前言：我們精心挑選了數篇優質土木工程況畢業論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

1、課題的目的及意義

畢業設計作為大學結束時間的一個實踐環節，有著其不可替代的地位所在，它的重要性和必要性將會很明顯的體現在將來的實際工作當中，它是大學階段一個尤為重要的環節，是對我們大學期間所學知識的一次綜合性和系統性的運用，要求我們做到知識的系統化、實際化，做到理論聯系實際。

在這次畢業設計中，我們要了解和掌握建筑設計的全過程，鍛煉自身的獨立分析和創新能力，并要做好調查研究，要養好搜集資料和查閱資料的習慣，鍛煉自我外文翻譯能力，讓自身向著一個合格工程師的方向去發展和努力。

此次畢業設計我的做的課題為重慶市某職業教育中心辦公樓設計，我要在設計過程中運用大學期間學到的各項知識，并利用CAD、天正、PKPM等相關軟件進行機算，并手算其中部分框架，并用計算機進行驗算。通過這個過程我不僅能學到設計相關的知識，發現自身的不足，還能了解框架結構的特點和設計方法等，使我對建筑結構有了更深一層的了解。這對我以后的工作學習有很大的幫助。

在現階段，隨著國內經濟的飛速發展，民營企業也在迅速崛起，促進了產業結構的變化，也促使第三產業的迅速發展，尤其是服務業，這也直接導致了辦公樓的需求量增加，尤其是經濟發展區塊如沿海一帶，但是由于城市空間的有限，這就要求辦公樓設計要做到物盡其值，這也就需要各設計人員不斷提高自身的設計水平，做到與時俱進。

以杭州為例，在2007年以前，辦公樓的銷售等方面一直處于不溫不火的狀態，但是自08年開始，有相關部門出具的各項信息我可以了解到，辦公樓的銷售情況一直在上漲，這也從一個角度反應了現在的辦公樓設計的重要性。

在國外，不管發達國家還是發展中國家，都有著各自的發展狀態，但是不管是何種發展狀態，經濟都在不斷更新和發展當中，辦公樓的使用和各項要求也在不斷變化，其設計技術也在不斷的升華中。

而現代辦公樓作為城市公共化的空間，就要讓人們能夠感覺到其公共性，即所謂的“可進入性”形式。比如在光線感、透明度、亮度、色彩、材料、形式等方面進行表達，創造出某種空間秩序，使來訪者更加清楚建筑物所創造的不同空間層次氛圍，傳達這種場所的開放精神。信息時代的來臨，則更加突出了這種需求。并且在強調開放之余，還強調信息的高速流通，人們日常交流的便捷等。因而對現有辦公樓的需求從功能、形式上都發生了相應的變化。

人們由物質的需求轉向對信息的需求，交流的需求。因而現有辦公樓，尤其是辦公建筑，往往集辦公、娛樂、餐飲、休閑、購物、居住等一體，這樣不但節約城市用地，節省城市市政設施投資，縮短交通聯系路程，而且讓人們能夠有更多的時間和機會交流和溝通。辦公樓一經建成，其結構及布局就很難改變。因此，充分考慮設計的適應性、靈活性就成為現代辦公樓的一個重要特征。近年來興建的相當部分高層辦公樓都采用了大空間靈活平面布局形式，具有較強的應變能力。由于辦公的內容與方式不同，最合適的空間形式莫過于一個大空間，以適應現代辦公組織體系的不斷調整，不斷更新。

辦公樓因其自身的特點和所處位置等無可厚非的成為了城市空間的一個重要部分，影響著城市的美觀和使用等因素，這更體現了辦公樓設計的重要性。

另外我的這個課題設計采用三段式，即建筑設計、結構設計和施工組織設計三部分。在建筑設計方面考慮，要滿足建筑物的功能實用要求，為人們生產和生活營造良好的環境，這也是建筑設計的首要任務。在設計中，要采用合理的技術措施，正確選用建筑材料，根據建筑空間的特點，現則合理的結構、施工方案，使房屋堅固耐久、建造方便。

建造房屋時一個復雜的物質生產過程，需要大量的人力、物力和資金，在房屋的設計和建造中，要因地制宜、就地取材。盡量做到節省勞動力，節約建筑材料和資金。設計和建造房屋要有周密的計劃和核算，重視經濟領域的客觀規律，講究經濟效果。房屋設計的使用要求和技術措施要和相應的造價、建筑標準統一起來。建筑設計上還要考慮建筑美觀的要求，要符合總體規劃的要求等。

在進行建筑設計時候往往面臨一些問題和矛盾：內容與形式之間的矛盾；需要與可能之間的矛盾；投資者、使用者、施工制作、城市規劃等方面和設計之間以及它們彼此之間由于建筑物考慮角度不同而產生的矛盾；建筑物單體和群體之間、內部與外部之間的矛盾；各個技術工種之間在技術要求上的矛盾；建筑的適用、經濟、堅固、美觀這幾個基本要素本身之間的矛盾；建筑物內部各種不同使用功能之間的矛盾；建筑物局部和整體、這一局部和那一局部之間的矛盾等這些矛盾構成非常復雜的局面。而且每個工程中各種矛盾的構成又各不相同。于是一個工程往往會產生多個設計方案，這個就涉及了方案選擇的問題。

所以說，建筑設計工作的核心就是尋找解決上述各種矛盾的最佳方案。通過長期的實踐、設計者自身的創造，累積的一整套科學的方法和手段，可以用圖紙、建模等手段確切的表達出來，并與各個工種相互交流，使矛盾得到解決。此外，為了尋找最佳設計方案，還需要提出多種方案進行比較。方案比較是設計中常用的方法。從整體到每一個細節問題，一般都要想好幾個解決方案，進行一連串的反復推敲和比較。即使問題得到初步解決，也要不斷設想有無更好的解決方案，使得設計方案臻于完美。

主要參考文獻：

1)《建筑設計資料集4》；

2)《建筑結構制圖標準》GB/T50105-2001

3)《建筑結構荷載規范》GB50009-2001

4)《混凝土結構設計規范》GB50010-2002

5)《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2002

6)《建筑抗震設計規范》GB50011-2001(2008年版)

7)《建筑結構設計統一標準》GB50068-2002

8)《砌體結構設計規范》GB50003-2001

9)《建筑結構構造資料集(上、下冊)》?中國建筑工業出版社出版

10)《混凝土結構計算手冊》建筑結構計算手冊叢書編委會編，中國建筑工業出版社出版

11)《鋼筋混凝土結構構造手冊》中國建筑工業出版社出版

12)《結構靜力計算手冊》或《結構計算手冊》

13)《混凝土結構施工圖平面整體表示方法制圖規則和構造詳圖》03G101-1，03G101-2

14)《建筑施工手冊》

15)《勞動定額》

16)《產量定額》

17)相關教材

2、課題任務、重點研究內容、實現途徑

(1)課題任務：

本設計分為三個階段，要求獨立完成以下工作：建筑設計--總平面布置圖，建筑平、立、剖面圖，部分大樣詳圖。結構設計--結構荷載計算，計算模型選擇，內力分析計算，截面配筋計算，計算機輔助設計以及繪制部分結構施工圖、樓梯等結構詳圖并完成結構計算書。施工組織設計--施工部署，主要項目施工方法和技術措施，工具、機械、設備計劃，勞動力安排計劃，質量、安全和節約措施，經濟分析，進度計劃，施工總平面布置。要求圖紙用手繪制部分達到要求比例數量，其它部分圖紙用計算機CAD繪制。該題目要求完成的工作量飽滿，能鍛煉綜合應用所學專業課程的能力。

(2)重點研究內容：

一：建筑設計

1、根據建筑指導教師下發的地形圖，完成“辦公樓”畢業設計題目的建筑方案。要求總建筑面積3000～5000平方米，層數3~5層；主要橫向承重框架方向跨數含走道一般按3跨設計(也可按2跨考慮，但整個結構體系不宜過于簡單)，柱網尺寸為6.6m~8.4m；

2、采用鋼筋混凝土框架結構，不設電梯，主結構考慮不設縫(設計主結構縱向長度宜控制在55m內)，其它會議室等大開間可通過考慮設縫脫開處理；

3、要求功能基本完善、流線通暢、造型簡潔；

4、建筑設計的最后一周，學生應在建筑專業教師指導下完成總平面圖，建筑平、立、剖面圖及部分建筑大樣圖、設計說明等要求(具體按建筑指導教師的要求)；

二：結構設計

1、設計條件

(1)該建筑抗震設防屬丙類建筑，重要性等級為二級，結構設計使用年限為50年；

(2)抗震設防：抗震烈度按7度(基本地震加速度按0.10g)考慮；設計地震分組均為第3組，建筑場地類別均為II類；

(3)建筑地區基本風壓值取0.3kN/m2；設計時不考慮地下水的影響；

(4)基礎持力層埋置深度為h≤2m，地基承載力特征值為fa≥600～700kPa；

(5)要求建筑物層數為3～5層，計算單元應選擇承重框架(2～3跨)，柱網尺寸為6.6m~8.4m。

2、結構方案

結構類型為框架結構；樓、屋蓋為現澆鋼筋混凝土。

3、設計內容及要求

(1)結構平面布置

1)根據建筑使用功能要求，確定承重框架方向并進行柱、梁、板的布置；

結合抗震要求確定結構平面及豎向布置(考慮平面形心與質心位置、高寬比限值、豎向剛度變化等)；

2)確定是否設溫度伸縮縫、沉降縫及是否將其作為防震縫等；

(2)確定計算簡圖

1)估算梁、柱截面尺寸；確定柱計算長度，梁計算跨度；確定梁、柱截面形狀；

2)荷載計算：豎向荷載(恒荷載、活荷載)；水平荷載(風荷載、地震作用)；

3)計算梁、柱線剛度、抗側剛度、剛度分配系數；

(3)選取計算單元(具有代表性的框架)，手算一榀承重框架，并用計算機復核

1)內力計算

a、豎向荷載作用下的內力計算：恒荷載作用下，采用分層法；活荷載作用下，采用滿布方法考慮；

b、水平荷載作用下的內力計算：風荷載及地震作用下均采用修正反彎點法；

2)荷載組合、內力組合

求出各構件控制截面的最不利內力以進行構件的設計；

3)框架梁、柱截面設計

a、結合構造要求，由控制截面的控制內力進行構件的截面設計；

b、按“強節點”要求驗算節點承載力；

c、正確給出節點區的鋼筋錨固與接長長度；

4)抗震變形驗算

進行風載及地震作用下的框架側移限值驗算；

5)利用計算機分析結果，校核手算平面框架計算結果；

(4)利用PMCAD程序，建立結構平面，通過TAT8、SAT8程序進行結構的空間分析；

(5)采用TAT8、SAT8軟件計算結構內力、配筋，進行施工圖繪制(平面表示方法)；

(6)樓梯的設計計算(選擇一部樓梯進行設計計算)；

(7)獨立基礎設計

確定基礎底面尺寸、基礎高度，進行抗沖切驗算、抗彎計算，確定基礎配筋。

4、施工圖要求(1號圖)

(1)手繪部分(5張，鉛筆圖)

1)平面框架配筋圖及控制截面的剖面圖(1張)

框架配筋圖比例1：50；剖面圖1：15～1：25

2)基礎施工圖(1張)

基礎平面布置圖(比例1：100～1：150)；不同編號的基礎大樣圖(平面、剖面，比

例1：20～1：30)；基礎配筋鋼筋表；基礎設計說明

3)樓梯施工圖(1張或插入索引大樣圖)

4)結構平面施工圖(3張)

標準層(或屋面)梁整體配筋圖(比例1：100)；標準層(或屋面)結構平面布置圖(比例1：100，含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等)；柱平法施工圖(比例1：100)。

(2)計算機出圖(3張)

1)結構設計總說明；

2)結構屋面(或標準層)梁整體配筋圖(比例1：100)；

3)結構屋面(或標準層)結構平面布置圖(比例1：100，含板配筋、梁定位、梁板構造大樣等)；

(3)打印所驗算的一榀橫向框架的以下計算內容

1)恒載下的彎矩圖、軸力、剪力圖

2)水平地震作用下的彎矩圖、軸力、剪力圖3)彎矩包絡圖4)剪力包絡圖

(4)打印結構整體計算的以下計算內容

1)各層構件布置及截面尺寸

2)各層的構件配筋圖

5、完成結構計算書(按畢業設計要求，不允許用計算機打印)

三：施工設計

在施工專業教師指導下，確定施工方案，完成工程量計算，編制施工組織計劃，繪制施工平面布置圖及施工進度計劃圖等(具體指標及設計成果要求由施工教研室指導教師做出詳細規定)。

(3)實現途徑

本設計分為建筑設計，結構設計，施工設計。建筑設計主要是進行方案設計，使建筑設計達到房屋設置合理，使用方便，交通安全。結構設計首先是根據建筑技術、使用條件、場地條件和抗震設計等要求，合理進行結構選型、結構布置和基礎形式等，繪制結構布置圖；然后進行結構計算，采用框架結構近似計算法，求豎向荷載作用下的內力用彎矩分配法；求水平荷載作用下的內力時，有D值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法；然后進行結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計，再交指導老師審查，審查通過后，利用AutoCAD、和手工完成繪圖，利用Excel、word等完成設計說明書及其他內容的編寫。

(4)、進度計劃

序號起止周次工作內容

11周至2周a)建筑設計，講課，做方案，交方案草圖

b)方案講評，修改，繪正圖

23周至4周1.依據建筑方案及結構設計任務書提供的資料，確定基本設計條件

2.確定結構方案，進行結構布置（平面、豎向）

3.選擇結構計算單元，建立結構設計計算簡圖

4.荷載及作用（恒、活、風、地震作用）計算

5.整理完成文獻綜述，譯文和開題報告

6.單工況荷載（恒、活）作用下框架的內力計算及調幅

7.單工況荷載（風、地震）作用下框架的內力計算

8.進行結構水平荷載下（風、地震）的彈性變形驗算

9.完成框架梁荷載組合和內力組合

35周至6周1.完成框架柱荷載組合和內力組合

2.計算機建模，分析，計算

3.梁、柱截面配筋，節點核心區抗震承載力驗算4.基礎設計、樓梯設計

47周至8周1.根據計算結果，繪制結構施工圖

2.整理、裝訂計算書

第2篇

Abstract: In recent years,college paid more attention to innovative talent training in our country,but the scientific connotation of innovative talent has not yet reached a consensus,lack necessary guide ideology. This paper focuses on the actual demand of college engineering specialty innovative talent training,puts forward system engineering methodology of college engineering specialty innovative talent training from“origin”,“teacher”,“teaching”,“review” and“summarize” five aspects. It is a macro guiding ideology of the optimal design of implementation of innovative talents each link,having cretain guiding reference for scientific research on innovative talent training.

關鍵詞: 系統工程方法論;人才培養;創新型人才;工科專業

Key words: system engineering methodology;cultivation of talents;the innovative talents;engineering specialty

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)17-0189-02

0引言

進入21世紀以來,我國公路、水運、鐵路等基礎設施建設步伐顯著加快,水利水電及礦山能源開發、對外公路鐵路援建工程、社會主義新農村建設等的全面興起,各行各業尤其是工學行業對創新型人才迫切需求的愿望與日俱增,如我國水利類和土木類人才需求量年均增長率分別在4%和9%左右。然而,著名科學家錢學森院士于21世紀初便嚴厲地指出,我國迄今尚缺乏創新型人才培養機制,激起了我國教育工作者對高等教育模式的反思,多角度深層次探索創新型人才培養機制。如李賓初步解析了我國高校在創新型人才培養上存在知識結構、課程內容、教學方法和課程設置等方面均存在嚴重缺陷[1];張京京等認為我國目前高校統一的教學安排一定程度上限制了學生個性的發展,使學生缺乏原始性的自主創新意識[2];方正立等認為應試教育、社會對高學歷的國度認可、傳統教學方式、教育環境和實踐環節等扼殺了阻礙了高校創新型人才的培養[3];梁鳳霞認為創新型人才要有創新意識、創新能力和國際視野[4];喬琳從研究生培養的過程管理、質量控制和配套機制等方面探討了創新型人才培養機制[5];湯曉蒙認為中國家庭極權主義導致不發達的私人狀態,不發達的私人狀態導致個體的自我壓縮,個體的自我壓縮導致個體的不發達,進而造成個體創新能力的抹殺[6];呂欽等提出了創新型人才指標體系,包括基礎素質、知識技能和創新表現三個模塊[7];郭繼強等科研促進教學的模式是創新型人才培養的有效途徑[8];常玉榮等強調了實驗教學環節在高素質創新型人才培養中的作用[9];陳洪凱等認為可從教學手段、師生互動教學方法和教學質量評估等方面提高工科專業課堂教學質量[10-12]。

綜上可見,創新型人才培養是一個復雜的系統工程,本文針對高等院校工科專業從源、師、教、評、結等方面分析提出創新型人才培養的系統工程方法論,初步勾畫工科類創新型人才培養的宏觀指導思想,欠妥之處,敬請同行專家雅正。

1創新型人才培養方案

何謂創新型人才?目前沒有一個統一的認識,都只停留在朦朧的感性認知階段。目前,我國高校創新型人才培養缺乏科學的指導思想,傳統教育根深蒂固,所謂的創新型人才更大層面體現為知識型人才,認為掌握有尖端、前沿科技理論的人才即為創新型人才,比如,重慶交通大學從2007年開始遴選了入學時基礎較好的學生組建“茅以升班”,出發點是好的,希望培養出更多“茅以升式”的橋梁專業技術人才,但是缺乏富有創新性的培養方案,教學方式、教學手段、教學人員無任何實質性創新,效果不明顯。目前,我國部分高校盲目擴大招生規模,利益至上,以減少辦學成本為目標,如重慶市某高校地質工程專業《地貌學及第四紀地質學》實習時間僅為一天,而在20世紀80年代該課程的實習時間為20天,土木工程專業畢業有效實習時間僅為3~5天,而在20世紀80年代不少于40天。

研究表明,針對高等學校工科學生而言,人才培養方案屬于高校人才培養“源”的環節。創新型人才可分為“科學研究型”和“工程應用型”兩類,緊密圍繞社會需求和學科發展需求,應從源頭開始,制定富有實質創新的本科生、碩士生、博士生一攬子創新型人才培養方案,并明確界定本科、碩士、博士分階段創新型人才培養目標。培養方案編制中,以最大程度發揮學生創新潛能為有限目標,強調學生的主觀能動性,高度重視實踐性環節。除了外語、數學、計算機等基礎性課程可采用傳統教學方式外,其余專業基礎課及專業課50%以上課時應安排學生走進實驗室、走入實習基地、實訓基地,另外50%左右的課時由學生充分利用網絡及圖書資源,通過自己獨立觀測,對照課本理論知識,在任課教師的啟迪下探索學習,據此撰寫課程學習報告。

2創新型教學隊伍

師資隊伍是創新型人才培養方案的執行者,屬于“師”的環節,僅僅具有高等學校相關專業教學資格的教師是很難勝任創新型人才培養需求。實踐表明,遴選同時具有十年以上教學經驗、長期從事科學研究并在科研工作中成績卓著、人品好的教師組建創新型人才培養師資隊伍。每門專業課及專業基礎課設置課程小組,由理論課主講教師、實驗指導教師和實習指導教師3～5人組成,互為輔導,共同承擔相應教學任務。

3創新型教學方法

教學方法是創新型人才培養方案的“教”的環節,在理論課、實驗課、基地實習教學活動中始終堅持“導向型授課”的教學方法,應實行創新型教師資格制度。轉變傳統的教學模式,教師在教學活動中始終處于“導演”角色,突出學生的主體作用,如“專題報告形式”的理論課教學方法[11]。值得指出的是,多媒體教學手段雖然有其眾多優點而被我國高校教學普遍采用,但近年來存在嚴重的電子教案式傾向[12],這無益于創新型人才培養。積極推行探索型教學、自主型學習,學生走上講臺、走進實驗室、深入實習基地,圍繞相關教學主題,預先準備,部分主講,其余學生參與討論,教師點評、糾正。此外,在教師引導下、圍繞相關課程并結合教師研究課題成立創新實踐小組,寒暑假走進實習基地和/或工程設計建設單位,切實做到理論和實踐相結合。鼓勵學生開展創新型探索實驗、處理實驗數據、研發專利技術、撰寫科技論文。

4創新型測試方式

測試方式屬于高校人才培養“評”的環節。幾十年來,我國高校的課程考試基本均采取閉卷或開卷方式,題型包括填空題、選擇題、判斷題、簡述題、名詞解釋、計算題、論述題等三種以上,部分課程把理論課和實驗課按照權重確定最終成績。實踐證明,現有這種一貫的高校工科專業的課程測試方式屬于應試范疇,學生為了獲得好成績而完全遵循考試需求死記硬背,扼殺了學生的創新意識。鑒于此,對于高校工科專業的創新型人才培養,應取消筆試,將“考試”改為“測試”,每門課程成立由3～5人組成的課程測試組,集體負責課程測試。課程測試采取“課程報告(含實物研制)+口試”模式,由課程測試組綜合給出課程成績。近年來,這種模式已在國外高校創新型人才培養中開始實施,并得到廣大師生的認同,目前在我國高校工科專業的專業基礎課和專業課采取該模式,具有可行性,也是創新型人才培養的必經之路。

5創新型畢業設計(論文)

畢業設計(論文)是高等學校本科生培養的重要內容(也是最后環節),屬于“結”的環節,目的在于培養學生綜合運用所學基本理論知識解決實際工程問題的能力,極具必要性。然而,目前高校工科專業畢業設計(論文)基本都是采取指導教師擬定題目,并擬定初步方案,學生選擇,一人一題或甚至多人共同做一個題目。這種模式屬于典型的傳統教育培養方式,缺乏創新性,不利于創新型人才培養。在創新型人才培養方案指導下,以指導教師課題組為依托,擬定畢業設計(論文)的方向,讓學生自己查閱資料,擬定畢業設計(論文)題目,經指導教師審閱通過后付諸實施。畢業設計內容應體現系統性,如地質工程專業進行滑坡治理工程設計時,應涵蓋滑坡致災機理分析、治理方案擬定、滑坡多工況條件下的推力計算、初步設計、施工圖設計、工程投資概預算等內容;畢業論文則應從近三年國內外文獻分析、研究方法、研究結果、成果驗證、應用前景等方面著手,體現成果創新性。

6結論

創新型人才培養是一個復雜的系統工程,教學內容、教學方式、師資隊伍、教學條件、實驗條件、實習條件、考評方式等有機結合。本文從“源”、“師”、“教”、“評”、“結”等五個方面系統提出了高校工科專業創新型人才培養的系統工程方法論,是實施創新型人才培養的宏觀指導思想,強調創新型人才培養的創新性、系統性,主張學生自主性、探索性學習,充分發揮教師“導”的作用,反對填鴨式教學、機械式測評。

參考文獻:

[1]李賓.關于高校創新型人才培養的思考[J].大眾科技,2009,(1):163-164.

[2]張京京,董敏.創新型人才培養模式及其比較[J].改革探索,2009,(5):156-157.

[3]方正立,張月生.高校創新型人才培養制度研究[J].教育,2009,(3):99-100.

[4]梁鳳霞.面向市場培養有特色的創新型人才[J].教育管理,2009,(1):112-113.

[5]喬琳.加強研究生教學內涵建設培養創新型人才[J].東北財經大學學報,2009,(2):95-97.

[6]湯曉蒙.中國文化傳統對培養創新型人才的負面影響[J].華北電力大學學報(社科版),2009,(1):120-122.

[7]呂欽,鄢平.創新型人才評價指標體系[J].消費導刊,2009,(3):23-24.

[8]郭繼強,陳曉藝,李長吾等.以科研促進教學:創新型人才培養的有效途徑[J].遼寧師范大學學報(社科版),2009,32(1):76-78.

[9]常玉榮,石峻,常晶晶等.培養高校高素質創新型人才應重視實驗教學環節[J].華北煤炭醫學院學報,2009,11(3):441-442.

[10]陳洪凱.高等學校教師課堂教學質量評估新探索[J].高校教育研究,2008,(15):104-106.

第3篇

力學之美在哪里？從孩子們手中玩耍的陀螺，到雜技演員展現的各種技藝，力學之美存在于我們的日常生活中；從潮汐的形成到天體的運轉，力學之美隱含在自然界的規律中；從國王浮起的“皇冠”到“牛頓看到下落的蘋果”，力學之美存在于各種充滿著趣味和智慧的科學小故事中……

看上去，人們好像都知道一點力學，但您知道嗎？“力學作為自然科學的第一個定量學科，發展至今，其現狀與以前已大不一樣，尤其在研究的深度與廣度方面。今天我們的很多工程設計與對自然災害發生發展規律的揭示及防治都需要高水平的力學研究去支撐，而不僅僅是弄幾個力學專業詞匯以至于沒有深入的力學研究就能有效推動的，它需要創新來促使舊貌換新顏。”蘭州大學土木工程與力學學院院長周又和教授一席話，代表了中國力學研究中堅力量的思考方向。

登上塔尖可以看到廣袤的風景，站上巨人肩膀可以推動科學研究的快速前行，無論如何都要用盡全力向上攀緣才行。尤其在科學研究方面，更要用功、用心、用智，才可發現攀緣的階梯。周又和與力學的淵源已30年有余，在力學的天地里不斷地攀緣。追本溯源，他的歷程是一條汗水凝聚著收獲、前行伴隨著思索、創新驅動著發展的奮發有為之路。

立志為學――開啟人生精彩夢

周天寒徹何所依，又見彩虹艷陽起。和煦春風遍地吹，馥郁桃花滿山。

詩言志，一首詩能夠折射出一個人的所感、所想。2011年1月6日，周又和閑來寫下了這首詩，以總結自己多年來的人生感悟。詩如其人，可以感受到，周又和在用心參悟生命，在用汗水鋪就人生的精彩之旅。

周又和，1957年5月出生于湖北漢川的一個普通農村家庭。家中有兄弟六人，周又和排行第四，他上面還有一個姐姐，全家日子過得十分清貧。在上世紀60年代初，大哥考入初中學習，畢業前夕父親突發重病，親友們力勸父親讓大哥回家務農以緩解危難，但父親不忍心讓成績優秀的大哥輟學。為了減輕家庭負擔，大哥以優異的中考成績考取了能提供生活費的孝感師范學校，畢業后當上了一名人民教師。但受溫飽問題和“”的影響，大哥之后的兩兄一姐的讀書都止于小學。到周又和及其兩個弟弟讀書時，家中困境略有緩解，父親就堅持讓他們多讀點書。所幸的是，他們因親歷農村的窮苦生活，所以立志發奮讀書以改變貧窮面貌。這樣，他家共有兄弟四人實現了讀書的夢想，這在當地也算是一段佳話。

對周又和人生成長影響最深的是他的父親與大哥，他們對于人生樂觀向上的態度、敢為人先的干勁一直深深地扎在了周又和的腦海里。在當地，父親周協堂是種田能手，上世紀50年代初期曾擔任過合作社的蔬菜排排長，對于在何時何地種什么莊稼他都了然于心，精心耕作，成為生產隊種田的“高級參謀”；那時，自留地是全家人生活的主要依靠，他也敢在自留地里種當地人沒有種過的生姜與花菜等，并能獲得好的收成。大哥周運和對工作一絲不茍，通過不斷努力，能力持續得到提升，在上世紀70年代后期，他通過報考函授大學班獲得了大學文憑從而圓了他的“大學夢”，從一名小學老師迅速提拔到初中、高中任教，恢復高考后成為縣里有名的高中數學老師，90年代還出任過縣重點高中漢川二中的副校長。父親經常以大哥的優異成績為自豪，并用大哥的范例來引導與教育其它小孩。受此影響，大哥帶回家的數學書籍，周又和“偷偷”拿去學習，因此他從小數學成績就拔尖。在“教育回潮”的1972年，周又和于當年春季進入高中學習，有幸遇上了抓基礎教育質量的好時機。那時學校狠抓基礎教育，經常進行課程單元考試，他的數學與物理成績總是名列年級前茅。為此，任課老師還給他開小灶，將“”前高中課本中的一些較難習題給他做，他總能做出，深得老師的喜愛。得益于扎實的基礎，在年底學校舉辦的高中一年級數學競賽中，他以滿分第一名博得頭彩，由此奠定了他的自信心，“立志讀書”的信念也在這時候悄然種下。1973年夏天起，受“”干擾，全國遍地搞“開門辦學”，學校不敢再抓學習，但周又和始終堅守對學習的信念，支撐著他走過人生不平凡的歲月。哪怕在盛行“讀書無用論”的年代，他也從未在學習上有過動搖，一路向上，翱翔書海。

在“”那個風雨飄搖的年代，除了生活困苦的磨難外，周又和遇到的更大苦惱是他繼續深造的夢想遙遙無望。1974年7月高中畢業后，周又和回鄉務農，這一“停滯”就是近四年。在此期間他干過各種農活，當過大隊加工廠的“技術工人”，做過生產隊的會計，還當過高中民辦教師。一步步，他靠的都是自己的實力，小小的改進也給他以慰藉。對于能當上教師這一事，周又和還有一段“勵志”經歷。那是1976年，他當會計時，因為對數學的興趣，一次在縣城偶然買到一本西安交通大學編寫的《高等數學》，喜不自禁。于是，就開始自學，認真做題。他發現書上多處習題答案出錯，但又不敢相信會有此事。“初生牛犢不怕虎”，帶著疑惑，他就大膽地給教材編寫組寫信求助，最終得到回復，他的解答竟是正確的！一名不到20歲的高中生敢于“挑戰”大學教材，這在當時可是少有的事。這件事不僅讓他極受鼓舞，也給了他很大的影響，以至上大學后，他凡事不崇拜、不盲從，養成了獨立思考、敢于挑戰的科學精神。也因為這件事，周又和引起了當地有關部門注意，1977年6月，他當上了一名高中民辦物理教師。

科學的春天帶來周又和命運的轉折。深受“數學皇冠上的明珠”――陳景潤的故事影響的他，在恢復高考的1977年，成功地考上了大學――踏上了恢復高考的“第一班車”，1978年春季進入大學學習。

結緣力學――奏響學海歌

力爭上游競，學海行舟引潮掀。前程寬廣護天地，沿峭碩果令神嘆。

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2011年3月17日，周又和又寫下這首詩，以紀念自己力學學習與工作的34年，表達他對力學的贊美及對工作的總結和展望。有誰能知道，這樣一位與力學有著深厚淵源的學者，與力學結緣，卻是“機緣巧合”。

向來成績優異的周又和如愿考上大學，進入華中工學院（現為華中科技大學）力學專業學習。這一專業并非他所填報的志愿，只因學校要加強力學師資培養，就在所報相近專業的優秀考生中挑選，這樣他被調劑進入力學專業的師資班。周又和說他當時對力學知之甚少，幸運的是這一專業與數學有著緊密的關系，也算是能發揮他在這方面的特長，為學好專業課程發揮了作用，從此就開啟了他的“力學人生”。

周又和抓住來之不易的機遇，發奮學習。當他得知數學和物理對所學專業的重要性后，除了學好力學課程外，也著力學好數學與物理課程，這為他日后的發展奠定了堅實的基礎。還在大一與大二期間，學校先后組織了大學生數學與物理競賽，他都積極參加。在數學競賽中，他為班級獲得數學競賽三等獎，這是按班級參賽前五名考試成績的總成績確定的，他是其中五名之一。在物理競賽中，周又和獲得個人三等獎。他取得的這些好成績，使他在大學期間開始嶄露頭角。在畢業前夕做本科畢業論文的四周內，指導老師讓他就皮帶彈簧振子系統自激振動極限環的存在性開展定性分析研究。周又和在得知該問題還沒有解決后，他激情飽滿，通過嚴謹的力學和數學分析，使這一問題得以解決，他的科研能力深得老師的贊譽。這一研究論文投到學術期刊《華中工學院學報》，并于1983年發表。這在當時的本科論文中并不多見，也讓他初嘗到研究成功的滋味。到大學畢業時，師資班中的學生只有成績好的才可被選留任教。加上他的獲獎與畢業論文研究所埋下的良好伏筆，他有幸留校任力學教師。

“前程寬廣護天地，沿峭碩果令神嘆。”正如詩中所描述的一樣，隨著研究的深入，周又和越來越深刻地體會到力學的博大精深與無窮奧妙，探求的欲望也日漸強烈。在不斷攀爬象牙塔的過程中，累積了讓他享用一生的寶貴知識財富。

1987年9月，周又和從華中工學院慕名來到蘭州大學，在知名力學科學家與教育家葉開沅教授的指導下攻讀博士學位。葉開沅教授是著名力學科學家錢偉長院士的得意弟子，我國第一個力學專業――北京大學力學專業的五位創辦人之一，1956年獲首屆國家自然科學獎二等獎。此前，周又和參與的圓薄板大撓度非線性問題各種解析解法的收斂性證明與定量研究獲得突出進展。由于求解非線性問題的解法都涉及到無窮展開或無窮迭代，其收斂性是判斷和保證求解方法有效性的基本數學課題，當時沒人做過這方面的研究工作，成為非線性科學的一個難題。他與鄭曉靜一道迎難而上，針對圓薄板大撓度非線性問題，尋找到嚴格的數學證明途徑解決了這一棘手難題，使這一研究獲得重大突破。這些研究成果贏得了非線性力學領域的著名科學家錢偉長院士與郭仲衡院士的高度贊譽，被認為是該領域“國內外少見的優秀工作”，“已處國內外領先地位，是五十年來該課題最完備的一項研究”。周又和的能力由此也深得葉開沅教授的賞識。在此基礎上，葉先生安排周又和就航空儀表中的諧振壓力傳感器的力學特性開展研究。針對這一非線性動力學問題，周又和提出了自己的研究方法。首先將非線性動態解分解為靜平衡部分與在此基礎上的動力擾動部分，從理論上證明了靜態解對小擾動線性自由振動固有頻率的影響，從而確認了諧振壓力傳感器工作原理的可行性；隨后，以靜態非線性問題級數解法的高精度解為基礎，對小擾動線性自由振動的振型函數采用冪級數展開后，提出的展開系數線性變換格式將所導出的無窮階代數特征值問題轉化為有限階，從而使解的精度得到提升且計算量大幅減小；最后，采用奇異攝動法討論了大振幅非線性振動的振幅對固有頻率的影響。在這一研究路徑下，他定量給出了振弦式與振膜式諧振壓力傳感器的高精度壓力-頻率特征關系，并給出了圓板受均勻面內壓力的屈曲失穩臨界值及后屈曲力學特征的定量結果等。周又和的博士生將這一方法還推廣到熱彈性非線性梁板結構與非線梯度材料梁板結構的力學特性分析中。他在這一領域的這兩項研究成果先后獲1992和1996年度甘肅省科技進步獎二等獎。

“機會總是留給有準備的人。”這句話用在周又和身上再合適不過。很多人在看到他的驕人成績時，總會認為他的機會太好了，想啥有啥。但他心里很清楚，為了這些收獲，他常常加班加點超常工作，付出了艱辛與努力。40歲之前，他很少在凌晨一點前睡覺，有時甚至通宵達旦。而每一項研究，都會遇到不少困難。對于困難，他敢于面對并給予有效化解。他說，“對于一名科研工作者，找可做的對象是困難，尋求解決途徑是困難，學習新知識是困難，解決問題仍是困難，表達科研成果還是困難，周而復始。然而，人的能力就是在克服各種困難的過程中得以形成與發展的。”正是這種敢于直面困難的態度和樂于鉆研的拼搏精神，使他打響了研究生涯的“重炮”――建立起了獨立從事科學研究的能力。

跨出國門――攻堅克難勇往前

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光陰如箭穿心過，明媚日月照人還。

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1989年年底周又和獲博士學位后留在蘭州大學任教。隨著薄板非線性力學研究取得重要突破帶來的科研能力和自信心，他接下來的研究便一發不可收拾。1990年前，周又和就在思考轉變研究方向。1985年美國機械工程師協會應用力學分會圍繞“固體力學的未來發展趨勢”撰寫了十余篇綜述論文， 其中4篇提到電磁固體力學為今后固體力學的新方向，指出“必須發展電磁力學理論”，“磁與力學耦合問題將是一個重要的研究領域”。在國內，當時這方面研究尚未展開。1991年，時任中國力學學會理事長的王仁院士在蘭州參加全國現代數學與力學學術會議期間，得知周又和與鄭曉靜要開展這一領域的研究，就對他們的這一選擇給予了極力支持和鼓勵，使他們更堅定了信心。此后，周又和的科學研究也就是圍繞這一與高科技密切關聯的新興交叉學科有針對性展開的。

當時，電磁固體力學遇到的主要問題有：鐵磁梁式板結構在橫向磁場中的磁彈性失穩臨界磁場的實驗結果遠低于理論預測值，致使理論預測偏于不安全；鐵磁殼的力學實驗結果遠低于理論預測值，且不同理論模型預測的結果相差很大；針對仿托卡馬克聚變堆實驗中超導磁體的磁彈性失穩臨界電流的理論預測也與實驗有較大偏差；上述兩類磁彈性力學問題從彎曲發展到失穩的彎曲路徑沒有理論上的揭示；多場耦合非線性的定量分析方法很少，商業軟件不能實現其定量分析等等。周又和圍繞這些基礎問題開展研究，逐漸發展到包括壓電智能結構的動力控制，超導懸浮與斷裂力學、超導交變損耗與磁通跳躍失穩、超磁致伸縮智能材料與控制等的建模及多場耦合非線性力學特性分析，小波方法及其在強非線性問題中的應用等等，均取得了突出成果。而這些新的前沿科學研究的成功探討，要得益于周又和的“走出去戰略”。

走出國門，是周又和實現科研跨越的一個重要歷程。1993年9月至1994年7月，他作為訪問學者在美國肯塔基大學從事合作研究。1994年7月至1995年7月，作為外國研究員在日本東京大學核工程研究實驗室與國際電磁固體力學知名學者Kenzo Miya教授在電磁固體力學領域開展合作研究，取得有實質性進展的創新成果，促成日本應用電磁材料與力學學會于1995年和2007年兩度向蘭州大學捐資共400萬日元設立優秀研究生獎勵基金。1998年6―12月和2002年3～5月，他作為高級訪問學者兩度赴美國加州大學河濱分校與Q.Jiang教授開展合作研究。

從美國到日本，從壓電智能結構的力學研究到鐵磁、超導等電磁固體力學研究……周又和馬不停蹄，盡自己最大可能擴展著前沿知識，豐富著所涉及的先進領域。很多人會詫異地問他：“只見過從日本轉到美國學習深造的，為什么你要從美國這樣好的環境跳出去到日本呢？”周又和的回答表明了他自己的態度：“當時純粹從學術角度去考慮問題，從哪兒到哪兒無所謂，哪里能促進發展就到哪里，出國是為了增強能力、擴展視野。”

“認真鉆研、敢于挑戰”的科學精神和品格貫穿于周又和的整個求學生涯中。初到日本時，恰逢他的合作教授Miya出差歐洲，他沒有因此受到影響，而是整日埋首于Miya教授研究組的書房中，閱讀各種學術書刊。當時，一本國際學術會議論文集上發表的關于鐵磁板在面內磁場作用下振動頻率上升的實驗研究，引起了周又和的關注與興趣。在此之前，他對此也有過理論分析，所得結果為對應于固有頻率下降的失穩，而實驗結果卻是頻率上升。對于一位以理論研究見長的年輕學者來說，這是極好機會，因為實驗結果是不容否定的，問題只可能出在理論模型或定量分析方法上。兩周后，Miya教授從歐洲回到東京大學，周又和就向Miya教授提到了這一實驗。在得知相關研究沒有給出理論解釋后，他表示想做這一問題的研究。對此，Miya教授既沒有表示支持也不反對。因為Miya教授知道，這一研究難度相當大，他的研究組擁有最強的計算程序，曾開展過這一問題的定量計算，卻屢試都沒有進展。但周又和并不因此而退縮，反而更來勁，開始尋找突破口。不到三個月，他通過建立新的磁力表征模型就把這一問題解決了！當周又和將整理成的研究論文拿給Miya教授時，Miya教授十分驚訝：這位既不是學電力工程、也不是從事電力工程工作的中國年輕力學學者如此快速地解決了這一難題，所寫論文中涉及的電磁學部分是如此嚴密和準確！而這一快速突破和嚴密準確的背后，是周又和在大學期間良好的電磁學與數學知識積累，當然更離不開他持續的付出和努力。回國后，周又和通過系統深入研究基本模型與定量方法，完全解決了這類鐵磁材料結構磁彈性力學研究中所存在的基本問題。烏克蘭力學學者Podilchuk等人在2005年發表的論文中對這類模型的研究進展進行評述時，將周又和的完整模型與這一領域的國際知名學者的其它模型并列給出，由此評述展示了周又和的模型是自Maxwell提出電磁應力張量以來該領域幾項代表性發展中最新的一個。意大利學者Nobili等人在2007年發表的論文中評述這一磁固體力學研究的線性化處理所存在的缺陷后，采用了周又和中的觀點指出“最后也是最重要的是線性假設導致刻畫磁性體內的分布力有眾多表征方式”。國際學者Soh等人在2007年的評述中指出，日本學者“Takagi等人完成了軟鐵磁板在沿長度方向的磁場中的振動，結果顯示為磁化影響使得頻率增加。”并通過引用周又和的，指出周又和發現了“經典磁彈性理論得到的由磁效應引起的頻率是下降的。”隨后又進一步指出，周又和建立的完整模型是“放棄了磁彈性應力張量，發展了一個類似于彈性應力的新的理論.由這一新的理論得到的結果可解釋這一實驗結果。

周又和研究組后來在超導力學方面的研究也是源自于在東京大學的工作。日本作為新能源裝置的磁約束熱核聚變反應堆開發研究的主導國家之一，對相關研究投入很大，東京大學在東海就建有一座小型的實驗聚變反應堆供研究使用。雖然此前周又和知道一些這方面的信息，但身臨其境更加深了認識，加之Miya教授繼美國康乃爾大學的Moon院士后，也做了仿托卡馬克裝置中超導磁體磁彈性失穩的實驗測量和理論研究。周又和在發現理論預測與實驗結果有偏差，且彎曲過程沒有給出理論揭示后，也同時開展了這一問題的理論建模和分析方法研究，追蹤出磁彈性彎曲路徑并得到失穩臨界電流，所得結果與實驗十分吻合。隨后他又將這一研究推廣到與日本名古屋在建螺旋型聚變反應堆相關聯的超導磁體的磁彈性力學分析中。相關的2篇論文均在國際期刊Fusion Engineering and Design發表。回國后，除了將這一研究推廣到動力特性分析外，周又和研究組還開啟了超導磁懸浮、超導塊材斷裂、超導變形與超導特性的相互作用、超導交變損耗與磁通跳躍失穩、超導CICC導體復合股線等的力學理論與實驗研究，取得了顯著成效。有關超導磁懸浮動力特性的理論研究論文在學術期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity發表后，2008年獲IEEE超導委員會這一國際學術組織授予的最佳貢獻論文獎，他指導的超導懸浮力特性實驗研究的博士論文于2010年獲全國優秀博士論文獎。

此外，在日本期間，周又和對新興學術前沿的敏銳能力也值得稱道。Miya教授除了電磁固體力學研究外，開展的另一研究領域為無損探傷檢測。當時，Miya教授的一名博士生正在采用剛剛形成的最新數學方法――小波理論來從事核電工程中金屬結構無損檢測方法的理論研究。由于小波理論對短時信號處理的有效性，這一新的數學方法得到了不同領域學者的廣泛關注，以圖改進和解決工程應用中的一些遺留問題，提高其有效性。但是，對小波理論的理解，需要有良好的數學知識，多數非數學專業學者剛入門時就往往被難住，加之當時數學界知道這一理論的人也不多。在此情形下，Miya教授雖已多次聽取博士生的匯報，卻一直沒能理解和接受。1994年11月，周又和在得知這一情形后，以他數學知識的優勢，結合傅里葉分析方法的相關特性，先從不同簡單小波的特點、計算格式及應用舉例出發，再到小波理論的一般框架及小波應用進行介紹，就容易理解了。在短短兩周內，他寫出了50頁的英文小冊子，Miya教授看后很快就理解了，隨后安排他在研究組講授。周又和回國后，將這一新的數學方法及應用給予了有效拓展。他與研究生一道將小波方法最先運用于梁板結構的力學分析以及壓電智能結構的動力控制特性研究中，提出的延拓技術解決了小波方法應用于初、邊值問題時的邊界跳躍問題。基于小波理論建立的計算量小且精度高的拉普拉斯數值反演方法及改進的小波生成方法獲得了英國、波蘭、國防科大等國外國內動力學與控制學科學者的多次大篇幅采用，近期所提出的求解非線性問題的小波方法成功地解決了求解非線性問題的封閉性問題，為求解強非線性問題提供了通用方法。控制理論和控制工程知名學者柴天佑院士在發表的論文中指出，周又和他們“將小波理論中的函數逼近方法引入到壓電智能結構的動力控制問題之中，得到了該領域理論研究的一種新思路”。

在去日本之前，周又和先是在肯塔基大學土木工程系從事其合作教授交給的扇形板力學研究，在不到二個月的時間就得到了滿意的結果，其論文后來在Computer and Structures發表。一個偶然的機會，使他能師從壓電智能結構動力控制的國際知名學者H.S. Tzou教授。1993年的10月下旬，周又和參加了肯塔基大學華人留學生會舉辦的一次聚會，認識了Tzou教授的一名博士生，得知Tzou教授正在物色合作者以開展非線性壓電智能結構的力學特性的定量研究。結合到自己正要開展的電磁固體力學研究，他也想在這方面有所拓展。他也得知，Tzou教授已出版了幾部專著，3篇論文獲美國機械工程師協會授予的“Best Paper Award”獎勵，要求的門檻很高，一般不輕易接受，因為要他提供資助。在周又和簡要介紹了他在薄板非線性力學方面的研究工作后，該博士生答應轉達周又和的意圖。11月初，Tzou教授約周又和去面談，當即答應次年起開始在他的研究組工作。到1994年5月底，周又和接到東京大學Miya教授的邀請函，歡喜不已。當時，Miya教授是日本應用電磁材料與力學學會的會長，Int. J. Appl. Magnetic Material & Mechanics國際學術期刊主編，國際著名電磁固體力學學者。出國前，周又和就與Miya教授聯系過，想去他那里做研究，但一直沒有收到回復。到7月上旬辦好手續后，周又和于7月中旬中斷美國的工作去了日本。這期間他與Tzou教授合作完成的三篇論文日后在國際期刊上發表，首次給出的非線性壓電結構力學特征與控制特性的定量結果被后來的同行學者大量引用，其研究也為周又和回國后將小波理論運用到壓電智能結構動力控制的理論研究和開展壓電梯度功能材料的斷裂力學特性研究奠定了基礎。

在美國加州大學河濱分校機械工程系學術訪問期間，周又和與Q. Jiang教授就旋轉壓電體表面聲波的傳播力學特性開展合作研究。這是Jiang教授正在開展的一項研究工作，主要為尋找新的旋轉體轉速測量傳感器在力學原理上進行探討，即建立表面波傳播速度隨轉動角速度的變化特征關系。周又和進入后，針對這一力學問題從數學上證明了表面波的存在性，給出了波速存在范圍的判別公式，定量給出了波速隨轉動角速度變化的特征關系，相關合作研究論文在The Journal of Applied Mathematics and Physics （ZAMP）學術期刊上發表。

從本科生到一名高校教師與在職碩士生，從華中工學院到蘭州大學師從葉開沅教授攻讀博士學位，從蘭州大學留校任教再到赴美國肯塔基大學合作研究，從美國到日本，再到回國后又赴美國加州大學……周又和用近20年的時間畫了一個“圓”，而這一“圓”里有豐碩的果實。周又和的科研之路，是一條伴隨著面對一個又一個科學問題的挑戰并將它們加以解決的綿延起伏之路。這樣的循環在外人看來也許充滿艱辛和挑戰，但對他來說，正是這一次又一次的挑戰成就了不一樣的風景，使他的人生更為豐厚和挺拔，也使他的科學研究“開枝散葉”，“舊貌換新顏”。

立足國內――開疆拓土竟馳騁

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似曾相識非舊貌，錦色百花開滿園。

1995年7月底回國前夕，周又和在日本突然接到大哥的信，告知父親病重，于是返回國內就從上海直接趕往家鄉看望父親。看到父親的重病不可逆轉時，他傷心不已。陪伴兩周后，在父親堅持的下，他回到了蘭州大學。8月底，父親離世，這給周又和帶來了沉重的打擊。父親在世時，周又和因工作太忙又遠離家鄉，沒能盡到陪伴與照顧之責。對此，父親總是說這沒有什么，只要他們在外面好就可以了。在周又和的境況剛有好轉時，父親卻離他而去。周又和每每想起父親的諄諄教誨、養育之恩與大度情懷，就使他的內心不能平靜。2011年1月11日，他還為父親寫下了題為《育兒成才之艱難歲月》和《思念與感激》的兩首詩，用來表達他對父親的思念與感激之情。他用繁忙的工作來減輕悲傷之情并用工作成績來告慰父親的在天之靈，進而使他的內心能得到安慰和平靜。

周又和在處理完父親的后事后，就立刻進入到工作狀態，通過長期的持續不斷努力，他推動了電磁固體力學中的壓電智能結構與控制、鐵磁、超導懸浮與斷裂、常導磁懸浮、超磁致伸縮材料等先進材料結構的多場耦合力學研究的發展，解決了這些材料與結構多場耦合力學中存在的一些理論與實驗不符問題，建立了有效的理論模型與多場耦合定量分析方法及程序，揭示出了一些規律。到1999年，周又和研究組在電磁固體力學領域的研究取得了顯著的實質性進展，在總結這一階段性研究成果后，他們撰寫的《電磁固體結構力學》專著獲國家科學技術學術著作出版基金資助由科學出版社出版。王仁院士欣然為這部專著作序，指出“近十年來，他們經過堅毅的摸索，已經深刻掌握了這門學科的全面情況，做出了許多創造性的成果……這方面的專著在國際上也少有，本書無疑將對我國開展這方面工作起到重要的作用”。周又和的這些研究成果也得到電磁固體力學的兩位開創人、美國工程院院士、康乃爾大學理論與應用力學系的兩任系主任Y.H.Pao教授及其學生F.C.Moon教授的高度贊譽。世紀之初，兩位院士應邀到蘭州大學講學與學術交流。后來，Pao院士在給周又和的信中指出“蘭州大學力學系，近以電磁力學之研究聞名國內。經與師生座談，果然名不虛傳”。

截止目前，周又和已主持各類研究項目30余項。正是他的這些豐碩研究成果，使他于1999年入選為第二批教育部長江學者獎勵計劃特聘教授，2000年獲國家杰出青年科學基金，他領銜的科研團隊于2006年入選教育部新世紀長江學者創新研究團隊，2011年入選國家自然科學基金創新研究群體，2012年主持申報的“大型超導磁體結構力學分析”立項為國家磁約束聚變能發展規劃專項的“托卡馬克聚變堆關鍵技術研究”項目的一級課題，目前還主持超導力學研究的國家自然科學基金重點項目。已在Appl. Phys. Lett.、《中國科學》等國內外學術期刊和學術會議上表學術論文360余篇，其中SCI收錄論文180余篇。主持的“電磁結構非線性力學”研究項目于2005年獲教育部自然科學一等獎，參與的研究項目“中國北方沙漠化過程及防治”獲2007年度國家科技進步二等獎；2007年發表在國際學術期刊IEEE Trans. Applied Superconductivity上的研究論文于2008年獲IEEE超導委員會授予的最佳貢獻論文獎即Van Duzer Prize，研究項目“電磁材料結構多場耦合非線性力學行為的理論研究”獲2008年度國家自然科學獎二等獎。

在不斷推動電磁固體力學深入研究的同時，周又和研究組還結合我國重大風沙環境問題，開拓了風沙環境力學的研究。直到上世紀末，周又和他們的研究難度雖然不斷加大，但主要還是在固體力學范圍內。1999年，在強沙塵暴刮到北京引起中央高層重視后，科技部就此研究專門立項973項目。在加強力學基礎研究的需求下，經過近十次會議論證，周又和最終爭取到將他研究組主持的“風沙環境力學及土壤風蝕的定量研究”課題列入這一項目。

從力學層面上講，風沙力學研究的主要難度在于沙粒散體與大氣流體的相互作用還沒有成熟的力學模型可資利用，從而使可控條件的風洞實驗測量與野外觀測之間無法關聯，加上沙粒粒徑與風速等的隨機性、風流動與沙粒運動耦合作用的非線性，使這一研究難度劇增。針對這些存在的問題，周又和研究組同時從理論建模和實驗兩方面來展開研究。此前，周又和的研究一直在理論方面，使用國外的實驗結果。隨著研究的深入，開展實驗研究進入了他的視野。蘭州大學雖有一些力學實驗設備，也只能供本科生教學用，少且老化，達不到科研的要求。同時，他還苦于實驗研究人員的缺乏，雖有想法卻一直沒能展開。

周又和涉入力學實驗研究是從參加一次風沙運動的風洞實驗開始的，沒想到也是一發不可收。2001年暑假，他帶領兩名研究生到離蘭州幾百公里的沙坡頭開展風沙力學的風洞實驗測量，中科院沙漠所也派了一名博士生協助實驗操作，實驗是在40℃的沙漠地帶進行的。在開始實驗前，需要對風洞進行無沙風速廓線測量的校準工作。哪知一連幾天，計算機上顯示的測量結果均不對，無論協助的博士生采用何種手段檢查與調試，都沒找出問題所在。就在學生們幾乎要放棄的情形下，周又和以他在調試計算程序中排查錯誤的經驗，提出檢查方法與步驟，按此進行后，再開機測量，結果就正常了。隨后，在了解實驗規程的基礎上，他對風沙力學測量的實驗流程作出安排，在兩周的實驗測量后，回到蘭州進行數據處理與分析。在這一過程中，周又和他們通過對輸沙率廓線的實驗數據經擬合再沿高度積分所得到的單寬輸沙率公式，不僅可以提高實驗結果的精度，而且還能給出這一物理量實驗值隨摩阻風速變化的關系式，這在以前是沒有做到過的。單寬輸沙率是土壤風蝕研究中的重要物理量，其隨摩阻風速的變化關系一直是學界關注的話題。在當時，這方面的關系式已多達50余種，或經驗的或半經驗的，對于同一情形，這些公式的預測結果之間相差很大，可達2～4倍，這就需要高精度實驗結果來檢驗它們的適用性。當周又和的研究生將數據處理結果提交到他手上，并報知可擬合出手頭的全部實驗結果但卻不能反映風沙運動中實際存在的臨界啟動特征時，周又和對此不滿足，親自改進擬合函數的選擇，使之能擬合出全部實驗結果及特征。就這樣反復嘗試，一周后就得到了結果。這一研究成果于2002年發表在國際物理期刊Physical Review E上，評閱意見指出“這是一項引人關注且完整的研究，作者們給出了一系列給人印象深刻的實驗，并積累了大量好的數據。受本領域經典工作的啟示，他們擬合得到了切實可行的公式”。這一發表在國際物理期刊上的實驗研究論文，既為他們日后的實驗室建設及實驗研究的展開，也為日后在國際物理期刊上發表近百篇研究論文開了好頭，積累了經驗。在此過程中，實驗研究隊伍也得以成長。

蘭州大學的風沙環境力學理論研究也取得了長足的進展，這里我們介紹周又和在其中的一個方面――碰撞接觸力學。風沙流中的沙粒在重力作用下落到沙床面經碰撞后的起跳初速度分布函數一直是風沙物理（即力學）研究中的基礎物理量。周又和他們在立項973項目的課題時，就敏銳感知到這一力學問題的重要性。由于沙粒-沙床面碰撞過程具有隨機性，此前他沒有涉足過隨機性問題的研究，一時難于下手。于是，他一方面找來隨機過程與數理統計教科書學習，另一方面與在美國從事非線性隨機動力學與控制研究的Sun教授聯系，于2002年通過國家自然科學基金海外青年學者合作基金的立項來開展合作。2003年暑假，Sun教授應邀來蘭州大學講授《隨機振動基礎》40小時，周又和除了將這一英文講稿復制給所有聽課人員外，還堅持全程聽課。此后不久，周又和就弄清了研究顆粒隨機碰撞的方法與途徑，與研究生一道成功地建立了這一問題的唯象模型，給出的理論預測結果能很好地對實驗給出有效預測。除了采用唯象模型的方式來研究沙粒碰撞起跳初速分布函數外，2003年周又和還安排他的一名博士生采用離散動力學方法在大量隨機碰撞的數值實驗基礎上通過統計方法來給出。除了對所研究問題給出了一新的統計公式外，獲得的一些起跳特征整理成論文投送到地學權威期刊Journal of Geophysical Research，評閱人在同意接受發表的同時，提出了所采用的最基本兩顆粒碰接觸力模型中的等效參數如何得到的問題。此前，博士生曾告知這是程序中的，文獻中也是如此。雖然論文得以接受發表，但周又和對此要弄個明白，于是就自己推公式。真是不推不知道，一推放不了。他調閱文獻發現，目前宏觀離散動力學方法（也稱離散單元法）具有廣泛的應用，包括巖土、泥沙、風沙、水沙、建筑橋梁結構接頭處受強地震的連續碰撞毀損、粒料輸運等領域都在應用這一方法開展研究，其中所采用的碰撞接觸力模型為線性剛度線性阻尼模型，輸入的碰撞恢復系數為常數，后者在所有的物理與力學教科書中也是如此表述的。然而，周又和從《彈性力學》教材中很早就知道，兩圓球（或顆粒）靜態接觸力在線彈性范圍內于100年前就由德國學者赫芝給出了解析解，其接觸力隨接觸位移的變化呈3/2次冪的非線性關系，即剛度是非線性的，從而引起了周又和的興趣。與此同時，他還得知，從上世紀40年代后期開始，就有實驗結果顯示出恢復系數隨碰撞速度的增大而減小，即不是常數。直到2005年，美國、德國和波蘭等國學者還在開展顆粒碰撞恢復系數隨碰撞速度變化的基礎實驗測量和接觸力表征模型的理論研究，只是各碰撞模型的預測結果與實驗相差太大。到2006年，周又和針對碰撞的力學基本過程，在考慮彈塑性變形后，成功地建立了一碰撞接觸力模型，使現有恢復系數隨碰撞速度變化的實驗結果得到了很好的預測。這一研究結果被德國佛萊貝格工業大學巖土工程研究所所長、歐洲離散動力學方法及程序應用推廣中心負責人Konietzky教授知曉后，主動與周又和聯系開展合作，2007年專此來蘭州大學講學。Konietzky教授是采用離散動力學方法從事巖土力學研究的國際著名學者，2010年他申請到德國科教部的國際合作項目，用于與周又和開展學術合作與學術交流。2011年11月，周又和率團赴德國報告了這一工作，后經Konietzky教授推薦，周又和于2012年10月在該校召開的國際學術會議上作大會報告。

最近，周又和研究組將離散單元法的研究拓展到復合超導CICC導體的橫向壓力-位移特征的理論研究中，成功地對實驗結果給予了理論揭示。CICC導體是ITER核聚變新型能源裝置中產生超強磁場的大型磁體的基本結構，目前，ITER建堆與運行預算投入100億歐元，我國是這一大型新能源實驗裝置國際合作研究的七方國家之一，承擔10%的費用。因為ITER裝置內要求達到11特斯拉的超強磁場，超導磁體在強磁場作用下的力學變形與超導性能退化就成為這一裝置的設計功能能否實現及其后功能提升的主要課題。經對超導CICC導體樣品在類ITER磁場環境條件下的實驗測量表明，目前設計制備出的樣品只能運行6000次左右，遠低于預期要求的2～3萬次。其次，目前針對提高運行次數的力學設計理論所得結果也與實驗結果相反，即理論預測為增大絞纜節距可升高運行次數，但實驗卻是降低。為此，相關工程界與理論界正在尋找新的有效力學方法，以期希望能解決這一問題。在2012年5月他們將這一研究論文投到國際期刊Superconductor Science and Technology后，論文送到國際ITER超導磁體設計總負責人Around教授評審。Around教授看到針對這類問題研究的這一新方法后，主動與我國科技部ITER中心聯系，希望進行直接交流。經科技部ITER中心的協調與安排，在Around教授的技術代表Denis博士來甘肅白銀檢查超導絞纜制備工藝期間，7月2日，周又和帶領七位教師與研究生前往白銀長通電纜廠，與Denis博士、中科院等離子研究所的研究人員、長通電纜廠的技術人員、科技部ITER中心的管理人員一道就這一研究的深入展開進行了交流與研討。2012年10月，這一論文正式發表。

目前，蘭州大學在電磁固體力學與風沙環境力學兩個研究領域都建立起了能開展實驗研究的實驗室，還建有風沙野外觀測臺站，累積設備費2000多萬元。相關理論與實驗的基礎研究已納入到周又和主持的“復雜環境與介質相互作用的非線性力學”國家創新研究群體，并獲得國家自然科學基金重點項目等的資助。在科技部相關重大研究計劃的支持下，他們正緊密圍繞國家重大需求來展開這兩大工程領域的關鍵力學研究。周又和研究組仍在不斷努力，以期通過他們的研究來提升我國在這兩大工程領域的科學技術水平。

夯實基礎――教書育人譜樂章

甘坐板凳十年冷，追求一流代代新。

何懼征程險難阻，收獲自有后來人。

2011年4月24日，周又和賦詩一首，表達自己在辦學上的所思、所為、所獲的心路歷程。從1989年底博士畢業后留校任教至今，周又和在蘭州這片熱土上，見證了蘭州大學力學學科發展歷程；同時也作為重要推動者之一，親歷了這一學科的重塑、發展、強壯。

蘭州大學力學學科創建于1959年，在葉開沅教授帶領下，1981年固體力學碩士與博士學科培養點獲國務院學位委員會批準設立，1986年獨立建系。葉開沅教授相繼培養出劉人懷院士、鄭曉靜院士、孫博華院士等杰出人才。

“江山代有人才出”，“長江后浪推前浪”。到上世紀90年代中期，一批教師相繼調離或退休，蘭州大學力學學科的發展也一度成為關注的話題。1995年7月，周又和從國外返回蘭州大學，開始了推動力學教學與科研工作的發展，并逐漸發展成為這一學科的領軍人才，建立起了一支隊伍。

“高水平的科學研究需要高素質的人才，而高素質的科研人才則有賴于高水平的本科教育與研究生培養，這就需要將本科教學、研究生培養、科學研究、隊伍建設作為統一的整體來綜合考慮與實施”。周又和不僅這樣講，而且著力用心去實踐。在總結現代高等教育成功經驗的基礎上，面對西部的現實環境，將本科教學、研究生培養和隊伍建設作為統一體系來實施，從而在教書與育人兩方面都取得顯著成效。

30年的教師生涯，周又和邊走邊看，邊學邊思，總結出了一套屬于自己的“教學經”。他把最美好、最寶貴的時光奉獻給了大西北，奉獻給了高等教育和科學研究事業。他用自己豐富的智慧、淵博的學識、堅定的信念和無私的奉獻，引導學生樹立報效社會的責任、敢于擔當的志向和堅實深厚的能力。他對待教書和育人始終一絲不茍，將科研精神與科研成果有機地融入到教學實踐中，培養學生的創新能力和科學精神，不斷激發他們的學習激情。

早在1982年周又和任教于華中工學院期間，他除了教師職業的自豪感外，更多的是深感責任重大，至少不能誤人子弟。為此，他在任《理論力學》課程輔導老師的三年中，除了完成好輔導老師的任務、從老教師那里學好教學方式方法外，還主動做完了原蘇聯《理論力學習題集》中的4000多道題，從而對這一課程的掌握有了全面的提升。周又和備課認真、推導嚴謹、思路開闊、深入淺出，加上熱情輔導和作業全批，教學效果深得學生好評。1986年，教研室從北京弄到一份《理論力學》教學評估的統考試卷，用于同期四個大班的期末考試。考試下來，按大班與小班成績排名的第一都在周又和主講的班上，在四位主講教師中他是最年輕的。這一“果實”的得來，與他對這一課程的用心鉆研分不開。此前，他認真參考不同教材，從各章節內容的銜接、體系布局、例題與作業題精選，到斟酌有關內容表述的科學性和可接受難易程度，都細致過濾了一遍，獲得認可后形成自己的講稿與講授方式。就是在此期間，他發現教材中多個地方的表述不精確，就寫下注記一直保存著，直到2006年他在蘭州大學再講這門課程時又進行修改，并于2009年發表在《力學與實踐》上。也是在華中工學院期間，他看到《力學與實踐》上就動矩心的動量矩定理的公式如何正確表征開展持續討論，但沒有達成統一認識與表征公式。他就從嚴格的矢量表征方式出發導出了統一的表征公式。這一教學論文投到《力學與實踐》后，于1990年發表，從此這一問題就沒有再討論了。這些，也為周又和主講的《理論力學》在2007年入選國家精品課程和他本人于2008年獲高等學校“國家教學名師獎”奠定了基礎。

截至目前，周又和已為本科生主講8門課程，累計3000余學時；為研究生主講7門課程，累計2400余學時。在主管力學系后，周又和在堅持為本科生講課的同時，還按力學學科的認知規律，主導了本科生培養方案與各課程教學大綱的修訂，加強了實踐教學、實驗教學和科研訓練各環節，增設《力學與工程概論》課程并制作該課程的PPT為學生講授，提出由碩士學位以上的新留教師擔任班主任，設立本科生科研基金，親自聽課并獎勵優秀授課教師，要求教授與副教授既要做科研也要為本科生講課，等等。正是這些得力的措施和實踐，使得培養的本科生成為優質研究生的主要來源。在研究生培養中，他將科學研究與研究生的科研能力、科學精神培養緊密結合在一起，從研究生培養方案制訂到培養過程各環節，他都親歷親為，給出有見地的建議性意見，鼓勵學生要敢于創新和善于創新。正是這樣，周又和的研究范圍越擴越大、越做越深，研究隊伍也日益壯實。

“春播桃李三千圃，秋收碩果香滿園。”周又和多年在教育上的努力和付出換來了碩果滿園。2000年獲寶鋼教育基金會“全國高校優秀教師特等獎”，2006年被中國科協授予“西部開發突出貢獻獎”，被中國教科文衛體工會授予“全國師德標兵”稱號。主講的《理論力學》于2007年入選為國家精品課程，2008年獲國家級“高等學校教學名師獎”，主持的“理論與應用力學創新人才培養團隊”于2008年入選國家質量工程的教學團隊， 2009年獲教育部授予的“全國優秀教師”稱號，主持的本科教學研究項目“高水平力學人才培養與教師隊伍建設的互動模式及實踐”于2009年獲國家教學成果二等獎，他指導的20篇博士學位論文中，有兩篇分別于2010年和2012年獲全國優秀博士論文獎與提名獎，直接培養和協助培養的博士中7人入選為教育部新世紀優秀人才支持計劃、8人成長為教授，成為蘭州大學力學的骨干力量……

回首30余年的教書育人工作，面對一張張年輕探索者的面孔，周又和一直告誡學生，要想發展、做出成績，就要敢于超越前輩老師，至少要敢于超越眼前“高不可攀”的老師，無論何時、無論何地，都要有這股勁。看到學生們一個個成長成才，他歡喜著，更期待著。

扎好圍欄――領航管理出奇效

聽天門長嘯松濤依舊

凌絕頂遠眺風物日新

2011年6月23日，周又和就他領銜申報的國家創新研究群體現場答辯完后，他等待著。次日上午得知成功后，就利用空出的一點時間去登泰山，抄下了山頂南天門的這幅楹聯。想起自己的點點滴滴，他感慨良多，哪樣的進步不是蘊含在這絕妙的楹聯中！人生中的種種“風物”，又何嘗不是陣陣“濤聲”的回響！眼前“濤聲”的喜悅，更讓他深感尋找“絕頂”去發現新“風物”的重任。

“要將一個學術單位搞好，尤其作為高校，形成良好的學術氛圍對于快速發展是極其重要的。這就需要我們的管理人員懂得教學、科研與人才培養規律，具備公心和敬業精神，在吸取現代高等教育成功經驗基礎上，面對遇到的現實問題提出切實可行的辦學思路和采取行之有效的措施，才有可能帶好隊、辦好學。”周又和如是說。周又和進入管理并不是他刻意追求的。在2000年他獲得國家杰出青年科學基金并擔任長江學者特聘教授后，學校為結合應用研究發展的需要，推動工科發展，決定辦土木工程專業。2003年學校準備成立工學院，請他出任院長，被他婉拒。這樣，從2002年開始招生的土木工程專業就只好掛靠在力學系。此前的1999年6月，他接受了沒有行政級別的管理工作――力學系主任。他從本科教學各環節、研究生培養模式的改進、科研氛圍的形成、教師隊伍建設的思路、實驗室建設等方面，都提出了新的有效辦法，并逐漸得以推進實施，不僅使力學學科得到了快速發展，而且也使后來學院的其它學科得到了有效提升。

周又和出任力學系主任后，改變了力學學科長期沒有擴展的局面。1999年底，他主導申報的固體力學成為甘肅省重點學科，2003年新增工程力學碩士學科點，2004年新增力學一級學科博士后科研流動站，2005年新增工程力學博士學科點，同年力學一級學科碩士點獲批設立。

2005年6月，面臨新辦土木工程專業急需步入正常的迫切要求，蘭州大學最終做出決定：將力學學科與地質工程學科、土木工程學科一道成立土木工程與力學學院，讓周又和出任院長。他從學校大局出發，接受了這一任命。對周又和來說，這絕對是個挑戰。新組建的學院面臨重重困難，尤其是新建土木工程專業缺少足夠的師資和設備。當時，學院教師只有31人，實驗設備老化，連本科實驗教學都不能維持。周又和面對的首要問題是如何撐起學院并使之發展壯實。他說，“在其位，就要謀其政，而且要謀好政、善于謀政”。周又和接任院長這一重任后，就一直思考著學院的發展方式與實現途徑，在不同階段提出相應的發展措施。通過深思熟慮，決定采取逐步發展的長遠策略，并將隊伍建設始終放在首位。他通過主持的211工程和985工程的建設項目，將學院的其它學科納入到力學的建設平臺，使它們也能得到發展。2005年下半年，學校投入400多萬元建設教學實驗室以備國家的教學檢查，他綜合考慮三個學科的本科生實驗教學需要，領銜組建了工程實驗中心。在他的建議下，有些設備選擇了較高性能，可開展一些科研與社會服務的實驗測量。建成后，他親自帶領全院教師參觀實驗室，讓實驗人員講解各儀器設備的功能，以便老師們使用。就這樣一步步，在保持力學學科發展的同時，也使原本基礎薄弱的土木工程學科和地質工程學科通過夯實基礎，呈現出階梯式良性發展的格局。

周又和主持學院工作以來，學院的學科建設、科研平臺、教師隊伍、科學研究、人才培養各方面都取得了驕人的成績。在本科生人才培養方面，2005年底申報的“理論與應用力學”本科專業成為甘肅省人才培養與科研基地，2009年工程實驗中心成為甘肅省本科實驗教學示范中心，2010年“理論與應用力學”本科專業入選國家特色專業建設點，此外，還建成國家精品課程1門、省級精品課程4門，獲國家教學成果二等獎1項。在學科建設方面，2005年底力學一級學科成為甘肅省重點學科，新增防災減災工程及防護工程碩士點，2007年固體力學成為國家重點學科，2008年新增結構工程碩士點，2009年新增地質工程學科博士后科研流動站，2010年力學一級學科博士點、土木工程一級學科碩士點獲批設立，2012年新增地質工程一級學科甘肅省重點學科。在科研平臺建設方面， 2005年凝聚學院力量申報的“西部災害與環境力學”教育部重點實驗室被批準建設，周又和任主任；2007年協同甘肅省地震局一起申報的“蘭州地球物理”國家野外科學觀測站被批準建設，周又和兼任副站長；2007―2008年由周又和領銜協調校內其它學院一起申報的“特殊功能材料與結構設計”教育部重點實驗室（B類）被批準建設，周又和任學術委員會主任；2009年學院協同敦煌研究院等單位一起申報的“國家古壁畫保護工程研究推廣中心”被批準建設，周又和兼任副主任。在教師隊伍方面，目前學院有教師54人，含教授15人和副教授16人，其中2位院士、10位教授、13位副教授是在建院后成長起來的，并建成一個國家質量工程的教學團隊（2008）、一個教育部長江學者獎勵計劃科研團隊（2007）和一個國家創新研究群體（2011），國家教學名師1人（2008）。在科學研究方面，建院來3項科研成果獲國家自然科學或科技進步獎二等獎、2項獲省科技進步獎一等獎，承擔國家與地方的科研任務都顯著增強增多，2012年的科研經費較建院初的2005年增長了2倍多。在研究生人才培養方面，培養的兩名博士分別于2010年和2012年獲全國優秀博士論文獎與提名獎。這一系列辦學指標，已使土木工程與力學學院名列蘭州大學的前列。

如果說教學與科研為“雙肩”，那么管理與教研又為“雙棲”。事實上，無論是教學、科研還是管理，無非是能力的使用與貫通。對周又和來說，自己就是一粒“種子”，放到哪里，就要在哪里好好“生根”、“開花”、“結果”，而“收獲自有后來人”。

立身橋頭蹤影不隨流水去處地異鄉夢魂常往故里馳