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陈立群是我校 特聘教授,国家杰出青年基金获得者,享受国务院特殊贡献津贴,被表彰为“全国优秀博士后”和“全国模范教师”,获上海市教学名师奖和上海市教书育人楷模提名奖,入选“上海市领军人才”和“上海市优秀学科带头人”。近日,本报记者对陈老师进行了访谈,请他谈谈自己的科研教学经历和追求。
科研:水静流深与力争上游
陈立群从自己最新研究内容谈起。他主持的国家自然科学基金重点项目今年刚刚启动。该项目是关于振动型能量采集中的非线性动力学问题。振动能量采集是一项很有发展前景的新能源技术,可以将环境中废弃无用的振动能量转化为电能,为不方便架设线或者更换电池的器件提供能源。例如,大型桥梁上需要实时监控,这时就可以采集车辆驶过产生的振动中的能量,为监控传感器供电。虽然振动能量采集已经部分实现商品化,但仍受限于只能采集特定频率上能量的瓶颈问题。人们想到通过在能量采集系统中引入非线性增大采集能量的频率范围。陈立群拟开展的研究就是要深入系统地分析非线性系统的本质特性,如多稳态、内共振、混沌等对能量采集影响,在明确机理的基础上研制基于非线性动力学的新型高效能量采集器。研究工作刚刚起步,也遇到许多困难。陈立群说:“所有的项目一开始总是困难很多,如果一开始就没有困难的话,那么这个项目也就没有进行下去的必要了。我们进展比较缓慢,也是正常情况。”
陈立群在同行中,以对轴向运动结构的研究而知名。轴向运动结构是带锯、动力传输带、 高空缆车索道等的力学模型,特点是细长结构(如弦线和梁,一个方向的尺寸远大于另外两个方向)沿着长尺寸的方向运动。有趣的是,这种轴向的运动会影响与之垂直方向上的振动。这个研究领域是美国现任工程院院长牟特(C. D. Mote)教授在上世纪五十年代所开创的。陈立群从上世纪末进入这个研究领域后,先后完成3 项国家自然科学基金面上项目,并在去年年底完成国家杰出青年科学基金项目。自然学科基金委员会国家杰出青年科学基金结题审查报告写道,该项目在研究计划执行期间,取得了如下重要进展:1、轴向运动黏弹性梁横向振动的建模研究。2、运动结构横向非线性振动的近似解析分析。3、运动结构横向非线性振动的数值仿真。项目综合评价,“全面完成计划,研究工作取得突出进展或结果”。
除上述科研主攻方向外,陈立群有广泛的研究兴趣。目前,在研的项目有车辆-道路耦合非线性动力学方面的国家自然科学基金重点项目,他是上海大学的项目负责人,该项目研究部分成果总结于科学出版社出版的专著《车辆-道路耦合系统动力学研究》。从他1995年师从上海交通大学刘延柱教授攻读博士学位时,就研究航天器姿态动力学中的混沌运动,今年由清华大学出版社和德国斯普林格 (Springer)出版社联合出版了刘延柱和他的英文专著《航天器姿态动力学中 的混沌 ( Chaos in Attitude Dynamics of Spacecraft)》。他们的研究分别在 2000 年和2005 年获得上海市科技进步二等奖和教育部自然科学二等奖。他在1986 年攻读硕士学位时,开始钻研分岔和混沌问题,关于控制混沌的研究成果获2004 年上海市科技进步二等奖,关于混沌控制和同步化的工作获2007年教育部自然科学二等奖。1984年本科毕业留校任教以来,陈立群对分析力学也颇感兴趣,现在还在指导这方面的博士生,分析力学的研究成果分别在2005 年和2010 年获得上海市科技进步二等奖和教育部自然科学二等奖。
谈到自己的研究理想,陈立群说自己追求的是水静流深的境界。“研究有不同的境界,‘充实之谓美,充实而有光辉之谓大,大而化之之谓圣,圣而不可知之之谓神。’”陈立群自谦地说,“我境界还较低,最多只是‘充实’,离‘大’、‘圣’、‘神’还差很远。尽管如此,仍希望能对本学科核心内容有所贡献,以自己的微薄之力为人类知识大厦添砖加瓦。面对现实,还是要力争上游,努力成为所在学科领域中一个有国际声誉和影响力的研究者。”
教学:高屋建瓴与有教无类
陈立群在教学中追求新意,在教学过程中力求体现出高屋建瓴的学术洞见,而且深入浅出,寓神奇于平淡。即使在理论力学、工程力学这些本科生基础性课程中,他也采取一些措施积极,在学生可以接受的范围内探索研究型教学。这些措施包括从科学技术现代发展的角度审视取舍基本教学内容,教学内容的处理体现科研的思路,将当代研究成果通俗化以充实教学内容,结合力学史,说明基本概念和理论的发展过程,利用工程和生活中的实例说明力学基本理论。他还借鉴外国的教学理念和教学资源,积极研究国外教材,所发表的教材评介文章在力学教学界具有一定影响。他领衔编著的上海市高校重点教材《理论力学》获上海市普通高校优秀教材一等奖。他负责的课程“工程力学”被评为国家级精品课程,他带领的基础力学教学团队入选上海市市级教学团队。
为配合我校的大类招生,陈立群为文理等各大类学生开设通识教育课“混沌与非线性思维”。他以通俗形象的方式阐述了混沌、分岔、分形等非线性动力学核心概念,并注重用经典或文学语言帮助学生理解。同时,生动详尽地回顾了这些概念的形成历史,带领学生阅读研究先驱者的原始文献。在逻辑与历史的双重变奏中,彰显了自由探索、崇尚创新、理性怀疑、公开争论、多元思考、实验检验的科学精神。他还强调了这些科学概念的文化影响,包括对思维方式的影响、在社会科学中的应用以及对文学艺术创作的启发。该课程总结论文在第23届国际力学家大会(ICTAM 2012)“力学教育”分会场报告,全文将发表于英国出版的《机械工程教育国际杂志(International Journal of Mechanical Engineering Education)》。
孟子把“得天下英才而教育之”列为君子三乐之一。但在陈立群看来,教师更应该如孔子所说“有教无类”,把所有的求学者都培养成才。这一点在博士生指导中尤其突出。陈立群已经毕业的18 位博士生中,本科阶段就读985高校1人、211高校4人、普通高校11人、 无本科学历2人,硕士阶段就读985高校2人、211 高校2 人,普通高校9 人、无硕士学位 5 人。在陈立群指导下,这些学生平均3年就完成博士学业。现在这18 位博士,9 人担任正教授,其中3 人为博士生导师,6人担任副教授。在科研方面,1人获得国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”,受聘“北京市特聘教授”,入选“辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划”和“辽宁省 人才工程”;1人入选上海市科技青年启明星计划,曾入围国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”答辩;1人入选“第四批安徽省学术和技术带头人”。13 人作为负责人成功申请国家自然科学基金21 项,其中包括6项青年基金;6 人11 次获省部级科技进步二等奖,1 人获省级科技进步三等 奖。在教学方面,1 人作为第一完成人获省教学成果奖一等奖,1 人获浙江省教学名师奖(比陈立群获上海市教学名师奖还早5 年),1人被评为“浙江省高等学校优秀教师”;1人获“全国徐芝纶力学优秀教师奖”。陈立群指导的博士论文,1 篇获全国优博提名,2篇获上海市优秀博士论文。
最后,陈立群谈了他自己对“教书育人”的独特理解。“‘教书’就是教师用专业知识服务学生,与学生分享知识,体会求知的快乐,并共同探讨知识发现的过程和方法。要信任学生有能力规划自己的未来,包括取得学业成功,尊重学生对自 己学习的安排。‘育人’就是基于教师的专业经验和人生阅历,帮助学生活得清楚明白,成为‘全面发展的人。’行胜于言,育人重要的是以身作则,用自己对专业的热情和工作的快乐感染学生,引导学生的兴趣,以完全平等的态度对待学生。”
我们祝愿陈立群在他那貌似平淡实则精彩的职业生涯中续写辉煌。研究不厌,出好成果; 教学不倦,多出人才。
记者张琳婕、付颖,发表于《上海大学校报》2013年9月10日(总747期)第二版。
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