科研與教學協(xié)調發(fā)展促進能源專業(yè)教學團隊建設*

簡秀梅，許細薇，蔣恩臣

(華南農業(yè)大學材料與能源學院，廣東 廣州 510640)

能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)于2011年成為華南農業(yè)大學新辦專業(yè)，2014年成為廣東省戰(zhàn)略新興產業(yè)特色專業(yè)。能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)以廣東省新能源產業(yè)發(fā)展特點和需求為導向，以生物質能、太陽能和風能等可再生能源的高效轉換和清潔利用為核心技術，培養(yǎng)具備能源轉化基礎理論、應用技術和實踐能力的高級復合型工程技術人才[1-3]。

在近年的教學改革與實踐中，能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)形成了一支年齡層次、知識結構、學緣結構合理，職稱學歷層次高，教學經驗豐富的中年教師和銳意進取的青年教師組成的一線教學團隊。能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)主干課程群教學團隊目前共有教師13人，教授5人，副教授4人，講師4人；50歲以上3人，40～50歲3人，30～40歲4人，30歲以下3人；博士學位12人，碩士學位1人；分別畢業(yè)于中國科學技術大學、中山大學、華南理工大學、華中農業(yè)大學、東北農業(yè)大學、華南農業(yè)大學、中國農業(yè)大學、華東理工大學等名校。其中1人獲“南粵優(yōu)秀教師”稱號，1人獲得東方學者稱號，2人獲得青年珠江學者稱號；其中4人具備博士后工作經驗，5人在世界一流大學進行訪問學習。

在專業(yè)的教學發(fā)展過程中，能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊的科研工作優(yōu)異。于2015年-2019年五年期間，13名教學團隊骨干，有9人主持了國家自然科學基金的重點項目、面上項目、青年項目和國際合作項目，團隊成員都有科研方向和加入研究團隊。13名教學團隊骨干，近五年，人均發(fā)表1篇以上SCI或EI收錄文章，多篇國內核心期刊文章。

高度院校的三項職能即：培養(yǎng)專門人才；科學研究；服務社會。培養(yǎng)專門人才，指高等教學。教學與科研是高校的主要職能[4]。培養(yǎng)優(yōu)秀的教學團隊，必須促進教學團隊成員的科研發(fā)展，使其獲得專業(yè)自身持續(xù)發(fā)展的強大科技動力，才能提高教學質量，發(fā)展優(yōu)秀專業(yè)，最終實現(xiàn)辦學宗旨[5]。以能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊的建設經驗，本文就本科教學的平臺資源、本科教學的師資資源和本科教學學生學習成果三個方面，闡述科研與教學協(xié)調發(fā)展如何促進能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊的建設。

1 科研與教學有機結合得益于科研團隊先進的硬件資源

能源科學與工程系注重科研教學協(xié)同互促發(fā)展，擁有多個科研平臺、研發(fā)機構和創(chuàng)新平臺，如農業(yè)部能源植物資源與利用重點實驗室、廣東省高校生物質能源重點實驗室、廣州市能源植物資源與利用重點實驗室、華南農業(yè)大學生物質能研究所[6]。以上的科研平臺，都制定了科研基礎設施、儀器設備共建共享制度，建立了高效的數(shù)據(jù)、信息、知識產權、儀器設備的共享平臺，包括有能源植物種質資源評價、生物質轉化大型儀器共享平臺。教學團隊的教師，根據(jù)各自的專業(yè)特色，依托科研平臺和共享制度，實現(xiàn)了專業(yè)兩大研究方向的前沿性研究：新型農業(yè)生物質資源開發(fā)及其高效轉化和高值利用、新型太陽能電池研究。

得益于以上的科研平臺，教學團隊的老師開展了一系列科學研究，如利用生化轉化和熱化學轉化技術，開發(fā)生物質能源和高值產品，建立能源植物資源與利用技術平臺。如進一步提高量子點敏化太陽電池其光電轉換效率，并開發(fā)出不含鉛、鎘高毒性元素的“綠色”吸光材料。在戰(zhàn)略新興產業(yè)特色專業(yè)教學中，如果沒有科研平臺，教學團隊的教師無法實現(xiàn)其科研想法，其學術知識停留在畢業(yè)前的固有知識，是不能適應日新月異的新能源專業(yè)的發(fā)展需要，難以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力。

得益于以上的科研平臺，教學團隊的老師發(fā)表一系列高水平的科研文章，得到國內外學者專家的認可，如被SCI收錄的Bioresource Technology、Fuels、Energy & Fuels、Environmental Technology & Innovation等國際知名雜志。教學團隊的老師把從撰寫及發(fā)表SCI文章獲得同行評價經驗，反哺教學，使教學內容與國際最新科研接軌，使學生從中受益。

得益于以上的科研平臺，并以此為契機，教學團隊的老師指導本科畢業(yè)生的畢業(yè)論文方向，均為世界領先的研究領域。本科生的畢業(yè)論文實驗利用以上的科研平臺，設計實驗方案，并驗證和總結實驗，因此能源專業(yè)的畢業(yè)生除了完成高質量畢業(yè)論文，其畢業(yè)論文均可以達到發(fā)表在國內二級核心期刊或一級核心期刊，或世界一流雜志的水平，并曾被SCI或EI收錄。

2 科研與教學結合有利于師資質量持續(xù)發(fā)展

2.1 科研有助于教學團隊教師的教學水平能力提高

具有較高科研水平的教師，在教學上更易做到“深入淺出”，對教學內容講解更為深刻透徹，對知識點把握更為準確，有助于提高課堂效率和教學質量[7]。目前，高校對教師的綜合素質要求越來越高，高校引進的教師一般學歷層次較高，一般是博士，并具備海外留學經驗。能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊自2011年建立以來，引進的教師都受過良好的高等教育和獲得博士學位，有發(fā)表多篇高影響因子的SCI文章經歷，并且通過競聘的形式進入高校，本身綜合素質不錯，具備良好的科研能力。教師團隊的優(yōu)秀教師被引進能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)后，主要職責是教學，同時通過科研課題研究，能夠及時將最前沿的學術成果融入到課堂教學中，使學生掌握本專業(yè)最新發(fā)展狀況，以提高學生的學習興趣。受到“教、研相長”互動模式的激勵，四位獲得國家自然科學基金資助項目的教師，同時，在學院的本科教學觀摩大賽中，名列前茅，獲得1個一等獎，3個三等獎殊榮。

另外一方面，科研對教學的促進作用不僅僅局限于教學內容，學者型教師思考問題的方式、嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度和刻苦的學習精神等對學生影響更大。受到教學團隊的教師刻苦認真的學習精神的影響，能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)歷年來每一屆本科生(60人上下)，均有1-2名學生獲得國家級獎學金一等獎(獲評率是千分之一)。

2.2 科研有助于教學團隊教師的學術水平能力提高

科研更能促進教師在學術水平的提高。如果教學團隊教師只是一昧地做一名教書匠或照本宣科，那么教師的知識貯存相當于一直停滯不前，教師的發(fā)展前途更是堪憂?？蒲心艽龠M教學團隊教師在教學上的成長，拓展自身的知識面，是對教學團隊教師自身素質的提高[8]。

能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊自建立以來，1名教師獲批“南粵優(yōu)秀教師”稱號，2名青年教師獲批“青年珠江學者”稱號，一名教師獲評“青年教授”職稱，1名教師獲批“首聘教授”稱號，3名教師獲批“首聘副教授”稱號。

3 科研與教學結合有利于學生學習成果的持續(xù)提高

3.1 ABET 專業(yè)認證規(guī)定的七個學生學習成果

國際著名工程教育認證機構ABET在2019-2020年度實施的認證標準規(guī)定：學生產出成果為使得畢業(yè)生能開始職業(yè)工程實踐[9]。學生產出成果具體為以下七個成果：

(1)通過應用工程、科學和數(shù)學原理，識別、闡述和解決復雜工程問題的能力。

(2)考慮公共健康、安全和福利，以及全球、文化、社會、環(huán)境和經濟因素，應用工程設計得到滿足特定需求的解決方案的能力。

(3)與各種人員進行有效溝通的能力。

(4)考慮工程解決方案在全球、經濟、環(huán)境和社會中的影響，在工程環(huán)境中意識到職業(yè)道德責任，做出明智判斷的能力。

(5)在由團隊成員領導的團隊中有效發(fā)揮作用，營造協(xié)作和包容的環(huán)境，建立目標，計劃任務，并達成目標的能力。

(6)開發(fā)和操作合適的實驗，分析和解釋數(shù)據(jù)，運用工程判斷得出結論的能力。

(7)根據(jù)需要采取適當?shù)膶W習策略來獲取和應用新知識的能力。

3.2 科研與教學結合促進學習成果之一：應用工程、科學和數(shù)學原理，解決復雜工程問題能力的提高

近四年來，授課老師承擔國家自然科學基金、省部級、市廳級、校級、院級等不同層次的科研課題20余項，譬如國家自然科學基金重點項目“材料和界面工程提高量子點敏化太陽電池性能”、面上項目“木質素降解酚類衍生物苯環(huán)上常壓低溫加氫脫氧協(xié)同轉烷基化煉制BTX”、國家自然科學基金青年基金項目“畜禽糞便/秸稈基復合活性炭對土壤重金屬鈍化機理的研究”、廣東省科技計劃項目“基于農林廢棄物連續(xù)熱解炭化技術的多聯(lián)產設備開發(fā)與應用”等項目，項目研究內容覆蓋了能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)的兩大領域：生物質能和新型太陽能電池。

基于以上的科研領域，教學團隊教師有針對性進行畢業(yè)論文題目的設計，鼓勵教師把自己的研究經驗、體會及成果帶進畢業(yè)論文中，讓學生在畢業(yè)論文的完成中，接觸學科研究的前沿知識，應用工程、科學和數(shù)學原理，解決復雜工程問題能力。例如，根據(jù)獲批的國家自然科學基金青年基金項目“畜禽糞便/秸稈基復合活性炭對土壤重金屬鈍化機理的研究”，專業(yè)教師在畢業(yè)論文題目安排中，設計了“高溫碳材料的官能團演變與重金屬吸附的關系研究”、“復合顆粒活性炭對土壤溶液重金屬吸附特性研究”、“復合顆粒活性炭修復鎘、鉛污染的番禺菜田土壤的研究”、“不同孔徑活性炭對土壤理化性能的研究”、“生物質炭對南方紅壤理化性能的改良研究”等多篇本科畢業(yè)論文題目。

基于以上的科研領域，并通過以上的畢業(yè)論文的實驗方案設計、實驗實施和數(shù)據(jù)分析和論文撰寫，使所指導的本科畢業(yè)生具備應用能源工程、環(huán)境工程、能源工程科學和環(huán)境科學和數(shù)學原理，解決復雜能源和環(huán)境工程問題能力，以適應畢業(yè)的工程職業(yè)實踐[10]。

3.3 科研與教學結合促進學習成果之二：開發(fā)和操作合適的實驗，分析和解釋數(shù)據(jù)，運用工程判斷得出結論的能力

華南農業(yè)大學每學年組織大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動項目的申報，組織專家對所有項目進行評審，對優(yōu)秀項目給予立項資助。因此，基于指導教師的先進科研項目方向，譬如項目“稻殼熱解氣化學鏈循環(huán)制純H2協(xié)同CO2捕集關鍵技術研究”、“生物質炭還田對食用木薯種植的綜合效果研究”、“畜禽糞便/秸稈基復合活性炭對土壤重金屬鈍化機理的研究”等，能源與環(huán)境系統(tǒng)專業(yè)的學生獲得了與教師科研項目相關的1個國家級、5個省級、多個校級的大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，如2013年國家級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目“太陽能空氣清新機”、2017年省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目“不同孔徑活性炭對負載二氧化鈦光催化劑的影響機理研究”、2017年省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目“基于農林廢物寬適應性的化學鏈氣化制取合成氣的機制研究”。

基于教學團隊的教師科研方向，獲批大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的能源與環(huán)就系統(tǒng)專業(yè)學生，建立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的相關研究方向和主題，開發(fā)和操作合適的實驗，分析和解釋數(shù)據(jù)，運用工程判斷得出結論的能力，而且在專業(yè)教師的細心指導下，每個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目都能順利結題，并取得預期成果。

科研和教學結合，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的實踐，促進了能源與環(huán)境系統(tǒng)工程的專業(yè)畢業(yè)生，具備了開發(fā)和操作合適的實驗，分析和解釋數(shù)據(jù)，運用工程判斷得出結論的能力。

4 科研與教學協(xié)調發(fā)展促進能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊的建設

高教大計，教學為本，人才培養(yǎng)是大學的本質職能，教書育人是教師的天職。把教學和科研緊密地結合起來，形成教學帶動科研、科研反哺教學的良性互動關系，是普通髙等本科院校教學立校、科技興校發(fā)展的一條共識[11]。教學和科研之間的關系將直接影響到專業(yè)的教學質量和科研水平，也直接決定了高校的辦學水平[12]。所以，能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)教學團隊的培養(yǎng)過程中，合理規(guī)劃，積極引導，建立起教學為本、科研并重的理念和意識，實現(xiàn)教學和科研的良性互動，更好地擔當起學生健康成長的指導者和引路人，實現(xiàn)高校的綜合、良性發(fā)展。