解决问题的能力和思维方式

——浅谈土木专业本科生和研究生的区别

科学的全部不过就是日常思考的提炼（The whole of science is nothing more than a refinement of everyday thinking）。——爱因斯坦

(源自网络)

对一个科研或工程问题的深入把握取决于个人的知识面和日常的思考力度。本科期间学了相关知识只要会做题、分数考得高可能就是不错的学生，但只会考试的研究生绝对不是优秀的研究生，因为对研究生的评判应该更高一个层次。

“日不落”桥梁大师邓文中院士把桥梁设计归为四个层次——“能、会、美、雅”，本科生可能对于专业问题的认识顶多处在能与会之间，而研究生不但要会还要干得漂亮，对专业知识的运用要游刃有余方能彻底地解决某些问题。基本的专业知识在本科期间都学习了，研究生阶段可能会稍加深入，具体到某个研究方向或领域还需要再加深入。就像土木专业的本科生都学习过结构力学、材料力学、结构设计原理，研究生阶段应该学习过弹性力学、高等(非线性)混凝土，可有些研究生还是分不清弯曲、剪切，或者知道其概念，可一旦用到实际问题中就一头雾水，何谈解决问题。

土木专业研究生期间更多的是采用软件计算，也就是将实际的工程结构抽象成数学模型。软件还是那个软件，可有些人用他解决了问题，有些人却弄错了。区别就在于个人抽象过程中对实际工程结构的理解和剖析程度不同，这正是研究生阶段需要培养的核心能力（或者说将来的核心竞争力，都读到研究生，也算是高级知识分子，将来都该是单位的技术骨干）。在用软件过程中，不能将软件和所学的基础知识分离（数学、力学、专业课等），软件是工具（屠龙刀、倚天剑），专业基础知识才是内在修为（内功心法，如九阴真经、九阳神功）；只有基础扎实并能灵活应用（悟性的体现），才能更好地驾驭先进的工具。在模型满足软件本身的运行要求情况下，都能算出一个结果，而研究生就应该具备判断结果合理性的能力，更应该清楚每一项结果背后的物理意义，否则结果只不过是一堆没有意义的数据而已。如何判断结果？主要依靠的是专业基本概念、基础知识的理解深度和融会贯通能力。邓文中院士曾说：不管你设计的结构体系多么复杂，都要回归到本源去建立起轴力、剪力、弯矩的平衡(三个Σ)。奥雅纳是非常好的工程咨询公司，他们几乎所有项目都要求能够用手算校核结果，这都体现了专业内功的重要性。

目前，国内绝大多数高校的博士入学招考方式已部分或全部取消单纯的考试形式，而是改为“申请-考核”制。背后重要的原因是考试成绩无法全面衡量一个人是否具有科研能力、是否适合做科研。实践是检验真理的唯一标准，“申请-考核”制就要求用你的既有成果去证明你能胜任博士期间的科研工作，个人认为这是更负责任的招考方式。

教育的本质是培养人的思维(顾明远)，而不是灌输一堆知识(“真正的教育不传授任何知识和技能，却能令人胜任任何学科和职业，这才是真正的教育；耶鲁大学致力于领袖人物的培养，本科教育的核心是通识，是培养学生批判性独立思考的能力，并为终身学习打下基础。”——Richard C. LEVIN (任耶鲁大学校长20年))。上了研究生，首先得清楚的是：学历≠知识≠能力。不同的人悟性会有所差异，这是由个人的聪明程度、长期以来养成的思维方式、做事习惯等决定的，即两个方面：（1）基础知识体系的融会贯通程度，决定其发散思维能力，即有没有想法(idea)；（2）从小(绝非一朝一夕)形成的思维方式和做事习惯，决定其思维严谨性。能够考上研究生说明对基本知识点大都清楚，有悟性的人能够把各个知识点能串起来；悟性差的知道的东西也还是那么多，但串不起来，究其原因就是对基础知识是否融会贯通、灵活应用程度。说白了，机械式堆积的知识是不能直接转化为能力的，知识想要转化成能力还需要思维的加持，也就是说能力其实是人的大脑用思维支配和运用知识过程的外在表现(吉大秋果)。

本人对研究生的读研要求是具备：好奇心、求知欲、行动力、坚持度。其中，“好奇心、求知欲”是“知”，“行动力、坚持度”是行，达到“知行合一”，结果一般不会太差。当上了研究生就会发现自己有很多不足，这就要求你不断提升自己；当然，追求进步的人会始终觉得自己和别人有差距，始终觉得自己有太多知识尚未掌握，正所谓求知若渴，虚怀若谷；亦所谓你知道的越多，不懂的才会越多；只有不思进取和鼠目寸光的人才觉得自己水平很高、高人一等，亦所谓“贫穷”限制想象力，即无知者无畏。让自己的知识与日俱增、让自己一天比一天优秀是非常高贵、收益终生的品质(There is nothing noble in being superior to some other men. The true nobility is in being superior to your previous self(海明威))。好奇心是科研路上的灵感源泉。如果缺少好奇心，你就会觉得看到的事情都是理所当然的，你就不会进一步去深究。科研本为探索新知，好奇心事关问题的提出。好奇心同样会驱使你遇到问题时不那么沮丧，而是不将其解决，便心有不甘。对于普通学校的学生，绝大多数在大学期间没有或鲜有写作训练和经历(前几天听哈工大吕教授科技论文写作指导的报告，他说哈工大也是如此)，即便有，大都是非常的不系统或不负责任(如课程小论文)，致使很多人的写作水平还停留在高考阶段，甚至于不如高考时(记忆遗忘)。研究生期间的成果却要通过写作来体现(学位论文、小论文、专利、科研项目等)，这就要求必须得有欲望并勤于写作，读文献、读书写笔记(优先建议电子文档，便于保存、查询、利用)，导师布置的任务一定要立马建立文档，随时写作、补充、修改。尤其是高考语文在120分以下者，要格外加强写作训练。英文写作，异曲同工。

研究生之前的教育可以说都是应试教育，说白了就是考试成绩决定一切。有些学生考研分数很高，但做科研总是不得其道，一定程度上也是从应试教育没转换过来的原因。本人目前指导毕业的9名硕士生(学硕)中，考研分数最高的两人(344、345)课题做的都很一般，而做的最好的俩人考研分也只有294和296分，目前俩人都赴双一流学校读博，也在一定程度上说明考研分数不起决定作用。当你觉得自己在悟性方面还有提升空间时，要试图改变以往自己的做事习惯、考虑问题的思维方式。

在工作和读研之后往往面临的却是实实在在的问题（科学或工程问题）。考试题都是经过简化的，而实际问题（工程或科学）都将非常复杂，这就要求要有良好的做事习惯、发散而不失严谨的思维。这方面导师只能指出每个人的问题(表象)，但无法从根本上纠正，改变还得靠自己（内因决定外因）。所以，还是上古大神说的好：The whole of science is nothing more than a refinement of everyday thinking。你的日常习惯和思维方式决定了你的科研能力，决定了你对(工程、科研)问题的把控能力，决定了你在单位的“应有”地位（“应有”表示已排除负能量因素）。

注：本文写于19年4月东大访学期间，19年8月进行了适当修改，21年1月修改，22年8月定稿。

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