對話諾獎大咖,英才少年少女講述初涉科研路的心得

2022年10月31日13:09:03 教育 1551

作者:耿挺 張悅

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在10月30日舉行的第五屆頂尖科學家大會·科學T大會上,百名中國青少年與諾獎大咖、院士學者進行了一場有關科研、科學、科技的精彩對話。

這群青少年中,有17名現場學生和42名線上學生有著共同的標籤——「英才學生」。

過去10年里,中國科協、教育部共同開展了一項「中學生科技創新後背人才培養計劃」,即「英才計劃」。該計劃旨在選拔品學兼優、學有餘力的中學生走進大學,在數學、物理、化學、生物、計算機等自然科學基礎學科領域的科學家指導下,參與科學研究、學術研討和科研實踐。

從2018年到2022年,上海市科協共選派了77名英才學生參加了世界頂尖科學家論壇,通過與科學家交流,讓一顆顆「科學種子」茁壯成長。

科學少年,

協調好科研與學習

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畢業於上海市高境第一中學的鄒一鳴,此前已連續2年參加世界頂尖科學家論壇,在第3屆科學T大會的舞台上,鄒一鳴與嘉賓討論了一個關於諾貝爾獎交叉學科的問題,令他非常難忘,「我們可以隨意發揮我們的暢享,書寫我們自己感興趣的方向與研究內容。」

作為2020級英才計劃的學員,鄒一鳴目前考入大學。在3年的高中時間裡,他共完成了5項化學學科的課題研究。當被問到如何平衡課題研究與課內學習時,鄒一鳴笑著說道:「我覺得不會出現精力與時間分配不過來的現象。對我個人而言,這樣的課題研究與傳統的課內應試教育是非常不同的,這是一種自主學習的過程,我非常享受這樣的學習方式,這是一種學習之餘的解壓。」

「我最想問頂尖科學家的問題是,在科研中遇到問題時,如何用一些創新的思維去克服困難。」來自徐匯中學的張博涵同學說,「我在自己的課題研究中深刻意識到,科研是一個非常不容易的過程,在實驗設計時經常會遇到一些坎坷,有時候會導致思路上的衰竭。」

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張博涵正在進行的課題是,如何在AR眼鏡中顯示不同季節星空中的星座位置和形狀,從而幫助天文愛好者和青少年更好地觀星。通過「英才計劃」,他得到了來自上海交通大學物理系朱卡的教授的指導。「老師給了我很好的幫助,讓我能夠克服做課題時遇到的困難。」張博涵說,「我在做星空檢測時,遇到天氣不好,就會遇到檢測不清的情況,使得模型不能準確地將星空位置告訴眼鏡使用者。」朱卡的教授告訴他,可以將更多星空代碼輸入到資料庫中,讓信息變得更加準確。

做課題研究、與導師交流,張博涵需要協調好學習和科研的關係。「我覺得兩者是互補的。」他說,「科研的過程能夠培養我們的創造性思維、發散思維和邏輯思維,這三者對於我們學習有很大的幫助;養成良好的學習習慣,能夠幫助我們在科研中走得更遠。」

科學少女,

從細節中尋覓科研靈感

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當遇到一道有趣的數學難題時,上海中學李一凡同學會沉浸其中,短則一兩個小時,長則一兩周,靈感來時還會在空氣中勾畫出數字和圖形。「我喜歡數學,在證明公式或定理的過程中,能感受到一種簡潔和美感。」在男女比例高達10比1的數學班中,李一凡是少數幾個女生之一。這一次,她更是獲得了參加科學T大會的機會。

對於不少人來說難以逾越的數學難題,卻是李一凡和數學朋友們交流的機會。「在數學班和課題組,我們常常聚在一起,在黑板上寫下解題的過程。」她說,「我喜歡這種氛圍。」這群數學班的同學即使在課餘時間玩的不是《王者榮耀》,而是用自建的數學模型進行遊戲。

在「英才計劃」推動下,這位數學少女正在華東師範大學熊斌教授的指導下,進行數論方面的理論研究。「英才計劃給了我們很大的幫助。」李一凡說,在導師的指導下,能夠參與很多課題,也寫了不少小論文的寫作,「導師引領我們走了一些不同道路,也讓我對數學有了更深入的了解。」

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一次旅遊和一次對生活細緻入微的觀察,促成了華師大二附中黃心怡同學的英才計劃的課題靈感。在多年前的那場旅遊中,她購買了一款液體創口貼,但這個液體創口貼容易產生刺激性氣味,由此改進液體創口貼的「種子」就在她心中種下了「根」。之後,一次與食品相關的實驗中,她發現海藻酸鈉氯化鈣的組合可以迅速交聯成膜,就不由聯想到了多年前改良液體創口貼的想法,由此開啟了研究。

但在抑菌劑的選擇中,黃心怡犯了難。在試了許多植物提取液無果後,英才計劃導師、中科院院士趙國屏引導她看向中醫藥的寶庫,最終找到了干石榴皮提取液作為抑菌劑,解決了抑菌難題。

「感謝英才計劃讓我有機會與諾獎大咖面對面,能夠學習到他們的科學觀點和科學態度。」黃心怡說,「希望學弟學妹們勇於參加英才計劃,要對自己的課題有信心。」

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剛剛參加完科學T大會的復旦附中汪子斐同學說,邁克爾·萊維特教授所說的「無論在什麼科研領域、無論在哪個科學階段,科研人員都要勇於提問、勇於質疑」給她留下了深刻印象,「這將為我進行的科研工作,提供了一種原動力」。

汪子斐在英才計劃中選擇了一個看似不起眼的科研方向——治療眼睛乾澀。她發現,年老的外婆和長時間上網課的自己,都會出現眼睛乾澀的情況,而一般的滴眼液又很難長時間緩解癥狀。她想到了用水溶性DNA攜帶脂溶性藥物,通過緩釋的方式能夠長時間避免眼睛乾澀的方法,並正在進行小鼠實驗。

「我們要讓一批對科學有興趣愛好、有自己特別想法的同學,能夠冒尖。讓他們較早地進入高校科研院所的實驗室,接觸到真正的科學研究,成為新的科研中堅力量和科研新梯隊。」中科院院士褚君浩說,「在青少年教育中,一方面要有如同英才計劃這樣資源聚焦的方式,從早培育科研人才;另一方面也要給普通教育中冒出的拔尖人才給予更多重視。」

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