2022年入選“英才計劃”的張傲雪,今年因優(yōu)異的高考成績獲得吉林大學的錄取通知書。盡管尚未入學,但他已經(jīng)對大學生活有了規(guī)劃。因為吉林大學唐敖慶班在面向校內(nèi)招生時,可免除完成“英才計劃”學生的筆試環(huán)節(jié),這令張傲雪躍躍欲試。接下來,他只需要專心準備面試。
2019年入選“英才計劃”的王子瑞,已經(jīng)在北京航空航天大學完成了本科階段的學習,正在為即將開啟的碩博連讀新階段做準備。
“英才計劃”是由中國科學技術(shù)協(xié)會(以下簡稱中國科協(xié))和教育部于2013年共同組織實施的中學生科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)計劃。該計劃旨在選拔一批品學兼優(yōu)、學有余力的中學生走進大學,在自然科學基礎(chǔ)學科領(lǐng)域的科學家指導下參與科學研究、學術(shù)研討和科研實踐,使中學生體驗科研過程,激發(fā)科學興趣,提高創(chuàng)新能力,樹立科學志向。
截至2023年,全國已有25個省份的約60所高校參與培養(yǎng)工作,學科包括數(shù)學、物理、化學、生物和計算機。在該計劃的支持下,9000多名品學兼優(yōu)、熱愛科學的高中生走進北京大學、清華大學等一流高校,參加為期一年的科學研究、學術(shù)研討和科研實踐。
作為培養(yǎng)未來科學家和創(chuàng)新者的搖籃,“英才計劃”實施過程中,曾經(jīng)是“科研小白”的中學生們經(jīng)歷了哪些蛻變?面對繁重的高中課業(yè)壓力,學生們又是如何在學業(yè)和科研間進行平衡的?中學生做科研與研究生有哪些不同?
帶著這些問題,《中國科學報》采訪了張傲雪及其“英才計劃”導師——內(nèi)蒙古大學化學化工學院教授張軍,以及王子瑞和他的導師——中南大學物理學院教授劉艷平,請他們分享自身在“英才計劃”中的收獲與心得。
什么樣的學生會通過選拔?
《中國科學報》:能否簡要介紹一下“英才計劃”?
劉艷平:“英才計劃”選拔工作于每年11月開啟,邀請中學推薦相應學科成績在年級前10%或綜合成績在年級前15%的學生報名。學生可根據(jù)興趣選報導師,通過統(tǒng)一組織的筆試與面試后,即可加入“英才計劃”,進入高校跟隨導師開始為期一年的科研學習。
“英才計劃”的實踐性和系統(tǒng)性非常出色。通過一年的科學研究和學術(shù)研討,學生們不僅能學到課堂上學不到的知識,還能親身體驗科研過程。這種體驗不僅能激發(fā)學生的科學興趣,還能提高其創(chuàng)新能力和科研素養(yǎng)。
“英才計劃”對學生獨立思考、解決問題能力及科學思維方式的培養(yǎng),是他們未來成長為優(yōu)秀科學家的關(guān)鍵。
《中國科學報》:為什么要加入“英才計劃”?
劉艷平:我于2019年加入“英才計劃”。作為教師,立德樹人是我們的天職,也是我們的榮耀。幫助年輕人在高中階段發(fā)現(xiàn)自身潛力并引導他們走上科學研究的道路,是一項非常有意義的工作。而且,“英才計劃”的理念——發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)具有學科特長和創(chuàng)新潛質(zhì)的優(yōu)秀中學生,深深觸動了我。
張軍:我于2016年加入“英才計劃”。作為內(nèi)蒙古自治區(qū)第一批入選“英才計劃”的教師,我感到十分榮幸。這是對我能力和水平的肯定,也是壓在我肩上的重任。到今年9月,我已經(jīng)培養(yǎng)了9屆學生,一共有34名,其中多名學生在省區(qū)市科技創(chuàng)新類大賽中獲獎。我希望能幫助更多學生在中學階段打下科研基礎(chǔ),種下科研的種子。
王子瑞:我喜歡解決未知的問題,或者用奇特的方式做相同的事情,而“英才計劃”恰好給我提供了這樣一個機會以及大量的優(yōu)質(zhì)資源,讓我做想做的事。
張傲雪:之所以最終決定參與“英才計劃”的選拔,是因為從小我就對科研很感興趣,并對未知的實驗結(jié)果和數(shù)據(jù)有著強烈好奇心。
《中國科學報》:“英才計劃”如何選拔學生?
劉艷平:學生需要通過面試和筆試。筆試的內(nèi)容是高中知識點,以此測試其報考的專業(yè)水平。比如,一名學生選擇了物理學科,那么他的筆試內(nèi)容就是高中物理知識點。對于學習成績靠前的學生來說,通過筆試并非難事,但面試環(huán)節(jié)的考核會相對嚴格一些。
張傲雪:當時,我們進行了筆試和面試。其中,筆試非??简瀸W生對課內(nèi)知識的理解與課外知識的積累,面試則會考察學生對實驗安全的理解、實驗經(jīng)歷以及對科研的熱情。
《中國科學報》:什么樣的學生會通過面試?
張軍:在面試環(huán)節(jié),我會關(guān)注學生的科研興趣、學科基礎(chǔ),但更看重學生的邏輯思維能力和表達能力,以及他們的想法中有沒有閃亮的火花。因為做科研時需要面對各種問題,要解決這些問題不能僅依靠所學知識,更需要邏輯思維和創(chuàng)新能力。
劉艷平:我期待勤奮、具備強烈好奇心和團隊合作精神的學生加入“英才計劃”,特別是那些渴望做科研的學生。因此,我會在面試時詢問學生參與“英才計劃”的原因。如果他們對科研不感興趣,僅僅因為父母的要求或其他功利目的,比如為高考擇校加分或提高成績,我會婉拒他們。
事實上,“英才計劃”并不與高考掛鉤,對高考成績的提高也沒有太大作用,它更側(cè)重對個人能力的培養(yǎng)。我欣賞那些因為對科研感興趣而參與“英才計劃”的學生,他們的目標不是高考,而是更長遠的人生。
王子瑞:我還記得劉艷平老師對我進行面試時,他問我如何實現(xiàn)地球上兩點間的快速轉(zhuǎn)移,我的回答是量子糾纏。當時,我并沒想到這個帶有一點猜測成分的答案,會在我后續(xù)的科學研究中成為重要的理論基礎(chǔ)之一。
在大學能學到什么?
《中國科學報》:通過面試的中學生如何確定選題方向?他們在大學中將學到什么?
張軍:首先,我們會召開開題會,參會人員包括“英才計劃”學生和課題組的導師、研究生。會上,我會向?qū)W生介紹課題組的基本情況、研究方向。如果他們能從中找到興趣點,我會根據(jù)其興趣確定研究方向;如果他們沒有特別感興趣的內(nèi)容,就會跟隨研究生完成科研工作。
此后,分組教師會帶領(lǐng)學生走進實驗室,進行儀器設(shè)備、實驗室安全等方面的基礎(chǔ)培訓。在此基礎(chǔ)上,學生會與教師一起制訂研究計劃。計劃將細化到每個步驟,比如先開展實驗制備材料,再對材料進行表征和測試,最后分析判斷總結(jié)等。
在這個過程中,每名進入團隊的學生都會得到較為系統(tǒng)的科研訓練,與研究生無異,只是訓練強度略低。
劉艷平:在報名時,參與“英才計劃”的學生往往能按學科大類(如物理、計算機等)作出選擇,但對學科大類下的細分科研方向卻不甚了解,往往會在進入課題組后才意識到研究內(nèi)容。
以我個人為例,我的研究屬于物理學,研究內(nèi)容是二維材料自旋電子學、谷電子學、范德華異質(zhì)結(jié)扭角電子學,包括材料和器件兩個方向。每次我會先進行介紹,再由學生決定研究方向。如果學生對材料科學感興趣,我會為學生安排與材料有關(guān)的研究,指導學生進行相關(guān)科研項目,并定期進行一對一輔導。
王子瑞:在老師的指導和課題組師兄、師姐的幫助下,我從選題到開題,再到后續(xù)的實驗、研究和論文撰寫、答辯,完整地接受了全流程科研訓練。應該說,無論是在科研方法論,還是在科研價值觀上都實現(xiàn)了“從0到1”的轉(zhuǎn)變。
《中國科學報》:高中課業(yè)壓力很大,學生們?nèi)绾纹胶鈱W業(yè)與科研間的投入?
張軍:學生一般是利用課余時間到課題組,有時是周末的一天或半天,有時是平時。為了方便交流,我每次都會建立微信群,當看到一些優(yōu)秀的文獻或課程講座、學術(shù)報告時,就會隨時分享給學生。對于一些特別有價值的中文或英文論文,我還會要求學生精讀,鍛煉他們的深度思考能力。
學生有問題時,可以隨時在群里溝通,只要我有時間,肯定會及時解答。當他們找不到相關(guān)文獻時,我會在搜索到后第一時間轉(zhuǎn)給他們。因此,對于中學生來說,他們的科研時間很靈活,并不局限于在實驗室的時間。
劉艷平:我傾向于設(shè)計任務(wù)導向型課程,將學習任務(wù)以文檔、視頻等方式呈現(xiàn),給學生提供進度計劃和學習內(nèi)容清單。而且,我不限制學習時間,只監(jiān)督任務(wù)進度,讓他們自行安排。
張傲雪:“英才計劃”的課程通常設(shè)置在節(jié)假日,與課業(yè)并不沖突,二者甚至可以相輔相成,這也充實了我的高中生活。在學校,我會盡量安排好自習與活動的時間,作業(yè)問題也就迎刃而解了。
《中國科學報》:中學生做科研與研究生有哪些不同?
劉艷平:高中生對大學物理及科研所需知識掌握不足,難以消化理論性過強的科學知識。因此,我會盡可能減少這部分的學習要求,讓學生更多在實踐中學習,從模仿中感悟,重點培養(yǎng)他們的科研興趣和科研習慣。
張軍:高中生課余時間有限,無法像研究生那樣全身心投入科研工作。對于那些約定俗成的科研內(nèi)容,既可以由指導教師直接指導,也可以由研究生手把手帶做。我更注重對他們創(chuàng)新思維和科研思維的培養(yǎng),以及科研能力的鍛煉。
科研的“第一粒扣子”是怎樣扣好的
《中國科學報》:“英才計劃”對你產(chǎn)生了怎樣的影響?
王子瑞:“英才計劃”對于高中生而言是一個絕佳的機遇。就經(jīng)歷與體驗而言,相比于課堂內(nèi)的標準化知識體系,“英才計劃”在學習過程上存在較大的差異——知識是海量的,信息是無窮的,我們很難“學好了再做”,就需要培養(yǎng)“即時化”的知識學習和遷移能力,“在學中做,在做中學”。
張傲雪:“英才計劃”對我的幫助非常大。在參加前,我沒有太多創(chuàng)新思想,但在導師的帶領(lǐng)下,我熟悉了從實驗方案設(shè)計到撰寫論文、進行答辯的全過程。同時,我的文獻檢索能力、實驗操作能力、探究與創(chuàng)新思維能力也都有所提升。
張軍:在“英才計劃”中,我會利用學生培養(yǎng)過程的一些反饋,改進自己培養(yǎng)研究生的方式、方法。盡管研究生的知識儲備和科研經(jīng)歷相對豐富,但他們有時也會因怕出丑而缺乏提問和質(zhì)疑的勇氣,進而束縛自己的創(chuàng)新思維。
相比之下,高中生則“初生牛犢不怕虎”,什么都敢問,思想不受束縛。這讓我意識到敢于質(zhì)疑是科研的一種特質(zhì)。因此,我會鼓勵研究生敢于提問、勇于提問、善于提問,時刻保持活躍的科研思維,樹立強大的科研自信,相信自己的思維和判斷,用知識、智慧和思考克服科研中遇到的各種困難。
劉艷平:作為“英才計劃”指導教師,我感受到一種新的責任,也激發(fā)出更多在教育和科研方面的創(chuàng)新思維。積極參與“英才計劃”不僅讓我有機會與年輕的科研人才互動,也讓我在教學方法和科研視角上有所創(chuàng)新和提升。
《中國科學報》:在參與“英才計劃”期間,有哪些事情給你留下了深刻的印象?
張軍:我培養(yǎng)過的每名學生都給我留下了深刻印象。比如張傲雪同學,他很有想法,經(jīng)常與我交流一些創(chuàng)新靈感,甚至自己翻閱文獻寫了篇綜述,想要投稿發(fā)文章。雖然文字有些稚嫩,但他的想法與行動力讓我很感慨。
張傲雪:我參與“英才計劃”時正值疫情期間,培養(yǎng)計劃一拖再拖。正當我倍感焦慮時,張軍老師將他做好的培訓方案發(fā)在微信群中。看到方案后,我非常激動,因為那不僅是一項很有趣且富有意義的課題,也體現(xiàn)了張老師周全的考慮。這項課題為我完成第二篇論文打下了基礎(chǔ)。
還有個細節(jié)令我印象深刻——張老師看到我做的期中評測匯報PTT后,提醒我字體有點小。起初,我對這個細節(jié)不以為意,直到測評當天,有教授再次點出這個問題時,我才意識到字體的直觀和清晰對報告影響極大。此后,我的每張PPT都力求做到清晰、直觀。
最令我難忘的當數(shù)自己有幸成為全國41名受邀學員之一,參加了第五屆世界頂尖科學家論壇“科學T大會”,并在會上作了自己相關(guān)研究領(lǐng)域的英文演講。
劉艷平:最讓我感動的是看到學生們從懵懂到逐漸找到科研方向,并最終取得顯著進步。這種成就感和滿足感無法用言語形容。
記得某名學生在加入“英才計劃”之初,對二維材料充滿好奇,但不確定方向。在我的指導下,他以第一作者身份發(fā)表了一篇SCI(科學引文索引)論文,并在該領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的潛力和熱情。
還有王子瑞同學將我和他在實驗后交流的問題整理成“實驗日志”。一年后,他已經(jīng)寫了1萬多字的實驗記錄,包括對實驗現(xiàn)象的觀察、對實驗結(jié)果的調(diào)整和反思。我很欣喜他在科研方面的成長。
王子瑞:我記得在準備2019年中國科協(xié)青少年國際科技交流項目冬令營暨ISEF國家隊選拔答辯時,劉艷平老師和課題組成員與我一起討論論文和PPT,一直到深夜。其間,他們重新審查每一個實驗結(jié)果,反復斟酌每一處論述措辭,認真繪制每一張示意圖。
第二天,劉老師還召集不同研究方向的老師及課題組研究生聽我試講。當作為高中生的我被一群研究生圍住,并要為自己的工作與想法“辯護”時,需要何等的勇氣?這件事情至今讓我記憶猶新,特別是老師和研究生們所展現(xiàn)出的對待科研成果的嚴謹態(tài)度,給當時還是“科研小白”的我?guī)砹松钌畹恼鸷?,至今回想起來,依然心存感激。可以說,是劉老師為我扣好了科學研究的“第一粒扣子”。
培養(yǎng)未來科學家的搖籃
《中國科學報》:你認為“英才計劃”的核心價值是什么?
劉艷平:科研過程與中小學讀書的過程相反——讀書時,學生被動學習,容易遺忘;科研則需要主動學習,解釋現(xiàn)象、查閱文獻,將知識應用到實際中。“英才計劃”提供了這樣的機會,讓中學生看到未來科研的方向。
張軍:中學生的思維很活躍,如果在這個階段對他們進行較為系統(tǒng)的科研訓練,相信一定會在他們心中種下科技創(chuàng)新和科學研究的種子。“英才計劃”就是播撒科學種子的計劃,可以極大提升中學生對學科的認識和對科研的興趣,提高他們主動思考和自主學習的能力,同時也引導學生提前思考未來學習計劃、規(guī)劃學科生涯。
王子瑞:“英才計劃”的核心價值在于對學生科學觀與方法論的塑造,而非成果產(chǎn)出??陀^地說,高中生難以憑借高中的知識積累取得創(chuàng)新成果,因此便需要我們摒棄“成果化思維”,專注于體驗科研過程本身的點點滴滴,積極與導師和課題組成員溝通、交流,了解科研思維、培養(yǎng)科研習慣、學習科研工具,提升科學研究的“軟實力”。
就我個人的經(jīng)歷和體會而言,高中生參與科研可以追求一種“無懼無求”的心態(tài)——“無懼”在于不懼怕復雜、深奧的科學知識與問題,或許專業(yè)領(lǐng)域的知識有不同的表達體系與新的研究范式,但我想,“英才計劃“篩選出的高中生不會缺乏挑戰(zhàn)的能力;“無求”則在于不苛求最終的成果產(chǎn)出,這樣你的“英才生活”才會更放松、自如,也能有更多精力探索自己的興趣和價值所在。
《中國科學報》:對于“英才計劃”,你還有哪些建議?
張軍:期望“英才計劃”創(chuàng)建前沿學科、交叉學科或?qū)W科群的培養(yǎng)模式,打破學科壁壘,注重對學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外,希望能在“英才計劃”的培養(yǎng)過程中引入一些科研技能、科技知識、儀器操作、數(shù)據(jù)解析等方面的比賽或競賽,讓參與計劃的學生通過比賽或競賽提升自身的科研素養(yǎng)、鍛煉綜合能力。
最后,呼吁中學將科研的培養(yǎng)納入高中課程體系,讓更多中學生接受科研的系統(tǒng)訓練。
劉艷平:“英才計劃”已取得顯著成績,但在我看來,其在全國范圍內(nèi)的推廣力度還可以進一步加大,讓更多學生受益。此外,針對不同的地區(qū)和學校,應提供更多有針對性的資源和支持。在這方面,加入“強基計劃”內(nèi)容是一個很好的舉措,不僅可以提升學生的基礎(chǔ)學科能力,也能為培養(yǎng)未來的高端科研人才打下堅實基礎(chǔ)。
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