高校科研育人創新研究與實踐
—以武漢大學啟明星團隊為例

胡靈

（武漢大學遙感信息工程學院，湖北武漢 430079）

0.引言

教育與科研結合是現代大學的重要特征。當前，我國的“雙一流”戰略要求高校培養出世界一流水平的教學與科研型人才，由此才能產出世界一流的科研成果，促進我國高校躋身世界一流大學之列。在這個背景之下，各大高校要落實立德樹人的根本任務。培養一流創新人才需要高校充分發揮科研育人功能，從本科階段開始培養學生的科研能力，科學精神，科研道德和人文素養。2020年教育部、中央組織部等八部門聯合印發了《教育部等八部門關于加快構建高校思想政治工作體系的意見》，指出充分發揮科研育人功能。根據這個指導意見，結合高校的自身特點，應該采取科研育人的教育培養模式。以科學研究活動為載體，通過科研過程中逐漸熏陶和循序漸進的科研訓練等環節激發學生對科研工作的興趣，同時注意傳授給學生一系列基本的科研思路和科研方法，使學生具有基本的科研能力。高校的基本任務就是做好科研育人的重要工作，將育人任務貫穿于科研活動之中，順應新世紀高等教育發展要求，順利完成培育新時代德才兼備的一流科研人才的重要舉措。

1.高校科研育人的現實意義

1.1 培養科學精神，開拓創新精神

中科院在2017年發布了《關于科學理念的宣言》，明確指出科學精神的首要特征是追求認識的真理性，堅持認識的客觀性和辯證性。同時，科學精神里面充滿了對創新的尊重，創新是科學研究的靈魂。科學精神通常指的是我們在觀察世界中秉持的懷疑和批評的態度，同時也體現在分析問題和解決問題過程中所采用的嚴謹縝密的方法，每一個論斷和推理，每一個論斷都必須經過嚴密的邏輯論證和客觀驗證[1]。科研是一個探索和創新的過程，要求教師在育人時始終保持從事科研學術工作時的理智思考狀態，以嚴謹踏實與實事求是的態度思考和解決問題，培育客觀理智的思考習慣，樹立以追求真理為己任的人生目標，只有這樣才能在日常的工作中對學生的科學精神的培養和創新開拓思維的訓練方面產生潛移默化的積極影響。

1.2 培養解決疑難問題的毅力

科研的過程并非一帆風順，科學難題不是輕而易舉就能完成的。只有經歷過問題提出、文獻調研、問題分析、問題解決、論成文與發表等一套系統的科研訓練過程，掌握了研究的整套流程與規范，才算是研究者[2]。需要學生敢于堅持、潛心研究、克服困難。培養保持不斷推動知識創新和解決疑難問題的毅力。在攻克科研技術難題、攀登學術高峰的漫長與艱難過程中，形成勇于試錯、敢于突破、甘于坐冷板凳的態度與精神，磨礪其不怕失敗、積極進取的堅強意志。在長年累月的科研活動中，逐漸使學生得到理論和實踐上的訓練，使其具有扎實雄厚的基礎理論和系統化、完備化的專業知識，具有多學科交叉的專門知識結構，具有系統深入的專門知識和獨立科研能力。耐心和毅力幫助研究生堅持咬牙走下這條路，抗打擊能力幫助研究生直面挫折困難而不過分氣餒。科研育人這種方式既能漸進式的傳授給學生做科研的方法，保證學生掌握足夠的科研基礎知識，又能夠慢慢培養學生追求科學真理的精神，使其具備創新理念和批判精神。對學生而言，經過這樣訓練才能具有吃苦耐勞的奮斗精神，在團結協作時有拼搏精神和奉獻精神。

1.3 培養嚴謹求實的科研作風

科研活動是大學日常工作的重中之重，堅持科學精神的科研活動可以促使大學形成良好的學風，也可以提升大學的核心競爭力。學風和作風優良是保證科學研究充滿旺盛力的生命線，是保證大學科研創新和高水平科研成果的根基。要在科研活動中提倡愛國精神，科研工作者要時刻銘記胸懷祖國、服務人民的初心，要有創新精神，敢于挑戰科學難題和技術高峰。在學習和科研工作中要敢于追求真理，對人對己都要表現出求實精神，嚴謹治學。能跟蹤本學科及相關學科的發展，在本學科的某個領域具有獨到見解和創新性研究成果。在培養人才方面，要勇于善于和甘于做伯樂，提攜后人，幫助年輕一輩，為國家的人才儲備做出貢獻。

2.構建高校科研育人的創新實現路徑

通過聚焦制度完善、平臺創新和誠信教育推進高水平科研成果產出和良好科研文化氛圍營造，不斷推動科研育人取得新進展和新成效，形成科研育人大格局。

2.1 聚焦管理制度完善，創新體制機制

時刻著眼于世界科技發展前沿和國家的中長期戰略需求，加強科研的組織謀劃和頂層設計，穩步推進各類科研平臺體系建立。對于高校而言，落實科研育人理念的關鍵在于從制度上做出工作，在實踐工作中不斷健全和完善好的制度，這樣一來科研育人的具體工作便有章可循、有規可依，并且可以通過規范和行之有效的規章制度來引導廣大科研群體和相關部門更加便利地開展科研育人[3]。為了貫徹落實各大高校及其主管部門關于優化科研管理提升科研績效、擴大學校與科研工作相關的自主權、減輕科研人員負擔等管理要求，促進我校科研事業發展，進一步激發科研人員工作積極性，健全科研項目過程管理，實現科研項目管理的規范化、科學化，統籌推進科研育人重點任務。以此為工作指南，武漢大學制定了《武漢大學自然科學科研項目管理辦法》《武漢大學科研項目（自然科學）績效發放辦法》等。在學生工作方面，為調動全校學生的學習積極性，活躍學術氣氛，激勵學生開拓進取，加強學生的科學研究訓練，培養學生在科研創新和創造能力，特制定《武漢大學大學生科學研究管理辦法》等。

2.2 發揮科研團隊作用，建設科研育人高地

以尖端科研平臺為依托，鼓勵并吸引研究生參與在研重大科研項目，建設科研育人高地。聘請國內和國外多位著名教授和專家擔任學生團隊科研導師，加大對人才和團隊培育力度，鼓勵知識和經驗豐富的教授積極開展大學生創新創業訓練，打造“大師”隊伍，構建“導師團隊全程負責、多學科教師參與指導、實驗人員協同輔助”的新型研究生培養隊伍，從而快速提高研究生的科研素質和創新能力，進而提升研究生的培養水平和質量。搭建學術活動平臺，激發科研育人活力。搭建豐富的日常學術活動平臺，承辦全國定量遙感學術論壇，遙感學術周等，通過高質量的學術活動激發科研育人活力。持續開展大學生學術科技節等群眾性學術科技活動，將科研能力訓練納入新生入學教育體系。借勢高端競賽平臺提升科研育人質量。在研究生的實踐和創新創業能力培養方面，成立了學生創新創業實踐中心，加強對學生創新創業政策宣講和教育引導，每年組織學生參加創新實踐系列賽事、借助“互聯網+”、全國大學生無人機測繪技能競賽、集成電路等學科競賽，借勢高端競賽凝聚各方力量，引導學生積極開展研究探索，有效提升學生在科研工作中的創新能力，增強創新意識。

2.3 突出規范教育，強化學術道德建設

學校深入開展學術道德教育，持續面向廣大本科生開設《大學生的科研素養和科學方法》《科學研究中的倫理與道德》，面向全體研究生開設《學術道德與學術規范》慕課，全覆蓋開展學術誠信教育。每年適逢全國科學道德和學風建設宣講教育報告會都會組織師生以視頻的方式集體收看和討論，印制發放《科研誠信與學術規范》宣傳冊，并將這方面的教育納入新生入學階段的必須教育內容。學校從工作機制上入手，不斷促使科研誠信的理念深入人心，從制度上預防和懲治學術不端行為、督促師生自律，同時加以監督，加大了學術誠信前置審查力度，嚴肅查處各類學術不端行為和學風違紀行為，加強黨風廉政建設、師德師風建設和意識形態管控。在人事管理方面，強化黨組織在干部遴選、教師評級、人才引進、課程設置和建設、教材與課件選用、學術與教學活動等重要工作中的把關和監督作用。不斷提升師生在處理科研成果特別是發表論文方面的政治問題鑒別能力，保持敏銳性，進一步強化講座、論壇、報告等學術活動“一事一報”審查機制。營造嚴謹求實、銳意創新的科研氛圍。通過評選“十大勵志之星”“自強之星”等發掘大學生自立自強、勵志成才的先進典型，弘揚追求真理、嚴謹治學的求實精神，深入推進砥志研思、奮發進取的學風建設。精心組織學術誠信專題活動，以大學生比較能接受的形式傳承科學精神，弘揚誠信校園文化，營造風清氣正的誠信校園文化。

3.科研育人創新實踐

要鼓勵和激勵本科學生參與科研活動，并把此種方式當成一種有效的教學形式，形成機制，在本科階段使學生成為學校科研主力團隊的重要成員，在教授的帶領下與研究生共同開展科研活動。在這個過程中，不斷鼓勵學生自主地進行創新性學習，從而形成良性循環，以高水平和大產出的科學研究支撐高素質高質量的人才培養[4]。通過參與科學研究獲得科研成果，最終使學生富有成就感，并且體會到科研帶來的進步，培養了大學生科研創新、吃苦耐勞、語言交流等能力，學習到創新的研究方法，在團隊合作中不斷進步，懂得合作，不斷提高綜合素質。

武漢大學的遙感信息科學技術在全球處于領先水平，但唯一的短板就是缺乏硬件，包括衛星、光學的相機的研發。為此成立宇航科學與技術研究院，旨在推動航天與遙感等學科深度交叉融合，發揮優勢學科示范輻射作用，提高學科整體建設水平，在宇航科學與技術領域形成小衛星設計與制造和遙感儀器特色鮮明的研究方向。宇航院建設了智能微小衛星AIT平臺、智能微小衛星環境試驗平臺、智能微小衛星技術研究與測試平臺、空間先進傳感器研究環境；目前已經形成光學傳感器研發及衛星環境試驗能力。2022年2月27日，宇航院牽頭成功發射了第一顆“啟明星一號”微納衛星，整星重量19kg，裝備可見光相機及紅外相機，分別獲取32譜段高光譜圖像、8譜段夜光圖像及紅外遙感圖像，是我國首顆可見光高光譜和夜光多光譜多模式在軌可編程微納衛星。“啟明星”衛星由武漢大學老師和學生團隊耗時3年研制成功。其中30名左右從本科到博士的在校學生，是研究團隊的主力軍，是將科研育人落到實處的具體體現。

該衛星設計思想是采用衛星平臺和3種光學相機相結合的一體化理念，使其具有低成本、功耗低、快響應和靈活性等特點。其技術含量、技術難度以及功效比達到了微納衛星的較高水平。團隊老師帶領學生從衛星技術參數討論、衛星總體設計、衛星裝配測試到最后的試驗標定的整個過程中，因勢利導、循環漸進，輔導和引領年輕人學習和掌握衛星設計、相機設計、光譜處理、夜光譜段處理、圖像接收處理等專門技術知識和技能。學生們能夠對自主對衛星開展測控和在軌試驗，全面熟悉掌握衛星相關技術及應用效能。衛星在軌運行，由學生在地面開展實驗并指揮衛星的工作模式，獲取地表圖像進行處理和分析，根據數據結果反饋衛星進行改進，再執行下一步工作和拍攝，不斷循環，直至獲取滿意結果為止。學生們所提出的一些創新思想和技術理念最終都在衛星設計和實施中得到體現，從而驗證了學生研制衛星不僅學習衛星知識和掌握設計衛星技術，同時培養科學創新和勇于拼搏精神。

“啟明星”衛星為武漢大學師生提供自由靈活的“集科研與應用一體化的空間實驗室平臺”，有力地促進武漢大學在圖像智能處理、遙感科學與技術等相關學科的快速發展，涉及了包括機械、電子、無線電、計算機、自動控制技術、熱力學的等多個學科，培養了在校學生的動手能力和科研能力，增強學生們的使命感和自豪感，使其更加熱愛遙感科學技術學科，樹立學生們遠大的科學目標，擴大遙感儀器專業的學科能力及影響力，并為武漢大學遙感及宇航相關單位的人才培養及科學研究提供強有力的技術支撐，積極儲備航天遙感儀器后備人才。

這個全國首個以學生為主體研制參與的遙感衛星是武漢大學遙感科學和技術學科上的一項創舉，實現了教育和科研的有機結合，開辟了武漢大學本科教學和研究生培養的新途徑，在人才培養上為我國未來航天事業發展輸送人才，保障了我國航天遙感事業源源不斷的生機和活力，體現了武漢大學把科研育人這一概念落地的實心。

4.總結

科研育人是通過科學研究活動的形式實現育人功能的一種教育方式，即高校教師有效引導學生參與相關科學研究活動，在教學中不僅培養學生良好的科學價值觀，還能有效提升學生分析問題和解決問題的科學能力；另一方面促進學生思想道德及政治素養的提高，培養學生的職業道德，樹立正確的價值取向，最終實現立德樹人的根本目標。將學科前沿理論和技術講得生動有趣，賦予學生使命、激發科研熱情，強調要注重強化學生工程思維教育，瞄準解決國家“卡脖子”關鍵技術，以大國工匠精神為目標培養學生，不斷激發學生的責任感和使命感，立志科技報國，從而加快實現我國的雙一流目標。