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钱学森先生的教育思想与教育实践
——纪念钱学森先生诞辰110周年,访中国科学技术大学首届校友张瑜

2021-02-16张瑜口述王安轶林思纯范煜整理

科学中国人 2021年33期
关键词:张瑜钱学森力学

张瑜口述 王安轶 林思纯 范煜整理

受访对象:张瑜,1941年生于北京,中国科学院大学教授,钱学森在中国科学技术大学(简称“中国科大”)近代力学系高速空气动力学专业培养的首届学生之一。1963年毕业后留校在近代力学系任教,从事教学与科研工作,1980—1983年任中国科大工程热物理教研室副主任,1983年调入中国科学院大学的前身之一——中国科学院管理干部学院。从2007年起,张瑜在《人民日报》《光明日报》《中国科学报》《中国教育报》《红旗文稿》《科学中国人》《钱学森研究》《留学生》等报刊、杂志发表文章,结合亲身经历探讨钱学森的教育思想、教育实践、办学和人才培养方略,以及他的高贵品德和爱国主义情怀。2008年中国科大校庆50周年之际,编著出版了《钱学森与中国科大力学系火箭小组》一书。自2011年9月22日起,以“钱学森教育思想和教育实践”为主题开设讲座。近十年来,他在全国30个省(市)、自治区的228所高校和科研单位等共举办讲座327场。

张瑜是中国科大近代力学系1958级学生。他作为首届毕业生,几乎亲历了中国科大创办初期对近代力学系第一届学生培养教育的全过程,经历了系主任钱学森一系列的教育实践活动。钱学森如何主持和参与近代力学系的建设,如何践行他的教育思想,都采取了哪些重要举措,以及钱学森教育思想与教育实践有哪些重要特征?通过对张瑜的访谈,透过他对钱学森教育思想与教育实践的理解和分析,或许人们可以对当下高校办学及人才培养方略有一些新的认识和借鉴。

追寻梦想,学在科大

访谈组:张老师您好!1958年中国科大建校,作为一所新学校,从中央决定创办该校到正式开学只用了110天,不足4个月。那么,在这么短的时间内,能够让更多学生了解中国科大、报考中国科大,在当时来说是比较困难的事情。但是事实上,第一届报考中国科大的学生就有近5000人,可见中国科大建校的影响力。请问,您当时为什么会选择报考中国科大?

张瑜:1958年4月,钱学森先生和郭永怀先生率先向中国科学院提出倡议,充分运用和发挥中国科学院的人才优势和实验室条件,创办一所新型大学。随后中国科大创办与招生的消息传开。当时我就读于北京四中。在得知中国科大建校的消息前,我们的高考志愿草本都填完了,但是我对自己填的第一志愿并不太满意。因为我最喜欢的专业是航空航天。当时我经常到中苏友好协会总会看科教影片和科幻影片,其中有不少是关于航空航天的,我几乎入迷了。从那时起我就想将来最好能为国家的航空航天事业出一份力。我了解到这需要很好的理科功底,尤其是物理和力学基础,恰好我高中物理力学部分学得也比较好。但当时尚无这方面的院校和专业可供选择。所以我本来第一志愿报的是清华大学工程物理专业,第二志愿报的是北京航空航天大学飞机系空气动力学专业,第三志愿报的是现在的北京理工大学(当年叫北京工业学院)。当我获悉中央决定创办中国科大,钱学森任力学系主任,设置与人造卫星、火箭等相关的专业时,犹如久旱逢甘霖,便义无反顾,决定把高考第一志愿改过来。一方面我本来就在搜寻设有航空航天专业的高校,另一方面钱学森当时就是一位具有传奇色彩、中外闻名的大科学家了,在科技界、教育界和广大青年学生中享有崇高威望。我想,若能得到他的教导和引领,我将无比荣幸。当时中国科大力学系设有4个专业:高速空气动力学、高温固体力学、化学流体力学(后来与工程热物理合并了),还有一个爆炸力学,即所谓3个“上天”专业,1个“入地”专业。我最终填报了中国科大力学系为第一志愿,后来分专业时又如愿以偿地选择了高速空气动力学。

访谈组:中国科大的专业是面向新兴科学技术设置的,所以才吸引了一大批立志学习尖端科技的优秀人才报考。中国科学院当时给中国科大配备的师资力量也非常强大,钱学森当时在全系大会上说:“我把科学院的‘大炮’都给你们请来了。”您还记得有哪些“大炮”给力学系的同学们授课吗?

张瑜:给力学系(最初的名称是力学和力学工程系,即07系;后与04系——物理热工或称工程热物理系合并成为近代力学系)一专业(高速空气动力学专业)授过课的“大炮”(顶级科学家)至少有六七位。吴文俊先生给我们讲授高等数学课,严济慈、钱临照先生分别给我们讲授一年级和二年级的普通物理课,与钱学森一家同船回国的蒋丽金博士(后被选为中国科学院院士)讲授普通化学课。钱学森先生给我们讲授“星际航行概论”课,郭永怀先生给我们讲授“边界层理论”课,林同骥先生(当年的学部委员,即院士)是一专业的专业主任,给我们讲授“高速空气动力学”课。当年给我们讲授过“理论力学”课,后被选为院士的还有钟万勰老师、童秉纲老师等。给二、三、四专业授课的“大炮”也不少,如二专业的李敏华(兼任二专业的专业主任)、胡海昌、黄茂光;三专业的吴仲华、吴文;四专业的郑哲敏等。总之,可以说是精锐尽出,中国科学院最优秀的科学家们在党的领导下,践行“全院办校,所系结合”的办校方针,几乎无例外地走上了教学第一线。

访谈组:现在看来确实是大师云集!您还记得当时的“大炮”是怎样给力学系的同学上课的吗?他们各自的教学风格是怎样的?

张瑜:他们对承担的每门课都是从头讲到尾。出考题也亲力亲为,不需助教代劳。所配的年轻辅导老师负责跟同学们联系和课后答疑,但课都是“大炮”们自己讲授。有不少科学家采用自编的讲义和教材,钱学森、郭永怀、林同骥等皆如此。这些教材有许多后来成为科学名著,如《星际航行概论》《边界层理论》等。

教学计划的特点是理工结合,科学与技术相结合。课程设置和教学内容的特点是既重视基础,又抓尖端,把基础科学与尖端科学有机地结合起来。基础课中既包含科学理论基础,也包含必要的工程设计基础。而专业课则突出先进性、前瞻性,与世界学科技术发展的最前沿紧密相连。

在授课方面,多数科学家授课的内容科学水平很高,授课方法也很好。比如钱学森、严济慈、钱临照先生等就是这样。严老讲话带些家乡口音,他曾抱歉地向同学们半开玩笑说,他讲话有些“南腔北调”,请大家谅解。但他授课深入浅出,讲解生动,富有启发性,很受同学们欢迎。也有的科学家因不太了解学生的学习基础,讲课内容偏深,教学方法也缺乏优势,教学效果受些影响。但总体情况很好。

钱学森1960年2月在中国科大力学和力学工程系办公室召集火箭小组部分成员开会指导工作。钱老坐椅背后低头记笔记者是张瑜。

钱学森教育思想与教育实践很重要的一部分,就是培养科技人才,特别是尖端科学技术人才,需要做到理与工相结合,科学与技术相结合。他认为这是科学技术发展的客观规律和培养创新型科学研究与科技人才所要求的。在钱先生实际主持近代力学系工作的8年(1958—1965年)中,中国科大一共招收了1000多名力学系学生,他们当中后来涌现了8位院士,8位将军(7位少将、1位中将),376位教授、研究员和教授级高级工程师。他们成为活跃在我国经济建设、国防建设、科技战线和教育战线的骨干力量。钱学森理工结合、科学与技术相结合的教育思想与教育实践,不仅决定和影响了中国科大毕业生的特色,而且带动和影响了全国众多高校向着理工结合、科学与技术相结合的方向整合,从当年全国只有一所科技大学——中国科学技术大学,促使后来出现多所科技大学、科技学院、理工大学和理工学院。

践行理工结合,提升创新能力,研制小火箭

访谈组:看来您是非常认可理工结合这种培养模式的?

张瑜:是的。我们要充分理解,培养科技人才需要理工结合、科学与技术相结合,充分理解“理”与“工”、“科学”与“技术”的辩证关系,理解它们之间的区别与内在联系。面对科学技术的飞速发展、多学科的相互交叉与渗透,看到培养科技人才这样做的合理性与必要性。但也要注意到,所谓“理工结合”及“理工结合”的程度,也是有一定针对性和条件的,不可千篇一律地要求。中国科大是一所研究型大学,当年是为培养“两弹一星”和尖端科学技术人才,填补我国科技空白以及赶超世界先进科技水平而创建的,重点培养科学研究能力强的科技创新人才,所以在教学计划和教育实践中需要强调理工结合、科学与技术相结合。这是大胆、明智的创新之举,其正确性和深远意义已经被中国科大办学和人才培养的不凡成就所证明。

访谈组:确实,钱老技术科学的思想在他1946年回国的两次报告中都有体现。有研究表明钱学森的技术科学思想来源于他在美国加州理工学院的学习和研究,是以普朗特为代表的哥廷根应用力学学派思想的发展,钱学森也曾多次表示认可加州理工学院的办学模式,当时钱学森在中国科大的教育实践是参考了加州理工学院的办学模式吗?

张瑜:钱老对加州理工学院的办学模式是赞许的,主要赞赏其创新精神和创新氛围。同时,他也就这一点对美国麻省理工学院的不足提出过批评。有那么多具备国际学术交流经验的科学家从事中国科大的教学工作,肯定会吸收发达国家办学的有益经验,博采众长。中国科大的办学固然与国外办学的经验有联系,但也有区别。当时国内的教育方针要求教育要为国家服务,教育与生产劳动相结合。钱学森是深入领会并严格贯彻落实党和国家教育方针的。他提出要发展“两弹一星”和航空航天技术,培养技术科学人才,都是紧密结合国家实际需求。我们搞小火箭在当年属于“勤工俭学”的范畴,是党的教育方针——“教育与生产劳动相结合”的重要体现。但它又不仅仅是与生产劳动相结合,还跟我们所学的专业相结合,这就是钱学森先生的英明之处。钱学森当年在加州理工学院参加的业余火箭研究小组,曾被戏称为“自杀俱乐部”,主要是培养他们的自由探索和创造精神;而我们搞小火箭和人工降雨火箭的意义及得到的锻炼与提升远远不止这些,要丰富得多。

访谈组:您提到了小火箭的事情,您当时也参与了钱学森在中国科大组织的火箭小组,并在其中兼任秘书组组长的职务,您可以给我们具体谈谈搞小火箭的情况吗?

张瑜:在钱学森先生的带领下,我们从大一就开始参与小火箭和人工降雨火箭的研发、研制与试验工作。在方法上,他并不是一开始就提要求,指示研究与研制的路径,而是放手让同学们自己搞。我们几乎是在做“平地起高楼”的事。没有研究方案自己讨论确定;没有参考资料,自己查找;没有资金买很多书,自己刻蜡板油印学习和阅读资料;没有设备,自己到市场上去采购,自己组装,自己测试。真是难极了!不知碰了多少钉子,吃了多少苦头,失败了多少次。取得初步成果后,钱学森主任适时地加以必要的指导。他对同学们的成绩评价很高,半开玩笑地对我们说:“你们的路子走对了,简直是发了科学洋财!”他多次指导我们科研工作。有时在我们的车间——简易房,有时在系办公室,有一次在全校第一次科学研究工作报告会及其分组讨论会上。有口头的指导,也有对我们所提问题的书面答复和指导。

2021年7月16日上午中国科大访谈组于张瑜北京家中

他注意对我们科研方向的把握。当我们对小火箭的研制相对成熟,单级火箭可以打到5000米高,双级火箭可以打到约7000米高的时候,下一步该怎么走的问题摆在我们面前。有些同学出于热情和自信,力主搞射程为75公里(75000米)高的高空探测火箭。钱学森主任对此不赞成。他指出,那要动用国家的力量,而且我们还有繁重的课业学习任务需要完成。他建议我们从实际出发,把现有研究成果应用到国民经济建设上,并很具体地提出,我们可与中国科学院地球物理所的人工控制天气研究室以及中国气象局合作,以小火箭作为运载工具,把降雨催化剂(碘化银)打到具备一定降雨条件的云中炸开散播,用以人工降雨或增雨,或者用来消除冰雹。后来我们这项研究取得了非常好的成绩。中国气象局曾向我们成百上千支地下人工降雨火箭的订单,并先后在内蒙古、吉林、江西、云南等地开展相当规模的人工降雨活动。当下一步工作的重点应该转向它的推广与完善时,我们适时地把研究成果和这项工作全部、完整地转交给了中国气象局。

我们的小火箭和人工降雨火箭的研发与研制工作从1958年9月末至1960年9月末,前后共搞了两年。正是在钱学森先生的正确指导和支持下,我们的科研活动取得了具有科学价值,且对国民经济建设(如农业生产和人工控制天气)有所贡献的真正意义上的科研成果,对人才培养也发挥了重要的作用。

访谈组:我们都知道,钱学森对中国科大力学系首届学生的培养倾注了大量的心血,从建系、招生、制订教学计划、师资选聘、亲自授课、亲自指导学生科研实践活动,一直到毕业论文环节,他都非常关注,不断地给学生指明方向。作毕业论文阶段开始前,钱老还专门向毕业班学生作报告,教导学生如何作毕业论文。据悉,他还亲自参与和指导本科毕业生的论文答辩,您还记得当时的情况吗?

张瑜:关于教导我们如何作毕业论文的报告我聆听了。报告会在离北京中关村不太远的五道口工人俱乐部剧场举行。因会场容量有限,记得近代力学系1958级应届毕业生全部参加,其他系同学派代表参加。钱学森的研究生阶段是学空气动力学的,他还以他当年作毕业论文——“测量附面层”(也称边界层)的经历和体验做例子说明应如何作毕业论文。他说:对附面层测量他就是认真、严格、踏踏实实、一丝不苟地把该测的每一个点的数据都测准。作毕业论文不可好高骛远,要有意识地训练自己严格、严谨的作风和科学精神。

对于如何组织毕业论文答辩,他也亲临一线,认真指导。1963年12月21日下午1点半,钱学森组织试点性的论文答辩:请近代力学系二专业(高温固体力学专业)作不同类型论文的3位学生分别报告自己的毕业论文和相关工作。钱学森做质辩人,答辩地点在力学所417室。其他一些论文导师,包括黄茂光教授等观摩或旁听。之后把论文答辩的经验和要求推广到各个论文答辩组。

当年参加钱学森先生主持答辩的近代力学系1958级的3位同学分别是:后来在中国科学院力学所工作的王自强院士,后任中国科大副教务长的教授级高级工程师丁世有,原航天部研究员张润卿。

学习管理科学,进行跨学科研究

访谈组:您之前在文章中提到过钱老重视管理科学,他的这一思想对您也产生了很大影响,您后来也转向了管理科学工作,请问钱老对您的影响具体有哪些?

2018年3月12日,张瑜在中国科学院力学研究所钱学森、郭永怀工作过的办公楼前留影。

张瑜:咱们国家从20世纪80年代起,开始重视现代管理科学的重要意义与作用。钱三强、卢嘉锡等这些科学界的前辈都是中国建立和发展现代管理科学的积极倡导者和组织者。钱学森先生也非常重视管理科学,他是系统论和系统工程的领军科学家。当时中国科学院成立了管理学院(后根据教委指示统一改名为管理干部学院)。建院初期,管理学院缺乏干部,尤其是师资。管理学院的领导经中国科学院干部局同意,到中国科大说服部分老师,希望他们关心和支持我国管理学科的建设,调到管理学院从事管理科学方面的教学和研究工作。这期间也找到了我。鉴于我对高速空气动力学的教学和研究工作已经做到相当程度,所以不想改行。管理学院的领导对我说,您可以跨学科,在继续搞高速空气动力学或气体动力学教学与研究的同时,兼搞管理科学的教学与研究。他看我仍未下决心,就举出钱学森的例子说:钱学森先生是高速空气动力学和航空航天方面的杰出科学家,但他同时也注重并致力于管理科学研究,您为什么不可以向您的老师学习呢?这句话确实打动了我。我想,以后若搞管理科学,仍然能得到钱先生的指导。调到管理学院的前12年(1983—1995年)里,我的确做到了跨学科。在高速空气动力学方面,我受益于钱学森先生的教导,在管理科学方面,也受到钱学森先生的影响、鼓舞和引领。

亲身经历,谈钱学森办学与人才培养之道

访谈组:您是钱老在中国科大力学系实践教育思想的亲历者,请您谈谈钱学森的教育思想与教育实践有哪些特点,对我们现在中国科大的人才培养有哪些借鉴?

张瑜:这是一个很大的题目,回答这个问题需要做全面、深入、系统的研究,才能得出比较准确和凝练的答案,而这正是我们今后应着力开展的工作。在此,我只就几个与其相关的问题简要谈几点意见和看法,供现在的和后来的研究者、科技工作者、高校管理者及师生们参考。

钱学森先生1984年1月21日在张瑜编著、北京大学出版社出版的《膨胀波与激波》一书扉页上的题词。

1.钱老是公认的战略科学家。他的战略思想与实践不仅体现在对“两弹一星”和航天工程远见卓识的规划、领导和研究工作中,也体现在对教育和人才培养工作的高度重视上。战略科学家不仅要做好自己肩负的科学研究工作,还要使我们的科技工作后继有人,人才辈出,一代更比一代强。这样我们的科技工作才能做到可持续发展,从赶超世界先进水平,逐步向引领世界科技进步跨越。钱学森极其重视教育和人才培养工作,他不仅率先倡议创办理工结合、科学与技术相结合的新型大学——中国科大,亲自担任近代力学系系主任,培养出那么多优秀的科技人才和骨干,而且众所周知,直到他的晚年,他最思虑和最牵挂的,仍然是教育和人才培养的问题。

2.一位科学家的创新精神与创新能力,不仅表现在科学研究工作中,同样,也表现在对科技人才的培养和奖掖后学上。创办理工结合、科学与技术相结合的中国科大,培养理工结合、科学与技术相结合的科技人才,在当年就是一种大胆的创新思维与创新实践。20世纪50年代在全国开展的高校院系调整,其主要倾向是理工分离。以钱学森为代表的一批科学家,从中国对科技人才的迫切需要和实际出发,评估并汲取国内外高端科技人才培养的经验与教训,制订出理工结合、科学与技术相结合的教育和教学计划,并坚定地一以贯之,走出了一条成功的,具有中国科大特色的人才培养之路。

3.深入教学第一线,下真功夫。钱学森肩负国家“两弹一星”和航天工程重任,还经常去我国西部做重大试验,但他对教育和教学工作一丝不苟,从不缺课,也极少调课,有时风尘仆仆地从西部赶回北京给我们上课。从制订教学计划、编写授课教学大纲、撰写教材、授课,直到指导学生毕业论文与答辩,他以身作则,不放松任何一个重要环节,率先垂范。

4.重视人才培养中的实践环节。他亲自指导学生科研实践活动,研制小火箭和人工降雨火箭,目的是要学生树立理论联系实际的作风与学风,锻炼不怕困难、艰苦奋斗和百折不挠的奋斗精神,尤其是培养学生的创新精神与创新能力。这些是单纯的课堂教学难以替代的。

5.立德树人,言传身教。榜样的力量是无穷的,他的高尚品德、民族气节和爱国主义情怀光照后人,成为青年学生和爱国知识分子的好榜样。他热爱祖国,不甘心中华民族永远积贫积弱,不惜放弃美国优越的工作条件和生活待遇,不顾美国当局的迫害、封锁,历尽千辛万苦,矢志不渝返回祖国之举几乎家喻户晓。1961年,他捐赠11500元给中国科大近代力学系的学生,用于购买教学设备和计算尺的事迹令人感动。这件事已载入中国科大的史册。

钱学森先生曾坦言:

“我的事业在中国,我的成就在中国,我的归宿在中国。”

“我作为一名中国的科技工作者,活着的目的就是要为人民服务。如果人民最后对我一生所做的工作表示满意的话,那才是对我最高的奖赏。”

钱学森是一位爱国、杰出的战略科学家,他的教育思想、教育实践、办学和人才培养方略与他的科学成就一样,同样极具价值。为了国家的未来,为了培养人才这第一资源,我们有责任学习、研究和弘扬他的教育思想与教育实践。

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