編者按：教育興則國家興，教育強則國家強。值此全國“科技三會”召開一周年之際，山東大學黨委宣傳部攜手中國網，共同策劃推出“聚青年學者創新之力，筑科技強國奮進之基”系列文章。文章聚焦山東青年科研工作者，講述他們在基礎學科“深扎根”，在交叉領域“拓疆土”，在新興戰場“勇闖關”的奮斗故事，展現山東大學為建設世界科技強國培育高素質創新人才、服務教育強國科技強國建設的生動實踐。
今年3月，自然資源部辦公廳印發了《首批找礦裝備升級、研發、推廣、替換清單》，今年6月，自然資源部辦公廳印發了《新一輪找礦突破戰略行動先進適用勘查技術推廣清單（第一批）》，鼓勵各有關單位加快找礦裝備升級、研發、推廣與替換，在找礦勘查工作過程中擇優使用新技術、新方法。
這兩份“清單”中均出現了“半航空瞬變電磁儀器和方法”，這個方法的研發者便是澳門足球博彩網上投注-澳門足彩
巖土工程團隊孫懷鳳課題組。
“這算是我職業生涯中的一個‘高光時刻’吧。”孫懷鳳笑道。身為地球物理工作者，孫懷鳳自認為是一名給地球“做CT”的“放射科醫生”。多年來，他聚焦專業，在移動平臺探測理論、方法、裝備開發與應用、計算電磁地球物理與工程軟件研發領域建樹頗多。同時，身為澳門足球博彩網上投注-澳門足彩
的教師和工程軟件系主任，他關心關注學生成長，注重學生興趣愛好的培養，鼓勵學生擁有“任意的精彩”，致力于培養一批“對國家、對社會有用的人”。
從零起步，做巖土工程領域的地球物理工作者
在山大土木工程專業本科畢業后，孫懷鳳懷揣著一份干事創業的熱情，開始攻讀巖土工程與地球物理交叉專業的研究生。
瞄準航空物探的目標后，現實的挑戰接踵而至。起初，跨學科的學習讓孫懷鳳倍感吃力，“以前學習的內容主要是力學，從未接觸過電學方面的知識。”孫懷鳳回憶，電磁場、場論、計算電磁學等一系列名詞一股腦袋涌到面前時，他有些不知所措。憑借著越是遇到困難越“樂觀”的一股勁頭，孫懷鳳咬咬牙，一頭扎進了“電磁”的世界。“學校、導師給我們提供了很多學習、實踐的機會，這讓我的成長步伐更加扎實。”孫懷鳳說。由于表現優異，碩博連讀期間，他還曾獲國際地磁學與高空物理學協會（IAGA）資助，參加國際地球電磁感應研討會（EMIW）并作報告。
如果說碩博連讀期間，孫懷鳳更多的專注于專業本身的發展；那么，畢業后，他則更加關注國家的發展需求。“當時，國內的航空地球物理勘查與國外存在較大差距，很多重大的工程建設，前期的地質勘察要依賴國外的技術。這對我來說是個觸動。我想，我們應該有一些‘中國方案’。”孫懷鳳介紹，當時學校也對發展航空物探相關專業有了整體規劃和要求，他順理成章留了下來，成為一名巖土工程領域的地球物理工作者。
瞄準了航空物探，現實的問題接踵而至。“起步階段太難了，相當于重新考一個博士學位。”孫懷鳳說，“沒有控制、電子信息相關的知識儲備，只好從零起步，自學數字電路、模擬電路等專業知識。”同時，還要主動學習國外在航空物探方面取得的研究成果，“取人之長，補己之短”。
在研究過程中，孫懷鳳發現，如果沿用西方的思路，使用直升機做實驗的話，成本高昂。但是我國無人機行業發展迅速，甚至在國際上也處于遙遙領先的地位。“能不能把飛行器替換掉，以己之長補人之短呢？”這一關鍵思路的轉變，催生了“半航空瞬變電磁法”的構想。
技術落地，解決工程實際問題
有了初步構想，孫懷鳳帶領課題組開展了十數年的研究。期間，遭遇過不少難題，但也突破了不少瓶頸。“問題都是在實踐中發現的，也會在實踐中解決。這個過程，叫做堅持。”他說，正是憑借著這份“堅持”，他提出了半航空瞬變電磁法，用以開展復雜地形區域地質勘察。將巖土工程、地質學、計算電磁學、電路與控制等學科高度交叉融合，形成了半航空瞬變電磁探測理論、方法、裝備和軟件技術體系，服務全國百余條隧道，攻克復雜地形隧道勘察難題。
2023年，廣西壯族自治區河池市天峨縣至巴馬瑤族自治縣的高速公路全線建成通車。這背后，離不開孫懷鳳課題組的技術支持。“巴馬號稱‘世界地質博物館’，地質條件十分復雜。巖溶、斷層、破碎帶，都增加了隧道施工的難度。”孫懷鳳介紹，如果不能提前預報施工前方地質情況，就存在極大的安全隱患，半航空瞬變電磁法提前探明了沿線地質情況，相當于黑暗道路上的一盞燈。
在孫懷鳳的帶領下，課題組化身“探路者”，依托半航空瞬變電磁法提前探測出幾十處巖溶的位置，給施工方提出了合理化的建議，保障了項目的順利竣工。“天峨至巴馬這段路，是當時廣西區內最難修建的一條高速公路，半航空瞬變電磁法為隧道施工地質安全保障做出了貢獻。”講到此，孫懷鳳內心的自豪化作嘴角壓不住的笑意。
當然，不止高速路的修建，在空、天、地、孔、海、考古等多個領域，都可以看到孫懷鳳課題組研究成果的應用。
上下求索，為地球難題提供更多“中國方案”
科研突破的背后，是孫懷鳳對基礎理論和核心算法的持續深耕。近年來，他帶領課題組融合巖土工程、計算電磁學、人工智能等領域知識，系統解決了瞬變電磁三維時域有限差分（FDTD）正演理論與方法，并編制了TEM3dFDTD正演計算程序。“該程序能夠實現隧道、地面、航空、半航空和地井時間域電磁勘探的三維正演模擬。”孫懷鳳介紹，目前，該程序的開源版本已經被國內20余家高校和科研院所參考和使用。基于此研究撰寫的論文入選“領跑者5000－中國精品科技期刊頂尖學術論文（F5000）”，并獲得“陳宗器地球物理優秀論文獎”。
在TEM3dFDTD正演計算程序的基礎上，孫懷鳳課題組持續深耕，提出了BEDS－FDTD三維正演算法，可實現秒級別正演計算，計算效率達到行業領先地位。目前，已經形成可視化的em3d電磁地球物理三維正反演軟件供科學研究和行業推廣使用。
“一般來說，算法只適合科研人員自己使用，不能廣泛推廣。相關行業的從業人員，想要進行地球物理模擬、處理航空電磁等數據，大多依賴國外的軟件。總歸不是長久之計。”孫懷鳳說，不僅要研發新的算法，在軟硬件上也要為破解地球難題提供更多“中國方案”，“算是一種情懷吧”。
為此，在硬件和軟件研發方面，孫懷鳳帶領課題組上下求索，研制了雙CPU架構的半航空瞬變電磁高速數據采集系統和寬頻帶全差分電磁感應傳感器，實現了半航空瞬變電磁數據原始數據全時域采集；開發了SATEMPro半航空瞬變電磁數據處理軟件平臺，實現了高效數據處理，為隧道勘察、資源勘探提供了國產化裝備和軟件。
其中，em3d軟件和SATEMPro軟件已經在網絡公開發布了安裝包，開始推廣應用。“此前，有單位將我們的儀器采集的數據和軟件處理的結果與國外儀器與軟件進行對比后發現，最終效果是十分吻合的。”孫懷鳳說道。
傳道授業，培養“對社會有用的人”
為地球難題提供更多的“中國方案”，除了科研上的孜孜以求，更需要培養源源不斷的“新生力量”。2024年，山東大學獲批“工程軟件本科專業”，并設立工程軟件系，孫懷鳳擔任系主任，挑起育人重任。
育人，師資是關鍵。“一方面，我們充分發揮學校的多學科優勢，邀請計算機、軟件、人工智能、網絡安全、機械等澳門足球博彩網上投注
的老師，為學生講解基礎的理論知識；另一方面，我們從外面邀請產業界的專家，比如山大華天軟件的首席科學家等，為學生普及現在工業軟件發展的技術水平、遭遇的瓶頸等，讓學生清晰地認識到專業的發展走向。”孫懷鳳介紹，除此之外，澳門足球博彩網上投注
十分重視對軟件人才解決實際問題能力的培養，專門拿出部分經費成立FLYSHIP，鼓勵本科學生創新創業，“目前，有一些大學一年級的學生已經深度參與了我們的科研項目。”。
眼下，孫懷鳳正在工程軟件本科專業做一個“探索”：鼓勵學有余力的同學提前修滿學分，然后利用空閑時間去做自己想做的事，“希望通過這種嘗試，或者說教學改革，培養出一批有獨立思考能力、能解決復雜問題的優秀學生。”孫懷鳳說。
本科畢業后，孫懷鳳曾做過兩年輔導員，這段經歷讓他對“培養人”有更深刻的感悟。“歸結起來，就是對國家、對社會有用的人吧。”孫懷鳳說，這個目標，從剛踏入山東大學的三尺講臺起，他就已經立下了，并為之做出了許多努力。他給每位學生留出相互了解的時間，根據國家需求、學生興趣幫助學生確定研究方向；他帶領學生奔赴科研一線，在工程現場開展調研、試驗；他因材施教、適時指導，毫無保留提供學術資源、搭建交流機制；他鼓勵學生獨立創造、勇于創新，從不“設限”、不“約束”……
當然，除了專業上的指導與幫助，私下里，孫懷鳳也十分注重對學生的人文關懷。他在假期組織師生開展團建活動，；他鼓勵學生發展自己的興趣愛好，還購置了羽毛球、籃球等裝備，“我的學生里還有三位視覺中國的簽約攝影師呢”；他利用空閑時間，約著學生到泉城公園、千佛山散步、談心，及時疏導、排解學生內心的壓力。“前段時間，要畢業的學生全部被我‘遛’了一遍了。”孫懷鳳說，通過這種方式，讓學生放松下來，既可以享受“任意的精彩”，也能在做科研時“心無旁騖”。
得益于平日的用心教導，孫懷鳳門下的研究生屢次斬獲“創新杯”全國大學生地球物理知識競賽特等獎、二等獎，國家獎學金、山東省“互聯網＋”大學生創新創業大賽金獎、山東大學優秀研究生干部獎學金等。其中，2016年研究生李凱獲IAGA資助前往泰國清邁參加EMIW2016國際會議并作報告，2018年研究生程銘在丹麥參加EMIW2018國際會議并作報告，2019年研究生陳成棟在美國圣安東尼奧參加SEG年會并作報告；研究生張諾亞在美國舊金山參加AGU年會，2020年、2021年、2025年研究生張諾亞、李雪峰、張世榕分別獲SEG全額資助參加SEG／雪佛龍學生領導力研討會，2025年研究生劉明宏獲得SEG／Chervon獎學金；2021年本科生田云漢等獲得第七屆山東省“互聯網＋”大學生創新創業大賽金獎，2022年研究生張諾亞入選“國際大洋發現計劃（IODP）”暑期學校并完成課程獲得海外學分，2022年研究生楊靜參加國際地質科學聯合會女性科學家訪談。
“我沒有什么遠大的目標。”孫懷鳳說，只要把科研做好，服務好國民經濟建設；把學生培養好，為祖國培養出一批既懂工程又懂軟件的專業人才，“就很知足了”。
樸素的愿望背后，是一位科研工作者用自主創新的“中國方案”照亮地球深部奧秘的堅定信念，更是一位人民教師為科技自立自強培育棟梁之材的赤誠初心。在給地球“做CT”與為國家育人才的道路上，孫懷鳳步履不停。
來源于：中國網 作者：車慧卿、馬俊偉
