[编者按] 继2011年上半年推出“身边的感动”系列报道受到广泛好评后,从2011年10月起,我们推出了新栏目“学者笔谈”。本栏目将陆续推出一批我校有影响的学者,重点展示他们在人才培养、科学研究、服务社会和文化传承与创新等方面的观点和见解、思路和做法及理论和实践,旨在弘扬科学精神,激荡人文情怀,回归学术本位,浓郁学术气象,全面提升交大学术的影响力和传播力。
■ 大学生千万不要为了考试分数而学习,重点是要掌握学习方法和所学知识的融会贯通。
■ 研究生千万不要仅仅为了发文章而科研,文章仅为科研的副产品。
■ 科研工作一定要踏踏实实,不要指望突然的成果、发明、创造;科研工作者们没有特权,就是为社会服务的。
■ 创新要肯钻研,浮在表面而不深入,是不可能实现创新的。

本科教育不唯分数论
期末考试是对一个学生学期学习情况的大考核。在社会的传统认知中,一个学生,分数考得高,说明他聪明,是个好孩子,能进入名校深造,能有一个好的前程;如果考试有不及格,那肯定会与不求上进挂钩,其后果就是这个学生在今后的数年中会受到老师、家长的格外关注,而“失去自由”。因此,为了能够有好的前途,为了 “不失去自由”,就必须获得高分。
然而,许多案例证明,一个人的人生是否辉煌,与他的成绩单并不存在直接关系。大学是培养新世纪人才的摇篮,她向学生传递知识的同时,还肩负着塑造学生人格、培养学生兴趣的职责。因此,着力于人才培养的大学教育,应该摈弃“唯分数论”的固有观点。当然,并不是说高分不好,学生考试获得高分,应建立在诚信的基础上,充分体现公平的原则。
另外,课程学习,考试不是最终目的,如何让所学知识得到应用,才是主要的,这一点必须要让学生清楚。因此,培养学生的学习兴趣、培养学生运用知识的能力非常重要。特别是在专业课的授课中,主讲教师可以讲得很复杂,但学生接受起来比较困难,最后的结果就是学生不愿意听。这就要求授课教师们既要注意课程深度,又要注意学生的接受能力。在本科生的专业课程授课方面,我主要负责的一门国家精品课程《材料科学与基础》,这个课程曾经是材料学院唯一的一门国家精品课程,目前我还参与本科核心课程《材料加工原理》和《计算材料学》的授课及课程建设,为了激发学生对专业课的兴趣,我在讲授过程中经常结合工程案例。这样一来,学生认为这门课所学知识与具体工作是有关系的,它能解决实际问题,对今后学习和工作都是有帮助的,因此,学生就对这门课程有了兴趣,就有了积极性。在教学过程中我还注意设计一些案例,让学生运用所学的知识,开展课堂讨论,学生因此能够更扎实的掌握知识点,学习起来就没有压力了。
研究生教育不为一格论
研究生的教育也是大学“培育人才”这一职能的重要组成部分。研究生既是课题组的生力军,也是课题组方向凝练与创新发展不可或缺的力量。高校培养研究生,是向社会输送高端人才、科研人才、创新人才,他们是未来社会发展的中坚力量。
学校一直都很重视研究生的培养,课题组对研究生培养也寄予了厚望。研究生培养实际上是一个综合能力的培养与提高的过程。面对现在博士生毕业难问题,我经常反复思考,是给他定的题目太难了吗?还是毕业要求太高了?或者是学生自己不努力?每个人情况都不相同,应因材施教,不拘一格。
导师是研究生科研的启蒙者、引导者,在给我的学生确定研究方向前,我都会与他们深入沟通,了解他们的能力和特长、知识结构和基础,以及他们对科研的看法,然后,结合课题组的主攻方向,提出1-2个关键问题,让他们谈谈看法。找到了合适的题目,再让他们系统地看文献、拟提纲、定计划等。
我所在课题组曾经有名博士生,他的基础知识比较扎实,而且喜爱科研,进取心强。基于对他的了解和课题组的发展需要,在博士论文选题时提出了一个相对较难的题目,研究内容跨学科,涉及到材料科学基础理论(包括热力学、相变)、有限元方法、连续体力学、分子动力学、计算机编程等等。在论文开展前期,我们对整个研究内容仔细剖析和分解,并预定了一些相应的解决方案,拟通过分阶段地逐个攻破若干个关键难点。但前两年工作进展缓慢,我和博士生都承受着压力,但我对该名博士生的理论功底和编程能力是有信心的。因此,我们咬牙坚持了下来。在论文开展到第三年的时候,我们终于取得突破,陆续取得了一些重要成果,在Acta Materialia, Scripta Materialia等材料领域权威期刊上发表了文章。基于这些预研工作,我们进一步申请到国家自然科学基金。
另一名博士生,他动手能力极强,但计算机模拟功底不够。鉴于这个情况,他的博士论文题目设定为偏重于实验的应用基础性研究,主要是针对先进高强钢的基础研究和工业实施,需要完成材料制备、微观组织表征、针对工业实施的试验设备试制、试生产等等大量的实验性工作。结果他不负所望,不仅顺利完成计划,还在国际知名期刊上发表了多篇高质量论文,宝钢研究院非常满意他的研究成果和研究能力,因此毫不犹豫地聘用了他。
因此,我认为博士生的选题应结合学生本身特点和本方向研究热点、难点。只要找对了方向、选对了方法,发论文不难,毕业也不难。因材施教,方能事半功倍。
科研要贵在坚持,厚积薄发
科研与学习是有共同点的,自己喜欢的、感兴趣的方向往往容易出成果。当然,前提是这个方向确实有让你值得为之付出的价值,不能因为自己的判断失误,而选择不合适的研究方向。
一个成功的科研人员,需要具备敏锐的洞察力、缜密的分析力、过人的综合力和丰富的想象力。全世界有很多的热点科研问题,年轻的科研工作者很容易在在其间迷失方向,或造成方向选择上的摇摆不定,而白白浪费宝贵的时间。为了少走弯路,他们应该在自己的知识领域内广泛阅读科技文献,结合国家发展战略重点,选择1-2个方向,开展科研工作。做科研,千万不要有“暴发户”的想法,要一步一个脚印,坚持不懈的做下去,一定会有收获。
与大多数人一样,小时候的我也有成为科学家的梦想,希望通过知识改变世界。工作之后,这个梦想得到了具体的实现,就是通过自身的能力为国家发展作贡献。我的博士导师潘健生院士一生从事热处理研究50余年,他将我引入了材料热处理的殿堂。
我目前的研究方向——材料热处理过程数值模拟研究,其实是博士论文工作的延续和发展。在上世纪90年代后期,这个方向在国内外都是刚刚开展,做的工作不多,属于比较前沿的工作。热处理在我国建设制造业强国进程中起到举足轻重的作用,但国内的热处理技术远远落后于国外。为了改变国内热处理落后现状,实现“传统的基于经验的技艺型热处理”向“基于科学计算的智能热处理” 的跨越,赶上国外热处理先进技术,我选择了这个方向,并且一直坚持到现在。近几年来,取得了比较明显的成果,获得了973项目、04重大专项等多个项目资助。同时,研究成果在一些企业也得到了应用。目前,我组正在积极推进具有自主知识产权的热处理模拟软件的开发,已经获得软件著作权,并通过相关的软件评测,预计很快会在热处理行业得到广泛应用。
实际上,在我的科研经历中,也不乏困难和迷茫。博士毕业后,我在法国特鲁瓦技术大学从事了两年的博士后工作,期间热处理过程数值模拟研究不得不中止。等到我回国后重新继续这方面的工作,发现国内在这个领域的水平已经远远落后于国外。但我不是一个轻易言弃的人,通过大量的调研和深入的思考发现,随着科技的进步、知识的累积和学科的交叉,数值模拟是一个非常强大的工具,在热处理工艺和装备的设计与优化方面将会起到不可替代的作用。在目前我国急需攻克的能源装备大锻件制造关键技术中,热处理数值模拟绝对是至关重要的。尽管目前模拟精度有待于进一步提高,但是这个方向代表了世界范围内的热处理技术发展趋势,因此我在这个方向上坚持到了现在。
成果要积极产业化,回报社会
科研工作者应该与企业或相关部门密切合作,以工程问题为导向,进行目的明确的科学研究,并将成果反馈给企业,从而实现产学研的有机结合。从2007年开始,我的团队在潘健生院士指导下,与上海重型机器厂有限公司在核电压力容器大锻件、核电和火电大型转子锻件等关键产品在材料、热处理方面开展合作。多年来,我坚持每月去上重公司3-4次进行现场指导与交流,与技术人员商讨大锻件热处理过程中的工艺制订、操作方法、质量检测与控制等生产实际问题。
在几年的合作中,为上重公司在核电大锻件、转子大锻件等关键产品的研制提供了理论依据和实践指导,作出了重要贡献。发展了锥形筒体锻件热处理防变形技术、特厚急冷淬透热处理技术、异型封头的热处理技术、锻件晶粒度控制技术等关键技术。在产品攻关上取得了重大突破,如二代改进型核电蒸发器全套锻件中除下封头外均已交货,蒸汽发生器下封头(方家山及昌江项目)性能热处理已经合格;二代改进型核电压力容器实现批量成套交货,完全替代进口。三代AP1000核电压力容器锻件已整套交货,蒸发器整套锻件除下封头外均已交货,稳压器已实现成套锻件交货,为全球首台套。
在超超临界汽轮发电机转子方面,取得了12%Cr马氏体耐热钢细化晶粒控制、大型低压转子切断组织遗传和细化晶粒等技术突破。到目前为止,高铬耐热不锈钢超超临界高压、中压,高中压转子均已试制成功,实现交货。合作以来,300MW以上大型火电低压转子已交货64支,其中包含上重首次制造的两支百万千瓦等级超超临界低压转子,于2011年7月交货。在合作过程中,个人与团队也收获了很多,课题组研究方向得到了进一步的巩固与发展,个人业务能力的得到了很大地提高。
社会分工的不同,造就了我们这些科研工作者。现在社会上有小部分科研工作者比较浮躁,以个人利益为重,在获得了经费支持后,用作它途,并不是实际用于项目研究。等到课题结题时,到处凑数据,弄虚作假,以假乱真,给国家经济造成了损失。这些做法经媒体报道后,科研工作者的诚信也遭到了质疑。正直的科研工作者们都会强烈谴责这种情况。我认为绝大部分科研工作者都是爱岗敬业、具有职业操守的。我们没有特权,科研工作者就是为社会服务的,特别是工科专业,更应该针对国家重大需求,研发关键技术,为企业生产解决实际问题,提高产品质量和性能,为技术进步和国家富强做出贡献。
学者小传
顾剑锋,男,1970年9月生,1998年获上海交通大学工学博士学位,2000-2001年法国特鲁瓦技术大学博士后,2005年美国内华达拉斯维加斯大学高级访问学者,现为上海交通大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。担任中国机械工程学会高级会员,中国热处理学会理事,《热处理》期刊副主编等。
主要研究领域包括材料热加工过程温度场、微观组织场、应力/应变场以及扩散浓度场等多场耦合数值模拟,材料力学行为的多尺度模拟。多年来一直致力于材料热处理过程数值模拟研究,为国家重大装备的关键零部件研制与生产提供理论依据和实践指导。
获2007年教育部技术发明一等奖,2000年国家科技进步二等奖。近年来主持和参与国家自然科学基金、科技部国际合作项目、国家973项目、国家重大专项、上海市重大和重点科技攻关项目以及工业应用项目近二十项。发表论文80余篇,申请专利14项。
教学与科研并重,他在从事科研同时投入大量精力从事教学工作,取得一系列教学成果。被评为上海交通大学优秀教师,校园教学新星,获得上海交通大学SMC晨星学者优秀青年教师奖(A类)。