石大记忆 | 建好一个新专业非常不容易——访四川省优秀教师杨启明教授

时 间：2017年11月21日

地 点：校史馆

人 物：杨启明

访 谈 人：陈建

摄 像：曹刚、张魁武

文字整理：杨勋凤（研究生助理）

文稿撰写：陈建

文稿审核：姚明淑

【人物简介】

杨启明，男，教授，博士生导师，汉族，1948年11月生于四川成都。1982年1月毕业于西南石油学院石油矿场机械专业，1997年以副教授身份在美国Southern Illinois University机械工程学院进行访问学习，是机电工程学院学科带头人，四川省摩擦学会委员，中国石油学会、机械工程学会会员。主要从事机械设计及理论、摩擦学、现代设备管理与过程安全工程方面的教学和科研工作，从事过省部级和校级科研、教学科研项目17项，获四川省教学成果三等奖2次，中石油教改成果三等奖1次，获07年四川省优秀教师称号1次，西南石油大学各种奖项12次，获中石油中青年骨干教师称号，指导学生获第二届中国大学生机械创新设计大赛四川省赛区二等奖2项。在国内核心刊物发表论文50余篇，出版教材4部，其中国家“十一五”教材一部，校内出版教材15部;获得批准专利14项。

陈：杨老师您好!我们是学校档案馆的工作人员，目前正在开展“石大记忆”项目的采访工作，推出这个项目是为了抢救学校的文化记忆，留下石大历史亲历者和见证人的记忆，这是学校宝贵的精神财富。今天想请您给我们分享一下您在教学、科研生涯中的心路历程。

杨：非常高兴学校档案馆给我这样一个机会。

金工厂的锻炼对我帮助很大

陈：1982年您毕业留校，最初在学校金工厂工作了两年。请谈谈这段经历。

杨：我是本校矿机77级的，1982年1月毕业。分配时由于留校名额有限，只能留两个人，最后把我留在了金工厂，一年多后才到了机械零件教研室（现在是机械基础教研室）。

在金工厂工作的一年多，各个工种我都干过，这个经历让我体会到，书本上的知识是高度概括的，要用它来解决实际问题还远远不够。比如加工一个零部件，我们习惯于设定一个最高精度，在实践中我才发现，第一，要根据实际情况来设定，即能不能做到；第二，有没有这个钱来做这东西，因为精度一提高，成本也会提高。

金工厂的锻炼让我接触了生产实际，对以后的教学和科研有很大帮助。搞科研要做很多设计，我一看图纸就基本上知道哪儿有毛病。所以说，当教师光有书本知识是不够的，必须要有实践经历。

繁忙而又单纯的三年助教生活

陈：您是怎样到教研室的？请给我们谈谈您到教研室后的情况。

杨：有一天，机械零件教研室主任彭胜商突然问我愿不愿意到教研室去，我当然愿意，我一直都有当老师的愿望。

到了教研室以后，给我的任务第一是做科研，第二是教学。那时除了上课，整天就是搞科研，当时我们搞了一个实验台架，做缸套活塞实验，是石油部的项目，我们还申请了一个专利。当时中国钻井泵缸套里的活塞使用寿命平均只有十几个小时，换一次活塞要较长时间。为此，石油部设立了一个项目来解决这个问题。我们教研室承担了这个项目，我加入了课题组，主要是做试验。我们上完课，整天都在忙这个项目，除了过年，基本上没有休息日。因为每次实验都是连续进行好几天，甚至十几天都不能中断。

经过无数次实验，最后我们改进和设计出了新的活塞，其工作寿命大大延长，更换活塞的时间也大为缩短了。为了检验产品达到的水平，还与美国的活塞做了一次比较性实验：在工作条件相似的情况下，三个缸泵，一个缸里用的是美国的活塞，一个是用的我们的活塞，还有一个是当时正在用的活塞，据说——我当时没有在现场——我们的产品已经超过了美国的活塞。在以后的几年，我们仍不断做、不断改，设计出了一系列产品。

那时教学工作量也很大，我当了三年助教，先是辅导、答疑、批改作业等，后来慢慢就开始讲课，除了机械系，还给开发系的学生讲过《机械设计基础》、《摩擦学》等课程。虽然教学任务很重，但人都比较单纯，根本不考虑待遇方面的问题，只要有工作，有没有报酬都很认真地干，我们也很珍惜时间。干了几年之后，学校就把我派到广州学外语，一年之后又以访问学者身份到美国去进行学术交流。

攻克机械设备故障诊断技术难关

陈：铁谱分析技术已成为机械设备故障诊断技术中举足轻重的方法，您留校后不久就发表了论文“铁谱技术在钻井泵缸套活塞工况监控中的应用”，请问您是如何对铁谱分析感兴趣的？

杨：铁谱分析是用于分析机器运动过程中磨损情况的一种技术。以前对机器的磨损是看表面形貌的变化，而这个技术是把磨损过程中的润滑液体提取出来，通过显微镜观察里面的磨粒，然后拍照，这是国外的新技术。当时没有互联网，像我这样一个普通教师没有多少渠道知道这些信息，是彭老师他们通过石油部了解到这样一种新技术的。这个信息传递到我们教研室后，我们就利用石油部提供的资金买了一套设备，还派我到武汉工学院去听了一个从美国回来的教师作的讲座，了解这个技术。

当时国外的技术主要应用于使用油润滑的机器。但我们的缸套活塞是水润滑机器，很难做。首先是怎么把水里面的磨屑提取出来，因为金属磨屑或橡胶磨屑比水重，会沉下去，取出来很麻烦，而且我们这个实验台架是高压实验台架，有多个观察站。因此我们想了很多办法，开始是把整个试验机停下来，从活塞损伤处提取了磨屑之后再开动，但是活塞停下来之后，温度也降下来，寿命又增上去了，这样实验的准确性就受到了影响。如果能够不停机提取相应部位水介质，就可以解决实验效果的准确性问题。为此，我们想了很多办法，解决了有关高压介质试样适时提取问题。当时遇到的最大问题就是磨屑与胶屑在试样中的悬浮问题，怎么让磨屑浮起来以便检测，观察和及时判断磨损情况，我请教了石工院的老师，在他们的帮助下我们研究出了在活塞工作的情况下使试样的磨屑浮起来的悬浮液。

金属磨屑在磨损过程中有不同的形态、形状，代表了不同的磨损类型，我们在水里提取出来的也是如此。虽然我们用的是橡胶活塞，但活塞上都套了一个金属钢芯，它们在运动中都可能产生磨损，橡胶磨损是非金属磨损，我们也要看它的磨屑形状，即时判断其磨损状况，但是形状不是很典型，而金属形状就很典型，这就和国外使用的油机一一对应了，这就能判断我们的活塞在工作时到底处于什么状态，就是说工作不停，我们也能间接地判断出活塞的损伤状态。

最后我们在铁谱分析上做出来的一些检测结果确实比较好，能适时判断缸套活塞的工作状况，这是当时国际上比较先进的在水介质中进行工况监测的应用事例。我当时发表了一篇文章证明了两点：第一铁谱分析在水润滑状态下也可以实现；第二是提取到的磨粒和油机有相同的特征，但不完全相同。

显微镜下的金属磨粒

陈：铁谱分析在很大程度上依赖于个人经验，您在参与这项工作之前有没有这方面的相关经验呢

杨：在参与这项研究之前，我已在上摩擦学方面的课，对基础理论有一定了解，只是还没有实践来验证它。搞科研是一个经验积累的过程，刚开始在观察磨粒的时候，因为我们买的是国产机，效果有一点差，但是其中的典型磨粒还是能看到，我们也拍了很多照片。在这个过程中，我们把观察到的磨粒反复与国外的对比，这样逐渐积累经验。这样搞了几年，后来因为这个技术有一个缺陷，虽然能实时感测，但它只能定性不能定量，国外的技术也存在这个缺陷。而一个设备不能定量的话，往往就带有主观性，所以说我们需要经验的积累，或者说这个东西光看是看不清楚的，但是通过分析我们可能了解其生成原理。

我们77级是恢复高考后的第一届大学生，最大的一个特点就是肯投入。恢复高考时我都将近30岁了，我在农村待了8年，所以我很珍惜这个学习和工作机会。另一方面，农村的生产劳动和我在金工厂的工作使我具备了较强的动手能力，对做研究也有很大的好处。

在美进修的所见所得

美国南伊利诺伊斯大学

陈：您1997年到美国南伊利诺伊斯大学机械工程学院进修摩擦学，并为该学院设计了2台摩擦学试验机，请您给我们讲讲其中的故事。

杨：1997年我在美国待了半年多，体会到美国的大学教育与我们差别很大。第一，美国的大学没有围墙。第二，美国的大学没有只搞教学的老师（在我去的学校）。在美国，教师如果拿不到科研项目，在学术上没有成果，不仅提不了职称，就连教师这个职位都保不住。比如你是副教授，你就要通过你的学术水平、科研项目来保住你的职位，你的学术水平上不去，学校也不是马上就一封辞退信让你走人，会先给你打招呼，说你这次考核不合格，达不到学校的某项要求，让你注意解决。

他们对教师在学术方面的评价方法很灵活，比如发表论文不是看数量，主要是看质量，只要达到了一定的水平，学术上被认可，你哪怕只发一篇文章都可以。也没有规定时间，比如我聘你三年、五年，你只要在这期间里拿出来就行。不过，在这中间学校会了解你学术和项目的进展程度，由学术委员会定期进行评价。

在南伊利诺伊斯大学进修期间我直接考察了他们的教学，和我们不同的是，他们一个班20来个人，最多30个人，因为是小班，所以讨论课很普遍，随时都可能提出各种各样的问题，师生之间、同学之间展开讨论，气氛比较活跃。美国广招世界各地的优秀学生，只要发现你是个人才，或者在某方面有特长，就会为你提供条件让你去那读书，毕业之后自己找工作。其次，在美国进大学不像我们有统一的高考，他们会接受面试，如果合格，直接交钱就可以读书了。

我的计算机知识也是在美国学的。美国大学对计算机的用法和我们不同，南伊利诺伊斯大学每个学院都有一个计算机房，免费上机，只要有学号就可以自己上，没人来管你。并且他们的机房里从很早的那种没有硬盘的计算机，到后面出来的新计算机全都有，很少淘汰旧机器，你觉得哪台机器好用就用哪台，比如你只需要查资料，那么旧一点的机器也可以用。我在美国时没事就到机房上机，我的计算机绘图就是这样学的，当时主要学了basic和Autocad。

我帮他们搞试验机的事是这样的，请我去的老板是一个美籍伊朗人，从小在美国长大，相当于我们的教研室主任。他研究的是摩擦学的东西，美国的科研情况和中国差别很大，在美国除了国家实验室是由国家出资，一般来说都是企业找到学校或者学校找企业投资来搞科研，但是经费是有限的。这个老板的项目只有几万美金，他找我给他设计机器的原因主要是买一台机器经费不够，想自己搞。当时他还不了解有些摩擦学试验机是我们中国搞出来的，所以我给他设计好之后，他很高兴。

他们的考试也与中国不同，基本上是老师卷子发完，偶尔看几眼就走了，没有太多的监考或巡考，学生都很自觉。但一旦发现你作弊（有电子监控），成绩就作废，需要重修，同时记录在你的社保卡上。这是非常重的处罚：社保卡里面所有的信息都是跟着你一辈子的，在美国，如果你信誉不好，是找不到工作的，连在社会上生活都非常困难，因此学生即使不会做也不愿意作弊，因为付出的是一生的代价。美国上课也很自由，学生觉得有兴趣就听，没兴趣就可以不来，只要考试能通过就行。

南伊利诺伊斯大学的教学是滚动式的，比如在我国大一有些课是这学期有但下学期就没有了，他们不是，他们每学期都有这些课，学生随时可以选，只要在毕业前修了这门课的学分就行了，也就是说大四的时候来上大一的课都是可以的。还有就是他们所谓的寒暑假都可以选修课程，不同的老师讲不同的课，比如数学是某一个老师讲，但到了假期，可能是另一个老师讲，只要选课人数达到了要求，就可以开课，比如讲数学，是一个大班，在阶梯教室，每一学期会有几个老师同时讲这门课，学生自己选择，你觉得哪个老师讲得好，那就去上他的课。长期没人选择的老师，就可能会被学校辞退。

南伊利诺伊斯大学在公布选修课的时候，会把整个教学计划全部在网上公布出来，学生知道在那一阶段应该学什么课，要掌握哪些知识重点，中国的教学大纲则没有这么细，不会涉及到具体的某个知识点，是比较偏原则性的东西。

他们的课堂思维比较活跃。我从美国回来以后发现，你给学生提供了很多新的信息以后，学生也更愿意学习。如果照着书本念，学生自己也能看懂，又何必让你讲呢。

我对指导研究生的一点体会

陈：能谈谈您带研究生的经验吗？

杨：第一是师生都要努力。我招的研究生考试成绩既有中上，也有中下，不管他是什么水平，只要他肯学，再加之勤于指导，那研究生的水平是可以提上去的。考得再好的研究生，自己不努力水平也不行。另一方面，如果导师不负责，那学生也难以做出好东西来。比如在做铁谱分析技术的研究中，有几个研究生也在跟着做，但有些研究生没坚持下来，没有静不下心来做这个研究，他们理论知识可能说出一大堆，但涉及到实践就不行了。另外，导师要和研究生打成一片，学生肯问，老师肯教，教育就是这样相辅相成的，只靠一方不行。

第二，老师自身所站的高度很重要，站得高一点的导师所指导的研究生水平自然也高一些。还有就是老师的知识面应该更宽一些，比如现在的人工智能，就涉及到计算技术和机械、力学等学科，这些你不懂也是不行的。虽然不一定什么都会，但各个领域你都懂一点，需要的时候你就知道从哪里着手。

对于没有项目的导师，只要他有思路、有想法，也是可以指导研究生的，只是不能太多，毕竟需要些经济条件。搞科研无论纵向项目或者横向项目都需要理论和实践相结合。比如横向项目要解决一个问题，就必须涉及到理论，现有理论解释不了，包括现场技术人员依靠经验解决不了的问题，就需要你在理论和实践上进行研究、去试验，研究出新的技术或理论，最终解决问题。我们现在拿到手的项目很多都是现场技术人员本身解决不了的，必须通过设计、试验、改进，这样反复进行，最终解决问题。不是画个图、写篇论文或报告就能交差的。比如有些东西我想得很好，设计也出来了，但到现场解决问题时通不过，那就不行。

研究生如果没有实践环节，仅靠计算机模拟，做出来的东西可能就会脱离实际，解决不了问题。比如我们承担的设计项目，设计好后要制成产品拿到现场去试验，试验合格之后才能过关。但是在这期间，你需要研究生设计的时候，他在读书修学分，你需要他到现场的时候，他在写论文，整个项目研究生只能参与部分工作，即使是读博士也不行，他们一年半在读书，一年半之后就准备写论文，即使写论文过程中被派到现场去，但也仅仅只是理论与实践初步结合，更深入一步也困难。

有心做点什么的老师比较容易做出成绩，而且研究生的培养工作，如果老师不勤奋，那培养出来的研究生水平也是不高的。

借鉴美国高校教学方法实行开放式教学

陈：您在教学中一直比较注重改进教学方法，能给我们谈谈您在《摩擦磨损原理》与《微机设备管理》这些课程的教学工作中，如何进行开放式教学的吗？

杨：开放式的教学方法是我借鉴的南伊利诺伊斯大学的做法。我们在教学过程中提出了一些问题给学生。比如抽4学时给学生讨论，但因为我们学生太多，就把学生分组，自由组合，我会提前把题目发出来（都是些没有讲过的知识），各组自己选题目，他们的平时讨论我基本不参与，课外各组自己讨论。然后规定个时间，一周或两周后以组为单位，请出主讲、副讲到讲台上来讲，然后下面的学生提问。回答肯定有对的有错的，最后就由我来总结，这样来调动学生的学习积极性。由于学生比较多，这个方法也有缺点，学时不够，最多也就拿4个学时出来，最后就只能是交讲稿。讲稿是每个人都必须写的，一个组写一个是不行的，必须各写各的，也可以从中看出来是不是互相抄的，研究的大方向是相似的，但看法肯定是不同的，这些都只是平时成绩，我们最后还是有结业考试。本来我是想搞开卷考试，但教务处不同意。

陈：那您在课堂上讲教材的时间肯定有所减少，这对您出考题有麻烦吗？

杨：不麻烦。考题的内容有可能会把我讨论课的内容加进去，这毕竟是大家一起讨论的。比如我是这组的，就只弄了本组的东西，其他组的没参与，但在课上其他组会一个一个讲，会回答问题。如果有些同学没有参与，或者不注意听，考试就可能会吃亏。《微机设备管理》是出了题目之后还要编程序，只要程序通过就是考试过了。这是《摩擦磨损原理》和《微机设备管理》，还有其他课程都不同，比如后来在过程装备与控制工程专业很多课都有讨论课，但形式都不同。

陈：学生对开放式教学反映怎样？

杨：学生很欢迎这种教学方法，是很愿意我们一直搞下去，可惜的是老师没有那么多时间，每门课的教学学时是定了的。

克服三大“苦”建设过控专业

陈：教研室主任不好当是公认的，而您在担任设备工程与管理教研室主任时，却干得有声有色，教研室获得了学校先进集体。请给我们讲讲其中的故事。

杨：我这个教研室主任确实当得很苦。我最大的缺点就是不善交际，做事也不喜欢别人插手，我觉得每个人的思路不同，即使把东西做出来了我也不能用，所以我比较喜欢自己动手。当然，没有教研室全体教师的共同努力，教研室工作也无法顺利开展。

虽然教研室主任不好当，我愿意一直坚持下去主要是因为办专业。我经历了3个教研室，第一个是机械零件教研室，主要是搞教学与科研。第二个是设备工程教研室，开始组建时我在美国进修，回来后系里安排我当副主任，和主任周锡容教授一起搞专业建设。我们用了几年时间刚刚把设备工程专业搞得比较像样了，遇到教育部搞大专业改革，设备工程专业被合并了。第三个是过程装备与控制工程教研室，我当教研室主任。设备工程专业被取消后，原来这批老师怎么办？正好学院要新办过程装备与控制工程专业，把我定为专业建设负责人，之前矿机专业的老师和设备工程专业的老师就转了过来，还调了些新的老师进来。

过程装备与控制工程这个专业的建设非常不容易，真的很苦。

第一苦：没教材。全国高校的过控专业都是各搞各的，煤矿、石油、钢铁、化工等等都是分开来搞的，没有全国统一的教材，我们搞石油化工这么多年都没有教材，需要自己编。这是个新专业，大家都没有编过，怎么办？我们是摸着石头过河，先参考别人的教材，经过教学多次实践的检验，发现有问题再重新编，不光是需要新增许多内容，还有大量机械和化工方面的图需要请人来画，一本教材大概要两年的时间才能编出来，教材正式出版后给出的稿费还抵不了我给出去画图的钱，赔本。但是对开办专业这是必须的。过控专业的教材相当部分都是我参与或主导编的，有6、7本吧，从专业成立到我退休，这十几年一直都在编教材。第一本教材是油印的，上课发现有问题了就修改，然后才正式出版出来的。当时不仅没有教材，就连教学计划都找不到，我们派了一些老师出去调研，把别人的教学大纲和方案带回来参考，从中挑选，根据学校自身的特点重新搞。而且当时大家都没有经验，没人执笔，所以最后也由我主导，教研室老师一起参与讨论编写出来的。

第二苦：大部分老师是转行来的。老师过来之后要重新培训，有的到华南理工大学，有的到川大等其他学校，还有就是实验室人员也要重新培训。经过几年抓师资队伍，总算把队伍建起来了。我们过控专业成立之后，马上就申报了硕士点，先把化工机械的点拿下了，后来几个涉及到过控的硕士点我们都拿到了。当时我们硕士生的量不够，老师做的课题也是石油机械的，所以博士点没有拿到。我退休的时候每年招收硕士生有10多个，也算是发展起来了。只要本科办好了，硕士点自然就上去了，学生也会来报名。

第三苦：没有固定的生产实习基地。过控专业需要到炼油厂、化工厂去实地感受。但因石化行业对安全要求的特殊性，现场根本就不接待生产实习。生产实习场地如何解决呢？第一，尽量联系能够让学生参与，至少能近距离看的厂家，比如南充炼油厂；第二，学生提前预习有关设计的问题，如工艺、制造等，也可以提前自己先画一个图纸出来，到现场去比较有什么差异，实习过程中一周讨论一次，把你在这一阶段的学习成果分享出来，学到的和没学到的进行总结，分析原因，这样来解决我们生产实习难以到现场去的一个问题。

我们还在学校里面开展了一些大型实验设备的研制，建成了一个过程设备与控制的炼化设备常减压装置模拟台架，我们用水和酒精做介质，降级了危险性，学生在这里面可以自己动手。大方向的设计框架是我做的，具体的实验过程、设计及操作步骤是学生自己动手设计的。做实验的时候，学生就相当于做半个生产实习，可以自己动手，这个设计就比较好地解决了生产实习存在的问题，现在都还在运行。

我们过控专业学生刚开始是从机械工程分过来的，20多个人，到我退休的时候已经招到100多人了。这时，我们过控专业的学生在全国都是数一数二的，其他学校招生都没有我们多，因为需求量大，所以不断地扩招。

在退休前还建起了这样一个新专业，我为自己和我们教研室感到很自豪。

陈：在建校60周年之际，作为学校的老一辈教师，您能否谈谈学校最需要传承和坚持的东西吗？

杨：我认为我们学校最突出的特色就是和现场联系得比较紧，我们学校的办学思路也是这样的，我觉得这个应该传承下来。

作为一名专业教师，我只针对我们机械工程在教学上提个建议，教师教学要注意联系以前的知识，要让学生知道原来学的基础知识和后面的专业知识的联系。比如“腐蚀与防护”，由于过控装备中包含化工机械，因此要涉及到介质的腐蚀，出事故大多也是腐蚀引起的，这就必然涉及到化学问题，也就必须要了解摩擦磨损与腐蚀。当时我们专业开化学课的时候给相关教研室提了一个要求：必须与化工机械结合起来，教材中也要有相关内容的衔接。开始他们是不同意的，后来通过沟通，也取得了相互理解。

往期回顾：

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信息来源 | 西南石油大学档案馆

编辑 | 李晴