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交大电气工程教育中的四位名师
——纪念上海交大电机工程系建系百周年

本文摘要

        文章试图通过对交大电机工程教育中的四位名师:创建电机工程科

    的科长之一,谢尔顿;创设无线电课和电信门的教授张廷金;完成“电

    机学”课程中 国化的 教授钟兆琳和开创交大高级电信专门人才、电

    研究生培 养的教授张钟俊,在该系发展中的不同阶段发挥的历史性贡献

    介绍,探讨交大电机工程系名师的特点和他们在该系、院发展中的作用,

    及对该系文化精神积淀的贡献。

1.交大电气工程教育百年辉煌

清光绪三十四年(1908年)校长唐文治创办的电机工程科,开启了交通大学(简称交大)的电气工程高等教育,也开启了中国的电气工程高等教育。

该科最初学制3年。1917年电机工程科学制由3年改为4年,并正式成立系。1929年电机工程系改为电机工程学院。1938年,学校成立工学院后,电机工程学院名回电机工程系。1949年,电气工程专业有:电机工程系(包括电信门、电力门),电信管理系,电信专修科,电信研究所。1952年院系调整,电气工程专业分成三个系:1电工器材制造系;2电力工程系;3电讯工程系。19566月,国务院决定交大电讯工程系调至四川成都,成立电讯工程学院;同年,决定交通大学“西迁”西安。1957年交通大学分设上海部分、西安部分;1959年国务院正式决定两地交通大学分别独立。经过一系列搬迁、并拆、调整之后,两地交大各校的电机工程系仍顽强发展。

1977年十年“文革”之后,两校电气工程专业得到了飞速发展。198412月上海交大成立了电子电工学院;199312月西安交大成立了电气工程学院。交通大学从一个学校发展为两所国家重点大学,而在这二所大学中,“电院”成为发展最快、规模最大的学院之一。

至今,交通大学的电气工程学科发展已有百年。在百年发展中,交大的电机工程科不但是中国自己创办的第一个电气工程科系,而且它还创造了许多中国电气工程教育中的第一:1910年创建了国内第一个电机实验室;1917年开设出国内第一门无线电课程;1919年自建起国内第一部无线电台;1943年与交通部、中央广播事业管理处等合作创办了国内第一个从事高层次电气工程人才培养的交通大学电信研究所等。同样,在这期间学校还培养出了一批杰出的校友:江泽民、陆定一、王安、朱兰成、田炳耕、季文美、周建南、朱物华等等。

交通大学电机工程科的发展折射出了中国电气工程教育的发展与兴旺。

2.几代名师在学科发展中的贡献

纵观交大电机工程系艰难曲折的发展史,我们可以看出,它的发展不但得益于几代开明的校长对电机系建设的支持,更得益于一批杰出的电机系系主任和教师所做的务实努力,和一系列重大的、开拓性的贡献;保证了电机系永葆青春,促进了电机系的不息发展、壮大和开枝散叶;为学校、为中国电气工业发展做出了极大的贡献。

21  忠厚敬业的谢尔顿科长

写谢尔顿之前,我想随便提一句的是,在交大电机科的开创建设中,值得自豪地是,还有交大自己培养的教师的工作。光绪27年夏,南洋公学(交大前身)中院首届6名毕业生,有4名派往英国留学。4名留学生中有一人叫李复几,后来在德国波恩大学获得物理学博士,成为中国的第一位物理学博士。他学成回国正是1908年,交大决定创建电机科之年。他与学校聘请的美 国 教授海腾一起开展了电机科的创建工作。可惜地是,一年后李复几被调到了开滦煤矿任工程师去了。

1910年,学校聘请美国威斯康星大学电机科教授谢尔顿任交大电机科科长。谢尔顿做事认真、严慎。他来校之后,按照美国电机科课程的计划要求,立即着手建造电机实验室,以便学生理解和学深电与电磁的深奥概念。在他的努力下,中国高校最早的电机实验室建成。电机科教学有二门主课,直流电路电机和交流电路电机。他自己亲自教授交流电机课。同时,他推荐了汤姆生教授来校授教直流电机课。其学生,后来成为交大电机系著名热工学家的朱麟五,曾回忆到两老师:教直流的是新来的美国人汤姆生教授,讲课很生动,又有补充教材。如讲解电机转子的绕线时,繁而不乱。他还画了绕线示意图,上课时,分给每位学生,使学生一看就知道,马上写出答案。如果不熟知各种绕法及其利弊,是难做到的。他批改实验报告,既快又很全面,而注重所得结果的讨论,给以正确的评语。教交流电机课是美国人谢尔顿教授,忠厚老实,是学校这门学科的创办人。他勤勤恳恳,一丝不苟,讲的课,使学生易懂易考。

谢尔顿并不是一个守旧的人。在学校谋求改办工科大学中,他对比交大电机、机械科预科的与美国大学一年的情况,与土木科科长万特克一起大胆向校长建议把机、电两科的预科改为专科一年级,学制改为四年,使得学校的学制得到了提高。

他也是一位爱护青年,提携青年好学者。19159月,交大中院生张廷金学成归来。在谢尔顿的支持和帮助下,很快,他在中国首开了无线电课和建起了无线电专业。在短短的时间内,交大成为国内无线电的先驱。之后,张廷金不但成长为中国电气界著名学者,而且成为交大电机工程系的著名系主任。

谢尔顿选用美国的教材,按照美国的课程要求,一丝不苟,为交通大学电机学科的建设打下了扎实的基础。由于谢尔顿的工作出色,交通大学聘任他担任电机科科长一职一直到1927年。

22  开创中国无线电学学科的张廷金

19159月,交通大学开出了中国高校中的第一门无线电课。如果说,建造电机实验室是电机系发展的第一个转折点,那么开出无线电课是交大电机工程科发展中两大学科门的另一门——电信门的开端。开出这门课的教师是1904年考入本校南洋公学中院,1909年毕业,考取中国第一批庚子赔款赴美留学的张廷金先生。在美,他先在俄亥俄州立大学电机科学习,毕业后,进哈佛大学电机科攻读硕士。他选择了最前沿的新门科——无线电专业。二年后完成学业。19159月,张廷金学成归国,受聘母校电机系任教。旋即他提出,母校电机系应开设无线电课程。在得到科长和学校支持后,张廷金以他扎实的功底,大胆地实措了一系列开创性的工作:1917年,在中国首先开课讲授无线电学;同年,建成国内科研单位和高校中第一个无线电实验室;1920年,自行设计组装成功中国第一部大功率无线电台。张廷金因其先导性的工作,为中国无线电事业的发展开辟了道路,被誉为中国无线电学先驱。

张廷金是一个不断进取的人。在教学中,他时时关注着国际上相关专业的发展,并将最新的技术引入课堂。他所讲授的电机火花发电机等,都是他在美国时刚刚有的。电子管等出现后,他讲授的内容又同步更新到电子管、真空管。1934年国际上“业余无线电”研究兴盛。张迁金立刻洞察到其广阔的前景。他发动学生加入这一研究行列,自己则和助教一起从旁指导。半个世纪后,他的学生提及此事说道:“在这样的时机带动中国学生向无线电进军,加入国际行列,这是 张 先生的功劳”。

张廷金重视实验。他的助教回忆说:“ 张 先生动手能力极强,喜欢独自操作新实验”。教学中,他也常用无线电台进行演示,任教不久,他就在交大组建了无线电实验室。1920年实验室已配备了他自己设计制造的无线电台以及无线电发射机、微波中继通讯终端站电话机、长、短波收发报机、谐义振荡器、晶体控制振荡器、真空放大器总阻桥等设备。为了使学生的理论知识与实践知识相贯通,他还从校外请来庄智焕(曾任工业部电子司司长)、包可永(曾任上海市电报局局长)等校友来校兼课教授。

张廷金提出,工程习者在学生时代“非先培养创始之能力与领袖之精神不可”。他在《工程同学应有创始之能力与领袖之精神》一文中写道:“工程学科与其他学科不一样,工程学科绝不能沿袭旧式,要立足于竞争之世界,因此须有创造能力;要负责于工程重任,又此须有领袖决策能力。然而,能力与精神之养成,事业之最终成功。”

张廷金还是国内最早引入管理学的学者之一。他译著的《科学的工厂管理法》是已知的中国最早的二本管理专业书之一。193410月张廷金会同顾毓琇等发起成立了中国电机工程师学会,即后来著名的中国电机工程学会。

19275月,张廷金接谢尔顿的班,担任电机科科长,此后,他历任电机工程学院院长、工学院院长等职。他开放性的教学和理念,为电机系办成全校最好的系,出领袖人才的系做出了特殊的贡献。

23  中国电机工程师摇篮的创建者之一钟兆琳

1927年,己任交通大学电机科科长的张廷金,向在美国工作的学生钟兆琳发出了邀请,希望他回母校电机科任教。来自母校老师的召唤,使钟兆琳异常激动,他决定回国。他把想法告诉其导师卡拉比托夫。卡拉比托夫支持他的决定,并在给他的信中写道:“you are a teachar by Nature”。怀着这个祝福,9月,钟兆琳回到交通大学。由此之后60余载,他的人生与交大紧紧地联系在了一起。成为交大电机系又一代领导者。

钟兆琳1923年毕业于交大电机系。次年留学美国康奈尔大学,获硕士学位。钟兆琳回母校后,最初为机械工程系讲授“电机工程”。30年代初,一直担纲“交流电机”主讲的美 籍 教授西门教授离校,钟兆琳接手。“交流电机”是当时世界上最先进、概念性最强,并且为学生最难理解的课程之一。曾有多名留学归来的学者试过,但时间都很短。钟兆琳接手后,大受欢迎。从此,他便一直担任该课的主讲,并由此成为第一个系统地开出“电机学”课程的中 国 教授。

概念清晰,重点突出是钟兆琳针对电机课概念性极强这个特点自创形成的讲课特色。有时,他对已经讲清楚的内容,忽然又会不厌其烦地从不同角度反复讲两遍、三遍。以至于有的校友笑言 钟 老师讲课,“讲了一年,只讲了二个东西,一个感应电机、鼠笼式马达,还一个是变压器”。学生总结 钟 老师的讲课是“他( 钟 老师)先把一个基本概念(特别是较难理解的概念)不厌其烦地详细而反复地讲清楚,当同学们确实理解后,他才提纲挈领地对书上其他内容作简要指导,随即布置大家去自学。令人信服的是,每当先弄清基本概念后,再去消化书本上的知识,会发觉既清楚又易懂,而且领会深,记得牢”。在反复讲述中,他也常会插穿一些时事,调节枯燥、严肃的气氛。学生们说“ 钟 先生属于天才型教授,讲起书来如天马行空,行云流水,使人目不暇接”,“得益之深,无可言喻”。

钟兆琳继承了电机系重视实验的传统。他自己就直接参与了中国民族电机工业的起步和建设。1932年,他说服华生风扇厂,制作他设计的动铁式频率表、同步指示器等成功后,又制成他设计的交流发电机、电动机等。因此,他对实验要求十分严格,经常亲自在实验室指导学生做实验。当年的学子张煦院士回忆说:“钟兆琳、马就云、陈 石英等 教授在崭新的工程馆左右侧开创的电机实验室和机械实验室,是国内当时建成的,最完美的大学实验室。3位教授在助教的辅助下,精心指导我们学生动手做实验,培养学生联系书本的实际操作能力,我们学生都从心里感到无比的幸福”。为加强实验课,钟兆琳特地根据自己在工厂的经验开设了一门《实验工程课》,带他的实验的助教必须认真备课,先做实验。根据国际上的情况,他还亲自用英文编写了新的“交流电机”和“电机实验指导”两门课的教材、讲义、补充教材等。这些教案他都能背下来,上课几乎不看讲稿。

钟兆琳后来历任交通大学电机系主任、电工器材制造系主任等职,为交大电机系、按照中国学生的特点,创造性地编著、开出“电机学”课程作出了杰出的贡献。为国家为交大电机系培养了一大批电机人才。

24  开拓中国自动化技术的张钟俊

19409月,交大重庆分校成立,学校特地聘请了从美国麻省理工学院赶回来的MIT电工学历史上第一位博士后研究员张钟俊为电机系教授、系主任。他成为交大电机系历史上,培养高层人才的开创者。

张钟俊,1930年即以优异成绩考入交大电机工程学院,19岁获交大电机工程学学士学位,并获得中美文化教育基金会的奖学金,进入MIT电工系攻读研究生课程,193712月获科学博士学位。他的论文是《单相电机短路分析》。文中利用傅里叶级数解决了多年来悬而未解决的凸极电机短路的暂态过程疑难问题,辨答评价极高。专家认为所用的方法不只对电机学,对数学研究也是一个创新。

1938年,张钟俊留校协助著名电讯网络研究专家葛莱明研究网络综合理论。

得到母校的召唤,回到母校后,张钟俊首先想到地是,如何尽快地把世界上最新的技术带回祖国,支持抗战,为国家、为军事通讯培养高级电信专门人才。1943年,在张的推动下,学校与重庆国民政府交通部电信总局、中央广播事业管理处、中央电器材厂、中央无线电器材厂合作创办了交通大学电信研究所,张任主任。当年正式招收研究生,课程设置参照美国麻省理工学院和哈佛大学。在抗战艰苦的条件下,张仲俊、朱物华等一批教授把教学和科研紧密结合在一起,课程内容又新又深。“网络综合”是当时电路理论领域刚刚兴起,并迅速发展的一门学科。 张 先生就指导学生一同探索。40年代末,他在网络综合领域已有不少建树,并完成了《电讯网络》一书。有专家认为这是国际上第一本阐述网络综合理论的专著。

19354月国民政府颁布《学位授予法》到1949年,14年期间,全国授予的工学硕士共39名,而交大电信研究所,在6年中培养的工学硕士就有19名,占全国的一半。

1952年,张钟俊在积极投入新中国建设中,发现我国的电力系统教育水平现状。为此,他翻译了一批苏联教材《电力系统稳定》、《电力系统短路》、《电力网及电力系统》、《电力系统电磁暂态过程》等,形成一套完整的系列教材填补了国内的空白,提高了国内电力系统的教育水平。更重要地是,张还在上海交通大学建立了中国最早之一的大型电力系统动态模拟控制实验室。

在网络综合理论研究中,张钟俊对国际上刚刚形成的控制理论中函数传递概念的敏感和追索,让他在1948年就开出了伺服原理讲座,1950年在长春电机研究所开出这门课。这是中国历史上最早讲授控制理论的记载。

接着自动控制 成为张 先生最主要的研究领域,难能可贵的是,几十年来他始终站在这一领域的最前沿,成为中国自动化技术的开拓者。

1977年,中国正从“文革”中走出,在广州召开的一次全国学术会议上,张作大会发言。在发言中他结合国际上许多成功范例,介绍了系统工程。这是我国最早提出的技术应用系统工程的提议之一。1982年,他与管理学院合作,领衔完成的《新疆宏观社会经济模型》是我国的第一个采用系统工程方法建立的大型地区性社会经济模型。

可以看出,张钟俊对电机系的贡献突出,不仅是他在中国推动和实现了学校与政府机关和企事业合作培养研究生的突破,而且在于他关注边缘学科,勇于跨学科、紧跟国际科技前沿,拓展新学科、新领域。

电机系正是在谢尔顿、张廷金、钟兆琳、张钟俊等一批名师和系主任代代传承、开创下,才成为交通大学最有历史、最优秀的系。

3.名师的杰出作用和精神

综合以上几位名师的卓越贡献和他们创立的电机系特色,我们可以十分清晰地看出,在交大电气工程教育发展史中,他们的作用,主要表现在三方面:

31  在创立和坚持发展交大电气工程教育中发挥了主干作用

交大电机工程科系的发展历经了多个朝代和时期。它经历了清末民初;经历了辛亥革命与五四运动;经历了抗日战争与解放战争;经历了院系调整与“西迁”;经历了“文化大革命”和改革开放等等,它的成长、发展历经险难,曲折艰辛。而在这个征途中,正是有一批与电机系风雨同舟,患难与共的,将自己一身交给电机系的师生和名师的坚持,才使得交大电机系在困难中得以坚持,在发展中得以兴旺。

谢尔顿,在交大电机系初创时期来到交大,创建、开科授课,踏实工作17年。为电机系发展打下了基础;张廷金,从1915年回母校工作,一直到1945年离别交大,他在交大执教近30年,历任科长、院长,甚至代主校务,但是他一直工作在电机工程教学的第一线;钟兆琳,1927年回母校任教师至1990年病逝,在交大电机工程教学中的教龄长达60多年;张钟俊从1939年回母校任教至1995年病逝,他在交大电气工程教学中的教龄也长达56年。

这些名师坚持在交大电气工程教学的第一线执教,他们把电机系看成自己的家,把自己的大半生,甚至全部交给了交大电机系。他们对交大电机系的建设和传承所发挥的支柱作用是不可磨灭的。

32  为交大电气工程教育不断适应科技发展,开拓新领域作出了划段性的贡献

电机工程科初创时期,谢尔顿创建电机实验室,将西方电机工程这个比较难教学的学科门引入交大,他对电机工程系的贡献是得到大家公认的。张廷金,是在20世纪初,无线电通讯功能刚刚得到西方国家认识。无线电开始走向实用,在中国无线通讯技术刚刚起步的关键时刻,回到母校,在中国首开无线电教学、实验,使交大电机工程系成为填补了国内通讯工程教学空白的系科。张廷金本人被誉为中国无线电学科的引领人。钟兆琳,是在张廷金作为中国教师首次接任电机工程科科长后,希望把电机工程科逐步中国化的时期,回到母校的。他根据中国学生的特点,根据“电机学”课程的难点,自编教材、讲义、实验指导书、补充教材等,开创和形成了一套有中国特色的“电机学”系统课程。被誉为中国电机工程师摇篮创建人之一。张钟俊,是在1937年抗战爆发毅然回国的,看到母校迫留上海租界,艰难维持,重庆大后方,为抗战急需工程专家。在校友呼吁建立交大分校之际,他决然投入到筹建交大重庆分校的工作中。分校成立后,受聘电机系教授、系主任。随着抗战对军事通讯高层次人才的急需,张钟俊利用大后方的有利条件,联合国家机构和中央企业创办的电信研究所,开创了电机系开展研究生培养的新时期。更为可贵地是,他们在随后的教学中,继续不断跟踪世界科技发展,不断开拓新领域。

33  为交大电气工程系的精神文化积淀作出了贡献

对第三条,我认为是值得深刻总结和关注的。可以说它是交大电机系能够不断发展兴旺的源泉,是名师创造的最珍贵的精神财富。

强烈的爱国、爱校的精神

谢尔顿是美国人。他放弃美国的优越的生活条件,受聘来到贫穷的中国,帮助中国发展电气工程教育。他热爱学生,踏实教学,努力建设交大电机工程科,为校方所认可,在交大工作达17年。张廷金,在美国读书时期,仍时刻关注着自己的祖国。1913年他曾在“留美学生年报”上发表文章中呼吁中国人要“力斩三毒(狎邪、赌博、置妾)而后快,与欧美裔种民族并驾齐驱”。抗战中,为保全学校,根据国民政府指示,他忍辱负重坚持租界办学。钟兆琳曾任美国西屋电气制造公司工程师,但母校一声召唤,他立刻回到了母校工作。在1942年汪伪政府宣布“接受”交大后,他愤离交大,生活无着时,做家庭教师、报馆中学生辅导等工作辗转于清贫之中,成为当时著名的“反伪六教授”之一。1956年交大西迁,周总理曾提出, 钟兆琳 先生年龄大,身体不好,夫人又病卧在床,可以留在上海,不去西安新校。但是 钟 老师还是带头第一批到了西安。张仲俊,1937年抗战爆发,他毅然放弃在MIT做博士后和美商让他到上海电力公司任职的邀请,而赴重庆参加筹建交大分校。1948年解放前夕,MIT校长再次邀请他去该校任教,他婉言谢绝。这一代一代的名师以他们的崇高思想和实际行动,为交大电机系形成的爱国爱校精神树起了强烈的榜样作用。

⑵ 重视基础理论,重视学习国际先进文化的理念

这几位主任、教授除谢尔顿之外都是交大的学生。在校,他们都是姣姣者,有扎实、深厚的文、理功底。例如张廷金,1909年交大中院毕业。毕业成绩单上,有3门是100分,其中语文亦是100分。原来试卷出色,被推荐给校长、国学大师唐文治。唐文治看后大为赞赏,在95分后又加了5分。作为交大最好的学生之一,他被推荐进京参加庚子首届赔款选拔,在630人中脱颖而出,与梅贻琦、胡刚复、徐佩瑛同榜。

钟兆琳,中学、大学在交大完成,成绩居电机科前5名,获“老山德奖学金”。毕业后,在沪江大学担任数学、物理教师一年后,入康奈尔大学电机系。钟的数学才能非凡,每次考试几乎总是第一。美籍教师总以他为榜样,勉励其他外国学生。

张钟俊,15岁考入交大电机系,后因成绩出众,获奖学金入MIT电工系读研究生。在读期间,张选择理学院数学为副科,后来扎实的数学功底帮助他不断创新。所以,张钟俊非常注重研究生的基础理论课学习,他要求他的每个博士生选读数学系的课程。

另一特点是:这些教师除了在美国名牌大学学习毕业外,他们基本都在美国工厂、企业实习和参与过研究工作。张廷金毕业后在威斯尔豪斯公司实习,钟兆琳曾任美国西屋电气制造公司工程师,张钟俊在MIT作博士后。他们这种几乎一致的学历背景,不但典型地反映了交大留学教育的成果,而且形成了交大电机系特色文化的一部分。他们对交大电机系重视留学人员,重视基础知识,重视学习和超越世界先进科技的优良传统的传承起到了关键的作用。

  强烈的创新意识和时刻跟踪国际前沿的文化

张廷金、钟兆琳、张钟俊等交大名师在开拓交大电气工程教育和相关学科领域的过程中,也为交大电机系创新文化的形成做出了贡献。交大电机系中强烈的创新意识已成为一种传统,例如朱物华院士后来开辟了国内水声学,张煦院士开辟了国内的光纤通讯等等。交大电气工程教育中形成的紧跟国际科技前沿之文化精神、开拓之文化精神、创新之文化精神正是电机系飞速发展的源泉。

  重视实验和实践能力的传统

谢尔顿动手创建交大电机实验室;张廷金动手自行组装中国第一座大功率电台;在实验教学中首设助教制度,建成中国高校中独树一帜的实验室。钟兆琳开设《实验工程课》,亲自到实验室指导学生做实验;带学生,直接为中国微弱的民族电气工业出力等。张钟俊的电信研究所直接参与电信总局、中央电工器材厂、无线电器材厂的科研任务。解放后,他主持了上海市统一电压和频率最终并网工程;带教研组参加了“三峡水利枢纽工程”电力系统动态模拟攻关任务;主持了《新疆宏观社会经济模型》研究等等。这几位教师不但继承了老交大重视实验,重视实践的优良传统,而且发展形成了有交大电机系特色的传统:密切结合社会和企业发展问题,直接服务于社区建设和科技发展。

以以上四点为特色的交大电机系科百年积淀成的文化精神,正是交大电机系从一个科、二个专业、10名学生发展到现在的上海、西安二个电气学院的基础保障。

 

 

参考文献:1.《上海交通大学纪事》

2.《老交大名师》

 
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