刘国强:以科研反哺教学 在电磁场课堂践行育人使命-新华网
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2025 09/10 10:00:28
来源:新华网

刘国强:以科研反哺教学 在电磁场课堂践行育人使命

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  9月6日下午,“为党育人 为国育才——第七届北京市大中小幼教师讲述育人故事展示交流活动”在北京师范大学第二附属中学举办。活动现场,16位教师代表分享了各自以实际行动践行教育家精神的育人故事。

  让我们来一起聆听讲述者之一,中国科学院电工研究所工程电磁场及其应用技术研究部主任刘国强的从教经历分享,一起从小细节启迪大智慧,从小场景构建大德育,感受榜样的力量。

  讲述人简介:

  刘国强,研究员二级,博士生导师,现任中国科学院电工研究所工程电磁场及其应用技术研究部主任,中国科学院大学电子电气与通信工程学院岗位教授。围绕国家资源探测、人口与健康领域、电力等领域重大需求,提出“计算电磁学与智能成像”研究方向。

  2012 年,我第一次站上国科大讲台,为研究生讲授 “电磁场理论及数值分析”。当时国家在电气工程、高端制造等关键领域,急需掌握核心电磁技术的高端人才。我明白,研究生教育不能只停留在 “授业”,得培养能把理论和前沿科技结合的人才,所以我决定走 “科教深度融合” 的路,把科研前沿融入教学,让学生学的知识既接理论前沿,又能对接国家需求。

  考虑到研究生未来科研中会遇到的各种电磁场问题,我将课程分为三部分,即电磁场理论、电磁场中的数学物理方程,以及电磁场分析与综合。

  在第一部分电磁场理论教学部分,内容设计上会照顾没学过电磁场的学生,从基础方程推导开始,用板书详细讲场方程的相关证明,还结合科研案例 —— 比如讲静电场方程时,引入工业电容层析成像技术案例,让同学了解到,这些看似抽象的方程,如何在电磁测量与成像的实际应用中发挥作用,这坚实的理论基础,是国家未来工程师和科学家破解复杂电磁“卡脖子”问题的必备“内功”。

  第二部分除了讲基本定理和方程,我还引入了我们团队 2019 年的新成果 —— 电磁场动量互易定理。经典的洛伦兹互易定理只关注 “能量”,而我们推导的定理能反映 “动量” 相互作用。课堂上,我会用专题报告讲互易定理的最新进展,还以电容层析成像技术为例,说明这个新定理能提升成像分辨率,为航天工业相关检测提供新工具,让同学们对新原理带来的技术革新有了直观的认识,更是通过这服务国家需求的鲜活案例,让他们深刻体会到:基础研究是支撑大国重器、服务国家战略的源头活水,激励他们勇闯科研“无人区”的志气。

  数值算法解析环节,我带学生剖析算法逻辑,通过编程演练让他们掌握核心技能。理论模型构建上,我鼓励学生自主思考,结合工程案例把模型用到实际中;反问题求解时,除了传统方法,还引入 2019 年布朗大学的物理信息神经网络模型。通过引导学生了解最新科研进展,自主建立分析模型,论证解决方案,有效训练了学生从现象抽象本质、用模型指导实践的科研核心能力。

  “为党育人、为国育才”在研究生教育层面,核心在于培养能担当科技自立自强重任的创新人才。我从实践中认识到:科研是顶尖的教学资源:将科研中的真问题、真方法引入课堂,才能破除理论与应用“两张皮”。这让学生提前直面科研的复杂性与挑战性,通过这种高强度、实战化的训练,我着力锤炼学生“从现象洞察本质、用模型指导实践”的核心科研能力。

  教学中,我还尝试用中华优秀传统文化浸润科学教育,比如把电磁场知识编成《沁园春・麦克斯韦方程》,给学生写《满庭芳・登国科大桥感怀》,既提兴趣,又养情怀。同时结合三峡工程电机研制、科学家事迹做思政教育,引导学生把个人理想和国家发展结合,树立 “科研报国、电磁强国” 的理想。

  这十四年来,课程连续获学生匿名评价 “优秀”、教学督导 “优秀”,三次在学院分享课程建设经验,多次获校级优秀课程,2024 年成了教学观摩课程。我也先后拿了”“北京市优秀教师”“唐立新教学名师” 等荣誉,这些不仅是对我的认可,更是对学生能服务国家需求的肯定。看到学生用课堂知识在科研一线发光,我觉得这就是对 “为党育人、为国育才” 使命最实在的践行。

  在教学过程中,当我意识到未来有一天会退休,而且电磁场教学难度大,需要未雨绸缪,及早储备电磁场教学的人才。自2019年,我对有电磁场教学潜力的副研究员刘婧进行培养,通过跟课、教学讨论等方式提升其教学能力。

  十四载育人路,“为党育人,为国育才”的初心如磐,“科教融合”是贯穿始终的坚定航标。站在新的起点,我将继续深耕电磁场课堂,更紧密地将国家重大需求、科研前沿进展融入教学;更扎实地搭建锤炼学生科研硬实力的实践平台;更坚定地履行好为党和国家输送创新人才的使命。

【纠错】 【责任编辑:王琦】