砥志研思,“育”见最好的你

刘艳平

从育人出发,触发科研兴趣

我认为导师在指导学生做科研时,首要的目标是育人,然后才是如何引领学生在科研的道路上成才,进而用自己的科研成果回馈 社会、回馈国家。培养一名学生不仅仅是要教会他知识和研究方法,更是要传授给他对待学术以及生活的态度,从而引领他在做事和做 科研的过程中磨砺性格,积淀经历,成就更美好的人生。而对于 “英才计划”的学生,他们作为高中生,在知识和科研方法的方面相对匮乏,因此我会放低对他们科研成果及进展的要求,而偏重于关 注他们对待科研的态度、他们与老师和学长们展开交流的过程和他们 待人接物的方式方法。

从建设团队到融入团队

1.团队建设,帮助学生更好融入科研团队

每年新年,我都会带领课题组成员攀登岳麓山,相约爱晚亭。这已经成为我们课题组中一年一度的传统活动。该活动有利于培养学生们的团队意识,增强团队凝聚力,提高同学们的身体素质。我还带着学生们前往武功山,一起登至顶峰,在登山活动中,与学生们共同领略“会当凌绝顶,一览众山小”的风采。

▲ 2019年第一届“英才计划”师生见面会

▲ 2021年第三届“英才计划”师生见面会

▲ 2022年第四届“英才计划”师生见面会

▲ 2019年8月,课题组成功攀登武功山金顶

2.激趣质疑,鼓励“英才”学生树立科研目标

我在培养学生的过程中,遵循因材施教原则,从学生的兴趣爱好出发,制定切实可行的科研项目和培养目标,使学生实质参与、了解科学研究,帮助学生在兴趣中自主发现问题、自主解决问题,提高学生学以致用的能力。当学生们完成了当天的实验后,我都会与他们直接交流,问他们两个问题:今天有什么收获?下次有什么计划?看似简单的两个问题实则是有意识地帮助学生对自己今天的实验进行总结:实验中发现了什么样的新现象值得进一步探究?实验方法的调整有哪些可取之处值得保持?实验中有什么不足之处需要进一步地改进?在引导学生反思的过程中,我更关注他们在每一次的实验当中是否真正有所收获,而不仅仅只是“做完了”实验。

我希望让学生体验科研的过程,激发他们的科学兴趣,从中提高创新能力,同时也引导学生对自己的下一次实验进行思考和自主规划。毕竟“英才计划”的学生还有来自高中课程方面的压力,他们能够前来实验室进行实验的时间还是相当宝贵的。指导“英才学员”做好规划,能帮助他们充分地利用好在实验室的时光,同时让他们对自己所研究的课题有更加清晰的认识,也使他们在自主实验的过程中变得更加有条理。

▲ “英才计划”学生王子瑞在课题组开展实验工作

▲ “英才计划”学生夏巍峻在课题组开展实验工作

▲ 王子瑞同学入选2019年中国科协“英才计划”优秀学员

▲ 夏巍峻同学入选2021年中国科协“英才计划”优秀学员

王子瑞同学把和我每次实验后交流的这两个问题的内容整理成了每天的“实验日志”,一年的培养期下来,王子瑞同学形成了一万多字的实验记录。这些实验记录中包含着他对实验现象的观察,包含着他从一次次不满意的实验结果中所做的调整,也包含着他每次实验不同的感受和反思。从这中间,我欣喜地看到王子瑞同学对自己研究课题的不断深入学习和了解,也看到了他在科研方法和科研态度上的不断修炼和提高,以及如何树立科学志向。我想,这对于他未来的科研之路也是一笔非常宝贵的财富。

3.深度参与课题组生活,广泛交流

我经常邀请“英才计划”的学生们参与我们课题组的组会,这样他们也可以了解到师哥师姐们的学术进展。有时候一个小细节或者一篇新颖的论文就能够激发他们进一步研究的兴趣和方向。如我的第一届学生王子瑞同学和鲁静萱同学,他们在一次组会上听到了曹原博士在 Nature 上发表的一篇很具有开拓性的发现——在以“魔角”堆叠的双层石墨烯中发现了超导现象。这一发现将我们课题组的研究对象与他们感兴趣的超导现象紧密联系在了一起。2019 年,王子瑞同学被选拔参加了在北京科学中心举行的全国“英才计划”物理论坛,他撰写的论文《WSe2-WS2 垂直异质结的制备及其光学特性》在答辩中成绩优秀,荣获全国“英才计划”物理学科的优秀学员。

另外,我每隔一段时间还会邀请学生们来到我的办公室,交流近期的实验情况,了解他们开展实验的难处。有的时候是知识上的缺漏,让他们觉得有些实验报告以及论文很难于理解,我会与他们一起讨论;有的时候是学校内的课业压力相对繁重,或者是月考的成绩不够理想,我会与他们谈心聊天,帮助他们消除焦虑情绪,重新投入到学习和科研当中;有的时候是写论文遇到了困难,觉得无法表述清楚,我会让他们先由着自己的性子写,然后再和他们一起讨论修改。

高中生虽然在科研方面缺少一些经验和知识基础,但他们也有他们的大胆创新、奇思妙想和不落窠臼的视角,这就要求我们导师投入更多的耐心和精力去进行引导,去呵护这些难得的科研苗子,为青少年科技创新人才不断涌现和成长营造良好的社会氛围。我相信所有的付出一定都是有价值的,这些付出都将助力这些学生永葆对科研的热爱,拥有更加广阔的发展空间,让他们在科研的道路上走得更远,走得更好。

创新培养模式,深化科研体验

在 4 年的“英才计划”培养过程中,我也发现了一系列的问题和难题,在这里我提出一些我的个人建议。

1.任务导向型课程设置

问题:“英才计划”的学生来自高中,平日学习压力较为繁重,课余时间相对零散化,传统的知识性授课不便于开展。

建议:导师可以设计任务导向型的课程,将学习任务以文档、视频的形式呈现,给学生提供进度计划和学习内容清单。导师不限制学生的学习时间,只做任务进度上的监督,使得学生们的学习时间安排更加灵活,也便于学生根据自己的兴趣拓展学习、有的放矢。

2.实践学习为主,理论学习为辅

问题:来到课题组的学生往往是刚进入高中,对于大学物理以及科研所需的知识掌握较少,难以消化理论性过强的科学知识。

建议:去掉不必要的理论知识教学,尽可能减少理论性过强的知识学习要求。更多地让学生从实践中学习,从模仿中感悟,重点培养学生的科研兴趣和良好科研习惯。

3.深化科研体验,实现全流程参与

问题:基础教育阶段的学生往往处于老师细致的监督之中,但研究生阶段的教育更多地依赖于学生的自主学习。高中生刚进入这样的环境中,难免会不太适应,缺乏对课题组的融入感、参与感。

建议:组织多样的活动,帮助学生逐渐融入课题组的环境当中。引导学生全程参与课题组组会、小组讨论等活动,适应新的学习环境。

2016 年,我在美国加州大学伯克利分校完成了我的博士后科研工作,2017 年,我回国入职中南大学物理与电子学院,成立了中南大学低维量子器件实验室,组建了中南大学青年创新团队。

“英才计划”的实施和拔尖创新人才的培养关乎国家的未来,我衷心地期待我的这些努力能够为国家青少年科技创新人才培养做点微薄的贡献。如果这些“英才计划”的学生能够因此热爱科研,在未来走上科研的道路,解决国家“卡脖子”难题,为不同领域的科学探索作出独特贡献,那将是我最大的喜悦。