探同索異--過增元論文精選

圖書簡介

過增元，清華大學航天航空學院教授、中國科學院院士、工程熱物理學家。值其八十華誕之際，本書精心選取了他在電弧與熱電漿、熱流體學、場協同理論與傳熱強化、?分析與傳熱最佳化、微納尺度流動與傳熱、熱質理論等領域的代表性學術論文，他提出並倡導的參與式教學法和科研成果創新性評價方法的論文，以及反映他科研經歷和學術思想的同行同事的賀詞和學生的回憶性文章。本書展現了過增元教授“重視基礎研究，追求原始創新，探同索異，和而不同”的科研歷程，可供工程熱物理、能源與環境、製冷暖通、航天航空、化工冶金等領域的科研人員、高校教師和研究生參考。

前言

回望過老師的科研經歷，可以發現很多值得我們學習的地方。首先，是逆向思維的科學哲學思想，他善於不斷給自己提出看似簡單的所謂“愚蠢”問題。比如：為什麼粉末難以進入電漿射流核心區？為什麼相同進出口條件下逆流換熱器效能最高而順流換熱器效能最小？為什麼熱學中有熵、焓、?等獨特的物理量？等等。新的學科方向和研究成果正是在回答這些“愚蠢”問題的過程中而產生和取得的。其次，是敢於挑戰權威，探賾索隱，追尋熱學本質。過老師曾提出過許多新概念，如熱繞流、熱驅動、場協同、、熱質，等等。從“熱電漿—熱流體—溫差場均勻性原則—場協同理論—?分析—熱量的能質二象性”這一發展過程，可以看到他在科研工作中不斷追求原始創新的軌跡。基於熱量的能質二象性發展的用動力學方法研究傳熱問題，是他挑戰傳熱前輩的最重要的體現。再次，重視基礎，獨闢蹊徑，探同索異。過老師曾用“探同索異，和而不同”概括他的研究特色。熱學的發展已經有100多年的歷史，學科已很成熟，與其他新興學科（如信息、生物）相比，創新就顯得很難，基礎研究的創新更難。過老師多次給學生講過馮·卡門曲線。馮·卡門曲線指出，任何一個科研方向，開創時創新很容易，發展也很快，到達頂峰後會慢慢衰減，再創新就很難了。馮·卡門一生取得了大量研究成果，是由於他提出一個研究方向後，在還未達到該研究方向發展的峰值時，就轉向另一個新的方向。目前的熱學早已進入馮·卡門曲線的下降區，而過老師則期望在熱學基礎研究領域發展出馮·卡門曲線上的第二個上升區，而正是他的堅守與不懈努力，才使他在古老熱學的研究中取得眾多原始創新成果，使熱學綻放出第二個春天。第四，教學相長。科學的發展一定是後人超前人，過老師歷來鼓勵學生超過自己。正是博士生桂業偉在研究豎通道氣體自然對流時，發現等熱流條件下，熱流足夠大時計算不收斂，從而在與學生的討論中提出單相自然對流也存在臨界熱流現象；熱量傳遞勢容概念是在研究導熱最佳化時，與博士生夏再忠的反覆交流過程中提出的。

另外，過老師在教學工作中，積極倡導並施行“參與式教學法”，提倡學生參與到教學和科研的過程。他指出參與式教學法包括四個環節：開放式的課程內容，提問式的講課方式，無標準答案的習題，報告（小論文）形式的考試。他在教學中提倡培養學生提問的意識，讓學生自覺地、習慣性地提問，鼓勵學生提問，使他們敢於提問，善於提問。參與式教學法使學生參與了課堂討論，參與了教學和科研內容的擴展和深入，參與了與課程有關的科研，使同學們感到自己不僅是教學過程中被動的“受體”，而且是參與教學過程“主體”的一部分。參與式教學法獲得了北京市高等教育教學成果一等獎。

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