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没过多长时间，华罗庚在熊庆来的安排下来到清华大学数学系做了一名图书管理员。 初到清华，熊庆来安排华罗庚听微积分和解析几何的课程，等有了基础，再听他的算学分析课程。但是华罗庚早已学过这两门课程，便没有去听。熊庆来很快纠正了自己的做法，叫华罗庚自己的算学分析班上听课。
这个助理员可不寻常，他的座位在熊庆来办公室隔壁，每一个找熊庆来的人都会碰到他。熊庆来在备课碰上难解的题目时，也往往朝着隔壁喊道：“华先生，你来一下，看看这个题怎样解呀，……”
清华大学一直都有严格的规定，要想成为清华的教师，必须是有文凭的，并且在学术上要有建树，而这些是当时只有初中毕业的华罗庚所不具备的。当时的数学系人才济济，除熊庆来、杨武之、孙光远之外，年轻人有陈省身，许宝騄、吴大任、柯召等，后来都成为卓有成就的人物。在这样的环境中，华罗庚是非常勤奋和努力的，他把业余时间全都用到学习上。在他1936年去英国剑桥大学留学之前，清华大学图书馆里有关数学的藏书几乎都被他看完了。
第二年华罗庚的论文就开始在国外著名的数学杂志陆续发表。1933年，在华罗庚到清华一年半后，在熊庆来、杨武之、郑桐荪等教授的极力推荐下，清华大学破格决定把只有初中学历的华罗庚提升为助教，这个决定是教授会一致通过的。又过了一年半他被提升为讲师，然后当了两年研究员。在熊庆来的培养下，华罗庚这匹千里马成长起来，很快地成为著名的数学家。
熊庆来的学生、著名数学家华罗庚曾说过，“熊先生不是教我读书，而是教我写书 ”。熊庆来诲人不倦，桃李满天下，我国许多著名的科学家都是他的学生，而华罗庚、陈省身、段学复、杨乐、张广厚，钱三强、严济慈、赵九章、赵忠尧、于光远等是其中杰出的代表。
在60年代，已经是70多岁的熊庆来虽已半身不遂，还抱病指导两个研究生，这就是青年数学家杨乐和张广厚。后来这两个学生也成为著名数学家。所以熊庆来不仅是中国近代数学的先驱，同时也是识千里马的伯乐。
在那一段期间，熊庆来还在自己家中主持北京地区函数论讨论班，每两周一次。参加者有赵进义、范会国、庄圻泰等老一辈数学家，也有中青年数学工作者，济济一堂，切磋学术。
1933年熊庆来第二次来到法国获得法国国家理科博士学位。他将现代数学微积分函数理论带回中国，并从事复变数函数论研究工作，先后创建了南京东南大学数学系、西北大学数学系、北京大学数学系、清华大学数学系等。他编写的数学教材曾经是当时中国唯一的高等数学教材，这本教材针对从私塾出来的中国学生，用古文写成，内容既丰富又精炼，从一次方程到微积分方程，从加减乘除到复变函数论，仅仅用了500多页。他运用特别的学习方法，为国家培养出大批科学研究人才。
熊庆来爱惜和培养人才的高尚品格，深受人们的赞扬和敬佩。早在1921年，他在东南大学(南京大学前身)当教授时，发现一个叫刘光的学生很有才华，经常指点他读书、研究。后来又和一位教过刘光的教授，共同资助家境贫寒的刘光出国深造，并且按时给他寄生活费。有一次，熊庆来甚至卖掉自己身上穿的皮袍子，给刘光寄钱。刘光成为著名的物理学家后，经常满怀深情地提起这段往事，他说：“熊教授为我卖皮袍子的事，我是十年之后才听到的，当时，我感动得热泪盈眶。这件事对我是刻骨铭心的，永生不能忘怀的。他给了我们这一代这么多的关心，付出了多么大的热情和挚爱呀！”
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