对话青千 | 专访同济大学交通学院李辉教授

嘉域互晓2019-03-09 23:59:38



基本介绍:

同济大学教授、博士生导师,2015年入选中组部“千人计划”(青年项目),学科方向为道路与机场工程


教育经历:

     博士后,土木与环境工程,University of California, Davis,2012. 12 -2014.5

     博士,土木与环境工程,University of California, Davis,2008. 9 -2012. 11

     硕士,环境与资源经济学,University of California, Davis, 2010. 8 - 2011. 9

     硕士,道路与铁道工程,东南大学,2005. 8 - 2008. 6

     学士,土木工程,东南大学,2001.8 - 2005. 6

工作经历:

     同济大学交通运输工程学院,教授、博导,2015.4 至今

     中组部国家“千人计划”青年人才入选者,2015.2 至今

     加州大学路面研究中心(加州大学-戴维斯/伯克利),研究科学家,2014.6 至今

     美国加州注册土木工程师 (Registered Professional Engineer),2013.10 至今

获奖状况:

     中组部“千人计划”青年人才入选者,2015

     美国国家移民局职业移民第一优先特殊人才计划, Alien of ExtraordinaryAbility (EB-1A), United States Citizenship and Immigration Service (USCIS),2014

     美国土木工程师协会土木工程材料期刊优秀审稿专家 2013 OutstandingReviewer, ASCE’s Journal of Materials in Civil Engineering, 2013




学习生活

Q1:您本科是在东南大学读的土木工程专业,而研究生阶段选择了道路与铁道工程专业,您在做出这个选择时是怎样考虑的?

A1:我们当时读的土木工程是“大土木”。当时国内的大背景是学科建设学苏联,划分得比较细。当我要读研究生的时候,我感觉土木的方向比交通早一些,发展已经相对成熟;而交通相对来说是一个新的方向,需要更多的人才,通俗地来讲,给我们做事情的机会也更多些。所以我选择了交通下面的道路与铁道工程方向。

       后来去美国读博士,读的大专业就叫土木与环境工程,具体是交通方向,它的专业就口径更宽。并且(读的过程)要求我们至少学习三门经济类课程,做的研究又是交通与环境方向,所以我当时干脆就又读了一个环境与资源经济学的硕士。

       所以总的来说,国外的专业是相对宽口径的。国内的专业分得相对较细,可能有的时候有好处,但很多时候对于我们的发展是不利的,尤其现在学科交叉的东西越来越多,如果学习的方向过窄,可能会导致面对问题的时候,因知识储备不足,而造成一定的麻烦。

 

Q2:您在硕士、博士阶段在加州大学戴维斯分校做了一些研究工作,那么就您亲身经历而言,您觉得国内外的科研环境有哪些不同?或者说,在哪些方面我们做得还不够好?

A2:这其实不能单纯以好坏论之,而主要是国内外发展的阶段不同。美国已经过了快速发展的阶段,就拿交通基础设施来说,美国自上世纪50年代就开始大建高速公路,80年代基本建设完成,90年代开始管养等细化工作,因此有条件做得精细化。而我们目前处在大发展阶段,暂时可能没有那么多时间和精力去做好细节,只能把大体上的工作先做好。

从另一方面说,美国对路面材料与结构、建管养等的精细化研究,也并非与高速公路建设同步进行的——它也滞后于大发展大建设的阶段。因此我刚才说,国内与国外不是说谁好谁坏,而只是处在不同的发展阶段。目前我们细节的东西还做得不够,这需要一个时间过程来逐步完善。



Q3:您觉得在中美高校里的学术氛围有何差异?

A3:我们近来也一直在反思学生培养的质量问题,因为我们发现现在国内的学生,尤其到了研究生阶段,在某些方面的素质还没能达到应有的要求。一个主要的原因就是,很多学生在高中阶段很刻苦,上了大学就有些过度放松了。

       美国则反过来,他们的学生在上大学之前没有太多知识学习和升学的压力,而得到在自信心、动手能力、表达交流能力、团队协作能力、思考和发现问题的能力等方面的素质训练。不论一个人将来从事什么行业,这些都是必要的素质。等上了大学之后,美国的学生真的是玩命地学,学校老师给学生布置的阅读量、学习量也非常大。我本人到加州大学的时候就感觉,那边的课程工作量比国内大三倍还不止。我第一年过去上了一个学期,我也曾经有退学的想法!一方面是刚到国外,英语不太灵光,交流不顺畅,有的时候老师布置什么作业都听不清。另外一个方面就是课程量剧增,我刚过去的时候不知道美国的课程压力情况,我就选了很多门课。当时我博士导师John Harvey教授一看我选的课(的量)就说:“You are young!”我一开始没理解,后来一上课就知道了。它的课程压力真的比国内大很多,所以一般的学生一个学期就选三四门课,一门课4个学分,大概达到当时的最低要求(十几个学分)就够了。

       美国大学为什么到了期末考试有很多学生裸奔的,一个重要原因就是他们平常上课压力很大,期末考试结束之后需要释放平时累积的压力。定期释放压力的原因是平时有压力。我也经常和我的研究生讲,虽然不要求你们一定要回到高中时非常刻苦的状态,但你起码也应该达到比现在的状态好得多(的状态)。所以这就是我们国内培养的学生与国外还有一定差距的一个原因。

       说回我自己,我老家是河南的,我刚进东南大学的时候,有不少江苏籍的同学比我基础好很多,但到了最后他们中的很多人并没能保研——一个主要原因就是大学期间都不愿意学习了,甚至到最后期末考试发卷子的时候,还在问任课老师是谁。

       同济大学录取的高中毕业生(新生)质量应该说是全国前十左右的。但大部分学生自己想想,到大家毕业的时候,大家的素质和能力还能不能保持在全国前十?

 

Q4:所以本科生教学是否进入了一个恶性循环:学生不够努力,导致课程要求也会不断降低,反过来学生更加不努力?

A4:是有点恶性循环的意味。因为现在有时候不是老师不要求学生,有时候要求高,一旦不及格的人多了是教师水平不够还是学生学习能力不行?这事儿算谁的?而美国真的是这样,不及格就是不及格,不单是本科生不过,包括博士每年至少有一定比例的学生就是不过,博士学位就是拿不到。我们有吗?我们到现在真的是这样:我们有的老师也是很痛苦,各方面原因,不敢对学生要求太严格。有些学生对自己要求不严导致毕业困难,家长都找上门来了。学生啥都不干,像是在“讹”老师一样,要想毕业还要老师帮他写论文,最后真的有老师可能替学生完成论文。人都是有惰性的,你对他要求高,他才会被迫高要求自己。部分好的学生懂得自我约束、自我激励,但大部分学生都是有惰性的。各方面的原因造成了这个恶性循环,但目前这貌似也是个普遍现象。

 


科研工作

Q1:请您介绍一下您目前所研究的“海绵城市”项目。

A1:自我2008年去美国读博士就一直在做这方面的研究。美国这方面叫“雨洪管理”,他们更多是用来控制高速公路径流的面源水污染。他们在上世纪80年代发现一些淡水水源周边都是山,没有任何工厂,但还是被污染了。后来追查的原因就是公路上汽车漏油、金属磨损、轮胎磨损等冲刷出来的污染物流到水体中将其污染,磷、氮、各种有害重金属的含量很高。面源更多是针对点源来说的,点源比如是管道排放。海绵城市本质也是雨洪管理,但我们更多是解决城市积水内涝问题。每年夏天众多城市被淹,这就是因为城市开发强度高、硬化铺装多,开发前土地、草地都是透水蓄水结构,但建房修路等都不透水,所以一下雨产生大量地表径流,排水能力不足就产生积水内涝。再就是即便能排走,还面临这道路面源污染的问题。还有北方大量超采地下水,地下水不能从地表水得到原位及时补充,使地下水位下降,甚至整个城市下降。所以我们从水量、水质、水资源等三方面来改善目前的情况。

回国之后国内刚好在做海绵城市建设这个工作,我也牵头拿到了关于海绵城市透水铺装这方面的国家重点研发计划中美国际合作项目。我们高校重点透水铺装材料、结构、全寿命周期分析评价等,并与企业合作研究施工工艺及管养技术,全国不同地方也在做示范工程。我们联合中国路桥的项目海外工程,将技术推广到国外,未来期待对市政道路、公路、机场、港口等进行较大规模的生态铺装。

我们课题组在持续研究改善材料,提升材料的环保功能、力学性能,提高耐久性,降低成本。过去大家都偏重力学性能研究,现在我们对道路面源污染控制净化、环境生物毒性等生态环保功能的研究还是相对超前的。国外在80年代就在开展这方面的工作,而国内关注还不多,这也是刚才所说的发展阶段不同导致的。我们现在用多功能材料去净化道路径流水质,用纳米改进剂提高力学性能。但纳米改进剂可能对环境产生影响,雨水冲刷后滤液可能会有污染。这方面我们在跟环境学院中组部“”青年千人计划“学者林思劼教授合作,对工程材料进行生物毒性分析,这也是学科交叉研究的体现。

Q2:试验成果的应用是否会产生一定阻力和障碍?

A2:城市的积水内涝问题不是一天两天形成的,这是长期大规模高强度开发导致的。所以只能循序渐进解决。新建小区最好把海绵城市的理念直接加进去,但现有小区还是要逐步更新,在道路寿命到期后再改造推进。国家的技术指标就是总量控制:不低于70%的地表径流要就地消纳利用、不能外排。过去是单一的工程排水,要求及时就近快速排干,而现在更多的是生态排水。海绵城市提出六个字渗、滞、蓄、净、用、排,雨水径流从源头削减,就地消纳利用,不产生过多径流。但面对极端暴雨还是要结合排水系统。此外,需要将雨水从源头上下渗收纳、净化利用,将雨水作为一种资源重复利用。

海绵城市是一个体系。包含下沉式绿地、雨水花园、绿色屋顶、蓄水模块、透水铺装等技术。为什么要修路,就是因为过去下雨后路面有积泥,行车走路不便,所以要把路面硬化,下雨不踩泥。但大量密实不透水的路面就造成了径流问题,现在的思路是恢复透水及生态,和原来的思路是完全相反的,导致很多人不接受这个理念,认为其对路面性能会有很大影响、无法实现。我们所做路面加速加载试验数据表明,至少在轻载情况下透水道路是符合使用要求的。2008年北京奥林匹克公园、2010年上海世博园等都应用了这一理念,现在我们正在大力宣扬这种生态理念。


郑州荥阳市京襄城遗址生态园休闲步道彩色透水铺装示范路

(2018年4月建设完成)


Q3: 您是如何看待基础设施研究和智能交通间的关系?

A3:基础设施这个行业很大,包括建筑基础设施、水、电、网在内的这都算基础设施,我们属于道路基础设施或者交通基础设施。基础设施行业过去一直提的首先是安全,安全是第一位的,然后是经济、舒适、高效、以及耐久等功能。除了这些基本要求,现在增加了绿色生态环保和智能智慧两项新的功能要求。不单是我们这个交通行业,未来的大部分领域都面临这样的新要求。绿色生态和智慧是未来的两大方向,我目前做的主要是绿色生态这一个方面。在智能这个方面,做车辆的主要研究智能车辆,做道路的主要研究智能道路,个人认为以后交通的智能应该是车辆和道路的协同智能化,单靠其中一个比较难以实现经济性和安全性的兼顾。


河北曲港高速绿色生态服务区示范项目

(效果图,预计2018年8月建设完成)

 

给同学们的建议

Q1:现在很多本科生会参与实验室的项目,这样会用去很大一部分时间。您是推荐我们把自己的课业学好,还是提早参与一些实验室的项目锻炼自己呢?

A1:包括美国在内的教育发达国家以及同济大学等国内高校,也都鼓励和支持学生在本科阶段会参与一些研究,但是参与的量和深度不会太多,因为知识储备还是不大够。比如在加州的时候,我们从教授、研究员、博士后、博士、硕士到本科生形成一个梯队,很多本科生愿意去参与部分研究工作。我们也会雇用一些研究助理,他们来帮忙做研究能增长自身的动手能力和实践经验,也可能获得一些研究成果,同时也可以获得一些报酬。特别是现在无论是申请出国深造、国内研究生推免还是参加夏令营,都比较看中研究经历及科研成果。所以说如果有条件、时间和精力,当然是应该多参与一些,这就要看你怎么去平衡科研与课程学习。但是我们对新知识一定要有好奇心,有积极性,愿意积极主动去学。兴趣永远是第一位的,如果你不感兴趣学着就会非常累,也不大可能学好。无论做什么都要有认真负责、积极主动的态度,不然无论做什么都很难做好。还是需要自己主动,愿意学,愿意做。

 

Q2:以前曾经听过一种观点认为本科生主要看学校,研究生主要看导师,您同意这样的观点吗?

A2:我认为主要是在于个人自己,内因永远是最关键的。外因永远是外因,内因才是最根本的。选专业也是一样,得找你感兴趣的方向,你不感兴趣、不花时间,学习什么专业估计都很难学好。选导师也一样,导师即使再好,学生不积极去学,也很难有好多成果和收获。专业最好要和兴趣相关,导师给你选的研究方向如果你不感兴趣,也就只能是混混而已,做不出好的成果。永远都是要以自己为主导、内因,找自己感兴趣的方向去做。导师只能给你提供一个方向,最后的学习还是要靠自己的。什么叫研究生?研究生是要有创新,是要创造知识,原来没有的或者不清楚的领域通过你的研究让大家了解更充分、全面。就像一个知识圆,本科生是在圆的里面,是学习知识,到了研究生、尤其是博士研究生更多的是要创造知识,是在圆周某一点取得突破。就这个知识体系,每个人都突破一点,这个知识体系的圆就会越来越大。所以博士研究生毕业论文最后就是看你对知识体系到底有什么贡献。如果什么都依赖导师,你做的东西导师都知道,没有超越导师,那博士论文的价值在哪儿呢?学生愿意花时间花精力把这件事做到极致,这是根本的,其他的都是外因,次要的。所以说不要问导师给你多少帮助,导师给你的帮助有限,主要是靠自己。个人认为非常优秀的学生不是主要靠外因培养出来的,更多是要靠学生自己努力奋斗出来的。当然,你遇到问题,导师可以给你一些建议(美国研究生导师都叫Advisor,就是建议者),毕竟老师有经验,相对见多识广,但是也只能给你一个大方向,具体细节的东西不能太指望导师,都要靠自己去独立思考研究。你要成为新领域顶尖的专家,如果你都在导师的“”细微细致“”指导下做具体细小的、无独立思考的事务性工作,不相对独立做研究,用导师原已有技术和方法,很难实现目标。

 


正如李辉教授所言,解决城市“水量、水质、水资源”的问题,海绵城市建设理念势在必行。同时他也指出在学习和科研中,对专业的兴趣和自我约束必不可少。成为顶尖专家并非遥不可及,只要身体力行,一切皆有可能。

 

文案 | 学术与文化促进部

编辑 | 自觉传媒部


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