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【走进课堂】理论落地,产学结合 ——新材料学院孟鸿老师特色课程《先进材料化学》
日期:2022-11-30 09:32:41 点击:

【编者按】

立足当下,北京大学深圳研究生院紧贴“问题导向,南北联动,AI牵引,创新融合”的未来发展理念,扎根大湾区,深耕人才培养;展望未来,深研院致力于建设北大新工科的“南方基地”,打造人才培养-学术研究-区域产业耦合的北大深圳校地协同创新共赢体。课堂,作为培养人才的平台媒介,在传道受业解惑中构建起从知识到人才、从传承到创新、从现在到未来的桥梁。

课堂发生在教室中的引经据典、纵观古今,发生在实验室里的言传身授、钻坚研微,发生在咖啡袅袅余香里的娓娓闲谈,发生在透向社会的困知勉行。深研院的课堂发生在不同的地点,发生自不同的学科,让我们跟随南燕新闻社记者的脚步,走进不同的南燕课堂,聆听每个课堂独特的故事。

走进新材料学院,映入眼帘的是众多实验室和各式仪器。在G栋三楼,仪器运转的嗡嗡声和同学之间的讨论构成了奇妙的背景音,这栋楼里学习、讨论的每一位同学都曾修读或正在修读孟鸿教授的《先进材料化学》课程。自2014年首次授课以来,《先进材料化学》已经走过了8个年头,它不仅是新材料学院的研究生们的必修课,也是多次获得北京大学教学优秀奖的热门课程。

“孟老师是个精力充沛的人,”2020级硕士研究生蔡雨露说道,她同时也在孟鸿教授的课题组参与研究,“老师不仅要上课,指导我们的科研、学习,还会跟我们一起打球。”孟鸿教授也在课上提到,他的手机保持24小时开机,从早上5:30开始到深夜12点,大家有问题可以随时联系他。“老师总是能从跟我们不一样的视角,对我们提出的问题提出一些启发性的观点;还会根据他在企业工作的经历,指出新型材料未来在行业中的应用方向。”孟鸿教授的个人特质巨细靡遗地展现在授课过程中。多学科交叉、开阔思路、知识面覆盖广、理论与实践相结合……这些都是往届学生对《先进材料化学》的印象。

学科交叉,广泛涉猎

“本门课程有5次小组汇报,一个组内最好包括物理、有机化学、无机化学、数学、材料等各种背景的同学。”孟鸿教授的《先进材料化学》课程中格外重视团队合作和成员背景的多元性,这一点从小组汇报在总成绩中50%的占比,采用竞争性的评分标准,以及本门课程覆盖的领域的广泛性中可见一斑。这门课程涉及多个学科,涵盖固体化学,金属,半导体,有机软材料,纳米材料,相关的材料化学知识等多个领域。

“多学科交叉促进应用”是本门课程的主要特点之一。孟鸿教授指出,在同学们了解、研究先进材料及相关文献,尝试设计新型材料的过程中,无机化学和有机化学是主干,但细分之下也包括高分子、陶瓷、复合材料、纳米材料、二维材料、碳烯材料等等分支,同时材料本身的物理特性以及计算和工艺方面的知识也极为重要。因此,学生不仅要夯实本专业的知识基础,也要多涉猎其他学科的知识和技能。

孟鸿教授也提到,学生在未来就业时会接触各种就业方向,他希望能在《先进材料化学》课程中尽可能多地涵盖未来可能的就业方向和研究领域,帮助学生做好准备;同时也帮助学生提升学术素养,提高材料的合成、性质、表征等多个领域的能力,掌握物理、编程甚至金融、管理等多个学科的知识,尽可能将学生打造成全方位的复合型人才。

快速学习,“不拘细节”

“《先进材料化学》很能培养快速学习的能力。”2021级博士生张鑫康回忆,他在硕士一年级修读这门课程时非常困惑。“每节课老师的PPT都有四五百页,内容非常多,负担很大,想完全听懂全部内容是很难的。后来我做了这门课的助教,对这门课有了更多的理解。知识点的细节或许不是一堂课的重点,更重要的是跟着老师的思路学习如何搭建框架,掌握快速学习、了解新知识、新领域的能力。”

从学生那里,能够了解到孟老师的课堂提供了一个和传统学校完全不同的角度,他不只是教会知识,还要教会学生技能的提升。孟老师通过产业报告的形式来迅速地让学生理解材料领域,课程后期也会邀请一些退休教授前来给学生们开讲座。现在的社会发展很快,孟老师就很强调快速学习法,当然不是每一个知识点都能够学会,但是能够快速地了解这个领域,这一点很重要,包括将来进入社会工作,很可能从事的不是对口的工作,这个时候快速学习法就能够让你快速适应新领域。张鑫康同学全程学习了两次《先进材料化学》课堂,所以对这一点的感受很深。

孟鸿教授强调课堂纪律,课程需要被严肃对待,在课堂上手机和电脑都是不被允许使用的,他希望学生的注意力能够完全集中在内容丰富的课程上,在不被外界干扰的状态下学习课程。在《先进材料化学》授课过程中,孟鸿教授也会组织学生参加各种材料领域的展会,有时展会主题与课程不完全契合,同学们往往需要在短短一上午尽可能多地了解某一陌生的领域,快速学习的能力在课堂内外的活动中不断接受打磨。

前沿领域,学以致用

2022级硕士新生蔡瑜觉得这是一堂很特别的课,“第一堂课,孟老师首先向我们讲述了他的个人求学经历、生活经历,分享了很多人生经验,使我们新生更加地了解孟老师,也向我们强调这门学科的五个特点——前沿技术突破,多学科交叉促进,技术开发应用,研发生产国际化,绿色低成本、金融参与。所以课堂上孟老师会引入一些讲座,以达到拓宽我们视野的目的,让我们能够了解到更多领域的知识,同时也会组织一些小组活动,形式是非常丰富的。我在听了第一堂课之后,学会了一些学习方法和思考方法。比如课堂上孟老师教会了我如何去设计一个材料,从思路开始,一步一步地实践,孟老师会主动地让我们写出自己的想法,这是很让我们感动的一个点。在未来,我希望自己首先打好基础,掌握学科基本知识,其次就是把自己学到的理论知识能够应用到自己的实践过程中,也要向师兄师姐们多多学习,未来可以更好地为这个行业做出一些努力。”

2022级博士生邹东文说,“孟老师的思维是非常发散的,很多时候,他讲到这一个知识,说着说着就发散到其他的一些知识。而这一点也是我们想要学会的能力。发散的思维能够分发挥人的想象力,突破原有的知识圈,从一点向四面八方想开去,并通过知识、观念的重新组合,寻找更新更多的设想、答案或方法。”

孟老师带领学生参加高分子新材料新装备博览会

《先进材料化学》同时注重技术开发应用。目前学术界的热点问题有哪些?取得了哪些理论进展?理论能否落地、如何落地、未来有哪些可能的应用方向?这些都是这堂课探讨的内容。在小组汇报中,同学们需要查阅当期课程聚焦的某一材料领域高水平,高影响因子的最新文献,结合课堂知识了解该领域的热点方向、学术进展,将基础知识与理论前沿结合起来,学以致用。这一过程夯实了基础知识,使学生获得对材料领域全方位的了解,培养学生独立科研的基础能力。此外,孟鸿教授在课程中也会从实践层面展现材料的更迭变迁,分析更替的原因、技术突破,并将其映射到未来,带领学生思考未来技术突破和产业化的方向。

《先进材料化学》授课内容融合内外,结合产学。教学活动对标麻省理工学院(MIT)等国外顶尖院校,让同学们充分享受到顶尖院校的教学方法。课程每周一次,几乎每次课都会拨出一小时左右的时间邀请专家来做讲座。讲座嘉宾既有学术界知名学者,也有工业界相关企业的首席技术官(CTO)和高级工程师。在讲座中,同学们能够了解企业实务,了解新型材料的研发和落地在企业中面临的资金、管理等方面的现实问题;同时也能学习在未来工作中如何着手研究、设计新型材料,如何应用到具体产业中,对具体产业流程的认识更系统,更全面。

“材料改变世界”

“教育是一棵树摇动另一棵树,一朵云推动另一朵云,一个灵魂召唤另一个灵魂。”孟鸿教授希望能通过《先进材料化学》这门课程让同学们学到有用的知识、真正摄取知识,而不是单纯为了学分上课;希望帮助学生构建知识体系,搭建知识框架。“材料改变世界。”《先进材料化学》课程PPT的封面上的这句话令人印象深刻。这既是孟鸿教授本人的追求和情怀,也是他对学生们的期许。

《先进材料化学》的培养理念和授课目标完美地展现在过往学生的身上。孟老师对待学生们的未来就业方向的态度非常开放,这也与老师自己的职业经历有关。他希望同学们多去看一看世界,多去感受一下不一样的风景。受访的几位学生中,有人想跟随老师的脚步在学术领域深耕,希望能通过自己的研究为人类生活带来便利,实现“材料改变世界”的理想。也有人想要进入企业做基础研究和开发,积累实务经验后再回到学校教学,分享自己的见闻和经验。

“新竹高于旧竹枝,全凭老干为扶持。”《先进材料化学》送走了一届又一届学生,他们进入到材料行业的各个领域,带着孟鸿教授的期许和教诲,躬身实践“材料改变世界”。


走进课堂项目组荣誉出品

记者:王琳、孙凡舒

图片:受访者提供

文字:孙凡舒、王琳、鲍宇轩

指导老师:马曦业

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