我国自动控制学科和教育的开拓者之一——钟士模
(1911—1971)

郑大钟

  钟士模,电机工程和自动控制工程学家,我国自动控制学科和教育的开拓者之一,中国自动化学会的创建人之一。他创办了中国第一个自动学与远动学专业和自动控制系,建立了紧密结合中国实际的自动化学科和教学体系。培养了大批自动化技术人才,主持和组织了多项重大研究课题,在自动控制和电机工程领域取得了重要成果,为中国自动化事业的发展做出了突出的贡献。

  钟士模,原名钟子范,1911年7月8日生于浙江省浦江县。幼年家庭贫困,父亲务农为业,母亲操持家务,小学时常半耕半读或在家务农。考入浙江建德第九中学后,上的是免费和提供食宿的师范讲习科。毕业后,作过几年小学教师。大约在18岁那年,过继给家境富有的叔父母为子,始得入普通中学学习,进入上海大同中学高中部,从此奋发求学。1932年毕业后,考入上海交通大学电机工程系。1936年毕业后,来到著名学府北京清华大学,任电机工程系助教,由于日军入侵华北战事扩大,他随校南迁,1937年任长沙临时大学助教,1938年起任昆明西南联合大学助教、教员、讲师。1943年取得学校资助留美资格,是年秋辗转缅甸、印度来到美国、入麻省理工学院(MIT)电机工程系攻读博士学位。MIT的良好的研究条件和浓厚的学术气氛,使钟士模得以潜心钻研电机工程科学的先进理论和新鲜学说。他如饥似渴地学习,广泛参加学术活动,显示出出众的研究才华,出色地完成题为“Investigation of the Causes of Negative Damping of SynchronousMa-chines的博士学位论文,用新的思路研究了同步电机出现负阻尼(即产生自振荡现象)的原因;得到了比前人要全面得多的结果,受到教授们的嘉许和好评。1947年获哲学博士学位。在MIT深造的四年中,他广泛涉及了电工基本理论、电机基础理论等领域,掌握了巩固而深入的基础知识,并在电机理论方面提出了很有创见的独到见解,这为他后来在学术上的发展奠定了坚实和宽广的基础。其间,他被接纳为Sigma-Xi和美国电气工程师协会(IEEE的前身)的会员。

  钟士模在1947年学成回国,仍任教于清华大学电机工程系,开始时任副教授,一年后晋升为教授,主讲电路理论、电机学等多门课程,中华人民共和国成立后,随着国家大规模经济建设和发展尖端国防技术的需要,他受命创建自动化领域的新专业,投身于自动化专门人才的培养,主持与组织对自动控制及计算机领域的一系列重大项目的研究,为创建中国的自动化学科和自动化教育事业付出了巨大的心血。同一时期,他参与发起筹建中国自动化学会的工作,并且代表中国参与发起和筹建了国际自动控制联合会(IFAC)。钟士模在从事自动控制学科和教学的几十年生涯中,始终工作在科研和教学的第一线,直到1971年5月11日在一次重要会议上,因劳累过度,心脏病突发,抢救无效逝世,时年仅60岁,钟士模一生担任过许多重要的学术和教学领导工作,历任清华大学工业企业电气化教研组主任、自动学与远动学教研组主任、电机工程系副主任、自动控制系主任、校务委员会委员、中国自动化学会副理事长、国际自动控制联合会理论委员会委员、全国高等学校电工专业教材编委会主任兼电工学及电工基础教材编审组组长、国家科委自动化科学学科组副组长、《自动化学报》主编、《高等学校学报(电工、无线电、自动控制版)》副主编等。

  钟士模1952年加入中国民主同盟。1956年,加入中国共产党,曾当选为中共清华大学委员会候补委员、委员。自1954年起,连续几届当选为北京市海淀区人民代表。为表彰他在教学和科研上做出的业绩,被推荐参加1956年全国先进工作者代表会议。

  呕心沥血 培养自动控制专业人才

  自30年代中开始,钟士模一直从事于电工理论和电机理论的教学与科研。随着我国第一个五年计划的实施和大规模经济建设的开始,国家对自动化专门技术人才的需求成了一项十分紧迫的任务,有关部门为此作出了紧急部署和规划。钟士模自觉服从需要,毅然改变已经从事了近20年的专业方向,受命创办了工业企业电气化专业,并出任教研组主任。在苏联专家的帮助下,完成了从教学计划、课程设置、实验室建设到具体实施等一系列环节的设计和落实,并且亲自讲授新课和开设实验。在他的带领下,短短几年就使这一专业形成规模,每年的毕业生超过百人,在全国高校中具有很大影响。1957年,受教育部委托,他具体组织和主持了全国自动化进修班,培养出一批从事自动控制教育和技术的高级专门人才,促进了自动化教育的发展,满足了一些产业部门对自动化人才的急需。

  1955年,国家确定了发展中国尖端技术和建立中国尖端工业的方针。此后不久,国家决定在清华大学筹建一批为尖端工业服务的新专业,其中包括自动学与远动学专业。钟士模再一次毅然服从调动,承担了筹建这个专业的重任。随后,这个专业又和当时也刚建立的数学计算仪器与装置专业合并,组成自动控制与计算机专业,获当时主管科技工作的聂荣臻副总理批示同意,并由钟士模主持。这个专业刚成立时,就已经具有四个年级共九个班的学生,学生除当年招收的新生外,还抽调了清华大学汽车专业、机械系和电机系,以及上海交通大学电机系的学生。1958年,学校为了适应社会主义建设在发展和培养新技术专业的干部的需要,决定成立自动控制系,钟士模被任命为系主任。这是全国第一个自动控制系,下设自动控制和计算机两个专业,而自动控制专业又很快发展为自动控制系统、自动控制理论和自动控制元件三个学科方向。自动控制系成立不久,教育部根据国家有关部门建议决定从全国十所重点高等学校紧急抽调287名高年级学生到这个才成立几个月的系四、五年级学习,并于1958年10月报到上课。面对学科新、学生多、任务急的局面,钟士模带领全系干部和教师,日夜操劳,亲自制订教学计划和培养方案,亲自拟定课程设置,亲自讲授数百人的大课,亲自帮助实验室教师开设有关实验,甚至亲自帮助青年教师拟订教案和听取试讲,终于克服了由于资料、设备和经验的缺乏而带来的种种困难,保证了教学任务的完成,为正处于创建时期的我国国防尖端工业解决了燃眉之急。从建系伊始到1966年“文化大革命”爆发的七年中,在钟士模的直接主持和精心组织下,清华大学自动控制系已建立起切合中国国情的教学、科研、生产三结合的体系,在为国家培养自动化专门人才上发挥了重要的作用,并在国内外获得了声誉,七年中,累计开设了四十一门新课程,累计培养了1179名毕业生,累计完成了9项重大科研项目,其中都倾注了钟士模的大量心血。当年受钟士模教诲培养的自动控制系毕业生,现大都已成为航空航天控制、核能控制、机械自动化、电子技术等部门的技术骨干和技术领导,为现代化建设发挥了重要作用,其中不少人成为国内外有影响的知名专家和学者。

  精心组织 创建自动控制学科

  自动控制学科是在20世纪中叶才形成和发展起来的一门新兴技术学科,对于现代化生产和现代化国防技术具有重要的应用价值,因而受到世界各发达国家的广泛重视。中华人民共和国成立前,由于经济和科技落后,这一学科在中国基本上属于空白。钟士模从受命创办自动化专业开始就以创建自动控制学科为己任,为此而精心规划和精心组织,发挥了重要的作用。

  清华大学自动控制系在钟士模的领导下,从建系之初就着手开展对自动控制和计算机领域的重大课题的研究。1958年7月,钟士模组织师生着手设计和制造大型通用电子管计算机,克服资料和器材不足等种种困难,终于在1964年10月调试完成,成为全国高等院校中自行研制的第一台大型计算机。1959年,钟士模主持和组织了我国第一台三自由度飞行模拟实验平台的研制,解决了其中的许多控制理论和技术问题,并在随后研制成了改进型的由16阶模拟计算机控制的电动试验平台,我国自行研制的几种新型号歼击机的驾驶仪就是在这个平台上完成了试验。同年,钟士模会同其他系领导人,主持和组织了我国第一台核反应堆控制系统的设计和研制,整个系统完全依靠自己的技术力量并全部采用国产器件。1960年,我国第一台六阶非线性小型模拟计算机在钟士模参与组织下研制成功,并投入小批量生产,曾在波兰国际博览会上展出,随后又相继研制成功二十阶非线性中型模拟计算机。1965年2月,在钟士模的决策和参与组织下,开始研制全晶体管小型通用数字计算机,仅用一年时间就研制成功,成为我国高等学校中第一台自行研制的第二代计算机,投产后生产的产品成为我国第一台在国外(日本)展出的数字计算机。

  在抓好大型科研项目的同时,钟士模也非常重视自动控制学科的基础性研究。早在1956年,他和童诗白、郑维敏合作,完成了脉冲调节器的研究,具有相当高的学术水平。他竭力倡导跟踪自动控制学科的前沿方向,1960年他在率团参加国际自动控制联合会第一次世界大会(莫斯科)归国后,立即亲自组织清华大学自动控制系的青年教师,分组着手对最优控制理论、自寻最优控制、不变性原理等开展学习和研究,并且将这些先进的控制原理和方法用于正在进行的科研项目中,取得了很好的效果。随后,他又鼓励青年教师,开出反映这些最新前沿理论的专题课程,并在学生毕业论文中列入了相应的选题。1964年,由他主持和领导的研究小组,系统地开展了不变性原理在控制系统中应用的研究,在理论上和应用上都取得了有价值的结果。钟士模在自动控制学科的研究中非常强调正确的方法论指导,他一贯主张理论发展和工程应用的结合,数学严格性和物理直观性的结合,理论研究既要依附于实际背景又要能够指导解决实际问题。他自己正是这样做的,并常以此教诲学生和晚辈。

  钟士模发起并参加了中国自动化学会的创建工作。1961年,中国自动化学会正式成立,著名控制论科学家钱学森当选为理事长,他当选为副理事长,并被委任为学会正式学术刊物《自动化学报》首任主编,作为中国自动化学会的代表,钟士模从1957年到1960年,三次出席国际自动控制联合会(IFAC)的筹备会议、工作会议和第一次世界大会暨成立大会,为这个重要国际性学术组织的筹备和建立作出了贡献,钟士模还应聘担任IFAC理论委员会委员。

  孜孜不倦 探索教学过程规律性

  钟士模在几十年的教学生涯中,先后讲授过电路理论、电机学、电力拖动、过渡过程分析、自动控制原理、自动控制系统等多门课程,这些课程在类型、层次、对象上很不相同,但都保持了很好的教学效果,受到学生们的交口赞誉。除了学术上的很高造诣外,特别是和他孜孜不倦地探索教学过程的规律性分不开。他曾在多种场合阐述对教与学的一系列精辟和独到的见解,给广大青年教师以深刻的启迪。1961年,他在清华大学为全校教员作了题为“提高讲课质量的几个问题”的长篇报告,受到热烈欢迎。

  钟士模常把学校比喻为制造人才的工厂,它的加工对象是“活”的人,是有思想、有个性的青年学生,正是从这种认识的高度出发,他历来反对传统教学体制下教师与学生对立、教与学对立那种“对垒”的局面。他认为,这种局面造成了教师只管教书不管教人,学生被动学习消极应付。仅在1953年一年中,他就多次提出要切实改变这种不科学和不合理的教学习俗。他指出:“任何一个好的教学过程,都是‘教’和‘学’两方面紧密结合的结果”、“如果我们不希望教师的努力只收到小于50%的效果,如果我们不希望学生只会死记硬背被灌输进的一些知识的话,那就必须研究学生的‘学’”、“这是涉及到培养书呆子还是有创造性的人的问题”。对于如何指导学生的“学”,他认为,首先“教师自己讲授课程与处理问题的方法,本身就为学生的学习树立了一个榜样”。因此,教师必须不断提高教学中的思想性和科学性,给学生以正确的榜样。其次,他强调针对学生的不同背景和不同学习阶段进行‘活’的指导,并且把这种指导贯穿到教学过程的各个环节中去,包括如何听课、如何看参考书、如何学会工程分析、如何适应不同类型课程的学习、如何运用已学的知识解决实际中提出的问题等。

  钟士模非常强调教学过程中做好调查研究的必要性。以课程讲授这个最基本的环节而论,他把调查研究具体化为搞清两个基本的情况,一是搞清专业培养目标对课程的要求,二是搞清学生的实际学习基础。他认为,没有对这两个基本情况的全面透彻的了解,教学就会成为“无的放矢”。他尤其强调教学要从学生实际的学习基础出发,认为这是提高教学质量的保证。他以自己讲授“过渡过程分析”课程为例说:“我在讲授之前,除了研究先修课程的教学大纲和听课笔记外,还和同学进行座谈及个别了解,并从学生刚学习本课程时所提出的问题中去掌握他们的实际水平。”

  钟士模针对如何处理好教学内容多和教学学时少这个令广大教师头痛的矛盾,提出了教学中贯彻“少而精”原则的必要性。他指出,每一门课,不论学时给得多一点还是少一些,同样应当本着“少而精”的原则,分清主次,突出重点,不能把各部分内容平均对待,并且,针对工科大学的教学特点,提出贯彻“少而精”原则的五个要点。第一,次要的内容坚决少讲或不讲。他举自己的一点经验之谈说:“很多教师都有这样的经验,如果明天要上课,前一天晚上还要花很大力气来准备推演的东西。大概总是次要的,要不然为什么教师自己也没有记住呢”。第二,坚决不讲后续课程的中心内容。他认为,那种以为只有引入后续课程中心内容才能更加联系实际和水平更高的想法是片面的,只能是用心好而效果差。第三,处理好数学推演问题。他认为:“决定是否需要数学推演的出发点是,首先看一看推演某一公式某一定理的目的性何在,推演了有什么作用,不推演又有什么后果。”目的性明确后,该推演的就得推演,有些地方还得详细推演,不必推演的坚决不推。”第四,主要内容要舍得花时间把它反复地讲透。他指出“少而精”不是一味地少讲,“如果把必需讲的十句话内容用八句话把它讲完,这样讲你是讲少了,但学生回去后还需把八句话变成十句话才能弄懂。”第五,善于抓住每章每节的纲。他提倡教师要对自己多问几个“为什么”,为什么要讲这一章,为什么要讲这一节,讲了解决什么问题,不讲对整个课程又会有什么不合适,如此反复推敲,主要内容就理清了。

  钟士模非常注意和强调研究学生的认识规律。他认为只有按照学生的认识规律进行教学,才能把教学质量的提高变成为学生的实际收获。他尤其强调要处理好感性和理性、特殊和一般的关系,“讲基本概念,要一步一步地深化,从具体的分析入手概括到抽象的原理”,“讲处理方法,也要先从特殊的具体问题讲起,但.必须用一般性的方法来处理,再推到一般的问题上去,这就是所谓‘着眼于一般,着手于具体’。他还强调要注意学生学习中的“难点”,解决这个问题首先要估计得准,其次要讲授得法,此外还要通过引导和指点使学生摆脱不正确的认识过程。

  不断追求 走历史必由之路

  钟士模自幼饱受失学之苦,在获得受普通中学教育的机会后,念好书、读大学并到国外留学成了他高中时期的主导思想。进入交通大学学习后,面对落后的经济,怀着对腐败统治的不满,十分响往工业救国的主张,并加入了以“工业救国”为宗旨的“华社”。在美国麻省理工学院攻读博士学位期间,他埋头于学习和研究之中,追求学位,不问政治。1947年学成回国,目睹内战不断,社会黑暗,政权腐败,民不聊生,激发了他对社会对现实的不满,对当时的学生运动他表示同情,但又彷徨观望不知适从,认为还是多做一些研究多作一些论文为好。

  中华人民共和国的成立给了钟士模以极大的鼓舞,使他看到了希望,并且带头退出了“华社”,但是,对于中国共产党的政策仍然带有疑虑。由于党的正确政策,以及周围的许多共产党员的模范行动,使钟士模深受教育,对共产党由怀疑变为拥护,对党的主张和政策也有了更多的了解。他检查批判了自己的资产阶级民主主义思想,服从需要承担创建新专业的艰巨任务,在工作中努力贯彻党的方针政策,做出了很好的成绩。自1954年起,连续几届被选为北京市海淀区人民代表。1956年,被推荐出席全国先进生产者代表会议,并受到教育部的奖励。

  1955年冬,著名老科学家、清华大学副校长刘仙洲入党,对钟士模产生了很大的影响。这时,通过学习和党的教育,他对党的性质和任务已有了认识,对形势对自己的要求也已有了认识,并且萌发了强烈要求入党的愿望。1956年春,钟士模正式提出了加入中国共产党的申请,同年六月被批准为候补党员,1957年转为正式党员。这对钟士模的一生是一个转折点,标志着他选择了一个爱国知识分子的光荣归宿,选择了历史必由之路。

  从此,作为一个共产党员和科学家,钟士模更加奋发工作,团结和带领清华大学自动控制系的师生,为创建自动控制学科,为培养自动控制专业人才,为中国的建设事业和教育事业。作出了重要贡献。

  简历

  1911年7月8日 出生于浙江省浦江县。

  1929年 考入上海大同中学高中部。

  1932年 考入上海交通大学,学习电机工程,1936年获工学学士学位。

  1936—1937年 任北京清华大学电机工程系助教,长沙临时大学电机工程系助教。

  1938—1943年 任昆明西南联合大学电机工程系助教、教员、讲师。

  1943—1947年  考取公费留美,入美国麻省理工学院电机工程系攻读,获哲学博士学位。

  1947—1971年  任北京清华大学副教授、教授;工业企业电气化教研组主任,自动学与远动学教研组主任,电机工程系副系主任(任到1958年),自动控制系系主任(任到1966年),校务委员会委员。

  1961—1971年 当选为中国自动化学会第一届理事会副理事长。

  1960—1963年 任国际自动控制联合会(IFAC)理论委员会委员。

  1971年5月11日 在北京逝世。

  主要论著

  1 钟士模.Investigation of the causes of negative damping ofsynchronous machines(同步电机的负阻尼原因的研究).MIT博士学位论文,1947.   

  2 钟士模,郑大钟.过渡过程分析.北京:清华大学出版社,1986.   

  3 钟士模,童诗白,郑维敏.电子式脉冲调节器.清华大学学报,1956,3(2).164—169

  4 钟士模,郑大钟.拉普拉斯变换法优点的扩展.清华大学学报,1964,11(3).1—13

  参考文献

  1 钟士模.提高讲课质量的几个问题,新清华(教师版)1962年12月15日

  2 钟士模教授论教学.郑大钟、唐美刚、林瑞、唐泽圣、凌瑞骥辑录.清华大学计算机科学与技术系三十年文集,1988.19—26

  来源:《中国科学技术专家传略》

2007年01月16日 10:38:14  清华新闻网

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