著其不可替代的地位所在,它的重要性和必要性將會(huì)很明顯的體現(xiàn)在將來的實(shí)際工作當(dāng)中,它是大學(xué)階段一個(gè)尤為重要的環(huán)節(jié),是對(duì)我們大學(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次綜合性和系統(tǒng)性的運(yùn)用,要求我們做到知識(shí)的系統(tǒng)化、實(shí)際化,做到理論聯(lián)系實(shí)際。

在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我們要了解和掌握建筑設(shè)計(jì)的全過程,鍛煉自身的獨(dú)立分析和創(chuàng)新能力,并要做好調(diào)查研究,要養(yǎng)好搜集資料和查閱資料的習(xí)慣,鍛煉自我外文翻譯能力,讓自身向著一個(gè)合格工程師的方向去發(fā)展和努力。

此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的做的課題為重慶市某職業(yè)教育中心辦公樓設(shè)計(jì),我要在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用大學(xué)期間學(xué)到的各項(xiàng)知識(shí),并利用CAD、天正、PKPM等相關(guān)軟件進(jìn)行機(jī)算,并手算其中部分框架,并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算。通過這個(gè)過程我不僅能學(xué)到設(shè)計(jì)相關(guān)的知識(shí),發(fā)現(xiàn)自身的不足,還能了解框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法等,使我對(duì)建筑結(jié)構(gòu)有了更深一層的了解。這對(duì)我以后的工作學(xué)習(xí)有很大的幫助。

在現(xiàn)階段,隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,民營企業(yè)也在迅速崛起,促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化,也促使第三產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,尤其是服務(wù)業(yè),這也直接導(dǎo)致了辦公樓的需求量增加,尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)塊如沿海一帶,但是由于城市空間的有限,這就要求辦公樓設(shè)計(jì)要做到物盡其值,這也就需要各設(shè)計(jì)人員不斷提高自身的設(shè)計(jì)水平,做到與時(shí)俱進(jìn)。

以杭州為例,在2007年以前,辦公樓的銷售等方面一直處于不溫不火的狀態(tài),但是自08年開始,有相關(guān)部門出具的各項(xiàng)信息我可以了解到,辦公樓的銷售情況一直在上漲,這也從一個(gè)角度反應(yīng)了現(xiàn)在的辦公樓設(shè)計(jì)的重要性。

在國外,不管發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家,都有著各自的發(fā)展?fàn)顟B(tài),但是不管是何種發(fā)展?fàn)顟B(tài),經(jīng)濟(jì)都在不斷更新和發(fā)展當(dāng)中,辦公樓的使用和各項(xiàng)要求也在不斷變化,其設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷的升華中。

而現(xiàn)代辦公樓作為城市公共化的空間,就要讓人們能夠感覺到其公共性,即所謂的“可進(jìn)入性”形式。比如在光線感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面進(jìn)行表達(dá),創(chuàng)造出某種空間秩序,使來訪者更加清楚建筑物所創(chuàng)造的不同空間層次氛圍,傳達(dá)這種場(chǎng)所的開放精神。信息時(shí)代的來臨,則更加突出了這種需求。并且在強(qiáng)調(diào)開放之余,還強(qiáng)調(diào)信息的高速流通,人們?nèi)粘=涣鞯谋憬莸取R蚨鴮?duì)現(xiàn)有辦公樓的需求從功能、形式上都發(fā)生了相應(yīng)的變化。

人們由物質(zhì)的需求轉(zhuǎn)向?qū)π畔⒌男枨螅涣鞯男枨蟆R蚨F(xiàn)有辦公樓,尤其是辦公建筑,往往集辦公、娛樂、餐飲、休閑、購物、居住等一體,這樣不但節(jié)約城市用地,節(jié)省城市市政設(shè)施投資,縮短交通聯(lián)系路程,而且讓人們能夠有更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)交流和溝通。辦公樓一經(jīng)建成,其結(jié)構(gòu)及布局就很難改變。因此,充分考慮設(shè)計(jì)的適應(yīng)性、靈活性就成為現(xiàn)代辦公樓的一個(gè)重要特征。近年來興建的相當(dāng)部分高層辦公樓都采用了大空間靈活平面布局形式,具有較強(qiáng)的應(yīng)變能力。由于辦公的內(nèi)容與方式不同,最合適的空間形式莫過于一個(gè)大空間,以適應(yīng)現(xiàn)代辦公組織體系的不斷調(diào)整,不斷更新。

辦公樓因其自身的特點(diǎn)和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個(gè)重要部分,影響著城市的美觀和使用等因素,這更體現(xiàn)了辦公樓設(shè)計(jì)的重要性。

另外我的這個(gè)課題設(shè)計(jì)采用三段式,即建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工組織設(shè)計(jì)三部分。在建筑設(shè)計(jì)方面考慮,要滿足建筑物的功能實(shí)用要求,為人們生產(chǎn)和生活營造良好的環(huán)境,這也是建筑設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。在設(shè)計(jì)中,要采用合理的技術(shù)措施,正確選用建筑材料,根據(jù)建筑空間的特點(diǎn),現(xiàn)則合理的結(jié)構(gòu)、施工方案,使房屋堅(jiān)固耐久、建造方便。

建造房屋時(shí)一個(gè)復(fù)雜的物質(zhì)生產(chǎn)過程,需要大量的人力、物力和資金,在房屋的設(shè)計(jì)和建造中,要因地制宜、就地取材。盡量做到節(jié)省勞動(dòng)力,節(jié)約建筑材料和資金。設(shè)計(jì)和建造房屋要有周密的計(jì)劃和核算,重視經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的客觀規(guī)律,講究經(jīng)濟(jì)效果。房屋設(shè)計(jì)的使用要求和技術(shù)措施要和相應(yīng)的造價(jià)、建筑標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一起來。建筑設(shè)計(jì)上還要考慮建筑美觀的要求,要符合總體規(guī)劃的要求等。

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)候往往面臨一些問題和矛盾:內(nèi)容與形式之間的矛盾;需要與可能之間的矛盾;投資者、使用者、施工制作、城市規(guī)劃等方面和設(shè)計(jì)之間以及它們彼此之間由于建筑物考慮角度不同而產(chǎn)生的矛盾;建筑物單體和群體之間、內(nèi)部與外部之間的矛盾;各個(gè)技術(shù)工種之間在技術(shù)要求上的矛盾;建筑的適用、經(jīng)濟(jì)、堅(jiān)固、美觀這幾個(gè)基本要素本身之間的矛盾;建筑物內(nèi)部各種不同使用功能之間的矛盾;建筑物局部和整體、這一局部和那一局部之間的矛盾等這些矛盾構(gòu)成非常復(fù)雜的局面。而且每個(gè)工程中各種矛盾的構(gòu)成又各不相同。于是一個(gè)工程往往會(huì)產(chǎn)生多個(gè)設(shè)計(jì)方案,這個(gè)就涉及了方案選擇的問題。

所以說,建筑設(shè)計(jì)工作的核心就是尋找解決上述各種矛盾的最佳方案。通過長期的實(shí)踐、設(shè)計(jì)者自身的創(chuàng)造,累積的一整套科學(xué)的方法和手段,可以用圖紙、建模等手段確切的表達(dá)出來,并與各個(gè)工種相互交流,使矛盾得到解決。此外,為了尋找最佳設(shè)計(jì)方案,還需要提出多種方案進(jìn)行比較。方案比較是設(shè)計(jì)中常用的方法。從整體到每一個(gè)細(xì)節(jié)問題,一般都要想好幾個(gè)解決方案,進(jìn)行一連串的反復(fù)推敲和比較。即使問題得到初步解決,也要不斷設(shè)想有無更好的解決方案,使得設(shè)計(jì)方案臻于完美。

主要參考文獻(xiàn):

1)《建筑設(shè)計(jì)資料集4》;

2)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50105-2001

3)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001

4)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002

5)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002

6)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001(2008年版)

7)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068-2002

8)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2001

9)《建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造資料集(上、下冊(cè))》?中國建筑工業(yè)出版社出版

10)《混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)叢書編委會(huì)編,中國建筑工業(yè)出版社出版

11)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造手冊(cè)》中國建筑工業(yè)出版社出版

12)《結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算手冊(cè)》或《結(jié)構(gòu)計(jì)算手冊(cè)》

13)《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》03G101-1,03G101-2

14)《建筑施工手冊(cè)》

15)《勞動(dòng)定額》

16)《產(chǎn)量定額》

17)相關(guān)教材

2、課題任務(wù)、重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑

(1)課題任務(wù):

本設(shè)計(jì)分為三個(gè)階段,要求獨(dú)立完成以下工作:建筑設(shè)計(jì)--總平面布置圖,建筑平、立、剖面圖,部分大樣詳圖。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)--結(jié)構(gòu)荷載計(jì)算,計(jì)算模型選擇,內(nèi)力分析計(jì)算,截面配筋計(jì)算,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)以及繪制部分結(jié)構(gòu)施工圖、樓梯等結(jié)構(gòu)詳圖并完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書。施工組織設(shè)計(jì)--施工部署,主要項(xiàng)目施工方法和技術(shù)措施,工具、機(jī)械、設(shè)備計(jì)劃,勞動(dòng)力安排計(jì)劃,質(zhì)量、安全和節(jié)約措施,經(jīng)濟(jì)分析,進(jìn)度計(jì)劃,施工總平面布置。要求圖紙用手繪制部分達(dá)到要求比例數(shù)量,其它部分圖紙用計(jì)算機(jī)CAD繪制。該題目要求完成的工作量飽滿,能鍛煉綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)課程的能力。

(2)重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容:

一:建筑設(shè)計(jì)

1、根據(jù)建筑指導(dǎo)教師下發(fā)的地形圖,完成“辦公樓”畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的建筑方案。要求總建筑面積3000~5000平方米,層數(shù)3~5層;主要橫向承重框架方向跨數(shù)含走道一般按3跨設(shè)計(jì)(也可按2跨考慮,但整個(gè)結(jié)構(gòu)體系不宜過于簡(jiǎn)單),柱網(wǎng)尺寸為6.6m~8.4m;

2、采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),不設(shè)電梯,主結(jié)構(gòu)考慮不設(shè)縫(設(shè)計(jì)主結(jié)構(gòu)縱向長度宜控制在55m內(nèi)),其它會(huì)議室等大開間可通過考慮設(shè)縫脫開處理;

3、要求功能基本完善、流線通暢、造型簡(jiǎn)潔;

4、建筑設(shè)計(jì)的最后一周,學(xué)生應(yīng)在建筑專業(yè)教師指導(dǎo)下完成總平面圖,建筑平、立、剖面圖及部分建筑大樣圖、設(shè)計(jì)說明等要求(具體按建筑指導(dǎo)教師的要求);

二:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)條件

(1)該建筑抗震設(shè)防屬丙類建筑,重要性等級(jí)為二級(jí),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年;

(2)抗震設(shè)防:抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考慮;設(shè)計(jì)地震分組均為第3組,建筑場(chǎng)地類別均為II類;

(3)建筑地區(qū)基本風(fēng)壓值取0.3kN/m2;設(shè)計(jì)時(shí)不考慮地下水的影響;

(4)基礎(chǔ)持力層埋置深度為h≤2m,地基承載力特征值為fa≥600~700kPa;

(5)要求建筑物層數(shù)為3~5層,計(jì)算單元應(yīng)選擇承重框架(2~3跨),柱網(wǎng)尺寸為6.6m~8.4m。

2、結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu);樓、屋蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土。

3、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

(1)結(jié)構(gòu)平面布置

1)根據(jù)建筑使用功能要求,確定承重框架方向并進(jìn)行柱、梁、板的布置;

結(jié)合抗震要求確定結(jié)構(gòu)平面及豎向布置(考慮平面形心與質(zhì)心位置、高寬比限值、豎向剛度變化等);

2)確定是否設(shè)溫度伸縮縫、沉降縫及是否將其作為防震縫等;

(2)確定計(jì)算簡(jiǎn)圖

1)估算梁、柱截面尺寸;確定柱計(jì)算長度,梁計(jì)算跨度;確定梁、柱截面形狀;

2)荷載計(jì)算:豎向荷載(恒荷載、活荷載);水平荷載(風(fēng)荷載、地震作用);

3)計(jì)算梁、柱線剛度、抗側(cè)剛度、剛度分配系數(shù);

(3)選取計(jì)算單元(具有代表性的框架),手算一榀承重框架,并用計(jì)算機(jī)復(fù)核

1)內(nèi)力計(jì)算

a、豎向荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算:恒荷載作用下,采用分層法;活荷載作用下,采用滿布方法考慮;

b、水平荷載作用下的內(nèi)力計(jì)算:風(fēng)荷載及地震作用下均采用修正反彎點(diǎn)法;

2)荷載組合、內(nèi)力組合

求出各構(gòu)件控制截面的最不利內(nèi)力以進(jìn)行構(gòu)件的設(shè)計(jì);

3)框架梁、柱截面設(shè)計(jì)

a、結(jié)合構(gòu)造要求,由控制截面的控制內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件的截面設(shè)計(jì);

b、按“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)”要求驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)承載力;

c、正確給出節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋錨固與接長長度;

4)抗震變形驗(yàn)算

進(jìn)行風(fēng)載及地震作用下的框架側(cè)移限值驗(yàn)算;

5)利用計(jì)算機(jī)分析結(jié)果,校核手算平面框架計(jì)算結(jié)果;

(4)利用PMCAD程序,建立結(jié)構(gòu)平面,通過TAT8、SAT8程序進(jìn)行結(jié)構(gòu)的空間分析;

(5)采用TAT8、SAT8軟件計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋,進(jìn)行施工圖繪制(平面表示方法);

(6)樓梯的設(shè)計(jì)計(jì)算(選擇一部樓梯進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算);

(7)獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

確定基礎(chǔ)底面尺寸、基礎(chǔ)高度,進(jìn)行抗沖切驗(yàn)算、抗彎計(jì)算,確定基礎(chǔ)配筋。

4、施工圖要求(1號(hào)圖)

(1)手繪部分(5張,鉛筆圖)

1)平面框架配筋圖及控制截面的剖面圖(1張)

框架配筋圖比例1:50;剖面圖1:15~1:25

2)基礎(chǔ)施工圖(1張)

基礎(chǔ)平面布置圖(比例1:100~1:150);不同編號(hào)的基礎(chǔ)大樣圖(平面、剖面,比

例1:20~1:30);基礎(chǔ)配筋鋼筋表;基礎(chǔ)設(shè)計(jì)說明

3)樓梯施工圖(1張或插入索引大樣圖)

4)結(jié)構(gòu)平面施工圖(3張)

標(biāo)準(zhǔn)層(或屋面)梁整體配筋圖(比例1:100);標(biāo)準(zhǔn)層(或屋面)結(jié)構(gòu)平面布置圖(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板構(gòu)造大樣等);柱平法施工圖(比例1:100)。

(2)計(jì)算機(jī)出圖(3張)

1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)總說明;

2)結(jié)構(gòu)屋面(或標(biāo)準(zhǔn)層)梁整體配筋圖(比例1:100);

3)結(jié)構(gòu)屋面(或標(biāo)準(zhǔn)層)結(jié)構(gòu)平面布置圖(比例1:100,含板配筋、梁定位、梁板構(gòu)造大樣等);

(3)打印所驗(yàn)算的一榀橫向框架的以下計(jì)算內(nèi)容

1)恒載下的彎矩圖、軸力、剪力圖

2)水平地震作用下的彎矩圖、軸力、剪力圖3)彎矩包絡(luò)圖4)剪力包絡(luò)圖

(4)打印結(jié)構(gòu)整體計(jì)算的以下計(jì)算內(nèi)容

1)各層構(gòu)件布置及截面尺寸

2)各層的構(gòu)件配筋圖

5、完成結(jié)構(gòu)計(jì)算書(按畢業(yè)設(shè)計(jì)要求,不允許用計(jì)算機(jī)打印)

三:施工設(shè)計(jì)

在施工專業(yè)教師指導(dǎo)下,確定施工方案,完成工程量計(jì)算,編制施工組織計(jì)劃,繪制施工平面布置圖及施工進(jìn)度計(jì)劃圖等(具體指標(biāo)及設(shè)計(jì)成果要求由施工教研室指導(dǎo)教師做出詳細(xì)規(guī)定)。

(3)實(shí)現(xiàn)途徑

本設(shè)計(jì)分為建筑設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),施工設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行方案設(shè)計(jì),使建筑設(shè)計(jì)達(dá)到房屋設(shè)置合理,使用方便,交通安全。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)首先是根據(jù)建筑技術(shù)、使用條件、場(chǎng)地條件和抗震設(shè)計(jì)等要求,合理進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)布置和基礎(chǔ)形式等,繪制結(jié)構(gòu)布置圖;然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算,采用框架結(jié)構(gòu)近似計(jì)算法,求豎向荷載作用下的內(nèi)力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內(nèi)力時(shí),有D值法等。求水平地震作用的時(shí)候采用底部剪力法;然后進(jìn)行結(jié)合所學(xué)過的知識(shí)、通過查閱參考資料初步設(shè)計(jì),再交指導(dǎo)老師審查,審查通過后,利用AutoCAD、和手工完成繪圖,利用Excel、word等完成設(shè)計(jì)說明書及其他內(nèi)容的編寫。

(4)、進(jìn)度計(jì)劃

序號(hào)起止周次工作內(nèi)容

11周至2周a)建筑設(shè)計(jì),講課,做方案,交方案草圖

b)方案講評(píng),修改,繪正圖

23周至4周1.依據(jù)建筑方案及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)任務(wù)書提供的資料,確定基本設(shè)計(jì)條件

2.確定結(jié)構(gòu)方案,進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置(平面、豎向)

3.選擇結(jié)構(gòu)計(jì)算單元,建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖

4.荷載及作用(恒、活、風(fēng)、地震作用)計(jì)算

5.整理完成文獻(xiàn)綜述,譯文和開題報(bào)告

6.單工況荷載(恒、活)作用下框架的內(nèi)力計(jì)算及調(diào)幅

7.單工況荷載(風(fēng)、地震)作用下框架的內(nèi)力計(jì)算

8.進(jìn)行結(jié)構(gòu)水平荷載下(風(fēng)、地震)的彈性變形驗(yàn)算

9.完成框架梁荷載組合和內(nèi)力組合

35周至6周1.完成框架柱荷載組合和內(nèi)力組合

2.計(jì)算機(jī)建模,分析,計(jì)算

3.梁、柱截面配筋,節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗震承載力驗(yàn)算4.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、樓梯設(shè)計(jì)

47周至8周1.根據(jù)計(jì)算結(jié)果,繪制結(jié)構(gòu)施工圖

2.整理、裝訂計(jì)算書

第2篇

Abstract: In recent years,college paid more attention to innovative talent training in our country,but the scientific connotation of innovative talent has not yet reached a consensus,lack necessary guide ideology. This paper focuses on the actual demand of college engineering specialty innovative talent training,puts forward system engineering methodology of college engineering specialty innovative talent training from“origin”,“teacher”,“teaching”,“review” and“summarize” five aspects. It is a macro guiding ideology of the optimal design of implementation of innovative talents each link,having cretain guiding reference for scientific research on innovative talent training.

關(guān)鍵詞: 系統(tǒng)工程方法論;人才培養(yǎng);創(chuàng)新型人才;工科專業(yè)

Key words: system engineering methodology;cultivation of talents;the innovative talents;engineering specialty

中圖分類號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)17-0189-02

0引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來,我國公路、水運(yùn)、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐顯著加快,水利水電及礦山能源開發(fā)、對(duì)外公路鐵路援建工程、社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)等的全面興起,各行各業(yè)尤其是工學(xué)行業(yè)對(duì)創(chuàng)新型人才迫切需求的愿望與日俱增,如我國水利類和土木類人才需求量年均增長率分別在4%和9%左右。然而,著名科學(xué)家錢學(xué)森院士于21世紀(jì)初便嚴(yán)厲地指出,我國迄今尚缺乏創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制,激起了我國教育工作者對(duì)高等教育模式的反思,多角度深層次探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制。如李賓初步解析了我國高校在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)上存在知識(shí)結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法和課程設(shè)置等方面均存在嚴(yán)重缺陷[1];張京京等認(rèn)為我國目前高校統(tǒng)一的教學(xué)安排一定程度上限制了學(xué)生個(gè)性的發(fā)展,使學(xué)生缺乏原始性的自主創(chuàng)新意識(shí)[2];方正立等認(rèn)為應(yīng)試教育、社會(huì)對(duì)高學(xué)歷的國度認(rèn)可、傳統(tǒng)教學(xué)方式、教育環(huán)境和實(shí)踐環(huán)節(jié)等扼殺了阻礙了高校創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[3];梁鳳霞認(rèn)為創(chuàng)新型人才要有創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新能力和國際視野[4];喬琳從研究生培養(yǎng)的過程管理、質(zhì)量控制和配套機(jī)制等方面探討了創(chuàng)新型人才培養(yǎng)機(jī)制[5];湯曉蒙認(rèn)為中國家庭極權(quán)主義導(dǎo)致不發(fā)達(dá)的私人狀態(tài),不發(fā)達(dá)的私人狀態(tài)導(dǎo)致個(gè)體的自我壓縮,個(gè)體的自我壓縮導(dǎo)致個(gè)體的不發(fā)達(dá),進(jìn)而造成個(gè)體創(chuàng)新能力的抹殺[6];呂欽等提出了創(chuàng)新型人才指標(biāo)體系,包括基礎(chǔ)素質(zhì)、知識(shí)技能和創(chuàng)新表現(xiàn)三個(gè)模塊[7];郭繼強(qiáng)等科研促進(jìn)教學(xué)的模式是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的有效途徑[8];常玉榮等強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)在高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中的作用[9];陳洪凱等認(rèn)為可從教學(xué)手段、師生互動(dòng)教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量評(píng)估等方面提高工科專業(yè)課堂教學(xué)質(zhì)量[10-12]。

綜上可見,創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,本文針對(duì)高等院校工科專業(yè)從源、師、教、評(píng)、結(jié)等方面分析提出創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的系統(tǒng)工程方法論,初步勾畫工科類創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的宏觀指導(dǎo)思想,欠妥之處,敬請(qǐng)同行專家雅正。

1創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案

何謂創(chuàng)新型人才?目前沒有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),都只停留在朦朧的感性認(rèn)知階段。目前,我國高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)缺乏科學(xué)的指導(dǎo)思想,傳統(tǒng)教育根深蒂固,所謂的創(chuàng)新型人才更大層面體現(xiàn)為知識(shí)型人才,認(rèn)為掌握有尖端、前沿科技理論的人才即為創(chuàng)新型人才,比如,重慶交通大學(xué)從2007年開始遴選了入學(xué)時(shí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生組建“茅以升班”,出發(fā)點(diǎn)是好的,希望培養(yǎng)出更多“茅以升式”的橋梁專業(yè)技術(shù)人才,但是缺乏富有創(chuàng)新性的培養(yǎng)方案,教學(xué)方式、教學(xué)手段、教學(xué)人員無任何實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新,效果不明顯。目前,我國部分高校盲目擴(kuò)大招生規(guī)模,利益至上,以減少辦學(xué)成本為目標(biāo),如重慶市某高校地質(zhì)工程專業(yè)《地貌學(xué)及第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)》實(shí)習(xí)時(shí)間僅為一天,而在20世紀(jì)80年代該課程的實(shí)習(xí)時(shí)間為20天,土木工程專業(yè)畢業(yè)有效實(shí)習(xí)時(shí)間僅為3~5天,而在20世紀(jì)80年代不少于40天。

研究表明,針對(duì)高等學(xué)校工科學(xué)生而言,人才培養(yǎng)方案屬于高校人才培養(yǎng)“源”的環(huán)節(jié)。創(chuàng)新型人才可分為“科學(xué)研究型”和“工程應(yīng)用型”兩類,緊密圍繞社會(huì)需求和學(xué)科發(fā)展需求,應(yīng)從源頭開始,制定富有實(shí)質(zhì)創(chuàng)新的本科生、碩士生、博士生一攬子創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案,并明確界定本科、碩士、博士分階段創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。培養(yǎng)方案編制中,以最大程度發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新潛能為有限目標(biāo),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,高度重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)。除了外語、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)等基礎(chǔ)性課程可采用傳統(tǒng)教學(xué)方式外,其余專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課50%以上課時(shí)應(yīng)安排學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、走入實(shí)習(xí)基地、實(shí)訓(xùn)基地,另外50%左右的課時(shí)由學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)及圖書資源,通過自己獨(dú)立觀測(cè),對(duì)照課本理論知識(shí),在任課教師的啟迪下探索學(xué)習(xí),據(jù)此撰寫課程學(xué)習(xí)報(bào)告。

2創(chuàng)新型教學(xué)隊(duì)伍

師資隊(duì)伍是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案的執(zhí)行者,屬于“師”的環(huán)節(jié),僅僅具有高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)教學(xué)資格的教師是很難勝任創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需求。實(shí)踐表明,遴選同時(shí)具有十年以上教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、長期從事科學(xué)研究并在科研工作中成績(jī)卓著、人品好的教師組建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)師資隊(duì)伍。每門專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課設(shè)置課程小組,由理論課主講教師、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師3~5人組成,互為輔導(dǎo),共同承擔(dān)相應(yīng)教學(xué)任務(wù)。

3創(chuàng)新型教學(xué)方法

教學(xué)方法是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案的“教”的環(huán)節(jié),在理論課、實(shí)驗(yàn)課、基地實(shí)習(xí)教學(xué)活動(dòng)中始終堅(jiān)持“導(dǎo)向型授課”的教學(xué)方法,應(yīng)實(shí)行創(chuàng)新型教師資格制度。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,教師在教學(xué)活動(dòng)中始終處于“導(dǎo)演”角色,突出學(xué)生的主體作用,如“專題報(bào)告形式”的理論課教學(xué)方法[11]。值得指出的是,多媒體教學(xué)手段雖然有其眾多優(yōu)點(diǎn)而被我國高校教學(xué)普遍采用,但近年來存在嚴(yán)重的電子教案式傾向[12],這無益于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。積極推行探索型教學(xué)、自主型學(xué)習(xí),學(xué)生走上講臺(tái)、走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、深入實(shí)習(xí)基地,圍繞相關(guān)教學(xué)主題,預(yù)先準(zhǔn)備,部分主講,其余學(xué)生參與討論,教師點(diǎn)評(píng)、糾正。此外,在教師引導(dǎo)下、圍繞相關(guān)課程并結(jié)合教師研究課題成立創(chuàng)新實(shí)踐小組,寒暑假走進(jìn)實(shí)習(xí)基地和/或工程設(shè)計(jì)建設(shè)單位,切實(shí)做到理論和實(shí)踐相結(jié)合。鼓勵(lì)學(xué)生開展創(chuàng)新型探索實(shí)驗(yàn)、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、研發(fā)專利技術(shù)、撰寫科技論文。

4創(chuàng)新型測(cè)試方式

測(cè)試方式屬于高校人才培養(yǎng)“評(píng)”的環(huán)節(jié)。幾十年來,我國高校的課程考試基本均采取閉卷或開卷方式,題型包括填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)述題、名詞解釋、計(jì)算題、論述題等三種以上,部分課程把理論課和實(shí)驗(yàn)課按照權(quán)重確定最終成績(jī)。實(shí)踐證明,現(xiàn)有這種一貫的高校工科專業(yè)的課程測(cè)試方式屬于應(yīng)試范疇,學(xué)生為了獲得好成績(jī)而完全遵循考試需求死記硬背,扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。鑒于此,對(duì)于高校工科專業(yè)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng),應(yīng)取消筆試,將“考試”改為“測(cè)試”,每門課程成立由3~5人組成的課程測(cè)試組,集體負(fù)責(zé)課程測(cè)試。課程測(cè)試采取“課程報(bào)告(含實(shí)物研制)+口試”模式,由課程測(cè)試組綜合給出課程成績(jī)。近年來,這種模式已在國外高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中開始實(shí)施,并得到廣大師生的認(rèn)同,目前在我國高校工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課采取該模式,具有可行性,也是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路。

5創(chuàng)新型畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是高等學(xué)校本科生培養(yǎng)的重要內(nèi)容(也是最后環(huán)節(jié)),屬于“結(jié)”的環(huán)節(jié),目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力,極具必要性。然而,目前高校工科專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基本都是采取指導(dǎo)教師擬定題目,并擬定初步方案,學(xué)生選擇,一人一題或甚至多人共同做一個(gè)題目。這種模式屬于典型的傳統(tǒng)教育培養(yǎng)方式,缺乏創(chuàng)新性,不利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案指導(dǎo)下,以指導(dǎo)教師課題組為依托,擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的方向,讓學(xué)生自己查閱資料,擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目,經(jīng)指導(dǎo)教師審閱通過后付諸實(shí)施。畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)系統(tǒng)性,如地質(zhì)工程專業(yè)進(jìn)行滑坡治理工程設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)涵蓋滑坡致災(zāi)機(jī)理分析、治理方案擬定、滑坡多工況條件下的推力計(jì)算、初步設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、工程投資概預(yù)算等內(nèi)容;畢業(yè)論文則應(yīng)從近三年國內(nèi)外文獻(xiàn)分析、研究方法、研究結(jié)果、成果驗(yàn)證、應(yīng)用前景等方面著手,體現(xiàn)成果創(chuàng)新性。

6結(jié)論

創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、師資隊(duì)伍、教學(xué)條件、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)習(xí)條件、考評(píng)方式等有機(jī)結(jié)合。本文從“源”、“師”、“教”、“評(píng)”、“結(jié)”等五個(gè)方面系統(tǒng)提出了高校工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的系統(tǒng)工程方法論,是實(shí)施創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的宏觀指導(dǎo)思想,強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性、系統(tǒng)性,主張學(xué)生自主性、探索性學(xué)習(xí),充分發(fā)揮教師“導(dǎo)”的作用,反對(duì)填鴨式教學(xué)、機(jī)械式測(cè)評(píng)。

參考文獻(xiàn):

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第3篇

力學(xué)之美在哪里?從孩子們手中玩耍的陀螺,到雜技演員展現(xiàn)的各種技藝,力學(xué)之美存在于我們的日常生活中;從潮汐的形成到天體的運(yùn)轉(zhuǎn),力學(xué)之美隱含在自然界的規(guī)律中;從國王浮起的“皇冠”到“牛頓看到下落的蘋果”,力學(xué)之美存在于各種充滿著趣味和智慧的科學(xué)小故事中……

看上去,人們好像都知道一點(diǎn)力學(xué),但您知道嗎?“力學(xué)作為自然科學(xué)的第一個(gè)定量學(xué)科,發(fā)展至今,其現(xiàn)狀與以前已大不一樣,尤其在研究的深度與廣度方面。今天我們的很多工程設(shè)計(jì)與對(duì)自然災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律的揭示及防治都需要高水平的力學(xué)研究去支撐,而不僅僅是弄幾個(gè)力學(xué)專業(yè)詞匯以至于沒有深入的力學(xué)研究就能有效推動(dòng)的,它需要?jiǎng)?chuàng)新來促使舊貌換新顏。”蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院院長周又和教授一席話,代表了中國力學(xué)研究中堅(jiān)力量的思考方向。

登上塔尖可以看到廣袤的風(fēng)景,站上巨人肩膀可以推動(dòng)科學(xué)研究的快速前行,無論如何都要用盡全力向上攀緣才行。尤其在科學(xué)研究方面,更要用功、用心、用智,才可發(fā)現(xiàn)攀緣的階梯。周又和與力學(xué)的淵源已30年有余,在力學(xué)的天地里不斷地攀緣。追本溯源,他的歷程是一條汗水凝聚著收獲、前行伴隨著思索、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)著發(fā)展的奮發(fā)有為之路。

立志為學(xué)――開啟人生精彩夢(mèng)

周天寒徹何所依,又見彩虹艷陽起。和煦春風(fēng)遍地吹,馥郁桃花滿山。

詩言志,一首詩能夠折射出一個(gè)人的所感、所想。2011年1月6日,周又和閑來寫下了這首詩,以總結(jié)自己多年來的人生感悟。詩如其人,可以感受到,周又和在用心參悟生命,在用汗水鋪就人生的精彩之旅。

周又和,1957年5月出生于湖北漢川的一個(gè)普通農(nóng)村家庭。家中有兄弟六人,周又和排行第四,他上面還有一個(gè)姐姐,全家日子過得十分清貧。在上世紀(jì)60年代初,大哥考入初中學(xué)習(xí),畢業(yè)前夕父親突發(fā)重病,親友們力勸父親讓大哥回家務(wù)農(nóng)以緩解危難,但父親不忍心讓成績(jī)優(yōu)秀的大哥輟學(xué)。為了減輕家庭負(fù)擔(dān),大哥以優(yōu)異的中考成績(jī)考取了能提供生活費(fèi)的孝感師范學(xué)校,畢業(yè)后當(dāng)上了一名人民教師。但受溫飽問題和“”的影響,大哥之后的兩兄一姐的讀書都止于小學(xué)。到周又和及其兩個(gè)弟弟讀書時(shí),家中困境略有緩解,父親就堅(jiān)持讓他們多讀點(diǎn)書。所幸的是,他們因親歷農(nóng)村的窮苦生活,所以立志發(fā)奮讀書以改變貧窮面貌。這樣,他家共有兄弟四人實(shí)現(xiàn)了讀書的夢(mèng)想,這在當(dāng)?shù)匾菜闶且欢渭言挕?/p>

對(duì)周又和人生成長影響最深的是他的父親與大哥,他們對(duì)于人生樂觀向上的態(tài)度、敢為人先的干勁一直深深地扎在了周又和的腦海里。在當(dāng)?shù)兀赣H周協(xié)堂是種田能手,上世紀(jì)50年代初期曾擔(dān)任過合作社的蔬菜排排長,對(duì)于在何時(shí)何地種什么莊稼他都了然于心,精心耕作,成為生產(chǎn)隊(duì)種田的“高級(jí)參謀”;那時(shí),自留地是全家人生活的主要依靠,他也敢在自留地里種當(dāng)?shù)厝藳]有種過的生姜與花菜等,并能獲得好的收成。大哥周運(yùn)和對(duì)工作一絲不茍,通過不斷努力,能力持續(xù)得到提升,在上世紀(jì)70年代后期,他通過報(bào)考函授大學(xué)班獲得了大學(xué)文憑從而圓了他的“大學(xué)夢(mèng)”,從一名小學(xué)老師迅速提拔到初中、高中任教,恢復(fù)高考后成為縣里有名的高中數(shù)學(xué)老師,90年代還出任過縣重點(diǎn)高中漢川二中的副校長。父親經(jīng)常以大哥的優(yōu)異成績(jī)?yōu)樽院溃⒂么蟾绲姆独齺硪龑?dǎo)與教育其它小孩。受此影響,大哥帶回家的數(shù)學(xué)書籍,周又和“偷偷”拿去學(xué)習(xí),因此他從小數(shù)學(xué)成績(jī)就拔尖。在“教育回潮”的1972年,周又和于當(dāng)年春季進(jìn)入高中學(xué)習(xí),有幸遇上了抓基礎(chǔ)教育質(zhì)量的好時(shí)機(jī)。那時(shí)學(xué)校狠抓基礎(chǔ)教育,經(jīng)常進(jìn)行課程單元考試,他的數(shù)學(xué)與物理成績(jī)總是名列年級(jí)前茅。為此,任課老師還給他開小灶,將“”前高中課本中的一些較難習(xí)題給他做,他總能做出,深得老師的喜愛。得益于扎實(shí)的基礎(chǔ),在年底學(xué)校舉辦的高中一年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽中,他以滿分第一名博得頭彩,由此奠定了他的自信心,“立志讀書”的信念也在這時(shí)候悄然種下。1973年夏天起,受“”干擾,全國遍地搞“開門辦學(xué)”,學(xué)校不敢再抓學(xué)習(xí),但周又和始終堅(jiān)守對(duì)學(xué)習(xí)的信念,支撐著他走過人生不平凡的歲月。哪怕在盛行“讀書無用論”的年代,他也從未在學(xué)習(xí)上有過動(dòng)搖,一路向上,翱翔書海。

在“”那個(gè)風(fēng)雨飄搖的年代,除了生活困苦的磨難外,周又和遇到的更大苦惱是他繼續(xù)深造的夢(mèng)想遙遙無望。1974年7月高中畢業(yè)后,周又和回鄉(xiāng)務(wù)農(nóng),這一“停滯”就是近四年。在此期間他干過各種農(nóng)活,當(dāng)過大隊(duì)加工廠的“技術(shù)工人”,做過生產(chǎn)隊(duì)的會(huì)計(jì),還當(dāng)過高中民辦教師。一步步,他靠的都是自己的實(shí)力,小小的改進(jìn)也給他以慰藉。對(duì)于能當(dāng)上教師這一事,周又和還有一段“勵(lì)志”經(jīng)歷。那是1976年,他當(dāng)會(huì)計(jì)時(shí),因?yàn)閷?duì)數(shù)學(xué)的興趣,一次在縣城偶然買到一本西安交通大學(xué)編寫的《高等數(shù)學(xué)》,喜不自禁。于是,就開始自學(xué),認(rèn)真做題。他發(fā)現(xiàn)書上多處習(xí)題答案出錯(cuò),但又不敢相信會(huì)有此事。“初生牛犢不怕虎”,帶著疑惑,他就大膽地給教材編寫組寫信求助,最終得到回復(fù),他的解答竟是正確的!一名不到20歲的高中生敢于“挑戰(zhàn)”大學(xué)教材,這在當(dāng)時(shí)可是少有的事。這件事不僅讓他極受鼓舞,也給了他很大的影響,以至上大學(xué)后,他凡事不崇拜、不盲從,養(yǎng)成了獨(dú)立思考、敢于挑戰(zhàn)的科學(xué)精神。也因?yàn)檫@件事,周又和引起了當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門注意,1977年6月,他當(dāng)上了一名高中民辦物理教師。

科學(xué)的春天帶來周又和命運(yùn)的轉(zhuǎn)折。深受“數(shù)學(xué)皇冠上的明珠”――陳景潤的故事影響的他,在恢復(fù)高考的1977年,成功地考上了大學(xué)――踏上了恢復(fù)高考的“第一班車”,1978年春季進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)。

結(jié)緣力學(xué)――奏響學(xué)海歌

力爭(zhēng)上游競(jìng),學(xué)海行舟引潮掀。前程寬廣護(hù)天地,沿峭碩果令神嘆。

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2011年3月17日,周又和又寫下這首詩,以紀(jì)念自己力學(xué)學(xué)習(xí)與工作的34年,表達(dá)他對(duì)力學(xué)的贊美及對(duì)工作的總結(jié)和展望。有誰能知道,這樣一位與力學(xué)有著深厚淵源的學(xué)者,與力學(xué)結(jié)緣,卻是“機(jī)緣巧合”。

向來成績(jī)優(yōu)異的周又和如愿考上大學(xué),進(jìn)入華中工學(xué)院(現(xiàn)為華中科技大學(xué))力學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)。這一專業(yè)并非他所填報(bào)的志愿,只因?qū)W校要加強(qiáng)力學(xué)師資培養(yǎng),就在所報(bào)相近專業(yè)的優(yōu)秀考生中挑選,這樣他被調(diào)劑進(jìn)入力學(xué)專業(yè)的師資班。周又和說他當(dāng)時(shí)對(duì)力學(xué)知之甚少,幸運(yùn)的是這一專業(yè)與數(shù)學(xué)有著緊密的關(guān)系,也算是能發(fā)揮他在這方面的特長,為學(xué)好專業(yè)課程發(fā)揮了作用,從此就開啟了他的“力學(xué)人生”。

周又和抓住來之不易的機(jī)遇,發(fā)奮學(xué)習(xí)。當(dāng)他得知數(shù)學(xué)和物理對(duì)所學(xué)專業(yè)的重要性后,除了學(xué)好力學(xué)課程外,也著力學(xué)好數(shù)學(xué)與物理課程,這為他日后的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。還在大一與大二期間,學(xué)校先后組織了大學(xué)生數(shù)學(xué)與物理競(jìng)賽,他都積極參加。在數(shù)學(xué)競(jìng)賽中,他為班級(jí)獲得數(shù)學(xué)競(jìng)賽三等獎(jiǎng),這是按班級(jí)參賽前五名考試成績(jī)的總成績(jī)確定的,他是其中五名之一。在物理競(jìng)賽中,周又和獲得個(gè)人三等獎(jiǎng)。他取得的這些好成績(jī),使他在大學(xué)期間開始嶄露頭角。在畢業(yè)前夕做本科畢業(yè)論文的四周內(nèi),指導(dǎo)老師讓他就皮帶彈簧振子系統(tǒng)自激振動(dòng)極限環(huán)的存在性開展定性分析研究。周又和在得知該問題還沒有解決后,他激情飽滿,通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧W(xué)和數(shù)學(xué)分析,使這一問題得以解決,他的科研能力深得老師的贊譽(yù)。這一研究論文投到學(xué)術(shù)期刊《華中工學(xué)院學(xué)報(bào)》,并于1983年發(fā)表。這在當(dāng)時(shí)的本科論文中并不多見,也讓他初嘗到研究成功的滋味。到大學(xué)畢業(yè)時(shí),師資班中的學(xué)生只有成績(jī)好的才可被選留任教。加上他的獲獎(jiǎng)與畢業(yè)論文研究所埋下的良好伏筆,他有幸留校任力學(xué)教師。

“前程寬廣護(hù)天地,沿峭碩果令神嘆。”正如詩中所描述的一樣,隨著研究的深入,周又和越來越深刻地體會(huì)到力學(xué)的博大精深與無窮奧妙,探求的欲望也日漸強(qiáng)烈。在不斷攀爬象牙塔的過程中,累積了讓他享用一生的寶貴知識(shí)財(cái)富。

1987年9月,周又和從華中工學(xué)院慕名來到蘭州大學(xué),在知名力學(xué)科學(xué)家與教育家葉開沅教授的指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位。葉開沅教授是著名力學(xué)科學(xué)家錢偉長院士的得意弟子,我國第一個(gè)力學(xué)專業(yè)――北京大學(xué)力學(xué)專業(yè)的五位創(chuàng)辦人之一,1956年獲首屆國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。此前,周又和參與的圓薄板大撓度非線性問題各種解析解法的收斂性證明與定量研究獲得突出進(jìn)展。由于求解非線性問題的解法都涉及到無窮展開或無窮迭代,其收斂性是判斷和保證求解方法有效性的基本數(shù)學(xué)課題,當(dāng)時(shí)沒人做過這方面的研究工作,成為非線性科學(xué)的一個(gè)難題。他與鄭曉靜一道迎難而上,針對(duì)圓薄板大撓度非線性問題,尋找到嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明途徑解決了這一棘手難題,使這一研究獲得重大突破。這些研究成果贏得了非線性力學(xué)領(lǐng)域的著名科學(xué)家錢偉長院士與郭仲衡院士的高度贊譽(yù),被認(rèn)為是該領(lǐng)域“國內(nèi)外少見的優(yōu)秀工作”,“已處國內(nèi)外領(lǐng)先地位,是五十年來該課題最完備的一項(xiàng)研究”。周又和的能力由此也深得葉開沅教授的賞識(shí)。在此基礎(chǔ)上,葉先生安排周又和就航空儀表中的諧振壓力傳感器的力學(xué)特性開展研究。針對(duì)這一非線性動(dòng)力學(xué)問題,周又和提出了自己的研究方法。首先將非線性動(dòng)態(tài)解分解為靜平衡部分與在此基礎(chǔ)上的動(dòng)力擾動(dòng)部分,從理論上證明了靜態(tài)解對(duì)小擾動(dòng)線性自由振動(dòng)固有頻率的影響,從而確認(rèn)了諧振壓力傳感器工作原理的可行性;隨后,以靜態(tài)非線性問題級(jí)數(shù)解法的高精度解為基礎(chǔ),對(duì)小擾動(dòng)線性自由振動(dòng)的振型函數(shù)采用冪級(jí)數(shù)展開后,提出的展開系數(shù)線性變換格式將所導(dǎo)出的無窮階代數(shù)特征值問題轉(zhuǎn)化為有限階,從而使解的精度得到提升且計(jì)算量大幅減小;最后,采用奇異攝動(dòng)法討論了大振幅非線性振動(dòng)的振幅對(duì)固有頻率的影響。在這一研究路徑下,他定量給出了振弦式與振膜式諧振壓力傳感器的高精度壓力-頻率特征關(guān)系,并給出了圓板受均勻面內(nèi)壓力的屈曲失穩(wěn)臨界值及后屈曲力學(xué)特征的定量結(jié)果等。周又和的博士生將這一方法還推廣到熱彈性非線性梁板結(jié)構(gòu)與非線梯度材料梁板結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性分析中。他在這一領(lǐng)域的這兩項(xiàng)研究成果先后獲1992和1996年度甘肅省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

“機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人。”這句話用在周又和身上再合適不過。很多人在看到他的驕人成績(jī)時(shí),總會(huì)認(rèn)為他的機(jī)會(huì)太好了,想啥有啥。但他心里很清楚,為了這些收獲,他常常加班加點(diǎn)超常工作,付出了艱辛與努力。40歲之前,他很少在凌晨一點(diǎn)前睡覺,有時(shí)甚至通宵達(dá)旦。而每一項(xiàng)研究,都會(huì)遇到不少困難。對(duì)于困難,他敢于面對(duì)并給予有效化解。他說,“對(duì)于一名科研工作者,找可做的對(duì)象是困難,尋求解決途徑是困難,學(xué)習(xí)新知識(shí)是困難,解決問題仍是困難,表達(dá)科研成果還是困難,周而復(fù)始。然而,人的能力就是在克服各種困難的過程中得以形成與發(fā)展的。”正是這種敢于直面困難的態(tài)度和樂于鉆研的拼搏精神,使他打響了研究生涯的“重炮”――建立起了獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。

跨出國門――攻堅(jiān)克難勇往前

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光陰如箭穿心過,明媚日月照人還。

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1989年年底周又和獲博士學(xué)位后留在蘭州大學(xué)任教。隨著薄板非線性力學(xué)研究取得重要突破帶來的科研能力和自信心,他接下來的研究便一發(fā)不可收拾。1990年前,周又和就在思考轉(zhuǎn)變研究方向。1985年美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)應(yīng)用力學(xué)分會(huì)圍繞“固體力學(xué)的未來發(fā)展趨勢(shì)”撰寫了十余篇綜述論文, 其中4篇提到電磁固體力學(xué)為今后固體力學(xué)的新方向,指出“必須發(fā)展電磁力學(xué)理論”,“磁與力學(xué)耦合問題將是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域”。在國內(nèi),當(dāng)時(shí)這方面研究尚未展開。1991年,時(shí)任中國力學(xué)學(xué)會(huì)理事長的王仁院士在蘭州參加全國現(xiàn)代數(shù)學(xué)與力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議期間,得知周又和與鄭曉靜要開展這一領(lǐng)域的研究,就對(duì)他們的這一選擇給予了極力支持和鼓勵(lì),使他們更堅(jiān)定了信心。此后,周又和的科學(xué)研究也就是圍繞這一與高科技密切關(guān)聯(lián)的新興交叉學(xué)科有針對(duì)性展開的。

當(dāng)時(shí),電磁固體力學(xué)遇到的主要問題有:鐵磁梁式板結(jié)構(gòu)在橫向磁場(chǎng)中的磁彈性失穩(wěn)臨界磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)低于理論預(yù)測(cè)值,致使理論預(yù)測(cè)偏于不安全;鐵磁殼的力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果遠(yuǎn)低于理論預(yù)測(cè)值,且不同理論模型預(yù)測(cè)的結(jié)果相差很大;針對(duì)仿托卡馬克聚變堆實(shí)驗(yàn)中超導(dǎo)磁體的磁彈性失穩(wěn)臨界電流的理論預(yù)測(cè)也與實(shí)驗(yàn)有較大偏差;上述兩類磁彈性力學(xué)問題從彎曲發(fā)展到失穩(wěn)的彎曲路徑?jīng)]有理論上的揭示;多場(chǎng)耦合非線性的定量分析方法很少,商業(yè)軟件不能實(shí)現(xiàn)其定量分析等等。周又和圍繞這些基礎(chǔ)問題開展研究,逐漸發(fā)展到包括壓電智能結(jié)構(gòu)的動(dòng)力控制,超導(dǎo)懸浮與斷裂力學(xué)、超導(dǎo)交變損耗與磁通跳躍失穩(wěn)、超磁致伸縮智能材料與控制等的建模及多場(chǎng)耦合非線性力學(xué)特性分析,小波方法及其在強(qiáng)非線性問題中的應(yīng)用等等,均取得了突出成果。而這些新的前沿科學(xué)研究的成功探討,要得益于周又和的“走出去戰(zhàn)略”。

走出國門,是周又和實(shí)現(xiàn)科研跨越的一個(gè)重要?dú)v程。1993年9月至1994年7月,他作為訪問學(xué)者在美國肯塔基大學(xué)從事合作研究。1994年7月至1995年7月,作為外國研究員在日本東京大學(xué)核工程研究實(shí)驗(yàn)室與國際電磁固體力學(xué)知名學(xué)者Kenzo Miya教授在電磁固體力學(xué)領(lǐng)域開展合作研究,取得有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的創(chuàng)新成果,促成日本應(yīng)用電磁材料與力學(xué)學(xué)會(huì)于1995年和2007年兩度向蘭州大學(xué)捐資共400萬日元設(shè)立優(yōu)秀研究生獎(jiǎng)勵(lì)基金。1998年6―12月和2002年3~5月,他作為高級(jí)訪問學(xué)者兩度赴美國加州大學(xué)河濱分校與Q.Jiang教授開展合作研究。

從美國到日本,從壓電智能結(jié)構(gòu)的力學(xué)研究到鐵磁、超導(dǎo)等電磁固體力學(xué)研究……周又和馬不停蹄,盡自己最大可能擴(kuò)展著前沿知識(shí),豐富著所涉及的先進(jìn)領(lǐng)域。很多人會(huì)詫異地問他:“只見過從日本轉(zhuǎn)到美國學(xué)習(xí)深造的,為什么你要從美國這樣好的環(huán)境跳出去到日本呢?”周又和的回答表明了他自己的態(tài)度:“當(dāng)時(shí)純粹從學(xué)術(shù)角度去考慮問題,從哪兒到哪兒無所謂,哪里能促進(jìn)發(fā)展就到哪里,出國是為了增強(qiáng)能力、擴(kuò)展視野。”

“認(rèn)真鉆研、敢于挑戰(zhàn)”的科學(xué)精神和品格貫穿于周又和的整個(gè)求學(xué)生涯中。初到日本時(shí),恰逢他的合作教授Miya出差歐洲,他沒有因此受到影響,而是整日埋首于Miya教授研究組的書房中,閱讀各種學(xué)術(shù)書刊。當(dāng)時(shí),一本國際學(xué)術(shù)會(huì)議論文集上發(fā)表的關(guān)于鐵磁板在面內(nèi)磁場(chǎng)作用下振動(dòng)頻率上升的實(shí)驗(yàn)研究,引起了周又和的關(guān)注與興趣。在此之前,他對(duì)此也有過理論分析,所得結(jié)果為對(duì)應(yīng)于固有頻率下降的失穩(wěn),而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是頻率上升。對(duì)于一位以理論研究見長的年輕學(xué)者來說,這是極好機(jī)會(huì),因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是不容否定的,問題只可能出在理論模型或定量分析方法上。兩周后,Miya教授從歐洲回到東京大學(xué),周又和就向Miya教授提到了這一實(shí)驗(yàn)。在得知相關(guān)研究沒有給出理論解釋后,他表示想做這一問題的研究。對(duì)此,Miya教授既沒有表示支持也不反對(duì)。因?yàn)镸iya教授知道,這一研究難度相當(dāng)大,他的研究組擁有最強(qiáng)的計(jì)算程序,曾開展過這一問題的定量計(jì)算,卻屢試都沒有進(jìn)展。但周又和并不因此而退縮,反而更來勁,開始尋找突破口。不到三個(gè)月,他通過建立新的磁力表征模型就把這一問題解決了!當(dāng)周又和將整理成的研究論文拿給Miya教授時(shí),Miya教授十分驚訝:這位既不是學(xué)電力工程、也不是從事電力工程工作的中國年輕力學(xué)學(xué)者如此快速地解決了這一難題,所寫論文中涉及的電磁學(xué)部分是如此嚴(yán)密和準(zhǔn)確!而這一快速突破和嚴(yán)密準(zhǔn)確的背后,是周又和在大學(xué)期間良好的電磁學(xué)與數(shù)學(xué)知識(shí)積累,當(dāng)然更離不開他持續(xù)的付出和努力。回國后,周又和通過系統(tǒng)深入研究基本模型與定量方法,完全解決了這類鐵磁材料結(jié)構(gòu)磁彈性力學(xué)研究中所存在的基本問題。烏克蘭力學(xué)學(xué)者Podilchuk等人在2005年發(fā)表的論文中對(duì)這類模型的研究進(jìn)展進(jìn)行評(píng)述時(shí),將周又和的完整模型與這一領(lǐng)域的國際知名學(xué)者的其它模型并列給出,由此評(píng)述展示了周又和的模型是自Maxwell提出電磁應(yīng)力張量以來該領(lǐng)域幾項(xiàng)代表性發(fā)展中最新的一個(gè)。意大利學(xué)者Nobili等人在2007年發(fā)表的論文中評(píng)述這一磁固體力學(xué)研究的線性化處理所存在的缺陷后,采用了周又和中的觀點(diǎn)指出“最后也是最重要的是線性假設(shè)導(dǎo)致刻畫磁性體內(nèi)的分布力有眾多表征方式”。國際學(xué)者Soh等人在2007年的評(píng)述中指出,日本學(xué)者“Takagi等人完成了軟鐵磁板在沿長度方向的磁場(chǎng)中的振動(dòng),結(jié)果顯示為磁化影響使得頻率增加。”并通過引用周又和的,指出周又和發(fā)現(xiàn)了“經(jīng)典磁彈性理論得到的由磁效應(yīng)引起的頻率是下降的。”隨后又進(jìn)一步指出,周又和建立的完整模型是“放棄了磁彈性應(yīng)力張量,發(fā)展了一個(gè)類似于彈性應(yīng)力的新的理論.由這一新的理論得到的結(jié)果可解釋這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

周又和研究組后來在超導(dǎo)力學(xué)方面的研究也是源自于在東京大學(xué)的工作。日本作為新能源裝置的磁約束熱核聚變反應(yīng)堆開發(fā)研究的主導(dǎo)國家之一,對(duì)相關(guān)研究投入很大,東京大學(xué)在東海就建有一座小型的實(shí)驗(yàn)聚變反應(yīng)堆供研究使用。雖然此前周又和知道一些這方面的信息,但身臨其境更加深了認(rèn)識(shí),加之Miya教授繼美國康乃爾大學(xué)的Moon院士后,也做了仿托卡馬克裝置中超導(dǎo)磁體磁彈性失穩(wěn)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論研究。周又和在發(fā)現(xiàn)理論預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有偏差,且彎曲過程沒有給出理論揭示后,也同時(shí)開展了這一問題的理論建模和分析方法研究,追蹤出磁彈性彎曲路徑并得到失穩(wěn)臨界電流,所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)十分吻合。隨后他又將這一研究推廣到與日本名古屋在建螺旋型聚變反應(yīng)堆相關(guān)聯(lián)的超導(dǎo)磁體的磁彈性力學(xué)分析中。相關(guān)的2篇論文均在國際期刊Fusion Engineering and Design發(fā)表。回國后,除了將這一研究推廣到動(dòng)力特性分析外,周又和研究組還開啟了超導(dǎo)磁懸浮、超導(dǎo)塊材斷裂、超導(dǎo)變形與超導(dǎo)特性的相互作用、超導(dǎo)交變損耗與磁通跳躍失穩(wěn)、超導(dǎo)CICC導(dǎo)體復(fù)合股線等的力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)研究,取得了顯著成效。有關(guān)超導(dǎo)磁懸浮動(dòng)力特性的理論研究論文在學(xué)術(shù)期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity發(fā)表后,2008年獲IEEE超導(dǎo)委員會(huì)這一國際學(xué)術(shù)組織授予的最佳貢獻(xiàn)論文獎(jiǎng),他指導(dǎo)的超導(dǎo)懸浮力特性實(shí)驗(yàn)研究的博士論文于2010年獲全國優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)。

此外,在日本期間,周又和對(duì)新興學(xué)術(shù)前沿的敏銳能力也值得稱道。Miya教授除了電磁固體力學(xué)研究外,開展的另一研究領(lǐng)域?yàn)闊o損探傷檢測(cè)。當(dāng)時(shí),Miya教授的一名博士生正在采用剛剛形成的最新數(shù)學(xué)方法――小波理論來從事核電工程中金屬結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)方法的理論研究。由于小波理論對(duì)短時(shí)信號(hào)處理的有效性,這一新的數(shù)學(xué)方法得到了不同領(lǐng)域?qū)W者的廣泛關(guān)注,以圖改進(jìn)和解決工程應(yīng)用中的一些遺留問題,提高其有效性。但是,對(duì)小波理論的理解,需要有良好的數(shù)學(xué)知識(shí),多數(shù)非數(shù)學(xué)專業(yè)學(xué)者剛?cè)腴T時(shí)就往往被難住,加之當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)界知道這一理論的人也不多。在此情形下,Miya教授雖已多次聽取博士生的匯報(bào),卻一直沒能理解和接受。1994年11月,周又和在得知這一情形后,以他數(shù)學(xué)知識(shí)的優(yōu)勢(shì),結(jié)合傅里葉分析方法的相關(guān)特性,先從不同簡(jiǎn)單小波的特點(diǎn)、計(jì)算格式及應(yīng)用舉例出發(fā),再到小波理論的一般框架及小波應(yīng)用進(jìn)行介紹,就容易理解了。在短短兩周內(nèi),他寫出了50頁的英文小冊(cè)子,Miya教授看后很快就理解了,隨后安排他在研究組講授。周又和回國后,將這一新的數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用給予了有效拓展。他與研究生一道將小波方法最先運(yùn)用于梁板結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析以及壓電智能結(jié)構(gòu)的動(dòng)力控制特性研究中,提出的延拓技術(shù)解決了小波方法應(yīng)用于初、邊值問題時(shí)的邊界跳躍問題。基于小波理論建立的計(jì)算量小且精度高的拉普拉斯數(shù)值反演方法及改進(jìn)的小波生成方法獲得了英國、波蘭、國防科大等國外國內(nèi)動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)科學(xué)者的多次大篇幅采用,近期所提出的求解非線性問題的小波方法成功地解決了求解非線性問題的封閉性問題,為求解強(qiáng)非線性問題提供了通用方法。控制理論和控制工程知名學(xué)者柴天佑院士在發(fā)表的論文中指出,周又和他們“將小波理論中的函數(shù)逼近方法引入到壓電智能結(jié)構(gòu)的動(dòng)力控制問題之中,得到了該領(lǐng)域理論研究的一種新思路”。

在去日本之前,周又和先是在肯塔基大學(xué)土木工程系從事其合作教授交給的扇形板力學(xué)研究,在不到二個(gè)月的時(shí)間就得到了滿意的結(jié)果,其論文后來在Computer and Structures發(fā)表。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),使他能師從壓電智能結(jié)構(gòu)動(dòng)力控制的國際知名學(xué)者H.S. Tzou教授。1993年的10月下旬,周又和參加了肯塔基大學(xué)華人留學(xué)生會(huì)舉辦的一次聚會(huì),認(rèn)識(shí)了Tzou教授的一名博士生,得知Tzou教授正在物色合作者以開展非線性壓電智能結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性的定量研究。結(jié)合到自己正要開展的電磁固體力學(xué)研究,他也想在這方面有所拓展。他也得知,Tzou教授已出版了幾部專著,3篇論文獲美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)授予的“Best Paper Award”獎(jiǎng)勵(lì),要求的門檻很高,一般不輕易接受,因?yàn)橐峁┵Y助。在周又和簡(jiǎn)要介紹了他在薄板非線性力學(xué)方面的研究工作后,該博士生答應(yīng)轉(zhuǎn)達(dá)周又和的意圖。11月初,Tzou教授約周又和去面談,當(dāng)即答應(yīng)次年起開始在他的研究組工作。到1994年5月底,周又和接到東京大學(xué)Miya教授的邀請(qǐng)函,歡喜不已。當(dāng)時(shí),Miya教授是日本應(yīng)用電磁材料與力學(xué)學(xué)會(huì)的會(huì)長,Int. J. Appl. Magnetic Material & Mechanics國際學(xué)術(shù)期刊主編,國際著名電磁固體力學(xué)學(xué)者。出國前,周又和就與Miya教授聯(lián)系過,想去他那里做研究,但一直沒有收到回復(fù)。到7月上旬辦好手續(xù)后,周又和于7月中旬中斷美國的工作去了日本。這期間他與Tzou教授合作完成的三篇論文日后在國際期刊上發(fā)表,首次給出的非線性壓電結(jié)構(gòu)力學(xué)特征與控制特性的定量結(jié)果被后來的同行學(xué)者大量引用,其研究也為周又和回國后將小波理論運(yùn)用到壓電智能結(jié)構(gòu)動(dòng)力控制的理論研究和開展壓電梯度功能材料的斷裂力學(xué)特性研究奠定了基礎(chǔ)。

在美國加州大學(xué)河濱分校機(jī)械工程系學(xué)術(shù)訪問期間,周又和與Q. Jiang教授就旋轉(zhuǎn)壓電體表面聲波的傳播力學(xué)特性開展合作研究。這是Jiang教授正在開展的一項(xiàng)研究工作,主要為尋找新的旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速測(cè)量傳感器在力學(xué)原理上進(jìn)行探討,即建立表面波傳播速度隨轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的變化特征關(guān)系。周又和進(jìn)入后,針對(duì)這一力學(xué)問題從數(shù)學(xué)上證明了表面波的存在性,給出了波速存在范圍的判別公式,定量給出了波速隨轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變化的特征關(guān)系,相關(guān)合作研究論文在The Journal of Applied Mathematics and Physics (ZAMP)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表。

從本科生到一名高校教師與在職碩士生,從華中工學(xué)院到蘭州大學(xué)師從葉開沅教授攻讀博士學(xué)位,從蘭州大學(xué)留校任教再到赴美國肯塔基大學(xué)合作研究,從美國到日本,再到回國后又赴美國加州大學(xué)……周又和用近20年的時(shí)間畫了一個(gè)“圓”,而這一“圓”里有豐碩的果實(shí)。周又和的科研之路,是一條伴隨著面對(duì)一個(gè)又一個(gè)科學(xué)問題的挑戰(zhàn)并將它們加以解決的綿延起伏之路。這樣的循環(huán)在外人看來也許充滿艱辛和挑戰(zhàn),但對(duì)他來說,正是這一次又一次的挑戰(zhàn)成就了不一樣的風(fēng)景,使他的人生更為豐厚和挺拔,也使他的科學(xué)研究“開枝散葉”,“舊貌換新顏”。

立足國內(nèi)――開疆拓土竟馳騁

………………

似曾相識(shí)非舊貌,錦色百花開滿園。

1995年7月底回國前夕,周又和在日本突然接到大哥的信,告知父親病重,于是返回國內(nèi)就從上海直接趕往家鄉(xiāng)看望父親。看到父親的重病不可逆轉(zhuǎn)時(shí),他傷心不已。陪伴兩周后,在父親堅(jiān)持的下,他回到了蘭州大學(xué)。8月底,父親離世,這給周又和帶來了沉重的打擊。父親在世時(shí),周又和因工作太忙又遠(yuǎn)離家鄉(xiāng),沒能盡到陪伴與照顧之責(zé)。對(duì)此,父親總是說這沒有什么,只要他們?cè)谕饷婧镁涂梢粤恕T谥苡趾偷木硾r剛有好轉(zhuǎn)時(shí),父親卻離他而去。周又和每每想起父親的諄諄教誨、養(yǎng)育之恩與大度情懷,就使他的內(nèi)心不能平靜。2011年1月11日,他還為父親寫下了題為《育兒成才之艱難歲月》和《思念與感激》的兩首詩,用來表達(dá)他對(duì)父親的思念與感激之情。他用繁忙的工作來減輕悲傷之情并用工作成績(jī)來告慰父親的在天之靈,進(jìn)而使他的內(nèi)心能得到安慰和平靜。

周又和在處理完父親的后事后,就立刻進(jìn)入到工作狀態(tài),通過長期的持續(xù)不斷努力,他推動(dòng)了電磁固體力學(xué)中的壓電智能結(jié)構(gòu)與控制、鐵磁、超導(dǎo)懸浮與斷裂、常導(dǎo)磁懸浮、超磁致伸縮材料等先進(jìn)材料結(jié)構(gòu)的多場(chǎng)耦合力學(xué)研究的發(fā)展,解決了這些材料與結(jié)構(gòu)多場(chǎng)耦合力學(xué)中存在的一些理論與實(shí)驗(yàn)不符問題,建立了有效的理論模型與多場(chǎng)耦合定量分析方法及程序,揭示出了一些規(guī)律。到1999年,周又和研究組在電磁固體力學(xué)領(lǐng)域的研究取得了顯著的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,在總結(jié)這一階段性研究成果后,他們撰寫的《電磁固體結(jié)構(gòu)力學(xué)》專著獲國家科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作出版基金資助由科學(xué)出版社出版。王仁院士欣然為這部專著作序,指出“近十年來,他們經(jīng)過堅(jiān)毅的摸索,已經(jīng)深刻掌握了這門學(xué)科的全面情況,做出了許多創(chuàng)造性的成果……這方面的專著在國際上也少有,本書無疑將對(duì)我國開展這方面工作起到重要的作用”。周又和的這些研究成果也得到電磁固體力學(xué)的兩位開創(chuàng)人、美國工程院院士、康乃爾大學(xué)理論與應(yīng)用力學(xué)系的兩任系主任Y.H.Pao教授及其學(xué)生F.C.Moon教授的高度贊譽(yù)。世紀(jì)之初,兩位院士應(yīng)邀到蘭州大學(xué)講學(xué)與學(xué)術(shù)交流。后來,Pao院士在給周又和的信中指出“蘭州大學(xué)力學(xué)系,近以電磁力學(xué)之研究聞名國內(nèi)。經(jīng)與師生座談,果然名不虛傳”。

截止目前,周又和已主持各類研究項(xiàng)目30余項(xiàng)。正是他的這些豐碩研究成果,使他于1999年入選為第二批教育部長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授,2000年獲國家杰出青年科學(xué)基金,他領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)于2006年入選教育部新世紀(jì)長江學(xué)者創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì),2011年入選國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體,2012年主持申報(bào)的“大型超導(dǎo)磁體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析”立項(xiàng)為國家磁約束聚變能發(fā)展規(guī)劃專項(xiàng)的“托卡馬克聚變堆關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目的一級(jí)課題,目前還主持超導(dǎo)力學(xué)研究的國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目。已在Appl. Phys. Lett.、《中國科學(xué)》等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和學(xué)術(shù)會(huì)議上表學(xué)術(shù)論文360余篇,其中SCI收錄論文180余篇。主持的“電磁結(jié)構(gòu)非線性力學(xué)”研究項(xiàng)目于2005年獲教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng),參與的研究項(xiàng)目“中國北方沙漠化過程及防治”獲2007年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng);2007年發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity上的研究論文于2008年獲IEEE超導(dǎo)委員會(huì)授予的最佳貢獻(xiàn)論文獎(jiǎng)即Van Duzer Prize,研究項(xiàng)目“電磁材料結(jié)構(gòu)多場(chǎng)耦合非線性力學(xué)行為的理論研究”獲2008年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

在不斷推動(dòng)電磁固體力學(xué)深入研究的同時(shí),周又和研究組還結(jié)合我國重大風(fēng)沙環(huán)境問題,開拓了風(fēng)沙環(huán)境力學(xué)的研究。直到上世紀(jì)末,周又和他們的研究難度雖然不斷加大,但主要還是在固體力學(xué)范圍內(nèi)。1999年,在強(qiáng)沙塵暴刮到北京引起中央高層重視后,科技部就此研究專門立項(xiàng)973項(xiàng)目。在加強(qiáng)力學(xué)基礎(chǔ)研究的需求下,經(jīng)過近十次會(huì)議論證,周又和最終爭(zhēng)取到將他研究組主持的“風(fēng)沙環(huán)境力學(xué)及土壤風(fēng)蝕的定量研究”課題列入這一項(xiàng)目。

從力學(xué)層面上講,風(fēng)沙力學(xué)研究的主要難度在于沙粒散體與大氣流體的相互作用還沒有成熟的力學(xué)模型可資利用,從而使可控條件的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)測(cè)量與野外觀測(cè)之間無法關(guān)聯(lián),加上沙粒粒徑與風(fēng)速等的隨機(jī)性、風(fēng)流動(dòng)與沙粒運(yùn)動(dòng)耦合作用的非線性,使這一研究難度劇增。針對(duì)這些存在的問題,周又和研究組同時(shí)從理論建模和實(shí)驗(yàn)兩方面來展開研究。此前,周又和的研究一直在理論方面,使用國外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨著研究的深入,開展實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)入了他的視野。蘭州大學(xué)雖有一些力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,也只能供本科生教學(xué)用,少且老化,達(dá)不到科研的要求。同時(shí),他還苦于實(shí)驗(yàn)研究人員的缺乏,雖有想法卻一直沒能展開。

周又和涉入力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究是從參加一次風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)開始的,沒想到也是一發(fā)不可收。2001年暑假,他帶領(lǐng)兩名研究生到離蘭州幾百公里的沙坡頭開展風(fēng)沙力學(xué)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)測(cè)量,中科院沙漠所也派了一名博士生協(xié)助實(shí)驗(yàn)操作,實(shí)驗(yàn)是在40℃的沙漠地帶進(jìn)行的。在開始實(shí)驗(yàn)前,需要對(duì)風(fēng)洞進(jìn)行無沙風(fēng)速廓線測(cè)量的校準(zhǔn)工作。哪知一連幾天,計(jì)算機(jī)上顯示的測(cè)量結(jié)果均不對(duì),無論協(xié)助的博士生采用何種手段檢查與調(diào)試,都沒找出問題所在。就在學(xué)生們幾乎要放棄的情形下,周又和以他在調(diào)試計(jì)算程序中排查錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn),提出檢查方法與步驟,按此進(jìn)行后,再開機(jī)測(cè)量,結(jié)果就正常了。隨后,在了解實(shí)驗(yàn)規(guī)程的基礎(chǔ)上,他對(duì)風(fēng)沙力學(xué)測(cè)量的實(shí)驗(yàn)流程作出安排,在兩周的實(shí)驗(yàn)測(cè)量后,回到蘭州進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。在這一過程中,周又和他們通過對(duì)輸沙率廓線的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)擬合再沿高度積分所得到的單寬輸沙率公式,不僅可以提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度,而且還能給出這一物理量實(shí)驗(yàn)值隨摩阻風(fēng)速變化的關(guān)系式,這在以前是沒有做到過的。單寬輸沙率是土壤風(fēng)蝕研究中的重要物理量,其隨摩阻風(fēng)速的變化關(guān)系一直是學(xué)界關(guān)注的話題。在當(dāng)時(shí),這方面的關(guān)系式已多達(dá)50余種,或經(jīng)驗(yàn)的或半經(jīng)驗(yàn)的,對(duì)于同一情形,這些公式的預(yù)測(cè)結(jié)果之間相差很大,可達(dá)2~4倍,這就需要高精度實(shí)驗(yàn)結(jié)果來檢驗(yàn)它們的適用性。當(dāng)周又和的研究生將數(shù)據(jù)處理結(jié)果提交到他手上,并報(bào)知可擬合出手頭的全部實(shí)驗(yàn)結(jié)果但卻不能反映風(fēng)沙運(yùn)動(dòng)中實(shí)際存在的臨界啟動(dòng)特征時(shí),周又和對(duì)此不滿足,親自改進(jìn)擬合函數(shù)的選擇,使之能擬合出全部實(shí)驗(yàn)結(jié)果及特征。就這樣反復(fù)嘗試,一周后就得到了結(jié)果。這一研究成果于2002年發(fā)表在國際物理期刊Physical Review E上,評(píng)閱意見指出“這是一項(xiàng)引人關(guān)注且完整的研究,作者們給出了一系列給人印象深刻的實(shí)驗(yàn),并積累了大量好的數(shù)據(jù)。受本領(lǐng)域經(jīng)典工作的啟示,他們擬合得到了切實(shí)可行的公式”。這一發(fā)表在國際物理期刊上的實(shí)驗(yàn)研究論文,既為他們?nèi)蘸蟮膶?shí)驗(yàn)室建設(shè)及實(shí)驗(yàn)研究的展開,也為日后在國際物理期刊上發(fā)表近百篇研究論文開了好頭,積累了經(jīng)驗(yàn)。在此過程中,實(shí)驗(yàn)研究隊(duì)伍也得以成長。

蘭州大學(xué)的風(fēng)沙環(huán)境力學(xué)理論研究也取得了長足的進(jìn)展,這里我們介紹周又和在其中的一個(gè)方面――碰撞接觸力學(xué)。風(fēng)沙流中的沙粒在重力作用下落到沙床面經(jīng)碰撞后的起跳初速度分布函數(shù)一直是風(fēng)沙物理(即力學(xué))研究中的基礎(chǔ)物理量。周又和他們?cè)诹㈨?xiàng)973項(xiàng)目的課題時(shí),就敏銳感知到這一力學(xué)問題的重要性。由于沙粒-沙床面碰撞過程具有隨機(jī)性,此前他沒有涉足過隨機(jī)性問題的研究,一時(shí)難于下手。于是,他一方面找來隨機(jī)過程與數(shù)理統(tǒng)計(jì)教科書學(xué)習(xí),另一方面與在美國從事非線性隨機(jī)動(dòng)力學(xué)與控制研究的Sun教授聯(lián)系,于2002年通過國家自然科學(xué)基金海外青年學(xué)者合作基金的立項(xiàng)來開展合作。2003年暑假,Sun教授應(yīng)邀來蘭州大學(xué)講授《隨機(jī)振動(dòng)基礎(chǔ)》40小時(shí),周又和除了將這一英文講稿復(fù)制給所有聽課人員外,還堅(jiān)持全程聽課。此后不久,周又和就弄清了研究顆粒隨機(jī)碰撞的方法與途徑,與研究生一道成功地建立了這一問題的唯象模型,給出的理論預(yù)測(cè)結(jié)果能很好地對(duì)實(shí)驗(yàn)給出有效預(yù)測(cè)。除了采用唯象模型的方式來研究沙粒碰撞起跳初速分布函數(shù)外,2003年周又和還安排他的一名博士生采用離散動(dòng)力學(xué)方法在大量隨機(jī)碰撞的數(shù)值實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過統(tǒng)計(jì)方法來給出。除了對(duì)所研究問題給出了一新的統(tǒng)計(jì)公式外,獲得的一些起跳特征整理成論文投送到地學(xué)權(quán)威期刊Journal of Geophysical Research,評(píng)閱人在同意接受發(fā)表的同時(shí),提出了所采用的最基本兩顆粒碰接觸力模型中的等效參數(shù)如何得到的問題。此前,博士生曾告知這是程序中的,文獻(xiàn)中也是如此。雖然論文得以接受發(fā)表,但周又和對(duì)此要弄個(gè)明白,于是就自己推公式。真是不推不知道,一推放不了。他調(diào)閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),目前宏觀離散動(dòng)力學(xué)方法(也稱離散單元法)具有廣泛的應(yīng)用,包括巖土、泥沙、風(fēng)沙、水沙、建筑橋梁結(jié)構(gòu)接頭處受強(qiáng)地震的連續(xù)碰撞毀損、粒料輸運(yùn)等領(lǐng)域都在應(yīng)用這一方法開展研究,其中所采用的碰撞接觸力模型為線性剛度線性阻尼模型,輸入的碰撞恢復(fù)系數(shù)為常數(shù),后者在所有的物理與力學(xué)教科書中也是如此表述的。然而,周又和從《彈性力學(xué)》教材中很早就知道,兩圓球(或顆粒)靜態(tài)接觸力在線彈性范圍內(nèi)于100年前就由德國學(xué)者赫芝給出了解析解,其接觸力隨接觸位移的變化呈3/2次冪的非線性關(guān)系,即剛度是非線性的,從而引起了周又和的興趣。與此同時(shí),他還得知,從上世紀(jì)40年代后期開始,就有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示出恢復(fù)系數(shù)隨碰撞速度的增大而減小,即不是常數(shù)。直到2005年,美國、德國和波蘭等國學(xué)者還在開展顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)隨碰撞速度變化的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和接觸力表征模型的理論研究,只是各碰撞模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)相差太大。到2006年,周又和針對(duì)碰撞的力學(xué)基本過程,在考慮彈塑性變形后,成功地建立了一碰撞接觸力模型,使現(xiàn)有恢復(fù)系數(shù)隨碰撞速度變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了很好的預(yù)測(cè)。這一研究結(jié)果被德國佛萊貝格工業(yè)大學(xué)巖土工程研究所所長、歐洲離散動(dòng)力學(xué)方法及程序應(yīng)用推廣中心負(fù)責(zé)人Konietzky教授知曉后,主動(dòng)與周又和聯(lián)系開展合作,2007年專此來蘭州大學(xué)講學(xué)。Konietzky教授是采用離散動(dòng)力學(xué)方法從事巖土力學(xué)研究的國際著名學(xué)者,2010年他申請(qǐng)到德國科教部的國際合作項(xiàng)目,用于與周又和開展學(xué)術(shù)合作與學(xué)術(shù)交流。2011年11月,周又和率團(tuán)赴德國報(bào)告了這一工作,后經(jīng)Konietzky教授推薦,周又和于2012年10月在該校召開的國際學(xué)術(shù)會(huì)議上作大會(huì)報(bào)告。

最近,周又和研究組將離散單元法的研究拓展到復(fù)合超導(dǎo)CICC導(dǎo)體的橫向壓力-位移特征的理論研究中,成功地對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果給予了理論揭示。CICC導(dǎo)體是ITER核聚變新型能源裝置中產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)的大型磁體的基本結(jié)構(gòu),目前,ITER建堆與運(yùn)行預(yù)算投入100億歐元,我國是這一大型新能源實(shí)驗(yàn)裝置國際合作研究的七方國家之一,承擔(dān)10%的費(fèi)用。因?yàn)镮TER裝置內(nèi)要求達(dá)到11特斯拉的超強(qiáng)磁場(chǎng),超導(dǎo)磁體在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下的力學(xué)變形與超導(dǎo)性能退化就成為這一裝置的設(shè)計(jì)功能能否實(shí)現(xiàn)及其后功能提升的主要課題。經(jīng)對(duì)超導(dǎo)CICC導(dǎo)體樣品在類ITER磁場(chǎng)環(huán)境條件下的實(shí)驗(yàn)測(cè)量表明,目前設(shè)計(jì)制備出的樣品只能運(yùn)行6000次左右,遠(yuǎn)低于預(yù)期要求的2~3萬次。其次,目前針對(duì)提高運(yùn)行次數(shù)的力學(xué)設(shè)計(jì)理論所得結(jié)果也與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反,即理論預(yù)測(cè)為增大絞纜節(jié)距可升高運(yùn)行次數(shù),但實(shí)驗(yàn)卻是降低。為此,相關(guān)工程界與理論界正在尋找新的有效力學(xué)方法,以期希望能解決這一問題。在2012年5月他們將這一研究論文投到國際期刊Superconductor Science and Technology后,論文送到國際ITER超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì)總負(fù)責(zé)人Around教授評(píng)審。Around教授看到針對(duì)這類問題研究的這一新方法后,主動(dòng)與我國科技部ITER中心聯(lián)系,希望進(jìn)行直接交流。經(jīng)科技部ITER中心的協(xié)調(diào)與安排,在Around教授的技術(shù)代表Denis博士來甘肅白銀檢查超導(dǎo)絞纜制備工藝期間,7月2日,周又和帶領(lǐng)七位教師與研究生前往白銀長通電纜廠,與Denis博士、中科院等離子研究所的研究人員、長通電纜廠的技術(shù)人員、科技部ITER中心的管理人員一道就這一研究的深入展開進(jìn)行了交流與研討。2012年10月,這一論文正式發(fā)表。

目前,蘭州大學(xué)在電磁固體力學(xué)與風(fēng)沙環(huán)境力學(xué)兩個(gè)研究領(lǐng)域都建立起了能開展實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)驗(yàn)室,還建有風(fēng)沙野外觀測(cè)臺(tái)站,累積設(shè)備費(fèi)2000多萬元。相關(guān)理論與實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)研究已納入到周又和主持的“復(fù)雜環(huán)境與介質(zhì)相互作用的非線性力學(xué)”國家創(chuàng)新研究群體,并獲得國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等的資助。在科技部相關(guān)重大研究計(jì)劃的支持下,他們正緊密圍繞國家重大需求來展開這兩大工程領(lǐng)域的關(guān)鍵力學(xué)研究。周又和研究組仍在不斷努力,以期通過他們的研究來提升我國在這兩大工程領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)水平。

夯實(shí)基礎(chǔ)――教書育人譜樂章

甘坐板凳十年冷,追求一流代代新。

何懼征程險(xiǎn)難阻,收獲自有后來人。

2011年4月24日,周又和賦詩一首,表達(dá)自己在辦學(xué)上的所思、所為、所獲的心路歷程。從1989年底博士畢業(yè)后留校任教至今,周又和在蘭州這片熱土上,見證了蘭州大學(xué)力學(xué)學(xué)科發(fā)展歷程;同時(shí)也作為重要推動(dòng)者之一,親歷了這一學(xué)科的重塑、發(fā)展、強(qiáng)壯。

蘭州大學(xué)力學(xué)學(xué)科創(chuàng)建于1959年,在葉開沅教授帶領(lǐng)下,1981年固體力學(xué)碩士與博士學(xué)科培養(yǎng)點(diǎn)獲國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)批準(zhǔn)設(shè)立,1986年獨(dú)立建系。葉開沅教授相繼培養(yǎng)出劉人懷院士、鄭曉靜院士、孫博華院士等杰出人才。

“江山代有人才出”,“長江后浪推前浪”。到上世紀(jì)90年代中期,一批教師相繼調(diào)離或退休,蘭州大學(xué)力學(xué)學(xué)科的發(fā)展也一度成為關(guān)注的話題。1995年7月,周又和從國外返回蘭州大學(xué),開始了推動(dòng)力學(xué)教學(xué)與科研工作的發(fā)展,并逐漸發(fā)展成為這一學(xué)科的領(lǐng)軍人才,建立起了一支隊(duì)伍。

“高水平的科學(xué)研究需要高素質(zhì)的人才,而高素質(zhì)的科研人才則有賴于高水平的本科教育與研究生培養(yǎng),這就需要將本科教學(xué)、研究生培養(yǎng)、科學(xué)研究、隊(duì)伍建設(shè)作為統(tǒng)一的整體來綜合考慮與實(shí)施”。周又和不僅這樣講,而且著力用心去實(shí)踐。在總結(jié)現(xiàn)代高等教育成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,面對(duì)西部的現(xiàn)實(shí)環(huán)境,將本科教學(xué)、研究生培養(yǎng)和隊(duì)伍建設(shè)作為統(tǒng)一體系來實(shí)施,從而在教書與育人兩方面都取得顯著成效。

30年的教師生涯,周又和邊走邊看,邊學(xué)邊思,總結(jié)出了一套屬于自己的“教學(xué)經(jīng)”。他把最美好、最寶貴的時(shí)光奉獻(xiàn)給了大西北,奉獻(xiàn)給了高等教育和科學(xué)研究事業(yè)。他用自己豐富的智慧、淵博的學(xué)識(shí)、堅(jiān)定的信念和無私的奉獻(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生樹立報(bào)效社會(huì)的責(zé)任、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)闹鞠蚝蛨?jiān)實(shí)深厚的能力。他對(duì)待教書和育人始終一絲不茍,將科研精神與科研成果有機(jī)地融入到教學(xué)實(shí)踐中,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)精神,不斷激發(fā)他們的學(xué)習(xí)激情。

早在1982年周又和任教于華中工學(xué)院期間,他除了教師職業(yè)的自豪感外,更多的是深感責(zé)任重大,至少不能誤人子弟。為此,他在任《理論力學(xué)》課程輔導(dǎo)老師的三年中,除了完成好輔導(dǎo)老師的任務(wù)、從老教師那里學(xué)好教學(xué)方式方法外,還主動(dòng)做完了原蘇聯(lián)《理論力學(xué)習(xí)題集》中的4000多道題,從而對(duì)這一課程的掌握有了全面的提升。周又和備課認(rèn)真、推導(dǎo)嚴(yán)謹(jǐn)、思路開闊、深入淺出,加上熱情輔導(dǎo)和作業(yè)全批,教學(xué)效果深得學(xué)生好評(píng)。1986年,教研室從北京弄到一份《理論力學(xué)》教學(xué)評(píng)估的統(tǒng)考試卷,用于同期四個(gè)大班的期末考試。考試下來,按大班與小班成績(jī)排名的第一都在周又和主講的班上,在四位主講教師中他是最年輕的。這一“果實(shí)”的得來,與他對(duì)這一課程的用心鉆研分不開。此前,他認(rèn)真參考不同教材,從各章節(jié)內(nèi)容的銜接、體系布局、例題與作業(yè)題精選,到斟酌有關(guān)內(nèi)容表述的科學(xué)性和可接受難易程度,都細(xì)致過濾了一遍,獲得認(rèn)可后形成自己的講稿與講授方式。就是在此期間,他發(fā)現(xiàn)教材中多個(gè)地方的表述不精確,就寫下注記一直保存著,直到2006年他在蘭州大學(xué)再講這門課程時(shí)又進(jìn)行修改,并于2009年發(fā)表在《力學(xué)與實(shí)踐》上。也是在華中工學(xué)院期間,他看到《力學(xué)與實(shí)踐》上就動(dòng)矩心的動(dòng)量矩定理的公式如何正確表征開展持續(xù)討論,但沒有達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)與表征公式。他就從嚴(yán)格的矢量表征方式出發(fā)導(dǎo)出了統(tǒng)一的表征公式。這一教學(xué)論文投到《力學(xué)與實(shí)踐》后,于1990年發(fā)表,從此這一問題就沒有再討論了。這些,也為周又和主講的《理論力學(xué)》在2007年入選國家精品課程和他本人于2008年獲高等學(xué)校“國家教學(xué)名師獎(jiǎng)”奠定了基礎(chǔ)。

截至目前,周又和已為本科生主講8門課程,累計(jì)3000余學(xué)時(shí);為研究生主講7門課程,累計(jì)2400余學(xué)時(shí)。在主管力學(xué)系后,周又和在堅(jiān)持為本科生講課的同時(shí),還按力學(xué)學(xué)科的認(rèn)知規(guī)律,主導(dǎo)了本科生培養(yǎng)方案與各課程教學(xué)大綱的修訂,加強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研訓(xùn)練各環(huán)節(jié),增設(shè)《力學(xué)與工程概論》課程并制作該課程的PPT為學(xué)生講授,提出由碩士學(xué)位以上的新留教師擔(dān)任班主任,設(shè)立本科生科研基金,親自聽課并獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀授課教師,要求教授與副教授既要做科研也要為本科生講課,等等。正是這些得力的措施和實(shí)踐,使得培養(yǎng)的本科生成為優(yōu)質(zhì)研究生的主要來源。在研究生培養(yǎng)中,他將科學(xué)研究與研究生的科研能力、科學(xué)精神培養(yǎng)緊密結(jié)合在一起,從研究生培養(yǎng)方案制訂到培養(yǎng)過程各環(huán)節(jié),他都親歷親為,給出有見地的建議性意見,鼓勵(lì)學(xué)生要敢于創(chuàng)新和善于創(chuàng)新。正是這樣,周又和的研究范圍越擴(kuò)越大、越做越深,研究隊(duì)伍也日益壯實(shí)。

“春播桃李三千圃,秋收碩果香滿園。”周又和多年在教育上的努力和付出換來了碩果滿園。2000年獲寶鋼教育基金會(huì)“全國高校優(yōu)秀教師特等獎(jiǎng)”,2006年被中國科協(xié)授予“西部開發(fā)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”,被中國教科文衛(wèi)體工會(huì)授予“全國師德標(biāo)兵”稱號(hào)。主講的《理論力學(xué)》于2007年入選為國家精品課程,2008年獲國家級(jí)“高等學(xué)校教學(xué)名師獎(jiǎng)”,主持的“理論與應(yīng)用力學(xué)創(chuàng)新人才培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)”于2008年入選國家質(zhì)量工程的教學(xué)團(tuán)隊(duì), 2009年獲教育部授予的“全國優(yōu)秀教師”稱號(hào),主持的本科教學(xué)研究項(xiàng)目“高水平力學(xué)人才培養(yǎng)與教師隊(duì)伍建設(shè)的互動(dòng)模式及實(shí)踐”于2009年獲國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng),他指導(dǎo)的20篇博士學(xué)位論文中,有兩篇分別于2010年和2012年獲全國優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)與提名獎(jiǎng),直接培養(yǎng)和協(xié)助培養(yǎng)的博士中7人入選為教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃、8人成長為教授,成為蘭州大學(xué)力學(xué)的骨干力量……

回首30余年的教書育人工作,面對(duì)一張張年輕探索者的面孔,周又和一直告誡學(xué)生,要想發(fā)展、做出成績(jī),就要敢于超越前輩老師,至少要敢于超越眼前“高不可攀”的老師,無論何時(shí)、無論何地,都要有這股勁。看到學(xué)生們一個(gè)個(gè)成長成才,他歡喜著,更期待著。

扎好圍欄――領(lǐng)航管理出奇效

聽天門長嘯松濤依舊

凌絕頂遠(yuǎn)眺風(fēng)物日新

2011年6月23日,周又和就他領(lǐng)銜申報(bào)的國家創(chuàng)新研究群體現(xiàn)場(chǎng)答辯完后,他等待著。次日上午得知成功后,就利用空出的一點(diǎn)時(shí)間去登泰山,抄下了山頂南天門的這幅楹聯(lián)。想起自己的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,他感慨良多,哪樣的進(jìn)步不是蘊(yùn)含在這絕妙的楹聯(lián)中!人生中的種種“風(fēng)物”,又何嘗不是陣陣“濤聲”的回響!眼前“濤聲”的喜悅,更讓他深感尋找“絕頂”去發(fā)現(xiàn)新“風(fēng)物”的重任。

“要將一個(gè)學(xué)術(shù)單位搞好,尤其作為高校,形成良好的學(xué)術(shù)氛圍對(duì)于快速發(fā)展是極其重要的。這就需要我們的管理人員懂得教學(xué)、科研與人才培養(yǎng)規(guī)律,具備公心和敬業(yè)精神,在吸取現(xiàn)代高等教育成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,面對(duì)遇到的現(xiàn)實(shí)問題提出切實(shí)可行的辦學(xué)思路和采取行之有效的措施,才有可能帶好隊(duì)、辦好學(xué)。”周又和如是說。周又和進(jìn)入管理并不是他刻意追求的。在2000年他獲得國家杰出青年科學(xué)基金并擔(dān)任長江學(xué)者特聘教授后,學(xué)校為結(jié)合應(yīng)用研究發(fā)展的需要,推動(dòng)工科發(fā)展,決定辦土木工程專業(yè)。2003年學(xué)校準(zhǔn)備成立工學(xué)院,請(qǐng)他出任院長,被他婉拒。這樣,從2002年開始招生的土木工程專業(yè)就只好掛靠在力學(xué)系。此前的1999年6月,他接受了沒有行政級(jí)別的管理工作――力學(xué)系主任。他從本科教學(xué)各環(huán)節(jié)、研究生培養(yǎng)模式的改進(jìn)、科研氛圍的形成、教師隊(duì)伍建設(shè)的思路、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等方面,都提出了新的有效辦法,并逐漸得以推進(jìn)實(shí)施,不僅使力學(xué)學(xué)科得到了快速發(fā)展,而且也使后來學(xué)院的其它學(xué)科得到了有效提升。

周又和出任力學(xué)系主任后,改變了力學(xué)學(xué)科長期沒有擴(kuò)展的局面。1999年底,他主導(dǎo)申報(bào)的固體力學(xué)成為甘肅省重點(diǎn)學(xué)科,2003年新增工程力學(xué)碩士學(xué)科點(diǎn),2004年新增力學(xué)一級(jí)學(xué)科博士后科研流動(dòng)站,2005年新增工程力學(xué)博士學(xué)科點(diǎn),同年力學(xué)一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)獲批設(shè)立。

2005年6月,面臨新辦土木工程專業(yè)急需步入正常的迫切要求,蘭州大學(xué)最終做出決定:將力學(xué)學(xué)科與地質(zhì)工程學(xué)科、土木工程學(xué)科一道成立土木工程與力學(xué)學(xué)院,讓周又和出任院長。他從學(xué)校大局出發(fā),接受了這一任命。對(duì)周又和來說,這絕對(duì)是個(gè)挑戰(zhàn)。新組建的學(xué)院面臨重重困難,尤其是新建土木工程專業(yè)缺少足夠的師資和設(shè)備。當(dāng)時(shí),學(xué)院教師只有31人,實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化,連本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)都不能維持。周又和面對(duì)的首要問題是如何撐起學(xué)院并使之發(fā)展壯實(shí)。他說,“在其位,就要謀其政,而且要謀好政、善于謀政”。周又和接任院長這一重任后,就一直思考著學(xué)院的發(fā)展方式與實(shí)現(xiàn)途徑,在不同階段提出相應(yīng)的發(fā)展措施。通過深思熟慮,決定采取逐步發(fā)展的長遠(yuǎn)策略,并將隊(duì)伍建設(shè)始終放在首位。他通過主持的211工程和985工程的建設(shè)項(xiàng)目,將學(xué)院的其它學(xué)科納入到力學(xué)的建設(shè)平臺(tái),使它們也能得到發(fā)展。2005年下半年,學(xué)校投入400多萬元建設(shè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室以備國家的教學(xué)檢查,他綜合考慮三個(gè)學(xué)科的本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要,領(lǐng)銜組建了工程實(shí)驗(yàn)中心。在他的建議下,有些設(shè)備選擇了較高性能,可開展一些科研與社會(huì)服務(wù)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量。建成后,他親自帶領(lǐng)全院教師參觀實(shí)驗(yàn)室,讓實(shí)驗(yàn)人員講解各儀器設(shè)備的功能,以便老師們使用。就這樣一步步,在保持力學(xué)學(xué)科發(fā)展的同時(shí),也使原本基礎(chǔ)薄弱的土木工程學(xué)科和地質(zhì)工程學(xué)科通過夯實(shí)基礎(chǔ),呈現(xiàn)出階梯式良性發(fā)展的格局。

周又和主持學(xué)院工作以來,學(xué)院的學(xué)科建設(shè)、科研平臺(tái)、教師隊(duì)伍、科學(xué)研究、人才培養(yǎng)各方面都取得了驕人的成績(jī)。在本科生人才培養(yǎng)方面,2005年底申報(bào)的“理論與應(yīng)用力學(xué)”本科專業(yè)成為甘肅省人才培養(yǎng)與科研基地,2009年工程實(shí)驗(yàn)中心成為甘肅省本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,2010年“理論與應(yīng)用力學(xué)”本科專業(yè)入選國家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn),此外,還建成國家精品課程1門、省級(jí)精品課程4門,獲國家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。在學(xué)科建設(shè)方面,2005年底力學(xué)一級(jí)學(xué)科成為甘肅省重點(diǎn)學(xué)科,新增防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程碩士點(diǎn),2007年固體力學(xué)成為國家重點(diǎn)學(xué)科,2008年新增結(jié)構(gòu)工程碩士點(diǎn),2009年新增地質(zhì)工程學(xué)科博士后科研流動(dòng)站,2010年力學(xué)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、土木工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)獲批設(shè)立,2012年新增地質(zhì)工程一級(jí)學(xué)科甘肅省重點(diǎn)學(xué)科。在科研平臺(tái)建設(shè)方面, 2005年凝聚學(xué)院力量申報(bào)的“西部災(zāi)害與環(huán)境力學(xué)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室被批準(zhǔn)建設(shè),周又和任主任;2007年協(xié)同甘肅省地震局一起申報(bào)的“蘭州地球物理”國家野外科學(xué)觀測(cè)站被批準(zhǔn)建設(shè),周又和兼任副站長;2007―2008年由周又和領(lǐng)銜協(xié)調(diào)校內(nèi)其它學(xué)院一起申報(bào)的“特殊功能材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(B類)被批準(zhǔn)建設(shè),周又和任學(xué)術(shù)委員會(huì)主任;2009年學(xué)院協(xié)同敦煌研究院等單位一起申報(bào)的“國家古壁畫保護(hù)工程研究推廣中心”被批準(zhǔn)建設(shè),周又和兼任副主任。在教師隊(duì)伍方面,目前學(xué)院有教師54人,含教授15人和副教授16人,其中2位院士、10位教授、13位副教授是在建院后成長起來的,并建成一個(gè)國家質(zhì)量工程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)(2008)、一個(gè)教育部長江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃科研團(tuán)隊(duì)(2007)和一個(gè)國家創(chuàng)新研究群體(2011),國家教學(xué)名師1人(2008)。在科學(xué)研究方面,建院來3項(xiàng)科研成果獲國家自然科學(xué)或科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、2項(xiàng)獲省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),承擔(dān)國家與地方的科研任務(wù)都顯著增強(qiáng)增多,2012年的科研經(jīng)費(fèi)較建院初的2005年增長了2倍多。在研究生人才培養(yǎng)方面,培養(yǎng)的兩名博士分別于2010年和2012年獲全國優(yōu)秀博士論文獎(jiǎng)與提名獎(jiǎng)。這一系列辦學(xué)指標(biāo),已使土木工程與力學(xué)學(xué)院名列蘭州大學(xué)的前列。

如果說教學(xué)與科研為“雙肩”,那么管理與教研又為“雙棲”。事實(shí)上,無論是教學(xué)、科研還是管理,無非是能力的使用與貫通。對(duì)周又和來說,自己就是一粒“種子”,放到哪里,就要在哪里好好“生根”、“開花”、“結(jié)果”,而“收獲自有后來人”。

立身橋頭蹤影不隨流水去處地異鄉(xiāng)夢(mèng)魂常往故里馳

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