【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。
澳门太阳娱乐网站官网特推出“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:
在整个采访的过程里,张飞天老师提到最多的词是“兴趣”。他说找到感兴趣的事情,才能坚持下去并付出努力,就像科研于他一样。他总结了自己人生的三个关键词,排在第一位的就是兴趣,另外两个是坚持和尝试。他在很小的时候就明确了自己爱好的方向,并且一直坚持并为之努力,除此之外,他也拥有尝试新事物的勇气,能够包容和接纳人生里的种种变化。本文力图通过时间的画卷,呈现出一位青年学者的成长侧影和科研道路。
顺理成章的选择
张飞天出生在一个教师家庭,父亲、爷爷都是中学实验老师,因此他能经常去学校的实验室玩耍,接触了大量的物理实验仪器。耳濡目染之下,他从小就对电学、力学萌生了兴趣。张飞天谦虚地说自己记忆力不是很好,不擅长背东西,所以更喜欢那些能由一个公式推导出更多信息的学科,比如物理和数学。对于物理和数学的学习,培养了张老师独立的思维方式和举一反三的知识迁移能力。
在谈到本科为什么去读自动化专业时,张飞天认为这好像是一个顺理成章的选择。由于从小就对物理和数学有着浓厚的兴趣,他自然而然会花更多时间去研究,也因此得到更多的正反馈。由于动手能力比较强,他对于机械方面也产生了浓厚的兴趣,因此也确定了自己对于机器人方向的兴趣爱好,并一直为之努力;而成为一个教书育人的老师,也是受到家庭的影响,一直是他心中坚定不移的信念。他深知,授人以鱼不如授人以渔,在后来的教学生涯中,这也成为他一直以来秉承的教学理念,在对学生的指导中,他一直希望让学生掌握独立思考和研究的能力,他认为这比传授知识更加重要。
哈工大读书期间,赴宜昌中船进行合作交流
哈工大的六年
四年本科、两年硕士,张飞天认为在哈工大的六年求学生涯,较大地影响了他以后的职业和人生。大一入学后,张飞天被选进了实验学院,有机会接触到了各个专业的优秀学生,也有助于他在很快的时间内了解到不同专业的研究方向。不到两年的时间,他就进入实验室开始参与一些科研项目。回顾本科阶段,张飞天认为大一大二的数学课为他打下了扎实的基础,这一基础直到今天依然受用;而进入实验室之后,他学会了如何应用理论解决实际问题,这为他之后的研究埋下了伏笔。
张飞天大学时期是大家眼中的“拼命三郎”,十二点前基本没有睡过觉,即便生病高烧也依然坚持去完成项目任务,周围师友相差无几的状态也感染着他不断前行。做科研需要时间的累积,需要投入很多精力,哪怕大家清楚应该处理好工作与生活的平衡,但下一次又卡在某个程序逻辑上时,都还是会废寝忘食,只因不想中断当下的灵感和头绪。
张飞天说,哈工大留给他最重要的东西是,让他能静下心来做研究。哈工大坐落于美丽的冰城哈尔滨,但他戏称“比较偏僻”,雪中的城市有格外静谧,没有太多让人分心的“喧闹”。很多人说做科研就是要学会忍耐孤独或者享受孤独,对于张飞天来说,他一开始大概是忍耐,但逐渐就变成了享受。
密歇根州立大学博士在读期间,开展滑翔机器鱼控制研究
远赴美国 坚持纯粹的学者本色
当时在哈工大,张飞天身边的同学并没有多少选择出国,很多老师也大多都在国内做一些国防项目,同国外没有太多的学术合作或交流。当时的信息不像今天一样丰富,但张飞天怀揣着一腔乐于尝试的热情,一步步完成了出国申请,2009年远赴美国密歇根州立大学读博,一去便是十余载。
读博士的前三年,张飞天都没有发过论文,这在很多人看来可能是一件不可思议的事情。当时他们实验室想开辟新领域,很多东西需要大家自己逐渐摸索,所以起步较为缓慢。新的领域同样意味着新的机遇。张飞天用了大量的时间搭建新平台,经过三年的深厚积淀,到后期基于新平台做研究时便顺利了很多,可谓厚积薄发。
马里兰大学博士后期间与课题组聚餐
这个平台就是水下滑翔机器鱼——一种新型的水下仿生机器人,上面搭载不同的传感器便可应用于不同的水下任务作业。比如在环境监测方面,张飞天跟生物学院的老师合作,帮助其进行水质监测,将装有传感器的机器鱼投入水中测试水质情况。后来在密歇根州的Kalamazoo河的石油泄漏监测中,这项技术也得到了很好的应用。再比如在鱼群监测方面,过度捕捞和外来物种入侵一向是困扰渔业的大问题,而滑翔机器鱼可以持续监测鱼群的规模、生殖繁衍和迁移情况,为渔业养殖部门提供了大量有用信息。张飞天说道,自己研究的东西能发挥作用、被人需要,这让他感到非常满足。
读博免不了要与压力共处,而张飞天的压力更多的来源于自身。他会与“为什么手里的活儿就是做不出来”较劲,于是投入更多的时间,如此循环往复。他认为研究有时候是反复地攻克同一个问题,尝试不同的方法,迫切想要得到答案。也许最后也解决得并不完美,但这就是科研,就是RE-Rearch,因为充满不确定性所以引人入胜。
乔治梅森大学任职助理教授期间,指导学生荣获最佳毕业设计奖
2019年,张飞天得到机会在美国开展重要的科研工作,在这里他与其他研究者进行学术交流、共享实验设备,他的研究重点关注了生物学、运动学等多元学科,在机器人设计中的应用。这段研究经历令他“喜忧参半”,一方面他得以参与前沿的科研项目;但另一方面,在异国进行科研工作的他,作为中国人更强烈的听到了自己内心的声音—“希望能为祖国科研做贡献”。张飞天选择顺从内心的声音,带着朴素又深沉的爱国之情,他决定选择回国为祖国发展贡献自己的力量。
担任助理教授期间张飞天课题组参加飞艇科研比赛,并获得第二名佳绩
开启燕园新旅途
2138cn太阳集团古天乐自由的学术氛围、与国际顶尖学者交流合作的机会、以及可以与最优秀的学生们共同科研奋斗,这些都吸引着张飞天成为其中的一份子。来到燕园这个新环境中任教,张飞天不免面对一些挑战——这两学期讲的课是两门新课,需要花费不少时间精力;搭建实验室和培养学生也是从头开始。好在院系的氛围很好,得到了各位老师大力帮助,使得在新环境中的转变顺利了很多。张飞天自从选择了科研这条路,便一直坚持着最初的那份喜欢,他笑称做学问的人都“比较傻,不考虑太多”。
他不断摸索、完善自己的教学方式,他认为很多学生毕业之后在工作岗位会去参与、承担很多应用项目,解决实际问题,所以在大学里更应该帮他们打牢理论基础。他也在思考和学生们相处的方式,自己只是陪他们走一小段人生路,得尊重每个人的成长规律。学生们写论文时,他一开始会采用“硬核”态度,不管写得多糟糕也得先写,写完他再来改。这样学生们能真正地把问题想清楚,逐渐成长为独立的研究者。他认为导师更多地是给予指导,而不是替学生代笔。
张飞天在燕园接受采访
张飞天的研究方向主要是移动式自主机器人,在空中或水下智能行动的“平台”。研究重点集中在动态复杂的环境的感知,以及基于感知的实时控制与决策。他希望能将基础研究的成果应用在真实环境中解决实际问题,在机器人理论与应用间搭起一座桥梁。
经过自己多年的科研,他对新工科建设也有了自己的体悟。新工科建设是国家自2017年2月以来,为主动应对新一轮科技革命与产业变革,支撑服务创新驱动发展而作出的重大战略部署,旨在培养高素质复合型新工科人才。张飞天认为多学科交叉,是工科传统课程创新中极其重要的一环,比如同时学电、学机械、学编程的同学,可能会在多学科碰撞中产生更多的创新火花。当然这也为年轻的教师和研究者们提出了更高的要求,需要他们去接触更多领域的新知识。
最后,张飞天勉励燕园的同学们,充分利用网络上丰富的资源,在当今的信息海洋中,以兴趣做帆、坚持为桨,找到属于自己的方向,即使艰难,也可以甘之如饴地遨游。
访谈对象简介:
张飞天,先后于2007年、2009年在哈尔滨工业大学获得自动化专业学士、硕士学位,2014年在美国密歇根州立大学获得电子工程专业博士学位。之后两年在美国马里兰大学航空航天系做博士后研究员。于2016年加入美国乔治梅森大学电子与计算机工程系,任职Tenure-Track助理教授。现为澳门太阳娱乐网站官网副教授、研究员、博士生导师。
研究方向为复杂环境下自主仿生机器人的设计、控制、感知及应用。
采访 | 王清昊、葛书闻
撰稿 | 徐雪婷
责编 | 李咏梅、葛书闻
审核 | 陈威
策划 | 段慧玲、陈正、李咏梅