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SRT:通往科学创造的五彩路(图文)

科技日报 2003年6月10日 周襄楠

  清华大学于1996年开始实施“大学生研究训练计划”(StudentsResearchTraining),简称SRT计划。参加对象主要为一至三年级的本科生

  “索穹顶体育馆”框架模型

  一个手工完成的大概1平方米见方、60厘米高的“索穹顶体育馆”框架的模型,是曹申参加SRT的一个小小的成果。世界上有不少体育场馆都或多或少地采用了这种看似简单的结构形式。为了制作它,曹申的手都磨破了。

  曹申的结题报告整整写了50页。这位土木系9字班的学生告诉我,是去年9月份土木系副教授董聪的一个“新型大跨度体育场馆设计概念研究”的SRT项目,将他带到了另外一个天地。

  近年来,在奥运会等世界大赛的转播中,慕尼黑奥林匹克体育场、韩国汉城体操馆、美国“佐治亚穹顶”、日本大分体育场等大型体育场馆已经展现在我们眼前了。和这些造型独特、美轮美奂的体育场馆建筑相比,我并没有觉得曹申的模型有什么奥妙:不过是一个手工完成的大概一平方米见方、60厘米高的“索穹顶体育馆”框架的模型。但是我没有想到,这个模型却包含了很深的结构概念:世界上有不少体育场馆都或多或少地采用了这种结构形式。

  半年多时间里,曹申前后收集了世界上七八十个场馆的资料,汇总和比较了各种结构形式,同时考虑到制作意义、方法等因素,最后选定了眼前的这种形式制作模型。“以至于后来当我一看到这样的建筑,首先想到的就是它在结构上是怎么建立的受力关系,不由自主地沉浸在里面,就如同有职业病一样……”他指着窗外的综合体育馆笑着说。

  “在这个过程中,董老师一直在引导和帮助我,但是他又给我充分的自由度,让我大胆地去试,甚至去犯错误。让我感觉思路没有一点儿束缚却又不至于失去方向。”看得出,他对指导老师非常敬重和感激。

  “与钢结构屋顶相比,钢索制成的屋顶质量只有它的几分之一,对于大跨度的场馆,重量减轻可以大大降低造价并提高安全性,且美观实用。但是钢索比较柔细,能受拉却完全不能受压,所以做出新颖合理的结构设计方案非常难……”笔下一张白纸,曹申边画边讲,眼里闪烁着自信。

  随着眼界的拓广,曹申也看到了我国在这方面技术和实际施工的不足:“到现在为止,我还没有看到一个由中国人设计和建造的钢索屋顶的大型体育场馆的资料,而2008年,奥运会就要在北京开幕了……”曹申的新型大跨体育场馆结构方案设计是以2008年的奥运场馆为假想目标的,这更加激发了他的兴趣和动力。

  “我并非抱着一定要出什么成果的态度,而是抱着认认真真学习、踏踏实实参与的态度参加到SRT项目中来的。传统的课上学习是一个被动的过程,而在实践中实现自己的想法就会碰到很多课上不可能遇到的问题,能够大大地培养我们的思考能力、研究能力和学习的主动性。”曹申如是说。

  或许很多参加过或是正在从事SRT相关研究的同学都有类似的感觉。“道路汽车排放特征测试系统试验”、“激光加工过程可视化系统研究”、“机电控制教学实验装置研究”、“汽轮发电机组故障建模与仿真研究”、“下一代网络技术应用软件开发”……这些抓人眼球的名词都来自去年8月的大学生研究训练(SRT)计划指南手册。扑面而来的时代气息、一定的前沿性、与实际相结合的特征是这些项目的共同点,我们从中看到了活跃的思维和对未来的探索。

  在实践中探索大自然奥秘

  为什么随着海拔的升高,植被都有矮化的现象?

  一年级一次野外生态实习时,生03班李鑫同学带领的课题小组观察到了这个现象,而原因尚不清楚。正是这个让他不明就里的念头,促使他开始了“海拔因子对狭苞橐吾的影响”的研究。为了找出答案,他和课题小组的同学们利用课余时间开始进行研究,但缺乏经费,在历经波折后最终寻求到了SRT计划的经费支持。

  李鑫同学感慨道,“这个项目是我自己从提出假说、查找文献,到设计实验、准备实验、具体操作、数据处理、论文成文一个流程做下来的,我提早了解了作为生物研究者应做的工作……我们几乎把所有能麻烦的老师、学长、实验室都麻烦了,不管是校内的还是校外的。而且我经受挫折的能力也越来越强。如对植物DNA的提取实验,我做了不下20次,但就是提不出来。面对这一困难,我真的痛不欲生,但我没有放弃。当查阅n篇文献之后,我终于把DNA提取出来了,此时我几乎已经是这方面的专家了。”

  他们已经在去年4月完成了论文“海拔因子对狭苞橐吾的影响”,并获得了第20届“挑战杯”一等奖。据悉,2002年清华大学第20届“挑战杯”本科生一等奖获奖作品,2/3来自于SRT项目。

  SRT:学科交叉的平台

  为制作灵巧的机器人,同学们可真是费了不少心血。

  从2000年开始,学校的“打雪仗机器人”项目列入了SRT计划,SRT每年为学生参加NHK杯国际大学生机器人(ROBOCON)大赛提供经费支持。

  该项目的导师、自动化系党委副书记王京春老师说:“让同学们参加的目的就是锻炼学生各方面的能力,让他们参与一个完整的研究过程。”由于本项目涉及的知识包括机械、电机、电子、通讯、控制、计算机软硬件技术、检测技术、材料技术等多个领域,所以参与的学生也是自动化系、精仪系、机械系同学的跨学科、跨系的组合。在研究过程中,往往需要请教不同学科方向的老师。

  SRT计划的项目涉及理、工、人文社科、经管等各学科。SRT计划的实施,增加了学生选择跨学科专业训练的机会。

  据估算,清华大学本科生中SRT计划的参加比例已经达到了30%左右。

  在《清华大学2001-2005教育改革与发展纲要》第12条中有这样的一个规划:加大课程设计、项目训练等实践环节的比重,本科生参加SRT活动的比例增加到50%以上。

(http://news.tsinghua.edu.cn)
[更新:2003-06-10]
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