“開放型”實(shí)踐激發(fā)科研反哺教學(xué)

在很多人看來，地方新建本科院校長期存在著一些“矛盾”。比如，長期被視為教學(xué)型院校，教學(xué)和科研“被”刻板對立；大多是非碩士點(diǎn)單位，容易產(chǎn)生教師隊(duì)伍對科研創(chuàng)新的需求增長與無學(xué)生可帶之間的結(jié)構(gòu)性矛盾；更為重要的是在學(xué)生層面，學(xué)生對新事物和新技術(shù)“求知”欲望與傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)模式之間的矛盾對立越來越凸顯，學(xué)校整體層面又缺乏全面提升學(xué)生創(chuàng)新思維能力的創(chuàng)新性教學(xué)體系。

“這些矛盾讓地方新建本科院校的學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)變得撲朔迷離，大家先是在‘應(yīng)用’和‘創(chuàng)新’之間游移不定，隨后又在如何提升學(xué)生的創(chuàng)新能力上產(chǎn)生了新的困惑。”河南省微納米能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、許昌學(xué)院副院長鄭直坦言。

    回應(yīng)需求

    構(gòu)建開放實(shí)踐創(chuàng)新教育體系

2005年，鄭直牽頭組建了許昌學(xué)院第一個(gè)研究院所——表面微納米材料研究所。研究所成立后，很快引進(jìn)了一批具有較強(qiáng)科研能力的博士及科研人員，逐漸在納米技術(shù)和清潔能源的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究方面凝練出了一定特色?！爱?dāng)時(shí)，老師‘帶’學(xué)生的熱情比較高，大家在想沒有研究生，我們是不是可以‘帶’本科生，嘗試培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新能力？”當(dāng)時(shí)在材料所工作的張艷鴿教授回憶。

2006年，研究所設(shè)置了一門“開放實(shí)踐創(chuàng)新”課，這門“課”沒有固定的課表和教室，從化學(xué)等相關(guān)專業(yè)選拔、招募了一些學(xué)生進(jìn)入老師的實(shí)驗(yàn)室，嘗試以導(dǎo)師制的形式訓(xùn)練本科生的科研和創(chuàng)新能力。結(jié)果，學(xué)生的踴躍程度超出了團(tuán)隊(duì)成員的想象。這時(shí)，他們才意識(shí)到，長期以來本科生的內(nèi)心對創(chuàng)新的渴望有可能在某種程度上是被忽視的，而這門課對這種渴望無疑是一種正面呼應(yīng)。

2013年，學(xué)校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)型提速，進(jìn)行了部分院系調(diào)整，在表面微納米材料研究所的基礎(chǔ)上，正式成立了新材料與能源學(xué)院。這下終于有了自己的學(xué)生。

學(xué)院逐步設(shè)置了材料科學(xué)與工程、納米材料與技術(shù)、新能源材料與器件等本科專業(yè)，“河南省微納米能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“河南省國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”等優(yōu)勢科研平臺(tái)也先后“落戶”，學(xué)院博士、副高以上高層次人才占比80%，擁有兩個(gè)河南省創(chuàng)新型科技團(tuán)隊(duì)、兩個(gè)河南省高?？萍紕?chuàng)新團(tuán)隊(duì)，院（所）聚焦微納米結(jié)構(gòu)材料在太陽能電池、鋰離子電池、光催化環(huán)境治理等領(lǐng)域的應(yīng)用開展相關(guān)研發(fā)工作，在能量儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)換方面形成了鮮明特色。

如何打通科研和教學(xué)的關(guān)系，把院所的科研優(yōu)勢反哺到教學(xué)中，成為年輕的新材料與能源學(xué)院進(jìn)行人才培養(yǎng)的一個(gè)支點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)意識(shí)到：學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)僅靠一門課程是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要成系統(tǒng)。

深入思考之后，學(xué)院拿出了開放實(shí)踐創(chuàng)新課程的“升級版”方案：“OPCE”?！癘PCE”是Open， Practical， and Creative Education的縮寫，即開放實(shí)踐創(chuàng)新教育體系。學(xué)院希望通過科研反哺教學(xué)，以解決科研與教學(xué)矛盾為出發(fā)點(diǎn)，以教師群體科學(xué)研究能力提升為動(dòng)力，以學(xué)生直接參與教師科研創(chuàng)新為路徑，以教師創(chuàng)新性（應(yīng)用型）研究引領(lǐng)和帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考，開發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性思維和解決實(shí)際問題的能力。

開放實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)課程由原來的一門課拓展為課程體系，學(xué)院建立了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)、科學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和工程技能拓展平臺(tái)；由原來部分學(xué)生參與變?yōu)槿珕T參與、分類培養(yǎng)?！鞍凑找?guī)劃，學(xué)生從大二開始進(jìn)入教師科研實(shí)驗(yàn)室，課程分基礎(chǔ)訓(xùn)練、技能提升和創(chuàng)新設(shè)計(jì)等三個(gè)實(shí)施階段，實(shí)行項(xiàng)目化管理。一般情況下，每位老師帶3—4名學(xué)生，根據(jù)教師研究方向和學(xué)生自身興趣，師生之間進(jìn)行雙向選擇?！毙虏牧吓c能源學(xué)院院長高遠(yuǎn)浩介紹。

    項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

    開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維

師生共同的研究志趣成為課程的推動(dòng)力，教師的研究方向“催生”了學(xué)生新的創(chuàng)意。

2019屆學(xué)生王家稷在大一時(shí)就了解到楊曉剛老師的研究方向是納米材料在太陽能分解水制氫方面的應(yīng)用研究，他很感興趣，并在第四學(xué)期進(jìn)入了楊曉剛的課題組。在兩年多的時(shí)間里，實(shí)驗(yàn)—發(fā)現(xiàn)問題—分析原因—查閱文獻(xiàn)—請教老師—討論—實(shí)驗(yàn)……成為了他的“日?！薄Ｔ跅顣詣傊笇?dǎo)下，他開始關(guān)注鐵銹廢棄物循環(huán)利用這一問題，發(fā)現(xiàn)利用草酸作為傳輸劑、以硝酸鈉作為表面電荷調(diào)控劑，可以將鐵銹通過水熱法傳輸?shù)紽TO導(dǎo)電薄膜上，“變廢為寶”制備得到具有（光）電活性的氧化鐵薄膜，并成功應(yīng)用于光電或電催化分解水制氫的陽極材料。該成果發(fā)表在ACS Sustainable Chem. Eng.期刊上，影響因子6.1。王家稷是第一作者。

在學(xué)校，像他一樣在本科階段就在知名期刊上發(fā)表論文的學(xué)生還有不少。近年來，學(xué)院在校本科生參與發(fā)表SCI收錄學(xué)術(shù)論文80余篇，獲得授權(quán)國家發(fā)明專利27件。學(xué)生還先后在“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽等國家級比賽中獲國家級獎(jiǎng)勵(lì)32項(xiàng)，省部級獎(jiǎng)勵(lì)29項(xiàng)。

“學(xué)生們在實(shí)驗(yàn)中不斷嘗試，通過分析原因，優(yōu)化方案、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，問題得以解決。在這個(gè)過程中，他們迅速成長，對科研的興趣也慢慢建立起來了?！苯處熀蝹フf。

“OPCE”方案還建立了較為完善的評價(jià)體系，與其他院系本科生僅需完成畢業(yè)論文不同，學(xué)院學(xué)生每學(xué)期需上交一篇項(xiàng)目進(jìn)展報(bào)告，每學(xué)年需上交一篇學(xué)年論文，學(xué)年論文的考評成績作為學(xué)生獲取相應(yīng)學(xué)分的主要依據(jù)，學(xué)院還鼓勵(lì)學(xué)生把學(xué)年論文整理成學(xué)術(shù)論文或?qū)＠?。學(xué)習(xí)過程看似處處充滿壓力，卻讓學(xué)生們在經(jīng)歷了數(shù)次挫敗與成功后離科學(xué)之門又近了一步。

    聚焦實(shí)踐

    培養(yǎng)學(xué)生問題意識(shí)

“‘OPCE’體系的創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)定位在新技術(shù)元素的探知能力、知識(shí)與技術(shù)的集成能力、創(chuàng)新組織的宏思維能力和技術(shù)反思能力這四個(gè)能力的交叉融合上，也就是要面向生產(chǎn)實(shí)踐，去培養(yǎng)敢于提出問題、勇于創(chuàng)新，善于解決問題的人?！边@個(gè)體系的提出者之一賈曉紅這么認(rèn)為。

超硬材料是許昌的四大特色產(chǎn)業(yè)之一，學(xué)生主導(dǎo)完成的“預(yù)合金粉末流動(dòng)性檢測方法與控制標(biāo)準(zhǔn)”課題，為企業(yè)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化提供了理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐；學(xué)生與企業(yè)研發(fā)人員共同研發(fā)的“金剛石工具用預(yù)合金粉加工性能調(diào)控”裝置，已在黃河旋風(fēng)金屬粉末公司應(yīng)用推廣，使該公司產(chǎn)品一次交驗(yàn)合格率從52%提高到88%。

2013和2014級本科生盧強(qiáng)、高廣進(jìn)、吳亞娟等參與的“微納米金屬氧化物在鈞瓷釉料的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化”“稀土金屬微納米材料在鈞瓷釉中的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化”等項(xiàng)目通過對傳統(tǒng)鈞瓷釉料的科學(xué)分析，將納米材料與傳統(tǒng)釉料結(jié)合，成功研發(fā)了一系列的鈞瓷產(chǎn)品，提高了鈞瓷的藝術(shù)觀賞價(jià)值，“納鈞”的研發(fā)為企業(yè)解決了技術(shù)難題。

科研和教學(xué)的融合在無形中產(chǎn)生了一種新的雙向作用力，受益的不僅是學(xué)生，“OPCE”體系最終實(shí)現(xiàn)了良性互動(dòng)。在全面推動(dòng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)質(zhì)量提高的同時(shí)，教師團(tuán)隊(duì)近年來也獲得了近30項(xiàng)國家自然科學(xué)基金資助，“OPCE”育人體系在學(xué)校其他理工科院系得以推廣。

“如果失去了創(chuàng)新，即使把工廠、車間搬到了校園，抑或是把課堂搬進(jìn)了廠房車間，都只能是解一時(shí)之渴，難成長遠(yuǎn)之計(jì)，培養(yǎng)的學(xué)生也難以適應(yīng)日新月異的科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展?！X學(xué)森之問’從來都沒有只針對雙一流大學(xué)，地方本科院校也應(yīng)勇立潮頭，擔(dān)當(dāng)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重任?！痹S昌學(xué)院院長岳修峰說。

《中國教育報(bào)》2019年11月04日第6版