仲春时节,在河南师范大学的实验室里,研究学生们正用绿色可再生的木质素,将农药“咯菌腈”像“包饺子”一样包裹成纳米胶囊。在3公里外的河南科技学院试验田,农学教授正蹲在苗间观察正弯腰观察小麦茎基腐病的发生病情况。而在千里之外的广东韩山师范学院,教育学教授则在思考,如何将这个过程设计成教学项目。
这看似不相关的三个场景,被一个共同的、棘手的产业难题串联起来:如何科学有效地防控近年年来在中国小麦主产区暴发成灾的茎基腐病?这不仅是中国发布的十大产业技术难题之一,更关乎粮食安全。
一场跨越学科、校园与省份的育人实验,就此生根发芽。河南师范大学、河南科技学院、韩山师范学院三校携手,以攻克真实产业难题为“项目”,打破专业与地理的围墙,探索了一条“科研牵引、项目驱动、跨界协同、实践育人”的新路径。这不再仅仅是做一个科研项目,更是一场关于如何培养未来创新型人才的深刻变革。
破墙:当材料的“饺子”包住农学的“病”
一切的起点,是一个具体的“痛点”。
“传统农药光解快、流失多,真正作用于病害的不到三成。”河南科技学院植物保护资源与环境学院院长刘润强教授站在田埂上解释。他所在的团队,常年与小麦病害作战。茎基腐病等土传病害防治的难点之一在于,咯菌腈这类药剂防效好,但内吸性弱,难以被作物高效吸收。
难题传到了河南师范大学材料科学与工程学院院长高书燕教授这里。“我们就在思考,新材料人能做什么?”高书燕说。她的团队擅长材料设计与制备。一个构想迸发出来:能否利用纳米材料粒径小、穿透性强的特点,
为农药打造一件“进不去门”的咯菌腈配了一把“纳米万能钥匙”,增加药剂与病原菌的直接接触,提升药效。“智能雨衣”?这件“雨衣”要能黏附在叶片上,增加药剂与病原菌的直接接触,还能在病菌制造的微酸环境中精准释放药物提升药效。

思路碰撞,火花四溅。农学专家提供“靶心”(病害规律与需求),材料专家研制“子弹”(纳米载药系统)。“我们把咯菌腈用木质素磺酸钠包起来,就像包饺子。”高书燕这样向学生比喻他们的工作。最终,他们成功构建了木质素基纳米胶囊,实现了药剂的高效递送与响应释放。
如果故事止步于两个工科、农学团队的科研合作,那这仍是一个常见的产学研案例。但第三个关键角色的加入,让它的内涵发生了质变——广东韩山师范学院的蔡龙飞教授,带着他的教育学专业背景加入了。
“我们在探索,如何让教学过程更有效,如何真正培养学生解决问题的能力。”蔡龙飞说。他的使命,是将这个攻克产业难题的真实科研过程,拆解、转化、设计成本科生和研究生能够参与、学习和成长的教学项目与环节。
于是,一道无形的“墙”被推倒了。材料的、农学的、教育学的语言在此交汇;实验室的烧杯、田间的泥土、课堂的教案在此贯通。一个以“真问题”为牵引的跨学科育人共同体,初步成型。
协同:一场跨越山河的“立德树人”合奏
协同,贵在“同心”。三所高校、三个团队,地理上相隔千里,学科上各有藩篱,如何拧成一股绳?
答案藏在共同的初心里。“我们有一个共同的目标,就是‘立德树人’。”刘润强高书燕教授反复强调。这个宏大的词汇,在他们这里被解构成了非常具体的行动:为国家战略和真实产业需求,培养能用得上、靠得住、有本事的人才。
基于此,他们构建了独特的“C-O-R-E”协同模式:Cross(跨界融合)打破专业壁垒;Open(开放生态)整合校内外资源;Real(真实驱动)将产业真问题导入教学;Evolve(协同演进)建立科教深度融合的机制。
跨学科是基石。项目团队里,材料专业的学生要学习植物病理学知识,农学专业的学生要理解纳米载药原理。“不同学科的学生‘揉’在一起,学材料的优化载体,学农学的设计施药方案,彼此听懂对方的语言。”刘润强感慨。这种“揉”,揉掉的是思维的局限,揉出的是复合型的知识结构。
跨校与跨省,则带来了地域文化与思维方式的奇妙“化学反应”。“南方人思想更解放,做事灵活;我们北方人做事执着,有韧劲。”刘润强表示。这种差异被融入项目研发与育人交流中。河南团队南下学习广东的育人理念与产业思维,广东团队北上深入中原的农田感受国家粮食安全的重担。一南一北,一张一弛,共同拓宽了教育的视野与格局。
作为“黏合剂”的教育学设计至关重要。蔡龙飞教授与团队一起,围绕“纳米农药研发与应用”这个核心项目,反向设计教学流程。学生们不再是被动接收知识,而是带着“如何提高农药内吸性”的具体任务,组建跨学科小组,查阅文献、制备材料、开展生测试验。老师扮演教练和引导者,材料、农学、教育学专业的教师“双师”甚至“多师”协同,确保学生在解决真实问题的链条上每一步都有支撑。
“教学改革的核心,不是老师教了什么,而是学生真正能带走什么能力。”蔡龙飞的话,道出了这场协同实验的本质。
生长:在真实世界的“土壤”里,学生能带走什么?
评价一场教育实验成功与否,最终要看学生获得了怎样的成长。当学问的赛场从试卷延伸到产业一线,学生们“带走”的东西,悄然发生了变化。
他们带走了“定义问题”的能力。以往,问题往往由课本和老师给出。而在这个项目中,问题是田里枯萎的麦苗,是农民紧皱的眉头。“这让我们学会跳出本专业,从更多角度去思考,真正明白了国家需要什么、产业卡在哪里。”河南师范大学研究生陶思晴说。

他们带走了“整合创造”的体验。2022级本科生任壹任意在项目中,亲手实践了将木质素转化为纳米载体的全过程。“我最大的收获,是学会将专业知识与国家战略、社会产业需求紧密对接。”知识从书本上的符号,变成了手中可以改变现实的材料。研究生李婷则认为,跨校协同让她“学到了不同的思维方式,在眼界、知识和沟通上有了更大进步”。
他们带走了“价值获得感”的激励。对河南科技学院植保植物保护与环境学院教研室主任、副教授徐莉副教授而言,最触动她的是学生们的眼神。“当学生看到自己制备的材料能明显提升防效时,那份科研获得感远胜于书本学习。”这种“我能解决问题、我能创造价值”的强烈正反馈,是滋养创新精神最肥沃的土壤。
他们甚至带走了“服务生活”的温情。受到主项目启发,团队还衍生出更“接地气”的项目。蔡龙飞教授引导学生利用纸基材料和智能手机,开发快速检测咸菜酸度、盐度的简易方法。“看到知识转化成服务生活的能力,我们很幸福。”相关成果甚至发表在国际顶级化学教育期刊上。
这场实验的成果是双重的:一边是攻克关技术难题的“硬核”产出——绿色高效的纳米农药,为守护粮袋子提供了新方案;另一边是人才培养的“软性”丰收——一批批懂原理、能实战、有情怀的年轻面孔正在成长。
“下一步,我们要把这种模式总结出来,尝试复制推广。”高书燕教授展望。这不仅是推广一个项目,更是推广一种育人哲学:打开校门,把教育的根须深深扎进国家发展与产业需求的沃土中。
从实验室的“包饺子”,到田间的“智能雨衣”,再到课堂的项目化,这条贯穿东西、融合文理的育人链条表明:当高校携手打破“围墙”,让学生在最真实的“战场”上学习与创造,教育便完成了从“知识灌输学习”到“能力生成”的深刻一跃。这个跨省跨界协同的创新育人模式,育出的不仅是新技术、新论文,更是在年轻一代心中播下了“把论文写在祖国大地上”的种子。
这,或许正是新时代“立德树人”最生动、最有力的注脚。
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