時間:2022-03-26 22:18:52
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關鍵詞 高校 外匯 財務
上海交通大學黨委書記馬德秀教授認為,“判斷一所大學是否世界一流,關鍵標準有四條:一是能不能培養出一流的學生,這是最根本也是最長遠的;二是能不能為國家經濟社會發展作出不可替代的重大貢獻,這是大學最直接的價值體現;三是在國際可比的關鍵指標上進入世界前列,這是必要但不充分條件;四是要有獨特的辦學理念和大學文化,這是大學軟實力的要求。”而國際交流與合作無疑是達到以上四個標準,建設世界一流大學的有力抓手。而隨著我國各個高校,特別是“985高?!睂H交流與合作的重視程度與日俱增,高校日常財務管理事務中的外匯業務也隨之增加。隨著外匯業務量的增加,高校原有的外匯業務辦理、核算和管理等面臨著較大的挑戰。筆者試圖從日常財務工作入手,對高校的外匯管理提出自已意見和建議。
一、國際發票的審核和報銷
根據實際工作,目前高校產生國際發票主要分為以下幾類:1、進口高精設備及相關試劑、耗材采購(該項工作主要由學校相關進口科室把關,并由國內公司進行外貿采購,故產生國際發票的情況不多見);2、國外會議注冊費;3、國外雜志費用;4、國外刊登人才招聘啟事費用;5、國外正版圖書購買;6、國外差旅費(特別是國際機票)。前面幾項費用報銷的發票審核相對比較簡單,主要需要經辦人提供原始國際發票或電子打印版以及信用卡對賬單,同時通過學校相關部門審核,即可到財務部門進行報銷。如國外刊登人才招聘啟事應通過學校人事部門審核、批準,國外會議注冊費應通過學校科研部門審核、批準。
相比之下,國際機票的審核則比較繁瑣,在實際操作過程中經常出現審核不通過,報銷審核時間過長,甚至退回不予報銷等問題。由于海外專家和引進人才們提供的國際機票憑證五花八門,有航空公司提供的原始機票,有旅行證開具的代辦發票,還有網上訂票的電子憑證等。而機票的網上報價和實際的機票金額有時也是不同的,經辦人在進行辦理的時候要特別謹慎,應要求報銷人提供原始機票或電子機票(必要時需要提供信用卡對賬單作為輔助材料)、登機牌原件、護照首頁和入境章復印件。這樣做,既能確認報銷人是實報實銷,沒有虛報機票金額,也能證明報銷人確實進行了國際旅行,產生了國際機票的費用。
但是,在實際操作的過程中,經常出現由于報銷人初次來訪,不熟悉學校財務流程或者由于疏忽,遺失了以上國際發票或輔助報銷材料。在這種情況下,財務部門應予以理解,請報銷人盡可能提供證明本次旅行的證明材料,并由訪問或所在學院的領導出具情況說明,幫助報銷人進行報銷,避免影響學校的日常國際交流工作。
二、外匯報銷和勞務費發放
隨著國際交流和合作的日漸頻繁,越來越多的外國專家和訪問學者前往我國高校進行講學和訪問。這樣一來就產生了國際差旅費報銷和勞務費發放的問題。對于外國專家和學者來說,他們在本國購買機票時使用的是美元、歐元或其他本國貨幣,而到中國高校進行報銷時,通常財務部門都只能以人民幣進行結算。這樣一來,很有可能產生由于匯率變化而產生的貨幣損失。而且,勞務費和國際差旅費都以人民幣結算,也給外國專家和訪問學者帶來很多不便。因為外賓無法在中國的銀行內進行大額的外幣兌換,而攜帶大量人民幣進行國際旅行也非常不方便。當然,對于高校財務部門來說也確實存在實際困難,即國家財政部給予每個單位的外匯額度是相對有限的,學校只能優先滿足本校教師和學生的外匯需求。這就需要國家針對現在國際交流比較頻繁的單位,特別是高校,進行一定程度的政策傾斜。
對于外國專家和訪問學者的勞務費發放,現在的做法為按照國家相關稅務規定進行扣稅,而我國勞務費的稅率是非常高的,很多外國專家和學者對此也頗有非議,他們認為自己在本國需要繳稅,而在中國還需要二次繳稅是十分不合理的。其實,有些國家的外賓在我國是可以享受到免稅待遇的。學校財務部門應該配合院系的經辦人、外事秘書做好辦理免稅證明的工作,在給外賓發邀請函時就應向來訪者索要相關材料,提前幫助辦理免稅證明。這樣則更有利于財務部門和學校做好外匯管理,保障學校的日常運行。
三、外匯額度管理
申請費(人民幣)
訪問(有效期6個月) 485
一年多次入境 810
兩年多次入境 945
五年多次入境 1190
十年多次入境 2025
醫療簽證 485
過境訪問者 485
學生 485
直接在機場過境 365
六個月以內的工作許可 485
六個月以上的工作許可 1015
定居簽證 3510
授權證明 1485
根據你所申請的簽證類別,使館會要求你從以下材料中提供相應的材料
1)用英文填寫的申請表(在表格上填寫你的中文姓名和國際標準電報碼).
2)護照原件及其復印件。護照應有超過離開英國之日起六個月的有效期,至少有兩面的空頁。
3)根據去英國的目的不同,可能還需要其他材料。
4)兩張近期護照照片;
5)資金證明
請盡可能多攜帶能證明你經濟狀況的憑證,這將有助于對你的申請盡快做出決定。
使館希望看到如下申請者本人或其擔保人所有的資金證明:
a)銀行存單
b)存折
c)稅單
d)股份證明
e)商業執照
f)經審計后的公司賬目
g)財產登記件
h)由你的雇主出示的有關工資,工作年限和工作職位的證明信。
一個申請人究竟需要擁有多少錢才能獲得簽證。沒有固定答案--你所需要具備的經濟能力取決于你前往英國的具體計劃。需要顯示你有足夠的錢來支付旅行、住宿以及日常生活的開銷,當然,如果是學生的話,還有學費。
材料不真實,將不可能給簽證。
商務訪問簽證提供以下材料
1)接待你訪問的英國公司或者機構組織的邀請函原件,并明確說明你去英國的原因及雙方所具有的長期的業務往來關系。同時,請提供一份邀請函的復印件。
2)由申請人在中國的公司或機構出具的信件,確認哪一方負擔旅行費用及你在英國將做些什么。
學生簽證需提供以下材料
1)由英國教育機構出具的錄取通知書原件,應列出課程的費用、住宿和生活費的細節費用安排。同時,提供一份錄取通知書的復印件。
2)學歷證書原件,(無論是中國或外國的)最好包括你的托?;蜓潘汲煽儐巍?/p>
3)要求學生簽證申請人對所要學習的課程有必要的了解。
4)如果有工作,還需要提供單位的準假證明,并說明你的工作年限、職務和收入。
5)尤其應該注意,提供能證明你有能力支付學習和生活費用的材料。需要遞交銀行存款單和存款證明的原件,同時需要提供這些資金的來源的輔助材料,例如股票賬戶交易清單,海外轉賬單據,長期定額存款的安排等。銀行存款證書原件不予退還。
為了簽發簽證,使館須要知道你對自己所申請研究的學科具有相當的知識。因此,你首先認真選擇課程并對其進行全面的了解。
簽證面談
在許多情況下,面談僅有幾分鐘時間。要把面談作為你的扼要介紹的一次機會;要積極、主動、大方地把你的計劃告訴簽證官員,他會依據短時間面談的結果,向學生發放簽證。學生在提出申請的當天就可獲得簽證。
如果你當天沒有得到簽證,可能是由于下列一些原因:
1)如果你想申請超過一年的研究生課程,有可能你的申請被報送倫敦做出決定,這需要17個工作日的時間。
2)也許需要你提供更多的文件材料。
3)或許只是要考慮一下你的申請,在此情況下,在面試后的兩個工作周之內再做出決定。
4)有些情況下,會拒發簽證。主要原因是申請人不能證明有足夠的資金,以支付學習期間的全部費用。
5)提供偽造文件材料。
應注意在面談的過程中,不要背誦事先記好的內容。
學生簽證的有效期限
依據學習期限可簽發多次入境簽證,有效期三年的多次入境簽證。回國或到歐洲旅行,不需要再辦簽證。
如果去參加夏季英語短訓班
1)由英國的主辦組織出具的邀請函
2)有關父母的工作和收入的證明
3)有關旅行資金來源的證明
4)申請人在中國就讀的學校出示的證明信
5)陪同這樣的團隊前往的教師,需要出具證明他們的教師資格、工作、收入以及旅行資金來源的材料。
如果去英國探親
1)根據不同情況提供戶口本、結婚證或出生證
2)你的經濟狀況證明,證實有足夠資金支付你在英國停留期間的一切費用
3)你在英國的邀請人或擔保人出具的信件,聲明他/她將在你停留期間資助你,并提供住宿,出具他/她在英國至少3個月的銀行賬戶,以證明他/她有這個經濟能力
4)擔保人的護照全本復印件,表明此人的公民身份或在英的移民狀況
5)申請人與擔保人的關系證明,例如出生證或結婚證及往來信件
6)提供由你的雇主出具的準假單
如果去旅游
1)具有足夠資金支付停留期間一切費用的證明
2)申請人單位的準假證明,說明你的工作年限、職務和收入
3)旅游行程安排
如果去英國定居
1)戶口本,出生證,結婚證
2)擔保人護照復印件
3)擔保人的經濟狀況證明,例如銀行對賬單,購買住房按揭的證明
4)申請前雙方關系的證明,例如信件、照片、電話單等
5)其他相關的文件
如果去英國工作
需要工作許可或其他材料,
建議你從計劃離境之日算起,至少提前八周申請簽證。
常見問題解答
我要在英國過境但不停留,需要簽證嗎?
如果你持中國護照,即使你只是換乘飛機也需要過境簽證。過境簽證的申請不需預約,每周一至周五下午13.30-15.00均可。建議你從計劃離境之日算起,至少提前3天來申請。
簽證的有效期?
1)訪問簽證有效期為六個月,不能延期。
2)如果你去英國定居,你的簽證最初有效期是一年。
3)學生簽證的有效期限,為被無條件錄取的課程長度的期限。因此如果獲得的是一年預科的錄取通知書,一年之后計劃再上三年的學士學位課程,你的簽證有效期將只是第一年。如果你有三年課程的無條件錄取通知書,會簽發三年有效的簽證。
4)你可以和你的配偶同時申請簽證。
在英國能不能延長學生簽證期限?
有可能。需要向英國內務部提供新的課程的錄取通知書。
去使館申請,可以由朋友或家人陪同嗎?
對于陪伴16歲以下或65歲以上申請人的家人,或者定居申請人的擔保人可以。
被拒簽后,什么時候可以再次申請?
任何時候,但是你應該考慮被拒簽的理由,以及新的申請是否有可獲得不同結果的新內容。應該注意的是,再次申請時則必須是單獨提交申請,而不應通過團體申請。
需要提供所有文件的翻譯件嗎?
是,所有資料都應附有英文翻譯件。
申請英國簽證步驟
1)索取表格和咨詢 所有的表格和說明材料都是免費的,可到使館簽證處領取,時間是周一到周五08.00-12.00及13.30-16.00,或從本網頁上下載, 電話咨詢時間為周一到周五 13.00-16.00。
2)電話預約時間 可以在你期望會面時間的前六周之內進行預約。預約服務免費。在你預約見面時間時,請提供你的護照號碼。
預約熱線(010) 8529 6077/8,時間為周一到周五08.30-15.00,
你也可以發電子郵件進行預約,郵址為 visabookings.beijing@fco.gov.uk或者填寫網頁上的預約申請表格進行預約。
請注意,假如你在過去兩年中曾獲簽去過英國,并在簽證規定期限內返回,則再次申請時可以在周一至周五13.30-15.00直接前來,無需預約。
3)到達簽證處后先領取號牌,按號碼先后付費,遞交材料。交完材料后,等候面談。
3)請一次帶齊所有相關材料。不要通過郵寄方式提交資料,在申請時帶來的所有材料都要提供復印件,原件將退還。
申請簽證需要多長時間?
1)公務護照持有者 大多數情況下兩天
2)因私護照持有者 商務、探親、申請本科(大專) 或預科課程的簽證可在24小時之內發放。但是,定居、工作和部分攻讀研究生課程的簽證申請,需要到倫敦返簽,此類申請需要17個工作日完成。
3)學生團體申請: 需要5天時間處理此類申請。
領取護照: 周一至周五 09.30-10.30
周一至周五08.00-12.00遞交護照。你的護照可于當天 15.30 領取。
如果材料不全或簽證官無法在第一次面試后做出決定,10日后將安排另一次面試。
特殊簽證種類
如你申請以下種類簽證:
1)攻讀碩士學位以上學歷的學生簽證
2)有效期為12個月以上的訪問簽證
3)6個月以上訪問學者簽證
4)6個月以上工作簽證定居簽證
以上簽證申請將被送回至英國反簽。需要20個工作日。
英國大使館簽證處
北京光華路1號嘉里中心北樓21層
郵編:100020
電話咨詢: (010) 8529 6600 周一至周五 13:00 -16:00
預約熱線: (010) 8529 6077/8 周一至周五 08:30 -15:00
傳真: (010) 8529 6080
一般查詢的電子郵件: pekingvisamail@fco.gov.uk
預約面談的電子郵箱: visabookings.beijing@fco.gov.uk
visagroupbookings.beijing@fco.gov.uk
英國駐滬總領事館簽證和領事事務處
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電子郵件: visa.shanghai@fco.gov.uk
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英國駐廣州總領事館簽證處
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郵編:510098
電話咨詢: (020) 8335 1354 分機551 周一至周五,09.00 -12:00, 14.00-15.30
“好啊!閨女,到了部隊好好干,大功小功立個仨倆的!”父母支持她的選擇。
畢業后,孫梅芹在總醫院心血管內科當了6年臨床醫生。作為臨床醫生,孫梅芹每天要查房、手術、值班,圍著病人轉;作為女人,孫梅芹要結婚、生子。圍著家庭轉。在擔負著繁忙的臨床工作任務并要照顧孩子的情況下,孫梅芹完成了碩士、博士連讀。她研究的課題《分子佐劑C3d融合核酸疫苗preS2S重組質粒pVAX1-C3d-S2S的構建及其免疫預防、治療效應的研究》,不僅在10年前,就是在今天仍然是醫學科研領域非常前沿的課題。美國疾病預防控制中心給她發來了邀請函,希望她作為訪問學者去他們那兒繼續她的研究。這是很多優秀人才一次次申請都得不到的機會,但身為軍人的孫梅芹最后選擇了留在祖國、留在部隊。
博士畢業、回到醫院不久,孫梅芹被調到干部病房擔任病區主任,轉行做了保健工作。舍棄了凝聚了多年心血的科研課題,又舍棄了自己熱愛的心血管專業,每一次關乎事業發展的舍棄都是很難接受的,但醫院干部病房需要一個像孫梅芹這樣的高學歷人才。上級領導找她談話,希望她去新的崗位工作。盡管這種舍棄讓她感到了猶如壯士斷臂般的痛苦,但最終她還是做到了服從組織上的安排。
8個年頭的付出,用“辛苦”二字是遠遠不能概括的。使住院老干部由搖頭批評多到點頭稱贊多,使病人家屬由投訴多到表揚多,使整個干部病房6個病區的患者死亡率由原來的近20%下降至2.4%,非精誠大醫不能做到。精,醫術精湛;誠,醫德高尚。這是古人對從醫者的要求。作為干部病房的醫生,不僅要做到“誠”,還要做到“孝”。如果做不到“老吾老以及人之老”,就當不好干部病房的醫生。這一點孫梅芹做到了。從走馬上任之日起,孫梅芹就把家從城里搬到了郊外的醫院,不分晝夜、寒暑地守在醫院、守在病房。為搶救一位老首長,為了在病人情況危急時能第一時間趕到搶救現場,孫梅芹在辦公室的沙發上睡了7個月。一位老將軍在生命的最后一年中完全處于植物人狀態。在這位老將軍臨終前,孫梅芹親自為老人更衣。從國外歸來的老將軍的孩子們見到父親全身皮膚光潔,沒有一處褥瘡,感動地說:“這種臨終關懷即使是我們這些做兒女的可能都難以做到?!睂O梅芹曾在工作中因突發哮喘呼吸抑制而暈倒在了工作崗位上。經過搶救,孫梅芹蘇醒過來了??蓜偺K醒過來,孫梅芹想起自己承諾過要為一位患者定時巡診,而這時巡診時間已經到了。于是,她拔掉針頭、吸氧管,就往病人那兒跑。同事們怕她出意外,抱著氧氣包跟在她后面邊跑邊喊:“你不要命了!”只有視病人的生命比自己生命還重的人才會有這種敬業精神。
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95歲的老伏全斌身患癌癥,生命垂危。孫梅芹帶領全科同志一起對其進行精心的醫護,使老人活到了103歲。這在全軍醫療保健史上也是奇跡。有一位90歲高齡的老首長在24/]~時心電監護過程中心臟有3000多次短暫停跳,而他的身體無法耐受安裝起搏器手術。孫梅芹精心調整治療方案,使老人在沒有安裝起搏器的情況下延長了壽命整6年。老干部楊景剛23次病危,23次起死回生,都是由孫梅芹組織搶救的……
近年來,在國內外重要期刊上發表SCI論文70余篇,El論文1 50多篇。2005年8月回國后,成為國際研究項目Nano-Device Modeling Initiative的研究成員,被國際期刊Recent Patents on Engineering,Open Nano Sci-ence Journal,Recent Patents on Electrical Engineering等聘為編委會成員。
2008年5月,北京大學信息科學技術學院教授何進博士接到了一份期盼已久的邀請函,它來自美國電子和信息技術聯合會麾下的國際集成電路模型標準化委員會,該委員會主席邀請何進參加于6月5-6日在美國波士頓舉行的關于新一代ULTRA-SOI集成電路國際標準模型選擇的CMC會議,并攜帶北京大學自主研發的新SOI電路模型,競爭高科技IT技術一納米SOI集成電路模型的國際標準。
ULTRA-SOI是北京大學研究的,針對SOI器件和電路的創新性納米尺寸絕緣柵場效應晶體管模型。它使用了新的物理核心和工程模型結構來模擬納米尺寸的SOI MOSFET行為。與國際上的同類研究相比,ULTRA-SOI具有明顯的科學創新性和高技術特色,有望在國際主流的集成電路設計EDA工具中得到實際使用,此次獲邀參加國際標準競爭,顯示了北京大學微電子研究在該領域基礎研究方面的前沿地位,以及在集成電路工程技術開發方面所發揮的先鋒作用。
何進說:“這一成果得到認可,遠比在知名刊物上發表幾篇文章更有說服力,也更有價值?!?/p>
科學研究的意外機遇和收獲
回望自己的科研之路,何進說:“不管是做研究,還是我的個人發展,都是一步一步地走出來的。人生沒有坦途,奮斗終有收獲?!?/p>
其實,今天在微電子學領域嶄露頭角的何進起初并沒有對科學研究抱有太大的期許。當年,能邁進大學的門檻,何進很滿足。然而,一進大學,中學時那種極度封閉、狹小的天地一下敞開了,何進才發現原來天地是如此廣闊,世界是如此豐富。時間總是不夠,他有太多的事情可以做:去圖書館看書,跑學術廳聽演講,忙于各種課外活動……他的腦子里開始不斷地冒出思想的火花,他甚至憧憬著去當一個哲學家。
現實常常讓所謂的哲學家必須低下高昂的頭顱去面對腳下的小路。大學本科畢業以后,何進被分配到一個無線電廠工作。當工作像流水線作業一樣越來越熟悉的時候,他發現自己無法適應這種單調、重復的生活,于是又考上了研究生。碩士上完了,何進還是忘不了自己哲學家的夢,于是他準備報考宗教學的博士。沒想到,家里人的堅決反對讓一心想成為哲學家的何進終于“還了俗”:“他們怕我以后畢業了連個飯碗都找不到,我就只好向現實妥協?!?/p>
何進開始很不情愿地讀起了微電子學的博士?;蛟S是因為他本科、碩士都不是學微電子專業的,所以到了博士生的科研階段,反而使他可以從不同的角度看待自己的專業,從別人司空見慣的舊材料中不斷發現新的問題。讀書,在何進看來并不難,他認為難的是找到自己的人生目標。正因為這次轉折,何進正式開始了自己的科研之路,他在這里找到了自己的人生歸屬。2001年,何進赴美國加州大學伯克利分校電子和計算機科學系器件研究室訪問研究。
幸運的是,何進在求學和工作的過程中遇到了幾位讓他終身受益的老師。中國科學院院士、電子科技大學的陳星弼教授,中科院院士,北京大學的王陽元教授,中科院外籍院士、美國工程院院士、美國加州大學伯克利分校的胡正明教授,IEEE終身院士古默爾(H.K Gummel)博士等,都曾先后做過何進的導師和合作者。在何進看來,導師們嚴謹的治學態度,他們的博學、睿智都是他終身學習的榜樣。
2005年9月,何進結束了在美國加州大學伯克利分校的多年研究后回國。他有幸獲得了北京大學及教育部留學回國人員科研啟動基金和國家自然科學基金的資助,何進不僅迅速建立了納太器件和電路研究室,使自己的研究工作聚焦在納米CMOS新結構,納米MOSFET的量子傳輸和準彈道輸運,深亞微米芯片仿真物理模型,電子材料和相關器件等,也先后參加了國家“973”、“863”、自然科學基金等研究項目。他領導的研究小組已成為國際納米CMOS器件物理和模型研究舞臺的一支重要力量,在納米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列國際矚目的重要進展。
2007年9月,何進小組的CMOS集成電路用納電子器件模型成果發表在國際電氣和電子工程師協會電子器件領域最權威的學術期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《納電子器件模型和模擬專輯》上。該專輯的相關背景是:為了應對納米集成電路發展中的挑戰,反映最近一兩年來納電子器件模擬和仿真技術的快速發展,IEEE電子器件協會(EDS)在2007年初面向全球,征集該領域的頂尖研究成果,向全世界展示該方向的最新研究成果。經過激烈競爭和嚴格的多輪專家評審,《納電子器件模型和模擬專輯》在全世界范圍內最后僅僅錄用了20篇投稿論文。何進研究小組在該專輯的上發表了關于納米環柵CMOS器件模型基本解的研究論文。這是中國大陸、臺灣和香港地區入選該專集的惟一論文。
這也是何進研究小組繼2006年在該權威期刊《先進模型和45納米模型挑戰專輯》上,發表納米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效應模擬兩篇重要論文以來,在微納電子和集成電路器件模型領域取得的又一新進展。
做現實的理想主義者
雖然出國前已經是北京大學的副教授,但是從伯克利回國以后,何進還是很明顯地感到國內、國外的差距:“和國外比起來,我們缺的不是硬件,缺的不是勤奮,而是眼光?!?/p>
回國之后的何進把自己的研究定位在國際前沿上,他已經取得的系列成果使他成為國際微電子學術界和工程領域享有聲譽的中國科學家,他是國際集成電路界工業標準CMOS模型BSIM4.3.0的主要研發者,模型手冊的主要作者(BSIM4.3.0經被國際半導體工業界廣泛采用,促進了國際集成電路產業的發展);BSIM5首席研究者,模型手冊第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近發表在IEEE T-ED上的綜述文章稱為“何氏模型”,是全世界4個典型代表。提出的納米CMOS參數提取新技術,被發表在Micro-electronics Reliability上有關閾值電壓的綜述文章稱為“何氏方法”,為近年來11種典型方法之一。
距離何進在北京大學的研究室不遠處,就是微電子所的器件測試實驗中心,何進和他的團隊整天在實驗中心和研究室之間忙碌著。采訪時,測試中心的寧??±蠋熜χf:“何進可是我們這兒的寶貝,學生都樂意跟著何老師做研究生!”
何進說:“目前,國家的政策、北京大學的政策都是越來越好。但是一個學科的發展,不是一個人所能決定的,它需要一個強大的團隊,需要努力勤奮的學生,更需要更多的資源。即使在北大,要想干事情,也要從社會上去爭取更多的資源,也會有很多不熟悉的地方……”
2008年5月,北京大學信息科學技術學院教授何進博士接到了一份期盼已久的邀請函,它來自美國電子和信息技術聯合會麾下的國際集成電路模型標準化委員會,該委員會主席邀請何進參加于6月5-6日在美國波士頓舉行的關于新一代ULTRA-SOI集成電路國際標準模型選擇的CMC會議,并攜帶北京大學自主研發的新SOI電路模型,競爭高科技IT技術一納米SOI集成電路模型的國際標準。
ULTRA-SOI是北京大學研究的,針對SOI器件和電路的創新性納米尺寸絕緣柵場效應晶體管模型。它使用了新的物理核心和工程模型結構來模擬納米尺寸的SOI MOSFET行為。與國際上的同類研究相比,ULTRA-SOI具有明顯的科學創新性和高技術特色,有望在國際主流的集成電路設計EDA工具中得到實際使用,此次獲邀參加國際標準競爭,顯示了北京大學微電子研究在該領域基礎研究方面的前沿地位,以及在集成電路工程技術開發方面所發揮的先鋒作用。
何進說:“這一成果得到認可,遠比在知名刊物上發表幾篇文章更有說服力,也更有價值。”
科學研究的意外機遇和收獲
回望自己的科研之路,何進說:“不管是做研究,還是我的個人發展,都是一步一步地走出來的。人生沒有坦途,奮斗終有收獲。”
其實,今天在微電子學領域嶄露頭角的何進起初并沒有對科學研究抱有太大的期許。當年,能邁進大學的門檻,何進很滿足。然而,一進大學,中學時那種極度封閉、狹小的天地一下敞開了,何進才發現原來天地是如此廣闊,世界是如此豐富。時間總是不夠,他有太多的事情可以做:去圖書館看書,跑學術廳聽演講,忙于各種課外活動……他的腦子里開始不斷地冒出思想的火花,他甚至憧憬著去當一個哲學家。
現實常常讓所謂的哲學家必須低下高昂的頭顱去面對腳下的小路。大學本科畢業以后,何進被分配到一個無線電廠工作。當工作像流水線作業一樣越來越熟悉的時候,他發現自己無法適應這種單調、重復的生活,于是又考上了研究生。碩士上完了,何進還是忘不了自己哲學家的夢,于是他準備報考宗教學的博士。沒想到,家里人的堅決反對讓一心想成為哲學家的何進終于“還了俗”:“他們怕我以后畢業了連個飯碗都找不到,我就只好向現實妥協?!?/p>
何進開始很不情愿地讀起了微電子學的博士?;蛟S是因為他本科、碩士都不是學微電子專業的,所以到了博士生的科研階段,反而使他可以從不同的角度看待自己的專業,從別人司空見慣的舊材料中不斷發現新的問題。讀書,在何進看來并不難,他認為難的是找到自己的人生目標。正因為這次轉折,何進正式開始了自己的科研之路,他在這里找到了自己的人生歸屬。2001年,何進赴美國加州大學伯克利分校電子和計算機科學系器件研究室訪問研究。
幸運的是,何進在求學和工作的過程中遇到了幾位讓他終身受益的老師。中國科學院院士、電子科技大學的陳星弼教授,中科院院士,北京大學的王陽元教授,中科院外籍院士、美國工程院院士、美國加州大學伯克利分校的胡正明教授,IEEE終身院士古默爾(H.K Gummel)博士等,都曾先后做過何進的導師和合作者。在何進看來,導師們嚴謹的治學態度,他們的博學、睿智都是他終身學習的榜樣。
2005年9月,何進結束了在美國加州大學伯克利分校的多年研究后回國。他有幸獲得了北京大學及教育部留學回國人員科研啟動基金和國家自然科學基金的資助,何進不僅迅速建立了納太器件和電路研究室,使自己的研究工作聚焦在納米CMOS新結構,納米MOSFET的量子傳輸和準彈道輸運,深亞微米芯片仿真物理模型,電子材料和相關器件等,也先后參加了國家“973”、“863”、自然科學基金等研究項目。他領導的研究小組已成為國際納米CMOS器件物理和模型研究舞臺的一支重要力量,在納米CMOS芯片仿真模型研究方面取得了一系列國際矚目的重要進展。
2007年9月,何進小組的CMOS集成電路用納電子器件模型成果發表在國際電氣和電子工程師協會電子器件領域最權威的學術期刊IEEE Transaction on Electron Devices 9月的《納電子器件模型和模擬專輯》上。該專輯的相關背景是:為了應對納米集成電路發展中的挑戰,反映最近一兩年來納電子器件模擬和仿真技術的快速發展,IEEE電子器件協會(EDS)在2007年初面向全球,征集該領域的頂尖研究成果,向全世界展示該方向的最新研究成果。經過激烈競爭和嚴格的多輪專家評審,《納電子器件模型和模擬專輯》在全世界范圍內最后僅僅錄用了20篇投稿論文。何進研究小組在該專輯的上發表了關于納米環柵CMOS器件模型基本解的研究論文。這是中國大陸、臺灣和香港地區入選該專集的惟一論文。
這也是何進研究小組繼2006年在該權威期刊《先進模型和45納米模型挑戰專輯》上,發表納米CMOS器件物理基本解和MOS器件量子效應模擬兩篇重要論文以來,在微納電子和集成電路器件模型領域取得的又一新進展。
做現實的理想主義者
雖然出國前已經是北京大學的副教授,但是從伯克利回國以后,何進還是很明顯地感到國內、國外的差距:“和國外比起來,我們缺的不是硬件,缺的不是勤奮,而是眼光?!?/p>
回國之后的何進把自己的研究定位在國際前沿上,他已經取得的系列成果使他成為國際微電子學術界和工程領域享有聲譽的中國科學家,他是國際集成電路界工業標準CMOS模型BSIM4.3.0的主要研發者,模型手冊的主要作者(BSIM4.3.0經被國際半導體工業界廣泛采用,促進了國際集成電路產業的發展);BSIM5首席研究者,模型手冊第一作者。他提出的BSIMDG模型成果被最近發表在IEEE T-ED上的綜述文章稱為“何氏模型”,是全世界4個典型代表。提出的納米CMOS參數提取新技術,被發表在Micro-electronics Reliability上有關閾值電壓的綜述文章稱為“何氏方法”,為近年來11種典型方法之一。
距離何進在北京大學的研究室不遠處,就是微電子所的器件測試實驗中心,何進和他的團隊整天在實驗中心和研究室之間忙碌著。采訪時,測試中心的寧保俊老師笑著說:“何進可是我們這兒的寶貝,學生都樂意跟著何老師做研究生!”
何進說:“目前,國家的政策、北京大學的政策都是越來越好。但是一個學科的發展,不是一個人所能決定的,它需要一個強大的團隊,需要努力勤奮的學生,更需要更多的資源。即使在北大,要想干事情,也要從社會上去爭取更多的資源,也會有很多不熟悉的地方……”
安徽工貿職業技術學院考察團此次赴荷考察的主要任務是:考察ROC職業教育中心相關院校的辦學實力、辦學理念和辦學模式;學習ROC職業教育中心的教育教學改革、實訓基地、師資隊伍建設及教、學、做一體化教學經驗;拜會荷蘭商務部EVD項目負責人喬丹等有關人士,進一步了解與我院合作項目實施的重要意義及具體步驟和辦法,同時與ROC職業教育中心簽訂合作協議。
考察成行,緣于2003年市政府的貸款項目。是年5月,市政府為我院申報了荷蘭政府496萬歐元教學設備優惠貸款,淮南同時申報3家,其他省、市、自治區也申報了此類貸款。經反復篩選,國家財政部確定15家單位報送荷蘭。經荷蘭國家財政部最后審定,批準對中國職業技術教育實施貸款的單位只有安徽工貿職業技術學院。在長達5年的申報過程中,荷方先后四次派員來我院考察,對我院產生了美好印象。鑒于此,經Gemco公司推薦,荷蘭國家商務部EVD項目機構將其援亞項目即高科技數控技術培訓項目投放我院。此項目資金60萬歐元,主要用于軟件開發和對中方人員技術培訓。不僅不要我院出一分錢,還專留6萬歐元為我院添置必要的教學設備。該項目由兩國四方共同實施,荷蘭和中國各由一個職業教育機構和一個校企合作企業共同承擔。荷方的職業教育機構是ROC職業教育中心,校企合作企業是Gemco公司;中方的職業教育機構是安徽工貿職業技術學院,校企合作企業是淮南光華光神機械電子公司。荷方將EVD項目作為國家職業教育科研項目,負責軟件開發和技術推廣,幫助中方培訓師資、建設平臺,使中方獲得該項目的國際培訓資格,面向社會開展國際技術人才培訓,對不同層次培訓合格的學生,分別頒發ROC的國際職業資格等級證書,受訓者獲得資格等級證書,可進入國際人才市場工作,享受相應的職業資格工資待遇。去秋,荷方為此又專派4位專業人士,對我院和光華光神機械電子公司再次進行了全面考察,確認兩家完全具備該項目實施條件。根據荷方人員中國考察情況匯報,荷蘭商務部EVD項目機構決定對我院實施援助計劃。此后,荷蘭ROC職業教育中心又先后兩次發出邀請函,要我院盡快組團赴荷考察,以便簽署合作協議,啟動實施計劃。安徽工貿職業技術學院考察團本次赴荷考察,由Gemco公司和ROC職業教育中心共同接待。考察團下榻ROC職教中心所在城市艾恩霍芬,一行五人往返機票及在荷住宿生活費用全部由荷方支付。整個活動由Gemco公司總經理瓦爾特和該公司中國總王平先生全程陪同??疾靾F在荷期間生活充實,工作緊張,所到之處受到熱烈歡迎和熱情接待。
ROC職業教育中心下屬23個職業院校,有一大批校企合作企業。針對安徽工貿職業技術學院改革和發展需要,考察團境外有7天用于ROC下屬職業院校和校企合作企業考察,重點在學習ROC的教育教學改革、實訓基地、師資隊伍建設及一體化教學經驗。
二、荷蘭印象
荷蘭地處西歐,陸地面積4.15萬平方公里,人口1570萬,居民多為荷蘭族,官方語言荷蘭語,但95%的人口都會英語。荷蘭的工業、農業、交通、科技、金融及對外貿易都十分發達??疾靾F在荷僅7天,且為走馬觀光,對一個充滿活力、多姿多彩的發達國家,只能就見聞所及,談談總體印象和感受。
對荷蘭的總體印象,可用八個字概括:一是美麗。荷蘭是一個非常美麗的國家。4.15萬平方公里陸地像一幅秀麗的畫卷,湛藍的天,碧綠的水,青青的草,考察團所到城市,看不到一個煙囪,見不到一個污染源,全國高度綠色環保,大地清凈,空氣新鮮,處處保留著原生態。尤其是首都阿姆斯特丹和國家機關所在地海牙,給人的感覺是:城在原始森林中,人在現代都市中,綠林掩映著樓宇,樓宇像展開的畫卷,城與森林和諧,人與自然和諧。置身其中,既充分享受了自然,又感覺到了濃郁的現代生活氣息,令人流連忘返;二是富裕。荷蘭是世界經濟最發達國家之一,外向型經濟占主導地位,產業部門齊全,社會經濟關系穩定,政府、企業和工會定期磋商,使國家經濟一直處于良好發展狀態,2000年人均年收入已超2萬美元,在國際綜合競爭力排行榜上名列前茅。荷蘭不僅是世界工業強國,而且農產品出口也占世界第3位,對外貿易總量居世界第8位。荷蘭交通四通八達,空中、近海、內河、公路、鐵路構成一個全方位立體交通網。荷蘭有世界第一大港口鹿特丹,有世界第三大保險公司AECON。荷蘭的對外投資總量達2000萬美元,占世界投資總額的6-8%。荷蘭的科技處于世界先進水平,教育也十分發達。像方吉斯這樣有影響的公辦正規大學,對國外留學生收費每人每年不到一萬歐元(包括吃?。?,與世界其他發達國家收費標準相對便宜,是中國一般工薪階層家庭可以接受的。我院決定以EVD項目合作為機緣,進一步擴大合作范圍,發展與方吉斯大學的聯合辦學,加強師資交流,為學院下一步申辦應用型本科教育創造條件;三是文明。荷蘭民族思想開放、行為文明,法律意識強,公共秩序好,村容市貌整潔美觀,幾乎看不到城鄉差別。荷蘭高度重視環境建設,公共設施配套,城市管理規范,旅館飯店嚴禁抽煙,大街小巷見不到垃圾。國家政府機關對外開放,一條馬路將機關大院分為兩半,學生和上班族可騎自行車或徒步在大院穿行,游人可在大院漫步或拍照,如有預約,部長還可出面接見;四是進取。荷蘭民族熱愛國家,進取精神強。荷蘭有四分之一陸地低于海平面,原本是嚴重的水患國家,但他們下決心興修水利,攔海防洪,使荒灘變良田。農產品出口總量達世界第3位,蔬菜出口名列歐洲第一,鮮花出口占全球份額60%。荷蘭的攔海工程為世界之最,巍巍壯觀的須德海攔海防洪大壩長達30公里,Gemco公司老總瓦爾特先生自豪地告訴我們,這個大壩象征著荷蘭民族自強不息的崇高精神,荷蘭整個國家和民族都為之驕傲。荷蘭人口少,市場狹小,但由于荷蘭民族開拓進取,借助“歐洲門戶”的地理位置,善于在世界大市場里弄潮,使其躋身于世界最發達國家行列。
三、考察成果
安徽工貿職業技術學院與ROC職業教育中心相距萬里,又地處制度不同的國家,為何能相互選擇,友好合作呢?細究根底,雙方在辦學方面有很多共同之處。
ROC職業教育中心是荷蘭政府重點扶植的公辦職業教育機構,下屬23個職業院校,他們根據國家生產、建設、管理和服務需求設置專業,招收職前和職后生,學制分兩年和四年兩種。實行工廠化模式辦學,強調動手能力培養。教學、實驗、實訓、生產一體化,理論與實踐結合。辦學立足服務于區域經濟建設,人才培養要求與崗位需求無縫對接,十分重視畢業生就業工作。ROC的師資隊伍精干,能教書、能實踐,精工藝、善經營、懂管理,執教嚴。23所分院,3萬名在校生。二年制學生培養目標為高級技工或技師,四年制學生培養目標是在高級技工或技師基礎上提升為工程師。培養的學生基本功扎實,發展前景廣闊,很多畢業生走上了高端科技應用崗位,從事技術和管理工作。
安徽工貿職業技術學院和ROC職業教育中心都為適應本地、本國和未來世界經濟建設需要,努力構建自己的辦學模式,打造自己的辦學特色,都在努力走向世界。共同的追求,使雙方找到了合作契合點。安徽工貿職業技術學院考察團赴荷學習考察,開展合作十分順利。時間雖短,成果豐碩。
一是同ROC簽署合作協議,60萬歐元援亞項目正式落戶我院,為我院搭建了國際職業技術人才培訓平臺。通過EVD項目合作實施,不僅架起中荷職教經驗交流橋梁,而且隨項目實施,雙方會頻繁互動,相互促進,不斷開創互惠雙贏的新局面。
二是學習了ROC面向用人單位實行訂單式培養的辦學模式和教、學、做一體化的教學方法及以生為本的教育教學改革經驗。這些新鮮經驗,對深化我院教育教學改革及專業、“基地”和師資隊伍建設大有裨益。我們現正積極創造條件,準備派員分兩批再赴荷蘭:首批教務、督導及有關系部專家型管理干部到ROC考察,借鑒ROC先進辦學經驗,對我院新建實訓樓一體化安排、專業課教學改革、師資隊伍建設等先做框架式總體設計;第二批派部分骨干專業教師到ROC職業教育中心進修三個月,借鑒ROC專業課項目教學先進經驗,結合我院具體實際,在我院全面推行一體化專業教學模式改革。通過一體化教學培養,實現人才培養和崗位需求零距離,增強畢業生在人才市場的競爭力。
三是通過造訪方吉斯大學,考察團親眼看到了如何辦好應用型本科學院的事實,堅定了我們申辦應用型本科的信心。方吉斯大學位于荷蘭的工業重城艾恩霍芬,以本科教育為主,開設碩士研究生教育,招收境外留學生,培養本科和碩士研究生兩個不同層次的高級應用型人才,畢業生分配在一般企業和高端科技企業不同層次應用型崗位。造訪方吉斯大學,初步商談了聯合辦學和派遣訪問學者進修事宜,下一步我院將按照對方要求,先做好材料準備,再派員前往交換意見,簽署協議,盡快啟動聯合辦學和派遣訪問學者計劃。
四、考察啟示
安徽工貿職業技術學院考察團荷蘭考察,有幾點深刻的啟示:
一是要學會英語。英語是國際社交的官方公共用語,不會講英語,走出國門,便成了盲人、啞人和聾人,無法在國際平臺上交流。安徽工貿職業技術學院將以EVD項目合作為契機,進一步擴大與荷蘭及其他發達國家高校的交流與合作,形勢發展需要安工貿每個人都要學會英語。下一步學院將采取有力措施,開展不同層次的英語培訓,在全院掀起普及英語的,使安工貿人人都會講英語;
二是要借鑒國外先進經驗,結合工貿自身實際,進一步創新辦學理念,改革辦學模式,面向區域經濟建設,辦出自身特色,創造最佳辦學效益。一段時間,我們國家有些地區的高職院校盲目攀比,不遺余力貸款圈地,結果有些學校被貸款壓得喘不過氣來,新校區建設力不從心,無力配套教學設施,造成內涵空空,不利于培養優秀人才。過去我們考察過澳大利亞、新西蘭、美國、東南亞各國、歐洲一些國家及港、澳、臺地區,這次又專門考察了荷蘭,看到這些發達國家和地區的高校,尤其是職業院校,不是貪大求全搞外延擴張,而是重內涵、強特色,講效益,務實發展。學校辦得有聲有色。荷蘭的ROC職業教育中心,總部及各分校占地面積都不大,多數學校只有一幢綜合大樓,圖書閱覽和食堂全都在樓層內,沒有400米跑道運動場,但樓內實訓設施令人驚嘆。ROC的機械、電子、汽車及藝術設計系的教學實訓設備,中國即使相當規模的生產廠家和經營部門都是看不到的,不僅數量充足、配套齊全,而且設備檔次也相當高。這些發達國家和地區經濟實力強,教育經費投入足,像ROC一年的教育經費投入,折合成人民幣達到17個億以上,但他們都十分珍惜土地,不搞外延擴張,把所有財力集中投入到內涵建設上,努力把學校辦精,辦強,辦特,保持高質量發展,中國是經濟不太富裕的發展中國家,一些地區和高校,尤其是高職學院,本來就沒有經濟實力,反而貪大求全,這與荷蘭等一些發達國家和地區的辦學理念反差太大。地球空間有限,世界人口繁衍不息,土地將越來越珍貴。相比之下,中國有些高校外延擴張,土地浪費,不是對歷史負責的聰明之舉。作為職業院校,更無必要盲目攀比。高職教育的宗旨是為區域經濟服務,辦學要因地制宜,求實發展。安徽工貿職業技術學院白手起家,地處淮南,不具備地理和經濟優勢,要長期生存發展,必須進一步轉變教育觀念,改革辦學模式,立足自身實際,加強對外交流,重內涵,強特色,以內涵建設引領層次提升,促進教學質量提高。要牢牢把握為生產、建設、管理和服務第一線培養專業有特長、就業有優勢、創業有能力,提高有基礎,發展有空間的應用型高技能人才的培養目標,走出一條以質量求生存,以服務謀發展的具有安工貿特色的高職教育新路子;
三是要堅持以學生為本,充分調動學生學習的主觀能動性??戳薘OC機械學院和藝術學院現場教學后,考察團耳目一新,十分震撼。ROC機械學院的汽車、機電和工程系,藝術學院的藝術設計、語言和美容美發系,全部實行教、學、做一體化教學模式。機械系開展項目教學,一個工件作為一個項目,學生按照工件標準要求,自行設計,自行制作,成品出來后由教師考核評分,學生做出來的每個工件都像精美的工藝品。藝術系的指導老師就是該系的經營部主任,他在社會上接到了演出服、晚禮服、職業裝及各種特殊服裝訂單后,要學生按照客戶要求自行設計制作,通過教師和客戶共同考核評分,挑選出客戶最滿意的設計樣品,由系里成批生產。按照工廠化的模式辦學,教學、生產、經營一體化,學生學習的主觀能動力得到充分發揮,教師教學畫龍點睛,關鍵環節起主導作用,教學過程生動活潑,學生學到了本領,學校增加了收入,創造了最佳教學效果,使學生和學校獲得雙贏;
四是要堅持專業教師三員化的建設標準不動搖,努力提高專業教師的“三員化”水平。荷蘭ROC職業教育中心之所以能成功開展教、學、做一體化教學,關鍵是他們的教師具備了一體化教學條件。實現教、學、做一體化,要求專業教師“三員化”。ROC職業教育中心機械系共有20多位教師,但專職專業教師僅五、六人,其余全是兼職教師。安徽工貿職業技術學院在改革年代誕生,在激烈競爭中成長壯大,從無到有,從小到大,由弱變強,層次不斷提升,教學質量不斷提高,金融風暴沖擊,今年畢業生就業反而升溫,受到社會和家長普遍歡迎,關鍵是我們立足“工貿”實際,不斷改革創新,堅持走特色發展道路。不在人后爬行。師資隊伍建設有自己特色,少數量高質量,強能力,精技術,特色師資才能辦出特色學校,培養高質量人才。
看上去,人們好像都知道一點力學,但您知道嗎?“力學作為自然科學的第一個定量學科,發展至今,其現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計與對自然災害發生發展規律的揭示及防治都需要高水平的力學研究去支撐,而不僅僅是弄幾個力學專業詞匯以至于沒有深入的力學研究就能有效推動的,它需要創新來促使舊貌換新顏。”蘭州大學土木工程與力學學院院長周又和教授一席話,代表了中國力學研究中堅力量的思考方向。
登上塔尖可以看到廣袤的風景,站上巨人肩膀可以推動科學研究的快速前行,無論如何都要用盡全力向上攀緣才行。尤其在科學研究方面,更要用功、用心、用智,才可發現攀緣的階梯。周又和與力學的淵源已30年有余,在力學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、創新驅動著發展的奮發有為之路。
立志為學――開啟人生精彩夢
周天寒徹何所依,又見彩虹艷陽起。和煦春風遍地吹,馥郁桃花滿山。
詩言志,一首詩能夠折射出一個人的所感、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普通農村家庭。家中有兄弟六人,周又和排行第四,他上面還有一個姐姐,全家日子過得十分清貧。在上世紀60年代初,大哥考入初中學習,畢業前夕父親突發重病,親友們力勸父親讓大哥回家務農以緩解危難,但父親不忍心讓成績優秀的大哥輟學。為了減輕家庭負擔,大哥以優異的中考成績考取了能提供生活費的孝感師范學校,畢業后當上了一名人民教師。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。到周又和及其兩個弟弟讀書時,家中困境略有緩解,父親就堅持讓他們多讀點書。所幸的是,他們因親歷農村的窮苦生活,所以立志發奮讀書以改變貧窮面貌。這樣,他家共有兄弟四人實現了讀書的夢想,這在當地也算是一段佳話。
對周又和人生成長影響最深的是他的父親與大哥,他們對于人生樂觀向上的態度、敢為人先的干勁一直深深地扎在了周又和的腦海里。在當地,父親周協堂是種田能手,上世紀50年代初期曾擔任過合作社的蔬菜排排長,對于在何時何地種什么莊稼他都了然于心,精心耕作,成為生產隊種田的“高級參謀”;那時,自留地是全家人生活的主要依靠,他也敢在自留地里種當地人沒有種過的生姜與花菜等,并能獲得好的收成。大哥周運和對工作一絲不茍,通過不斷努力,能力持續得到提升,在上世紀70年代后期,他通過報考函授大學班獲得了大學文憑從而圓了他的“大學夢”,從一名小學老師迅速提拔到初中、高中任教,恢復高考后成為縣里有名的高中數學老師,90年代還出任過縣重點高中漢川二中的副校長。父親經常以大哥的優異成績為自豪,并用大哥的范例來引導與教育其它小孩。受此影響,大哥帶回家的數學書籍,周又和“偷偷”拿去學習,因此他從小數學成績就拔尖。在“教育回潮”的1972年,周又和于當年春季進入高中學習,有幸遇上了抓基礎教育質量的好時機。那時學校狠抓基礎教育,經常進行課程單元考試,他的數學與物理成績總是名列年級前茅。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題給他做,他總能做出,深得老師的喜愛。得益于扎實的基礎,在年底學校舉辦的高中一年級數學競賽中,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”的信念也在這時候悄然種下。1973年夏天起,受“”干擾,全國遍地搞“開門辦學”,學校不敢再抓學習,但周又和始終堅守對學習的信念,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,他也從未在學習上有過動搖,一路向上,翱翔書海。
在“”那個風雨飄搖的年代,除了生活困苦的磨難外,周又和遇到的更大苦惱是他繼續深造的夢想遙遙無望。1974年7月高中畢業后,周又和回鄉務農,這一“停滯”就是近四年。在此期間他干過各種農活,當過大隊加工廠的“技術工人”,做過生產隊的會計,還當過高中民辦教師。一步步,他靠的都是自己的實力,小小的改進也給他以慰藉。對于能當上教師這一事,周又和還有一段“勵志”經歷。那是1976年,他當會計時,因為對數學的興趣,一次在縣城偶然買到一本西安交通大學編寫的《高等數學》,喜不自禁。于是,就開始自學,認真做題。他發現書上多處習題答案出錯,但又不敢相信會有此事?!俺跎俨慌禄ⅰ保瑤е苫?,他就大膽地給教材編寫組寫信求助,最終得到回復,他的解答竟是正確的!一名不到20歲的高中生敢于“挑戰”大學教材,這在當時可是少有的事。這件事不僅讓他極受鼓舞,也給了他很大的影響,以至上大學后,他凡事不崇拜、不盲從,養成了獨立思考、敢于挑戰的科學精神。也因為這件事,周又和引起了當地有關部門注意,1977年6月,他當上了一名高中民辦物理教師。
科學的春天帶來周又和命運的轉折。深受“數學皇冠上的明珠”――陳景潤的故事影響的他,在恢復高考的1977年,成功地考上了大學――踏上了恢復高考的“第一班車”,1978年春季進入大學學習。
結緣力學――奏響學海歌
力爭上游競,學海行舟引潮掀。前程寬廣護天地,沿峭碩果令神嘆。
………………
2011年3月17日,周又和又寫下這首詩,以紀念自己力學學習與工作的34年,表達他對力學的贊美及對工作的總結和展望。有誰能知道,這樣一位與力學有著深厚淵源的學者,與力學結緣,卻是“機緣巧合”。
向來成績優異的周又和如愿考上大學,進入華中工學院(現為華中科技大學)力學專業學習。這一專業并非他所填報的志愿,只因學校要加強力學師資培養,就在所報相近專業的優秀考生中挑選,這樣他被調劑進入力學專業的師資班。周又和說他當時對力學知之甚少,幸運的是這一專業與數學有著緊密的關系,也算是能發揮他在這方面的特長,為學好專業課程發揮了作用,從此就開啟了他的“力學人生”。
周又和抓住來之不易的機遇,發奮學習。當他得知數學和物理對所學專業的重要性后,除了學好力學課程外,也著力學好數學與物理課程,這為他日后的發展奠定了堅實的基礎。還在大一與大二期間,學校先后組織了大學生數學與物理競賽,他都積極參加。在數學競賽中,他為班級獲得數學競賽三等獎,這是按班級參賽前五名考試成績的總成績確定的,他是其中五名之一。在物理競賽中,周又和獲得個人三等獎。他取得的這些好成績,使他在大學期間開始嶄露頭角。在畢業前夕做本科畢業論文的四周內,指導老師讓他就皮帶彈簧振子系統自激振動極限環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,通過嚴謹的力學和數學分析,使這一問題得以解決,他的科研能力深得老師的贊譽。這一研究論文投到學術期刊《華中工學院學報》,并于1983年發表。這在當時的本科論文中并不多見,也讓他初嘗到研究成功的滋味。到大學畢業時,師資班中的學生只有成績好的才可被選留任教。加上他的獲獎與畢業論文研究所埋下的良好伏筆,他有幸留校任力學教師。
“前程寬廣護天地,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到力學的博大精深與無窮奧妙,探求的欲望也日漸強烈。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財富。
1987年9月,周又和從華中工學院慕名來到蘭州大學,在知名力學科學家與教育家葉開沅教授的指導下攻讀博士學位。葉開沅教授是著名力學科學家錢偉長院士的得意弟子,我國第一個力學專業――北京大學力學專業的五位創辦人之一,1956年獲首屆國家自然科學獎二等獎。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學課題,當時沒人做過這方面的研究工作,成為非線性科學的一個難題。他與鄭曉靜一道迎難而上,針對圓薄板大撓度非線性問題,尋找到嚴格的數學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領域的著名科學家錢偉長院士與郭仲衡院士的高度贊譽,被認為是該領域“國內外少見的優秀工作”,“已處國內外領先地位,是五十年來該課題最完備的一項研究”。周又和的能力由此也深得葉開沅教授的賞識。在此基礎上,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特性開展研究。針對這一非線性動力學問題,周又和提出了自己的研究方法。首先將非線性動態解分解為靜平衡部分與在此基礎上的動力擾動部分,從理論上證明了靜態解對小擾動線性自由振動固有頻率的影響,從而確認了諧振壓力傳感器工作原理的可行性;隨后,以靜態非線性問題級數解法的高精度解為基礎,對小擾動線性自由振動的振型函數采用冪級數展開后,提出的展開系數線性變換格式將所導出的無窮階代數特征值問題轉化為有限階,從而使解的精度得到提升且計算量大幅減?。蛔詈?,采用奇異攝動法討論了大振幅非線性振動的振幅對固有頻率的影響。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-頻率特征關系,并給出了圓板受均勻面內壓力的屈曲失穩臨界值及后屈曲力學特征的定量結果等。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構與非線梯度材料梁板結構的力學特性分析中。他在這一領域的這兩項研究成果先后獲1992和1996年度甘肅省科技進步獎二等獎。
“機會總是留給有準備的人?!边@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時,總會認為他的機會太好了,想啥有啥。但他心里很清楚,為了這些收獲,他常常加班加點超常工作,付出了艱辛與努力。40歲之前,他很少在凌晨一點前睡覺,有時甚至通宵達旦。而每一項研究,都會遇到不少困難。對于困難,他敢于面對并給予有效化解。他說,“對于一名科研工作者,找可做的對象是困難,尋求解決途徑是困難,學習新知識是困難,解決問題仍是困難,表達科研成果還是困難,周而復始。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展的?!闭沁@種敢于直面困難的態度和樂于鉆研的拼搏精神,使他打響了研究生涯的“重炮”――建立起了獨立從事科學研究的能力。
跨出國門――攻堅克難勇往前
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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位后留在蘭州大學任教。隨著薄板非線性力學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不可收拾。1990年前,周又和就在思考轉變研究方向。1985年美國機械工程師協會應用力學分會圍繞“固體力學的未來發展趨勢”撰寫了十余篇綜述論文, 其中4篇提到電磁固體力學為今后固體力學的新方向,指出“必須發展電磁力學理論”,“磁與力學耦合問題將是一個重要的研究領域”。在國內,當時這方面研究尚未展開。1991年,時任中國力學學會理事長的王仁院士在蘭州參加全國現代數學與力學學術會議期間,得知周又和與鄭曉靜要開展這一領域的研究,就對他們的這一選擇給予了極力支持和鼓勵,使他們更堅定了信心。此后,周又和的科學研究也就是圍繞這一與高科技密切關聯的新興交叉學科有針對性展開的。
當時,電磁固體力學遇到的主要問題有:鐵磁梁式板結構在橫向磁場中的磁彈性失穩臨界磁場的實驗結果遠低于理論預測值,致使理論預測偏于不安全;鐵磁殼的力學實驗結果遠低于理論預測值,且不同理論模型預測的結果相差很大;針對仿托卡馬克聚變堆實驗中超導磁體的磁彈性失穩臨界電流的理論預測也與實驗有較大偏差;上述兩類磁彈性力學問題從彎曲發展到失穩的彎曲路徑沒有理論上的揭示;多場耦合非線性的定量分析方法很少,商業軟件不能實現其定量分析等等。周又和圍繞這些基礎問題開展研究,逐漸發展到包括壓電智能結構的動力控制,超導懸浮與斷裂力學、超導交變損耗與磁通跳躍失穩、超磁致伸縮智能材料與控制等的建模及多場耦合非線性力學特性分析,小波方法及其在強非線性問題中的應用等等,均取得了突出成果。而這些新的前沿科學研究的成功探討,要得益于周又和的“走出去戰略”。
走出國門,是周又和實現科研跨越的一個重要歷程。1993年9月至1994年7月,他作為訪問學者在美國肯塔基大學從事合作研究。1994年7月至1995年7月,作為外國研究員在日本東京大學核工程研究實驗室與國際電磁固體力學知名學者Kenzo Miya教授在電磁固體力學領域開展合作研究,取得有實質性進展的創新成果,促成日本應用電磁材料與力學學會于1995年和2007年兩度向蘭州大學捐資共400萬日元設立優秀研究生獎勵基金。1998年6―12月和2002年3~5月,他作為高級訪問學者兩度赴美國加州大學河濱分校與Q.Jiang教授開展合作研究。
從美國到日本,從壓電智能結構的力學研究到鐵磁、超導等電磁固體力學研究……周又和馬不停蹄,盡自己最大可能擴展著前沿知識,豐富著所涉及的先進領域。很多人會詫異地問他:“只見過從日本轉到美國學習深造的,為什么你要從美國這樣好的環境跳出去到日本呢?”周又和的回答表明了他自己的態度:“當時純粹從學術角度去考慮問題,從哪兒到哪兒無所謂,哪里能促進發展就到哪里,出國是為了增強能力、擴展視野。”
“認真鉆研、敢于挑戰”的科學精神和品格貫穿于周又和的整個求學生涯中。初到日本時,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,閱讀各種學術書刊。當時,一本國際學術會議論文集上發表的關于鐵磁板在面內磁場作用下振動頻率上升的實驗研究,引起了周又和的關注與興趣。在此之前,他對此也有過理論分析,所得結果為對應于固有頻率下降的失穩,而實驗結果卻是頻率上升。對于一位以理論研究見長的年輕學者來說,這是極好機會,因為實驗結果是不容否定的,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,周又和就向Miya教授提到了這一實驗。在得知相關研究沒有給出理論解釋后,他表示想做這一問題的研究。對此,Miya教授既沒有表示支持也不反對。因為Miya教授知道,這一研究難度相當大,他的研究組擁有最強的計算程序,曾開展過這一問題的定量計算,卻屢試都沒有進展。但周又和并不因此而退縮,反而更來勁,開始尋找突破口。不到三個月,他通過建立新的磁力表征模型就把這一問題解決了!當周又和將整理成的研究論文拿給Miya教授時,Miya教授十分驚訝:這位既不是學電力工程、也不是從事電力工程工作的中國年輕力學學者如此快速地解決了這一難題,所寫論文中涉及的電磁學部分是如此嚴密和準確!而這一快速突破和嚴密準確的背后,是周又和在大學期間良好的電磁學與數學知識積累,當然更離不開他持續的付出和努力。回國后,周又和通過系統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構磁彈性力學研究中所存在的基本問題。烏克蘭力學學者Podilchuk等人在2005年發表的論文中對這類模型的研究進展進行評述時,將周又和的完整模型與這一領域的國際知名學者的其它模型并列給出,由此評述展示了周又和的模型是自Maxwell提出電磁應力張量以來該領域幾項代表性發展中最新的一個。意大利學者Nobili等人在2007年發表的論文中評述這一磁固體力學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指出“最后也是最重要的是線性假設導致刻畫磁性體內的分布力有眾多表征方式”。國際學者Soh等人在2007年的評述中指出,日本學者“Takagi等人完成了軟鐵磁板在沿長度方向的磁場中的振動,結果顯示為磁化影響使得頻率增加?!辈⑼ㄟ^引用周又和的,指出周又和發現了“經典磁彈性理論得到的由磁效應引起的頻率是下降的?!彪S后又進一步指出,周又和建立的完整模型是“放棄了磁彈性應力張量,發展了一個類似于彈性應力的新的理論.由這一新的理論得到的結果可解釋這一實驗結果。
周又和研究組后來在超導力學方面的研究也是源自于在東京大學的工作。日本作為新能源裝置的磁約束熱核聚變反應堆開發研究的主導國家之一,對相關研究投入很大,東京大學在東海就建有一座小型的實驗聚變反應堆供研究使用。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識,加之Miya教授繼美國康乃爾大學的Moon院士后,也做了仿托卡馬克裝置中超導磁體磁彈性失穩的實驗測量和理論研究。周又和在發現理論預測與實驗結果有偏差,且彎曲過程沒有給出理論揭示后,也同時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臨界電流,所得結果與實驗十分吻合。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堆相關聯的超導磁體的磁彈性力學分析中。相關的2篇論文均在國際期刊Fusion Engineering and Design發表?;貒螅藢⑦@一研究推廣到動力特性分析外,周又和研究組還開啟了超導磁懸浮、超導塊材斷裂、超導變形與超導特性的相互作用、超導交變損耗與磁通跳躍失穩、超導CICC導體復合股線等的力學理論與實驗研究,取得了顯著成效。有關超導磁懸浮動力特性的理論研究論文在學術期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity發表后,2008年獲IEEE超導委員會這一國際學術組織授予的最佳貢獻論文獎,他指導的超導懸浮力特性實驗研究的博士論文于2010年獲全國優秀博士論文獎。
此外,在日本期間,周又和對新興學術前沿的敏銳能力也值得稱道。Miya教授除了電磁固體力學研究外,開展的另一研究領域為無損探傷檢測。當時,Miya教授的一名博士生正在采用剛剛形成的最新數學方法――小波理論來從事核電工程中金屬結構無損檢測方法的理論研究。由于小波理論對短時信號處理的有效性,這一新的數學方法得到了不同領域學者的廣泛關注,以圖改進和解決工程應用中的一些遺留問題,提高其有效性。但是,對小波理論的理解,需要有良好的數學知識,多數非數學專業學者剛入門時就往往被難住,加之當時數學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,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,以他數學知識的優勢,結合傅里葉分析方法的相關特性,先從不同簡單小波的特點、計算格式及應用舉例出發,再到小波理論的一般框架及小波應用進行介紹,就容易理解了。在短短兩周內,他寫出了50頁的英文小冊子,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,將這一新的數學方法及應用給予了有效拓展。他與研究生一道將小波方法最先運用于梁板結構的力學分析以及壓電智能結構的動力控制特性研究中,提出的延拓技術解決了小波方法應用于初、邊值問題時的邊界跳躍問題?;谛〔ɡ碚摻⒌挠嬎懔啃∏揖雀叩睦绽箶抵捣囱莘椒案倪M的小波生成方法獲得了英國、波蘭、國防科大等國外國內動力學與控制學科學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,為求解強非線性問題提供了通用方法??刂评碚摵涂刂乒こ讨麑W者柴天佑院士在發表的論文中指出,周又和他們“將小波理論中的函數逼近方法引入到壓電智能結構的動力控制問題之中,得到了該領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土木工程系從事其合作教授交給的扇形板力學研究,在不到二個月的時間就得到了滿意的結果,其論文后來在Computer and Structures發表。一個偶然的機會,使他能師從壓電智能結構動力控制的國際知名學者H.S. Tzou教授。1993年的10月下旬,周又和參加了肯塔基大學華人留學生會舉辦的一次聚會,認識了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構的力學特性的定量研究。結合到自己正要開展的電磁固體力學研究,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篇論文獲美國機械工程師協會授予的“Best Paper Award”獎勵,要求的門檻很高,一般不輕易接受,因為要他提供資助。在周又和簡要介紹了他在薄板非線性力學方面的研究工作后,該博士生答應轉達周又和的意圖。11月初,Tzou教授約周又和去面談,當即答應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Miya教授的邀請函,歡喜不已。當時,Miya教授是日本應用電磁材料與力學學會的會長,Int. J. Appl. Magnetic Material & Mechanics國際學術期刊主編,國際著名電磁固體力學學者。出國前,周又和就與Miya教授聯系過,想去他那里做研究,但一直沒有收到回復。到7月上旬辦好手續后,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表,首次給出的非線性壓電結構力學特征與控制特性的定量結果被后來的同行學者大量引用,其研究也為周又和回國后將小波理論運用到壓電智能結構動力控制的理論研究和開展壓電梯度功能材料的斷裂力學特性研究奠定了基礎。
在美國加州大學河濱分校機械工程系學術訪問期間,周又和與Q. Jiang教授就旋轉壓電體表面聲波的傳播力學特性開展合作研究。這是Jiang教授正在開展的一項研究工作,主要為尋找新的旋轉體轉速測量傳感器在力學原理上進行探討,即建立表面波傳播速度隨轉動角速度的變化特征關系。周又和進入后,針對這一力學問題從數學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動角速度變化的特征關系,相關合作研究論文在The Journal of Applied Mathematics and Physics (ZAMP)學術期刊上發表。
從本科生到一名高校教師與在職碩士生,從華中工學院到蘭州大學師從葉開沅教授攻讀博士學位,從蘭州大學留校任教再到赴美國肯塔基大學合作研究,從美國到日本,再到回國后又赴美國加州大學……周又和用近20年的時間畫了一個“圓”,而這一“圓”里有豐碩的果實。周又和的科研之路,是一條伴隨著面對一個又一個科學問題的挑戰并將它們加以解決的綿延起伏之路。這樣的循環在外人看來也許充滿艱辛和挑戰,但對他來說,正是這一次又一次的挑戰成就了不一樣的風景,使他的人生更為豐厚和挺拔,也使他的科學研究“開枝散葉”,“舊貌換新顏”。
立足國內――開疆拓土竟馳騁
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似曾相識非舊貌,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,于是返回國內就從上海直接趕往家鄉看望父親。看到父親的重病不可逆轉時,他傷心不已。陪伴兩周后,在父親堅持的下,他回到了蘭州大學。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,周又和因工作太忙又遠離家鄉,沒能盡到陪伴與照顧之責。對此,父親總是說這沒有什么,只要他們在外面好就可以了。在周又和的境況剛有好轉時,父親卻離他而去。周又和每每想起父親的諄諄教誨、養育之恩與大度情懷,就使他的內心不能平靜。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,用來表達他對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來告慰父親的在天之靈,進而使他的內心能得到安慰和平靜。
周又和在處理完父親的后事后,就立刻進入到工作狀態,通過長期的持續不斷努力,他推動了電磁固體力學中的壓電智能結構與控制、鐵磁、超導懸浮與斷裂、常導磁懸浮、超磁致伸縮材料等先進材料結構的多場耦合力學研究的發展,解決了這些材料與結構多場耦合力學中存在的一些理論與實驗不符問題,建立了有效的理論模型與多場耦合定量分析方法及程序,揭示出了一些規律。到1999年,周又和研究組在電磁固體力學領域的研究取得了顯著的實質性進展,在總結這一階段性研究成果后,他們撰寫的《電磁固體結構力學》專著獲國家科學技術學術著作出版基金資助由科學出版社出版。王仁院士欣然為這部專著作序,指出“近十年來,他們經過堅毅的摸索,已經深刻掌握了這門學科的全面情況,做出了許多創造性的成果……這方面的專著在國際上也少有,本書無疑將對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的兩位開創人、美國工程院院士、康乃爾大學理論與應用力學系的兩任系主任Y.H.Pao教授及其學生F.C.Moon教授的高度贊譽。世紀之初,兩位院士應邀到蘭州大學講學與學術交流。后來,Pao院士在給周又和的信中指出“蘭州大學力學系,近以電磁力學之研究聞名國內。經與師生座談,果然名不虛傳”。
截止目前,周又和已主持各類研究項目30余項。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者獎勵計劃特聘教授,2000年獲國家杰出青年科學基金,他領銜的科研團隊于2006年入選教育部新世紀長江學者創新研究團隊,2011年入選國家自然科學基金創新研究群體,2012年主持申報的“大型超導磁體結構力學分析”立項為國家磁約束聚變能發展規劃專項的“托卡馬克聚變堆關鍵技術研究”項目的一級課題,目前還主持超導力學研究的國家自然科學基金重點項目。已在Appl. Phys. Lett.、《中國科學》等國內外學術期刊和學術會議上表學術論文360余篇,其中SCI收錄論文180余篇。主持的“電磁結構非線性力學”研究項目于2005年獲教育部自然科學一等獎,參與的研究項目“中國北方沙漠化過程及防治”獲2007年度國家科技進步二等獎;2007年發表在國際學術期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity上的研究論文于2008年獲IEEE超導委員會授予的最佳貢獻論文獎即Van Duzer Prize,研究項目“電磁材料結構多場耦合非線性力學行為的理論研究”獲2008年度國家自然科學獎二等獎。
在不斷推動電磁固體力學深入研究的同時,周又和研究組還結合我國重大風沙環境問題,開拓了風沙環境力學的研究。直到上世紀末,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范圍內。1999年,在強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973項目。在加強力學基礎研究的需求下,經過近十次會議論證,周又和最終爭取到將他研究組主持的“風沙環境力學及土壤風蝕的定量研究”課題列入這一項目。
從力學層面上講,風沙力學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模型可資利用,從而使可控條件的風洞實驗測量與野外觀測之間無法關聯,加上沙粒粒徑與風速等的隨機性、風流動與沙粒運動耦合作用的非線性,使這一研究難度劇增。針對這些存在的問題,周又和研究組同時從理論建模和實驗兩方面來展開研究。此前,周又和的研究一直在理論方面,使用國外的實驗結果。隨著研究的深入,開展實驗研究進入了他的視野。蘭州大學雖有一些力學實驗設備,也只能供本科生教學用,少且老化,達不到科研的要求。同時,他還苦于實驗研究人員的缺乏,雖有想法卻一直沒能展開。
周又和涉入力學實驗研究是從參加一次風沙運動的風洞實驗開始的,沒想到也是一發不可收。2001年暑假,他帶領兩名研究生到離蘭州幾百公里的沙坡頭開展風沙力學的風洞實驗測量,中科院沙漠所也派了一名博士生協助實驗操作,實驗是在40℃的沙漠地帶進行的。在開始實驗前,需要對風洞進行無沙風速廓線測量的校準工作。哪知一連幾天,計算機上顯示的測量結果均不對,無論協助的博士生采用何種手段檢查與調試,都沒找出問題所在。就在學生們幾乎要放棄的情形下,周又和以他在調試計算程序中排查錯誤的經驗,提出檢查方法與步驟,按此進行后,再開機測量,結果就正常了。隨后,在了解實驗規程的基礎上,他對風沙力學測量的實驗流程作出安排,在兩周的實驗測量后,回到蘭州進行數據處理與分析。在這一過程中,周又和他們通過對輸沙率廓線的實驗數據經擬合再沿高度積分所得到的單寬輸沙率公式,不僅可以提高實驗結果的精度,而且還能給出這一物理量實驗值隨摩阻風速變化的關系式,這在以前是沒有做到過的。單寬輸沙率是土壤風蝕研究中的重要物理量,其隨摩阻風速的變化關系一直是學界關注的話題。在當時,這方面的關系式已多達50余種,或經驗的或半經驗的,對于同一情形,這些公式的預測結果之間相差很大,可達2~4倍,這就需要高精度實驗結果來檢驗它們的適用性。當周又和的研究生將數據處理結果提交到他手上,并報知可擬合出手頭的全部實驗結果但卻不能反映風沙運動中實際存在的臨界啟動特征時,周又和對此不滿足,親自改進擬合函數的選擇,使之能擬合出全部實驗結果及特征。就這樣反復嘗試,一周后就得到了結果。這一研究成果于2002年發表在國際物理期刊Physical Review E上,評閱意見指出“這是一項引人關注且完整的研究,作者們給出了一系列給人印象深刻的實驗,并積累了大量好的數據。受本領域經典工作的啟示,他們擬合得到了切實可行的公式”。這一發表在國際物理期刊上的實驗研究論文,既為他們日后的實驗室建設及實驗研究的展開,也為日后在國際物理期刊上發表近百篇研究論文開了好頭,積累了經驗。在此過程中,實驗研究隊伍也得以成長。
蘭州大學的風沙環境力學理論研究也取得了長足的進展,這里我們介紹周又和在其中的一個方面――碰撞接觸力學。風沙流中的沙粒在重力作用下落到沙床面經碰撞后的起跳初速度分布函數一直是風沙物理(即力學)研究中的基礎物理量。周又和他們在立項973項目的課題時,就敏銳感知到這一力學問題的重要性。由于沙粒-沙床面碰撞過程具有隨機性,此前他沒有涉足過隨機性問題的研究,一時難于下手。于是,他一方面找來隨機過程與數理統計教科書學習,另一方面與在美國從事非線性隨機動力學與控制研究的Sun教授聯系,于2002年通過國家自然科學基金海外青年學者合作基金的立項來開展合作。2003年暑假,Sun教授應邀來蘭州大學講授《隨機振動基礎》40小時,周又和除了將這一英文講稿復制給所有聽課人員外,還堅持全程聽課。此后不久,周又和就弄清了研究顆粒隨機碰撞的方法與途徑,與研究生一道成功地建立了這一問題的唯象模型,給出的理論預測結果能很好地對實驗給出有效預測。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外,2003年周又和還安排他的一名博士生采用離散動力學方法在大量隨機碰撞的數值實驗基礎上通過統計方法來給出。除了對所研究問題給出了一新的統計公式外,獲得的一些起跳特征整理成論文投送到地學權威期刊Journal of Geophysical Research,評閱人在同意接受發表的同時,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如何得到的問題。此前,博士生曾告知這是程序中的,文獻中也是如此。雖然論文得以接受發表,但周又和對此要弄個明白,于是就自己推公式。真是不推不知道,一推放不了。他調閱文獻發現,目前宏觀離散動力學方法(也稱離散單元法)具有廣泛的應用,包括巖土、泥沙、風沙、水沙、建筑橋梁結構接頭處受強地震的連續碰撞毀損、粒料輸運等領域都在應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,輸入的碰撞恢復系數為常數,后者在所有的物理與力學教科書中也是如此表述的。然而,周又和從《彈性力學》教材中很早就知道,兩圓球(或顆粒)靜態接觸力在線彈性范圍內于100年前就由德國學者赫芝給出了解析解,其接觸力隨接觸位移的變化呈3/2次冪的非線性關系,即剛度是非線性的,從而引起了周又和的興趣。與此同時,他還得知,從上世紀40年代后期開始,就有實驗結果顯示出恢復系數隨碰撞速度的增大而減小,即不是常數。直到2005年,美國、德國和波蘭等國學者還在開展顆粒碰撞恢復系數隨碰撞速度變化的基礎實驗測量和接觸力表征模型的理論研究,只是各碰撞模型的預測結果與實驗相差太大。到2006年,周又和針對碰撞的力學基本過程,在考慮彈塑性變形后,成功地建立了一碰撞接觸力模型,使現有恢復系數隨碰撞速度變化的實驗結果得到了很好的預測。這一研究結果被德國佛萊貝格工業大學巖土工程研究所所長、歐洲離散動力學方法及程序應用推廣中心負責人Konietzky教授知曉后,主動與周又和聯系開展合作,2007年專此來蘭州大學講學。Konietzky教授是采用離散動力學方法從事巖土力學研究的國際著名學者,2010年他申請到德國科教部的國際合作項目,用于與周又和開展學術合作與學術交流。2011年11月,周又和率團赴德國報告了這一工作,后經Konietzky教授推薦,周又和于2012年10月在該校召開的國際學術會議上作大會報告。
最近,周又和研究組將離散單元法的研究拓展到復合超導CICC導體的橫向壓力-位移特征的理論研究中,成功地對實驗結果給予了理論揭示。CICC導體是ITER核聚變新型能源裝置中產生超強磁場的大型磁體的基本結構,目前,ITER建堆與運行預算投入100億歐元,我國是這一大型新能源實驗裝置國際合作研究的七方國家之一,承擔10%的費用。因為ITER裝置內要求達到11特斯拉的超強磁場,超導磁體在強磁場作用下的力學變形與超導性能退化就成為這一裝置的設計功能能否實現及其后功能提升的主要課題。經對超導CICC導體樣品在類ITER磁場環境條件下的實驗測量表明,目前設計制備出的樣品只能運行6000次左右,遠低于預期要求的2~3萬次。其次,目前針對提高運行次數的力學設計理論所得結果也與實驗結果相反,即理論預測為增大絞纜節距可升高運行次數,但實驗卻是降低。為此,相關工程界與理論界正在尋找新的有效力學方法,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超導磁體設計總負責人Around教授評審。Around教授看到針對這類問題研究的這一新方法后,主動與我國科技部ITER中心聯系,希望進行直接交流。經科技部ITER中心的協調與安排,在Around教授的技術代表Denis博士來甘肅白銀檢查超導絞纜制備工藝期間,7月2日,周又和帶領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行了交流與研討。2012年10月,這一論文正式發表。
目前,蘭州大學在電磁固體力學與風沙環境力學兩個研究領域都建立起了能開展實驗研究的實驗室,還建有風沙野外觀測臺站,累積設備費2000多萬元。相關理論與實驗的基礎研究已納入到周又和主持的“復雜環境與介質相互作用的非線性力學”國家創新研究群體,并獲得國家自然科學基金重點項目等的資助。在科技部相關重大研究計劃的支持下,他們正緊密圍繞國家重大需求來展開這兩大工程領域的關鍵力學研究。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域的科學技術水平。
夯實基礎――教書育人譜樂章
甘坐板凳十年冷,追求一流代代新。
何懼征程險難阻,收獲自有后來人。
2011年4月24日,周又和賦詩一首,表達自己在辦學上的所思、所為、所獲的心路歷程。從1989年底博士畢業后留校任教至今,周又和在蘭州這片熱土上,見證了蘭州大學力學學科發展歷程;同時也作為重要推動者之一,親歷了這一學科的重塑、發展、強壯。
蘭州大學力學學科創建于1959年,在葉開沅教授帶領下,1981年固體力學碩士與博士學科培養點獲國務院學位委員會批準設立,1986年獨立建系。葉開沅教授相繼培養出劉人懷院士、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90年代中期,一批教師相繼調離或退休,蘭州大學力學學科的發展也一度成為關注的話題。1995年7月,周又和從國外返回蘭州大學,開始了推動力學教學與科研工作的發展,并逐漸發展成為這一學科的領軍人才,建立起了一支隊伍。
“高水平的科學研究需要高素質的人才,而高素質的科研人才則有賴于高水平的本科教育與研究生培養,這就需要將本科教學、研究生培養、科學研究、隊伍建設作為統一的整體來綜合考慮與實施”。周又和不僅這樣講,而且著力用心去實踐。在總結現代高等教育成功經驗的基礎上,面對西部的現實環境,將本科教學、研究生培養和隊伍建設作為統一體系來實施,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,邊學邊思,總結出了一套屬于自己的“教學經”。他把最美好、最寶貴的時光奉獻給了大西北,奉獻給了高等教育和科學研究事業。他用自己豐富的智慧、淵博的學識、堅定的信念和無私的奉獻,引導學生樹立報效社會的責任、敢于擔當的志向和堅實深厚的能力。他對待教書和育人始終一絲不茍,將科研精神與科研成果有機地融入到教學實踐中,培養學生的創新能力和科學精神,不斷激發他們的學習激情。
早在1982年周又和任教于華中工學院期間,他除了教師職業的自豪感外,更多的是深感責任重大,至少不能誤人子弟。為此,他在任《理論力學》課程輔導老師的三年中,除了完成好輔導老師的任務、從老教師那里學好教學方式方法外,還主動做完了原蘇聯《理論力學習題集》中的4000多道題,從而對這一課程的掌握有了全面的提升。周又和備課認真、推導嚴謹、思路開闊、深入淺出,加上熱情輔導和作業全批,教學效果深得學生好評。1986年,教研室從北京弄到一份《理論力學》教學評估的統考試卷,用于同期四個大班的期末考試。考試下來,按大班與小班成績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”的得來,與他對這一課程的用心鉆研分不開。此前,他認真參考不同教材,從各章節內容的銜接、體系布局、例題與作業題精選,到斟酌有關內容表述的科學性和可接受難易程度,都細致過濾了一遍,獲得認可后形成自己的講稿與講授方式。就是在此期間,他發現教材中多個地方的表述不精確,就寫下注記一直保存著,直到2006年他在蘭州大學再講這門課程時又進行修改,并于2009年發表在《力學與實踐》上。也是在華中工學院期間,他看到《力學與實踐》上就動矩心的動量矩定理的公式如何正確表征開展持續討論,但沒有達成統一認識與表征公式。他就從嚴格的矢量表征方式出發導出了統一的表征公式。這一教學論文投到《力學與實踐》后,于1990年發表,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》在2007年入選國家精品課程和他本人于2008年獲高等學?!皣医虒W名師獎”奠定了基礎。
截至目前,周又和已為本科生主講8門課程,累計3000余學時;為研究生主講7門課程,累計2400余學時。在主管力學系后,周又和在堅持為本科生講課的同時,還按力學學科的認知規律,主導了本科生培養方案與各課程教學大綱的修訂,加強了實踐教學、實驗教學和科研訓練各環節,增設《力學與工程概論》課程并制作該課程的PPT為學生講授,提出由碩士學位以上的新留教師擔任班主任,設立本科生科研基金,親自聽課并獎勵優秀授課教師,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踐,使得培養的本科生成為優質研究生的主要來源。在研究生培養中,他將科學研究與研究生的科研能力、科學精神培養緊密結合在一起,從研究生培養方案制訂到培養過程各環節,他都親歷親為,給出有見地的建議性意見,鼓勵學生要敢于創新和善于創新。正是這樣,周又和的研究范圍越擴越大、越做越深,研究隊伍也日益壯實。
“春播桃李三千圃,秋收碩果香滿園?!敝苡趾投嗄暝诮逃系呐透冻鰮Q來了碩果滿園。2000年獲寶鋼教育基金會“全國高校優秀教師特等獎”,2006年被中國科協授予“西部開發突出貢獻獎”,被中國教科文衛體工會授予“全國師德標兵”稱號。主講的《理論力學》于2007年入選為國家精品課程,2008年獲國家級“高等學校教學名師獎”,主持的“理論與應用力學創新人才培養團隊”于2008年入選國家質量工程的教學團隊, 2009年獲教育部授予的“全國優秀教師”稱號,主持的本科教學研究項目“高水平力學人才培養與教師隊伍建設的互動模式及實踐”于2009年獲國家教學成果二等獎,他指導的20篇博士學位論文中,有兩篇分別于2010年和2012年獲全國優秀博士論文獎與提名獎,直接培養和協助培養的博士中7人入選為教育部新世紀優秀人才支持計劃、8人成長為教授,成為蘭州大學力學的骨干力量……
回首30余年的教書育人工作,面對一張張年輕探索者的面孔,周又和一直告誡學生,要想發展、做出成績,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、無論何地,都要有這股勁。看到學生們一個個成長成才,他歡喜著,更期待著。
扎好圍欄――領航管理出奇效
聽天門長嘯松濤依舊
凌絕頂遠眺風物日新
2011年6月23日,周又和就他領銜申報的國家創新研究群體現場答辯完后,他等待著。次日上午得知成功后,就利用空出的一點時間去登泰山,抄下了山頂南天門的這幅楹聯。想起自己的點點滴滴,他感慨良多,哪樣的進步不是蘊含在這絕妙的楹聯中!人生中的種種“風物”,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”去發現新“風物”的重任。
“要將一個學術單位搞好,尤其作為高校,形成良好的學術氛圍對于快速發展是極其重要的。這就需要我們的管理人員懂得教學、科研與人才培養規律,具備公心和敬業精神,在吸取現代高等教育成功經驗基礎上,面對遇到的現實問題提出切實可行的辦學思路和采取行之有效的措施,才有可能帶好隊、辦好學?!敝苡趾腿缡钦f。周又和進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基金并擔任長江學者特聘教授后,學校為結合應用研究發展的需要,推動工科發展,決定辦土木工程專業。2003年學校準備成立工學院,請他出任院長,被他婉拒。這樣,從2002年開始招生的土木工程專業就只好掛靠在力學系。此前的1999年6月,他接受了沒有行政級別的管理工作――力學系主任。他從本科教學各環節、研究生培養模式的改進、科研氛圍的形成、教師隊伍建設的思路、實驗室建設等方面,都提出了新的有效辦法,并逐漸得以推進實施,不僅使力學學科得到了快速發展,而且也使后來學院的其它學科得到了有效提升。
周又和出任力學系主任后,改變了力學學科長期沒有擴展的局面。1999年底,他主導申報的固體力學成為甘肅省重點學科,2003年新增工程力學碩士學科點,2004年新增力學一級學科博士后科研流動站,2005年新增工程力學博士學科點,同年力學一級學科碩士點獲批設立。
2005年6月,面臨新辦土木工程專業急需步入正常的迫切要求,蘭州大學最終做出決定:將力學學科與地質工程學科、土木工程學科一道成立土木工程與力學學院,讓周又和出任院長。他從學校大局出發,接受了這一任命。對周又和來說,這絕對是個挑戰。新組建的學院面臨重重困難,尤其是新建土木工程專業缺少足夠的師資和設備。當時,學院教師只有31人,實驗設備老化,連本科實驗教學都不能維持。周又和面對的首要問題是如何撐起學院并使之發展壯實。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,就一直思考著學院的發展方式與實現途徑,在不同階段提出相應的發展措施。通過深思熟慮,決定采取逐步發展的長遠策略,并將隊伍建設始終放在首位。他通過主持的211工程和985工程的建設項目,將學院的其它學科納入到力學的建設平臺,使它們也能得到發展。2005年下半年,學校投入400多萬元建設教學實驗室以備國家的教學檢查,他綜合考慮三個學科的本科生實驗教學需要,領銜組建了工程實驗中心。在他的建議下,有些設備選擇了較高性能,可開展一些科研與社會服務的實驗測量。建成后,他親自帶領全院教師參觀實驗室,讓實驗人員講解各儀器設備的功能,以便老師們使用。就這樣一步步,在保持力學學科發展的同時,也使原本基礎薄弱的土木工程學科和地質工程學科通過夯實基礎,呈現出階梯式良性發展的格局。
周又和主持學院工作以來,學院的學科建設、科研平臺、教師隊伍、科學研究、人才培養各方面都取得了驕人的成績。在本科生人才培養方面,2005年底申報的“理論與應用力學”本科專業成為甘肅省人才培養與科研基地,2009年工程實驗中心成為甘肅省本科實驗教學示范中心,2010年“理論與應用力學”本科專業入選國家特色專業建設點,此外,還建成國家精品課程1門、省級精品課程4門,獲國家教學成果二等獎1項。在學科建設方面,2005年底力學一級學科成為甘肅省重點學科,新增防災減災工程及防護工程碩士點,2007年固體力學成為國家重點學科,2008年新增結構工程碩士點,2009年新增地質工程學科博士后科研流動站,2010年力學一級學科博士點、土木工程一級學科碩士點獲批設立,2012年新增地質工程一級學科甘肅省重點學科。在科研平臺建設方面, 2005年凝聚學院力量申報的“西部災害與環境力學”教育部重點實驗室被批準建設,周又和任主任;2007年協同甘肅省地震局一起申報的“蘭州地球物理”國家野外科學觀測站被批準建設,周又和兼任副站長;2007―2008年由周又和領銜協調校內其它學院一起申報的“特殊功能材料與結構設計”教育部重點實驗室(B類)被批準建設,周又和任學術委員會主任;2009年學院協同敦煌研究院等單位一起申報的“國家古壁畫保護工程研究推廣中心”被批準建設,周又和兼任副主任。在教師隊伍方面,目前學院有教師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,并建成一個國家質量工程的教學團隊(2008)、一個教育部長江學者獎勵計劃科研團隊(2007)和一個國家創新研究群體(2011),國家教學名師1人(2008)。在科學研究方面,建院來3項科研成果獲國家自然科學或科技進步獎二等獎、2項獲省科技進步獎一等獎,承擔國家與地方的科研任務都顯著增強增多,2012年的科研經費較建院初的2005年增長了2倍多。在研究生人才培養方面,培養的兩名博士分別于2010年和2012年獲全國優秀博士論文獎與提名獎。這一系列辦學指標,已使土木工程與力學學院名列蘭州大學的前列。
如果說教學與科研為“雙肩”,那么管理與教研又為“雙棲”。事實上,無論是教學、科研還是管理,無非是能力的使用與貫通。對周又和來說,自己就是一粒“種子”,放到哪里,就要在哪里好好“生根”、“開花”、“結果”,而“收獲自有后來人”。