中新网福建新闻 • 正文

三尺讲台育英才 一线科研拓新智——基础研究人才一线生长记

  东南网9月29日讯(福建日报记者 蒋丰蔓)

  薪火赓续:课堂灵感在实验室里结果

  “大脑神经元突触是天然离子器件,为什么能高效传递信号而不短路?突触上的离子通道结构是怎样的?”

  这是在厦门大学化学化工学院的教室内,电化学科学与工程研究所所长侯旭在给本科生讲解仿生孔道界面时用到的例子。台下年轻的面孔或仰头倾听,或埋头记录,没人想到,这个看似普通的物理化学知识点,会成为一篇发表在学术顶刊的论文的灵感源头。

  厦门大学电化学教师团队建设始于20世纪50年代。彼时,我国电化学奠基人之一的田昭武院士面向国家的迫切需求,在全国高校中率先将“电化学”作为独立的专门化方向进行教学与人才培养。一直以来,团队都秉承着“越是名教授越要上讲台”的优良传统。

廖红学生团队在田间开展研究。
廖红学生团队在田间开展研究。

  在侯旭看来,科研突破与课堂教学并非两条平行线。

  侯旭举例说,一次课堂上,他正向学生讲解仿生界面机理,突然冒出模仿生物体这套天然的离子传输机制的念头。课后,他便带着研究生顺着这一思路开展攻关,开发出仿生离子通道系统,并撰写学术论文,还受邀在《科学》杂志上发表新观点。

  “与学生的互动过程,其实也是相互学习的过程。”侯旭深有感触,“走上讲台,意味着自己要不断重新学习、反复审视已有的知识。很多熟稔的知识点,我在备课、授课时会发现过去自己的理解还不够透彻,这样新的思考又会反哺科研,推动自己把科学问题想得更深、看得更远,更有利于高水平科研成果的产出。”

廖红(右一)在茶园和茶农交流。
廖红(右一)在茶园和茶农交流。

  2016年,侯旭加入厦门大学电化学科学与工程研究所。在团队前辈的影响下,他将研究方向由界面化学转向电化学,并逐步成长为电化学团队的青年中坚。2022年,侯旭团队以厦门大学为唯一通信单位,在国际学术期刊《自然》上发表了电化学响应液体门控的重要成果,面向空气净化等国家重大需求开展研究。

  “液体门控就是在微观世界打造一个‘液体之门’,实现物质的高效可控运输与分离。此前的液体门多采用光控、磁控或者光热控制,现在我们可以用电化学的氧化还原来控制‘液体门’的开关。”侯旭分享说,电化学犹如一把“新钥匙”,让他实现了从0到1的原始创新。

侯旭(中)和团队成员开展研究工作。
侯旭(中)和团队成员开展研究工作。

  在厦大电化学所,科研突破从来不是孤军奋战的结果。办公楼里,走廊上的一次偶遇可能就是一场学术探讨。侯旭回忆,在申报国家自然科学基金前,自己常常向团队里的孙世刚院士、田中群院士等前辈请教,“简单聊几句,原来迷茫的方向就清晰了”。

  70多年来,团队以“敢为先、重细节、合为贵”的治学精神薪火相承,引领学科发展,逐步形成结构合理、学科交叉融合、梯队清晰的人才体系。团队现有32位全职师资,其中有2位中国科学院院士、10位国家级高层次人才、9位国家级高层次青年人才。

  从课堂汲取灵感,在实验室完成科学突破,再将科研新收获反哺课堂教学,成为这支团队人才培养的完美闭环。一批批青年学子也由此踏上基础研究的求索之路。

  “我大三就进入电化学研究所参加科研训练,各个实验室大门向本科生敞开,老师们都十分欢迎我们走进去。”如今已是化学化工学院副院长的陈嘉嘉,回忆起20多年前的求学经历,依旧印象深刻。

  依托开放的科研环境,团队推行本硕博一体化培养模式,陈嘉嘉也从一名懵懂闯入实验室的本科生,一步步成长为如今的博士生导师。“刚接触科研时,我对科学的认知十分模糊、粗浅。真正走进名教授的实验室,亲身参与科研实践,我才明白科研究竟意味着什么。”陈嘉嘉说。

  在他看来,人才培养没有独门诀窍,很多时候是水到渠成的过程。这背后是代代师者的薪火接力:从田昭武院士主持研制出我国第一台电化学综合测试仪,奠定学科根基,到孙世刚、田中群等院士坚守本科讲台,把前沿科研融入基础教学,尊师重教、科教相融的传统一棒接一棒地传承下来。

  坚守初心:做应用基础研究的点灯人

  在福州大学,国家级教学名师、福建省杰出教师于岩的时间,总是被两个身份切分开。

  作为教务处处长,大量行政事务占据了她的主要工作时间;卸下行政事务,她则回归材料科学与工程学院教授的角色,一头扎进教学和科研之中。“两副担子同时压在肩上,很多工作只能放在夜晚和周末做。”于岩说,自己几乎把全部精力都扑在校园的工作上。

  然而,在她一长串的荣誉名录里,从福建省优秀教师,到国家级教学名师、宝钢优秀教师奖,“教师”身份在她心中的分量其实最重。“对我们工科专业来说,做好科教融汇是重中之重。”在于岩的理解中,地方“双一流”高校开展基础研究,不能闭门造车,要立足产业现实痛点向下深挖底层机理,走应用基础研究创新之路,打通课堂、科研、产业之间的完整链条。

  于岩的课堂不局限于教室。江苏扬州的阻燃材料企业、山东中烟的导热材料自动化产线,都留下了她带学生调研实践的足迹。

  “学生要看得见自己研究的现实价值。只有走进产业一线,直面真实技术难题,书本上的理论机理才有现实落点,学生才能真正建立起专业认同感,找准自身研究的方向与使命。”于岩说,不少学生正是在深入企业之后,才读懂专业学习的意义,这是基础研究后备人才培养不可或缺的一课。

  科教融汇,并非易事。如何把一线科研积淀转化为育人养分,是于岩从教30多年不断求索的命题。

  她坦诚道出当前高校教学的现实痛点:在现行评价导向之下,部分青年教师的考核压力集中于科研指标,他们投入本科课堂的动力不足,教学停留在照本宣科、完成课时工作量,难以把鲜活的科研思考带入本科课堂。

  有鉴于此,于岩立足材料学科,大胆推进教学改革。在长期授课中,她发现材料专业课程体系门类繁多,大量知识点被拆解在不同课程中。当学生分科目完成学习时,面对科研、产业复杂真实课题时,他们常常陷入“懂理论,不会解决实际问题”的困境。

  “学生掌握书本知识流于碎片化,一旦遇到复杂工程场景就难以融会贯通。”于岩说,她为此牵头联动国内近20所一流高校,开展材料专业“大课制”改革,即跳出传统单门课程修补、固化排课的窠臼,通过课程重组整合、弹性化教学安排,重构专业教学逻辑,破除课程之间的知识藩篱。

  改革取得实实在在的成效:材料专业总课时压缩4.7%,个性化实践教学占比提升47.3%,课程学生平均满意度从83%提升至99%。

  新学期伊始,于岩主讲的国家一流本科课程“陶瓷工艺学”以全新数字化教材的形式和学生见面。一张小小的认证卡片,扫码即可进入线上教材,视频、动画、交互式习题融为一体。

  为打磨这套新形态教材,于岩投入大量精力,录课、打磨教案、设计线上互动环节,把自己对科研一线的思考融入其中。“教学和科研并不是天然矛盾,但要把两者都做好,就要牺牲不少个人时间。”于岩感叹道,支撑自己数十年坚持下来的,是发自内心对教书育人这份事业的热爱。

  向下扎根:把育人课堂搬到田野间

  在福建农林大学,根系生物学研究中心主任廖红教授,探索出一条“实验室—课堂—田间地头”三位一体的农林科学研究育人之路。

  作为较早引入国外根系生物学的学者,廖红在华南农业大学时便深耕理论研究,编撰学科教材。来到福建农林大学之后,她成为“把论文写在大地上”的科技特派员,将积淀多年的科学研究成果一步步播撒在八闽的土地上。

  她的实验室定位清晰——以根系调控为核心,搭配绿色有机肥方案,改良土壤、养护作物根系,匹配作物养分吸收规律,从土壤健康出发,通向作物健康、食品健康,最终落脚于人体健康。“农业科学的基础问题,很多藏在泥土里。”廖红坚持认为,做科研不能封闭在实验室里。她引导学生既要沉下心读懂微观的分子机理,也要俯身读懂脚下的土地。

  校园课堂上,廖红为硕士生、博士生开设“高级植物营养学”“农业资源与环境进展”等课程。

  课堂打破一人授课的传统模式,邀请校内外不同研究方向的学者轮流主讲,每节课分为专家前沿分享、学生文献汇报两个环节。学生汇报不能局限于自身研究课题,要顺着授课专家的方向梳理整个领域的研究进展。“这套训练,帮助我们跳出狭窄的课题视角,建立起有关农业资源与环境学科的全局认知,更好找准自己的研究方向。”博士生林玉虎回忆道。

  课堂之外,广袤田野便是团队的第二实验室,科研课题就产生于田间一线。闽北浦城再生稻基地,就是师生们常年驻扎的试验场。

  “那时天刚亮,我们就跟着农户下田,育秧、插秧、田间管护样样都干,一驻扎就是大半年。”说起浦城再生稻项目,林玉虎记忆犹新。在其他科研团队已开展品种选育和栽培技术攻关的基础上,廖红团队把研究重心放在当地突出的土壤酸化、根系健康问题上,开展应用基础研究。

  “廖老师时常告诫我们,农业科研不是在实验室先想好课题,再拿到田里简单验证,而是要扎进田间,在实践中不断发现问题、积累线索,慢慢打磨完善研究成果。”林玉虎说。

  初到基地,这群来自校园的年轻人并不被种粮大户看好,在农户眼中,这群学生不懂农事,很难解决生产实际难题。为了打破隔阂,学生们和基地工人同吃同住,从零开始,虚心学习农业技术。实打实的成效慢慢打消了农户的顾虑:第一年近千亩农田采纳团队的养分调控方案,第二年示范规模就扩大到1万亩。

  即便是主攻分子机理、偏向基础研究方向的学生,同样要奔赴田间开展实地调研。博士三年级的周慧文长期从事室内分子实验,下地采样也是其科研工作的重要一环。

  廖红定下一条铁律:农业科研切忌生搬硬套,一切研究必须因地制宜。每次奔赴省外大豆主产区采样之前,她都会和学生详细研讨两到三轮,细化采样表格、测试指标、后续实验规划,方案经多轮修改完善后,才准许学生出发。

  “廖老师一直要求我们,既要坐得住冷板凳,深耕分子机理等基础实验,也要迈得开脚步,走进田间直面产业真实需求。”周慧文说。

  “科学研究可以很高深,也可以沾满泥土。”在廖红团队内部,形成了独特的“田野传承”:高年级的师兄师姐带着师弟师妹奔赴田间,把实地调研、求真务实的治学理念一代代接续传递。

  记者手记

  构筑科教融通的土壤

  福建日报记者 蒋丰蔓

  一位优秀的基础研究人才,从来不是埋头于实验室闭门修炼。

  记者在福建多所高校采访中看到,无论是顶尖研究型大学的集体团队还是地方高校教师个体,无论是在理化实验室还是在广袤的乡村田野,都在践行同一个逻辑:基础研究人才,生长于课堂与实验室的双向循环之中。

  不过,这样的双向循环,面临着一些因素的制约。例如现实之中,“重科研、轻教学”仍是高校需要持续破解的命题。科研指标清晰可量化,教学成效往往周期漫长、难以简单衡量。把上好课当作“良心活”,只依靠情怀远远不够。

  “名教授上讲台”,既需要教师个人的理想情怀,更离不开制度的托举。要完善分类评价导向,让教学成果真正被看见、被认可;搭建传帮带的机制,以重大科研任务牵引青年人才成长;推动前沿科研成果系统转化进课程、教材,而不只是课堂零星的案例分享。

  基础研究也没有唯一模样:既有勇闯“从0到1”无人区的原始基础研究,也有立足产业需求向下深挖机理的应用基础研究;既发生在精密的仪器实验室,也生长于田间地头的生产一线。高水平研究型大学、地方高校各有定位,相向而行,共同承担起壮大基础研究后备力量的时代使命。

  讲台播种好奇,实验室淬炼本领。老一代传薪,青年人接力。一批批心怀科学梦想的青年,正从课堂走向实验室、走向产业现场,这正是教育、科技、人才一体推进的最生动图景。