創新思維引領 帶領中學生走進科研

發佈時間: 2019-08-21 |來源: 新華網 |作者: 郭亞麗

“大學物理與中學物理的培養目標、培養方式、考核方式不一樣,‘英才計劃’突破了中學物理的培養方式,不是讓學生去應考,而是讓他們獲得更廣闊的發散性思維,接觸到更多的領域。”日前,西安交通大學理學院材料物理系教授楊志懋在採訪中説。

注重“悟”和“效”引導學生尋找興趣所在

楊志懋自2013年起開始擔任“英才計劃”物理學科導師,西安交大材料物理團隊共有兩個導師組,每年對10-12名英才學員進行輔導,楊志懋帶領其中的一個團隊。總結這些年的培養經驗,楊志懋用“引導興趣、創新思維方法、享受科研”這三個關鍵詞定義了自己的培養理念。

每次給學生講課的時候,楊志懋總是要送給他們兩個字:第一個字是“悟”,要多思考、多想方法,他認為,每門學科的學習方法其實都不一樣,一定要去想一想語文該怎麼學、物理該怎麼學;另外一個字是“效”,“我發現很多學生上課的時候都茫然地瞪著眼睛,雖然在聽,但是根本沒有聽進去,所以我就告訴他們,在這兩個小時裏面,要認真地跟著我的思路走,集中精力,注重效率”。

楊志懋介紹,西交大材料物理組導師團隊目前共有11名導師,對英才學生的培養通常分為兩個階段,上半年主要以科普課為主,就像高校大類招生一樣,開始培養之後先不選方向,而是由老師們介紹各自的研究領域,讓學生了解每個方向以後是做什麼的,同時也學習一些材料物理的基礎知識、常用設備的使用、基本的科研方法等等,為之後的研究打好基礎。暑假期間和暑假過後學生則會分流,老師們會列出十幾個不同的課題來供學生們選擇自己感興趣的,也可以自己提出感興趣的研究課題,同時選擇適合的導師,中途不感興趣的話可以再換。

“中學生的基礎還比較薄弱,所以我們主要採取的是以引導興趣為主的教育方式。”楊志懋認為,大部分中學生還不知道具體對什麼感興趣,有些興趣是可以培養的。所以團隊的老師們前期會反覆跟學生交流,了解他們真正的需求和興趣。也正因為如此,學校才組建了擁有不同研究方向的導師團隊,孩子們看到的多了,嘗試的多了,才能慢慢地找到自己適合做什麼。

同時,也有些學生的確對某些領域有著非常濃厚的興趣。楊志懋介紹,今年招收的學員中有一個孩子非常喜歡3D列印,自己在家裏還專門買了3D印表機,強烈的興趣促使他已經掌握了很多相關知識,正好楊志懋有一個相關課題,這個學生便加入其中,甚至做出了很多連很多大學生都做不出來的東西。

除了科普課外,西安交大也非常重視通過組織學生參加科學實踐活動拓展學生視野,去年就曾帶領同學們前往貴州,實地參觀貴州500米口徑球面射電望遠鏡(簡稱“FAST”),了解FAST的工作原理以及在天文觀測中所發揮的作用。此外,學院實驗室裏的高速攝影機、掃描電鏡等設備都是向“英才計劃”學生全部開放的,供學生來練手,希望他們能夠通過不同的嘗試尋找自己的興趣所在。“我總覺得中學生應該去了解更多的東西,視野要寬,多進行嘗試,判斷自己到底適合幹什麼,真正對什麼感興趣。”楊志懋説。

讓學生了解科研過程學會自己“係扣子”

西安交大一直都保持著踏踏實實地做科研、做學術的學風,楊志懋非常希望英才學生能夠借此機會深刻地感受這個氛圍。他表示,自己並不鼓勵學生單純把發表論文作為自己的學習目的,而是希望同學們能夠通過這個平臺了解到怎麼做科研、科研的核心在哪兒、實驗的關鍵是什麼,通過這個過程知道自己面臨著什麼問題、該如何尋找解決思路、怎麼樣操作實驗、處理數據等等。

“授人以魚不如授人以漁。”楊志懋希望學生能夠依靠自己來了解科研環節中的關鍵是什麼。“我可以給你示範,但最終是你把這粒扣子係好。他們以後可能會選擇其他學科,遇到的問題或許五花八門,但很多問題的解決思路是相通的,跟思維導圖一樣。”學生在這個過程中,也可以判斷自己到底適不適合做科研。“大學的教育,包括研究生教育也是這樣,我跟學生們説的很清楚,研究論文我不會給你們寫,但是我會幫你們,你們寫出來我來提意見,改完我再提意見你們再改,我希望你們能夠通過反反覆復的訓練掌握自己做科研的能力,以後具備比我更加優秀的獨立科研能力,我幫你找對方向,你就大膽地去行動。”

西安交通大學附屬中學任嘉俊是楊志懋去年所指導的一名中學生,他憑藉著在培養期間完成的課題在今年的第70屆英特爾國際科學與工程大獎賽中獲得了亞利桑那州立大學專項獎。楊志懋談到,任嘉俊能夠獲獎其實是有原因的。他非常努力,週六日甚至工作日晚上經常來實驗室學習,而他有一個非常顯著的特點就是經常主動問問題,楊志懋如果覺得自己解答不了便會推薦他去請教其他的老師或研究生,所以任嘉俊幾乎跟團隊中所有的老師和研究生都討論過。“我經常跟他説,你做的實驗結果好與不好都沒關係,但是要從頭做到尾,從材料製備、結構與性能表徵一直到最後的理論分析,這是一個鏈條,你要享受的是做科研的整個過程。”

“我們對這些孩子不一定能做到父母式的那種關懷,但能起到一個導師的作用,該引導的引導,該幫助的幫助,該提供條件提供條件,只要有需求,該買什麼東西,我有經費支援你去做,就怕沒有需求,不説出你的想法你就沒辦法去幫助他。”

做好科學普及吸引更多的中學生熱愛科學

楊志懋認為,“英才計劃”不是一個短期的行為,它的培養目標瞄準的一定是長遠。人才的成長是一個慢變數的過程,不能立刻來判斷培養的效果究竟如何,因而英才學生培養期結束後的後續成長應該是被重點關注的一項工作。

目前,“英才計劃”的受眾面還相對較小,楊志懋希望能夠通過“英才計劃”這一渠道與中學之間建立更多的聯繫,擴大科學普及的覆蓋面,讓更多中學生能夠從中受益。據了解,楊志懋每年至少會做15到20場中學生報告,為中學生宣傳物理、材料等科技領域的發展現狀和科研方法。

從兵馬俑坑洞裏挖出來的寶劍為什麼會自己由彎變直?為什麼有的彩釉出土之後沒有變色?楊志懋的報告往往都是從這些中學生們所感興趣的故事作為切入點來激發學生的好奇心,繼而引出與材料物理相關的知識。值得一提的是,他的每次報告都會在PPT的一角標注“中學生創新思想引領報告”,希望通過自己的努力,至少能夠激發一部分學生對科學産生興趣、樹立創新思維。同時,他也在努力把科學傳播這項工作延伸到更多的邊遠、農村地區,讓這些地區的孩子能夠接觸到更廣闊的科技世界。

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