他总是笑容可掬,给人如沐春风的感觉;他始终坚持做“接地气”科研,服务社会需求与经济发展是他带领团队创新的不竭动力;他怀一颗匠心,为师表、立师德、铸师魂;他用乐观自信感染大家,带领团队扎根中国大地不断书写以工兴海、以工强国的新篇章;他与时俱进,推动学科交叉融合,是新工科建设的探路人;他不辞辛劳,全身心投入学校首个工程训练中心建设,极大提升学生实习实训的获得感和幸福感……他就是山东省高等学校教学名师、中国海洋大学工程学院副院长刘贵杰教授。

三十年间,刘贵杰谨记立德树人的初心,以蔚蓝海洋为主战场,集智攻关,推动产学研用深度融合,在服务海洋强国建设的征途上收获累累硕果。

刘贵杰指导学生开展科学研究(摄影:冯文波)

扎根讲台三十载 言传身教育新人

9月7日下午,正值初秋时节,中国海洋大学崂山校区图书馆第二会议室欢歌笑语,其乐融融,学校正在此举行庆祝2023年教师节大会。会上,刘贵杰获颁从事教育工作三十年荣誉证书。不悔三十载,弹指一挥间,青丝染白发,他以上好每一堂课、教好每一个学生为己任,潜心耕耘,赢得桃李满天下。

受父亲的影响,刘贵杰从小就有一个教师梦。他的父亲是一名裁缝师,十里八村的青年人时常慕名而来学习裁剪手艺。“一个裁缝毕竟力量有限,通过培养出更多裁缝就可以为更多人服务,老师也是如此。”刘贵杰说。

1993年,25岁的刘贵杰在合肥工业大学硕士研究生毕业。他没有像其他同学一样朝着工程师的职业去发展,而是选择回到自己本科就读的母校山东轻工业学院当一名老师。“当工程师,我只能自己搞一些设计发明,当老师就可以为国家培养更多的人才,这些人才可以为社会做更多的贡献。”怀着这一朴素的想法,他开始了自己的执教生涯。

忆及备第一堂课的情景,刘贵杰依然记忆如新。他开设的第一门课是给自动化专业学生讲“工程力学”。他提前去上课的教室踩点,还把精心准备的课程讲给导师刘思汉教授听,认真吸收老师的意见和建议。“初登讲台,还是紧张,心跳加快,伴随着讲课的深入,自己也就镇静下来。我给自己定的目标是,四块黑板全部写满,正好下课,不用擦,便于同学们记笔记和对照学习。”忆起初为人师的感受,刘贵杰如是说。

2000年,刘贵杰又考取了东北大学的博士研究生,师从东北大学原副校长、磨削加工和网络化制造著名专家王宛山教授。东北天气冷,令他吃不消,博士毕业时他婉拒了导师留校发展和去北京高校工作的推荐,决定回到山东高校任教。

2004年,刘贵杰受聘到中国海洋大学执教。近二十年来,他历任工程学院机电工程系主任、工程学院副院长、工程训练中心主任以及山东省海洋工程重点实验室副主任。2006年机械电子工程二级学科硕士点获批,2010年机械工程一级学科硕士点获批,2011年“海洋机电装备与仪器”交叉学科硕士点获批,同年“机械设计制造及其自动化”卓越工程师计划获批,2012年“机械设计制造及其自动化”山东省特色专业获批,2022年“机械设计制造及其自动化”国家一流本科专业建设点获批,学科和学院的发展他是见证者、参与者,也是奉献者。

上好课是教师的立身之本。刘贵杰认为作为一名教师,从基础课到专业课都应该讲好,才能达到专业知识体系的融会贯通。“理论力学”“材料力学”“机械原理”“机械设计”“机械制造技术”“数控加工技术”“工程测试技术”“海洋工程装备技术”等机械专业的骨干课他都讲过。谈起最拿手的课程,他首推给研究生开设的“机械故障诊断”。他说,这门课内容丰富,既有传感器原理,也涉及信号处理,还有实际应用,理论研究与实践应用相结合,需要把知识融合贯通传授给学生,这是他乐在其中的事情。

“刘老师讲课的风格就是逻辑清晰,一堂课下来,有一个十分清晰的脉络。他实践经验丰富,总能把工程应用中一些最鲜活的案例带到课堂上来。”2020级机械设计制造及其自动化专业的扶航同学表示,通过听刘贵杰的课受益良多。

“刘老师的课堂氛围比较轻松,他善于运用生活中的案例引导我们进行讨论和交流,鼓励我们大胆地发表自己的想法和意见。”2021级硕士研究生刘杰说。

在教学中,刘贵杰发现,人才培养缺乏的还是实践,尤其是本科生,学校一直在强调重视实践,但是依然没有达到最佳的效果。如何利用社会资源来推动学生的创新和实践,一度成为困扰他的难题。后来,在学校和青岛市人社局的支持下,他积极探索开展校企合作,建立了5个专家工作站。作为企业专家工作站的首席专家,他与同事们一起带领学生深入企业开展实习,在这一过程中把学校的智力资源赋能企业,甚至转化为企业的创新成果。日久天长,企业尝到了甜头,十分乐意接收学生前去实习,学生也增强了动手能力,获得了解决实际问题的锻炼经验。“在这一探索中,理论、实践和创新思想拧在一起,不停地碰撞并螺旋上升,如此一来,学生不仅要学习单纯的理论知识,还要和社会交融,形成校企联合,多体协同育人的目标。”刘贵杰说。

2018年,刘贵杰领衔的“基于‘三螺旋’理论和多元协同的机械专业卓越工程师人才培养的实践教学模式构建与实践”获得山东省第八届高等教育教学成果奖特等奖。2020年,他获评山东省高等学校教学名师、第五届青岛高校教学名师等荣誉称号。此外,他出版专著4部、教材1部,主持国家级、省级等教研项目10余项,发表教学研究论文20余篇,指导本科生参加各类大赛获得特等奖、一等奖等奖项30余项,指导研究生参加各类大赛获得一等奖、二等奖等奖项20余项,获山东省教学成果特等奖1项(首位)、一等奖2项(第二、第三位)。

桃李满天下是每一位老师所追求的目标,刘贵杰亦不例外。他表示,作为一名教师,首先要尊重学生、爱护学生,与学生保持良好的互动和沟通。让学生喜欢听课,有所收获,就要做到给别人一杯水,自己就应有一桶水。

刘贵杰在企业调研海洋仪器设备研发情况(摄影:冯文波)

守正创新铸匠心 逐梦深蓝向未来

2023年6月20日,2022年度山东省科技创新大会在济南召开。刘贵杰主持完成的成果“大型现代化深远海养殖装备设计制造及智慧运维保障关键技术及应用”荣获科技进步一等奖。

奖项背后是刘贵杰带领团队以推动国家和山东省“蓝色粮仓”建设为己任,通过十余年校企联合攻关,在深远海养殖装备相关设计理论、制造工艺、智慧运维保障等方面取得的系列技术突破。

走进位于青岛市蓝色硅谷的青岛森科特智能仪器有限公司,控制室大屏幕上实时呈现着烟台北隍城岛海域养殖网箱里黑头鱼游弋、觅食的画面。“这是我们公司与刘贵杰教授团队打造的深远海养殖生态环境全方位立体监测系统和水下生物监控系统。我们在办公室可以随时掌握网箱里鱼儿的情况,真正实现了深远海养殖远程可测、可视和可控的无人化智慧运维保障。”公司董事长于敬东说。

在海水养殖业发展过程中,网衣会附着各种藻类或杂物,进而堵塞网箱的网眼,导致滤水性能变差,严重时会使网箱内的鱼缺氧或滤食困难导致生长缓慢甚至死亡。所以,定期清洗网衣尤为重要。在深远海域,人工潜水清洗网衣十分危险且成本高、效率低。针对此,历经5年矢志探索,刘贵杰带领团队研发了网衣清洗机器人,一经推出,就赢得了广大养殖企业的喜爱。从最初的毛刷清洗机器人到现在采用空泡水射流技术的4.0版本机器人,他们不断实现产品的迭代升级。如今,第四代网衣清洗机器人的作业效率是挪威同类设备的4倍,在这一领域他们走在了世界前列。“最近,明阳公司订购了4台,龙源电力公司也订购了6台。”谈起自己研发的设备深受青睐,刘贵杰倍感欣慰。

刘贵杰倡导开展“接地气”科研,以解决经济社会发展中的实际困难和问题为己任。许多发明创造都是企业出题,他和团队解题。2013年,经李华军教授引荐,青州巨龙科技有限公司总经理王朋找到刘贵杰,希望他帮助研发一种环保作业船,用于清理水面和海底的垃圾等杂物。企业有需求,科研人员就要用创新技术帮助企业纾难解困。他和团队勇挑重担,历经多个日夜奋战,研发出了新型的环保作业清理船,第一代样机还被青州巨龙科技有限公司销售到了欧洲。2012年,受青岛光明环保技术有限公司委托,他与团队研发了一款用于滩涂溢油回收和清理的半潜溢油监测水下机器人,解决了半潜溢油难以监测的技术难题。2019年,相关项目成果获得山东省技术发明二等奖。

最近,刘贵杰又接到青岛蓝色硅谷一家研究院的求助,希望他协助研发一款机械臂用以化学分析实验中试管的晃动。他欣然应允,并提出了研发一套化学化工实验智慧化系统的思路,令对方深受感动。“科技人员就是要把论文写在祖国大地上,看到我们团队的成果不断服务社会、造福人民,我就很开心。”刘贵杰说。目前,他受聘担任青岛市人工智能检测专家工作站、水下智能作业装备专家工作站等5个专家工作站的首席专家,不断用自己的聪明才智推动产学研合作,服务经济社会发展。鉴于他的突出贡献,2020年,中国产学研合作促进会授予他中国产学研合作创新奖(个人奖)。此外,他主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、省部级及其他项目20余项。近年来,在Journal of Cleaner ProductionInternational Journal of Fatiguestructural health monitoring-an international journalOcean Engineering等国际知名期刊发表SCI论文60余篇,荣获山东省科技进步一等奖1项,山东省技术发明二等奖1项,青岛市技术发明一等奖1项,山东高校优秀科研成果奖自然科学类二等奖1项。

在团队成员的印象里,刘贵杰始终是忙碌的,他的身影总是在学校,节假日也很少休息。

如何才能做好科研?在刘贵杰看来,首先要有一颗科研报国、回馈社会的赤子之心。其次就是要坐得住“冷板凳”,耐得住寂寞,脚踏实地、持之以恒,才能守得云开见月明。

刘贵杰在工程训练中心讲授通识课“工程认知实践体验”(摄影:冯文波)

工训中心创品牌 工科建设开新局

在中国海洋大学崂山校区东北角有一栋典雅的四层建筑——工程训练中心。

2021年8月26日,是中国海洋大学办学史上具有纪念意义的一天。在前期试运行的基础上,学校工程训练中心正式揭牌。那一刻,作为工训中心首任主任的刘贵杰脸上洋溢着笑容,内心充满喜悦。

自2015年3月中国海洋大学工程训练中心建设方案顺利通过专家认证起,六年间,刘贵杰深度参与其中,付出了太多的艰辛和努力。他清晰记得2020年暑假前学校领导对他的期许:“只要能确保下学期满足工程学院学生实习实训要求就可以。”他却说:“工程学院的学生可以实习实训,其他学院的学生也能。”暑假期间,他与同事们一起加班加点拼命干。当年夏季学期,顺利完成了学校5个学院16个工科专业762名学生的实习实训,超预期实现了校领导要求的目标。

中国海洋大学师生终于可以在自己的工训中心里开展实习实训了,是一件特别令人幸福的事。刘贵杰清晰记得,之前学生实习实训都要去职业院校,借用人家的工训中心。有的学校会在校园网发一则中国海大学子来校实习的新闻,刘贵杰看了,既有对兄弟高校的感激之情,另一方面也非常的不舒服,盼望着学校早日建成自己的工训中心。

“虽然我们规定每天实训到下午5点结束,其实只要学生有需要,想到什么时候就到什么时候,我们老师会一直陪着。”刘贵杰说,就是要给学生在自己工训中心实习实训的归属感和幸福感。

“我们的工训中心虽然建设晚,但是起点高,要高标准、高质量建设和运营。”刘贵杰是这样说的,也是这样身体力行地去做的。2021年12月,工训中心通过了中国质量协会质量保证中心专家组关于IS0质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系实施情况的评审,成为省内首家实施三体系认证保障的工程训练中心,为学校事业发展和人才培养质量不断提高提供了更加坚强有力的保障。

工训中心不仅服务于工科人才培养,还向文、理科学生开放,以提升他们的工科思维,增强动手能力,弘扬工匠精神。

“知行合一 求实创新”“匠心筑梦 匠艺强国”、攻克导航系统“卡脖子”技术难关的数控铣工刘湘宾、坦克焊接大师卢任峰、火箭心脏焊接大师高凤林……走进工训中心,映入眼帘的是标语、理念和大国工匠照片,浓郁的工匠精神文化氛围扑面而来。

“现在提倡对大学生进行劳动教育,打扫卫生、整理内务都是最基本的劳动,工程实践操作是相对复杂的劳动,更能锻炼大家的动手能力,增强创新技能。”“工匠精神讲究的是爱岗敬业、精益求精、专注钻研、创新突破,希望大家传承这样一种精神,走技能成才、技能报国之路。”这一学期,每周六下午,刘贵杰都会带领工训中心的教学团队给同学们讲授通识课“工程认知实践体验”,在娓娓道来中,用一颗匠心滋润着学生的心灵。

工训中心不仅开设了“工程认知实践体验”“3D打印和激光加工——把想象变成现实”“虚拟仿真”等通识课程,还组织承担和指导全校本科生、研究生参加全国大学生工程训练综合能力竞赛、全国水下机器人比赛、桥梁结构设计大赛等科技竞赛,承担研究生培养和本科生科研训练计划项目(OUC-SRDP)的加工、试验和测试等工作,在学校创新型人才培养中的作用和地位日益显著。

2023年1月10日,以“融通·融合·融汇——加快构建高质量应用型人才培养新格局”为主题的第九届产教融合发展战略国际论坛在河南召开。刘贵杰应邀在“引领未来、守正创新:科技革命重塑工程教育新结构”分论坛上作题为“面向新工科的多维耦合工程实训体系研究”的主旨报告,向与会学者分享中国海洋大学在工程实训体系建设与运行以及人才培养方面的经验。谈起被邀请作报告的机缘,他说,2022年工程训练中心教学团队在《高等工程教育研究》刊发了一篇关于在新工科背景下,立足工训中心平台,培养高阶工程人才的论文。该论文被教育部学校规划建设发展中心相关同志看到,组织论坛时,力邀中国海洋大学分享经验和做法。此外,中国矿业大学、山东科技大学、齐鲁工业大学、郑州轻工业学院、南昌工学院等兄弟高校也前来交流学习工训中心运营经验和人才培养理念。

为主动应对新一轮科技与产业革命,教育部积极推进新工科建设。在刘贵杰看来,伴随着5G、大数据、物联网、人工智能等信息技术的进步,为改造升级传统的学科和专业提供了契机。基于此,自2012年起,他与团队着手用新技术赋能老专业并融入海洋特色,提出并设立了海洋机电装备技术特色学科方向和智能制造新兴学科方向。“前者是在机械工程大背景下海工和机电进行交叉,这些年一直在招收研究生。国家提出‘中国制造2025’,我们思考着下一步把区块链、数字主线等技术植入到海工装备的智能制造里去,在人才培养、技术创新方面服务国家战略需求。”谈起新工科建设,刘贵杰胸中有蓝图、肩上有担当,正以奋斗姿态书写学科发展的海大范式。

刘贵杰与团队成员研讨科研项目(摄影:冯文波)

为人师表树形象 良师益友寄深情

在同事和学生眼中,刘贵杰的脸上总是挂着笑容,见到每一个人都会微笑地点头或打招呼。乐观豁达、平易近人、有亲和力、良师益友、脚踏实地……是大家给予他的印象和评价。

从教三十年,刘贵杰培养了近90名研究生,上过他课的本科生不计其数。他与毕业研究生有一个名为“师出同门”的微信群,平时哪一位学生事业上取得了进步,谁结婚了,谁做爸爸了,或者工作和生活中遇到曲折了,开心的、烦恼的信息都会在群里出现。为人师者,刘贵杰乐于看到学生的成长与进步,对于他们的烦恼也会以过来人的经验加以疏导,使他们树立信心,再出发。

在团队青年教师心目中,刘贵杰是主心骨和领路人。教学、科研、项目申报……团队成员遇到困难他都尽己所能加以指导和帮助。“雷厉风行、追求卓越、积极乐观、勤勉实干,他身上这些优秀的品质都值得我们团队成员学习。”谢迎春教授说,作为团队带头人,多年来,他带着大家关关难过关关过,勇往直前。他的口头禅是“没愁事”“思路决定出路”“办法总比困难多”。他特别重视实践创新能力的培养,“经常鼓励我们说,做工科的就要多出去看看,去交流,去看看企业需要什么,不要闭门造车,我们要实实在在做点有用的事情。”王泓晖副教授依然记得他刚毕业,在为如何从学生转换为教师而不知所措之时,刘贵杰给予他的建议和帮助。“他是一个特别友善靠谱的人。”王泓晖说。田晓洁副教授记得有一年冬天,团队研究生在大连开展风洞实验,刘贵杰也赶过去指导,“当时做了一个模型,有100多个测点,学生经验不足,刘老师就和学生一起俯下身子给测点粘传感器,他这种亲力亲为的精神令人动容。他经常说,‘人在一起叫聚会,心在一起叫团队’,在他带领下我们团队特别和谐,特别团结。”田晓洁说,他就是我们心目中的Superman。

刘贵杰的良好形象、敬业精神不仅留在团队成员和学生心中,还体现在与企业协同创新、攻坚克难的过程中。2015年,因海洋牧场观测项目,于敬东所在的青岛森科特智能仪器有限公司与刘贵杰团队结缘。第一次合作,刘贵杰提出的立体剖面监测方案被采纳,使该公司在山东省海洋牧场建设中崭露头角,后来在河北省海洋牧场建设中取得重大成效。“刘贵杰教授亲临现场,带着研究生和我们一起攻关,最后实现了项目落地。至今,河北省所有国家级海洋牧场都是我们公司建设的,成效非常好。他是一位有格局、有智慧,在海洋领域非常难得的专家。”于敬东说,在海洋科技创新的道路上,刘贵杰既是一位导师,又是大家的引路人。

刘贵杰常说,为人师者,盼望桃李满天下,看到学生成长进步,倍感欣慰;作为科技工作者,看到自己的发明创造能服务国家经济和社会发展,造福人民,感到很有成就感。