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【榜样力量】筑梦路上的“大先生”——记“2019年全省优秀教师”、机械动力工程学院张元教授

时间:2019-10-10 13:50:22

初秋的哈尔滨风景迷人,姹紫嫣红的理工校园里,随处可见匆匆的身影,张元就是行色匆匆的一个。教学工作忙、科研任务重、出差跑项目……几次约谈,都与他完美错过。在一个阳光明媚的午后,笔者有幸见到了忙碌的他,他心中那份深处的理工情结慢慢展现到笔者面前。

教学科研一线 治学严谨可鉴

张元大学时期主修机械设计制造专业,1990年从东北林业大学毕业后,他被分配到齐齐哈尔和平机器制造厂工作。凭借他对机械设计与制造领域的浓厚兴趣,工厂承接的每一个项目他都跟着师傅亲自操作,得到了很好的锻炼。1994年来到我校工作,任教25年来,张元先后为本科生主讲了“机械制造工艺学”“金属工艺学”“机械制造基础”“现代工业技术概论”“自动机械设计”“金属切削机床”“快速设计及成型技术”等7门课程,为硕士生和博士生主讲“现代设计技术导论”“数字化设计与先进制造”2门课程。虽然是经验丰富的老教师了,但他对待每一节课都极其严谨。上课前,不管多熟悉的授课内容都要事先再通读一遍、再思考一遍,只为了能在课堂上讲得更深入一些、教学效果更好一些。

听张元老师的课,毫无枯燥感,他将工程实际案例融入到艰涩难懂的理论教学中,授课引入的工程案例也是种类繁多,覆盖的行业面广泛,从医用的脑部康复仪器,到外置自吸式水泵;从自走式高地隙喷药机,再到管道内壁除瘤机器人;从小型中药煎煮制丸机,到全自动免烧砖机;从路面刨冰雪装置,再到小型卫星空间对接机构,这些种类繁多的工程案例,并不是摘自书本,而是源于他亲自承担的工程课题,因此在给学生讲授时也格外引起学生的兴趣。学生们在对实际案例的讨论中了解到所学知识的工程应用,无疑对他们将来的职业生涯会有很大帮助,既生动形象,又学以致用。这种教学方式,缩短了理论教学与生活实际的差距,提高了学生分析、解决问题的能力。

他非常注重学生创新实践能力的培养,为学生提供实践条件,指导学生参加各类竞赛项目和各类创新大赛,特别是在全国大学生机械设计创新大赛和全国TRIZ大赛中取得了3次国家级和3次省级奖项。机械研18-2班马泽坤说起张老师,眼中满满的敬意,“老师指导我参加第七届中国大学生TRIZ杯创新方法大赛时,经常不厌其烦地解答我的每个困惑,当我忐忑不安地坐在候场区时,手机铃声突然响起,电话里传来似我父亲般的声音‘别怕,正常发挥就行,你是最棒的!’那一刻,虽隔着窗,但我依然能感受到老师那份至深至情的关爱。此次大赛,我获得了我人生中的第一个全国三等奖。”

修身立德为范 润物无声育人

育人先正己。在日常工作与生活中,张元时刻注重自身教师形象,自觉践行教师职业道德规范,以良好的师德形象和人格魅力去感染身边的人,为学生树立榜样,塑造学生良好的品行。

他已指导研究生31名、本科毕业设计180余名,积极为学生推荐工作,成为学生的人生规划导师。他指导的研究生有的选择了继续攻读博士学位,有的同学去了高校、研究院工作,有的去了国有大型企业,有的到高科技民营企业工作。令他欣慰的是有几位毕业生得到了他的“真传”,也在从事着产品的独立开发设计工作,而且经常联系他请教产品设计方面的问题。2012级研究生刘强说:“我做的课题是悬吊式粉刷机设计,图纸绘制完成后,需要进行标准件的采购,张老师就抽出休息时间,带着我到禧龙五金市场进行采购,由于零件种类多,老师就一家店一家店地看,选择合适的型号,比对质量,告诉我哪种零件更适合安装到我做的设备上,哪种零件可以用更适合的零件进行替换。有的零件需要加工,老师便联系零件加工单位,让我到加工单位学习师傅的经验,嘱咐我搞设计的一定要懂制造,只有这样设计的产品才能顺利地加工出来。我在学校继续读博后,张老师也总是询问我课题的进展情况,遇到困难的时候,我经常去找老师请教,老师总是给出很好的建议,并不时地鼓励我。”

发挥传帮带作用。他注重培养青年教师,在教学上和青年教师交流教学方法和教学内容,并以身示范,经常让他们助课观摩,青年教师通过助课可以增长知识,丰富教学经验;科研上鼓励他们主动融入到团队中,通过组织青年教师赴企业实地考察,了解企业组织结构、工作任务、业务流程、生产技术、以及企业对人才的需求标准等,为进一步推进教师企业实践锻炼,培养专业教师双师素质,提高应用型人才培养质量打下良好基础。

潜心科学研究 科研反哺教学

“非标自动机械与自动线研发”“机械系统集成设计”“3D增材制造技术研究”“数字化设计与仿真”“概念设计”等科研方向,张元都取得了可喜的成果。

近5年,张元作为负责人就已主持完成国家863项目子课题1项、承担国家自然科学基金1项、黑龙江省自然科学基金1项、黑龙江省教育厅科技项目1项、企事业单位委托研发项目9项;作为主要承担人已完成国家自然科学基金1项、中保国际合作项目1项、黑龙江省自然科学基金重点项目1项、黑龙江省杰出青年基金1项;作为第一作者已发表学术论文20余篇,主编教材1部;近3年,作为第一发明人获得国家发明专利9项,实用新型专利20余项;曾荣获中国第六届发明博览会金奖1项、省教学成果一等奖1项、省科技进步三等奖1项、市科技进步三等奖2项。

自吸式水泵是张元最早开发的系列产品。这种水泵只要保证泵中心到水面的落差小于8.5米就可以正常工作,并可以直接与机动车的动力输出端相连,不需要电动机,这就拓宽了水泵的应用范围,广泛应用于油田、电厂、煤矿、消防、城市给排水、农田灌溉、抗洪排涝等领域,该产品已经在我省落地并形成产业化。张元根据客户使用中发现的问题,对水泵进行了多次系列化技术改良和产品更新。据张元介绍,他设计的全自动小型中药煎煮制丸机已完成设计并交付企业,它的工作过程比较复杂,包括蒸煮、搅拌、负压蒸发、冷却、刮料、气压供送、压实、导入、搓球等工序,最终制成中药丸或汤剂,以满足不同病人的需求。据上海一家医药企业测算,该设备会同时满足药店和病人需求,目前该产品已进入投放市场前的终试阶段,它将填补国内外市场空白,前景非常广阔。

科研反哺教学。每完成一个科研项目,他都把项目的最初思路、设计过程、运用的理论、成果照片等整理成手稿和PPT,并将它们恰当地融入到本科生和研究生的课堂教学中,触发他们的学习灵感,激发他们的学习热情。周丽丽和张雪亮同学都是从我校机械本科专业免试升入硕士阶段的,他们说,张老师的本科生课和硕士生课我们都听过,受益匪浅!

张元的发明创造遍及机械工程、农业、医疗、航天等诸多领域,当被问及为什么能够涉猎这么广泛,而且学科领域跨度这么大时,他谦虚地说:“我并不是一个多领域专家,我只是对机械设计与制造感兴趣,尽管涉及的产品种类较多,但是机械结构的设计原理是触类旁通的。” 在大众创业、万众创新的大潮中,张元也一直勉励带领的团队设计出更多的“接地气”产品,培育更多的英才,更好地服务社会。

推进平台建设 积极服务社会

研究生培养和科研的深入都离不开平台建设,他充分利用校友资源,积极与企业和政府合作。两年来,在他牵头下,与大连英纳公司共同组建了“哈理工—英纳高速电主轴联合实验室”;与中国商用飞机制造公司合作组建了“哈理工—商飞北研”增减材制造协同创新中心;目前正在与宁波天控数控有限公司合作,拟组建科研研究院和研究生联合培养基地,对方已先期按年度拨款入校,主要用于实验室运行和研究生的培养工作;2018年我校与江苏省盐城市合作,成立了“哈理工—盐城动力传动及智能装备产业研究院”,张元担任院长,产业研究院经过一年多的运行已初见成效,达到了双方共赢的效果。

他积极参与了学院的“教育部重点实验室”和“黑龙江省协同创新中心”的申报工作。张元作为机械设计及理论学科省级领军人才梯队后备带头人,十分重视研究成果的转化与工程应用研究工作,直接为地方企业服务,相继与哈工大航天学院、哈尔滨汽轮机股份有限公司、哈尔滨电力设备总厂、哈尔滨奥博公司、哈尔滨博深科技、哈尔滨庆功林泵业、深圳广联药业等开展了卓有成效的产品开发和成果转化工作,取得了较好的经济效益和社会影响力。

“我们应当在不同的岗位上,随时奉献自己。”科研平台建设是学校培养人才、科研成果服务于社会的有效途径,这个过程需要有人不计个人得失地去默默奉献,而张元就是那个像春蚕一般吐丝、像蜡炬一般挥泪的奉献者。

立足工作岗位 勇挑专业重担

2017年7月,张元被任命为机械学院副院长,分管学院的科研和研究生工作。他积极组织开展产学研合作,组织完成了“哈理工—宁波天控高速电主轴联合实验室”的筹建工作,在宁波余姚成立研究生培养基地;与东莞市经济和信息化局合作,成功组织开办了“哈理工—智能制造专题研修班”,有近50名东莞当地的企业家参加,期间企业家们在科研对接会上与学院经验丰富的教师进行热切交流,达到了良好的预期效果。

2018年,张老师全程参与了机械设计制造及其自动化专业的专业认证工作,从前期的认证筹备工作紧跟到认证工作的完满完成,为认证工作倾注了大量的心血。他带头新建包括3D打印技术、虚拟仿真与智能制造、寒地机器人、高速电主轴在内的4个新实验室,在本次认证中起了强有力的支撑作用,获得了专家的高度认可与一致好评。在管理实验室设计与建设工作之余,作为学院的讲课老师,在教学过程中,他还参与学生试卷达成度分析、毕业设计、试卷复查等各项工作,在认证工作中率先起到表率作用。

25年初心不改,在张元心里,教师不仅是启迪学生追梦的“筑梦人”,更应该是塑造学生人格的“大先生”。在专心教书、育人、科研的前线,张元坚守“桃李不言,下自成蹊”的情怀和境界,潜移默化、以身作则、春风化雨般的培育芬芳满天下的桃李。教师是人类灵魂的工程师,是教育家。一个崇德尚学的民族,也总是把崇高的位置留给教师。尊师重教的民族,复兴的征途将才会更加充满希望。