
孙元功,济南大学数学科学学院院长、教授、博士生导师、中共党员。主要研究方向为混杂动态系统、非线性控制理论、智能系统分析与优化。
主要兼职包括山东省数学会常务理事、中国自动化学会控制理论专业委员会委员、国家自然科学基金项目评审专家,曾主持国家自然科学基金面上项目、山东省自然科学基金重点项目多项;在IEEE汇刊等国际权威期刊发表论文四十余篇。研究成果获国家自然科学奖二等奖1项,山东省自然科学奖二等奖2项。
深耕基础,破解难题:将科研前沿化为育人的沃土
“科研的深度,决定了育人的高度。我们今日在基础理论上的每一次突破,都是为了明天能为学生提供更坚实的起点。”孙元功教授这番朴实无华的话语,道出了他始终秉持的理念。他所深耕的“混杂动态系统”研究,聚焦于切换系统和事件驱动控制系统,这类系统如同智能电网中瞬息万变的调度、无人机集群间默契十足的协作,其行为复杂而精密,是控制科学前沿的重要阵地。
面对其中切换系统动力学特性这一核心挑战———即系统的整体行为并非各部分的简单叠加,而是深受切换信号的影响———孙元功教授没有选择绕道而行,而是带领团队和学生们选择了最“笨”却也最坚实的路:回归数学的本源,“追本溯源”。他坚信,无论应用场景如何变幻,其背后最核心的数学规律是稳定不变的。于是,在无数个日夜,他引导学生们从微分方程、矩阵论等经典理论中重新出发,一步步推导、证明,试图为这些复杂的“混杂”行为建立起普适而严谨的数学分析框架。“做学问好比筑基,根基不牢,地动山摇。只有把基础打得无比坚实,未来才能建起学术的高楼。”这种对“基础”的极致重视,已成为他培养学生的一种鲜明风格。
正是这份执着,结出了硕果。团队创新性地提出弱共同线性余正Lyapunov函数等方法,建立保守性更低的稳定准则,推动切换系统稳定性理论的发展。同时,针对资源消耗这一实际痛点,团队设计的分布式事件驱动控制策略,为无人机集群、智能电网等领域的实际应用提供了更节能、高效的解决方案。这项历时八载(2012-2020)的研究,最终荣获山东省自然科学奖二等奖。但孙教授更看重的是这个过程对学生的锤炼:“获奖是肯定,但最大的成果是培养一批具备解决前沿难题‘基本功’的年轻人。”
交叉融合,言传身教:在团队协作中践行“活”的育人哲学
作为团队的核心,孙元功教授不仅是学术上的领航员,更是一位深谙“因材施教”之道的导师。他倡导的“目标引领,优势互补”的团队模式,本身就是一个充满活力的育人生态圈。他善于敏锐地发现每位学生和青年教师的独特潜质:逻辑思维缜密的学生,被他引导至理论证明的深处,锤炼其思维的严谨性;对算法和编程有浓厚兴趣的学生,则鼓励他们在仿真验证中大显身手,将抽象理论转化为直观结果。
他常说:“我的角色不是指挥官,而是‘服务者’和连接器,目的是让每个人的长处都能在合适的岗位上发光发热,并在碰撞中产生一加一大于二的效果。”因此,他极力鼓励跨界交流与思维碰撞,定期组织的组会绝不仅仅是工作汇报,更是没有“学术权威”的自由讨论场。这种氛围,让学生们敢于思考、勇于表达,在“真枪实弹”的学术训练中,不仅能掌握科研方法,更能传承求真务实的科学精神。
因材施教,静待花开:点亮每个学生内在的潜能之光
孙元功教授的育人智慧,体现在其独特的“挑战式”教学法中。与其他老师为学生铺设平坦道路不同,他倾向于在学生打下一定基础后,直接将他们引领至科研的“深水区”,给予他们“真实的挑战”,而非“模拟的任务”。他坚信,真正的成长源于迎接挑战的勇气和战胜困难后获得的巨大成就感。他会精心选择一些领域内尚未完全解决的开放性难题,让学生组成小组去尝试攻克。“这个过程会很痛苦,会经历无数次失败,但当你依靠自己和团队的力量最终找到那条裂缝、窥见一丝光亮时,你所获得的成长是任何按部就班的学习都无法比拟的。”孙教授说。
他极其注重培养学生“判断什么值得做”的学术品味,这远比灌输知识更为重要。他会带领学生精读领域内的奠基性文献,引导他们不仅理解作者“做了什么”,更要思考“为何要做”、“难点何在”、“突破在哪”,从而涵养高远的学术视野和敏锐的洞察力。他时常叮嘱学生:“具体的知识可能会迭代更新,但发现问题的眼光、分析问题的框架和解决问题的能力,将内化为你们的素养,受益终身。”这份远见,使得从他的团队走出的学生,不仅具备扎实的专业技能,更拥有持续学习和创新的内生动力,在各行各业展现出卓越的竞争力。
固本赋能,展望未来:以育人初心照亮学术前行路
荣获省自然科学奖,对孙元功教授而言,是一个崭新的起点,也为他的育人事业开辟了更广阔的天地。他清晰地规划着未来的四个重点方向:从“确定性”到“不确定性”,增强理论的鲁棒性,以应对真实世界的复杂干扰;从“同质化”到“异质性”,使理论能涵盖功能各异的智能体协同问题;从“趋同”到“博弈”,探索智能体在目标冲突下的决策机制;从“理论”到“验证”,积极搭建实验平台,推动理论成果走向实际应用。他希望通过这些探索,为学生搭建起连接抽象数学理论与现实世界的坚固桥梁,培养出能真正担当时代大任的复合型创新人才。
谈及对数学科学学院学子,尤其是有志于科研的学生的期望,孙元功教授的寄语总是充满温情与力量:“首先,请尝试去热爱数学本身的美,而不仅仅是把它视为工具。当你沉浸于逻辑的严谨、结构的和谐时,你会获得最纯粹的精神愉悦。其次,请保持开放的心态,勇敢踏入学科交叉的地带,那里往往蕴藏着最大的创新源泉。最后,也是最重要的,请学会与失败和平共处。科研之路常似在暗夜中前行,耐心、毅力以及对初心的坚守,是支撑你走到最后的光。”他语重心长地补充道:“济南大学是你们成长的沃土,我希望在这里,你们不仅能收获知识,更能磨砺意志,找到那份愿为之奋斗一生的热爱与事业。”
师者如光,虽微致远
在孙元功教授看来,科研的道路从来不是一帆风顺的,它更像是在漫长的隧道中摸索前行,“很多时候,我们可能都在经历碰壁、迷茫甚至自我怀疑。”因此,他常对学生说,做学问既要保持雄心,也要修炼耐心。“不要害怕失败,每一次失败,其实都在帮你排除一个错误答案,让你离真理更近一步。”他鼓励学生把挑战视作“升级打怪”,在反复试错中锤炼韧性,在独立思考中积蓄力量。
而他,正是那个在学生摸索途中始终点亮一盏灯的人。他不急于替学生指明终点,而是在他们困惑时给予启发,彷徨时传递信念,引导他们享受从无到有、从模糊到清晰的过程。“当你最终凭借自己的毅力与智慧走出隧道,见到光亮的那一刻,你会发现,之前所有的坚持都是值得的。”这番话,不仅是来自一位师长的教诲,更是源于一位同行者的体悟。
正是这样的理念,使得孙元功的育人之路超越一般意义上的“传道授业”,成为一种“润己泽人”的生命影响。他不仅传递知识,更点亮心灯;不追求立竿见影的成功,而关注每一个学生内在力量的生长。师者如光,虽微,却能照见远方。