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打造人才培養(yǎng)的“最佳交匯點”!


——北京理工大學(xué)實驗教學(xué)工作建設(shè)側(cè)記

【編者按】2022年是黨的二十大召開之年,是實施“十四五”規(guī)劃關(guān)鍵之年,,黨委宣傳部特別推出“喜迎二十大,,奮進(jìn)新征程”專題報道,,全面展現(xiàn)學(xué)校加強黨的領(lǐng)導(dǎo)黨的建設(shè)取得的成績,生動講好北理工人的奮斗故事,,廣泛凝聚學(xué)校事業(yè)發(fā)展的磅礴力量,,以優(yōu)異成績迎接黨的二十大勝利召開。

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北理工學(xué)生正在使用全新的“牛頓環(huán)實驗儀”做“牛頓環(huán)干涉”實驗

一幅“水暈”般的“同心環(huán)”圖案在電腦屏幕上清晰地呈現(xiàn),,學(xué)生們正在聚精會神地“測量”……,,這是大學(xué)物理實驗中經(jīng)典的“牛頓環(huán)干涉”實驗,與以往不同的是,,學(xué)生們不需要再逐一“數(shù)環(huán)”了,,只需要看著屏幕上的“信號波峰”,就方便得到了最后的結(jié)果,。

在北京理工大學(xué)物理教學(xué)實驗課堂上,,一款全新的“牛頓環(huán)實驗儀”,創(chuàng)造性地采用信息技術(shù)“徹底顛覆”這一經(jīng)典的大學(xué)物理實驗,,不僅學(xué)生們耳目一新,,更是大大提升了實驗教學(xué)效果。

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北理工6支參賽隊伍在第六屆全國高等學(xué)校教師自制實驗教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽上獲獎

在由中國高等教育學(xué)會主辦的第六屆全國高等學(xué)校教師自制實驗教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽(簡稱“全國大賽”)上,,北京理工大學(xué)的6支參賽隊伍榮獲一等獎3項,、二等獎2項、三等獎1項,,團(tuán)體總分全國第一,。“新型牛頓環(huán)實驗儀”正是在本屆比賽上奪得一等獎的作品,。

對于所有的理工科大學(xué)生來說,,學(xué)理論知識、做教學(xué)實驗、寫實驗報告是大學(xué)生活的經(jīng)典“三部曲”,,豐富的教學(xué)實驗為學(xué)生們開展科技創(chuàng)新和科學(xué)研究奠定了堅實的基礎(chǔ),。

多年來,北京理工大學(xué)聚焦一流人才培養(yǎng),,通過創(chuàng)新方法,、建強隊伍、創(chuàng)新機制等一系列舉措,,潛心推動實驗教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展,,持續(xù)深化“科教融合、以教為先”育人理念,,為學(xué)校在“實踐育人”和“科研育人”上取得顯著成績提供了有力支撐,。

“科”與“教”為一流人才培養(yǎng)“融匯貫通”

手持掃描手柄,在自己的手指上輕輕滑動,,眼前的電腦屏幕中,,隨即呈現(xiàn)出清晰的手指皮膚二維、三維斷層圖像……,,這是學(xué)生使用國內(nèi)領(lǐng)先的光學(xué)相干層析(OCT)技術(shù)教學(xué)儀器開展學(xué)習(xí)的場景,。

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北理工創(chuàng)新研制的“OCT”教學(xué)儀器可對皮膚結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖像分析

憑借低廉的成本、開放式的結(jié)構(gòu),、可編輯的代碼,,以及不輸商業(yè)設(shè)備的性能,這一由生命學(xué)院助理教授張曉等人開發(fā)的實驗教學(xué)儀器,,不僅斬獲了“全國大賽”一等獎,,更讓醫(yī)工類學(xué)生第一次可以如此“自由透徹”的學(xué)習(xí)掌握常用于眼睛、皮膚等臨床診斷的“OCT”技術(shù),。

“在實驗教學(xué)過程中,,學(xué)生不僅鍛煉了動手能力,同時進(jìn)一步深化了對理論知識的理解,。作為理工科大學(xué)生培養(yǎng)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一,,實驗教學(xué)既是理論與實踐相結(jié)合的重要‘交叉點’,更是科研與教學(xué)相融合的最佳‘交匯點’,?!辟Y產(chǎn)與實驗室管理處處長史天貴分享了自己對實驗教學(xué)的思考。

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北理工學(xué)生使用全虛擬實驗平臺進(jìn)行新能源飛行器實驗

在“虛擬飛行仿真”與“真實能源動力”深度融合的實驗平臺上,,學(xué)生正在模擬新能源飛機的飛行……,,在面向全校工科學(xué)生開設(shè)的實踐通識訓(xùn)練課程《新能源飛行器能源管理與控制》課堂上,根據(jù)任務(wù)需要,,學(xué)生不僅可以完成新能源飛行器的能源管理與控制實驗,,完成飛行器單獨使用太陽能,、氫能或兩者混合動力的實驗,還能通過半實物仿真實驗檢驗飛機的性能參數(shù),,深入感受,、理解其中的工作機理。

作為該課程的負(fù)責(zé)人,,宇航學(xué)院新能源飛行器技術(shù)研究所劉莉教授長期致力于新能源飛行器研究,,在學(xué)校的推動引導(dǎo)下,她立足自己在輕小型太陽能,、氫能無人機等方面的科研成果,,開發(fā)了適用于實驗教學(xué)的新能源飛行器能源管理與控制實驗教學(xué)平臺,并在“全國大賽”中榮獲一等獎,。

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新能源飛行器能源管理與控制實驗教學(xué)平臺

把最新的科學(xué)研究成果應(yīng)用于人才培養(yǎng)的實踐過程中,不僅實現(xiàn)了科研優(yōu)勢對教學(xué)“反哺”,,同時也推動了教學(xué)過程緊密銜接科技前沿,。聚焦一流人才培養(yǎng),北理工在夯實“交叉點”的同時,,更注重抓好“交匯點”,,高質(zhì)量的實驗教學(xué)讓“科”與“教”實實在在的“融匯貫通”了起來。

“做一流人才培養(yǎng)的生力軍,!”

“每當(dāng)面對專業(yè)化的大數(shù)據(jù)操作界面,,對金融大數(shù)據(jù)的認(rèn)識理解,瞬間立體直觀了起來,,這種‘沉浸式’實驗學(xué)習(xí),,讓我受益匪淺!”2017級會計學(xué)專業(yè)本科生韓笑冰分享了自己在金融大數(shù)據(jù)教學(xué)實驗室的學(xué)習(xí)感受,。對大部分北理工學(xué)子來說,,教學(xué)實驗成為他們通過實踐深入理解理論知識的“初體驗”,而一批長期深耕實驗教學(xué)一線的實驗系列教師,,就成為了系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生們實驗研究素養(yǎng)的“教練員”,。

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黃璐講授的《行為經(jīng)濟學(xué)》慕課

“從我2010年入職起,就始終感受到這支隊伍中那種聚焦人才培養(yǎng)的良好氛圍,?!惫芾韺W(xué)院實驗教學(xué)中心主任黃璐分享自己的感受。2021年,,黃璐成為全校第一個獲評正高級實驗師的實驗系列教師,。

頭頂上的數(shù)據(jù)“跑馬燈”閃爍不停,一個個工位上“六屏聯(lián)排”,,中央大屏幕上數(shù)據(jù)曲線動態(tài)更新……,,2011年,按照學(xué)院的部署,黃璐和同事們在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,,組織專業(yè)設(shè)計力量,,將主樓尾樓的大階梯教室,改造成為國內(nèi)高校爭相參觀學(xué)習(xí)的金融大數(shù)據(jù)教學(xué)實驗室,?!拔覀兗缺A袅穗A梯教室在教學(xué)上的優(yōu)勢,又對標(biāo)金融機構(gòu)建設(shè)一流設(shè)備平臺,,加之學(xué)院常年采購的高級商業(yè)數(shù)據(jù)資源,,讓學(xué)生們享有了國內(nèi)少有的一流教學(xué)實驗條件?!?/p>

2021年,,經(jīng)過升級建設(shè),實驗室實現(xiàn)了線上線下混合式教學(xué),、多校區(qū)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通等功能,,不僅滿足了“互聯(lián)網(wǎng)+”與后疫情時代的金融實驗教學(xué)需求,還拓展成為了航空管理等多元化大數(shù)據(jù)中心,。

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北理工金融大數(shù)據(jù)教學(xué)實驗室

多年來,,不論是指導(dǎo)學(xué)生連續(xù)發(fā)表頂刊論文,還是開設(shè)《金融工程》《行為經(jīng)濟學(xué)》慕課受到好評,,黃璐始終將教學(xué)科研一線的收獲與實驗教學(xué)工作相貫通,,將建設(shè)一流水平的金融科技、管理科學(xué)實驗教學(xué)平臺,,培養(yǎng)一流金融和管理人才作為自己的奮斗目標(biāo),。

像黃璐一樣,北理工實驗系列教師們始終保持著對實驗教學(xué)的執(zhí)著追求,,是學(xué)校人才培養(yǎng)的一支重要“生力軍”,。截至2022年,北理工實驗系列教師已達(dá)到307名,,全校22個實驗教學(xué)中心每學(xué)年開展實驗教學(xué)項目近1300個,。

近年來,學(xué)校遵循教師成長發(fā)展規(guī)律,,深化分類評價改革,,構(gòu)建“橫向聯(lián)通、縱向貫通”的職稱體系,,實現(xiàn)分類卓越,,其中著力加強了實驗系列教師隊伍建設(shè),注重實驗教學(xué)育人,,聚焦痛點和難點問題,,率先設(shè)置專職實驗崗位,,暢通職稱晉升通道,率先設(shè)置實驗系列正高級職稱崗位,;制定實施《北京理工大學(xué)專職實驗人員考核實施意見》,,建立并優(yōu)化《北京理工大學(xué)實驗系列(正)高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)崗位申報基本條件》,建立起“多向引導(dǎo),、個性發(fā)展”的評價考核體系,,2021年實現(xiàn)實驗系列教師正高級實驗師晉升零突破,通過不斷鼓勵教師個性發(fā)展,、追求卓越,,為這支人才培養(yǎng)的“生力軍”注入職業(yè)生涯的發(fā)展動力和工作活力。

潛心深耕一流人才培養(yǎng)的“責(zé)任田”

一排排機床有序排列,,在一間間寬敞明亮的“大車間”中,,身著工作服的青年學(xué)子們正在老師指導(dǎo)下,“操持著”現(xiàn)代化的加工機械“車鉗銑刨磨”忙個不?!?,這是北理工工程訓(xùn)練中心實驗教學(xué)的日常。

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北理工工科實驗教學(xué)大樓

2020年,,學(xué)校投資1億元建成2萬平米的工科實驗教學(xué)大樓,并將工程訓(xùn)練中心,、地面機動裝備實驗教學(xué)中心,、電工電子實驗教學(xué)中心三個國家級實驗教學(xué)中心,以及基礎(chǔ)力學(xué)實驗教學(xué)中心,、航空航天工程實驗教學(xué)中心,、某特種裝置系統(tǒng)與工程實驗教學(xué)中心、光電實驗教學(xué)中心,、信息與電子實驗教學(xué)中心,、自動化實驗教學(xué)中心等實驗教學(xué)平臺遷入其中。

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北理工思政課虛擬仿真體驗教學(xué)中心

頭戴VR眼鏡體驗紅軍長征,、與老院長徐特立“面對面”交流……2021年,,北理工獲批建設(shè)全國高校思政課虛擬仿真體驗教學(xué)中心,學(xué)生通過智能交互,、沉浸式的“虛仿”學(xué)習(xí)平臺,,完成“不同凡響”的思政課學(xué)習(xí)體驗。這一年,,學(xué)校投資2300多萬在新落成的文萃樓搬遷建設(shè)了計算機實驗教學(xué)中心,、數(shù)學(xué)實驗中心、管理與經(jīng)濟實驗教學(xué)中心,、人文素質(zhì)教育教學(xué)實踐中心,、思想政治虛擬仿真體驗教學(xué)中心,、模擬法庭、外語教學(xué)實驗中心,、設(shè)計與藝術(shù)綜合實驗中心等8個教學(xué)平臺,。

近年來,學(xué)校聚焦一流人才培養(yǎng),,持續(xù)加大對實驗教學(xué)工作的投入,,推動實驗教學(xué)布局調(diào)整,大力度改善實驗教學(xué)條件,。2016年以來,,全校實驗教學(xué)中心儀器設(shè)備總值增加1.2億元。

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魯溟峰發(fā)明的新型牛頓環(huán)實驗儀

“牛頓環(huán)實驗的目的是教授學(xué)生觀察光的干涉現(xiàn)象,,這個實驗已有300多年歷史,,到如今信息化的時代,絕大部分實驗室仍然基于數(shù)環(huán)法完成測量,。即使是工業(yè)界,,也沒有太好的手段直接分析牛頓環(huán)。牛頓環(huán)中到底蘊含了什么信息,?能否不通過數(shù)環(huán)來觀測牛頓環(huán),?”帶著這樣的思考,在學(xué)?!皩嶒炇已芯宽椖俊庇媱澋闹С窒?,信息與電子學(xué)院高級實驗師魯溟峰通過多年研究,首次提出牛頓環(huán)是一種chirp信號,,利用信號處理和深度學(xué)習(xí)的方法,,發(fā)明了本文開篇提到的“新型牛頓環(huán)實驗儀”,跳出了數(shù)環(huán)法的框架,,給學(xué)生提供了一個新的視角觀測牛頓環(huán),,并且極大的改進(jìn)了實驗的準(zhǔn)確性和可操作性。目前,,作為“全國高校教師教學(xué)創(chuàng)新大賽——第六屆全國高等學(xué)校教師自制實驗教學(xué)儀器設(shè)備創(chuàng)新大賽”一等獎作品,,該實驗裝置已經(jīng)在國內(nèi)部分高校中推廣應(yīng)用,讓近萬學(xué)生受益,。

當(dāng)前,,前沿科學(xué)探索愈發(fā)依賴于先進(jìn)的實驗手段,實驗研究能力已經(jīng)成為一流人才的核心關(guān)鍵素質(zhì),,實驗教學(xué)這塊一流人才培養(yǎng)的“沃土”更加需要深耕細(xì)作,。

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北理工電工電子實驗教學(xué)中心

從1985年開始,北理工就專門劃撥經(jīng)費支持實驗教學(xué)設(shè)備自制改制,,鼓勵廣大教師通過自制教學(xué)儀器設(shè)備等方式,,聚焦人才培養(yǎng)創(chuàng)新解決實驗教學(xué)中的重點,、難點問題。2012年,,學(xué)校推出“實驗室研究項目”,,堅持以實驗教學(xué)中的問題等為導(dǎo)向,通過項目化,、規(guī)范化的工作機制,,進(jìn)一步推動實驗教學(xué)等實驗室工作的內(nèi)涵建設(shè)。

至今,,學(xué)?!皩嶒炇已芯宽椖俊币验_展5期,共支持了320個研究課題,,累計投入資金645萬,,支持自制(改制)教學(xué)設(shè)備170項,改進(jìn)實驗技術(shù)方法75項,,產(chǎn)出配套實驗教程103套,。

多年來,圍繞實驗教學(xué)的工作組織,、項目管理,、政策制定、經(jīng)費保障等,,學(xué)校已經(jīng)建立起一套具有北理工特色的工作體系,,有效推動了實驗教學(xué)方法、教學(xué)手段的改革與創(chuàng)新,,為一流人才培養(yǎng)提供了強有力的支撐。