时间：2023-03-17 17:58:23
导语：在版图设计毕业论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：MEMS设计；教学方法；多媒体教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）12-0186-02
一、引言
微机电系统技术也Q为微机械（MEMS，Micro-Electro-Mechanical System），是融合硅微加工、非硅微加工和精密机械加工等技术设计和制作特征尺寸在微米量级的电子机械器件。微机电系统是集传感、执行、信号处理和控制电路、接口等于一体的微型器件或系统。常见的产品包括微加速度计、微流控芯片、微马达等。目前，全球制造技术创新、产业结构、发展环境正发生深刻变化，中国制造面临着新的机遇与挑战，而MEMS技术能服务于航空航天等诸多领域，具有巨大的经济前景和积极社会意义。近年来，针对MEMS领域的巨大人才需求，高等院校陆续开设了适合高年级本科生和研究生学习的MEMS专业课程，MEMS设计教学是其中不可或缺的重要环节，目标是使学生掌握与MEMS设计相关的理论、版图设计、有限元计算、数据分析等，能应用理论与方法独立开展设计工作，培养符合现代MEMS设计所需的应用与创新能力。
二、问题分析
以往的MEMS课程对相关设计理论、方法、技术亦有一些介绍，但实践环节较为薄弱。我国仅少数院校设有正规的MEMS专业，可借鉴的成熟教学模式少，我们在实践中也陆续发现了一些问题：
1.教学重点确定。MEMS设计涉及知识点多，例如微流体力学、有限元等，都可以扩展为独立课程。如何确定教学重点，在有限学时内将基本点讲透彻，让学生能确实掌握重点知识和有效开展实践，是亟待解决的问题。
2.教材选择。教材是教学过程中必不可少的工具，也是学生获取知识的主要源泉，MEMS设计既涉及到多领域的基础理论，同时也具有很强的实践特征，需要学生能借助有限元等将理论应用到器件设计中，而目前国内的书籍或偏重概念和原理性的介绍，或是类似软件使用说明书，难以找到能贯穿符合现代工程需要的由理论至实践的设计类教材。
3.软件实践环节的具体实施。软件实践是开展MEMS设计教学不可或缺的环节，由于MEMS设计中往往涉及到多个物理场的耦合计算，需要选择合适的教学软件和教学实例，难度和工作量要适中，便于学生在短时间内熟悉基本操作，同时也要反映MEMS器件设计的特点，让学生感觉到利用教学软件逐步探究的乐趣。
三、教学方法改进
1.教学计划和教案的构建。针对目前缺少合适教材的情况，教研组自行编制了适合高年级本科生和研究生的教案，如图1所示，从种类繁多的MEMS器件中选择了具有代表性的挠性微加速度计、微流控芯片、薄膜泵三类器件为对象。以器件的关键技术指标为牵引，建立科学的授课体系结构，优化整合教学内容，逐步引入理论基础、关键技术、分析方法等。这三类器件的共性特点是：（1）能承载静电学、流体力学、弹性力学、热力学等基本理论；（2）拓扑结构相对简单，利用不太密集的网格划分就可以得到相对满意的结果，学生能够在有限时间内切实体会到多场耦合构建、网格划分、计算格式、后处理等技巧，提高了学习效率；（3）便于逐次推进教学进程，有助于提高学生兴趣，降低学习难度。
2.软件平台的选择。目前，市场上有许多能够用于MEMS设计的软件，其中一些功能非常强大，包括了版图设计、工艺仿真与优化等前后端模块。考虑到实际需求，最终选择Comsol软件为工具，与其他软件相比，虽然它在计算精度上略显不足，但其具有适合于教学的独有优势：（1）提供灵活便捷的多场耦合平台，多场耦合是MEMS器件的重要特点，而Comsol在提供了强大的耦合模块的同时，也提供了从基础模块自行构建架构的方法；（2）软件运行速度快、对硬件平台要求不高，这使得借用公共机房就可以开展软件实践，并能在课堂有限时间内完成授课―实践―答疑―总结的过程。（3）提供了大量案例库，为课后学习提供了参考。我们还引入了AutoCAD等辅助软件，以弥补单一软件的不足。
3.互动的上机实践教学模式。以往的授课中，教师在理论分析上耗费时间较多，虽然能够从基础理论到器件分析的各层面进行描绘。但受体裁制约，讲授时间冗长，单元之间的前后关联性过强，学生参与感差，教师则很难营造出活泼的互动教学气氛。近年来，我们建立了多媒体互动教学的条件，以器件分类为根据，将教学内容聚焦为既有关联又独立的若干单元，每单元均包含理论简介、案例讲解、答疑、实践操作等，而将冗长的理论推导过程舍弃或留给学生课下自学。下面以低浓度物质在微流道混合为例说明单元授课的具体实施方法：首先，简要介绍微混合的应用背景和定量指标需求，解读非稳态对流―扩散方程；然后借助Comsol软件具体讲解模型带入、与流动模型的耦合、高阶格式与低阶格式的区别、Pe数约束条件，以及借助浓度分布图等来分析结果等；再给出空白的几何模型，让学生根据要求独立实践；最后留出时间对共性问题答疑，并简要介绍最新动态，提供文献给学生课后扩展学习。
四、教学效果评估
1.通过学习后，学生普遍能够将物理、化学、力学等基础理论和软件工具相结合，独立解决MEMS器件耦合问题。以课后作业之一：“微混合器设计”为例：研究生经学习后，能独立构思微混合器的结构，完成模型设计和网格划分，然后将电场―流场―溶质分布结合进行耦合计算，实现性能评估等，最后提交设计报告，有些设计体现出相当的创意。
2.学生能够在后续的毕业论文或创新实践中自觉综合Comsol软件及其他工具，解决实际微机电工程设计问题，包括惯性组件散热、点胶控制、微射流等问题，并在后续实践中与教师保持长期互动。其中部分方案体现出很强的多场耦合特色，教师也能从相关领域汲取营养，对具体需求有更深入了解。不仅达到了学以致用的目标，也实现了“教学相长”。
3.课堂气氛活跃，学生勇于提问、勤于思考和动手，向教师反映学习MEMS设计“很有趣”、“学到了知识”、“原来如此！”等，并从自身感受出发，提出改进教学的意见。
五、结语
在教学改革实施的过程中我们明显感到，合理和科学的教学计划和实施方法，既能引导学生逐步学习理论知识和掌握实践方法，也能给他们充分发挥思维和想象力的空间，通过教学改革举措，使教学质量得到明显改善，有效提升了学生微机电工程设计方面的工程实践和创新能力。
关键词：全程导师制 模块化 阶段化 地理科学 实践能力
中图分类号： G420 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2015）05（a）-0000-00
2002年，北京大学首先在国内实行本科生导师制，引起了教育界的广泛关注。随后，国内各高校都在探索建立高等教育导师制，以更好地贯彻全员育人、全过程育人、全方位育人的现代教育理念，更好地适应素质教育的要求和人才培养目标的转变[1]。教育部“关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见”（教高[2007]2号）指出，高校应推进人才培养模式和机制改革，创造条件组织学生积极开展创新性实验和实践，参与科学研究，提升学生创新精神和创新能力。地理学的学科性质决定了实践教学的特殊作用，只有重视地理教学实践活动，才能使学生在学习中锻炼能力，积累经验，提高综合素养。本文提出采用全程导师制对地理科学专业学生进行模块化和阶段化实践，强化学生的养成性、创新型实践能力。
1全程导师制的涵义和意义
1.1全程导师制的涵义
导师制可以根据时间分为全程导师制、高年级导师制和年级导师制，也可以根据指导过程分为科研导师制和综合导师制[2]。所谓“全程导师制”，顾名思义，是伴随学生整个学业进程的全程指导，既强调“全时段指导”，即对学生大学四年进行全程循序渐进的科学指导，也强调“全方位引导”，即导师对学生的思想品德、专业学习、综合素质和个性发展等方面进行全方位引导，使其全面成长。“全时段指导”方面，根据大学四年学习时间内学生的特点、专业特点等指导学生制定每个阶段的主要学习目标、专业学习内容、社会实践、社团活动等。“全方位引导”主要包括思想品德上的引导、学科及专业指导、专业技能训练、科研能力训练、考研指导、就业指导[3]。而秦家沛[4]认为“全方位”应该包括思想教导、学业辅导、生活督导、心理疏导、就业指导等方面。
本文的“全程导师制”是指在本科生导师全程指导下，通过研制实施本科生教师职业技能体系和训练方案、研制实施全程养成性实践教学体系、开展第二课堂建设和学分认证等途径，探索并建立常态化、规范化、制度化长效运行机制，促进学生知识、能力、素质协同发展，全面提高人才培养质量。
1.2全程导师制的意义
实施全程导师制，有多方面的意义。首先，有利于贯彻“教育以学生为本、办学以教师为本”的思想理念，充分发挥教师培养学生的主导作用，学生与导师之间建立了明确的、相对固定的、连续的指导和学习关系，形成人才培养的“教师-学生”二元主体结构。其次，导师对学生的生活、学习、思想、心理、就业等诸方面进行全方位的指导、帮助，并通过自身的人生观、价值观、严谨的治学精神以及优秀的人格品质影响学生，指导频率高、针对性强、内容有深度，有利于学生迅速成才；再次，打破“辅导员―班主任制”管理模式，有助于完善高校学生教育管理工作，有利于学生各种困难、困惑、困扰的及时解决，帮助学生健康成长。
2地理科学专业学生实践能力体系
地理学是研究地球表层自然要素与人文要素相互作用与关系及时空规律的科学，跨自然科学与社会科学，具有较强的认知性和实践性。专业实践是地理学人才培养过程中必不可少的教学环节，有助于培养学生的实践能力、实验技术以及创新精神[5]。
根据地理科学专业学生培养目标，实践能力可以分为三大模块（表1）：
（1） 教师职业技能。教师职业技能是教师从事教育教学工作必备的专业性基本技能和技巧，是培养师范生实践能力和创新能力的重要基础环节。通过制定教师职业能力训练体系，加强教师伦理教育，培养学生对地理教育教学的浓厚兴趣，陶冶地理师范生爱课堂、爱学生的职业情操；优化课程结构，加强信息技术课程建设，强化教学环节，逐步提高学生的教师教学水平和职业技能；通过地理教材分析，地理课程标准解读等实践环节，培养学生开展教育教学研究的能力。
（2） 地理专业实验与实践能力。地理专业实验与实践能力是地理师范生从事地理教学或考研究生的专业保证。通过优化实验内容，确定实验操作的必选内容和可选内容，开展养成性实验培训，提高学生动手操作能力；加强野外实习（包括自然地理与人文地理综合实习）路线设计与管理，培养学生仔细观察、分析问题的能力；引导学生设计综合性实验、研究创新性实验，开展生态环境领域观测、实验研究。
（3） 第二课堂素质拓展。第二课堂是课堂教学的延伸，是地理实践教学的有机组成部分，也是素质拓展的重要载体和完成人才培养目标的重要环节。通过专业社团活动策划、寒暑假“三下乡”活动增强学生服务社会的能力；通过参加专业知识竞赛和创新创业设计等，开阔学生视野，增长智慧，激发学习兴趣，培养学生的创新精神，提升学生考研和就业竞争力。
3实践能力提升全程导师制运作
3.1实践能力提升的阶段划分
第Ⅰ阶段，是实践能力提升的准备阶段，即大学一年级上学期。本专业导师、地学研究专家、中学教育专家联合引导学生的专业实践认知，参观实践设施设备与基地，了解实践环节与实践条件，培养学生的实践兴趣。
第Ⅱ阶段，是实践能力提升的基础阶段，即大学一年级下学期至三年级。所有学生参与本阶段的教育教学实践、实验操作实践、第二课堂实践。基本目标是初步具备教育教学职业能力，显著提升实验操作能力，能开展创新实验设计与研究，增强服务社会的能力。重点结合专业成长特点指导学生开展教学技能训练、科技实践活动、社团活动、开放实验项目，指导学生参与学校及上级部门组织的社会实践、专业实习及大学生“挑战杯”赛等科研创新活动，拓宽学生知识面和掌握专业基本技能。
第Ⅲ阶段，是实践能力提升的强化阶段，即大学四年级。根据学生的个人发展意向（教学、考研等），进行个性化辅导。基本目标是各方向学生能力均有明显突破，就业和考研竞争力显著增强。同时，全程辅导学生毕业论文立题、实验设计、撰写等。
3.2第Ⅱ阶段模块化导师制培养
形成导师团队，采取“一对多”指导，即将导师分为教师职业能力、专业实践能力、素质拓展能力三个团队，每个团队的老师分别指导一定数量的学生，导师可以吸纳研究生在内部形成本科生-研究生-导师团体。
（1） 教师职业能力模块，改革师范生技能实践性教学内容和教学方法，扩充实践环节和学时。除了开设地理教学论，还应开设地理教材分析、地理课堂教学研究、地理教育心理研究等课程，将地理教育方法渗透到专业课程教学内容中；加强师范技能训练，强化粉笔字、毛笔字、钢笔字、版图、版画、普通话等基本技能，大力培养师范生的授课技能；建立中学教育实习、见习基地，优化高校～中学联合指导师范生机制，并积极开展实习支教和置换培训。强化教学实习实训，定期组织学生深入中学课堂观摩，请中学地理教学名师为师范生上示范课，通过他们的实际经历对师范生言传身教[6]；鼓励并指导学生参加全国师范生技能大赛；引导学生密切关注学校地理教育和课堂教学存在的问题，以问题为中心，以沙龙组织为形式，深化教育教学研究，提高学生教研能力。
（2） 专业实验实践模块，坚持“抓三基（基本原理、基本方法、基本操作）、推三新（新体系、新内容、新方法）、促三能（学习能力、实践能力、创新能力）”思路，优化实验教学课程内容，改革实验教学模式，夯实学生实验操作基本能力；规范学生专业实习环节，探索合作建设实践基地的运行模式，进一步完善校地、校企合作机制，拓展见习实训基地，培养学生自觉参加野外考察、综合实习，形成养成性实践体系；吸纳学生参与教师团队的科研项目，建立教师～研究生～本科生合作分工研究和互相学习机制，训练学生科学研究和论文撰写的能力。组织学生开展科学讨论、学术报告交流，鼓励并指导学生申报主持大学生创新项目，撰写发表科研论文，以培养学生专业实践创新能力和科研能力为重点。
（3） 素质拓展实践模块，引导学生组织社团活动，推动社团实践内容上创新，水平上提高，规模上突破。重点建设地理协会，引导学生进行科普活动的策划、组织，将地理协会、地球环境与灾害科普馆等打造成学生服务社会、专业知识转化的实质平台；利用寒暑假“三下乡”指导学生下乡宣传地理相关的环境、资源、灾害等知识，同时围绕当地的社会经济发展热点问题开展专题实习，撰写咨询报告，将实习目标由传统的、作为课堂教学的延伸和补充，提高到现代的、全面提高学生综合创新能力、实施素质教育的新高度。拓宽学生的知识面，增强其社会活动的能力；鼓励学生参与专业竞赛，组建学生兴趣创新小组，组织学生参与大学生创业设计大赛并建立创业平台，参与“挑战杯”比赛、专业知识竟赛等。培养学生爱学习、爱思考、爱生活的热情，全面提升学生综合素养。
3.3第Ⅲ阶段方向分流导师团队强化训练
第Ⅲ阶段以导师组形式开展团队指导工作，根据学生的个人发展倾向进行个性化辅导。聘请中学高级教师和教育专家以及本单位教学经验丰富的教授组成“教学技能提升导师组”，对意向从事教学工作的学生进行教学能力强化训练；聘请科研院所研究人员、本单位博士为主体的“考研辅导导师组”，对意向考研学生进行全程咨询、辅导和指导，增强学生考研竞争力，提高学生考研录取率。
毕业综合实习和论文撰写仍采取双向选择的“一对一”方式指导和团队答辩方式进行。
4结语
全程导师制应用到地理科学专业学生实践能力提升时可以分为准备阶段、基础阶段和强化阶段。基础阶段模块化运作，每位学生均要参加3个模块的实践训练，以达到全面发展、综合素质的提升；强化阶段根据学生就业、考研的方向进行分流后强化训练。基础阶段分别重基础和学生个人能力，分成3大导师组，每个导师单独指导多名学生。强化阶段重能力提升和团队协作，形成学生教育实习、考研准备两个导师团队。
参考文献
[1] 杜智萍. 牛津大学现代导师制的发展史及启示[J]. 大学・研究与评价， 2009， 9： 59～62.
[2] 费英勤， 颜洽茂.本科生导师制探析[J]. 高等工程教育研究， 2003， 6： 24～26.
[3] 华春， 周峰， 李朝晖， 陈全战， 贲爱玲. 本科生全程导师制的实践与探索――以生物科学专业为例[J]. 南京晓庄学院学报， 2014， 2： 38～40.
[4] 秦家沛. 本科生导师制模式的构建与思考[J]. 教育与职业， 2009， 36： 38～39.
将理想融入中华民族的奋斗史
1978年，王光谦有幸从59万人中突出重围，成为恢复高考后的第二批大学生。他至今清晰地记得，高考成绩348分，刚刚超过重点大学分数线两分，与一心向往的清华大学失之交臂。后来，他被调剂到武汉水利学院治河系，班级76人，几乎都是像他一样的“调剂生”，他们是“”后武汉水利电力学院治河系第一批学生，入学前他甚至对“治河系”所学所用一无所知。
“中华民族的历史就是一部治河史。”初入课堂，老师的一句话瞬间点燃了王光谦内心的澎湃激情。“当时我们的专业重点就是治理黄河，包括国家其他大江大河的治理。这下我们就高兴了。”二十年后再回忆当时的一幕，沉稳的王光谦脸上仍旧掠过了一抹自豪，正是这种自豪与激情，撑起王光谦和同学们对治河专业最初的信心和热爱，也成为他们日后投身于此的动力源。
“”10年的禁锢，让冲破了知识禁忌的1978级大学生成为最为用功的一批大学生。王光谦和同学们也是如此，每天晚上10点半熄灯后，校园的路灯下、宿舍走廊里都有很多学生用功苦读的身影。武汉水利电力学院治河系1958年设立，治河系是中国乃至世界独有的专业，又经历了10年浩劫，学习资料少得可怜，王光谦的专业教材都是老师自己动手刻腊板、手工油印的。大学期间，老师带着治河系学生参观三门峡水利工程，滔滔黄河水，河边凛冽的夹杂着沙子的大风、寸草不生的沙丘……震惊了这个江汉流域长大的孩子。但是王光谦同时看到了三门峡工程由于泥沙淤积造成的遗患，当时又值长江干流第一座大型水利枢纽工程葛洲坝工程建设期间，泥沙淤积问题的日益凸显，工程未来的使用价值令人担忧。
“治河”二字的分量在王光谦心中陡然增加，“责任”压上肩头――儿时课本上大禹治水的故事，而今即将成为自己未来投身的事业。
在当时，搞水利是非常艰苦的。三门峡水库施工时，清华大学水利系曾有很多专家和学生常年驻守工地，参与设计施工；在郑州水利部黄河水利委员会，有4万人为黄河治理问题忙碌着。但是王光谦似乎觉得这一切都是他应该承担的责任。他的毕业论文就是“关于黄河泥沙准确测量”问题的论述，为此他还特意去了三门峡水库，在黄河水利科学研究所，听到总工程师讲黄河治理的种种难题，想到自己的理想，王光谦心中不禁豪情翻涌。对于他们这一代新水利人来说，那是一段激情燃烧的岁月，他们都曾在内心里发誓：“一定能够把黄河治理好。”自从王光谦的双脚第一次站在了黄河岸边，就再未离开。
青年人要敢挑担子
1982年，王光谦和同班的另外两名同学一同考上清华大学水利系，攻读水利工程硕士研究生，师从著名水利专家夏震寰、费祥俊。历经曲折的中国水利专业，终于又迎来一批新的接班人。王光谦的专业方向是泥沙运动基础理论研究，也就是河流动力学。一旦摸清河流泥沙流动规律，就能对各条大江大河的泥沙治理问题给出相应答案。他从心里认定了这个专业。
与自己的老师相比，王光谦他们无疑是幸运的，走进清华园的时候，迎接他们的是中国改革开放、开始重视知识的科学的春天。然而，压力也迎面而来，他们站在了水利专业严重断代的横截面上，一边青黄不接，一边经济建设飞速发展，全国大江大河水利工程陆续论证、上马，急需水利工程专业人才对工程各项基础问题把关。专业老师拼命教，学生们拼命学，但人才还是跟不上。
中国第一位在美国攻读博士学位的水利专家黄万里先生，当时已经86岁高龄，还坚持给他们上课。王光谦与这位大师有过相当多的交流，这是一段令王光谦难忘的时光，更是让他倍感压力的日子。“黄先生曾经连续给我们开过七次讲座，给我们传授他的理论体系。”黄万里彼时虽已耄耋之年，上课时仍旧一丝不苟――雪白的西服、红领带，大师风范尽显。王光谦首先从黄万里身上感受到科学的尊严。
王光谦最难忘的，则是黄万里的眼泪。“上课时，讲到国家水利工程建设上出现的一些问题，而他又无力纠偏时，黄先生总是泪流满面，他不住地自责科学家没有尽到自己的责任，中国人才还是不够。他一哭，我们就受不了了。”王光谦笑了一下，然后好一会儿沉默不语。
黄万里和前辈大师们心系祖国水利事业，甚至不惜自己的一切，让年轻的王光谦刻骨铭心。他从此牢记一个科学家应有的品质，也感受到了前所未有的压力。
1992年，王光谦博士后出站。
1993年，王光谦出任清华大学水利系泥沙研究室主任，时年31岁。清华大学泥沙研究室是钱宁院士一手创建的，担任室主任就是接过了老师们的重托。
跨越半个世纪的光阴，在前辈殷切期待与国家发展的迫切需要中，王光谦咬紧牙关告诉自己要顶住压力，扛起担子。
王光谦坦言刚工作的那几年，他很绝望。不但没有了老师的指导、前辈的保护，一切靠自己判断、摸索，还要带领一支队伍，对国家和人民负责。水利专业不是一个理论专业，它所得出的每一个结论，都将转换成国家政策或水利工程，直接关系到百姓生产生活安全。这个专业的魅力与压力，都在于此。
三峡工程坝区泥沙模型试验研究是王光谦博士后出站后，在清华大学水利系参加的第一个重要工作。三峡工程泥沙问题是争论时间最长，也是我国工程泥沙研究投入力量最大的课题。王光谦和同事们用了5年时间，成功证明经过80年的泥沙淤积，三峡水库的库容从刚建成的398亿立方米减少到220亿立方米，达到冲淤平衡，以后也能够保持近200亿立方米的有效库容，不会出现泥沙淤积使三峡水库报废的局面。他们为三峡工程增加了一道保险锁。
此后10年间，在黄河治理研究之余，王光谦带领团队先后参与了三峡大坝截流、南水北调中线调研等重大工程。上世纪90年代以来所有国家重大水利工程项目中，都有王光谦的身影。他也因此先后获得国家科技进步二等奖、一等奖及10余项省部级奖励。
由于1998年的大洪水给国民经济和人民生活带来了深重影响，国家更加重视并加强了与洪水相关的灾害研究。在国家自然科学基金委工程与材料学部原水利学科主任陈式慧的建议下，“江河泥沙灾害形成基理及防治措施”课题得以立项。“这个国家"九五"期间最大的项目，被出乎意料地交由当时还只有30多岁的倪晋仁和王光谦带领一群年轻人来完成。“担子越重我们的团队越有向心力，结果证明，我们没有辜负人们的信任和期望。”王光谦说。
“如果说我们现在还有点成就，都是压力压出来的。”王光谦时常回想初出茅庐便要独当一面的压力，黄万里先生的眼泪、国家项目的重要性，都曾让他心生惶恐。走到今天的高度，王光谦颇有感慨：“青年人要敢于挑战，敢挑担子。社会与单位，也要给青年人充分的空间和信任。”
治理黄河是一项系统工程
上世纪50年代，我国社会上曾流行一句新民谚：“圣人出，黄河清”。这其实是百姓对黄河水患根治的一个热切愿望。王光谦还记得同专业的一个学弟就叫黄河清，黄河水患之扰，百姓愿望之强可见一斑。而王光谦所研究的，恰恰是黄河能否澄清的问题。
从攻读博士生开始，王光谦的专业方向就是高含沙水流问题，这是黄河特有的现象。这个问题，王光谦已经坚持研究了20年。20年来，泥沙将他与黄河连在一起。
说起河流泥沙，必然要说起黄河。这条桀骜不驯、多灾多难的河流，曾被称为中国之忧患，关于黄河洪水灾害，史不绝书。治理黄河，历来是中华民族安民兴邦的大事。“黄河的问题就是泥沙的问题。”王光谦说，中国水库泥沙淤积严重，例如黄河三门峡水库因淤积损失库容57%，青铜峡水库78%，大渡河龚嘴水库80%，汾河水库45%，全国水库因淤积总库容损失达40％。因此在多沙河流上修建大型水利枢纽工程，水库泥沙淤积问题是面临的关键技术问题，甚至决定着工程的成败。我国在这方面的经验教训是非常深刻的。黄河干流的三门峡水库，设计时以防洪发电为主，没有认识到泥沙淤积的重要影响。水库运行两年后，泥沙在库区大量淤积，潼关高程急剧抬升，使得汇入库区的支流渭河尾闾水位不断抬高、泄水不畅，八百里秦川和古都西安遭受洪水和盐碱化的严重影响，不得不对工程进行大规模改建，增加排沙洞排沙。在水库运用方式上，放弃了“蓄水拦沙”，采用“蓄清排浑”的运用方式，保证了水库发挥部分效益。在黄河中，每立方米水中的含沙量最高能达到1600公斤，这是惊人的，造成的后果就是在黄河下游形成地上河。在开封，地上河最高超过地面13米，而黄河下游的河床高度，还在以每年10厘米的速度往上增高。“任其发展，后果将不堪设想。”
除了泥沙淤积，在过去20年中，黄河还在不断发生着其他变化。王光谦曾经看到的水量充足的黄河，上世纪70年代中期以后每年都断流；小浪底水利工程作为缓解上游泥沙进入黄河，并不能长远解决问题……水利部原部长汪恕诚曾针对黄河问题提出“四不”，即河道不断流、堤防不决口、污染不超标、河床不抬高。在“四不”要求中，有三项是王光谦研究的领域，而有效做到这三点，黄河的安全就有保证。
河道不断流。上世纪70年代以来，沿黄地区对黄河水资源进行大规模开发利用，引用水量剧增，黄河断流频繁发生。断流的原因是用水超过黄河的供水能力，解决的办法是进行黄河全流域统一的水量调度，合理分配使用水资源。王光谦积极参加水量调度系统开发工作，带领清华大学教师和研究生组成的课题组，数十次到郑州黄河水利委员会水量调度局，完成黄河流域水量调度系统，为确保母亲河不断流提供技术支撑。现在，王光谦带领团队已经为黄河沿途各省取水制定了按比例分配的原则，同时开发了一套软件管理系统，加上小浪底水库的蓄水功能，也使黄河水资源更加充沛，基本解决了黄河断流问题，2006年，王光谦因此获得国家科技进步二等奖。
堤防不决口。王光谦带领团队对黄河调水调沙工作进行关注，同时针对黄河下游游荡性河道的特质，摸清黄河河道变化规律，为保持黄河下有百年安澜、减小决口的危险努力贡献。2008年，王光谦再次获得国家科技进步奖二等奖。
河床不抬高。“黄河泥沙源于黄土高原，但是我们致力于通过一定工程措施减缓泥沙淤积速度。”随着一个问题一个问题的解决，王光谦也从而立之年步入不惑，对黄河治理的态度也在不断发生着变化。“当年意气风发，一心要让黄河问题在我们这一代人手上解决，结果往往让自己一筹莫展。”他开始重新品味说的话“要把黄河的事情办好”，可见，治理黄河是一项长期的系统工程。他终于明白，其实，治理黄河首先要维护黄河“健康”，科研工作也必须遵循规律一步步推进。
王光谦和同行们已经开始设想把高含沙水中的沙通过河底管道直接输送到海里，同时把水还回黄河中去。“或许等将来科技发展了，这个办法将根治黄河千百年来的水患，但是现阶段条件不具备时，自己所需要做的就是协助政府，做出正确决策。”从一门心思地“根治”，到能够辩证地看待黄河问题，似乎这些水利人和黄河都有些释然。从“人定胜天”到和谐共生，王光谦做到的不仅是科学研究方法上的改变，更是人与自然关系方面认识的深化。
泥沙研究就在中国
1989年王光谦博士毕业参加工作时，每个月工资120元人民币。而那时在美国读书的博士研究生，每个月工资就能拿到1500美元。王光谦也有无数次机会可以出国，他却从未动心。
“我国河流众多，其中流域面积在100平方千米以上的河流达5万多条，流域面积在1000平方千米以上的有1500多条。这些河流具有两个突出特点：一是水资源在时空上分布极不均匀；二是不少河流，特别是北方河流，由于水土流失严重，大量的泥沙从流域内侵蚀而下，并被输移到河流中，使得河流挟带了大量的泥沙，造成河道和水库的严重淤积抬高，这不仅给水利水电工程建设带来了许多问题，也给河道防洪、沿岸工农业发展和人民生活带来了严重的影响。与水资源问题相比，泥沙问题在我国尤为突出。因此泥沙问题的研究具有重要意义。”
“中国有世界上最复杂的江河，水利又关系到国计民生，国家最重要的事情在于此，我就应该坚守。”他是这样淡淡地解释自己的理由。他总认为自己和前辈们相比已经不知幸福多少倍了，当年黄万里、钱宁这些老先生到黄河考察，骑着毛驴，走几十天也走不完全程，现在交通便捷，王光谦2007年随全国政协常委视察团，24天穿越黄河流经8个省区对黄河沿岸社会经济发展情况和黄河本身进行调研，不到一个月时间就几乎走完了黄河全程。
他也时常想起自己求学时的艰苦环境，在改革开放之初的年代，国家还无力重视地区交通建设，水利工程所在地往往地处偏僻，交通极为不便，而现在，水利设施则是当地最著名的景区。在“景区”里工作，已经让王光谦心里十分满足。他经常自豪地说：“在中国的版图上，我没有盲点。”
购物车(0)