段慧玲教授，北京大学理学博士，北京大学工学院院长，国家杰出青年科学基金获得者，长江学者特聘教授，国家万人计划科技创新领军人才。中国力学学会常务理事和女科技工作者专业委员会主任，中国复合材料学会常务理事，美国机械工程师学会会士（ASME Fellow）。在界面力学等方面取得重要成果，建立了跨越微-细-宏观尺度、涵盖固-液-气的界面力学理论，推动了力学基础理论创新，促进了相关学科重要工程应用。发表SCI论文160多篇，包括Nature Communications, Science Advances, PNAS, Physical Review Letters等国际期刊。以第一完成人获国家自然科学二等奖和教育部自然科学一等奖，并获中国青年科技奖、中国青年女科学家奖、美国机械工程师学会The Sia Nemat-Nasser奖、“全国三八红旗手”、北京大学第三届“十佳导师”及北京大学教学成果特等奖等多项奖励。

一、科学与工程交叉融合，力学演化万物之美

力学是什么？力学是连接工程与科学的桥梁，是工程科技的先导和基础。世间万物，都蕴藏着力学原理，精巧的建筑结构、鸟类的飞行、植物的叶片轮廓，都是一个个力学学科探索的闪光点。从大气、海洋，到人体的骨骼、血液，都蕴含着流体力学、固体力学、结构力学、生物力学的奥秘。

马克思曾说过，力学是“大工业真正的科学基础”，这句话到今天都不过时。很多大科学工程中都包含着力学问题，都有力学原理在起作用。例如我国大飞机的设计，就牵涉到各种力学原理，流体力学解决了飞机飞行受力问题，断裂力学则解决了飞机结构安全问题。从不同的尺度去看，力学以工程系统作为研究的出发点和应用对象，侧重于研究其宏观尺度上呈现的运动规律，探究其建模和分析方法；而发掘蕴含在工程中的基本规律和定量设计准则，则是探索其微观基础的表现。

力学与其他学科的交叉渗透十分显著，具有很强的开拓新研究领域的能力，能够不断促发新的学科生长点，在支撑现代工业、高新技术和国家安全等方面发挥着不可替代的作用。

在国家重大工程技术的发展中，既有大量处于学科前沿的力学问题亟待解决，又有诸多技术难关需要通过力学方法来攻克。力学是科学技术创新和发展的重要推动力。作为新中国第一个力学专业，北京大学力学学科在发展过程中孕育出了生物医学工程和材料科学与工程两个一级学科、也发展了航空航天、能源和工业工程等相关学科方向；近年来，北大工学院为适应国家发展与新工科建设的需要，成立了先进制造与机器人系，设立了机器人本科生专业和机械工程研究生专业等，积极推进科学与工程的交叉，以科学促工程。

段慧玲荣获第十一届中国青年女科学家奖（2014年摄）

建设交叉项目，要根据新工科建设的特点和需求，加强课程设置和培养方案的交叉性，坚持通识教育与力学专业教育相结合，加强力学基础、促进工科专业交叉。工学院突出力学、数学、计算机及人工智能等学科的交叉融合，设立了“周培源讲座”“王仁力学讲座”“北京大学工程科学讲堂（Peking University Engineering Science Seminars）”“工学讲堂”，邀请国内外教授包括校内教授作报告进行学术交流，促进不同学科方向的教师相互交流。

与此同时，工学院主办了北大新工科国际论坛“智能制造与工业软件”分论坛，邀请国内外顶级的院士、专家参与分论坛，就智能制造与工业软件发展中关键、紧迫、重大的问题开展研讨，探索新工科背景下的智能制造与工业软件的学术前沿、人才培养、科技创新和成果转化。

工学院整体空间集群

二、“顶天立地”，瞄准“卡脖子”问题，基础研究与成果转化协同发展

“顶天立地”一词指出了工学院建设新工科的两个努力方向，即前沿基础研究和服务国家重大需求。与“传统工科”相比，北大的“新工科”更基于工程科学，更强调学科方向的引领性、交叉性与综合性。新工科有“三新”，新的工科专业、工科专业的新要求以及交叉融合再出新，既包括对传统工科的升级，也涉及新兴学科，如人工智能、智能制造、机器人、云计算等。“新工科”与北大之“新”同宗同源、一脉相承，是站在全球工科前沿研究高度、以基础研究突破为牵引的新战略。

新工科建设要瞄准关键领域，重点关注工程科学领域的“卡脖子”问题，这需要基础理论与工程应用协同发力谋突破。例如，在基础理论方面，湍流是力学研究中的世纪科学难题，湍流与复杂介质的研究已成为反映一个国家航空、航海、高端制造业等众多行业发展水平的重大科学问题，高超声速飞行器、可重复使用运载系统及深海潜水器等的研制，都与之相关。这些高端装备的服役条件恶劣且苛刻，涉及到复杂介质的超常规尺度、密度、硬度、刚度等性能以及在超常规温度、速度、场强等极端服役环境中的跨尺度力学机理和响应规律研究。这些都亟待科学家们进一步开展对湍流与极端环境下的复杂介质的研究。

作为大工业的科学基础，力学将瞄准重大科学问题和关键核心技术，聚焦湍流与复杂介质中的跨尺度力学理论技术，其研究方向涉及湍流基础理论与应用、复杂流动力学计算方法、跨介质流固耦合力学理论和技术等关键力学问题，是支撑国家战略需求和创新发展不可或缺的重要方面。

工学创新实践课汇报会合影（2019年摄）

新工科建设，要知行合一，学以致用，秉承“工教之道，技为体、管为翼、新为核、用为上”的发展理念，注重新工科学术型人才培养的同时，也积极推进成果的落地转化。一是运用好各方面社会资源，为学院发展提供有力支撑；二是通过产学研体系建设，精准对接产业需求；三是牵头搭建产学研联合创新平台，实现工学院科研成果产业化，使产、学、研之间互为支撑，构成独特的产学研创新体系，为成果转化提供强有力的保障，实现产学研合作协同育人。

建设有利于培养学生创新能力的工科实验教学平台，推进产教融合、科教融合、创新创业教育与专业教育融合，培养学生工程科学创新精神、工程观和系统观。工学院实行业界导师制，遴选理事单位、知名企业、尖端科研机构中的优秀人才，与学校导师构成“1+1”模式，从学术和实践两个层面对学生的研究进行双向指导。

要主动服务国家战略，做到前沿探索争为先，产教融合谋发展，强化工科人才的创新创业能力和解决实际问题的能力，培养能够引领未来技术和产业的人才。聚焦国家未来战略发展中亟待解决和攻克的“卡脖子”问题，基于工程科学提出颠覆性技术，依托湍流与复杂系统等国家重点实验室、省部级科研平台，组建高水平研究团体，力争取得更多有行业影响力的标志性成果，在国家重大战略项目中发挥领军作用，成为北大扎根中国大地办大学、破解“卡脖子”问题的关键阵地堡垒。

三、“厚基础、宽口径、强交叉、高品位”的新工科教育理念

北大工学院是我国新工科建设的最早提倡者和践行者，自2005年重建始，就定位于“工程科学”，以力学学科为基础和依托，发展材料、生物医学工程、航空航天、先进制造与机器人、工业软件等前沿领域，服务国家重大需求；立足于尖端科技、交叉学科，着眼于未来工程科学和新技术的发展方向，面向国家迫切需要及关系国家中长远经济发展的科学与技术研发。因此，北大工学院的发展以培育核心创造能力为中心，有所为、有所不为，优中求精。

新工科的研究生培养目标是培育面向科技前沿与国家重大战略需求的工程科学的高端人才和创新创业的领军人才。从1952年院系调整至今，工学院的师生中陆续有23人入选两院院士。举例而言，航天总师不仅要掌握相关领域的深厚技术，更要做到具备总览全局、协同发展的能力。回溯到研究生培养，则需要学院既精进学生的科研技术能力，又培养其全局协调能力，使学生具有广阔的视野。因此，在未来的发展中，要平衡研究生培养的深度与广度，成就交叉复合型的人才。

北大的工学，是从理科里面生长出来的，这是新工科建设得天独厚的优势，有了良好的理科背景，培养出来的学生不仅知道公式怎么应用，还知道公式是怎么来的，做到知其然，并知其所以然。北大新工科教育与其它工科不同的地方在于发扬了北大的数理优势与传统，强化了工程领域学术性人才培养，并结合综合学科优势，加强工程实践培养，学生去到岗位上，后劲会很足，能够发明新的共识来解决工程领域的问题，而非仅是方法的使用者。

新工科人才培养，要有国际化视野，“用世界的智慧与力量办世界一流工学院”是学院的办学理念。为促进国际交流、开拓教育传承新模式，工学院在国际化人才培养模式上进行了多样的探索，如设立和举办Globex（Global Education Exchange，全球学生交流互访）暑期项目、美国工程院重大挑战学者计划（GCSP）以及“对话全球创新大师”等各类讲座及合作项目，将“走出去”与“引进来”战略相结合，为老师和同学提供一个良好的全球教育交流和研究交流的实践平台，学院师生能及时了解世界科技动态并零距离感受世界级大师的风范。

这就是工学院“基础宽厚、视野广博、交叉复合、品位博雅、德才兼备”的新工科人才培养目标，其旨在关注学生多学科基础、创新性科研经历、创业实践经验、全球化视野和社会服务意识五大能力的培养。

四、做有人文关怀的工科教育，使学生建立健全人格，走出同行者压力

如果教育缺乏对学生的人文关怀，就会导致培养和教育中的短视，显得急功近利。对一位优秀的学生而言，健全的人格是其立身之本，也是其进行学术科研的定心丸。只有筑起“人格长城”，才能不被纷扰的环境影响，坚定研究者内心的理想信念。

教育学生要遵循“人为本，德为先，学为上”的理念，学以致用，但要以德为先。培养新工科学生，人文关怀及教育不可或缺，要将工文融合发展，依托北大文史哲、社艺法的浓厚底蕴，以科学问题为导向，培养学生从哲学、科学、技术和工程实践等多个层次去思考问题。

具有人文素养的工科学生，应该具有正确的世界观、人生观和价值观，刻苦学习的精神，探索未知问题的好奇心以及远大的理想追求。培养这样的学生，一要凝练专业基础课程，探寻深度和提升难度，鼓励学生选修具有挑战性的课程；二要加强人文社科教育，提高学生的哲学思维能力，鼓励学生更深刻、更全面地思考科学问题；三要实施一批实质性国际交流项目，培育学生的国际视野，推动学生走向世界，树立攀登科学高峰的决心。

学为人师，行为世范，导师的言传身教很重要，须先做出表率，给学生树立一个榜样，导师如果自身基础科研都做不好，实力不足，引领不到位，去谈学生的教育是没有意义的。培养研究生与培养本科生不同，在读研究生之前，学生所受的知识教育大部分都是有答案的，多数重书本、轻实践。但研究生学习是一个创新、探索的过程，这意味着路上一定会有风险和荆棘。创新能力的培养是一个渐进的过程，导师要带领学生到一个有丰硕果子的树下，去不断鼓励和引导学生去摘果子。例如，可以让学生先从一个点入手，在一点点的探索过程中收获信心和方法。

段慧玲荣获“全国三八红旗手”称号（2022年摄）

导师要引导学生以全局视角和长远眼光去思考问题，跳出短视的狭隘，多方面、多角度地审视事物，了解事情的全貌，不纠结于短期的得失，不囿于一时的成功或挫折里。人生成长的不确定性是必然存在的，不确定性是滋长压力的温床，也是孕育新机的土壤，提供了改变自己、周围的事物和环境的机会。导师要鼓励学生去拥抱生活中的不确定性，建立一个长远、有挑战性的目标，拥有更加平和、稳定的内心。学生到了一个新的群体，会遇到不同的同行者，同行者越优秀，理论上学生也会变得更优秀。但相互对比也会滋长内心焦虑，甚至可能会陷入盲目的“内卷”中，从而产生“同行者压力（peer pressure）”，这样的内耗对学生自身的伤害很大，会使自己停滞不前，作为导师，要鼓励学生走出“同行者压力”，敞开心扉去引导和帮助学生把握好人生方向，担起立德树人的重任，鼓励学生在压力下保持清醒，在环境中坚持自我，如此才能行稳致远。

本文刊载于《北大研究生教育》第1期（2022年4月）

杂志简介

《北大研究生教育》第1期封面

为深入贯彻落实习近平总书记对研究生教育工作的重要指示精神，深化“研究生教育质量提升行动年”，及时总结北大研究生教育经验，搭建师生广泛交流、研讨平台，北京大学研究生院创办校内刊物《北大研究生教育》。杂志为半年刊，聚焦于研究生教育中的重要问题，设置“主题论坛”“一线声音”“比较与借鉴”“探索与实践”“信息动态”等栏目。