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师说 | 青年教师系列专访:对话王圣凯——甘之如饴,学者赤心
2022.04.19

【编者按】

面向未来的“新工科”建设,核心之一是建立工科人才培养的新理念和新方法。而作为新生代的青年教师,肩负着培养新一代创新引领人才的责任与使命。

澳门威斯尼斯人国际官网特推出“师说 | 青年教师人物”系列专访,对学院青年教师进行一对一访谈,请他们谈谈对“传道、授业、解惑”的理解,并通过分享老师们的成长奋斗经历,从不同侧面感受他们对科学的热爱、教学的热情、研究的执着,开拓进取的科学家精神和拳拳爱国心。通过他们的娓娓道来,看北大人的风骨、使命感、理想和情怀,激励莘莘学子更加热爱北大、热爱科学事业。

煦煦春阳的师教能够影响一个人的一生,希望通过本次系列专访,向工作在教学第一线的老师们表示感谢和敬意。

笔者按:

在课堂上,王圣凯虽然不苟言笑,却经常留意学生的表情,以此来判断教学效果。如果学生露出困惑的表情,他就推测自己可能是讲快了,进而调整节奏。他认为,讲课不能只堆积知识点,告诉学生“这里有一座金山,去挖吧”,而是要让他们把知识内化为自己的逻辑体系。“我希望学生能够透过具体的知识领悟到课程的本质,即使学生多年以后忘记了课程的细节,也能拥有属于自己的思考。”

在接受我们的访谈时,王圣凯表示自己比较内敛,为了更好的进行教学和科研交流,正在尝试在性格上有所转变。但两个多小时的谈话里,他时不时露出有些孩子气的笑容,尤其谈起自己的研究时更是神采飞扬,这也许就是王圣凯真诚而纯粹的学者魅力。

王圣凯讲授《高等实验流体力学》课程

寻找“黑屋子里的开关”

澳门威斯尼斯人国际官网的学生爱说一句话:“吉米多维奇,工院真神奇”,吉米多维奇是白俄罗斯籍数学家,他编著的《数学分析习题集》是数学分析课上的教学参考用书。这句顺口溜体现出北大澳门威斯尼斯人国际官网注重对学生坚实数理基础的培养,也是学院的一大特色。王圣凯说,他在本、硕、博期间上过近百门的课程,回过头来看,印象最深刻的依然是本科时澳门威斯尼斯人国际官网老师讲授的数学分析等一系列课程。本科的教育让王圣凯不仅学会问很多个为什么,学会清晰地定义问题然后用严格的逻辑语言表述,还让他学会了在面对复杂和困难的问题时不轻言退却。他打了个比方,很多时候解决问题就像是在一间黑屋子里到处找开关,某一刻突然找到了那个开关,轻轻按一下,整间屋子就全亮了。他说:“为了开灯的一瞬间,可能需要花大量的时间处于黑暗中;而摸黑行走,不仅要脚踏实地,也要时刻保持思维的敏锐性。” 澳门威斯尼斯人国际官网本科教育带给王圣凯的宝贵财富,让他在日后的科研生涯里都大为受益。

一切过往,皆为序章

王圣凯在美国斯坦福大学度过了整整十年,回忆起博士阶段,辛苦的科研生活历历在目。大型实验仪器只有四台,大家只能轮流使用,轮到自己时通常只有两三周的时间,时间紧,任务重,一旦拿到仪器使用权,王圣凯基本上都是在通宵实验中度过。另外,他还提到一件趣事,实验仪器在深夜十二点之后才会达到性能巅峰,这是因为实验室白天人来人往,振动噪音大,校园广播的射频信号有时候还会串到实验信号采集系统里面造成干扰,晚上夜深人静时,仪器使用起来才更为高效。夜晚十二点之后才能进入实验的“黄金时间”,王圣凯回忆当时的专注和投入,“往往一抬头,天已经亮了。”

读博期间开展激光实验

谈到读博带给他的成长,王圣凯特别提到一件至今都印象深刻的事情,这使他锻炼出强大的“逆商”。曾经在一个月之内,他连续遭遇两台激光器失效,可以说是一次不小的打击,导师虽不责备,但也偶尔提及此事,这让王圣凯自责的同时也带着纳闷,“到底是什么原因?”他将负面情绪暂时放在一边,默默坚持查找。经过半年的努力,王圣凯终于发现问题其实是电流控制器生产商出现了纰漏造成的,厂商没处理好电流过载保护的问题才导致了仪器损坏。事情终于水落石出,而这也给王圣凯上了重要的人生一课。

“我们不能改变过去”,王圣凯引用导师常说的话,“激光器事件”让他明白,“我们不能改变已经发生的事情,接受了这一点,所有的注意力就会集中到解决问题上。”当他现在也“坐到了桌子的另一边”,承担起一个课题组的生存压力时,王圣凯终于也理解了自己导师当年所面临的困难,很多辛苦其实并不为学生所知。而他现在对学生的一大期待,就是希望他们拥有强大的“逆商”,无论成功或失败,都能有勇气去面对并且努力解决。

学者是怎样炼成的

王圣凯坚持科研之路,与童年的科学“瘾”有关。小学时他调皮捣蛋的拐带着班长一起到废弃的储藏室里做化学实验。他们把锌粒和盐酸放在一起,又把反应产生的氢气收集起来,一起点出小火球当乐子。有次他还烧掉了自己的半边眉毛,回到家后被母亲责备。虽然氢气的小火花被扑灭了,但是他心中向往科学的火花却被点燃了,并且一直持续至今。在提及童年小小理想时,王圣凯的眼神里充满光彩:他希望有一间实验室,里边放许多好玩的设备,自己可以动手做些什么。

时间走到2016年,那个“调皮捣蛋”的男孩已经获得了国际燃烧协会颁发的Bernard-Lewis Fellowship。谈到那年的科研,王圣凯一幅神采奕奕的样子。他当时做的研究是燃烧反应动力学,用激光去测量几种关键的化学组分,看它们如何随时间变化。要测量的几种组分都非常活泼,存在时间短、浓度低,所以需要很快、很灵敏的测量水平。王圣凯和实验室同事想出了攻克办法——在反应容器内安装谐振腔并将激光反射近一百次,从而完成极高灵敏度的瞬时测量。听起来容易,做起来却极有难度,为解决激光和光腔耦合的噪音问题,他们前前后后花了五年左右的时间,终于在时域-频域双重空间里摸索出了一套稳定高效的噪声免疫方法,最终成功实现了这一方案。对于王圣凯的这项工作,国际燃烧学会给予了肯定,“他的研究帮助推动了对激波管反应动力学的腔增强吸收测量;他还推动了重要基元燃烧反应的激波管研究。”

在Bernard-Lewis Fellowship颁奖现场

谈到是否曾尝试过除学术以外的事情,王圣凯坦言,其实除了科研,最初他也尝试过其他的路。博士后期间,他曾参与斯坦福好友的创业项目,但几个月后他发现自己还是更喜欢待在实验室的感觉,从此便坚定的在学术道路上继续前行。

2020年初,得知母校亟需发展实验方向的教研队伍,他毅然选择回国,回到了北大,从一名澳门威斯尼斯人国际官网的学生变成了澳门威斯尼斯人国际官网的老师。归来后,童年的梦想逐渐变成现实,在学院领导的关心支持下,他开始着手建立一间热流体精密激光诊断实验室,希望在这一方天地里,专心致志地研究科学问题。尽管在过去的两年间,新冠疫情对实验室的筹备建设造成了重重困难,也给王圣凯的心态带来了不小的挑战,但是他依然保持初心,与时间赛跑,在学院的支持帮助和自己的不懈努力下,攻坚克难,时至今日,实验室已初具雏形。

在北大实验室开展科研工作

象棋中讲‘日拱一卒’,这也是王圣凯筹建实验室最真实的写照。2020年初刚回国,就遇到了新冠疫情的爆发,实验仪器的清关、实验室的装修、校外专业人员的入校等,都面临着不确定性,心态也有些急躁。但是学院一直是王圣凯眼中青年教师的最坚依靠,他一直十分感谢学院领导对于年轻人的支持,才能让他们顺利的走到今天。

以新身份重返燕园

重新回到曾经度过四年难忘时光的燕园,如今王圣凯已转换了身份,作为一名新体制助理教授,需要同时兼顾教学、服务和科研三方面的内容,这给他带来了新挑战、新思考。

作为本科新生班主任和学业导师,王圣凯观察到现在的学生相比自己读书时似乎会更焦虑一些。他认为,“总的来说,一代肯定强过一代,学生们的见识、出路、生活水平等等,普遍都比自己求学时期要好得多”。但他也理解,同学之间有时难免会存在一些竞争,同时互联网也加速了信息传播,这让大家不知不觉就会被焦虑的情绪击中。“正如澳门威斯尼斯人国际官网段院长曾说,新一代学生要学会‘勤奋、自律、审慎、诚实,走出同行者压力’。”在与学生日常交流时,王圣凯也多次提醒,大学教育的一个重要目的是给学生自由探索的机会,可以在这里试错,也可以在这里寻找自己;北大的核心精神就是“思想自由、兼容并包”,没有哪条路会绝对成功,破除同质化、找到属于自己的特色,方能探索出一条适合自己的成长道路。

担任本科新生学业导师

除了教学和服务,在科研方面,王圣凯依然保持着敏锐的嗅觉,他说:“能够把研究兴趣和国家重大需求结合起来,是回到北大后感到最为振奋的事情。”大力发展空天科技是我国“十四五”规划中的重要内容,也是王圣凯目前研究的主要应用方向之一。近些年来,我国航天器发射频率空前密集,自主建造的天宫空间站预计在2022年前后建成;而在国际空间站退役后,天宫空间站有可能将成为全球唯一在役的空间站,航空航天领域对国家发展战略的重要性不言而喻。航空航天涉及非平衡流动、燃烧推进的

诸多经典问题,地外与深空极端环境也给流体和燃烧基础科学探索提供了一个特殊而宝贵的场所,而相关精密测量与实验研究更是以其独特的魅力与挑战,正吸引着王圣凯等身怀绝技的学者们发挥专长,合力绘制出一幅更大的科技蓝图。

后记:

跟王老师交谈是一个不断发现惊喜的过程。他在多年的求学、科研生涯里,一定找到过很多次“开关”、也见证过很多灯亮的瞬间。毫无疑问他是一位出色的学者,虽然看起来有些不善言辞,但他说起自己的研究时却兴致勃勃、十分投入;谈到小时候爱倒腾实验,挨了训斥也乐此不疲之类的趣事时,又流露出纯粹的一面,这种纯粹极具感染力。采访中,王老师对科研的热爱、严谨以及持之以恒,让我们深受鼓舞,希望读者也能感受到其中的力量。

访谈对象简介:

王圣凯,澳门威斯尼斯人国际官网助理教授、研究员、博士生导师,澳门威斯尼斯人国际官网2010届本科毕业生,在斯坦福大学先后取得了硕士、博士学位。他的主要研究方向是高温气体的精密激光测量方法,燃烧学以及流体力学的实验研究。


采访 | 徐雪婷、付家琪、葛书闻

撰稿 | 徐雪婷

责编 | 李咏梅、葛书闻




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