基于科研團(tuán)隊的研究生創(chuàng)新教育實踐與思考
——以先進(jìn)功能材料課題組為例

李耀剛, 王宏志, 張青紅, 侯成義, 李克睿

(東華大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201620)

黨的十九大提出要加快建設(shè)創(chuàng)新型國家,并明確創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐[1]。創(chuàng)新包括思想創(chuàng)新和行為創(chuàng)新,它在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會發(fā)展中至關(guān)重要?？萍紕?chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐,必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置[2]。隨著全球科技競爭日益激烈,歐美等發(fā)達(dá)國家的科技創(chuàng)新投入占國家生產(chǎn)總值的比例越來越大,反映了其對自身創(chuàng)新能力的高度重視。21世紀(jì)以來,我國經(jīng)濟(jì)社會一直處于高速發(fā)展的黃金期,但人口急劇增長、環(huán)境和資源矛盾等因素嚴(yán)重制約了國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,低成本的優(yōu)勢已經(jīng)不再適合當(dāng)前社會發(fā)展的主流,國家由傳統(tǒng)社會向創(chuàng)新型社會轉(zhuǎn)型的需求日益強(qiáng)烈[3]。以科技創(chuàng)新為核心的發(fā)展策略是解決人口增長等瓶頸問題的有效途徑?？萍紕?chuàng)新對社會發(fā)展越來越重要,而科技創(chuàng)新急需具有創(chuàng)新能力的人才。研究生是我國創(chuàng)新人才的主要來源[4],知識創(chuàng)新是研究生教育的價值所在,也是研究生的角色定位[5]。因此,通過研究生教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才是建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求,也是提升國家綜合競爭力的保障。本文基于對先進(jìn)功能材料課題組科研團(tuán)隊創(chuàng)新教育實踐的分析與總結(jié),探討了基于科研團(tuán)隊的研究生創(chuàng)新教育的意義、途徑及有效措施。

一、科研團(tuán)隊是研究生創(chuàng)新教育的重要模式

1.研究生創(chuàng)新教育的重要性

國家發(fā)展需要人才,民族振興需要人才,創(chuàng)新性人才是推動一個民族或國家走到時代前列的重要力量。創(chuàng)新人才的培養(yǎng)離不開創(chuàng)新教育,研究生教育是培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才的主要途徑。習(xí)慣于固有思維,缺乏創(chuàng)新精神,是當(dāng)今我國研究生教育人才培養(yǎng)需要解決的重大問題。通過創(chuàng)新教育來培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力,是解決這一問題的有效辦法。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)可以推動研究生向更高層次發(fā)展,這對于國家具有重大的現(xiàn)實意義和長久的戰(zhàn)略意義,對社會發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。高校作為研究生培養(yǎng)的搖籃,其創(chuàng)新教育符合當(dāng)前學(xué)生自身發(fā)展和就業(yè)需求,更順應(yīng)當(dāng)前世界發(fā)展潮流[6]。在新的形勢下,培養(yǎng)跨學(xué)科的人才,建立交叉學(xué)科的研究領(lǐng)域,是各個學(xué)科發(fā)展的必由之路[7],這是孕育科技創(chuàng)新的重要前提,在創(chuàng)新發(fā)展中扮演著不可替代的角色。

2.科研團(tuán)隊在研究生創(chuàng)新教育中的優(yōu)勢

研究生教育是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主要渠道,研究生教育的質(zhì)量直接影響拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。如何保障研究生教育質(zhì)量,培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和綜合能力的拔尖創(chuàng)新人才是一項重要課題。以群體形式存在的科研團(tuán)隊,可以通過相互協(xié)作、集中力量更高效地完成科研任務(wù)?？蒲袌F(tuán)隊通常由多名不同背景的指導(dǎo)教師以及研究生梯隊組成,具有多學(xué)科、多專業(yè)領(lǐng)域交叉的特點(diǎn),團(tuán)隊成員無論是年齡、性格特征、工作風(fēng)格、人文素養(yǎng),還是知識架構(gòu)、思維方式、生活經(jīng)驗等都可以優(yōu)勢互補(bǔ)、互利共存?？蒲袌F(tuán)隊作為高端人才的匯集地,在創(chuàng)新教育中具有人才優(yōu)勢和團(tuán)隊優(yōu)勢。團(tuán)隊成員在創(chuàng)新教育中互相影響、共同進(jìn)步,不斷挖掘已知領(lǐng)域更深層的奧秘,不斷探索科技領(lǐng)域的未知世界,使得高校科研團(tuán)隊向著更好更強(qiáng)方向發(fā)展。科研團(tuán)隊為研究生創(chuàng)新教育提供了平臺,有助于提高研究生的科研能力,促進(jìn)研究生拔尖人才的培養(yǎng)。基于科研團(tuán)隊的多維度協(xié)同創(chuàng)新型人才培養(yǎng)是研究生創(chuàng)新教育的重要模式,可以極大地提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量[8]。

二、基于科研團(tuán)隊開展研究生創(chuàng)新教育的實踐

我校(東華大學(xué))材料科學(xué)與工程學(xué)院擁有材料科學(xué)與工程一級學(xué)科博士點(diǎn)、博士后流動站,建有三個國家和部級科研基地,分別為纖維材料改性國家重點(diǎn)實驗室、高性能纖維及制品教育部重點(diǎn)實驗室(B)和先進(jìn)玻璃制造技術(shù)教育部工程研究中心。材料學(xué)為首批國家重點(diǎn)學(xué)科,被列為上海市十大重中之重學(xué)科;材料加工工程為上海市重點(diǎn)學(xué)科。一直以來,學(xué)院以創(chuàng)新教育為核心教育理念,旨在提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力,為科研團(tuán)隊和學(xué)生提供良好的創(chuàng)新平臺。目前學(xué)院已形成多個科研團(tuán)隊,其中先進(jìn)功能材料課題組(Advanced Functional Materials Group, AFMG)成立于2005年,“先進(jìn)”就是要把握國際前沿,立足科技創(chuàng)新;“功能”就是要對接國家需求,推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展;“材料”就是要依托我校材料科學(xué)與工程學(xué)院、纖維材料改性國家重點(diǎn)實驗室,致力于材料學(xué)科發(fā)展,培養(yǎng)材料創(chuàng)新人才。團(tuán)隊組建17年來,十分重視創(chuàng)新教育文化建設(shè),不斷凝練科學(xué)研究方向,以創(chuàng)新教育成果為抓手,實現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

1.建設(shè)基于科研團(tuán)隊的創(chuàng)新教育文化

AFMG成立之初,便確立了團(tuán)結(jié)、向上、求實、創(chuàng)新的課題組組訓(xùn),明確了組訓(xùn)的內(nèi)涵?！皥F(tuán)結(jié)”就是團(tuán)隊中教師之間、學(xué)生之間、師生之間要團(tuán)結(jié);“向上”就是團(tuán)隊中的教師、學(xué)生要有積極向上的心態(tài)和行為;“求實”就是團(tuán)隊中的師生要腳踏實地、實事求是,實驗數(shù)據(jù)真實可靠;“創(chuàng)新”就是在團(tuán)結(jié)、向上、求實的前提下,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。17年來,AFMG堅持“育人為本,求真至上”的原則,以培養(yǎng)“品格健全、能力優(yōu)秀”的學(xué)生為目標(biāo),致力于研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。組內(nèi)成員積極進(jìn)取、互幫互助,營造了濃厚的學(xué)術(shù)氛圍。

2.凝練基于科研團(tuán)隊的創(chuàng)新研究方向

AFMG成立以來,十分注重研究方向的凝練。目前主要研究方向有:①智能變形變色材料,面向可穿戴的電致/熱致變色材料及光子晶體材料;②能源轉(zhuǎn)化與儲存材料,用于光伏、熱電和摩擦電等能源轉(zhuǎn)換材料,以及鋰/鋁/鈉離子電池和超級電容器的構(gòu)筑;③傳感與催化材料,面向人工智能領(lǐng)域的觸覺傳感和微流控檢測器件,以及光催化/光電催化產(chǎn)氫材料。圍繞上述研究方向,AFMG先后承擔(dān)和參與了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目、中央軍委科學(xué)技術(shù)委員會創(chuàng)新項目、國家國防科技工業(yè)局基礎(chǔ)重點(diǎn)項目、863重大項目、國家科技支撐計劃項目、教育部重大專項培育項目/優(yōu)先支持項目等國家級、省部級科研項目50余項;與中國電子科技集團(tuán)有限公司、中國兵器工業(yè)集團(tuán)有限公司、圣戈班研發(fā)(上海)有限公司等知名企業(yè)合作開展了多項技術(shù)開發(fā)項目。

3.形成基于科研團(tuán)隊的創(chuàng)新教育成果

在創(chuàng)新教育實踐中,AFMG注重學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng),提高學(xué)生獨(dú)立思考能力,鼓勵學(xué)生從材料組分設(shè)計、微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)筑、宏觀形態(tài)組裝以及先進(jìn)功能調(diào)控等方面入手,完成課題路線設(shè)計,開展實驗研究,分析實驗數(shù)據(jù),總結(jié)實驗結(jié)果。AFMG先后在Science子刊ScienceAdvances、Nature子刊NatureCommunications、ChemicalReviews、ChemicalSocietyReviews、AdvancedMaterials、AdvancedFunctionalMaterials、ACSNano、ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica、AngewandteChemie-InternationalEdition等國際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文200余篇,獲授權(quán)發(fā)明專利120余項。這些豐碩的成果離不開課題組的多維度協(xié)同創(chuàng)新教育。以彈性導(dǎo)電體研發(fā)項目為例,由于導(dǎo)電層在拉伸時其電阻隨位移的增加而明顯增大,嚴(yán)重影響其功能性。為解決這一問題,學(xué)生設(shè)計了一種巧妙的方法,模仿“吹氣球”的工藝,在充氣狀態(tài)下噴涂功能導(dǎo)電層,放氣狀態(tài)形成褶皺導(dǎo)電彈性體,實現(xiàn)了彈性導(dǎo)電體的力-電穩(wěn)定性,這是一種具有廣泛適用性的創(chuàng)新方法[9]。學(xué)生通過舉一反三,對更多的課題持續(xù)開展協(xié)同創(chuàng)新,相繼取得了突破。學(xué)生的創(chuàng)新成果不斷受到國內(nèi)外專家、媒體的關(guān)注,多項成果被Nature、Science等國內(nèi)外知名期刊報道。

作為一支精于鉆研、勇于創(chuàng)新的團(tuán)隊,AFMG通過不斷努力,憑借出色的科研成果,在國內(nèi)眾多賽事中屢獲殊榮。如:第六屆上海市大學(xué)生新材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽一等獎,“創(chuàng)青春”上海市大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽金獎,第十屆“上汽教育杯”上海市高校學(xué)生科技創(chuàng)新競賽一等獎,首屆全國高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)造教育精品成果展二等獎,第十六屆陳嘉庚青少年發(fā)明獎(上海)一等獎,第四屆上海市大學(xué)生新材料創(chuàng)新創(chuàng)意大賽一等獎,2016年“創(chuàng)青春”中航工業(yè)全國大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽銀獎,第九屆“上汽教育杯”上海市高校學(xué)生科技創(chuàng)新競賽特等獎,首屆中國大學(xué)生新材料創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎,第十九屆上海高校學(xué)生創(chuàng)造發(fā)明“科創(chuàng)杯”一等獎,等。30余項國內(nèi)各類學(xué)科競賽獎項是對團(tuán)隊的肯定,更是對協(xié)同創(chuàng)新精神的鼓勵,這些成績代表了AFMG創(chuàng)新教育所取得的成果,也激勵著學(xué)生在未來的科研工作中再接再厲,勇攀新的高峰。

4.實現(xiàn)基于科研團(tuán)隊的創(chuàng)新人才培養(yǎng)

高層次創(chuàng)新人才一直是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。AFMG在高層次人才培養(yǎng)方面積累了豐富的經(jīng)驗。注重學(xué)生的思維能力建設(shè)、充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性始終是AFMG人才培養(yǎng)的宗旨?？炭嚆@研、與時俱進(jìn)的研究氛圍促使每個人對專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行深入研究,積極樂觀的團(tuán)隊氛圍有助于培養(yǎng)成員的發(fā)散思維,促進(jìn)成員之間相互溝通,從而達(dá)到取長補(bǔ)短、共同受益的目的。17年來,團(tuán)隊共培養(yǎng)碩士120余名、博士40余名。畢業(yè)學(xué)生中,有2名博士入選國家“萬人計劃”青年拔尖人才,1名博士入選中組部“國家青年千人計劃”,3名博士獲得中國科協(xié)青年人才托舉工程項目,2名博士獲得國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金(海外)項目。

三、基于科研團(tuán)隊開展研究生創(chuàng)新教育的思考

盡管科研團(tuán)隊在創(chuàng)新教育中有一定的優(yōu)勢,但仍需對一些細(xì)節(jié)進(jìn)行深入思考,比如要加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識教育,完善科研團(tuán)隊的創(chuàng)新教育機(jī)制等。

1.加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識教育

因循守舊制約了高校創(chuàng)新教育的開展。受應(yīng)試教育的影響,學(xué)生創(chuàng)新的主動性不足,遇到難度較大的科研課題,學(xué)生更愿意跟蹤、模仿其他成功者的成果,而非根據(jù)所學(xué)知識來開拓新的解決方法,學(xué)生的思想開放程度不夠,創(chuàng)新主動性不強(qiáng)。科研團(tuán)隊?wèi)?yīng)充分意識到多數(shù)研究生面臨的上述困境,積極主動地引導(dǎo)研究生調(diào)整思維方式,采取“因人而異”的策略開展創(chuàng)新教育,通過調(diào)動學(xué)生的創(chuàng)新主動性、培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新精神,增強(qiáng)科研團(tuán)隊整體的創(chuàng)新能力。

2.完善科研團(tuán)隊的創(chuàng)新評價機(jī)制

高校對創(chuàng)新教育的考核激勵機(jī)制尚需健全。目前,高校的評價機(jī)制主要針對教師個體的教學(xué)及科研工作,尚未提高到科研團(tuán)隊層面,且評價方法比較單一、評價內(nèi)容相對刻板。完善監(jiān)督和評價機(jī)制,增加對師生創(chuàng)新能力的考核與激勵,建立切實有效的方式評價科研創(chuàng)新與團(tuán)隊創(chuàng)新,以鼓勵科研團(tuán)隊開展創(chuàng)新教育的積極性,更好地保障創(chuàng)新教育的質(zhì)量。

3.挖掘科研團(tuán)隊的創(chuàng)新教育潛力

結(jié)合團(tuán)隊成員特點(diǎn),充分發(fā)揮創(chuàng)新教育的潛力。根據(jù)不同對象的特點(diǎn)實施不同的教育方案,使創(chuàng)新教育融入教師的意識,成為教學(xué)科研的指導(dǎo)思想;使創(chuàng)新的意識、精神、理念深入骨髓,成為學(xué)生科研行為的一部分。創(chuàng)新教育既要考慮到成員的共性,又要考慮到每位成員的個體差異,要結(jié)合具體項目,在科學(xué)調(diào)研、實驗操作、成果總結(jié)、學(xué)術(shù)交流等各個環(huán)節(jié)有統(tǒng)有分地逐個激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情,挖掘?qū)W生在細(xì)分科研工作中的創(chuàng)新潛力,使學(xué)生逐步形成獨(dú)立的科研創(chuàng)新能力、獨(dú)特的創(chuàng)新品格、協(xié)同的團(tuán)隊創(chuàng)新作風(fēng)。

四、結(jié)語

在當(dāng)前激烈的國際競爭大環(huán)境下,高校的創(chuàng)新教育越來越受到重視。高?？蒲袌F(tuán)隊作為科技創(chuàng)新的重要群體,需增強(qiáng)研究生創(chuàng)新意識、完善科研團(tuán)隊創(chuàng)新評價機(jī)制、挖掘創(chuàng)新潛力。培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新能力,既能提升科研團(tuán)隊的研究能力,也能培養(yǎng)研究生適應(yīng)社會、奉獻(xiàn)社會的能力。高校要重視基于科研團(tuán)隊的研究生創(chuàng)新教育,提高教師及學(xué)生的創(chuàng)新能力,促進(jìn)我國科技發(fā)展及綜合國力提升。