在密西根学院众多遍布全球顶尖高校的教职校友中,有这样一群人,他们带着胸怀世界的初心从交大出发,秉持心系祖国的使命回国任教,旨在为国家培养更多人才,为人类带来更多研发突破。“饮水思源”是根植在他们心中不变的情怀,“爱国荣校”是他们深厚和务实的报国行动。是什么契机让他们走上科研教学之路?他们对未来的人才培养又有哪些期许?近期,我们推出校友对话录特辑,以访谈的形式走近这群教职校友,了解他们背后的成长故事。

校友名片:马彬健,上海交通大学密西根学院2013届机械工程专业本科校友,2017年获德州农工大学机械工程博士学位,2017-2019年进入美国圣路易斯华盛顿大学机械工程与材料科学学院开展博士后研究。现任哈尔滨工业大学(深圳)机电工程与自动化学院助理教授,专业方向为传热学、工程热力学及流体力学,研究方向包括多相流传热传质、相变传热、热管理技术、热能储存等。

当时选择密西根学院有什么机缘?在密西根学院的经历对后来的成长发展有什么影响?

选择密院就选择了挑战。2009年是密西根学院办学第四年,我入学的时候还没有毕业生,名声也不像现在这样响亮,但这也意味着自己可以书写更多历史。一直以来,我都喜欢去挑战和尝试新的事物,再加上中学就读于外国语学校的经历,对全英文专业授课的接受度较高,因此当我得知密院是一个融合了本土化和国际化教育的全新教育平台,又是上海交通大学的创新试点的时候,我选择了挑战自己,报考密院。

在密院学习成长的四年,最大的收获之一是解决问题的能力和沟通交流的能力。从大一《工程导论》的自动寻迹车设计,到大二《设计与制造》的投石车设计,再到大三大四的系列实验课程,最后到毕业设计(Capstone)的腹腔镜手术刀设计,我们不断演练凝练和提出问题、查找文献资料、遴选解决方案、不断迭代提升、进行汇报展示等等流程,系统地强化了得以自我探索和不断超越的精神。回过头来看,这四年能力的塑造和方法论的总结,奠定了我后面求学和科研的基础。

每个人都会有低谷期,我在密院也经历过这样的过程。大一的时候,我保持着高中时的刻苦学习状态,每天7:30就到教室做好早课的准备。但是到了大二,我的精神状态和学习热情开始下滑,一度对自己的未来发展感到迷茫。幸运的是,在大三期间我遇到了传热领域的启蒙恩师Kwee-Yan Teh。他是我后来接触过的所有老师中对传热学和工程热力学讲解得最清晰透彻的老师,正是他的出现重新点燃了我对专业学习的热情。有件事我至今仍然印象深刻,有一次上完课我对Arrhenius equation(阿伦尼乌斯公式)的理解仍有疑惑,Kwee-Yan老师就让我到他的办公室,花了一个多小时对我一个人仔细讲解这个公式的意义,并引导我在小黑板上一步一步进行推导,最终解答了我的困惑。这个片段成了我学海泛舟中的明珠,一直给我克服困难的精神力量。除了Kwee-Yan老师,密院还有一批专业水平非常高的专职教学系列教师,比如校友们都很熟悉的“火神”——Horst Hohberger老师等等,在步入高校教职岗位后,我更真切地体会到这些专职教学系列教师是本科学习中非常难得的宝贵资源。

2013年,马彬健(后排左三)本科毕业班级合照

什么时候开始确定要走科研道路?科研过程中带来怎样的乐趣和成就?

本科毕业后我来到德州农工大学攻读机械工程硕士项目,后又转为博士。博士的培养是一个“高温炉”,每个人都要被锻打、淬火才会更加坚强。我的导师是学院里有名的“高标准、严要求”,每次组会基本上都是4个小时,“996”是实验室常态,甚至有时候要睡在实验室。记得刚进实验室的时候,我和两个同门师兄弟一起做池沸腾在纳米结构表面的强化换热研究,需要连续72小时不间断进行测量,我们三个人接力倒班完成了实验,这一过程充满挑战,但是回想起来仍令人感到十分酣畅。

身体上的劳累很容易克服,但对未知问题上下求索而不得的身心疲惫却很难战胜。我的博士课题是研究熔盐纳米流体的储热特性,需要探索在高温熔盐内部直接生成纳米颗粒的方法;而在很长一段时间内我尝试了几十种材料和制备方法,都没有任何的收获,这种不断尝试又不断失败的过程是一种巨大的折磨。也许正如有人所说的,“所有打不倒你的,终将使你更强大。”越是困难,我就越想要去挑战它,也越乐于其中。

在我看来,科研是一种自我战斗的过程,在黑暗中不断摸索前进,不断碰到各种技术上、原理上、甚至是完全不可控的挑战。穷尽所有力量,才能触碰到最后的曙光。博士的研究都是在各自细分领域最前沿的内容,当你实现了这样的科研突破、自我的突破,就相当于全人类对这个领域产生了新发现,获得了新知识,你也会给这个世界留下属于你的印记。我想这大概就是读博士、做科研工作者最大的动力来源。很多时候,新发现也有可能源于偶然的巧合,不期而遇的意外收获也成为科研工作中最有乐趣的部分。

2017年,马彬健在读博士期间参加国际学术会议

如何看待机械工程专业的未来发展?以及学科交叉在专业学习中的必要性?

机械工程是支撑现代社会科技发展的重要基石,在各行各业所有领域都有着广阔和深远的应用前景。就传统的机械制造而言,我国现在处于工程机械数字化转型的关键节点,也是大家所熟悉的从“制造大国”向“制造强国”过渡的重要时期。现代化的新工厂正在快速步入智能化、数字化和绿色化改造的历史大潮,也对新一代的机械从业者提出了更高的能力要求。作为新时代的机械专业工科生,要能够紧跟时代发展的潮流,除了学习传统的机械设计和制造原理,同时还要掌握新兴的工程技术,比如像机器人技术、数字化制造技术、人工智能技术等,这样才会在职业发展道路上越走越宽。我们常讲在宏观层面国家要发展高精尖制造技术,在个人层面也是一样的道理。

机械工程本身就是一个覆盖范围非常广泛的学科。做精加工的是机械,做自动化控制的是机械,做流体传热的也属于机械,所以机械工程自身就含有很多相互交叉的领域。对于想要在机械工程领域深耕发展的学生而言,一定要尽可能多地去了解不同领域的知识和技能,这样在面对现实中的工程问题时才会有更广的思路,对相关解决方案的可行性有更准确的判断。比如,我研究的领域是多相流传热,但我也需要对精加工有所了解,这样才能知道设计出来的换热器结构是否可以实现。现在我们强调产学研结合,如果要把某种先进的传热技术应用到芯片上,我也需要对集成电路的封装设计有所了解。未来社会的发展一定会更加重视复合型人才,有了交叉复合的思维能力才能具备更强的解决问题能力。

2016年,马彬健(左三)在德州农工大学实验室进行高温熔盐测试回路的搭建

高校教职工作对你有怎样的吸引力?为什么选择回国担任高校教职?

选择教职是家庭的熏陶和成长过程中不断选择的结果。在美国做博士后期间,我有幸帮导师组织了两次面向美国少数族裔高中生的夏令营活动,包括开设科普讲座、设计互动性趣味实验、以及指导学生完成实验和填写报告。这对我来说是一段非常奇妙的经历,因为这些学生的成长环境普遍比较差,理工科基础知识非常薄弱,但是对动手做实验都很好奇,有着很强的求知欲。这段经历也在某种程度上坚定了我从事高校教职工作的想法。

回国发展可以说是必然的选择,而非辗转纠结的抉择。出国留学前,我很向往去海外高校深造,去体验异国他乡不同的文化氛围,但是并没有很留恋国外的生活。在国内一路成长的环境和文化熏陶,在我的心里深深地刻下了烙印,也建立了我和祖国千丝万缕的联系。对我而言,选择回国同时实现了“小我”和“大我”的追求。一方面,我和在美国相遇、相识、相知的妻子一同回国,经营着自己的家庭,为我们的未来一同奋斗;另一方面,我也希望将我对科研的热情、担当和坚持传递给学生,让我的科研成果服务社会,通过这种方式为祖国的发展贡献自己的一份力量。

2019年,马彬健在圣路易斯华盛顿大学协作主持面向高中生的夏令营活动

对现在密院的学弟学妹有什么建议?

要勇于去不断挑战自己,不要沉溺于一时的自我满足中。现在社会上很盛行一些躺平的言论,但是躺下来容易,再站起来就很困难了。人这一生总要面临很多挑战,如果你一直去回避,总有一天会退无可退。

回顾自己的密院之旅,我当时主动选了两个挑战性比较大的路线:一是在电子与计算机工程和机械工程中选择了后者,二是在VV156《高等数学A1》和 VV186《高等数学B1》两条数学课路线中选择了后者。虽然现在我并不会经常用到相关的专业知识,但是完成这些学业的艰辛经历对我日后迎接博士、博士后和科研工作中的挑战奠定了坚韧的基石。希望学弟学妹们能在人生最宝贵的年华着眼长远、勇于奋斗,扎实练好自己的基本功,迎接属于自己的美好未来,给世界留下属于你的印记。