高校科研育人创新研究与实践—以武汉大学启明星团队为例

胡灵

（武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉 430079）

0.引言

教育与科研结合是现代大学的重要特征。当前，我国的“双一流”战略要求高校培养出世界一流水平的教学与科研型人才，由此才能产出世界一流的科研成果，促进我国高校跻身世界一流大学之列。在这个背景之下，各大高校要落实立德树人的根本任务。培养一流创新人才需要高校充分发挥科研育人功能，从本科阶段开始培养学生的科研能力，科学精神，科研道德和人文素养。2020年教育部、中央组织部等八部门联合印发了《教育部等八部门关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》，指出充分发挥科研育人功能。根据这个指导意见，结合高校的自身特点，应该采取科研育人的教育培养模式。以科学研究活动为载体，通过科研过程中逐渐熏陶和循序渐进的科研训练等环节激发学生对科研工作的兴趣，同时注意传授给学生一系列基本的科研思路和科研方法，使学生具有基本的科研能力。高校的基本任务就是做好科研育人的重要工作，将育人任务贯穿于科研活动之中，顺应新世纪高等教育发展要求，顺利完成培育新时代德才兼备的一流科研人才的重要举措。

1.高校科研育人的现实意义

1.1 培养科学精神，开拓创新精神

中科院在2017年发布了《关于科学理念的宣言》，明确指出科学精神的首要特征是追求认识的真理性，坚持认识的客观性和辩证性。同时，科学精神里面充满了对创新的尊重，创新是科学研究的灵魂。科学精神通常指的是我们在观察世界中秉持的怀疑和批评的态度，同时也体现在分析问题和解决问题过程中所采用的严谨缜密的方法，每一个论断和推理，每一个论断都必须经过严密的逻辑论证和客观验证[1]。科研是一个探索和创新的过程，要求教师在育人时始终保持从事科研学术工作时的理智思考状态，以严谨踏实与实事求是的态度思考和解决问题，培育客观理智的思考习惯，树立以追求真理为己任的人生目标，只有这样才能在日常的工作中对学生的科学精神的培养和创新开拓思维的训练方面产生潜移默化的积极影响。

1.2 培养解决疑难问题的毅力

科研的过程并非一帆风顺，科学难题不是轻而易举就能完成的。只有经历过问题提出、文献调研、问题分析、问题解决、论成文与发表等一套系统的科研训练过程，掌握了研究的整套流程与规范，才算是研究者[2]。需要学生敢于坚持、潜心研究、克服困难。培养保持不断推动知识创新和解决疑难问题的毅力。在攻克科研技术难题、攀登学术高峰的漫长与艰难过程中，形成勇于试错、敢于突破、甘于坐冷板凳的态度与精神，磨砺其不怕失败、积极进取的坚强意志。在长年累月的科研活动中，逐渐使学生得到理论和实践上的训练，使其具有扎实雄厚的基础理论和系统化、完备化的专业知识，具有多学科交叉的专门知识结构，具有系统深入的专门知识和独立科研能力。耐心和毅力帮助研究生坚持咬牙走下这条路，抗打击能力帮助研究生直面挫折困难而不过分气馁。科研育人这种方式既能渐进式的传授给学生做科研的方法，保证学生掌握足够的科研基础知识，又能够慢慢培养学生追求科学真理的精神，使其具备创新理念和批判精神。对学生而言，经过这样训练才能具有吃苦耐劳的奋斗精神，在团结协作时有拼搏精神和奉献精神。

1.3 培养严谨求实的科研作风

科研活动是大学日常工作的重中之重，坚持科学精神的科研活动可以促使大学形成良好的学风，也可以提升大学的核心竞争力。学风和作风优良是保证科学研究充满旺盛力的生命线，是保证大学科研创新和高水平科研成果的根基。要在科研活动中提倡爱国精神，科研工作者要时刻铭记胸怀祖国、服务人民的初心，要有创新精神，敢于挑战科学难题和技术高峰。在学习和科研工作中要敢于追求真理，对人对己都要表现出求实精神，严谨治学。能跟踪本学科及相关学科的发展，在本学科的某个领域具有独到见解和创新性研究成果。在培养人才方面，要勇于善于和甘于做伯乐，提携后人，帮助年轻一辈，为国家的人才储备做出贡献。

2.构建高校科研育人的创新实现路径

通过聚焦制度完善、平台创新和诚信教育推进高水平科研成果产出和良好科研文化氛围营造，不断推动科研育人取得新进展和新成效，形成科研育人大格局。

2.1 聚焦管理制度完善，创新体制机制

时刻着眼于世界科技发展前沿和国家的中长期战略需求，加强科研的组织谋划和顶层设计，稳步推进各类科研平台体系建立。对于高校而言，落实科研育人理念的关键在于从制度上做出工作，在实践工作中不断健全和完善好的制度，这样一来科研育人的具体工作便有章可循、有规可依，并且可以通过规范和行之有效的规章制度来引导广大科研群体和相关部门更加便利地开展科研育人[3]。为了贯彻落实各大高校及其主管部门关于优化科研管理提升科研绩效、扩大学校与科研工作相关的自主权、减轻科研人员负担等管理要求，促进我校科研事业发展，进一步激发科研人员工作积极性，健全科研项目过程管理，实现科研项目管理的规范化、科学化，统筹推进科研育人重点任务。以此为工作指南，武汉大学制定了《武汉大学自然科学科研项目管理办法》《武汉大学科研项目（自然科学）绩效发放办法》等。在学生工作方面，为调动全校学生的学习积极性，活跃学术气氛，激励学生开拓进取，加强学生的科学研究训练，培养学生在科研创新和创造能力，特制定《武汉大学大学生科学研究管理办法》等。

2.2 发挥科研团队作用，建设科研育人高地

以尖端科研平台为依托，鼓励并吸引研究生参与在研重大科研项目，建设科研育人高地。聘请国内和国外多位著名教授和专家担任学生团队科研导师，加大对人才和团队培育力度，鼓励知识和经验丰富的教授积极开展大学生创新创业训练，打造“大师”队伍，构建“导师团队全程负责、多学科教师参与指导、实验人员协同辅助”的新型研究生培养队伍，从而快速提高研究生的科研素质和创新能力，进而提升研究生的培养水平和质量。搭建学术活动平台，激发科研育人活力。搭建丰富的日常学术活动平台，承办全国定量遥感学术论坛，遥感学术周等，通过高质量的学术活动激发科研育人活力。持续开展大学生学术科技节等群众性学术科技活动，将科研能力训练纳入新生入学教育体系。借势高端竞赛平台提升科研育人质量。在研究生的实践和创新创业能力培养方面，成立了学生创新创业实践中心，加强对学生创新创业政策宣讲和教育引导，每年组织学生参加创新实践系列赛事、借助“互联网+”、全国大学生无人机测绘技能竞赛、集成电路等学科竞赛，借势高端竞赛凝聚各方力量，引导学生积极开展研究探索，有效提升学生在科研工作中的创新能力，增强创新意识。

2.3 突出规范教育，强化学术道德建设

学校深入开展学术道德教育，持续面向广大本科生开设《大学生的科研素养和科学方法》《科学研究中的伦理与道德》，面向全体研究生开设《学术道德与学术规范》慕课，全覆盖开展学术诚信教育。每年适逢全国科学道德和学风建设宣讲教育报告会都会组织师生以视频的方式集体收看和讨论，印制发放《科研诚信与学术规范》宣传册，并将这方面的教育纳入新生入学阶段的必须教育内容。学校从工作机制上入手，不断促使科研诚信的理念深入人心，从制度上预防和惩治学术不端行为、督促师生自律，同时加以监督，加大了学术诚信前置审查力度，严肃查处各类学术不端行为和学风违纪行为，加强党风廉政建设、师德师风建设和意识形态管控。在人事管理方面，强化党组织在干部遴选、教师评级、人才引进、课程设置和建设、教材与课件选用、学术与教学活动等重要工作中的把关和监督作用。不断提升师生在处理科研成果特别是发表论文方面的政治问题鉴别能力，保持敏锐性，进一步强化讲座、论坛、报告等学术活动“一事一报”审查机制。营造严谨求实、锐意创新的科研氛围。通过评选“十大励志之星”“自强之星”等发掘大学生自立自强、励志成才的先进典型，弘扬追求真理、严谨治学的求实精神，深入推进砥志研思、奋发进取的学风建设。精心组织学术诚信专题活动，以大学生比较能接受的形式传承科学精神，弘扬诚信校园文化，营造风清气正的诚信校园文化。

3.科研育人创新实践

要鼓励和激励本科学生参与科研活动，并把此种方式当成一种有效的教学形式，形成机制，在本科阶段使学生成为学校科研主力团队的重要成员，在教授的带领下与研究生共同开展科研活动。在这个过程中，不断鼓励学生自主地进行创新性学习，从而形成良性循环，以高水平和大产出的科学研究支撑高素质高质量的人才培养[4]。通过参与科学研究获得科研成果，最终使学生富有成就感，并且体会到科研带来的进步，培养了大学生科研创新、吃苦耐劳、语言交流等能力，学习到创新的研究方法，在团队合作中不断进步，懂得合作，不断提高综合素质。

武汉大学的遥感信息科学技术在全球处于领先水平，但唯一的短板就是缺乏硬件，包括卫星、光学的相机的研发。为此成立宇航科学与技术研究院，旨在推动航天与遥感等学科深度交叉融合，发挥优势学科示范辐射作用，提高学科整体建设水平，在宇航科学与技术领域形成小卫星设计与制造和遥感仪器特色鲜明的研究方向。宇航院建设了智能微小卫星AIT平台、智能微小卫星环境试验平台、智能微小卫星技术研究与测试平台、空间先进传感器研究环境；目前已经形成光学传感器研发及卫星环境试验能力。2022年2月27日，宇航院牵头成功发射了第一颗“启明星一号”微纳卫星，整星重量19kg，装备可见光相机及红外相机，分别获取32谱段高光谱图像、8谱段夜光图像及红外遥感图像，是我国首颗可见光高光谱和夜光多光谱多模式在轨可编程微纳卫星。“启明星”卫星由武汉大学老师和学生团队耗时3年研制成功。其中30名左右从本科到博士的在校学生，是研究团队的主力军，是将科研育人落到实处的具体体现。

该卫星设计思想是采用卫星平台和3种光学相机相结合的一体化理念，使其具有低成本、功耗低、快响应和灵活性等特点。其技术含量、技术难度以及功效比达到了微纳卫星的较高水平。团队老师带领学生从卫星技术参数讨论、卫星总体设计、卫星装配测试到最后的试验标定的整个过程中，因势利导、循环渐进，辅导和引领年轻人学习和掌握卫星设计、相机设计、光谱处理、夜光谱段处理、图像接收处理等专门技术知识和技能。学生们能够对自主对卫星开展测控和在轨试验，全面熟悉掌握卫星相关技术及应用效能。卫星在轨运行，由学生在地面开展实验并指挥卫星的工作模式，获取地表图像进行处理和分析，根据数据结果反馈卫星进行改进，再执行下一步工作和拍摄，不断循环，直至获取满意结果为止。学生们所提出的一些创新思想和技术理念最终都在卫星设计和实施中得到体现，从而验证了学生研制卫星不仅学习卫星知识和掌握设计卫星技术，同时培养科学创新和勇于拼搏精神。

“启明星”卫星为武汉大学师生提供自由灵活的“集科研与应用一体化的空间实验室平台”，有力地促进武汉大学在图像智能处理、遥感科学与技术等相关学科的快速发展，涉及了包括机械、电子、无线电、计算机、自动控制技术、热力学的等多个学科，培养了在校学生的动手能力和科研能力，增强学生们的使命感和自豪感，使其更加热爱遥感科学技术学科，树立学生们远大的科学目标，扩大遥感仪器专业的学科能力及影响力，并为武汉大学遥感及宇航相关单位的人才培养及科学研究提供强有力的技术支撑，积极储备航天遥感仪器后备人才。

这个全国首个以学生为主体研制参与的遥感卫星是武汉大学遥感科学和技术学科上的一项创举，实现了教育和科研的有机结合，开辟了武汉大学本科教学和研究生培养的新途径，在人才培养上为我国未来航天事业发展输送人才，保障了我国航天遥感事业源源不断的生机和活力，体现了武汉大学把科研育人这一概念落地的实心。

4.总结

科研育人是通过科学研究活动的形式实现育人功能的一种教育方式，即高校教师有效引导学生参与相关科学研究活动，在教学中不仅培养学生良好的科学价值观，还能有效提升学生分析问题和解决问题的科学能力；另一方面促进学生思想道德及政治素养的提高，培养学生的职业道德，树立正确的价值取向，最终实现立德树人的根本目标。将学科前沿理论和技术讲得生动有趣，赋予学生使命、激发科研热情，强调要注重强化学生工程思维教育，瞄准解决国家“卡脖子”关键技术，以大国工匠精神为目标培养学生，不断激发学生的责任感和使命感，立志科技报国，从而加快实现我国的双一流目标。