北航创新本科科研人才培养方式——

让学生触摸到“真正的科研”

最近一年，正在从事一项关于智能安全终端课题研究的北京航空航天大学网络空间安全学院院长刘建伟常常会被几个本科生的提问给“问住”——如果军用通信终端在战场上被敌人截获，如何确保它不会被敌人利用？军用通信终端可以使用触摸屏吗？通信终端中的加密密钥隐藏在什么地方？……

“虽然只是本科生的提问，但这些问题提得确实很‘尖锐’。”刘建伟如此评价。

之所以会遇到这些“尖锐”的问题，是因为在这些本科生面前，刘建伟的身份并不是一院之长，而是一位“科研导师”。他的工作就是带领这些本科生了解“真正的科研”是什么样子。

这一切的开端，源自一年前北航在全校范围内施行的“科研课堂”计划。

简单的初衷

在北航发布的《新时代人才培养白皮书》中，对于“科研课堂”计划的表述如下——为进一步推进科教融通，探索构建北航特色科研育人模式，学校提出依托科技创新平台，打造“科研导师、实验室开放日、微课题”三位一体的科研课堂计划。

换言之，“科研课堂”其实包括三个部分，即全校有科研任务的教师担任本科生“科研导师”；全校省部级以上重点实验室，每个实验室每周拿出1/5的时间做“实验室开放日”；每个重点实验室为学生提供规定学时的科研训练任务“微课题”。

看似有些复杂的“科研课堂”计划，其设立的初衷却来自于一个非常简单的想法。

接受《中国科学报》采访时，具体负责“科研课堂”工作的北航实验室与设备管理处处长刘刚表示，近年来，该校在科研领域取得了很多重要成果。这些成果既包括承担的众多重大科研项目、获得的多项国家级科技奖励，也包括拥有足够好的硬件系统以及大量先进的实验室。

“对于高校而言，人才培养永远都是中心工作，但这些良好的科研条件和设备还没有充分参与到普通本科学生的成长过程中。”刘刚说，利用好学校优良的科研设备以及相关的科研力量，让普通学生能增长见识，同时提高他们的科研兴趣，“科研课堂”由此应运而生。

在2021年1月北航召开的人才培养大会上，北航校长徐惠彬提出“科研课堂”将作为学校“高质量人才培养体系”的重要组成部分，并于当年的春季学期在6个学院进行首批试点。至秋季学期，试点范围扩大到9个学院，其余16个非试点学院也尝试开课，另有48个省部级以上重点实验室参与其中。

一年的试点时间中，北航累计开设科研课堂473门次、81%的科研导师具有高级职称、全年共计近2000名学生进入科研课堂……

也正是在那段时间，刘建伟成为一名科研导师，并将学院的5个学科实验室和两个本科教学实验室全部对本科生开放。“我觉得这对学生是一件好事，可以培养本科生的科学思维。”刘建伟说。

弥补的短板

几年前，初入北航的大一新生林世之报名参加了学校的航模队。经过几年的“摸爬滚打”，如今已经大四的他早已是学校航模队的核心成员。一年前，“科研课堂”计划启动，航模队所在的北航航模创新实践基地也被纳入其中。而随着林世之进入“科研课堂”，航模队的指导老师也“顺理成章”地成了他的科研导师，并获得一项题为“无人机限距载重空投整机复合材料改造”的“微课题”项目。

同样是无人机项目，航模队和“科研课堂”带给林世之的感觉完全不一样。

“对我而言，航模队相对来说更加‘工程化’。”林世之说，“比如根据飞行经验和此前的设计经验提出一些方案。这些虽然更加‘实用’，但对我们的能力提升而言可能还不充分。因为很多内容并不能上升到理论层面，也不够‘学术’ ，如果想成为一名合格的工程师，光懂得材料、工艺是不够的。”

而“科研课堂”恰恰起到了将理论与实践相连接的“纽带”作用。正如林世之所说，“在科研课堂，我经历了从最初找论文、找资料，到逻辑和理论的分析，再到仿真计算工作，直至最终实验验证的全过程，这对我个人的能力提升非常大”。

不过林世之也承认，在参与“科研课堂”的学生中，他属于“少数派”——由于大一时便进入了航模创新实践基地，林世之早就和真实的实验室环境有了很多接触。而大多数本科生对此却还很陌生，对他们而言，“能够接触到顶尖的导师和最真实的实验室环境，这可能比做出某些课题项目的意义更大”。

对此，刘建伟也坦言，老师们在“科研课堂”上给学生布置的作业，往往不是要让学生做一个大的科研项目，毕竟那些项目对于本科生来说还太过深奥，而是导师从科研项目中提炼出一系列“微课题”，与学生在授课课堂上学到的“知识点”相衔接，让学生深刻体会他们在授课课堂上所学的理论、技术、算法等如何用于科学研究，并告诉他们怎样将所学到的知识用于工程实践。

“相较于‘授课课堂’，‘科研课堂’的作用是教会学生怎么做科研，在未来工作岗位上如果遇到实际问题，该怎样加以解决。这些内容是教材上和授课课堂上不会涉及的，而‘科研课堂’恰恰弥补了这一块‘短板’。”刘建伟说。

重要的启示

过去一年，刘建伟以科研导师身份辅导了8位本科生。“我们会先将相关课题公布到网上，学生如果有兴趣，便可以申请加入。同学们正是因为有了这份兴趣，才有了很强的求知欲和学习动力。通过一年来的教学实践，学生们成长很快。”刘建伟对“科研课堂”的教学效果感到很满意。

学生在成长，而为学生提供了成长空间的“科研课堂”本身，也尚在成长之中。

“毕竟‘科研课堂’仅仅进行了一年的探索，有一些待完善之处也在所难免。”交谈中，刘建伟坦言，目前的“科研课堂”如果能在微课题遴选、授课模式、评价方式等方面做进一步优化和完善，以满足不同学科、不同层次的培养要求，相信能取得更好的效果。

对此，刘刚表示，学生在本科阶段的学习通常会经历三种模式转变，即从学习确定知识转变为学习不确定知识，从漫灌式教学转变为学生自主学习，从重复性验证实验转变为开放探索实验。在这一过程中，对学生创新能力的培养是高校面临的迫切任务。

“‘科研课堂’设立的重要目的，就在于提升学生的创新能力，进而帮助他们完成三种学习模式的过渡。”刘刚表示，要达到这一目的，需要通过制度设定，保持师生双方的主动性和积极性。

“在这方面，未来我们要思考的问题还有很多。比如，对于学生而言，课程评价如何与现行的学分评价体系相融合；对于教师而言，课时量如何更合理地计算……”刘刚说。

“不管一项人才培养工程本身有着多么远大的目标和定位，依然需要落脚在对一个个细小但实际的问题的解决中。这是‘科研课堂’实施至今带给我们的一个重要启示。”刘刚表示，而在各高校都在想方设法提升学生能力水平的当下，这一启示显然并不仅仅适用于北航。