“杰青”的“電熨斗”
——北理工青年學(xué)者王博教授的育人之道
發(fā)布日期：2017-08-30 供稿：黨委宣傳部 楊晶 王征 編輯：楊晶 審核：趙文祥、包麗穎 閱讀次數(shù)：
【編者按】三尺講臺(tái),，育萬(wàn)千棟梁,。在北理工的校園中，一代代辛勤耕耘在育人一線的師者們,，用自己對(duì)學(xué)生的愛(ài)心,，對(duì)事業(yè)的奉獻(xiàn)，澆灌桃李滿天下,，培育了一批批傳承紅色基因的北理英才,。在第33個(gè)教師節(jié)到來(lái)之際，黨委宣傳部統(tǒng)籌策劃,，推出教師節(jié)系列專題報(bào)道，走近北理工師者。
歲首,，一則“北理工教授研發(fā)出凈化空氣新材料,，PM2.5濾除率超99%”的新聞被各大媒體爭(zhēng)相報(bào)道，國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《nature》報(bào)道了北京理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院國(guó)家杰出青年基金獲得者王博教授及其團(tuán)隊(duì)在運(yùn)用金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）材料，有效濾除空氣中PM2.5和PM10污染物的研究成果。
王博教授實(shí)驗(yàn)室蘊(yùn)含“育人故事”的電熨斗
研究“治霾神器”的王博教授實(shí)驗(yàn)室位于北理工良鄉(xiāng)校區(qū)生態(tài)樓。在先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室中,，有一把普通的電熨斗格外引人注目，“家用電器”突兀地出現(xiàn)在高大上的先進(jìn)科學(xué)儀器中,，強(qiáng)烈的違和感,，似乎在告訴我們，電熨斗的故事并不簡(jiǎn)單,。
讓本科生拿下頂級(jí)期刊的“電熨斗”
金屬有機(jī)骨架化合物（MOFs）材料的研究是王博課題組最核心的研究方向,，這種新型的MOF材料，被形象化地叫做“分子海綿”或“智能分子”,，雖然用途廣泛,，但是其日常形態(tài)呈現(xiàn)粉末狀，易碎,，難加工,、難成型，這是全世界MOF材料研究者共同致力于解決的重要命題,。如何創(chuàng)新出新的方法,，實(shí)現(xiàn)MOF材料有效加工，使之成為真正的功能材料,，走出實(shí)驗(yàn)室,，成為王博和學(xué)生們的研究重點(diǎn)之一。
2014年10月上旬的某日,，王博與課題組的博士生陳宜法,、本科生李思清和裴筱琨開(kāi)展日常研究討論，在不使用溶劑的情況下,，可否通過(guò)施加壓力和溫度等物理手段來(lái)直接合成MOF材料，使之在基底材料上“長(zhǎng)”成一層薄薄的膜,。面對(duì)看似復(fù)雜的問(wèn)題,，剛上大二就來(lái)到課題組的李思清突發(fā)奇想地冒出一句：“這不就是攤煎餅果子嘛！”“你的這個(gè)想法很有趣,，但是我們總不能把一個(gè)煎餅果子攤子擺在實(shí)驗(yàn)室吧,，不便操作，占地大,，能耗高,，有安全威脅,，而且不能作為可靠的實(shí)驗(yàn)器材，質(zhì)地粗糙,，沒(méi)法保證把MOF晶體鋪得均勻平整,，無(wú)法從上方加壓，加工精度必然不高,。你們想想還有沒(méi)有更加便攜和方便操作的器材呢,？”面對(duì)學(xué)生的“奇葩”想法，王博并沒(méi)有立刻制止,，而是順著學(xué)生的思維,，鼓勵(lì)和啟發(fā)他們往下探究更好的方法。
“電餅鐺怎么樣,？不僅小,，能把MOF均勻分散，還可以雙向加壓加熱,?！崩钏记逶俅伟l(fā)揮了“吃貨”精神，提出了另一種加工食品的電器,?！澳悄憔团粋€(gè)電餅鐺吧，先試試看,?！蓖醪┎患偎妓鳎竽懝膭?lì)他們勇于嘗試,。隨后,，學(xué)生們經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論，選擇了另一個(gè)更為小巧,、便宜可控的工具——電熨斗,，完全符合平整、加熱,、加壓這些實(shí)驗(yàn)要求,。說(shuō)干就干，買來(lái)電熨斗的學(xué)生們,，經(jīng)過(guò)不斷嘗試,，最后成功地利用電熨斗，將MOF材料在鋁箔,、布匹,、玻璃和金屬網(wǎng)等各種基底上燙熨成膜，精細(xì)度甚至達(dá)到一根絲上可以粘附五十納米MOF材料，如此薄膜就像“長(zhǎng)”在基底上面,，附著堅(jiān)固,，打磨不掉。
正是源自這個(gè)小小的電熨斗,，一篇題為“A Solvent-Free Hot-Pressing Method for Preparing Metal-Organic-Framework Coatings”（一種無(wú)溶劑熱壓法用于金屬有機(jī)骨架材料涂層的制備）的論文,，最終發(fā)表于世界化學(xué)類頂級(jí)期刊Angewandte Chemie International Edition （《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》）。
王博教授的學(xué)生李思清（左）和裴筱琨（右）
讓一把電熨斗闖入實(shí)驗(yàn)室,，雖然看似輕松隨意,，但其實(shí)體現(xiàn)了王博一直以來(lái)秉承的育人理念，即注重引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,、解決問(wèn)題的能力,。“作為教師,，我對(duì)學(xué)生就是發(fā)揮宏觀指導(dǎo)和啟發(fā)作用,，學(xué)生敢想敢做，不走常規(guī),，學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力極強(qiáng),。”談到該項(xiàng)目中本科生的參與以及貢獻(xiàn),，王博直言：“不要小看一個(gè)學(xué)生的力量,，不要輕視任何一個(gè)學(xué)生，只要悉心培養(yǎng),，每個(gè)學(xué)生都可以想得廣,、走得遠(yuǎn)?！?/p>
無(wú)論是本科生,，還是研究生，王博都強(qiáng)調(diào)啟發(fā)和激勵(lì),，特別是對(duì)低年級(jí)學(xué)生從不“打擊”,。無(wú)知者無(wú)畏，不懂未必全然是壞事,，反而帶來(lái)力量,，“Think out off box (打破常規(guī))”成為他鼓勵(lì)學(xué)生的口頭禪。王博希望學(xué)生能夠?qū)λ鶎W(xué)加以變通,，要做科學(xué)家而不是工匠,，因此他總是在過(guò)程中給予學(xué)生足夠的引導(dǎo)與信任，以開(kāi)放和尊重的心態(tài)讓他們放手去做,。
當(dāng)提及闖入實(shí)驗(yàn)室的電熨斗時(shí)，王博對(duì)學(xué)生贊譽(yù)有加：“真正的大師，是用極其簡(jiǎn)單的方法,，來(lái)解決一個(gè)極其復(fù)雜的問(wèn)題,，而不是由一個(gè)極其復(fù)雜的方法，來(lái)解決一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題,?！?/p>
實(shí)驗(yàn)室“小本”成長(zhǎng)四部曲，悉心栽培“潛力股”
讓電熨斗闖入實(shí)驗(yàn)室,，既是對(duì)學(xué)生奇思妙想的保護(hù),，更應(yīng)該歸功于學(xué)校采取的各項(xiàng)支持引導(dǎo)政策，推動(dòng)本科生群體早接觸科技創(chuàng)新和科學(xué)研究,，早進(jìn)入專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,。對(duì)這一點(diǎn)，王博非?？隙?，在他觀念里，本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和接觸科研之于人才培養(yǎng)意義深遠(yuǎn),，第一是分流,，第二是鼓勵(lì)，第三是引導(dǎo),。
“分流”就是因材施教,，“并不是所有學(xué)生都對(duì)科研感興趣，沒(méi)必要逼著他們進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,。對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生,，愿意投入時(shí)間和精力來(lái)做科研，就需要重視,、鼓勵(lì)他們進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,。”而談及如何發(fā)現(xiàn)有科研潛質(zhì)的學(xué)生,，王博的方法是廣泛?jiǎn)⒌吓c個(gè)別觀察相結(jié)合,，啟迪打好專業(yè)基礎(chǔ)，觀察其科研潛質(zhì),，王博始終把學(xué)生當(dāng)作有潛力的未來(lái)科研工作者來(lái)培養(yǎng),。“導(dǎo)師這個(gè)概念,，就是要引導(dǎo),，重在展示思考過(guò)程，而未必要求學(xué)生走自己的路,，錘煉思想是關(guān)鍵,。我經(jīng)常對(duì)學(xué)生說(shuō)，如果你們每個(gè)人的想法全是出自于我，那我的教育是失敗的,，你就變成了一個(gè)普通的工人,。我希望我的idea 啟發(fā)你以后，你能夠舉一反三,，教學(xué)相長(zhǎng),。在這樣的過(guò)程中本科生能夠得到快速的提升?！?/p>
在王博的實(shí)驗(yàn)室,，本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)形成常態(tài)，也形成了“四部曲”標(biāo)準(zhǔn)模式,。剛進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的本科生,，首先是接受嚴(yán)格的安全培訓(xùn)，學(xué)習(xí)規(guī)章制度和儀器操作使用規(guī)范,，并通過(guò)安全操作考試,，才允許接觸實(shí)驗(yàn)。第二階段,，本科生要通過(guò)重復(fù)經(jīng)典實(shí)驗(yàn),，來(lái)扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，鍛煉實(shí)驗(yàn)技能,，這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)往往來(lái)自課題組或者國(guó)外研究成果,。第三步，配備研究生“小師傅”“傳幫帶”,，帶領(lǐng)本科生參與團(tuán)隊(duì)研究中,。第四步，就是在確保安全的前提下,，放手讓本科生去做開(kāi)創(chuàng)性的探索研究,。
“本科生剛來(lái)的時(shí)候，思維上還是停留在教科書上設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn),，這與做科研區(qū)別很大,。這就需要他們改變思維，并且保持質(zhì)疑的態(tài)度,，有獨(dú)立檢索信息的能力,，調(diào)研文獻(xiàn)，參與實(shí)驗(yàn),。做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,，探討交流，思想上跟進(jìn)前沿,，最終形成獨(dú)立的思考力,、判斷力和創(chuàng)新力,。”作為一名實(shí)驗(yàn)室的“小師傅”,，博士生陳宜法總是這樣建議實(shí)驗(yàn)室本科生的,。
王博教授的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室
“本科生進(jìn)實(shí)驗(yàn)室”，使得他們能夠有機(jī)會(huì)接觸一線平臺(tái)和前沿研究,，是非常好的鍛煉機(jī)會(huì)。李思清就是受益者,，剛上大二時(shí),，她就開(kāi)始參與實(shí)驗(yàn)室的每周例會(huì)，聽(tīng)?zhēng)熜謳熃銋R報(bào)工作,，了解課題組研究方向,、內(nèi)容和遇到的問(wèn)題，也探索自己感興趣的研究方向,。當(dāng)李思清表示自己對(duì)文獻(xiàn)閱讀和論文寫作感到壓力大時(shí),，王博老師指導(dǎo)她正確的方式?！巴趵蠋熣f(shuō)不要被文獻(xiàn)束縛,，根據(jù)文獻(xiàn)結(jié)論，要學(xué)會(huì)做自己的判斷,，文獻(xiàn)中什么可取,，什么可以舍棄，在這個(gè)過(guò)程中,，如何篩選信息,，讓我受益匪淺”。
王博教授的另一位“得意門生”,，裴筱琨,，也是本科階段就來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，參與MOF材料的研究,，已經(jīng)本科畢業(yè)的她,，被美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校直接錄取為博士生繼續(xù)攻讀化學(xué)專業(yè)，并獲得全額獎(jiǎng)學(xué)金,。裴筱琨也成為這所世界名校國(guó)際排名第一的化學(xué)專業(yè),，招收的第一位北理工學(xué)生。面試時(shí),，國(guó)際頂級(jí)化學(xué)專家學(xué)者們,，圍繞MOF材料輪番提問(wèn)，裴筱琨應(yīng)答自如,，讓專家們驚嘆于一個(gè)本科生竟然能用如此簡(jiǎn)易的設(shè)備,，完成令業(yè)界矚目的研究成果,。裴筱琨過(guò)硬的科研素質(zhì)和獨(dú)特的創(chuàng)新思想，給專家們留下了深刻的印象,，最終她在美國(guó)加入了“師爺”,，也就是王博的博士導(dǎo)師、諾貝爾獎(jiǎng)熱門人選Omar M. Yaghi教授的課題組,。
教書育人,，育人為本
“低年級(jí)本科生應(yīng)該先把基礎(chǔ)夯實(shí)，踏踏實(shí)實(shí)地做好現(xiàn)在的事情,。當(dāng)選擇和興趣開(kāi)始形成的時(shí)候,，再去做一個(gè)理性的判斷，覺(jué)得你最終喜歡干什么,，能干什么,，能干好什么，然后去認(rèn)真做好,。導(dǎo)師需要幫他們做好職業(yè)的規(guī)劃和輔導(dǎo),，調(diào)動(dòng)他們的積極性和內(nèi)心的興趣，燃起他們的激情,。但是不要手把手地讓他們沿著我們的足跡亦步亦趨,。”王博不僅僅是學(xué)生們傳道,、授業(yè),、解惑的老師，也是他們的“人生導(dǎo)師”,。
本科階段是學(xué)生走向社會(huì)的過(guò)渡階段,，由于積累和視野的關(guān)系，人生規(guī)劃處于慢慢形成期,，最容易產(chǎn)生迷茫,。正是看清了這一點(diǎn)，王博認(rèn)為導(dǎo)師需要及早地引導(dǎo)本科生,，觀察,、發(fā)現(xiàn)他們適合走什么道路，幫助他們撥開(kāi)迷霧,，對(duì)不同的人生路徑做利弊分析,，如果要達(dá)到某個(gè)路徑，需要滿足什么條件,，如何合理安排時(shí)間,。
因此，在本科生的課堂上,，王博總是把傳遞基本理念,、基礎(chǔ)知識(shí)和前沿科研成果相結(jié)合,。“大一學(xué)生往往以高中的學(xué)習(xí)方法來(lái)看待書本知識(shí),，太死板,。老師應(yīng)該引導(dǎo)他們適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)，多一點(diǎn)啟迪和啟發(fā),，授人以魚不如授人以漁,。只要學(xué)生掌握了要領(lǐng)，不需要去死記硬背,，那樣沒(méi)有意義,。”對(duì)本科生的培養(yǎng),，王博還形成了自己“打獵理論”。第一個(gè)階段,，把打好的獵物扔在路上讓學(xué)生去撿,；第二個(gè)階段，告訴學(xué)生哪條路有獵物,，讓學(xué)生自己去打,；第三個(gè)階段，即開(kāi)始探索科學(xué)前沿,，相當(dāng)于在黑暗中打獵,，“憑著經(jīng)驗(yàn)、勇敢和好奇,，你就可以堅(jiān)持走下去,，這樣才能有重大開(kāi)創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)”。
在國(guó)外學(xué)習(xí)和工作的經(jīng)歷,，使王博的育人理念充滿“中西合璧”的思考,。把中國(guó)的注重基礎(chǔ)扎實(shí)與國(guó)外強(qiáng)調(diào)興趣和自學(xué)結(jié)合起來(lái)，知識(shí)過(guò)硬還充滿科研熱情,，這樣才能培養(yǎng)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)軍人才,。“王博老師太有魅力了,。他教我無(wú)機(jī)化學(xué),，并不是一味灌輸知識(shí)，而是側(cè)重啟發(fā)我們思考,，引導(dǎo)我們熱愛(ài)化學(xué),，對(duì)化學(xué)保持熱情，并對(duì)我們的科研工作做整體把控和有力指導(dǎo),?！币呀?jīng)研二的學(xué)生張聖晗如此表達(dá)對(duì)導(dǎo)師欽佩,。
王博教授和學(xué)生們
“去校外購(gòu)買設(shè)備，如何與人打交道,、如何與其他的課題組合作,、如何在專家學(xué)者面前做報(bào)告……”，王博的言傳身教都融匯在對(duì)學(xué)生具體,、實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)中,，學(xué)生們學(xué)到的絕不僅僅是知識(shí)，還有做人的道理,、處事的方法和觀察社會(huì)的角度,。指導(dǎo)學(xué)生，老師也應(yīng)該胸懷天下,?！巴趵蠋煂?duì)科研成果的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程很了解，他很明白把實(shí)驗(yàn)室的成果投入產(chǎn)業(yè)里會(huì)遇到的問(wèn)題,，能夠把科研成果和社會(huì)的真正需要結(jié)合起來(lái),。科研不能只停留在實(shí)驗(yàn)室階段,，要為國(guó)家,、為社會(huì)、為大眾帶來(lái)實(shí)際效益,?！?博士生陳宜法從導(dǎo)師身上學(xué)到的不僅僅是知識(shí)，更有一名科研工作者的社會(huì)責(zé)任,。
2016年,，王博老師團(tuán)隊(duì)里的陳宜法和李思清同學(xué)雙雙獲得學(xué)校的徐特立一等獎(jiǎng)學(xué)金。他們的成績(jī)得到了廣泛的認(rèn)可,。
國(guó)家創(chuàng)建“雙一流”的大幕已經(jīng)徐徐拉開(kāi),，建設(shè)中國(guó)特色世界一流理工大學(xué)，就要培養(yǎng)世界一流的人才,，作為一名優(yōu)秀的科研工作者,、一名青年教師，王博與學(xué)生的點(diǎn)點(diǎn)滴滴,，為我們做好人才培養(yǎng)工作,，提供借鑒。
