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将本科生带入科研大门，看北航这个课堂！

大学作者：北京航空航天大学 2022-01-11 14:50:55

步入大学前

你设想过进行科学探索的情景吗？

是和良师益友一起提出问题、寻找答案？

是用精密仪器探索规律、揭示本质？

还是让抽象理论切实改变生活？

如此种种

正在北航“科研课堂”上变为现实！

2021年全校首个大会，聚焦人才培养（点击图片查看）

2021年1月

北航召开人才培养大会

探索建立北航特色高质量人才培养体系

以“授课课堂、科研课堂、社会课堂”为抓手

构建本硕博全链条贯通培养之路

什么是

科研课堂？

为进一步推进科教融通

探索构建北航特色科研育人模式

学校提出，依托科技创新平台打造

“科研导师、实验室开放日、微课题”

三位一体的科研课堂“TOP计划”

RT（Research Tutor）：全校从事科研任务的教师担任本科生“科研导师”；

OD（Open Day）：全校省部级以上重点实验室，每个实验室每周拿出1/5的时间做“实验室开放日”，用于人才培养；

MP（Mini Project）：每个重点实验室为学生（以小组为单位）提供规定学时的科研训练任务“微课题”。

通过科研课堂，全校本科生均有机会进入国内顶尖实验室，近距离接触学术大咖、一流团队、前沿成果和高端仪器，不仅可以跟随科研导师开展微课题研究，还能获得学分。

“不畏浮云遮望眼

自缘身在最高层”

北航结合两校区五大学科群布局

统筹利用科技创新平台优势条件

将优势科研资源转化为人才培养资源

北航拥有一大批顶尖科技创新平台和一流科研团队，建设有15个国家级、80个省部级重点实验室（包含研究中心），依托各大创新平台组建大团队，承担大项目，获得大成果，形成了培养高水平创新人才的优势生态环境。

2019年至2020年，为了推动深化科教融通，学校先后组织两批次重点实验室面向本科生开放研究课题，并依托学校大平台、大团队开设了9门实验室课堂，积极探索开拓全校本科生跨学院、跨学科人才培养的新模式。

“千里之行，始于足下”

为实现全校大二、大三年级本科生

全覆盖进入科研课堂

2021年3月

学校启动科研课堂试点工作

科研课堂建设领导小组

试点工作小组成立

由实验室与设备管理处牵头

教务处、校团委协同联动

各项工作开始有条不紊推进

科研课堂

试点工作回眸

根据学科群布局和两校区学院分布

2021年春季学期

选择6个学院进行首批试点

秋季学期扩大至9个学院

其他16个非试点学院也尝试开课

共有48个省部级以上重点实验室参与

累计开设科研课堂473门次

81%的科研导师具有高级职称

全年共计近2000名学生

进入科研课堂

在选课方式上，科研课堂采用

师生双选和即选即中两轮选课机制

下表为2021年秋季学期

科研课堂选课热门TOP10

2021年秋季学期

25%的学生跨学院选课

电子信息与工程学院

接收跨学院学生来源最广

参与的学生总计来自16个不同的学院

计算机学院

接收跨学院学生数最多

约占本学院课程全部选课人数的45%

电子信息工程学院李宇萌老师科研课堂——无人机无人车自主协同系统设计与实现

交通科学与工程学院余贵珍教授科研课堂——智能车辆无人驾驶系统

在一年的科研课堂中

导师和学生在过程中教学相长

科研课堂建设工作也日臻完善

这都离不开每一位北航人的点滴努力

课上，大家全情投入，集思广益

课下，大家温故知新，整装待发

航空科学与工程学院刘沛清教授科研课堂——涡桨飞机螺旋桨气动噪声机理试验研究

物理学院杜轶教授科研课堂——液态金属基本物性和应用探究

在课程建设的不断探索中

导师们越来越清楚学生需要什么

学生也学会了发现自己的兴趣所在

在交流中丰富自己的思想

在实践中激发自己的潜能

“有志者，事竟成”

在老师和同学们的共同努力下

科研课堂成果颇丰

航空科学与工程学院选课学生在课程内容的基础上，合作开发了无人车自主导航与打靶控制系统，参加了第二十三届中国机器人及人工智能大赛，并在初赛中获得省级一等奖。

生物医学与工程学院学生通过科研课堂的学习完成了5篇论文初稿、撰写了4个专利，有4个微课题为大创项目提供了研究基础，3个微课题成果参加生物医学工程的科技创新竞赛。

电子信息工程学院、交通科学与工程学院等学院的本科生通过科研课堂试点工作培养了学生对科研工作的兴趣，有学生跟随导师继续研究工作，还推动了学院的科创竞赛活动。部分选课学生依托科研课堂微课题，不仅在我校“冯如杯”竞赛中获奖，还在2021年第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛（北京赛区）比赛中荣获二等奖。

材料科学与工程学院、物理学院本科生通过参与科研课堂微课题研究撰写了5个专利和6篇SCI文章，还有微课题成功申请了国家大学生创新创业训练计划，进入北京市物理实验（演示类）决赛。

2021年11月

学校组织了科研课堂评优工作

51名学生获得科研课堂优秀成绩

评选出34门次“示范性优秀科研课堂”

遴选出2个优秀试点学院

航空科学与工程学院

生物与医学工程学院

校内成果斐然

校外也频传佳绩

在今年首都“挑战杯”竞赛获奖作品中

有5名指导教师担任科研课堂科研导师

其中4名科研导师指导作品获特等奖

很优秀！

科研课堂示例

那么，问题来了

科研课堂上究竟什么样？

老师和同学们有什么感受？

小萱带大家去了解

5个优秀课堂示例——

新型半导体材料的合成及其微纳加工

学期：2021年秋季学期

学院：材料科学与工程学院

导师和同学们在进行“拉曼测试”

本课程依托智能微纳公共创新中心，讲授半导体-芯片后时代的解决方案。解决的具体问题有：晶圆尺寸的二维材料的大规模可重复的合成、高性能的二维场效应晶体管（计算机芯片的主要功能单元）、面向后摩尔时代的二维材料的高效集成等。在课程中，学生将学习在二维半导体材料的合成中引入新的机理；发展调控二维材料性质的新方法，重点探究插层的方法；并进一步探讨二维材料集成的新方法和新机制。

完成关于材料的合成机理和合成方法的实验（左）、介绍二维材料合成的基础背景知识（右）

【导师有话说 ● 宫勇吉】

开设这门科研课堂，是想让学生接触到最前沿的知识，可以操作到高端的科研仪器；科研课堂不同于正式课堂，小班授课，在上课过程中可以对学生进行针对性观察并解决他们的问题。不追求让学生把原理和知识了解透彻，我更多关注学生的主动能动性，关注他们是否会提出一些问题（材料本身、工艺、未来的发展）、是否在学习过程中有思考。

“

“我觉得科研课堂非常有意义，一方面为我们本科生进实验室提供了渠道，了解各个老师所做的方向和自己的兴趣所在；另一方面也锻炼自己的实验能力，学习基本仪器的操作流程和研究材料的逻辑方法。”

“通过科研课堂的学习，提高了我的文献阅读、实验设计与论文写作的能力，增强了团队合作的意识，了解了材料科学研究的一般方法，感受到了科学研究的魅力，并为今后的学习、科研打下了基础。”

“科研课堂结束了，但我的科研仍在继续！”

——学生心得

”

基于RISC-V的加速智能监控系统

学期：2021年春季学期

学院：电子信息工程学院

导师张玉玺（左）和学生李海涛（右）

本作品为ZEDBOARD平台手写数字识别网络FPGA硬件加速实现，根据FPGA可以构建并行专用处理模块的特点，利用FPGA硬件加速来提高手写数字识别系统的性能。实验中利用深度神经网络实现数字识别，使用python和C语言对使用MNIST训练与测试集对神经网络模型进行训练和测试，对每一层的weight、bias等文件分别保存成独立的文件。使用软核进行逻辑上的控制，将PL部分作为外设进行调用，并使用HLS完成的加速网络IP核的设计。

用ov5640摄像头获取现实场景，再通过vga显示到屏幕上

【导师有话说 ● 张玉玺】

我们学院的一些学生会在课外参与实验室老师的课题，但都是零散和自发的；通过科研课堂这种创新性、规范性课程的形式，可以更好地把学生组织起来，增强他们的动手能力、沟通组织和合作能力。科研课堂积累的方法与学习相关的知识，可以直接成为学生参加竞赛的基础准备工作，为竞赛当中难题的解决提供更多的思路。

“

“科研课堂使我受益匪浅，在老师的指导下，我进一步探索自己感兴趣的硬件加速方向，通过理论联系实际，不但丰富了专业知识，而且提升了团队合作能力。学弟学妹们，现在你们的思维是最活跃、最开放的，你们可以通过科研课堂了解一些学科前沿的东西并把自己的创意融合到项目中，进而不断培养自己的科研能力，希望大家能够学会坚持，脚踏实地地做下去，往往就会有不错的收获。”

——李海涛，2021春季科研课堂优秀学生代表，2021年沈元奖章获得者

”

无人车群体协作搬运平台的动力学设计与开发

学期：2021年春季学期

学院：航空科学与工程学院

本课堂依托航空学院理论力学教研室，以无人车群体协作搬运平台的动力学设计与开发问题为背景，引导学生结合授课课堂所学的基础知识参与“多无人车-连杆-负载平台”的动力学建模与原型机设计，重点学习无人车自主导航、轨迹规划、协同控制、自主避障等关键技术和软硬件开发流程。在此基础上合作开发的无人车自主导航与打靶控制系统获第二十三届中国机器人及人工智能大赛全国总决赛一等奖。

协同搬运平台仿真软件

搬运平台原型机设计图

【导师有话说 ● 王青云、王琦少】

开设这门科研课堂，是想让学生建立基础课程知识和实际对象之间的联系，将书本上学的概念方法用于解决实际工程问题，初步掌握智能机器人的主流开发流程和软硬件工具。科研课堂是一种极具新颖性和创新性的教学尝试，通过小班化、定制化、研究型教学，能够深入了解学生的学习兴趣和知识掌握程度，与授课课堂起到很好的互补效果。同时，教学过程中存在的教案不系统，学生兴趣与能力差异性大，课程延续性不足等问题有待进一步研究解决。

“

“科研课堂的教学形式与以往不一样，是以做项目的形式来开展学习，激发了我的学习主动性。”

“我以前从没有想过，通过把复杂的问题进行适当简化，完全可以用学过的材料力学、空气动力学知识来解决。”

“参加科研课堂让我有了一个很好的平台来提前接触科研，老师和学长们的指导也让我受益匪浅！”

“以前总觉得科研遥不可及，经过这次学习后我逐渐感受到科研其实并没有那么神秘。”

——学生心得

”

基于磁共振和OCT图像的高度近视后巩膜葡萄肿分级

学期：2021年秋季学期

学院：生物与医学工程学院