我國自動控制學科和教育的開拓者——記清華大學原自控系主任鐘士模教授 鄭大鐘 王森

鐘士模（1911-1971），原名鐘子范，生于浙江省浦江縣，我國自動控制學科主要創(chuàng)建人之一。1936年畢業(yè)于交通大學電機系，1947年在美國麻省理工學院獲博士學位。曾任清華大學教授、電機系副主任、自動控制系主任。1956年榮獲全國先進生產(chǎn)者稱號。1958年創(chuàng)設高等學校自動控制系，主持和組織了多項重大研究課題，為中國自動化事業(yè)的發(fā)展作出了突出的貢獻。

鐘士模幼年家庭貧困，父親務農(nóng)為業(yè)，母親操持家務，小學時常半耕半讀或在家務農(nóng)?？既胝憬ǖ碌诰胖袑W后，上的是免費和提供食宿的師范講習科。畢業(yè)后，做過幾年小學教師。大約在18歲那年，過繼給家境富有的叔父母為子，始得入普通中學學習，進入上海大同中學高中部，從此奮發(fā)求學。1932年畢業(yè)后，考入上海交通大學電機工程系。1936年畢業(yè)后，來到北京清華大學，任電機工程系助教，由于日軍入侵華北戰(zhàn)事擴大，他隨校南遷，1937年任長沙臨時大學助教，1938年起任昆明西南聯(lián)合大學助教、教員、講師。1943年取得學校資助留美資格，是年秋輾轉(zhuǎn)緬甸、印度來到美國，入麻省理工學院（MIT）電機工程系攻讀博士學位。MIT良好的研究條件和濃厚的學術氣氛，使鐘士模得以潛心鉆研電機工程科學的先進理論和最新學說。他如饑似渴地學習，廣泛參加學術活動，顯示出出眾的研究才華，出色地完成了博士學位論文，用新的思路研究了同步電機出現(xiàn)負阻尼（即產(chǎn)生自振蕩現(xiàn)象）的原因，得到了比前人要全面得多的結(jié)果，受到教授們的嘉許和好評。1947年獲哲學博士學位。在MIT深造的四年中，他廣泛涉獵了電工基本理論、電機基礎理論等領域，掌握了鞏固而深入的基礎知識，并在電機理論方面提出了很有創(chuàng)見的獨到見解，這為他后來在學術上的發(fā)展奠定了堅實和寬廣的基礎。其間，他被接納為SigmaXi和美國電氣工程師協(xié)會（IEEE的前身）的會員。

鐘士模在1947年學成回國，仍任教于清華大學電機工程系，開始時任副教授，一年后晉升為教授，主講電路理論、電機學等多門課程，中華人民共和國成立后，隨著國家大規(guī)模經(jīng)濟建設和發(fā)展尖端國防技術的需要，他受命創(chuàng)建自動化領域的新專業(yè)，投身于自動化專門人才的培養(yǎng)，主持與組織對自動控制及計算機領域的一系列重大項目的研究，為創(chuàng)建中國的自動化學科和自動化教育事業(yè)付出了巨大的心血。同一時期，他參與發(fā)起籌建中國自動化學會的工作，并且代表中國參與發(fā)起和籌建了國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）。鐘士模在從事自動控制學科和教學的幾十年生涯中，始終工作在科研和教學的第一線，直到1971年5月11日在一次重要會議上，因勞累過度，心臟病突發(fā)，搶救無效逝世，時年僅60歲，鐘士模一生擔任過許多重要的學術和教學領導工作，歷任清華大學工業(yè)企業(yè)電氣化教研組主任、自動學與運動學教研組主任、電機工程系副主任、自動控制系主任、校務委員會委員、中國自動化學會副理事長、國際自動控制聯(lián)合會理論委員會委員、全國高等學校電工專業(yè)教材編委會主任兼電工學及電工基礎教材編審組組長、國家科委自動化科學學科組副組長、《自動化學報》主編、《高等學校學報（電工、無線電、自動控制版）》副主編等。

鐘士模1952年加入中國民主同盟。1956年，加入中國共產(chǎn)黨，曾當選為中共清華大學委員會候補委員、委員。自1954年起，連續(xù)幾屆當選為北京市海淀區(qū)人民代表。為表彰他在教學和科研上作出的業(yè)績，被推薦參加1956年全國先進工作者代表會議。

嘔心瀝血 培養(yǎng)自動控制專業(yè)人才

自20世紀30年代中開始，鐘士模一直從事于電工理論和電機理論的教學與科研。隨著我國第一個五年計劃的實施和大規(guī)模經(jīng)濟建設的開始，國家對自動化專門技術人才的需求成了一項十分緊迫的任務，有關部門為此作出了緊急部署和規(guī)劃。鐘士模自覺服從需要，毅然改變已經(jīng)從事了近20年的專業(yè)方向，受命創(chuàng)辦了工業(yè)企業(yè)電氣化專業(yè)，并出任教研組主任。在蘇聯(lián)專家的幫助下，完成了從教學計劃、課程設置、實驗室建設到具體實施等一系列環(huán)節(jié)的設計和落實，并且親自講授新課和開設實驗。在他的帶領下，短短幾年就使這一專業(yè)形成規(guī)模，每年的畢業(yè)生超過百人，在全國高校中具有很大影響。1957年，受教育部委托，他具體組織和主持了全國自動化進修班，培養(yǎng)出一批從事自動控制教育和技術的高級專門人才，促進了自動化教育的發(fā)展，滿足了一些產(chǎn)業(yè)部門對自動化人才的急需。

1955年，國家確定了發(fā)展中國尖端技術和建立中國尖端工業(yè)的方針。此后不久，國家決定在清華大學籌建一批為尖端工業(yè)服務的新專業(yè)，其中包括自動學與運動學專業(yè)。鐘士模再一次毅然服從調(diào)動，承擔了籌建這個專業(yè)的重任。隨后，這個專業(yè)又和當時也剛建立的數(shù)學計算儀器與裝置專業(yè)合并，組成自動控制與計算機專業(yè)，獲當時主管科技工作的聶榮臻副總理批示同意，并由鐘士模主持。這個專業(yè)剛成立時，就已經(jīng)具有四個年級共九個班的學生，學生除當年招收的新生外，還抽調(diào)了清華大學汽車專業(yè)、機械系和電機系，以及上海交通大學電機系的學生。1958年，學校為了適應社會主義建設在發(fā)展和培養(yǎng)新技術專業(yè)的干部的需要，決定成立自動控制系，鐘士模被任命為系主任。這是全國第一個自動控制系，下設自動控制和計算機兩個專業(yè)，而自動控制專業(yè)又很快發(fā)展為自動控制系統(tǒng)、自動控制理論和自動控制元件三個學科方向。自動控制系成立不久，教育部根據(jù)國家有關部門建議決定從全國十所重點高等學校緊急抽調(diào)287名高年級學生到這個才成立幾個月的系四、五年級學習，并于1958年10月報到上課。面對學科新、學生多、任務急的局面，鐘士模帶領全系干部和教師，日夜操勞，親自制訂教學計劃和培養(yǎng)方案，親自擬定課程設置，親自講授數(shù)百人的大課，親自幫助實驗室教師開設有關實驗，甚至親自幫助青年教師擬訂教案和聽取試講，終于克服了由于資料、設備和經(jīng)驗的缺乏而帶來的種種困難，保證了教學任務的完成，為正處于創(chuàng)建時期的我國國防尖端工業(yè)解了燃眉之急。從建系伊始到1966年“文化大革命”爆發(fā)的7年中，在鐘士模的直接主持和精心組織下，清華大學自動控制系已建立起切合中國國情的教學、科研、生產(chǎn)三結(jié)合的體系，在為國家培養(yǎng)自動化專門人才上發(fā)揮了重要的作用，并在國內(nèi)外獲得了聲譽，7年中，累計開設了41門新課程，累計培養(yǎng)了1179名畢業(yè)生，累計完成了９項重大科研項目，其中都傾注了鐘士模的大量心血。當年受鐘士模教誨培養(yǎng)的自動控制系畢業(yè)生，現(xiàn)大都已成為航空航天控制、核能控制、機械自動化、電子技術等部門的技術骨干和技術領導，為現(xiàn)代化建設發(fā)揮了重要作用，其中不少人成為國內(nèi)外有影響的知名專家和學者。

精心組織 開展自動控制研究

自動控制學科是在２０世紀中葉才形成和發(fā)展起來的一門新興技術學科，對于現(xiàn)代化生產(chǎn)和現(xiàn)代化國防技術具有重要的應用價值，因而受到世界各發(fā)達國家的廣泛重視。中華人民共和國成立前，由于經(jīng)濟和科技落后，這一學科在中國基本上屬于空白。鐘士模從受命創(chuàng)辦自動化專業(yè)開始就以創(chuàng)建自動控制學科為己任，為此而精心規(guī)劃組織，發(fā)揮了重要的作用。

清華大學自動控制系在鐘士模的領導下，從建系之初就著手開展對自動控制和計算機領域的重大課題的研究。1958年7月，鐘士模組織師生著手設計和制造大型通用電子管計算機，克服資料和器材不足等種種困難，終于在1964年10月調(diào)試完成，成為全國高等院校中自行研制的第一臺大型計算機。1959年，鐘士模主持和組織了我國第一臺三自由度飛行模擬實驗平臺的研制，解決了其中的許多控制理論和技術問題，并在隨后研制成了改進型的由16階模擬計算機控制的電動試驗平臺，我國自行研制的幾種新型號殲擊機的駕駛儀就是在這個平臺上完成了試驗。同年，鐘士模會同其他系領導人，主持和組織了我國第一臺核反應堆控制系統(tǒng)的設計和研制，整個系統(tǒng)完全依靠自己的技術力量并全部采用國產(chǎn)器件。1960年，我國第一臺六階非線性小型模擬計算機在鐘士模參與組織下研制成功，并投入小批量生產(chǎn)，曾在波蘭國際博覽會上展出，隨后又相繼研制成功二十階非線性中型模擬計算機。1965年2月，在鐘士模的決策和參與組織下，開始研制全晶體管小型通用數(shù)字計算機，僅用一年時間就研制成功，成為我國高等學校中第一臺自行研制的第二代計算機，投產(chǎn)后生產(chǎn)的產(chǎn)品成為我國第一臺在國外（日本）展出的數(shù)字計算機。

在抓好大型科研項目的同時，鐘士模也非常重視自動控制學科的基礎性研究。早在1956年，他和童詩白、鄭維敏合作，完成了脈沖調(diào)節(jié)器的研究，具有相當高的學術水平。他竭力倡導跟蹤自動控制學科的前沿方向，1960年他在率團參加國際自動控制聯(lián)合會第一次世界大會（莫斯科）歸國后，立即親自組織清華大學自動控制系的青年教師，分組著手對最優(yōu)控制理論、自尋最優(yōu)控制、不變性原理等開展學習和研究，并且將這些先進的控制原理和方法用于正在進行的科研項目中，取得了很好的效果。隨后，他又鼓勵青年教師，開出反映這些最新前沿理論的專題課程，并在學生畢業(yè)論文中列入了相應的選題。1964年，由他主持和領導的研究小組，系統(tǒng)地開展了不變性原理在控制系統(tǒng)中應用的研究，在理論上和應用上都取得了有價值的結(jié)果。鐘士模在自動控制學科的研究中非常強調(diào)正確的方法論指導，他一貫主張理論發(fā)展和工程應用的結(jié)合，數(shù)學嚴格性和物理直觀性的結(jié)合，理論研究既要依附于實際背景又要能夠指導解決實際問題。他自己正是這樣做的，并常以此教誨學生和晚輩。

鐘士模發(fā)起并參加了中國自動化學會的創(chuàng)建工作。1961年，中國自動化學會正式成立，著名控制論科學家錢學森當選為理事長，他當選為副理事長，并被委任為學會正式學術刊物《自動化學報》首任主編，作為中國自動化學會的代表，鐘士模從1957年到1960年，三次出席國際自動控制聯(lián)合會（IFAC）的籌備會議、工作會議和第一次世界大會暨成立大會，為這個重要國際性學術組織的籌備和建立作出了貢獻，鐘士模還應聘擔任IFAC理論委員會委員。

孜孜不倦 探索教學過程規(guī)律

鐘士模在幾十年的教學生涯中，先后講授過電路理論、電機學、電力拖動、過渡過程分析、自動控制原理、自動控制系統(tǒng)等多門課程，這些課程在類型、層次、對象上很不相同，但都保持了很好的教學效果，受到學生們的交口贊譽。除了學術上的很高造詣外，特別是和他孜孜不倦地探索教學過程的規(guī)律性分不開。他曾在多種場合闡述對教與學的一系列精辟和獨到的見解，給廣大青年教師以深刻的啟迪。1961年，他在清華大學為全校教員作了題為“提高講課質(zhì)量的幾個問題”的長篇報告，受到熱烈歡迎。

鐘士模常把學校比喻為制造人才的工廠，它的加工對象是“活”的人，是有思想、有個性的青年學生，正是從這種認識的高度出發(fā)，他歷來反對傳統(tǒng)教學體制下教師與學生對立、教與學對立那種“對壘”的局面。他認為，這種局面造成了教師只管教書不管教人，學生被動學習消極應付。在1953年一年中，他就多次提出要切實改變這種不科學和不合理的教學習俗。他指出：“任何一個好的教學過程，都是‘教’和‘學’兩方面緊密結(jié)合的結(jié)果”、“如果我們不希望教師的努力只收到小于50%的效果，如果我們不希望學生只會死記硬背被灌輸進的一些知識的話，那就必須研究學生的‘學’，這是涉及培養(yǎng)書呆子還是有創(chuàng)造性的人的問題”。對于如何指導學生的“學”？首先，他認為“教師自己講授課程與處理問題的方法，本身就為學生的學習樹立了一個榜樣”。因此，教師必須不斷提高教學中的思想性和科學性，給學生以正確的榜樣。其次，他強調(diào)針對學生的不同背景和不同學習階段進行‘活’的指導，并且把這種指導貫穿到教學過程的各個環(huán)節(jié)中去，包括如何聽課、如何看參考書、如何學會工程分析、如何適應不同類型課程的學習、如何運用已學的知識解決實際中提出的問題等。

鐘士模非常強調(diào)教學過程中做好調(diào)查研究的必要性。以課程講授這個最基本的環(huán)節(jié)而論，他把調(diào)查研究具體化為搞清兩個基本的情況，一是搞清專業(yè)培養(yǎng)目標對課程的要求，二是搞清學生的實際學習基礎。他認為，沒有對這兩個基本情況的全面透徹的了解，教學就會成為“無的放矢”。他尤其強調(diào)教學要從學生實際的學習基礎出發(fā)，認為這是提高教學質(zhì)量的保證。他以自己講授“過渡過程分析”課程為例說：“我在講授之前，除了研究選修課程的教學大綱和聽課筆記外，還和同學進行座談及個別了解，并從學生剛學習本課程時所提出的問題中去掌握他們的實際水平?！?/p>

鐘士模針對如何處理好教學內(nèi)容多和教學學時少這個令廣大教師頭痛的矛盾，提出了教學中貫徹“少而精”原則的必要性。他指出，每一門課，不論學時給得多一點還是少一些，同樣應當本著“少而精”的原則，分清主次，突出重點，不能把各部分內(nèi)容平均對待，并且，針對工科大學的教學特點，提出貫徹“少而精”原則的五個要點。第一，次要的內(nèi)容堅決少講或不講。他舉自己的一點經(jīng)驗之談說：“很多教師都有這樣的經(jīng)驗，如果明天要上課，前一天晚上還要花很大力氣來準備推演的東西。大概總是次要的，要不然為什么教師自己也沒有記住呢”。第二，堅決不講后續(xù)課程的中心內(nèi)容。他認為，那種以為只有引入后續(xù)課程中心內(nèi)容才能更加聯(lián)系實際和水平更高的想法是片面的，只能是用心好而效果差。第三，處理好數(shù)學推演問題。他認為：“決定是否需要數(shù)學推演的出發(fā)點是，首先看一看推演某一公式某一定理的目的性何在，推演了有什么作用，不推演又有什么后果?！蹦康男悦鞔_后，該推演的就得推演，有些地方還得詳細推演，不必推演的堅決不推。第四，主要內(nèi)容要舍得花時間把它反復地講透。他指出“少而精”不是一味地少講，“如果把必需講的十句話內(nèi)容用八句話把它講完，這樣講你是講少了，但學生回去后還需把八句話變成十句話才能弄懂?！钡谖?，善于抓住每章每節(jié)的綱。他提倡教師要對自己多問幾個“為什么”，為什么要講這一章，為什么要講這一節(jié)，講了解決什么問題，不講對整個課程又會有什么不合適，如此反復推敲，主要內(nèi)容就理清了。

鐘士模非常注意和強調(diào)研究學生的認識規(guī)律。他認為只有按照學生的認識規(guī)律進行教學，才能把教學質(zhì)量的提高變成為學生的實際收獲。他尤其強調(diào)要處理好感性和理性、特殊和一般的關系，“講基本概念，要一步一步地深化，從具體的分析入手概括到抽象的原理”，“講處理方法，也要先從特殊的具體問題講起，但必須用一般性的方法來處理，再推到一般的問題上去，這就是所謂‘著眼于一般，著手于具體’”。他還強調(diào)要注意學生學習中的“難點”，解決這個問題首先要估計得準，其次要講授得法。此外還要通過引導和指點使學生擺脫不正確的認識過程。

結(jié)語

鐘士模自幼飽受失學之苦，在獲得受普通中學教育的機會后，念好書、讀大學并到國外留學成了他高中時期的主導思想。進入交通大學學習后，面對落后的經(jīng)濟，懷著對腐敗統(tǒng)治的不滿，十分向往工業(yè)救國的主張，并加入了以“工業(yè)救國”為宗旨的“華社”。在美國麻省理工學院攻讀博士學位期間，他埋頭于學習和研究之中，追求學位，不問政治。1947年學成回國，目睹內(nèi)戰(zhàn)不斷，社會黑暗，政權腐敗，民不聊生，激發(fā)了他對社會對現(xiàn)實的不滿，對當時的學生運動他表示同情，但又彷徨觀望不知適從，認為還是多做一些研究多作一些論文為好。

中華人民共和國的成立后，作為一個科學家，鐘士模奮發(fā)工作，團結(jié)和帶領清華大學自動控制系的師生，為創(chuàng)建自動控制學科，為培養(yǎng)自動控制專業(yè)人才，為中國的建設事業(yè)和教育事業(yè)作出了重要貢獻。

（《清華大學教育研究》1994年第2期）