点燃兴趣之火,助力学生成长

许鹏飞

兴趣是学习和研究最好的“导师”

“英才计划”旨在选拔一批品学兼优、学有余力的中学生利用课余时间走进大学,在著名科学家的指导下参与基础学科研究,从而激发学生们的科学兴趣,提高创新能力,心怀科学梦想,树立创新志向,进而发掘出一批具有学科特长、创新潜质的优秀中学生。在我看来,该项计划既可以为学生们提供前沿科学探索平台,创造实践机会,使这些优秀且有志向的学生充分发挥其聪明才智和动手能力;又为“基础学科拔尖学生培养计划”输送后备力量,建立起高校与中学之间的有效衔接,发掘和培养青少年科技创新型人才,从而形成这种效果显著的培养模式。从长远来看,该计划具有非常重大的战略意义。

作为一名长期扎根在一线的科研工作者,在长期的教学与科研实践中,我深深地体会到:兴趣是学习和研究最好的导师。若无兴趣导向,学生在长期的科研过程中,求知欲会不断下降,这难以在科学研究中取得原创性、变革性、突破性以及颠覆性的成果;有兴趣的话,学生则能不厌其烦,愈挫愈勇。因而在“英才计划”中,我们着重突出对学员们科学兴趣的培养,注重“点燃一把火”,而不是“灌一桶水”,结合生活中诸多有趣的科学现象,循循善诱,深入浅出,燃起学生们心中科研兴趣的星星之火,让他们在知识的海洋中进行自发的探索。

▲ 导师为学生讲解有机化学理论知识

在一次学生选拔中,一位中学生表示对电解氯化钠很感兴趣,便自己购买装置在家进行尝试。这让我大为惊讶,至今记忆犹新。虽然他们的知识储备非常有限,学到的内容很浅显,还缺少必要的防护措施,但是他们有非常强烈的好奇心和求知欲。尽管他们的有些想法看起来很是稀奇古怪,但是假以时日,这种奇思妙想经过他们的探索、钻研,可能会在前沿科学领域发光发热。

因材施教,助力学生科学研究

首先,因材施教是一种重要的教学方法和教学原则。基于此,我们量身定制了切实可行的培养方案,使得学生们能够全身心地参与科学研究,进而培养学生们自主发现问题、分析问题、解决问题的能力。我们对科研过程中的细节问题同样重视,使他们养成一丝不苟、踏实认真的科研习惯。我们希望学生们对科研过程中走的弯路和经历的失败能够正确对待,树立正确的科研观。

▲ 导师讲解核磁谱图原

我们给“英才计划”学生们简单科普了光化学催化的背景以及发展前沿,通过日常生活中常见的太阳光、照明灯来引起学生对化学科研的兴趣,增强其好奇心,促使他们能够真正地去探索,走上正确的科研道路。随后,我们向他们展示了 2018 年销售排名前 200名的药物分子图,各类形形色色、奇形怪状的分子式是科学家通过各种合成和分离手段才得以应用到我们日常的生产和生活中的。我们将未知奥妙的化学世界以日常可见的形式展现在学生的眼前,让他们看到了一张很奇妙的“地图”。

我们让学生们积极主动地参与导师团队的学术交流,同时与实验室高年级的研究生们进行了充分的探讨,让启发式、探究式、讨论式、参与式教学成为主导。

其次,在学生培养过程中,我们注重发挥著名科学家在学生精神熏陶、学术引领和人格塑造中的重要作用,所以我们给学生们传授自己的科研理念及人生感悟,着重介绍了 2021 年的诺贝尔化学奖得主,德国化学家本杰明 · 李斯特和美国化学家戴维· 麦克米伦,以及这两位有机化学家在不对称有机催化领域作出的杰出贡献。通过介绍这些科研巨匠身上显著的科研品质和光辉的科研历程,不仅拓展了学生们对有机化学的认识,更加激发了学生们对科学研究的兴趣,学生们都受益匪浅。

▲ 学生操作GC-MS

我们十分注重培养学生们进行科学研究时的基本能力。我们会指导学生如何查阅相关的数据库,从而获取学科前沿讯息,提升他们检索信息的能力;同时我们经常举行线上线下的讨论会,一起学习基础知识、追踪前沿科学进展,这对学生的沟通协作能力大有裨益。我们还让学生学习了有机合成化学中一些常用的分析测试表征手段,如质谱、气相色谱、气质联用、高效液相色谱、手套箱等仪器的原理和用途,掌握一些基本的有机实验流程,并通过课题选择、设计方案、动手操作,体验科研全过程,收获科学研究的喜悦。

▲ 学生在手套箱进行实验操作

严以律己,方能严格要求他人。在“英才计划”中,我有时会将自己的学习笔记分享给学生,以自己的亲身学习经历和成果为素材,让学生切实感受到科研的严谨与多彩。同时,我常教导学生们把复杂的问题简单化,把简单的问题完美化,切忌用复杂的方法完成一件简单的事情。

叶圣陶先生曾形象地比喻过:“人才的培养是农业不是工业。”这是一个漫长的过程,需要不断地付出与辛勤地浇灌。“英才计划”从实施到现在,结果还是令人满意的。我觉得想要突破自我,必须要打破现有的认知“天花板”,努力尝试新方法、新思路和新方向。而“英才计划”可为中学生提供学习、交流与成长的沃土,实现他们的知识体系飞跃式的进步。我们不仅要着眼于现在,更要放眼于未来。让我们齐心协力为中学生的培植提供成长沃土,共同培育英才,使他们早日服务于国家、服务于人民。

自 2015 年 起, 我 便担任兰州大学化学学科中学生“英才计划”的导师,目前已辅导 20 余名“英才计划”学生。“英才计划”毕业学生中,有4 人进入北京大学、清华大学,其余学生均进入浙江大学、上海交通大学等国内知名高校就读。其中一名中学生在科研方面表现优异,并在 J. Org. Chem 期刊上发表了一篇学术论文,达到了研究生水平;另一名“英才计划”的学生——李腾辉,现已是浙江大学 2021 级直博生,他就量子理论研究问题敢于迎难而上,敢于啃科研的“硬骨头”,曾被央视新闻采访报道。

▲ 学生进行NMR实验

总的来说,“英才计划”培养了具有较高科研素养的综合型人才,同时在学习成长中使学生充分了解科学研究和社会责任之间的关系,提高了学生的社会责任感、历史使命感和时代幸福感。

培养感悟及建议

我们认为兴趣是学习、研究的最好“导师”,所以在选拔的过程中应该注重学生是否对导师的研究方向感兴趣,是否学有余力。

我们应根据学生的具体情况制定个性化的培养方案,在掌握一定的基础知识后与学生一起选择一个适合的课题并开展研究,让学生体验科研训练的全过程。

我们要让学生与实验室高年级研究生们多进行沟通交流,他们年龄差异小,更有共同语言,研究生们也更能发挥榜样作用。