张楚汉，清华大学水利系教授，中国科学院院士，清华大学2017年突出贡献奖获得者。
“
”
文|张楚汉
研究生培养在世界各国高校都是核心内容，只有培养出高质量的研究生，作出原创性的成果，学校才能达到一流的水平。
第一，注重培养研究生的科学思维和科学方法。在我看来，就是培养同学们“学习—思考—批判—创新”的能力。其中，批判性思维是推动现代科学文明前进的重要动力，我认为到目前为止，很多研究生的这一能力仍然是欠缺的。我们要带着批判性思维，用辩证法的否定之否定思维，来研究学问。
在这里，我想举一个高坝地基模型研究的例子。过去学者认为在地震作用下，大坝地基采用刚性地基的模型。我的导师克拉夫教授对此提出质疑并作出重大改进：认为应该是弹性地基模型，并且假设没有质量以解决地震输入问题，但无质量的弹簧只传递弹性相互作用，而忽略了它的惯性相互作用。从美国回来以后，我指导的第一个研究生赵崇斌认识到无质量地基也是不够合理的，当时恰好英国学者提出“无限单元”这一方法，他便很快抓住了问题关键，解决了地震输入问题，并将这一方法改进后应用到拱坝地基上。这项课题他前后持续研究了三年。1986年，在中美拱坝抗震国际会议上，我报告了这一成果：考虑无限质量地基惯性相互作用，大坝地震反应可以减少30%以上。在座的国内外教授都很感兴趣，美国加州理工大学的教授John Hall（约翰·霍尔）与赵崇斌仔细讨论了一个晚上。第二天，我问他如何评价这个成果，他说， “Pretty solid”！
从这个例子来看，批判性思维，就是对已有的模型、理论不要墨守成规，要敢于提出质疑，才能够有所创新。我归纳为“勤学多思、溯源探异”，这也是我的治学座右铭。溯源就是追根问底，探异就是要寻求不一样的东西。
第二，研究生知识面要广，研究问题要深入。25年前，从我担任水利系学位委员会主任开始，系里开设了水利学科前沿讲座，不同领域的老师讲授水文水资源、农水、水环境、水旱灾害、水能、水工建筑物、岩土、海洋、移民管理等前沿知识，学科覆盖面广而内容新颖。同时，要培养学生对人文科学的兴趣，让他们学一点哲学、历史、文学，了解西方和我们国家的历史文化脉络，不断丰厚自己的知识体系。清华也有很好的人文传统，人文科学和自然科学相互融合，彼此之间有很多相通的地方。培养人，不能单纯追求实用主义，要引导学生对自然科学、国家和社会的发展多多关心，多多学习。有了人文又有了自然科学知识，一个人情商和智商的培养就上了一个台阶。这方面我自己很有兴趣，同时也鼓励我的学生多涉猎，在讨论论文课题之外，经常跟他们聊这些。
第三，研究方向的选题要“立地、顶天”。“立地”就是要基于国家的工程实践，“顶天”是指瞄准世界科学前沿。做研究要有长远规划、锲而不舍，做系统性的研究。我们课题组这30多年有三个研究方向，一个是高坝-地基-水库复杂系统的抗震模型（连续介质），目前已经基本完成，形成了国际上公认的比较先进的综合模型；第二个方向是岩石-混凝土动力细观特性（连续-非连续介质）；第三个方向是地震荷载模型（震源-介质-坝址数值仿真）。后两个方向都正在进行研究。举这样一个例子就是要说明：做研究要有长远规划，要长期坚持，要锲而不舍，一拨又一拨研究生做下来，完成一个比较系统的、完整的、在国际上有影响力的成果。
第四，研究生培养的核心要素是科技创新。在我看来，科技创新有两条检验标准，第一，理念、方法上有所改进、有所突破，并且能够在实际工程上应用。比如我们提出的高坝-地基-库水系统非线性动力损伤开裂分析模型，我国现有200米级高坝几乎都用这个模型来做分析计算，根据计算结果来评判这个高坝是否安全，抗震是否过关，我们的研究是作为重要成果支撑设计方案通过的。第二，在国内外发表高水平学术论文并得到好评。我在伯克利加州大学时，田长霖校长告诉我，美国有句很流行的话：“publish, or die”，说明发表论文还是很重要的。在国内外要发表高水平的文章，并且得到国际上的评论，有其他专家感兴趣并引用成果，这是创新性的重要体现方式之一。
第五，在指导方法上，要因材施教、教学相长。对不同的学生要有不同的方法，充分依据学生的特点来培养。我有一名学生宋崇民数学功底特别好，在做无限边界元研究时，他做了系统的公式推导，并擅长从数学力学角度阐述一个工程问题。于是在指导他的过程中，我按照“点好题-独立放手-抓发表”的思路，将他数学上的特长，发挥到工程技术领域，取得了很好的效果。后来他去瑞士做博士后，我曾问他的导师：“我的这个学生怎么样？”对方特别激动地说：“brilliant” !后来，他在澳大利亚某大学做教授时，提出了一个国际上公认的比例边界有限元方法，在计算力学领域有一定影响。
学生们都各有特色，我自己也体会到一点：水涨船高、教学相长。科学发展速度之快，一个导师不可能把指导的各个学生研究方向所涉及的文献都看过。我要求我的研究生看到好的文章以后一定要送给我看，然后跟他讨论：问题的本质是什么、关键点是什么、缺陷是什么、如何突破和创新等等。教学相长，在讨论过程中学生和导师的水平都能得到提高，这是一个非常重要的过程。
第六，导师指导要善于由浅入深，还要重视团队合作。我在伯克利加州大学的导师克拉夫教授是有限单元法的创始人之一，也是美国工程院、科学院两院院士。去年去世了，我很怀念他。他给了我很多启示，他的指导方法是由浅入深，让我将复杂问题简化为单自由度问题，再去推导多个自由度，最后拓展到重力坝工程问题。由简单原理扩展到复杂问题，水到渠成，最后完成一篇好文章，很有意思。我后来也将这一思路运用到指导研究生的过程之中。另一方面，也要注重团队合作，我们建立了一个学术沙龙，每周举行一次，大家轮流汇报近期科研成果，并展开热列讨论。导师根据学生的课题特点、进展程度、难点再深入指导，团队其他成员提出建议。一个团队要发挥集思广益的作用，但主要是发挥导师的指导作用。
第七，导师要全面关心同学。导师不仅要在学习上指导学生、培养学生，还要关心他的生活。我的一位学生读书期间严重的胃病发作，睡不着觉，体重下降，他找到我说不想念书了，想回家乡找工作。我觉得这个学生潜力很好，如果因为身体不好，不能继续学习很可惜。我建议他继续读书，放松心情，不要有压力，身体第一、学习第二，如果按正常时间完成不了学业，就适当延长一年，并给与经济上的支持，直到拿到博士学位为止。他听从了我的建议。几个月以后，他的身体好转，体重也增加了，后来我又推荐他去普林斯顿大学进修。一年后，他回到清华，将学到的国际上最新的震源-介质-坝址数值仿真模型，应用到我国西南地区的高坝地震反应模型上，取得优秀的成果。从这个学生的经历中我体会到，对我们的学生要像对待孩子一样，学习上、生活上、健康上，都要全面关心。
第八，要培养学生具备高尚的道德素质，养成优良的学风。前面提到的“勤学多思、溯源探异”是我座右铭的上联，“律已助人，求实尚美”这是下联。我们培养高尚的道德素质，就是要“律已助人”，要善良、要诚信。我一直这样自勉，也这样鼓励我的学生。我还有几个“不许” 的规定：不许抄袭，不许作假，不许引用他人成果而不引用文章，不许一稿多投、重复发表。宁可慢一点、宁可水平差一点，但这四条是绝对不能违反的规矩。
“愿与青年学生、教师一路前行，让思想、学术青春永驻”，人家说健康也可以“永驻”，我不这样认为，健康只能遵循自然规律，但是学术和思想要争取停留的长一点。我相信，和青年学生、教师一路前行，就有可能做到这一点。
注：本文系2017年3月张楚汉院士在水利系教学交流会上的发言。
联系客服
