
郑直教授(左二)正在指导本科生做实验
對話青年人
PP电子学院化工与质料学院2020级學生张涵博:
作爲一名工科生,我對科研比較感興趣,請問您覺得在大學本科階段,應該怎樣培養、提升個人科研能力和素養?
“中原學者”、許昌學院院長鄭直教授:
大學生科研能力和科研素养的培养,是高等教育的重要任务之一。对于本科生来说,要培养科研兴趣,特别是对未知领域研究的兴趣,要保持好奇心和求知若渴的精神;要善于发现问题,打破思维惯性,保持独立思考;要提高文献检索能力,掌握信息搜索的要领和技巧;还要多加入实践,通过深度加入做实验、分析数据、梳理数据、汇总结果、得出结论这一专业的科研训练历程,同学们的开放性创新思维和综合创新能力定会逐步提升。作为新时代大學生,希望你们努力学习老一辈科学家笃行不怠的攻坚精神,为创新型国家的生长与建设奉献青春力量。
2005年,鄭直從香港中文大學完成學業,在香港、上海和許昌三個都市之間,選擇來到許昌學院事情。
爲何做出這樣一個“不合常理”的選擇?“河南對科技的重視太讓人感動,我想用所學報效家鄉。”4月17日,鄭直教授感伤,“來到許昌學院後,學校投入上千萬元組建外貌微納米质料研究所,爲我和團隊搭建起科研平台,這也是許昌學院第一個研究院所。”
從此,瞄准地方經濟社會發展、産業升級叠代、創新型人才培養所需,鄭直心無旁骛,一頭紮進科研世界夜以繼日攻難關,深入企業車間細問需求解難題,並積極探索地方本科院校應用型創新人才培養的突破之路。
讓鈞瓷綻放更迷人的色泽
18年過去,許昌學院外貌微納米质料研究所已“長成”爲河南省微納米能量儲存與轉換质料重點實驗室,許昌學院已構建起“産學研教創一體化”應用型創新人才培養體系,鄭直也從心懷夢想的熱血青年成長爲“中原學者”,科研上的主要貢獻集中在納米表界面的精准調控,在納米鈞釉质料、薄膜太陽能電池、超硬质料等領域收獲了一項項科研碩果。
在鄭直心裏,科研的價值在于造福于民,社會需求就是他的科研偏向。
“入窯一色,出窯萬彩;鈞瓷無對,窯變無雙。”神秘莫測的鈞瓷是國家的文假名片。然而,在同一平面中,鈞瓷或表現爲開片之美,或色澤豐富,或圖案天成,想使這些特點同時出現在一個平面,一直是個難題。
鄭直帶領團隊,將納米质料與傳統釉料相結合,研究出具有獨特藝術效果的陶瓷釉——結晶釉,並創新性地在釉料中引入微量納米呈色元素化合物,改性傳統鈞瓷釉料,從而燒制出質感更好,制品率更高,呈色效果、重複效果更好的鈞瓷産品。
“鈞瓷的燒制溫度一般在1300攝氏度,納米技術可使它的燒制溫度降到1260攝氏度,更節能更環保。”鄭直說。
如今,鄭直團隊和河南大宋官窯股份有限公司、孔家鈞窯等鈞瓷名企都有相助,不僅爲企業帶來良好的經濟效益,也爲傳統文化傳承與科技創新的融合提供了新思路。
“得有人去坐這個冷板凳”
除了應用研究,鄭直在基礎研究領域的深耕也在同步進行。“‘勇闖無人區’很難,但一定得有人去坐這個冷板凳,因爲只有多出顛覆性的創新结果,才气加速實現高水平科技自立自強。”鄭直經常這樣說。
矽太陽能電池用途廣泛,但是矽的生産過程會造成许多汙染。十幾年來,鄭直團隊一直在研發新质料,希望它能替代矽,做出新型薄膜太陽能電池。他和團隊成員創新性地利用金屬外貌單質反應,設計制備了30多種二元和多元無機硫族化合物、鹵族化合物半導體光電质料,低成本解決了納米結構精准調控的難題,揭示了納米表界面調控、載流子分離傳輸與光電效率增強的作用機制,相關结果獲得河南省科學技術進步獎一等獎。
近期,他們和國家納米科學中心相助,在新型薄膜太陽能電池质料研究領域取得重要進展,實現了新型銅銀铋碘薄膜光伏质料領域最高的光電轉換效率,這項结果爲開發下一代高效、穩定、環保的光伏质料提供了一條切實可行的路徑。
“我們竭盡所能把新型薄膜太陽能電池研究往前推進,哪怕是能讓後來者踩在自己的肩膀上走得更快一點更遠一點,也是一件很是幸福很是值得的事情。”鄭直說。
助力我省超硬质料産業強者更強,也是鄭直團隊的心願。在河南黃河旋風股份有限公司建设“中原學者”事情站後,他們與鄭州大學、東北師範大學相助,找到了低成本制備低密度高熱導率的金剛石/銅複合质料的要领,應用後可大大延長電子産品的使用壽命,有望成爲金剛石産業發展新的增長極。
爲本科生插上創新的翅膀
是勇攀岑岭的科研事情者,也是學生生长成才的引路人。国家的生长靠创新,科技的未来在青年,郑直明白“创新”二字在人才培养中的分量。
2006年,来到PP电子学院的第二年,他就带着团队设置了一门“开放平台实践课”,选拔部门本科生走进实验室,实验以导师制的形式训练本科生的科研和创新能力。“结果,學生的踊跃水平超出我想象。”郑直欣喜又欣慰。
17年已往,坚持教育、科技、人才“三位一体”生长,“开放平台实践课”已从一门课拓展为延伸至结业设计的课程体系,由原来部门學生加入变为全员加入,郑直提倡的“开放·实践·创新”的本科生创新教育理念,让课堂不再局限于教室,实验室、工厂、校企协同创新平台都成了教学主园地,理论课也搬到了实验室,教師科研运动与教学、學生创新实践运动融为一体,打破传统课堂教学的时空壁垒,为學生打开了一扇接触科技创新新思想、新要领的大门。学校险些每一个创新结果的背后,都有本科生的身影。
“仅最近5年,学校理工科學生就加入发表科技论文200多篇,获得授权国家发现专利近200件,获得省级以上学科竞赛奖励2000多人次。”说起學生的结果,郑直比自己得奖还要兴奋。
这是學生的幸运,也是教育的幸运。
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