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【力学人】唐少强教授专访—教书是件郑重的事

发布时间:2016-2-29 11:14:38  点击次数:490

 

图文转自:工映青春(微信号:pkucoeyouth)

人物简介:唐少强,北京大学力学与工程科学系教授,主要研究方向为多尺度计算方法与非线性波。担任高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室主任、中国计算物理学会理事、国际华人计算力学协会常务理事、中国力学会力学史与方法论专业委员会副主任等。长期讲授本科生主干基础课程,2002年和2009年两度被学生评为“北京大学十佳教师”,2013年获得“北京市优秀教师”称号。

记者手记

我们去采访唐老师的时候,他正在给研究生进行学习上的指导。唐老师一边要做研究,一边又要备课,工作很忙,但是他还是微笑着很耐心的回答了我们的每一个问题。在采访的过程中,气氛始终很轻松,不时会有笑声。从唐老师那里,我们感受到的是一名老师对自己事业的热爱和对学生的殷切希望。

一路经历,记忆浪花

来采访之前我们了解到,唐老师在一般人还只是刚上高中的时候就考进了中国科技大学。当我们问起他有没有什么比较难忘的特别经历时,唐老师谈到了这段经历,并说到:

“我觉得我们这个系上很多老师都有这样的经历吧,比如黄克服老师十六岁上大学。年轻的老师有这样经历的可能不在少数,只是你们现在接触老师可能还没到那么多。”

说起特别的经历,唐老师表示,自己是一个相对比较理想主义的人,从15岁上大学开始就基本一直在大学里,经历比较简单也比较顺利。印象较为深刻的一件事是自己开始讲微积分课程的一段经历。

“1997年我到北大的时候,我最开始的事情是跟孙树立老师讲微积分习题课。那时候是一个叫叶以同的老教员讲大课。我是来的时候就指定了要接着上微积分的。那个时候上微积分的武际可老师基本上不教了,叶以同老师和黄克服老师是主力,还有一个后来走掉的姓朱的老师。然后我是来接班的,他们讲到导数这一章的时候,让我讲一次大课。我第一次讲课的时候,后面黑压压的一群人,我们整个计算力学和应用数学教研室的老教师们都坐在那里,大概有五六位。上完了之后,武老师是教研室的负责人,跟我说:“你可以教大课了!下学期就派你教微积分了!”我觉得跟现在比,区别还是有的,我们那个时候,至少在我们教研室,教书还是要有个准入证的。因为有个准入证,所以也就会把这事儿看得重一点儿。谈不上光荣或者什么,只觉得自己能不能合格开始教书了。尽管那个时候没有教师资格证,但是这样一群教书教得很好、经验又很丰富的老师,像是给你们《力源》《天工开物》写标题的、讲力学史讲得非常好的武际可老师;讲过好几年微积分的,也是最早拿到“北京市优秀教师”、“北京市十佳教师”的黄克服老师等。这些很有经验的老师来审核你,我觉得这个对我还是有很大影响的,让我觉得教书是一件郑重其事的事儿。”

每一个人的发展过程中,总会或多或少受到来自他人的影响。同样,唐老师在说起对自己影响最大的人时,很自然地提到了工学院的老前辈——武际可老师。

“从学生时代过来,即使你书念得比较好,考试几乎是满分,但是这个跟你要讲给别人听是两个不同的感觉。这个过程,需要教员自己去琢磨,去下点儿心思,把教学看得比较重。但是在某些关键的时候,有些老师提醒你一下,影响就会很大。比如说武老师给我讲的不少事情,我上课的时候也不时地会提到。比如说“80%的同学听懂80%的内容”,就是武老师著名的说法。武老师说的第二件事就是,要教学生的话,第一堂课要找一个共同的起点,像是我现在标准的讲法就是讲√2。√2是一个你学了中学,即使不学理工科,都是一个很熟悉的事儿,但事实上等我们把√2说明白,已经是很久以后的事了,要学到单调、连续函数、存在唯一性、介值定理这些才能把它真正说明白。这些都是武老师教我的。这跟我们平时做题也是一样。你平时做题的时候,你可能很卖力,但是有些东西只有上去做会了题目的人,他来点拨你,你才能茅塞顿开。当然你得不愤不启、不悱不发,首先你要自己先想,你要觉得有一个往上冲的劲儿,然后人家把你的塞子一拔,你马上就明白了,然后又觉得很愉快,我觉得武老师在这方面是起了很大作用的。所以他至少在教书上面对我的影响是很大的。”

研究方向,毕生事业

唐老师现在主要研究方向为多尺度计算方法与非线性波。当谈到现在的研究领域时,他就用最简单易懂的话向我们介绍。

“你自己做什么很大程度上依赖于你过去的经历和你会什么。我自己是学应用数学出身的,所以我现在做的偏向计算力学更多一点。我们现在做的叫多尺度、界面条件,主要核心关注的是波的演化现象。我们现在主要做的是边界条件。假如有一个无限长的区域,现在要做计算的话,肯定不能算无限大,你只能在有限范围里面去算。你在做有限范围的时候就会出这样的问题:我割下一块儿,本来这个东西往两边都是无限延展的,有个微分方程可以控制它的运动,或者说控制波的演化。现在你割下一小块儿,你要提一个这一小块该怎么变的条件,不然你没法解决这个问题。那理论上提的条件应该是:这个条件加上这一小块里面的部分后,还满足某些定律和某些方程。加上提的这个条件后算出来的结果,应该跟原来在无限大上面算出来的结果一样,这样的条件我们称之为透明边界条件(Transparent Boundary Condition)。但是话说回来,这里面有细节的东西,比如刚才说的话其实是有值得再考虑的地方的。比如什么叫跟无限大的一样?无限大那边如果原来一直有很复杂的运动的话,如果没有掌握数据,你是不可能算出跟它一样的。所以你要知道在外面本来是一个什么样的情况,比如说是静止的或者有什么样的波在传播等。你知道这些信息之后,你要设计一个合适的边界条件,我们做的就是这样一件事。而且提的条件不仅仅要在在数学上匹合,还要针对相应的物理系统来说是合适的。这件事同样可以这么解释:假如这个边界条件提的不合适,会发生一种情况:相当于我们在操场上说话,那声音就传了出去,往远处,该听得见就听得见,声音该变小就变小。但是现在我在操场上,只划出比如说像淋浴间这样的一小块,如果你的边界条件提的不合适,那么你就相当于真的是在淋浴间里面,你在里面说话,外面人听不到,里面会听到回声,这就是边界条件提的不好。所以我们要提一个条件出来,使得这个条件对你来说看起来像透明的一样,你的声音传出去没有任何影响。但你最后真正做的时候,一定会有一点点影响,也要有一点代价,你要找一个折中,怎样使得代价不太大,回声也比较小。这样肯定是有一个物理系统在后面作为问题背景的。

是老师,更是知心大哥

唐老师曾经两次被学生评选为北京大学“十佳教师”,也曾获得过北京市优秀教师称号。长期以来,唐老师深受学生爱戴,许多同学曾私底下称呼他为“知心大哥”。有些他曾经的学生,即使是毕业很久,也依然记得他,十分感激。当问及他为什么总能像知心大哥一样对待大家时,唐老师笑着回答了我们:

“其实选择在大学里面做事儿跟在其他地方做事儿,很不一样的一点就是:总是跟年轻的学生,跟十八九岁的孩子在一起。从我自己这么多年的感觉上来说,学生除了念书以外,他是一个完整的人。一个完整的人有很多方面,其它方面不解决,学习也会受影响。而事实上,学习的目的也不是为了学习本身,也是为了你成为更完整的一个人。所以我觉得如果你能在某些地方帮到学生,而且事实上我们自己也都从学生时代来,我们也看到学生的这么一个过程,那你会觉得在关键的时候如果你能稍微点拨一点,你能够帮到一个学生就帮到一个学生。每一年,我们到北大来的学生都至少是同龄人中的佼佼者。但同样我们也看到统计规律,有些专业到了四年级的时候再用功,也一定有拿不到学位的。这些学生有各种各样的原因,但是其中有些学生的有些原因,是我们做教员的在关键的时候稍微帮一下,也许就能帮过去的了,就像茅塞顿开一样。我们现在的学生大多数都有这样一个问题,家庭环境不错,一直念上来都是最好的学生,所以某种意义上,他不一定知道怎么去面对新的东西,几乎都是别人把它弄好的。在这些事情上面,当然我的所见有限,我自己能想到的事情也有限,但是自己能想到的能够帮到学生一点,有时候说一句话,也许就会对学生起到作用。我觉得用这样一种想法去做的话,可能就会好一些。其实我能做的事情是很少的,包括现在班上大多数学生的名字和样子我都不一定对得上。但是你仍然会发现,你还是能起到一点作用的。你用心去做这件事儿的话,你会发现有不少事儿可做,然后你做的这一点点事儿,可能有的学生就记住了,而且这些学生未必是班上最好的学生,因为你对谁的启发是只有他自己明白的。”

工作之余的兴趣爱好

“以前游泳还多一些,最近一年多因为稍微忙一点,游泳就少了一点。休闲时间,一般就是看书,我这里面的杂书也比较多。有些我喜欢的作家、喜欢的语言这些东西,我会看看这些杂书。这些杂书对于工作教学肯定会有很大帮助,对自己做的研究也会有帮助的,这种帮助是无形的。你到了一定的年纪,你就要去想到底是怎么回事儿,而这个东西是可以触类旁通的。”

一盏指路灯,给刻苦学习的你们

大学里的学习生活总是能给人以新鲜感,特别是对于初入燕园的同学们,大学里思维方式的转换以及众多课程的时间分配,有时会有点摸不着头脑。对待正在努力学习的同学们,唐老师如是说:

“说到学生们的时间分配问题,用毛主席的话:‘学生以学为主,兼学别样。’这一点肯定是对的。比如说到期末考试了,你发现在其他工作上一周要花两个甚至三个下午,那你肯定花多了,就要调整,毕竟你肯定是以自己的科目学习为主。其他的事情也许你可以在假期的时候做得多一点儿,那是可以调节的。对于同学来说,我觉得真的是要把自己的时间调整好,特别是外面这些非学习的事情。当然一松一弛,文武之道,你也不能说是光念书。但是说实话,在大学期间,至少在理工科里,绝大多数念书念的还比较好的学生都是很辛苦的,我没有看到很轻松的。我们学生通常最羡慕或者是最期望的是那种人,比如你玩篮球,他篮球玩得比你还好,你弹钢琴,他十级了,你玩什么他都很好,上课时候看他也没太在意,完了一考试,考的总是全班第一。但这个事情,第一是可遇不可求的;第二,99%以上的学生都不是这种学生,即使是在北大这种聪明学生云集的地方。用统计的原理,即使说你们这一批学生都比较强,在这些强的学生里面,让别人能感受到像这么优秀的学生,也仍然是极少的,不太可能的。所以老老实实做,这个事情是非常要紧的。一年级的时候,我想我们的同学可能不是很有经验教训,时间稍微放松一下,你就真的被别人赶过去了。另外一方面,我想我们理工科,尤其是像我们工学院这种至少是“接近疯人院(也许真是疯人院)”的地方,有个很大的好处就是,也许别的院的同学,比你还聪明,但是如果没有经过这么一学期的训练的话,那他现在读我的微积分的话,我们写在黑板上的东西他也完全看不懂。我在班上也说过,将来你到社会上,要会别人会的,也要会别人不会的。怎么去会别人不会的,你花了一个学期去认认真真学了这个微积分,别人不是轻易都能看一下就会的,那这些本事就是你将来独特的本事,也就是你将来,至少是我们这群人具有唯一性的本事,那你在社会上就可以立足了。所以做学生的,在大学期间,至少在学期里面,要认认真真念书,这个事儿我想不管是讲什么样的素质教育,不管讲什么全面创新,随便你到什么时代,这事儿永远都是对的。”

“至于刷题,这个事儿就又回到刚才那个问题,某种意义上来说,你会发现刷题为什么重要。第一,我讲这些概念定理,背景是我已经刷过很多道题了,才能有这样的体会,才能去讲这样的东西。这部分东西是我不能代替你的。尤其是在现在课时比较紧的情况下,要大量的讲题目这是不太现实的。这也就是为什么我们微积分一直有一个习题课,必须通过刷题,你才能有理解。第二,你将来会发现在绝大多数时候,你去用微积分,用我们学的这些基础课的话,都是在用计算,用的是我们刷题里面学会的东西。概念藏在里面,你的概念如果不对,你算的东西肯定是错的。概念、逻辑、定理这些事情,很多时候在做题时,你不一定看得见,不一定觉得有多重要。这个是等你题目刷够了的时候你才会发现它重要的。我们说我们是理科的力学,对于同一个事儿,别人做不出来,你能做出来,我们能做出来的原因是,也许我们跟其他工科或者学高等数学的学生的区别,可能就那么点儿概念,那点儿概念也许就像是1℃,99℃的水不开,加1℃变成100℃才能开,那这个1℃可能就是你学的概念清楚这些事儿所起到的作用。所以很难直接说哪个更重要,但是有把握的事情是:如果你题刷的够了,做的东西够多了,第一是你将来即使是学我们这几个专业里面通常被认为是最难的理论力学也够了;第二,如果你会一些他们不会的东西,这将来就是你独创性的部分。将来做研究,或者做事情,区分人和人之间的就是大家不同的部分,就是Δx那部分。”

结语,给追逐梦想的你们

在采访的最后,我们问到有没有什么话想要送给大家时,唐老师很平和,又很认真地说了两点:

“第一点是不要老在虚拟世界里跟那些所谓的‘朋友’打交道,自己身边这些同学几乎是你能找到的最优秀的群体。如果有时间打交道的话,跟这些同学打交道,这是第一点。

至于第二点,我们都看到学生从一年级到四年级一个慢慢变化的过程,这个过程很自然,你也挡不住。你刚刚来的时候,你会很有劲头,但是你会发现学习和人生是一个中长跑,最后你能跑多远是要看积分的,不是说刚开始的时候你的函数值有多大,就能决定你就能积出来多少。最开始的时候肯定是拼谁的底子好,谁起步早一点,但是往长了看,一定是慢慢积分起的作用,在于你使的劲儿使得久。即使说,我第一学期或者前半学期两门课没学好,没有太大关系。只要你接着努力,你会慢慢发现,你慢慢就赶过一些人了。也许你永远赶不过最牛的那个学生,就是那种不怕他比你聪明,就怕他比你聪明还比你用功的那种,没有关系,这些同学正好给了你一个坐标系,让你清楚地看到自己正在慢慢地往前超越。往前超越看起来是在超越其他同学,其实是在超越你自己。要的是持久的努力,不要太在意自己当前是在第几名。”

编辑:石

记者:华韫辉

      孙思嘉

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