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【特别策划·立德树人】董斌:让科研教学互融共进
发布时间:2021-05-27 06:04:00

晚上八点,董斌的实验室依然灯火通明,学生们围在董斌身边,听他详细分析最新的实验数据。作为物理与材料工程学院院长、专业课教师,白日里,董斌几乎都在教室和会议室之间奔波,除了出差,不论多忙多晚,董斌每天都会到实验室里转一转,和实验室的同事、学生一起讨论分析正在进行的实验项目。

 

这份热忱和执着支撑董斌走过了近二十年的科研之路。从“科研小白”成长为学校首个自主培养的国家级领军人才,发表150余篇高水平学术论文,先后获得吉林省自然科学一等奖、辽宁省自然科学二等奖、大连市科技进步一等奖等多项省部级科技奖,董斌在稀土纳米光学与表面等离激元光子学领域的研究已经进入深水区。

 

科学研究,始于兴趣归于使命

 

 

传统稀土上转换荧光技术主要基于敏化剂-激活剂的能量传递,典型稀土上转换发光材料NaYF4:Yb,Er发现至今已有50余年,有效激发波长局限于808nm和980nm,微米级β-NaYF4:Yb,Er商业发光粉的量子效率仍只达到3-4%,成为限制其实际应用的最大阻力。而今,这一世界级难题被董斌团队攻克了。

 

在一次普通的实验中,董斌和同事们发现了一个略显异常的实验现象,这个于实验结果来说无关痛痒的现象起先被大家忽略了,但董斌思来想去,总觉得这其中“有戏”。

 

随即,他和团队成员对实验数据展开更详尽的比对分析。近三年时间里,通过大量的资料查找、实验设计、数据分析,首次发现并利用层状三元稀土硫化物,发展了基于Er离子自敏化上转换发光的新技术,获得了低光子能量激发下高效稀土上转换发光的新途径,成功设计与制备出多波段(808nm/980nm/1064nm/1550nm)激发的高效稀土上转换发光材料。其中在C波段(1550nm)激发下的上转换发光效率超过15%,为目前报道上转换发光效率最高值。由于C波段位于人眼安全波长,采用该波段激发光源可以大幅度降低应用场合的防护等级,有望取代传统上转换发光材料,从而进一步拓展应用空间。该技术已申请中国及PCT国际发明专利。

 

都说细节决定成败,用在董斌身上恰如其是。“科研人要‘讲究’,讲究细致,讲究严谨,决不能含糊将就。”这是董斌对科研的敬畏和赤诚。这份敬畏和赤诚让董斌在科研的路上开了花、结了果,从“科研小白”成长为学校首个自主培养的国家级领军人才,然而,作为院长,他并不满足于个人的成长。

 

磁性是材料和器件的基础性能之一,磁涡旋的产生又是磁性物质的重要特征。近年来,对于磁涡旋的调控与观测等重要科学问题的研究引起了学术界的广泛关注,物理与材料工程学院教师李正华对这个问题也颇为感兴趣。

 

“现有的技术方法主要集中在单个或两个磁涡旋的调控,对于三个及以上磁涡旋的研究尚未见报道。”李正华介绍说。经过一段时间的研究,他发现了稳定的双涡旋调控方法,就在他兴奋地找到董斌,准备将这一技术成果进行发表的时候,被董斌拒绝了。

 

“既然你的双涡旋调控已经达到稳定,为什么不尝试三个、四个,甚至更多个涡旋?”这是董斌的拒绝理由,无疑也是更高的要求。

 

在董斌的指导下,李正华接着之前的研究,又在实验室里磨了近两年,成功筑构了具有低能耗,高传输效率的一维耦合磁涡旋链和二维耦合磁涡旋网络。相关工作在纳米科学类顶级期刊《Nano Letters》 和材料科学类Top期刊《Advanced Science》上发表。评审专家认为“该研究成果将在磁信息存储、磁功能器件、自旋波、自旋电子学等多个领域中产生积极广泛的影响”。

 

“董院长的高标准使我们青年教师有了更高的追求目标,他的指导和帮助又像是催化剂,助力我们快速成长,站上更高平台。”李正华说。

 

物理与材料工程学院是一个年轻的学院,正处于快速发展期,从最开始只有董斌一个人能在国际顶级核心期刊发表学术论文,到今天学院已有十余人先后在国际顶级期刊发表学术成果。在董斌的带领下,学院的科研水平急速提升。正所谓“一枝独秀不是春,百花齐放春满园。”这一直是董斌作为院长、作为科研项目带头人的深切期待。

 

教书育人,始于责任归于情怀

 

“新材料产业已经成为当代国民经济中重要而且快速发展的高新技术产业,西方发达国家为保持其在经济和科技领域的领先地位,十分重视材料科学的发展,将新材料技术列为21世纪优先发展的关键技术之一。要想学好咱们自己的专业,必须顺应我国中长期科技发展规划的要求,认清专业的重要性和影响性。”加强学生们对专业的认同感、强化学生正确的职业观,这是董斌教授的《材料科学基础》开课前的必修内容。

 

“在董老师的课堂上,我们不仅学习专业知识技能,还能清晰地知道自己为什么学习,学成有什么用。董老师常跟我们说,把个人价值融入社会价值,在国家发展建设进程中实现理想抱负才应该是青年人应有的价值观。”董斌的学生、光电子181班周超智说。

 

在教学一线工作14年,董斌始终以“为党育人、为国育才”为目标,把本科教育放在人才培养的核心地位,结合专业特色,深挖课程思政元素,培养学生爱国奋斗的品格。他主讲的《材料科学基础》获批学校首批“课程思政”示范课程,《材料科学总论》入选首批“课程思政”示范课堂,个人被评为学校首批“课程思政”优秀教师。

 

工科专业课程的枯燥、乏味,一直是影响课堂教学效果的重要因素,几乎所有的工科专业教师都在不断尝试如何破解这一教学难点。走进董斌的课堂,在学生们好奇的眼神和不时爆发的笑声中,能感受到他的新思路。

 

“曾经,石墨烯一度被人们认为是一种假设性结构,根本无法单独稳定存在。那么,它最终是怎么被从石墨中剥离出来的呢?”抛出问题之后,董斌用一节透明胶带黏住高定向热解石墨,把有黏性的一面对折,再把胶带撕开,石墨薄片就会被一分为二。学生们认真看着他的实验,教室里鸦雀无声。

 

随即,他解释说:“不断重复这个过程,石墨片就会越来越薄,最终得到只有一层碳原子厚度的二维晶体材料石墨烯。2004年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫利用这个方法首次成功从石墨中分离得到石墨烯,颠覆了物理学界‘二维原子晶体不可能在有限温度下稳定存在’的传统思维定式,两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。”教室里的安静氛围被学生们的惊讶和赞叹声打破。

 

董斌不断尝试增加理论课堂的趣味性,将小实验、小故事等融入课堂教学,“学生感兴趣,才能愿意听,把实验跟理论教学融合,学生才能听得懂、学得透、记得牢。”他还聘请知名专家教授和有丰富实践经验的工程师授课;将学生分成专题小组,研读最新学术论文并用中英文双语汇报;采用课堂练习和随堂训练的方法检验教学质量;通过组织学生参观Intel等芯片、新材料生产公司,让学生对材料的生产制备过程有直观了解,提升工程经验和实践能力。

 

“董老师是我们的班导师,从进入大学开始,他就跟我们强调实践的重要性,鼓励我们早进课题、早进实验室、早进团队,在实践过程中进一步加深对理论知识的理解。他对科研的热情和细致严谨也一直影响着我们。”光电子181班学生裴雪洁说。

 

在董斌的带动下,他指导的光电子181班对科研的热情十分高涨,有4人次获国家级奖项,9人次获省级奖项,班集体先后获得“先进团支部”“学风特色班”“优良学风班”等。因为教学育人方面的突出表现,董斌连续5年被评为学校优秀教师,并荣获国务院政府特殊津贴、国家民委突出贡献专家、省优秀教师、大连市优秀教师、辽宁省大学生创业计划优秀指导教师等荣誉称号。

 

“科研是我的兴趣,它打开了我站上三尺讲台的神圣之门;教书、育人,让我人生的价值向更宽广处延伸。作为新时代的教育工作者、科研工作者,要牢记使命,甘当人梯,甘当铺路石,以人格魅力引导学生心灵,以学术造诣开启学生的智慧之门。”董斌说。

 

(信息来源 李舒婷 学生记者 刘思宇 宋明宇 大图设计 李舒)