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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978120]
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3.3.1 高等工程教育人才的培养模式
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张维等指出：工程教育的人才培养必须面向工程实际，而这是我国工程技术教育“一段时间以来的主要欠缺”[3.10]“它突出反映在学科专业划分过细，知识面太窄，又没有足够的工程实践训练”“导致学生缺乏现代工程设计思想、方法和综合运用多方面的知识解决工程问题的能力，缺乏对现代工程所必须具备的有关经济、社会、交往方面的了解，缺乏参与管理现代工程的领导、决策、协调、控制的初步能力和管理素质”。
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为了探求培养合格的、具有竞争力的工程师的模式，早在1985年，张维就利用出国访问机会，向美国麻省理工学院（MIT）时任校长格瑞（Paul Gray）了解美国工程教育近年来的变化和存在问题[3.12]。1998年，张维曾经与美国麻省理工学院（MIT）工学院院长布朗（R. Brown）、加州大学伯克利分校（UC- Berkerley）的前校长田长霖和美国工程院院长沃尔夫（Wm. A. Wulf）等人进行了认真、详细的探讨。由于沃尔夫的意见反映了自20世纪末以来，为适应世界科学技术的迅速发展和全球化形势下激烈竞争的需求，世界工程教育改革的动向，张维亲自将沃尔夫在1998年2月于美国科学促进会1998年年会上的讲话“工程教育改革的紧迫性”一文翻译为中文[3.13]，刊载在“清华大学教育研究”杂志上。在该文中，首先提出了“工程师是做什么的”问题，指出：“科学讲分析，它设法了解自然是什么。工程要综合，它努力去创造可能的东西”“工程是创造，是设计可能的东西，但它受到自然、造价、安全的考虑，可靠性、环境的影响，可制造性、可维护性以及其他许多因素的制约”。
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张维认为“一个合格的工科毕业生既应有分析能力，更应学会综合能力”[3.14]。工程问题往往是一个系统性问题，涉及到方方面面的知识很多，需要对许多界面与接口的了解与管理，因此张维提出要培养学生处理工程实际问题的系统观。同时，在系统观的理论指导下还应不断加强学生对工程实际问题的分析和综合能力，其中分析能力可以探求具体技术难题的成因，而综合能力则可以从众多的解决方案中权衡利弊给出最终优化的决策方案，这两种思维方式相辅相成，对于工程人才非常重要[3.15]。
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3.3.2 提高工科学生质量首先要打好理论基础
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张维认为，工业产品的质量主要取决于它的技术队伍，“说到底就是取决于其中高级的技术队伍创新的思想和能力。培养这种创新能力实际是件长期的事，但他（她）们在大学期间基础打得是否坚实是十分关键的”[3.16]。张维对于我国建国初期仿效苏联单科办学，使理、工科分家，造成工程教育专业面过窄的现象不以为然，他认为工科与理科，相当于水之源、木之本，对于工程问题背后的科学机理认识得越透彻，则越能给出更为巧妙灵活的解决办法，在某种程度上工程技术问题的描述、建模和求解和所具备的理论基础密切相关。因此，“在工科院校增加并加强理科各系，使工科大学的理学院达到综合性大学理学院同等的水平，真正做到理工合校。只有这样才能从根本上有利于提高工科学生培养质量”[3.15]。
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张维一生致力于提高我国工科基础力学课程的教学质量。他在20世纪40年代回国后就先后在北洋大学和清华大学讲授工程力学有关课程，面向全校机械、土木、电机等各工程系开设过材料力学、高等材料力学、理论力学、弹性力学和壳体理论等课程。他的讲课物理概念清晰，将力学问题如何从工程中提炼出来形成力学模型、得到数学解后又如何回到工程实际中去解决问题并得到检验，在解决力学问题过程中哪些力学家作出了贡献，学生在课外可参阅哪些文献，一一道来。虽然考试时他出的考题非常灵活、困难，但他讲授的力学课程却能够吸引当时清华大学同方部满满一个大教室上百名各系的学生。1951年张维担任清华大学工程力学教研组主任，并且被教育部聘请为工程力学课程教改组组长。自20世纪60年代起，直至1984年，张维担任教育部基础力学教材编审委员会主任长达20余年，对制定我国基础力学教学大纲，编写材料力学、理论力学、结构力学、弹性力学、水力学等力学基础教材，交流教学经验，对提高我国基础力学学科的教学质量作出了杰出贡献。他任职期间审定和推荐出版了刘鸿文、孙训方、吕茂烈、金宝桢、杨式德、龙驭球、包世华、徐芝伦、吴持恭等名家主编的各门力学教材，在我国各高校中被广泛采用。由张维主持，组织了浙江大学、西北工业大学、西南交通大学、清华大学、北京航空航天大学、同济大学、湖南大学、华东水利学院、成都水电学院等高校相关教研组的高水平教师讨论教学大纲，编写了“材料力学”、“理论力学”、“结构力学”、“弹性力学”、“水力学”等教材，供我国各高等工科专业选用。特别在文化大革命后，召开过多次教材编委会，对“文革”重灾区的高校的基础力学教学拨乱反正，恢复教学秩序，提高质量起到极大作用。
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20世纪80年代起，由于计算机和信息产业的兴起，工程专业基础课程必须加入离散数学、信息科学等新的内容，传统基础课程必须贯彻“少而精”的原则。张维组织翻译出版德国慕尼黑工业大学教授马格努斯（Kurt Magnus）和缪勒（Hans Heinrich Müller）的《工程力学基础》及其配套的《工程力学基础习题详解》，他组织多位清华大学懂德文的力学教授翻译，并亲自翻译其中最为精彩、最难翻译的前言和其中的章节。该书在德国多次再版，是马格努斯教授多年讲授两年的工程力学基础课程的讲义基础上编写而成的，它的内容包含许多分支，如材料力学、理论力学、弹性静力学、流体静力学和连续介质力学等的基本内容，此书的最大特点是严谨，少而精，32开本不到300页的书（指中译本），集中于那些重要的且随时间变化最小的基本内容，在德国出了六版，可见其影响之大。对于我国提倡精讲多练的授课导向起到很好的示范作用，也一定程度上反映了张维的教学思想[3.16]。该书在我国受到了许多力学教师的重视，影响很大，成为力学教材少而精的范例。为了提高工程技术人员的力学水平，推动我国工程设计的创新，张维还在担负很重的行政工作同时，致力于力学的普及工作。60年代张维主编过《壳体结构文汇》、《壳体理论摘译》、《壳体理论入门》[3.17]、《薄壁壳体结构理论概要》[3.18]等著作，普及和推广壳体理论和应用。张维还主编过《力学名著丛书》、《世界经典力学名著丛书》。主编或主译过《中国机械工程手册》、《中国电机工程手册》、《德国“HüTTE”工程师手册物理卷》（上下册）及其新版中的《工程基础》（上中下三册，主译其中理论力学、振动理论、材料力学、流体力学）、《德国“DüBBEL”机械工程师手册》、《世界科技名人传略技术科学分卷力学篇》、《中国科技专家传略工科卷12册》以及当代前沿科技《百科全书》的工程科学分卷等。这些书籍在我国工程师中起到了加强基础、拓宽知识结构的作用。
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20世纪80年代后，张维看到一些高校存在重科研、轻教学的现象，基础课受到削弱，他除自己于1980年带头亲自在清华大学为本科生讲授“材料力学”课外，还几次著文呼吁基础课应由教授讲授[3.19]。他以20世纪二三十年代的清华大学为例，大一物理先后由叶企孙、萨本栋、吴有训、赵忠尧等讲授，大一化学则由张子高、高崇熙、萨本铁教授讲授。他指出：“通常人们常称道清华这一时期的毕业生有后劲，这是与那个时期清华大学的基础课由著名教授讲授，因而教学质量较高很有关系”。张维在20世纪70年代访美期间，问过两位著名的美籍华裔数学家林家翘（时为MIT教授）和陈省身（时为加州大学伯克利分校教授）：“你们教不教大一的微积分？”他们均回答：“教，两年一次”。张维还举出20世纪三四十年代德国柏林高工著名的核物理学者、诺贝尔物理学奖获得者Geiger给全校理工科几百名一年级学生讲大课，瑞士苏黎世“联邦高工”自“二战”前后直至70年代初，始终由诺贝尔物理学奖获得者Scherer为600名大一学生讲授物理课，由力学一直讲到原子物理。张维指出：“工科专业的自然科学基础课（数、物、化、生）应由学术水平高的教授讲授，这对于提高学生的质量，使其在日后工作时有后劲、能不断地创新、为工业生产作出贡献，是一项非常重要的措施”。
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3.3.3 加强工程教育中理论与实践的有效结合
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张维指出：“工程师要生产某种物质产品，并研究与之相关的一些技术问题。他既要掌握先进的生产技术和理论，又要能深入现场解决，甚至亲自动手或参加操作生产过程”[3.14]。张维认真总结了普朗特、铁木辛柯、冯·卡门等力学大师的成功经验，特别强调“他们所以能够取得伟大成就，成为一代宗师，不只是天才、机遇和他们的理论功底，还因为他们都具有工程师的背景，从深厚的工程经验中达到对于实际问题的深刻理解”〔37〕。由于受传统封建士大夫“劳心者治人，劳力者治于人”思想的影响，加之工科教师大多毕业即从教，缺乏工程实践经验，使得我国长期以来在教学中存在理论与实际脱节的弊端。为保证工程教育理论与实践的有效结合，张维提出“在学校期间，学生除去听课，学习理论知识以外，还有许多教学环节，可以自己动手实践，如实验课、设计课、讨论班等。……比较理想的安排是，在学校实习工厂有一定的初级操作的实习后，要设法安排学生去生产现场实习2～4个月”[3.15]。20世纪60年代他曾带头向教育部提出由他试点研究生下厂矿、企业、研究所实习一年的制度，改学制三年为四年，以加强工程实际的锻炼。
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纵观张维一生，在清华大学土木工程系、工程力学数学系任系主任时对于教学计划的安排，以及他亲自到工厂、工地，到国防工业研究所为学生联系生产实习、毕业设计题目的活动，无不反映出即使在新中国刚成立、工业十分落后的条件下，张维仍努力实践着他的这一教育思想。他在创建深圳大学时所提出的教学计划安排，更是他这一思想的具体实践。
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张维还主张减少必修课，增加选修课，使学生有更多选择的余地。在教学中精讲多练，通过布置大作业、课程设计等环节培养学生自学能力和独立工作能力，提高他们在工作中的适应性和灵活性。张维认为学生在校时间相对是短暂的、掌握知识有限，而工作中将会遇到各种新的问题，因此学校要培养学生的自主学习能力，从而在他们今后一生中能够不断掌握新知识、适应新要求[3.15]。张维的这些指导思想，在本书第2章中他对于秦权、张若京等人的指导中得到了充分体现。
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张维主持制定的1953年清华大学土木系工业与民用建筑专业五年制教学总周数分配图〔38〕
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3.3.4 坚持工程学科建设要具有超前意识
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在张维一生中，始终关心着世界科技发展的前沿，直至他已届耄耋之年，人们还经常可以在清华大学图书馆看到他认真查阅国外文献资料的身影。无论他在副校长职位上还是不再在位时，他总会根据这些科技动向结合我国实际，向当时担任清华大学领导工作的同事提出工程学科发展的建议。
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20世纪50年代，他协助蒋南翔在清华大学提出和建立自动控制、原子能、无线电、计算机等新专业以及计算数学、工程力学、工程热物理等技术科学专业，这些专业为改革开放后清华大学的发展打下了重要的基础。
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张维致力于研究美国工程教育如何“由最初的被动适应经济发展逐渐向主动方向发展，为美国工业化的崛起日益作出了重大贡献”[3.10]，从而提出我国的工程学科建设要具有超前意识。他和其他同仁不仅在工程院给国务院的《我国工程教育改革与发展》咨询报告[3.11]中，在要考虑到教育的“滞后性”上打了着重号，还在自己的教育工作实践中时时研究工业发达国家中行业发展动向对我国的影响，我国的工程教育如何能够具有超前意识，以适应今后的我国工业发展的趋势。
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20世纪80年代，张维在出国访问期间，发现国外一些著名高等工程院校十分重视发展无损检测与评估技术，它是在非破坏条件下对产品质量进行评定，确定产品的可靠性的技术，对于提高一个国家工业产品的竞争力有重要影响。但因为这是一门综合物理学、材料科学、机械工程、电子学、计算机及信息技术等诸多学科基础上发展起来的技术，在国务院学位办所公布的学位目录中并没有“无损检测”这门学科。鉴于此技术的重要性，1990年张维和清华大学潘际銮教授（中国科学院院士）共同支持清华大学机械工程系成立了无损检测教研室（后改称无损检测技术工程中心），1993年又由清华大学自主审定为硕士点〔39〕。二十多年来，该中心已经为我国各工业部门培养了七十多位高等技术人才。
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据余寿文（时任清华大学工程力学系主任，后任清华大学副校长）回忆：20世纪80年代，张维深刻认识到微电子工业及计算机对于国家建设和国民经济的重要性，从本专业领域出发，极力主张清华大学工程力学系展开对智能材料、微电子材料及微封装过程进行基础力学方面的研究工作〔40〕。据龚克（时任清华大学副校长，以后先后任天津大学、南开大学校长）回忆：20世纪90年代以来，张维更是以工程教育战略家的眼光瞄准空间及海洋领域的研究课题，积极倡导清华大学建立海洋科学与工程研究中心和宇航技术研究中心，并推动建立清华大学航天航空学院的筹备工作。他多次参加清华大学关于航天学科发展的各种研讨会，并亲自出席了与英国萨瑞大学合作研发微型卫星的签字仪式，可谓是清华航天的发起人与重要推动者。同时，微纳米技术的快速发展及其广阔的应用前景也引起了张维的注意，为此他专门约见清华大学领导提出发展微纳米技术的重要性和必要性，并建言献策〔41〕。实践证明张维坚持走理工结合、面向高科技的学科发展之路是正确的，对中国工程教育学科建设及新专业的成长作出了不可磨灭的贡献。
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张维教授百年诞辰纪念文集 [:1705978124]
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3.3.5 完善教师选聘制度，加强师资队伍建设
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