時光不語靜待花開

鄭耿鋒

2015年，受英才計劃項目的邀請，我開始擔任化學學科導師，每年指導2～3名上海地區(qū)的高一學生開展一些科研活動。中國有句古話：“授人以魚，不如授之以漁”。對于剛剛進入高中的學生，他們中的很多人只學過1年的初級化學基礎，知識結構尚不完善，也沒有閱讀過前沿文獻。如果只是將研究生的課題分一部分給他們做，那最多只能算“授人以魚”，但要像培養(yǎng)研究生或本科生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目那樣，學員的知識面可能不足，而且學員的空余時間也非常有限。如何在有限的時間里，更好地根據(jù)學員的特點，有針對性地把他們帶上研究創(chuàng)新的道路？個人的感受是：培養(yǎng)高中生的第一步，也可能是最重要的一步，在于興趣與視野的搭建，實際上就是對于日常生活中很多科學問題的思考，發(fā)現(xiàn)問題不但需要觀察、思考，還需要邏輯思維的培訓。

培養(yǎng)興趣，拓寬視野

近年來，不少高中為學有余力的學生提供了很多培養(yǎng)興趣和擴展視野的機會，比如，邀請一些大學教師走進中學校園，為高中生提供一些優(yōu)質、符合他們認知特點和深度的學術與興趣講座。我每年都有機會前往上海、浙江、福建的一些高中開展科普講座，講座內容主要包括兩部分：一部分是與個人研究領域相關的“能源與環(huán)境”，介紹當前全球面臨的溫室氣體持續(xù)增加所帶來的環(huán)境危機，以及從化學領域可能通向“碳達峰、碳中和”的一些技術；另一部分圍繞高中生的學習，開展一些科研有什么意義、有哪些方法等內容的講座。學生對這兩塊內容都很有興趣，會問很多他們非常關注的問題。在這樣的講座與交流中，鼓勵學生“會提問、愛思考”；通過啟發(fā)式討論，讓學生主動思考更多更有意思的問題，并產(chǎn)生興趣，為將來尋找這些問題的答案打下基礎。

尋找想法，設計課題

有了對科研過程的興趣和想法后，學生會想尋找探索科研的機會。英才計劃提供了一個很好的平臺。在面試過程中，鼓勵學生自主提出課題研究計劃，導師與他們直接展開討論。實際上，學生提出的課題本身并不是最重要的，重要的是在提出課題過程中表現(xiàn)出的科學興趣、知識基礎與邏輯能力。加入課題組的學員名單確定后，我會與這些學員逐一交流，這種引導式的討論，不會影響他們正常的高中化學學習進度。通過相互提問和分析，讓學員體會循序漸進的邏輯思考過程，注重通過討論過程與方式的熏陶培養(yǎng)，激發(fā)學員的求知興趣。

動手研究，探索未知

學員親身參與、經(jīng)歷科研過程，是培養(yǎng)過程中很重要的一環(huán)，任何課題的想法設計，都需通過動手實踐才能得以證明。通過與導師的交流、討論，學員從最初提出1個基本的、感興趣的問題，分析各種假設，設計幾個不同的方案，再逐一開展探索與分析。在科研過程中學到的方法，雖然在短期內，比如他們的高中階段，對包括高考在內的標準化測試也許沒有直接的幫助，但是學員學到的是一種獲取知識的方法。在嚴格保障實驗過程安全的前提下，我們鼓勵學員獨立開展實驗。通過實踐過程，讓學員切身體會從科研實踐中獲得知識與從課本上直接獲取知識的差異。

邏輯分析，解構拓展

科學研究的一個重要功能是解構知識、再重新建立知識體系。在這個過程中，讓學員學會建立一套嚴謹?shù)倪壿嫼脱C的思維方式、觀察體系和驗證方法，分析之前的知識是否可靠，新的結論是否成立。每隔一段時間，我們會對學員的研究工作開展情況進行全面匯總，了解課題進展程度，分析可能存在的困難，并討論與制訂下一階段的研究方案。想法實現(xiàn)的過程不是一帆風順的，會遇到很多原先沒有預想到的困難，需要學員思考如何改進，給課題探索帶來了很多樂趣。

體會與建議

首先，優(yōu)秀的高中生具有很好的學術基礎和優(yōu)良的科研潛力，很高興能夠為他們創(chuàng)造這樣的條件，培養(yǎng)他們的動腦、動手和創(chuàng)新能力。

其次，與循序漸進的基礎知識學習不同，科研更是某個特定領域的專注與突破，高中生不必擔心基礎知識不足，但大量閱讀仍然是科研起步的重要支撐。高中生相對缺乏的是對科學研究過程和方法的了解，以及如何分析和思考課題進程中出現(xiàn)的問題，并提出可行的解決方案。因此，培養(yǎng)過程中，高中生應積極與導師溝通課題研究的重點和關鍵之處。除了動手實驗外，寫作、匯報與討論，共同組成了培養(yǎng)過程中的關鍵部分。

最后，科學研究的過程，無論是沖刺階段還是長跑過程，都需要堅持不懈，并選好適合自己的賽道。希望通過英才學員的培養(yǎng)，能為我們國家未來的科技創(chuàng)新型人才提供優(yōu)秀的后備力量。

本文作者系復旦大學教授、博導、國家杰出青年科學基金獲得者、教育部青年長江學者、中國化學會青委會委員、中國科協(xié)英才計劃化學學科導師。2000年本科畢業(yè)于復旦大學化學系，2007年獲得美國哈佛大學物理化學博士學位，之后在美國西北大學進行博士后研究，2010年起在復旦大學先進材料實驗室與化學系工作。曾獲得 Clarivate 全球高被引科學家、中國化學會青年化學獎、寶鋼基金會優(yōu)秀教師獎、教育部拔尖計劃優(yōu)秀導師獎、上海市教學成果二等獎、上海市五四青年獎章等榮譽。目前從事納米功能材料的設計合成，及其在碳基能源化學催化等方面的研究。