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张维多次提出清华大学的科研工作要“入海”。20世纪60年代，张维亲自与国防部门联系，让龙驭球承担潜艇薄壳发射孔应力集中这个关键课题。龙驭球创立了薄壳大孔口问题的摄动法，突破了卢里耶和萨文方法只能用于小孔口问题的局限性，为改进我国海军舰艇设计作出了努力。20世纪80年代，龙驭球又参与了张维所倡导的自主发展我国海洋工程设计研究工作，在承担国家经委科技攻关项目时，提出海洋平台管节点应力集中分析的厚壳元方法。
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“文革”后期，龙驭球致力于研究国际上刚兴起的有限单元法，张维对此给予了大力支持。“文革”刚结束后的1978年，龙驭球编写并由人民教育出版社出版了《有限元法概论》，他把书送给张维、陆士嘉两位老师。不久，陆士嘉对龙驭球说：“你送来自己写的书，我们特别高兴，张维这几天正在认真学习哩！”龙驭球听了，既吃惊又感动，后来才知道张维与我国有限元法的先驱者、数学家冯康讨论过龙驭球的书，并计划把这本书推荐给Springer出版社，在国外出版。2009年，Springer出版社出版了龙驭球的有限元专著《Advanced Finite Element Method in Structural Engineering》，使世界分享了中华智慧，实现了张维当年的遗愿。
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1981年，龙驭球的一位优秀青年硕士生袁驷毕业了，想继续在龙驭球的结构力学学术团队攻读博士学位，可是龙驭球迟至1984年1月才被批准为我国第二批博士生导师。张维爱才心切，欣然应允作为袁驷的博士生导师，由龙驭球担任副导师。袁驷在1984年以“应力分析的样条单元”的博士学位论文顺利通过了答辩，在学位论文指导教师的署名上，张维却坚持将龙驭球放在首位、自己署第二位。十多年后，继施嘉炀、蔡方荫、陶葆楷、张维、王国周、陈肇元……等前辈之后，袁驷成为清华大学土木系系主任，后又成为清华大学副校长、教务长。张维提携后辈的精神由此可见一斑。
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龙驭球以学术新作贺张维八十寿辰
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龙驭球总结其研究组多年的研究成果，于1992年出版了专著《新型有限元引论》，第二年喜迎张维八十寿辰，龙驭球赋诗“华诞吟”感激师恩。
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由于他在力学与土木工程方面的学术成就，1955年6月张维被国务院批准为中国科学院第一批学部委员（时任清华大学教授共有刘仙洲、钱伟长、张维、孟昭英、梁思成、张光斗、章名涛等7人成为第一批学部委员）。
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1956年1月14日到20日，中共中央在北京召开全国知识分子问题会议。这是新中国成立后第一次把知识分子问题、发展科学技术问题，作为全党必须密切关注的重大工作郑重地提了出来。周恩来代表中共中央作了《关于知识分子问题的报告》，指出：“科学是关系到我们的国防、经济和文化各方面的有决定性的因素。”“在科学技术的巨大和迅速进步面前，我们已经落后”“我们必须急起直追”“我们必须赶上世界先进科学水平”。他着重阐述了如何最大限度地发挥知识分子作用的政策和措施，如何大力发展我国科学技术的战略考虑和规划。根据会议的建议，中央决定成立国家科学规划委员会。在周恩来、李富春、陈毅、聂荣臻等人的组织领导下，集中一大批优秀科学家编制了1956—1967年全国科学发展的远景规划，以及若干方面的具体计划。1956年1～6月期间，张维作为这批优秀科学家中的一员，脱产参加制定我国12年科学远景规划，任水利、土木、建筑组组长，对土木工程提出建立现代化的预制构件工业，这个建议在规划制定后得到了实施，大大促进了我国土建基本建设速度。规划制定工作后期，周总理建议在原定56项科学计划后增加一项基础科学，力学成为其中的一个学科组。力学学科组由钱学森任组长，郭永怀、张维任副组长。张维还作为1956年第一次科学规划13人的专家领导小组成员，对整个科学规划进行了审议。此后，明确了力学是技术科学，张维担任了中国科学院技术科学部的常务委员。
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在制定12年科学规划时，面临航天、航空、船舶、核工业、兵器等各个新兴工业部门紧缺力学人才的困境，张维和钱学森、钱伟长等共同提出两条建议：一是在清华大学等若干所大学设立工程力学专业，为新中国培养工程力学人才，但缓不济急；二是从1957、1958年重点工科院校的毕业班学生和青年教师、相关专业技术人员中，选拔优秀者作为学生，由清华大学和中国科学院联合举办工程力学研究班和自动化进修班，钱学森为第一主持人，编制隶属清华大学。工程力学研究班的学制为两年，自动化进修班（其学生大部分为在职人员）的学制为一年，以解决各新兴工业部门的急需。工程力学研究班的班务会议委员为钱学森，钱伟长，张维，郭永怀和杜庆华。1958年7月，清华大学正式成立工程力学数学系（“文革”中计算数学专业被调出，改为工程力学系），张维为首任系主任，直至1977年。从1956年起，张维就和解沛基、赵访熊、杜庆华等一起，开始为创建工程力学数学系做各种准备工作。关于张维创建清华大学工程力学数学系的工作，在第2章中将详细叙述。
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入党后夫妻合影（1956年）
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张维和时任清华大学第一副校长的刘仙洲合影（1959）
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1955年，张维在北洋大学读预科时的老校长、读唐山交大时的教授、他所敬重的老前辈刘仙洲以65岁高龄加入了中国共产党，这件事对张维在思想上产生较大影响。这一段时间以来，张维和陆士嘉从亲身经历中体验了在中国共产党领导下新中国教育和科学事业的发展与前景，与解放前的旧中国形成了鲜明的对比；他们少年时代的朋友刘仁以及他们周围一些共产党员为了新中国努力工作的形象、诚恳待人的作风使他们受到感染；特别是听了周恩来总理的多次报告、陆士嘉在几次出国访问前夕亲自聆听周恩来总理的教诲，他们亲身感受到真正的共产党人的高尚品德。张维夫妇毕生对于周恩来总理的崇敬从一件事可以看出：在他家的客厅里，没有什么全家福一类的照片，“文革”后正中的墙上始终挂着一幅周恩来总理的照片。经过认真的考虑，张维提出了入党申请，于1956年5月加入了中国共产党，陆士嘉也差不多在同期入了党。入党时的誓言成为指导他们今后一生行动的准绳。
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从1956年下半年起至1966年，张维开始从事清华大学教学、科研等方面的领导工作。
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1956年6月下旬，张维参加了在葡萄牙里斯本举行的国际桥梁及结构工程年会第五次会议，在会上向世界各国同行介绍了新中国学者的教学与研究情况。
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1956年8月，清华大学校务委员会决议，为加强校一级领导，增设副教务长一人，由张维担任（9月10日高教部批准）。10月，张维被任命为清华大学副校长，分管清华大学的教学工作。11月9日，在校务行政会议上，为了综合计划学校各方面的工作，包括教学、科研、基本建设、人事工作等，决定成立规划小组，由钱伟长、张维、高景德等七人组成。在这次会议上，张维报告了本学期以来学生的学习情况，报告了调研中所了解的学生负担过重问题。经过几次会议充分吸取各方面教师的意见，12月校委会扩大会议又讨论了修订教学计划问题，在此期间，张维对于各系提交修订的教学计划，包括培养目标、专业课与基础课的比重、学时数、选修课、公共基础课的类型等问题，都要一一仔细地了解情况，与有关教师认真讨论研究并提出意见。1957年上半年根据和各系与基础课教研组讨论的结果以及参加高教部座谈会的精神提出了改进措施。寒假里，北京市2000多名中学生来清华大学参观，张维和钱伟长一起接待他们，并为中学生做了报告。
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在20世纪50年代这一阶段，根据国家的需要，清华大学的性质是一所高等工业学校，而张维根据这样的要求负责学校的教学工作。他的指导思想可以从1957年2月26日他在《人民日报》上所发表的“对于我国高等工业学校的培养目标和教学计划的分析”[1.13]一文中看到。在该文中张维写道：“我们现在需要培养什么样的人才呢？为了社会主义的建设，我们要培养有一定政治觉悟、体魄健全、有一定专业知识和独立工作能力的高级工程技术人材。简单说就是工程师（至于今后毕业时的学位称号是否叫工程师不是原则问题，还可以再从长计议）。由于我国旧的工业基础薄弱，新的工业建设发展迅速，实际的工作需要要求大学毕业生离校时对于某一种专业（专业如何划分是另外一个问题，这里暂不讨论）掌握了较有系统的知识，不必经过产业部门的专门训练班，就能独立解决不太复杂的工程技术问题。然后随着经验的增长，解决问题的能力也就随着提高。”“从世界高等工业学校发展的历史来看，培养工程师一直是它的目标。在欧洲，高等工业学校始于拿破仑时代。那时他为了侵略的目的，创设了炮兵学校，要培养军事上修桥、造路和制造兵器的工程师。随后就形成了如今天在许多国家中所看到的高等工业学校。其目的仍然未变，只是主要服务于工业而非军事而已。因此可以看出除去美国外，世界许多国家全是以工程师为高等工业学校的培养目标。即使在美国大学，除工学士以外，也还有授予某某专业工程师学位的规定。这要在获得工学士以后，再继续读，满足一定专业课要求后，才能得到。”张维还针对在20世纪50年代就主张按照美国大学的模式办中国的工科大学的问题，在文章中写道：“如果我们真的是如美国加省理工学院一样，在大学里只讲极少数专业课，我们的毕业生也就必然只好如美国一样，到工厂中再受一两年的专业训练，然后才能做实际工作。但是今天我们的厂矿大多数是没有条件开办这种训练班的。”关于工科院校如何通过教学计划达到培养工程师的目的，他在文章中写道：“要培养工程师，就要使他们具有解决当前生产中的实际问题的能力，也要使他们能适应工程技术日新月异的发展，乃至自己也对于新的发展有所贡献。因此我们在大学中既要给学生以理论的知识，也要使他们对于生产获得一定的知识，并且要有各种机会锻炼自己将理论与实际知识结合起来、具有解决问题的独立工作能力。因此在我们教学改革以后的教学计划一般有三个主要组成部分：课堂学习（包括讲课及各种形式的练习）、生产实习和毕业设计。工科大学毕业生不同于理科大学毕业生，是既要在学校里通过讲课、试验、习题等方式系统地学习，同时也要对于生产实际有一定的认识。生产实习的目的是要使学生在业务上巩固前一阶段的理论学习，为下一阶段理论学习打下基础，并为课程设计和毕业设计创造良好的条件，在思想上也会使他更领会并重视劳动，重视实践。而毕业设计则是使学生在离校前，能将所学到的独立工作能力和各种理论及生产的知识，在教师的指导下，独立运用，去解决一个工程问题。这是培养学生独立工作能力非常重要的一个环节，也是提高工科学生质量的有力措施。”同一时期在《新清华》上发表的文章中，张维还以机械专业为例，详细列出了解放后清华的教学计划安排和德国、苏联以及美国著名高等工科学校的比较，说明除美国大学外，德国、苏联的大学都有生产实习与毕业设计等实践环节，且学时数相近，而清华的基础课学时与美国、苏联大学相当，技术基础课和专业课程学时少于苏联、德国，外语课程学时多于苏联、德国。从这些内容中，我们可以清楚地看出张维对于基础和实践并重、理论联系实际的工程教育思想。我们认为，在20世纪50年代中期，张维所写的对于一般工科专业的指导思想是从当时我国工业和科学技术极端落后的实际情况出发，同时有鉴于欧、美各国工程教育的不同情况而提出的，是一种实事求是的指导思想。
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20世纪50年代末的清华大学领导（左起：刘冰，蒋南翔，刘仙洲，陈士骅，李寿慈，张维）
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1955年，蒋南翔向周恩来总理、陈毅副总理和教育部提出要在清华、北大举办原子能科学技术等一批高技术专业，得到批准。实际上，从1956年张维参与讨论制定我国12年科学规划时起，他就已经考虑，为了适应我国科技事业和新兴工业长远发展的需要，除传统的工程专业外，清华大学还应当建立新兴学科和应用理科（即技术科学），进一步培养高层次的创新型人才。这里需要提及的是，在1958年成立、由张维担任系主任的清华工程力学数学系中，除固体力学、流体力学与热物理专业外，还包含了以赵访熊教授为首的计算数学专业，计算数学专业中既有应用数学方向，也有程序设计方向。早在20世纪60年代初，这个专业的教师就为清华工程力学数学系全系学生开设与计算技术有关的计算方法和程序设计课程，它所培养的许多学生后来成为我国新兴工业和国防战线各领域计算机系统方面的骨干人才。例如，任解放军总参某研究所总工程师、长期从事指挥自动化总体研究和网络工程建设、2005年成为中国工程院院士的戴浩，就是这个专业的毕业生。“文革”后，这个专业的一部分教师成为新成立的清华计算机系计算机软件专业的主要成员，另一部分教师成为新成立的应用数学系的骨干。据60年代初曾参加张维科研课题组、后来成为清华大学党委书记的方惠坚回忆：“张维对于清华大学的教学基本建设、学科建设和新专业的成长作出了不可磨灭的贡献。他原来的学科基础就比较宽厚，对于力学、土木、机械等领域都比较熟悉。由于他的外语好，能熟练地使用英语和德语，又可以阅读俄文，能够广泛地了解各个学科的国际发展动态。他经常到大图书馆现刊阅览室，翻阅各国最新期刊，了解学术动向。我记得在60年代他就对自动控制方面的学科发展提出过好的建议。”他对于这些新专业的培养模式与指导思想，在本书第二章中，关于创办清华大学工程力学数学系的工作方面我们还将进一步阐述。
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1959年3月31日学校召开毕业设计动员大会，副校长张维、陈士骅讲话，提出校委会通过的对毕业设计的10点要求。1959年6月26日校委会讨论制定新教育计划的若干问题。1961年10月20日，学校召开一年级学生大会，张维向学生们做了关于学习问题的报告。
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1959年12月起，张维开始主管清华大学研究生工作，为了在以培养工程师为目标的本科生的基础上，进一步培养具有创新能力的高层次人才，向校委会提出并通过《清华大学培养研究生工作试行办法》，其中规定了高等学校培养的研究生应当“在本门科学方面有系统而坚实的理论基础，能够独立进行教学工作和科学研究工作”，还规定了研究生的培养方法是“结合国家科学研究任务，通过实际科学研究工作，边干边学为主要方式。应规定一门或两门理论课程”“学好一门外国语”“毕业时应提出具有新成果的论文”。该办法还严格了对于研究生培养工作的管理制度，明确了由指导教师负责考核研究生，并应每半年向教研组提出书面报告，写出对研究生的评语；还要求每年对研究生全面鉴定一次，并以书面材料提交校、系各一份。1961年6月24日，学校举行研究生指导教师和辅导教师座谈会，张维和时任清华科学生产处处长的高景德报告了研究生工作。
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