——访我校实验室优秀技术总监、理学院力学系高级实验师刘红欣
记者:李瑞骐 来源:上海大学报
刘红欣,她开发了实验平台“高层结构震动控制实验装置”,近十个新实验用于本科生的教学实验取得预期的效果;她运用新材料新技术方法拓展教学内容,已连续实践三年,受到学生欢迎。在一个春日融融的上午,记者对刘红欣老师进行了采访,得知记者的来意之后,她一再谦逊地表示“自己没什么好写的,只不过是完成了份内的工作”。
紧跟学科前沿 开发创新实验
刘红欣主要研究方向为实验力学。从原上海工业大学工作算起,在我校她已度过了二十二载春秋,可谓上大的“元老级”人物。二十二年来,刘老师始终奋斗在教学工作第一线,将科研与教学紧密结合,立足本科教学,开发了许多创新性实验。
说到此次优秀技术总监的参评项目,刘红欣向记者介绍了她亲自设计及研发的实验平台——高层结构震动控制实验装置。该装置为正方形刚架结构,高宽比为1:8,模拟高层建筑,每层配有1.2千克的可拆卸质量块。底部为两层,一层是平行轨道,可以平动;另一层是圆弧轨道,可以实现上下动和平动叠加。轨道两端都装有弹簧,根据需要可调节弹簧刚度,或锁住一个方向的运动。另设有两个几何形状相同但刚度不同的刚架。当模拟地震时,横波与纵波在建筑的底部呈叠加运动,放置于建筑下部的激振器便沿圆弧轨道运动;当模拟风时,风载是作用于建筑上部的横向平动,激振器置于建筑中上部作平行方向运动。整套震动控制装置的控制理论基于液体协调阻尼器的实现,能够达到60%的减震效果与50%以上的风载荷减振效果。此设计理念与方法皆属世界最先进之列,但国际上的实验平台所涉及的力学原理、控制理论等都大大超出了本科生的接受范围。刘红欣经过深思熟虑,反复推敲,开发出了这样一套实验装置,从而化难为易,通俗易懂地带给学生。值得一提的是,此装置是在充分利用学校现有资源的基础上研发的,造价仅3万余元,远不及国际标准装置上百万元的制造费用。
刘红欣在创新实验的开发上也有许多显著的成果。如:“应力集中在薄膜单轴拉伸中的影响”、“高层结构系统结构动力特性测定”、“铝合金人字梯静态应力分析”、“数字图像相关技术观测低碳钢拉伸滑移线”、“外白渡桥模型静、动态应力应变测试”等等。其中利用数字图像相关技术观测滑移线的实验,一改学生以往只能从书本看到却无法从实验中观测到滑移线的状况,通过利用数字图像相关技术,可以得到试件表面滑移线的连续变化规律。通过创新实验,力图将学科前沿的思想和技术用易懂的方式介绍给本科生,取得了很好的教学效果。
打破常规教学 课堂交给学生
与技术总监的身份相比,刘红欣更偏爱“老师”这一称呼。几十年的教龄,令她对教师这个职业产生了无比深厚的感情。当谈到自己的教学心得时,她有着一言难尽的感触与体会。依托基础力学实验与固体力学实验两门本科生课程,她打破了常规的力学实验教学方法,充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与到课堂中,成为课堂的主人。
尤其在固体力学实验这门课中,刘红欣完全放手让学生们用自己的知识和创意分组确立实验课题,并且自学课题研究所需的专业知识。学生初步完成实验方案之后,刘老师就逐个方案分析其实施价值与实施可行性。“经过几十年的教学实践,我发现学生们亟待提高的并不是解决问题的能力,而是发现问题的能力,引导学生去发现问题往往是最困难的。长期以来,我们在实验教学中注重的只是让学生学会动手操作而非独立思考。”刘红欣一针见血地指出了当前大学生培养模式中的弊病。正因如此,在课程中,她有意给予学生探索问题的无限空间,毫不干涉。“学生们起初会像没头苍蝇一样毫无目的,尔后渐渐有了大致的方向,有了可供甄选的几个课题,几个人再从中选出一个最有价值且可操作的课题。潜移默化中,每个人都得到了意想不到的收获与提高。”提高学生课堂参与度的举措,还体现在期末考评的方式上,即各小组上台展示实验方案与成果并进行答辩,最终的分数由教师与学生共同决定。
在刘红欣的教学生涯中,有一段回忆注定令她终生难忘。那是2000年的一个寒冬,晚上七点多了,钱伟长校长在工作人员的陪同下来到校本部力学实验室视察工作。钱老对力学实验室的建设与发展给予很高的评价,在介绍到刘红欣负责自行开发的实验装置“刚架桁架应力应变测试系统”时,他给予充分肯定。钱老说“对,我们就是要给学生超纲的实验”。“隆冬之夜,气温仅在零度左右,当时已是88岁高龄的钱老在实验室久久不愿离去,最后,在陪同人员的再三要求下才恋恋不舍地返回,并且一边走一边回头对我说:‘很好,很好,一定要给学生做超纲的实验!’”十二年后的今天,刘红欣回忆起当时的场景依旧感慨万分:“钱校长的鼓励让我很感动,从此‘一定要给学生做超纲的实验’成为了我工作的座右铭。”
回顾在上大的二十二年风风雨雨,刘红欣把绝大多数时间和精力都投入到了工作之中。“我们家的生活很简单,不会因为家庭分散太多精力。回家之后,我和丈夫往往各自对着电脑忙工作。有时在学校也会加班到十一、二点,但是,只要工作需要,我就无条件服从。”当记者感叹其敬业精神时,刘红欣表示出一丝诧异:“我并不觉得自己多么特别,大家对待工作的态度都是这样的。”从上海大学建校至今,刘红欣是一名见证者,见证着上大一个又一个奇迹与飞跃的诞生;她更是一名建设者,在自己的岗位上勤耕细耘,为缔造一个又一个奇迹与飞跃做出自己的贡献。