3 preguntas para James H. Williams, Jr., profesor de ingeniería mecánica | Noticias del MIT



En dos nuevos libros de texto, el profesor de ingeniería mecánica James H. Williams, Jr. comparte su conocimiento de ingeniería, alegría y estilo de enseñanza que ha inspirado a generaciones de estudiantes del MIT, así como a ingenieros y científicos de todo el mundo. Como profesor de ingeniería mecánica, Williams es el primero en recibir el premio Everett Moore Baker Memorial Award for Excellence in Undergraduate Teaching, el primero en recibir el premio Jacob P. Den Hartog Distinguished Educator Award, y el primero en ser nombrado MacVicar Faculty Fellow. También es el primer profesor del MIT en ser nombrado profesor de excelencia en la Escuela de Ingeniería.

El manual original, “Fundamentos de la dinámica aplicada”, es una publicación ligeramente revisada y re-dedicada de la famosa versión original de 1996. El segundo manual se titula “Propagación de ondas – Introducción a los análisis de ingeniería”. Los libros se publicaron simultáneamente, un movimiento que Williams atribuye a la "visión brillantemente sinérgica" de la directora de prensa del MIT, Amy Brand. Se enviaron copias autografiadas de ambos libros a Dame Sally C. Davies, Maestra del Trinity College de la Universidad de Cambridge, para colocarlas en la Biblioteca Wren.

Q: ¿Cómo describiría la cultura, el estilo y los objetivos de estos libros?

UNA: el cultura de los dos libros es Engineer's Mechanics, que clásicamente incluye la terminología, la estructura disciplinaria y las matemáticas de mecánica de ingeniería hardcore. Pero estilo de los dos libros es familiar, compuesto de manera poco convencional por presentaciones extensas y repetitivas de la estructura disciplinaria, las matemáticas y la física subyacente. Mi primaria metas son múltiplex: surgen de mi certeza de que los estudiantes del MIT quieren ser estimulados y estimulados intelectualmente; quieren ser educado y capacitado, y conocer y respetar la diferencia.

Los estilos técnicos y de redacción de cursos de la revolución de las ciencias de la ingeniería de hace unas generaciones. de hecho, materias cuantitativas en muchas disciplinas se caracterizan por una estructura disciplinaria, expresada en una presentación lacónica y no repetitiva. Este estilo escaso, cuando se hace bien, sirve para algunos propósitos filosóficos y editoriales, pero no es ideal para la mayoría de las enseñanzas. La repetición es una de las mejores técnicas para fortalecer la estructura disciplinaria y matemática en la formulación y análisis de un tema; y la estructura es una de las mejores formas de generar confianza para abordar nuevos problemas.

Por cierto, el tema de estas observaciones no es aula educación, que es una actividad más compleja. He asistido a conferencias sobre aula educación y los profesores omitieron invariablemente el atributo que considero el más importante, aunque lejos del único, requerido para la enseñanza superlativa en el aula: es decir, el maestro debe ser aprendido en el aula. materia. Observar el desprecio por esta premisa no es agradable. Incidentalmente, por lo tanto, la posesión de conocimientos disciplinarios es una razones por las que hay tantos profesores excelentes en el MIT.

Dentro "Principios básicos de la dinámica aplicada", que es el más grande de los dos libros, comienzo con un capítulo importante sobre la historia de la dinámica y cito material histórico y técnico a lo largo del libro para mejorar los temas cubiertos. Los principios y técnicas estudiados en este manual se han desarrollado durante varios milenios. Los estudiantes se han encontrado con algunos de los nombres icónicos de las disciplinas citadas, pero a menudo simplemente como adjetivos de un principio o concepto científico en contraposición a individuos que han contribuido gradualmente a la ciencia, a la ciencia. ingeniería o cosmología, ya que buscaban ubicar nuestro nicho en el universo. . Imhotep, Ptolomeo, Brahe, Kepler, Galileo, Newton, Leibniz, Euler, Lagrange, Maxwell, Einstein, Hubble y otros fueron individuos que hicieron contribuciones científicas convincentes, que en ocasiones tropezaron con la solución de problemas técnicos. y que han elegido con dedicación la lucha y el potencial. falla en la comodidad y el cumplimiento.

En particular, al comienzo de la procesión de estos renombrados colaboradores, la humanidad residía en un universo estacionario centrado en la Tierra, con todos los cuerpos celestes girando en órbitas circulares alrededor de la Tierra, con el cielo un poco más allá. estrellas visibles. Así que, sin importar las dificultades o deficiencias por las que pasaron los seres humanos, la humanidad podría, no obstante, asumir que éramos el propósito de la creación. Pero después de que estos individuos hablaron, toda la humanidad vivió en un planeta insignificante, orbitando una estrella media, en una galaxia ordinaria de cientos de miles de millones de estrellas, en un universo de cientos. miles de millones de galaxias; y en un mundo así, el cielo se había movido incorrectamente a un lugar desconocido.

"Propagación de ondas: introducción a los análisis técnicos" es un libro más pequeño y enfocado que explora el fenómeno omnipresente de la propagación de ondas. Todo lo que todo ser humano ha visto ha llegado como una ola; todo lo que todo ser humano ha escuchado ha llegado como una ola. Entonces, la última vez que cada uno de nosotros nos enamoramos, la propagación de ondas estuvo en el corazón de esta experiencia. Este libro es revelador y estimulante. En sus propósitos introductorios y presentaciones, este libro también es único. Y, el prolongado y repetitivo estilo que definí hace décadas y demostré en "Fundamentals of Applied Dynamics" se ejecuta, quizás cerca de su punto máximo, en este libro.

Q: ¿Cuáles son algunas peculiaridades o temas inusuales que utiliza para lograr sus objetivos en estos libros?

UNA: A lo largo de mi carrera, ya sea individualmente o en conjunto con mis alumnos, he completado una gran colección de proyectos de ingeniería. Estas actividades, incluidos mis análisis dinámicos y de estrés de los sistemas de portaaviones de propulsión nuclear (como ejes de propulsión que conectan turbinas y hélices), secadores de papel Yankee y estructuras de generación de energía hidroeléctrica construida por Newport News Shipbuilding; asesoramiento a empresas gubernamentales y multinacionales; e investigación académica – proporcionó un enorme valor intelectual que enriqueció mi enseñanza y mis libros de texto.

Dentro "Fundamentos de dinámica aplicadaAdemás de las perspectivas históricas y filosóficas mencionadas anteriormente, el libro trata sobre la dinámica y vibraciones de sistemas mecánicos, eléctricos y electromecánicos con parámetros localizados y continuos. El libro también contiene una extensa colección de ejemplos y apéndices, algunos de los cuales han sido escritos para abordar temas contemporáneos debatidos en la literatura profesional. Numeroso otros ejemplos fueron simplemente análisis sofisticados, como mi cálculo de las fuerzas sobre un 'pajarito' que observé corriendo a lo largo de la estructura móvil de múltiples ejes en forma de remolino en Porter Square, Cambridge.

Dentro "Propagación de ondas: introducción a los análisis técnicos ”, la ubicación de miniaturas en todo el libro es una característica poco común. Estas viñetas son varios discursos de dos o tres páginas que describen logros o fenómenos que encuentro interesantes. Los temas de las viñetas no están impulsados ​​por la filosofía, pero hay un punto en común entre las viñetas, es decir, cada viñeta presenta un ejemplo de propagación de ondas. Los temas de las viñetas incluyen (1) el nacimiento de la mecánica cuántica, (2) la generación y detección de ondas gravitacionales, (3) la comunicación entre mamíferos marinos en el océano, (4) el océano Evaluación no destructiva de estructuras y materiales compuestos avanzados, (5) dominó derribados y (6) slinkys que caen.

Los ejemplos a lo largo del libro generalmente se indican con un cuadrado sólido. Para facilitar su uso en varios niveles del libro, hacia el final de los capítulos, los ejemplos relativamente avanzados están marcados con un diamante sólido. Además, estos ejemplos relativamente avanzados son a menudo ilustraciones básicas de logros de investigación o consultoría aún más complejos. Por ejemplo, estos ejemplos indicados en rombo dar versiones subyacentes de los análisis que (1) el Dr. Samson S. Lee y yo desarrollamos para determinar de forma no destructiva la resistencia residual y la rigidez de laminados compuestos, juntas adheridas y resortes compuestos reforzado con fibras y (2) del Dr. Raymond J. Nagem y yo desarrollamos para evaluar de forma no destructiva estructuras compuestas multicomponente en aeronaves de alto rendimiento y para modelar la respuesta dinámica de uniones estructurales en grandes estructuras espaciales en órbita alrededor de la tierra.

Q: ¿A quién le gustaría agradecer por las contribuciones y el aliento por su trabajo?

UNA: Los escritores de libros se toman muy en serio los agradecimientos, las dedicatorias y las donaciones, al igual que yo. Los reconocimientos combinados de los dos libros tienen seis páginas, por lo que se cita a muchas personas, incluidos varios académicos de ingeniería icónicos. Aun así, con especial agradecimiento por el aliento personal y profesional, agradezco al presidente L. Rafael Reif, al vicerrector y exdecano de Ingeniería Ian A. Waitz y exjefe del Departamento MechE Gang Chen.

Me dediqué "Principios básicos de dinámica aplicada" a Charles M. Vest, de la siguiente manera: En memoria del hombre empático – poseedor de una sonrisa cautivadora, un brillo sabio en sus ojos y el coraje para actuar – Charles Marstiller Vest (Presidente del MIT, 1990-2004), quien dijo y escribió con gratitud sobre su relación conmigo como "vehículo de nuevas ideas y aprendizajes" para él: Mens, Manus y Cor (en latín "Mente, Mano y Corazón").

Para "Propagación de ondas: introducción a los análisis técnicos", la dedicatoria dice: A A. Neil (1964) y Jane Pappalardo, por medida de profunda e indeleble devoción y amor, MIT Royalty.

A lo largo de mi carrera universitaria he donado todo de mis derechos de publicación en el MIT. Esta costumbre permanece intacta con estos libros. Creo que durante varias décadas el MIT ha liderado el mundo académico en el campo de la educación. Entonces, como parte de la donación 'Wave Propagation', inspirada por el ex decano de ingeniería Ian A. Waitz, estoy especialmente feliz de apoyar la filantropía estratégica del MIT, implementado en dos empresas de extensión educativa de gran prestigio.

Para "Fundamentos de dinámica aplicada, " todas las regalías van al Instituto de Tecnología de Massachusetts a través del Fondo James H. Williams, Jr. (1967).

Para "Propagación de ondas: introducción a los análisis técnicos, " Todas las regalías van por igual al Instituto de Tecnología de Massachusetts (i) a la Oficina de Programas de Extensión de Ingeniería del MIT (Director Ejecutivo Eboney Hearn) y (ii) al Programa de Investigación de Verano del MIT (Decano Asociado Senior de Educación de Posgrado Blanche E. Staton) en nombre del profesor James H. Williams, Jr. y el Dr. Raymond J. Nagem, quienes se unieron a un equipo funcional y permanecieron hasta el final.

Ningún reconocimiento de libros de texto podría satisfacerme sin reflexionar sobre mis alumnos. Les pregunté y me brindaron una apertura y una profunda curiosidad intelectual sobre dónde y por qué tan a menudo como sus objetivos pragmáticos de cómo: cuanto más sofisticado, mejor. . En una conferencia de 80 a 120 estudiantes, buscaron alianza y compañerismo conmigo, reforzados por su diversión de que para la tercera semana de cada semestre había memorizado cada uno de sus nombres y por eso durante la conferencia los llamé a resultado. (En otras ocasiones, en una recitación de 10 a 15 alumnos, mis estudiantes destacan varias veces a lo largo de los exámenes del curso). Debido a que no usé notas de clase con guión, algunas de las pinturas más fascinantes se convirtieron en una colaboración entre ellos y yo. Y expresaron su gratitud de manera divertida y diversa. Durante las conferencias, aplaudieron los análisis de los problemas improvisados ​​que crearon (y que resolvimos juntos) así como las explicaciones perspicaces de conclusiones poco intuitivas; ciertos chocolates distribuidos durante o cerca de las vacaciones; otros colgaron pancartas de tributo en los sitios de exámenes finales; como exalumnos, a lo largo de los años muchos han continuado compartiendo recuerdos duraderos y expresando su continuo agradecimiento, al traer a sus padres, cónyuges e hijos a conocerme; y mucho más.

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