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根扎深 葉才茂 ── 憶母校的基礎教學

發布日期:2017-01-18來源:航空航天學院作者:系統管理員訪問量:5620

每次回母校,見到“中央大道”兩旁的香樟樹高大而茂盛的樣子,心里特高興。這些香樟樹在我們剛入學時,棵棵還是需要水泥柱扶持的小樹。半個多世紀過去了,香樟樹已粗壯到一個人不能圍住它,伸展天穹的枝葉如華蓋般遮蔭大道,看了讓人舒心。當年默默直立在樹旁的水泥柱已移去了,望著這片遮風擋雨的樹林,我們懷念起幫扶過這些香樟樹成長的立柱。

我們的成長過程也有過許多幫扶的立柱,其中最難忘的是母校的基礎課和專業課任課老師。他們共同的特點是對教學事業的全身心投入,每位老師都認真編寫任課的教材,??業業。當年的教科書我們稱之謂講義,都是老師把編著成的文字稿,交付校印刷廠職工手工刻成蠟紙送任課老師校對無誤后才印刷成稿。發一章,學一章。一個學期結束后,我們去校印刷廠裝訂成書。這些講義浸潤了老師們的心血和他們的研究成果,現在我們仍珍藏著。遇到問題還時常翻閱求教。有些特別好的內容還經常引證出來,作為培育年輕一代的案例。

求學期間我們受過較全面和嚴格的基礎理論訓練,系統地通讀了應用力學中各門分支學科和較深入地涉獵了工程方面的基礎知識,從而奠定了我們扎實的理論基礎。當我們進入核電工程領域工作后,就能較快地適應新領域的特點和要求。遇到新的力學問題時,善于從基本理論入手去尋求解決辦法。我們成功地處理過工程上難度很高的力學研究項目和問題,在核電安全方面做出應有的貢獻,這都得益于母校的基礎教學。幾十年來,我們倆常懷念在校期間老師們的諄諄教導;感恩那么多好老師把我們帶進了應用力學的圣殿,扶持我們走過最初的專業啟蒙階段。

記得1959年入學第一年都在階梯教室里上基礎課,高等數學是新生面臨的最陌生的學科之一。從定量數學進入變量數學,實質上是一次思維模式的革命。若有一位好老師的引導就能事半功倍,幸運的是我們就遇到了這么一位好老師,他就是梁文海教授。他講課的邏輯推理嚴密,語言生動。梁老師當年還是講師,年輕的帥哥,高高的鼻梁,大而明亮的雙眸在那白皙的臉上顯得格外動人。聽他的課沒有人遲到,也沒有人開小差。尤其令人難忘的是他講課時生動的表情、響亮的聲音和形象的比喻,深入淺出的誘導讓人過后不忘。有次當講到如何理解“充分條件和必要條件”時,他隨口舉了馬的例子,用“馬有四條腿,但四條腿不一定是馬”來形象比喻必要條件和充分條件的區別。只有正、逆條件同時成立,才稱得上“充分必要條件”。因為他常常深入淺出地把最基本的極限、導數、微分、積分講深講透,讓學生順利完成了這次“思維革命”。我們喜愛上了高等數學,在思維方法上筑起了堅實的臺階,成為學好力學的基礎。為后來在學習微分方程、富里埃級數、數學物理方程、復變函數、積分變換等更深知識時就困難少得多了。

專業課老師中,印象最深刻的要數劉鴻文教授。劉老師講授的《板殼理論》是一門帶有大量公式推導而比較枯燥的課程。那么長篇的推導步驟要在黑板上一一寫出來,不僅字要寫得端正清楚,而且要在有限板面上安排恰當。邊講邊寫這是很不容易的,劉老師卻做到了。他講課從不看備課講義,用一支白粉筆井然有序地在兩塊大黑板上推導拉梅微分算子方程。他不會在一塊板上擦擦寫寫,總是一塊一塊的輪流使用。聲音宏亮鏗鏘,用詞講究,并無廢話,好像放錄音一般精練。我們都聽得出神入化,有時竟忘了寫筆記。聽他的課同時也是一種藝術享受。劉鴻文教授全神貫注講好每堂課,他那嚴謹的治學態度,為教學獻身的精神,永遠是學生的楷模。今天,我們在工作中還應用到板殼理論中許多基本知識,這不是有限元法所替代得了的;劉老師細致推導公式的教學效果,也不是用PPT投影教學所能比擬的。

我們在事業上獲得成就的最深刻體會,就是得益于母校老師對學生扎實的基本功訓練。可惜當前教學太依仗于投影儀,忽略了一步一步踏踏實實的邏輯推導。讓許多由數學和力學組成的數理基本理論閑置起來,以各種計算機現成結構分析程序去替代思考。由于基本概念認識不清所產生的錯誤,常讓人啼笑皆非。我們在與青年技術人員工作交流中就遇到過這樣的尷尬事。這里不妨舉個簡單的例子說明基礎教學的重要性。

比如,現在一些青年技術人員應用大型有限元結構程序求解復雜結構動態特性的固有頻率和振型時,往往為驗證其計算結果是否正確,感到十分頭痛。究其原因主要是不清楚如何從一大堆(上百個)固有頻率和對應振型結果中找出它們內在的規律。以簡支條件多個等跨梁的固有頻率規律為例:理論解析法顯示,多跨梁每組固有頻率具有密集形特征,而每組首個固有頻率之比與單跨各階固有頻率間隔之比1?s4?s9?s…i2規律是完全相同的,但這種密集形固有頻率特征的規律性往往不能從有限元理論上推導出來。要找出這個規律只能從連續多跨梁的基本振動理論的解析方法推導出的特征方程中找到。如果不清楚如何推導出其特征方程和求解其值,是不會認識到這一連串固有頻率之間還存在那么清晰和美妙的諧振樂譜。而且這類等跨簡支連續梁的固有頻率與振型理論解是驗證動態問題有限元方法最有效的一個考題。有次在評審某名牌大學博士生所做的一個多跨梁流致振動研究課題時,博士生導師和學生對“等多跨梁固有頻率密集問題”竟毫無概念,還對這種奇特規律表示很驚訝。因此,我們感到在使用先進的工程計算軟件的同時不忘基本理論的扎實后備。力學專業畢業生包括研究生對基本理論、數學基礎、實驗技能和獨立思考能力的培養一定要非常重視。

撫今追昔,我們更加懷念當年致力于基礎教學的老師們。正是這些老師傳授了我們扎實的基本功,使我們在崗位上能登堂入室;正是這些老師培養了我們獨立思考的能力,使我們在人生的道路上終生受益。我們將永遠銘記謝貽權、蔡承文、何福保、莊表中、曹鴻生、林鐘祥、丁浩江、陳森、楊槐堂等老師對我們的教導和扶持。

正如扶持小樹的立柱,因為他們的默默付出,小樹才能茁壯成長。沒有立柱的扶持和呵護,就沒有今天的大樹。我們永遠會銘記母校的教導,感謝母校的培養。

                                           

 

 (2014/11/18上海)


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