如何指导本科生开展科研工作

作者: 官科

来源: 《中国科学报》

发布日期: 2020-08-25

本文探讨了高校教师如何指导本科生开展科研工作,通过实际案例展示了本科生参与科研的成果和成长,强调了导师在本科生科研过程中的重要作用。

从历史上看,高校开展本科生科研的最早探索,可以追溯到上世纪六七十年代的美苏各国,而我国在上世纪80年代已开始了相关尝试。但时至今日,对本科生做科研“形大于实”的质疑始终不绝于耳,其中的原因既简单明了,又发人深思。

在当前“双一流”建设的大背景下,如何提升高校学生,尤其是本科生的科研和学术能力,已经成为了一道摆在所有高校面前的“必答题”。这道题的答案并不是某个典章中的“金科玉律”,而在于教师的实际行动中。为此,本版特开设“本科生科研进行时”栏目,希望以此为平台,展现高校教师们在这方面的实践与思考。

我从2015年开始指导本科生开展科研工作。培养的学生中,有些学生的成果被国际标准组织3GPP所采纳,有的收到来自欧盟“地平线2020”科研计划重点项目首席专家签署的科研贡献证明,有的成功申请到了国家公派赴欧洲攻读博士学位资助。回头来看,这些在本科教育阶段就有机会参与科研工作的学生,确实在个人成长和发展上,得到了有力的托举与培育。

在这其中,我最大的感想,就是要帮助本科生“睁眼看世界”。在我们过去的刻板印象中,科研是研究生做的事,本科生要以课业为主,所以从某种程度上说,不是本科生没有做科研的能力,而是我们没有给予本科生开展科研、显示自己科研资质和潜力的机会,这是非常遗憾的。

2015年12月,我校电信学院的本科生程健乔找到我,希望参与科研工作。当时,我正在带领研究生开展高铁场景材料电磁参数测量平台的搭建与调试工作。这项工作是为了支持中兴通讯公司向国际电信联盟(ITU)提交面向IMT-2020(5G)通信系统混合信道模型而开展的。让人欣喜的是,程健乔在这个课题上感受到了科研的乐趣,更重要的是,他建立了“自己也可以胜任高水平科学研究”的自信与抱负。

在几个月后,依托该课题的研究成果,程健乔顺利拿到了英国伦敦大学玛丽皇后学院的硕士录取通知书。2018年冬天,一名叫做仇豪的本科生加入了我的科研团队。当时正值国际标准组织3GPP对于5G标准R16的信道模型开展紧锣密鼓的标准化工作。于是,我指导仇豪开展毕业设计,安排他利用团队自主研发的高性能射线跟踪平台,对工业物联网场景进行了大量的仿真,对该场景的信道小尺度参数特性进行了表征。

这项工作和中兴通讯公司形成了合力,最终,相关内容形成了标准技术提案,并被3GPP所采纳,为5G工业物联网场景信道模型标准化做出了贡献。

对于仇豪而言,他亲身经历了自己电脑中的程序,如何一步步成为本科毕业优秀设计,最终成为国际标准中的一部分。这不仅让他看到了一个更为广阔的舞台,更让他真切地感受到通往更广阔天地的道路是存在且可行的,并非高不可攀,自然也就不会再妄自菲薄。

2019年冬天,欧盟“地平线2020”(H2020)科研计划重点项目EMULRADIO4RAIL首席专家马里恩·贝尔比诺(Marion Berbineau)教授向我发来邀请,希望我们能参与一部分隧道内信道建模的工作。此时,正好又有一位叫许子恒的本科生找我做科研,我便组织上文中的仇豪同学(当时已经是我团队的研究生)、马蕾同学,指导许子恒开展了相关研究。

6个月后,许子恒收到了来自贝尔比诺教授亲笔签名的科研贡献证明信,上面明确了他本人的科研贡献是“对隧道场景进行三维重建,并且在大量射线跟踪仿真的基础上,对抽头时延线模型每一条抽头的功率和时延进行了估计。他的贡献已被H2020项目报告所采纳,用于对隧道场景中的先进无线通信系统的设计与评估”。能得到这样的认可,对于一名本科生而言是很大的鼓舞。

回顾这些年指导本科生参与科研的经历,我深感本科生是一支科研工作中潜力极大,但又常常得不到激活的生力军。我留学期间所在的德国布伦瑞克工业大学通信技术研究所,形成了教授指导博士生、博士生指导硕士生和本科生的科研梯队。这样的梯队建设有助于让博士生专注科学探索,硕士生侧重技术实践,而本科生则有机会得到正规的科研训练,为后续的技术攻关与科学探索奠定基础。

当然,如何保障本科生参与科研的质量与效果是一个宏大的命题,我从自己的经验中总结了几点。首先,为本科生设计的科研题目难度不宜太高,最好是技术风险度较低,在一段时间(比如暑期)内可测、可达的。这有利于帮助本科生破除对科研工作的畏难情绪,在科研中获得成就感,激发其进一步科研的热情。

其次,科研任务的成果输出要有较高的舞台,比如给本科生的任务虽小,但是最后却是欧盟科研计划或者国际标准的一部分,这可以让本科生“睁眼看世界”,从而激发其对更加广阔的科研舞台的热情与向往。最后,对于本科生的指导一定要细致。本科生参与科研前,很可能一直都在课业学习中,习惯了灌输和填鸭。

因此,在科研任务开展之初要尽量避免指导太粗,以闭环式的任务代替开放式的任务,让本科生在导师团队的引导下渐入佳境,自然就不会陷入迷茫,而是顺利完成从被动学习到主动研究的过渡。

参与科研,不仅要让本科生“睁眼看世界”,更要让本科生领略通往科研世界道路上的美丽风景与成就感。这一切,都需要导师们的悉心指导,知行合一。

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