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【瞭望】新晋院士管晓宏的教研路

西安交通大学

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管晓宏(右二)与学生讨论问题

“作为一名普通教师,要更加扎实地做好自己的教学和科研工作,教书育人,迎接新的工业革命和科技革命,用知识和能力为国家做出自己的贡献。”新晋中国科学院院士、西安交通大学电子与信息工程学院院长管晓宏在不久前中国科学院举行的新当选院士座谈会上表示。

今年62岁的管晓宏是这样说的,现实中他也是这样做的:在科研路上他不断创新,在教书育人方面他努力“为学生的人生铺路”。

自学考上清华

1982年、1985年分别获得清华大学工业自动化专业工学学士、控制理论与工程学科工学硕士学位,1993年获美国康涅狄格大学电机与系统工程学科博士学位……

人们很难想象,在管晓宏这份令人羡慕的求学履历背后,是其小学没毕业就中断学业,只上过农村小学短期附设初中班的特殊经历。

“当时的农村小学非常简陋,师资大多是来自周围生产队的民办教师,办初中班其实并没有中学教师,也没有教材,同学们很多时间都是在周围生产队参加拾棉花、捡麦穗等‘学农’活动。”管晓宏说。

“是庄老师的化学课把我带进了科学。”谈及在陕西华县莲花寺小学附设的“初中班”和教过他初中化学和数学的庄家玫老师,管晓宏充满敬意和感恩,仿佛多年前的情景仍历历在目。

“虽然她教我只有一年时间,但是她给我启了蒙,把我带进了科学的殿堂,让我知道了数理化的体系。”管晓宏回忆说,在当时的情况下,庄老师凭借从工厂车间和医务所要来的一些瓶瓶罐罐和试剂,在简陋的农村小学里,为同学们上了几堂正规的化学实验课,“让我们这些平时的调皮蛋感到非常惊奇,对科学产生了无比的敬畏。”

后来,由于父母全部下放农村,管晓宏不得不转学到距“新家”不远的柳枝小学初中班。离开时,庄老师鼓励他自学。“她还要我看看高尔基的自传小说《我的大学》”。

不满15岁的管晓宏离开学校后当过民工、当过文工团员,后来当了工人,但他一直坚持自学。到1977年,他已经自学完了初中、高中的全部数理化课程,还初步自修了微积分、理论力学、电工学等大学课程,做了教科书中的大部分作业,用过的笔记本和作业本摞起来近1米高。

“1977年恢复高考,这对我们无疑是最大的福音,靠自己的能力上大学的梦想终于有可能实现了。不到两个月的复习准备,我是在极度兴奋、紧张和不安中度过的。”

1977年12月,管晓宏参加了高考,1978年3月,他以第一志愿被清华大学自动化专业录取。

当时,我们77级同学中与我有类似经历的人很多,大家都非常珍惜这来之不易的学习机会。那时,学校为了我们的健康,晚上11点后实行‘灯火管制’,但我们每天都争先恐后去占‘长明灯’教室的座位。食堂排队买饭的队伍中,不少同学拿着单词本在背单词。”

在清华大学学习期间,管晓宏发挥自学能力强的优势,获得了好几门课程的免修资格。本科毕业后,他又考上了本系的研究生。

“清华四年半本科和两年半硕士研究生学习,我取得了优异的成绩,锻炼了科学研究能力,为我今后的发展打下了基础。”

“可以说,恢复高考影响了中国未来的发展,庄老师则影响了我的人生发展。虽然在美国留学取得了一些成绩,但回到西安从事大学教育,对我来说是一种本能选择。”管晓宏说。

科研路上频创新

1985年从清华大学硕士毕业后,管晓宏就到西安交通大学任教。自感“要成为合格的高校教师,基础不太够”,所以3年后,他又赴美国康涅狄格大学电机与系统工程系攻读博士。

“有了前面的自学和求学经历,出国留学不难适应。不同的是,我深知出国求学的机会来之不易,只有勤奋努力,才能在来自全世界的优秀学子中脱颖而出。”管晓宏说。

在美国学习期间,管晓宏研究的是电力系统优化调度问题方法,即解决水电、火电、抽水蓄能机组的调度、电力公司间购售电决策及发电机组与购售电决策的协调。靠着在清华大学和西安交大打下的扎实科研基础,他很快发现了关键问题,并用新理论和新方法置换了现有方法,取得了重要理论研究成果以及每年数百万上千万美元的经济效益,还在国际一流学术期刊发表多篇论文,引起了世界同行的重视。管晓宏也因此被美国当时最大的电力公司PG&E(太平洋燃气与电力公司)聘任为高级顾问工程师。他的导师、著名华裔科学家陆宝森教授在推荐信中称他是“该系成立15年来最优秀的学生之一”。

1995年7月,管晓宏舍弃国外优厚的待遇和优越的科研条件,回到西安交通大学,在当时工作条件比较差的情况下,克服各种困难和同事们建实验室、建网络系统,主办国际学术会议,建设科研环境和平台,继续在国际前沿方向开展高水平的研究和人才培养工作。

1997年,管晓宏获得国家杰出青年基金的资助,他领导的课题组先后承担了国家自然科学基金、国家863计划等重要科研课题,在电力与能源系统优化与安全等领域做出了重要研究成果。

1999年,管晓宏担任机械制造系统工程国家重点实验室主任。同年,他再次出国到哈佛大学工作1年多,参加了美国工程院院士、中国“两院”外籍院士哈佛大学何毓琦教授领导的复杂网络化基础设施安全性和经济性的重大科研项目,并获得高度评价。

2000年,管晓宏受聘为长江学者特聘教授。其配套经费,使实验室研究条件和环境大大改善,并逐步建立了一个年轻人为主的研究团队,他开始规划研究在国外工作期间认识到的网络信息安全领域的问题。

在他的努力下,西安交通大学成为国内高校中较早开展网络信息安全领域的多学科交叉研究的大学,并取得了重要成果,最终建成了智能网络与网络安全教育部重点实验室。

自2001年起,管晓宏先后受邀担任清华大学讲席教授组成员、双聘教授。2003年至2008年任清华大学自动化系主任,为清华大学的学科建设和院系发展做出了自己的努力。

作为长期从事系统工程理论应用研究和网络信息安全领域的知名专家,针对能源、电力和互联网等网络化系统,管晓宏提出了系统优化、物理安全与信息安全的新理论与新方法,解决了海量安全约束下求解大规模系统的优化解、安全性解析判定等多个公认难题,取得了系统性创新成果,为能源、电力等系统提效节能和安全保障做出了重要贡献。

因在能源与电力系统优化、网络安全、智能电网等领域取得的重要成果,他领导的课题组得到国家自然科学基金创新群体资助。管晓宏本人被最大的国际学术组织IEEE选为会士(Fellow)和杰出讲座人,被美国康涅狄格大学选为杰出工程师院成员(杰出校友)并列入工学院名人堂。

为学生铺好人生路

“我也是教师,同庄老师的职业一样,我要向她学习,去铺平我自己学生的人生道路。”这是管晓宏在他写的一篇长文《迟到了四十年的汇报——寻找庄家玫老师记》里的一句话。

“管老师不仅是一位学术大家,更是一位教书育人的导师。”今年博士毕业的杨雅斐,从大四保研至今跟随管晓宏教授已有7年时间。“在实际教学中,管老师为每位学生用心铺路规划,让我们都能站在他的肩膀上,以更高的起点继续开拓进取。”

特殊的经历,促使管晓宏多年来一直坚持在人才培养的第一线、在教师岗位上,探索和思考如何为国家培养拔尖创新人才,如何“为学生的人生铺路”。他常说,如果没有原始的学术创新就难以建成世界一流大学和学科;而培养创新型人才是原始创新的根本和前提。

西安交大电信学院拥有5个一级学科,5000多名学生,是全校学生最多的学院。管晓宏从2008年至今一直担任电子与信息工程学院院长。

为让学生尽快摆脱“应试学习”模式,管晓宏在学院推出“信息新蕾”计划,选拔优秀本科生进入国家级、省部级重点实验室和工程中心,为每名学生制订适当的培养计划,锻炼学生提出、解决科技问题的能力,在科研工作中培养创新思维,掌握科学研究方法。

参加该计划后,一批优秀本科生在图像检索、智能天线、网络安全等研究方向,取得了多项重要科研成果;他提出设立的学院优秀博士论文培养基金和“信源通”研究生优秀论文奖,激发了硕士博士生的创新研究积极性,有数名博士生发表了多篇优秀科研论文,申报了多项国家发明专利。

在教学实践中,管晓宏发现,中国学生的交流与表达能力不足,这反映了国内理工科培养体系的缺陷。他说:“表达与交流是现代社会人必备的基本能力,也是非常重要的综合能力,这种能力对人的性格塑造具有十分重要的意义。世界上许多一流高校都把掌握一定的写作技能作为完成学位学习的必要条件。而国内学生表达和交流能力比较弱,这是国内人才培养体系的一个缺失。”

为弥补这一缺失,管晓宏设计并着力推动了表达与交流课程和相关培养环节。

2012年新学年,表达与交流课程正式开课。他不仅担任课程组负责人,而且联合十多位表达与交流能力强的青年教师上讲台,从读写入手,从逻辑和形式两方面为学生授课。同时还为学生传授论文、演讲报告、电子邮件、个人简历、求职信等的规范写法,为同学们的职业生涯铺路。目前,这门48学时的课程已成为电信学院的必修课,并作为通识课程向全校学子开放。

2012年9月,当一场名为“艺术与科学的交汇”音乐会在西安交大上演时,引起巨大轰动。

管晓宏说:“这个系列音乐会是对钱学森先生倡导用艺术人文精神关怀学生、启发学生创新精神的实践,旨在从艺术形象思维对创新能力的影响出发,探讨音乐中的科学规律,开拓理工科学生的创新思维。”他亲自担任解说和讲座人,并与音乐家们共同演奏,启发学生认真思考科学与艺术的关系和相互影响。

目前,这一系列音乐会已在清华大学、香港理工大学等多所高校演出,广受好评。

报道链接:http://page.palmtrends.com/show.php?id=LmglSsptl3M74

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