上海交大科技创新教育体系助学生走上“挑战之路”

    第十三届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛在苏州落幕，上海交通大学代表队力克群雄获得最高分，蝉联象征比赛最高荣誉的“挑战杯”。这是上海交大学子第三次捧起挑战杯，同时也得到了特别“嘉奖”——一座可以永远保存在交大校园的“挑战杯”。

    “挑战杯赛事是对学生课外学术科技活动的检验，也是对学校人才培养模式的挑战。”自“挑战杯”竞赛1989年设立以来，上海交通大学团委就将其视为服务学校“人才培养”工作的新阵地，以“挑战杯”为契机和催化剂，建立了一套创新的人才培养模式。

    上海交通大学电子信息与电气工程学院发明的胃肠道无线内窥镜机器人在本届“挑战杯”中荣获特等奖。胃肠道微型机器人若投入使用，将使患者无需再忍受强烈的疼痛感和不适反应，轻松接受一步到“胃”的全方位、无风险检查。

    电信学院的沈悦同学自幼动手能力强，又对自动化控制特别感兴趣。在大学二年级时，她的科研“潜能”被前所未有地激活了。

    通过仪器科学与工程系的本科生导师制，大三的沈悦成为颜国正教授的学生，加入了他指导的学生科技创新工作室。

    一次和工作室的师兄师姐聊天儿时，沈悦得知，他们在动物实验中运用了自主设计的胶囊内窥镜。但是这种胶囊内窥镜工作时间短，也不能对全胃肠道进行有效检测。聊着聊着，沈悦灵光乍现忽然想到，若胶囊内窥镜可以在胃肠道内主动运动，且无能量限制，可能是胃肠道疾病的一种解决方案。

    2012年开始，沈悦和师兄师姐们建立了一个团队，着手解决这个问题。

    他们发现，传统的胃肠道机器人的托缆构造是医护人员检查病人胃部的手动控制器，施压过大或者力量分布不均都会引起患者的不适。并且，传统的三维接收线圈空间利用率低，较难实现充足电量的供应，如果在诊疗过程中突然断电，会阻碍检查的进行。此外，传统内窥镜的钳位机构不能使机器人有效地停留检测，并且非常容易刮伤患者肠道。研究困难接踵而至，项目开始举步维艰。

    “学校不是有50个科技创新工作室么？我们为什么不向其他不同专业的科创工作室的同学讨教，说不定会有很大的帮助呢！”这个提议让队员兴奋不已，马上付诸实际行动。

    上海交大拥有覆盖校内各主要学科方向的50个科技创新工作室，为学生提供固定场地、师资、设备、智力的支撑。50个工作室面向全校开放，学生可以进行跨学科的选择。此外，学校团委还负责牵头成立了60多个学生科技类社团、各类创新兴趣小组、学生自发组织的科技创新沙龙与学术论坛。有兴趣的学生从进入校门伊始，就能够找到与个人兴趣相结合的“科创小组”。

    而“采用高效无限供能的新型胃肠道机器人诊查系统”项目涉及机械制造、控制、信息、生物医学等多个学科，通过科技创新工作室的载体，项目内外不同专业的学生开始了交流合作，相互指导和支持。经过几个月的加工装配，团队设计的胃肠道机器人终于顺利完成。

    “我觉得早接触科研有助于确定自己对未来的规划，尽早确定自己到底喜不喜欢科研，有没有必要继续深造。此外，也能较早适应研究生的生活。对那些在科研方面天赋异禀的学生来说，也是能尽早展示自己才华与天分的机会。”沈悦说。

    如果说“科创小组”是学生科创体系“前端”，是引路人，那么挑战杯、各学科国际竞赛等大型科技竞赛，以及上海交大教务处推出的大学生实验创新计划（PRP）等专项科技创新赛事则是“中端”，为学生提供资金支持，激励学生参与科技创新，促进科创水平的进一步提升。后端则是经过“前端”和“中端”的有效“孵化”而产出的成果，比如论文、专利、技术授权产业化等。

    “通过后端的产出和成果刺激前端的土壤更加肥沃，共同构建了闭循环科技创新工作链条。”上海交大团委的解志韬老师说。

    上海交通大学构建的“前中后端”三层式学生课外科技创新教育体系，建设了覆盖校内各主要学科方向的科技创新工作室，资助全校共计170项各类高水平科技竞赛，覆盖学生总计4万人次。

    物理与天文系的鲍曼没有想到，自己负责的项目“核子分离能公式的改进以及GK关系新特征的发现与解释”能获得挑战杯赛特等奖，也没有想到自己会申请成功物理与天文系硕博连读，把“原子核”作为今后研究的方向。“最开始，不过是对核物理学有点兴趣而已，是学校的学生科创体系激发了我的潜能。”

    鲍曼在大一时就有了自己的专属导师。当时，物理与天文系为每一名本科生都配备了一名导师，通过“一对一”结对的形式，由导师以“亦师亦友”的身份对学生的科学精神、责任意识、职业规划、品质意志等各方面进行全方位指导。

    鲍曼在大一暑假开始跟着老师做科研，从本科三年级开始在物理系赵玉民教授的带领下接触核物理学，并产生了浓厚的兴趣。从看师兄、师姐的文章、理解数据并重复结果、做出其实验现象等做起，鲍曼慢慢沉浸到科研当中，大四以第二作者的名义发表论文，今年更是以第一作者在权威杂志《physical review C》发表论文。两年时间，鲍曼和师姐、师兄们发表了若干篇SCI文章。

    “经过锻炼，我的口头表达能力、逻辑分析能力、人际交往能力也都得到了很大的提升。更重要的是，确定了学业方向，学会了如何在现有基础上做深入研究。”鲍曼说。

    上海交大学生参与科创活动的渠道有不少，主要为本科生PRP研究计划、大学生创新计划项目、科技类社团、科技创新工作室、科技创新竞赛等，全校有70%以上的学生都参加过这些渠道的创新活动。

    而学校团委从优秀学子的身上发现，更早地接触科研，是大学生科创之路的好起点。如今上海交大很多院系都在试行“强制”大二的本科生跟着专业导师进实验室的模式，希望通过这一新的教学模式让本科生在理论和实验中多摸索，以获得更多自主选择专业方向的机会，为科研道路打下基础。在学生们看来，从本科时期就从事科研，是大学生活中遇到的“全新挑战”。

    上海交大团委书记赵昕表示，如何进一步提高交大学子课外科技创新活动的参与率，激励更多大牌教授以此为平台，挖掘、培育学生从事科技创新工作，让“挑战”之路走得更实；如何不断加强学生科技创新工作与企业、校外科研机构合作，推动“协同创新”，让“挑战”之路走得更宽；如何引导学生科技创新活动从“依托竞赛平台”转向“以项目为目标”，实现“累进创新”，让“挑战”之路走得更远——对上海交通大学团委而言，是一条崭新的“挑战之路”。