改革视点

　　【编者按】习近平总书记关于教育的重要论述，为深化新工程教育改革指明了方向、提供了根本遵循。将我国新时代工程建设领域的标志性成果转化为高水平案例教学资源，是推进培养要素创新、服务卓越工程师培养的重要路径。学校始终将工程案例开发与教学实践作为研究生教学的核心环节，通过构建沉浸式案例情境，推动理论知识与工程实践紧密结合，实现教学内容与行业需求有机衔接，促进研究型教学模式创新，着力培养新时代卓越工程师，强化其系统工程思维与实践创新能力，以解决复杂工程问题。

　　截至目前，学校已有一大批优秀工程案例先后入选教育部学位中心案例库。为进一步推进案例开发建设、深化教学应用成效，新闻中心特推出“研究生精品课程”之“工程案例”系列报道，旨在优化工程案例开发、培育、应用机制，为持续提升学生的实践创新能力提供参考和借鉴。

电子科学与工程学院段兆云教授

　　“把论文写在器件上，把指标测在平台上。”这是电子科学与工程学院段兆云教授坚守的科研信条，更是他深耕研究生课程教学的核心准则。从瞄准中国散裂中子源（CSNS）“卡脖子”难题立项攻关，到全球首次实现超构材料在324MHz兆瓦级速调管中的工程应用；从将硬核科研成果转化为精品课程案例，到构建“闭环式”实践育人模式，段兆云教授以超构材料真空电子学领域的持续突破为基石，打造了一门兼具科研深度与教学温度的研究生精品课程，在培育能解决国家重大需求的卓越工程师道路上稳步前行。

科研溯源：深耕破壁，铸就超构材料真空电子学“中国心”

　　中国散裂中子源，这台被称为观察物质微观世界的“超级显微镜”，其核心部件速调管被誉为“心脏”。然而，在CSNS二期升级过程中，传统速调管体积大、重量重、可靠性低的痛点，成为制约工程推进的关键瓶颈。

　　“当时中国科学院高能物理研究所的老师找到我们，希望借助电子科技大学真空电子学的优势，把速调管做小。”2018年，已在真空电子学领域深耕多年的段兆云，敏锐捕捉到这一国家重大需求，迅速组建团队开启攻关之路。

　　这是一场从零开始的跨界挑战。324MHz低频段的超构材料应用在全球范围内均无现成经验可循，尺寸共渡效应极端严重，传统技术思路根本无法突破。“低频、小型化、兆瓦级，这三个目标放在一起，就是世界性难题。”段兆云回忆，项目初期不少合作单位都认为“风险太大”。但他带领团队咬牙坚持，更创新性地将材料科学、电子工程与物理学多学科知识深度融合，借助理论分析、全波仿真、粒子模拟等先进工具开展多轮迭代设计，再从精密加工、氢炉焊接到冷测调频逐一攻坚，最终突破了超构材料低频适配、加工误差控制、焊接变形防控等核心难题。而这一跨学科攻关的全过程，也成为了后续课程教学的鲜活素材。

　　深耕不辍，终迎破壁时刻。团队创新性地采用全金属超构材料单元结构，在324MHz频段实现了极低电磁损耗与卓越热管理能力——成功将速调管高频结构的体积直接减半。这一突破实现了P波段速调管全技术链条国产化，彻底打破国外垄断，为我国大科学装置自主可控奠定坚实基础。

　　如今，这项技术已具备向高能物理直线加速器、核聚变射频加热系统、先进雷达、医疗设备等领域推广的条件，真正实现了“一项突破、多点辐射”的战略价值，也让这一科研成果具有了更广阔的教学延伸空间。

教学创新：“闭环”育人，让国之重器案例走进课堂

　　“科研的终极价值不仅在于突破技术瓶颈，更在于为国家培育后继人才。”在攻克科研难题的同时，段兆云始终思考如何将这项硬核成果转化为教学资源。2024年，“紧凑高效速调管在中国散裂中子源中的创新应用”案例成功入选教育部专业学位案例库，以此为核心的研究生精品课程正式落地，面向电子信息类硕士研究生开放。

　　不同于传统课堂侧重理论灌输，段兆云构建了独具特色的“闭环式”工程实践教学模式，并组建了跨校跨企协同育人团队，让学生亲身经历完整的研发流程。

段兆云教授带队参加在天津举办的第十一届太赫兹科学技术学术大会

　　“我不想让学生只听科研故事，而是要让他们亲手‘造’出能通过指标检验的实物。”段兆云说。他的课程设计分为三个核心阶段：前1/3学期，抛出真实工程痛点，引导学生自主分析传统技术局限，入门超构材料的基本原理；中1/3学期，以4-6人为一小组开展超构材料谐振腔设计实操，从借助全波仿真工具建模、输出工程图，到联系企业加工铝制腔体，再到使用矢量网络分析仪冷测、亲手用锉刀修正频率偏差，全程“真刀真枪”实战；后1/3学期，邀请企业工程师担任评委组织汇报答辩，倒逼学生形成系统工程思维。

　　课程的创新之处，更在于对“真实科研全貌”的还原——既讲成功突破，更不回避失败挫折。段兆云把研发过程中冷测频率偏差、焊接变形导致器件报废等真实经历原原本本搬进课堂，引导学生分析产生问题的物理根源。

　　“工程创新90%的时间都在修错，让学生提前经历这些‘挫折’，才能真正理解工程容差背后的成本与可靠性考量。”此外，他还坚持课程内容周周更新，将项目最新测试数据、技术进展第一时间带入课堂，让学生全程见证科研成果从图纸到实物的转化过程。

　　这种沉浸式体验不仅让超构材料的新颖电磁特性、仿真优化的核心逻辑等抽象理论变得鲜活可感，更潜移默化培养了学生“跨学科解决问题”的思维——这正是该案例最核心的育人启示之一。

育人成效：厚植家国情怀，培育敢破局的卓越工程师

　　“以前觉得微波工程技术很艰深，上完这门课才知道，我们学的东西能真正解决国之重器的‘卡脖子’问题。”这是学生课后反馈中最常见的感悟。

段兆云教授带队参加在荷兰举办的IVEC国际会议

　　在段兆云的课堂上，知识传授与价值引领始终同频共振。他从不空喊“科技报国”口号，而是通过播放CSNS建设纪录片、分享团队连夜修腔攻关的故事、组织“技术国产化对国家战略意义”主题辩论等方式，让学生直观感受国家需求的紧迫性和科研工作者的责任担当。有学生在课后坦言：“辩论完才明白，我们修正的不是一个简单的腔体，而是国家科技自立自强的底气，这坚定了我毕业后投身大科学装置领域的决心。”

　　课程带来的不仅是家国情怀的升华，更有实践创新能力与跨学科思维的双重提升。硕士研究生李德永在课程作业中完成了输入腔冷测，如今已成长为项目组核心成员，正在研究超构材料多注速调管；博士研究生张宣铭在课程中提出的二次谐波腔改进方案已被采纳进工程器件设计。

　　学生们的转变清晰可见：从“仿真通过就满足”到“频率不精准绝不罢休”的严谨态度，从“只会优化传统方案”到“主动探索材料科学与电子工程跨界融合”的创新意识。段兆云欣慰地说：“看到他们眼睛亮了、手变实了、心里有劲儿了，就是我作为老师最大的收获。”而这背后，正是案例“以真实工程问题为牵引，以跨学科实践为路径”的育人逻辑的成功——它带来的启示是，前沿工程教育应当让学生切身参与到解决真实工程难题中，既掌握技术原理，更学会整合资源、突破学科边界。

抛砖引玉：开放共享资源，助力工程教育改革创新

　　如今，段兆云的工程案例教学已形成可复制、可推广的成熟模式。课程构建的“超构材料谐振腔综合实验”平台通过校企合作推广到多所高校，配套的教学指导手册、教研论文更为同类课程建设提供了清晰借鉴。

段兆云教授在接受学校新闻中心专访中

　　谈及未来，他不仅有具体规划，更有着对工程教育的深度思考：随着项目推进，每研发出一支新频段超构材料速调管，就更新教学子案例。同时，针对案例推进中遇到的跨学科融合复杂、仿真实验难度大等科学问题，团队还计划组建多学科专家团队、搭建专用实验平台，持续优化教学模式。

　　这种“在实践中发现问题、在优化中提升质量”的思路，更让课程的示范价值进一步凸显——为全国新工科教育如何实现“科研成果转化为教学资源、教学实践反哺科研创新”提供了宝贵样本。

　　二十一载攻关破壁，育桃李初心不改。段兆云用“科研-教学-实践”的深度融合，不仅铸就了国之重器的“中国心”，更探索出一条工程教育的前沿创新之路。这门课程的价值，早已超越了单一技术的传授：它让学生读懂了“科技报国”不是口号，而是扎根岗位解决实际问题的坚守；让教育者看到了“卓越工程师”的培育密码，在于真实场景的淬炼与跨学科思维的滋养。

　　面向未来，段兆云表示将继续锚定国家战略需求，让更多前沿科研成果转化为育人养分，为培育更多“既懂理论又通实践、既有家国情怀又具创新能力”的卓越人才贡献力量。