高校实验室作为科技创新策源地与高端人才培养基地,其功能面临前所未有的拓展需求。打破教育与科普之间的藩篱,构建实验室教育管理与科普创新的协同发展新机制,不仅是提升全民科学素养的迫切要求,更是高校服务社会、赋能未来的战略支点。
南京工业大学材料化学工程全国重点实验室(以下简称“实验室”)作为国家科技创新体系的重要组成部分,以弘扬自主创新、科技强国的科学家精神为宗旨,在学科建设、人才培养及社会服务方面协同发力,以教育管理为根基、以科普创新为延伸,构建了产学研用一体化协同发展生态,为我国高水平科技自立自强与全民科学素养提升提供了重要支撑。
教育管理创新,构建产学研用一体化育人体系。实验室依托南京工业大学的学科优势,系统整合科研资源与产业需求,形成了多层次、立体化的教育管理体系。一是构建产教融合协同育人机制。实验室深度践行产教融合理念,通过“2011膜产业学院”等平台建设,协同南京膜材料研究院有限公司、张家港市科学技术局、地方产业学院等校外合作单位,深度对接区域经济社会发展需求,充分发挥产学研融合优势,构建校企协同育人的教育共同体,将科研成果与产业资源转化为人才培养的优质资源,实现从“书架”到“货架”的全链条人才培养。例如,膜材料研究团队开发的全球首创有机—无机复合膜材料,在中石化、中盐集团等企业200余项工程中成功应用,累计处理工业气体超3000亿立方米,成为科研成果服务产业的典范。与此同时,实验室根据国家重点实验室重组要求,积极探索与地方合作的创新模式,与南京市江北新区共建材料化学工程国家重点实验室江北创新中心,采用“共同投入、共同管理、共同发展”的合作模式,重点拓展优势研究方向的创新链,推动产业链、创新链与服务链深度融合,畅通“科技—产业—科技”的双向循环,加快重大成果的就地转化,并根据江北新区产业发展规划,布局形成新的科研增长点,促进实验室与地方经济社会发展的良性互动,吸引高端创业人才,探索完善“创业在江北新区、创新在南京工大”的新模式,构筑创新产业人才高地。二是“全链条”科研能力培养模式。实验室以国家战略需求为导向,将科研训练融入教育全过程,课程设计上结合“限域传质分离膜”“二维膜规模化制备”等前沿课题,构建“理论—材料—装备—工程”的渐进式研究体系。金万勤教授作为“全国黄大年式教师团队”负责人,带领学生从基础研究走向工程应用,形成科研反哺教学的闭环,不仅孵化了百余项产业化技术,还培养了学生的创新思维与创新能力,实现了教育价值与市场效益的双赢。
科普创新,打造科教育人的社会化辐射平台。实验室下大力气建设公众与科学对话的科普平台,讲好南工大科普故事,推动更多社会公众讲科学、爱科学、学科学、用科学,为建设国内一流、国际知名创业型大学贡献力量。一是构建“启智小屋”科教融合扶智模式。实验室作为全国科普教育基地,深入贯彻习近平总书记“要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置”的重要指示精神,结合自身的特色与优势,积极开展特色科普工作。2023年以来,实验室联合中国农工民主党江苏省委会携手深入贵州、江苏等地,探索科技科普融合的帮扶新模式,共建2所“科普启智小屋”,为帮扶学校打造融合科普展示、互动体验与教学实践的科学空间,并捐赠“神奇‘膜’法截留染料”“电解水制氢燃料电解池”、3D打印等科学演示装置及配套教具;设计适合中小学生认知特点的科普展板和实验手册,让乡村学生能够轻松上手体验。二是构建系统化的科普生态。实验室积极融入区域科普网络,与政府、学校、社会组织共同建立协同机制。例如,实验室联合省市区科普阵地,协办南京市秦淮区“第八届江苏省科普剧汇演”启动仪式,加深实验室与科普阵地间的合作,强化科普资源共享对接,为科普阵地高质量合作模式探索新路径;实验室全年对外开放,年平均接待来自南京育英学校、南京一中江北分校、南京天正小学的参观者等万余名,让参观者直观感受科技创新在推动科技发展中的核心作用,培养广大青少年科技报国的科学家精神;实验室走进南京一中江北新区分校等学校,为近200名初一学生开展科普讲座,以“微观‘大’世界”为题,生动介绍科技的无限可能。
协同发展路径,教育管理与科普创新的互促机制。实验室打破教育与科普的边界,形成了教育与科普相辅相成、互促共进的良性循环。一是目标协同,将国家战略需求贯穿全链条。实验室将“双碳”目标、乡村振兴、新质生产力发展等国家战略深度融入协同体系,实现科研、教育、科普的同频共振。比如,聚焦新能源材料、环境治理等关键领域,承担多项国家重点研发计划项目,并将科研成果融入课程专业教学之中,让学生直接参与中石化、万华化学等企业的技改项目,同时在宿迁泗洪太平学校、贵州鸡场学校“启智小屋”中,将工业碳捕集原理简化为“捕捉空气小精灵”互动实验,通过科技内涵的生活化转译,使国家战略从政策文本转化为公众可感可知的实践。二是学术互动,驱动教育科普协同创新。实验室组织举办第一届全国微流控/3D打印与微纳纤维学术会议、2024过程工程大数据与智能化前沿论坛、国际青年学者专场论坛等学术交流活动,邀请来自高校、科研院所及行业企业的专家学者相互交流,推动教学内容与科研成果的相互转化,在扩展师生学术视域、培育创新思维的同时,推动科技成果向公众的高效化传播,为科普创新注入源源不断的活力,最终实现教育与科普的协同共进、融合发展。三是主体协同,构建多元参与的共生生态。建立“高校主导—政府支持—社会参与”的多方联动机制。实验室在学术委员会指导下,与苏州国家实验室深化合作,引入院士团队指导科研布局,同时联合农工党、科协等组织扩大科普辐射力,不断构建开放创新生态。
实验室以教育管理为根基、以科普创新为羽翼,探索出一条特色鲜明的协同发展路径。近几年,实验室还进一步聚焦“双碳”目标与膜材料新赛道,其教育科普协同模式将持续为制造强国与人才强国建设注入动能。实验室的实践表明,科研机构的可持续发展既需攀登科研高峰,亦需深植育人沃土,更需回馈社会期待,唯有将教育、科研、科普视为三位一体的生态系统,方能真正实现科技为民、教育为国的使命。
(执笔人:汪敏娟,南京工业大学材料化学工程全国重点实验室)