鄭耿鋒

2015年，受英才計劃項目的邀請，我開始擔(dān)任化學(xué)學(xué)科導(dǎo)師，每年指導(dǎo)2～3名上海地區(qū)的高一學(xué)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(xué)生，他們中的很多人只學(xué)過1年的初級化學(xué)基礎(chǔ)，知識結(jié)構(gòu)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(xué)員的知識面可能不足，而且學(xué)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(xué)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(xué)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(xùn)。

培養(yǎng)興趣，拓寬視野

近年來，不少高中為學(xué)有余力的學(xué)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(xué)教師走進中學(xué)校園，為高中生提供一些優(yōu)質(zhì)、符合他們認知特點和深度的學(xué)術(shù)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(nèi)容主要包括兩部分：一部分是與個人研究領(lǐng)域相關(guān)的“能源與環(huán)境”，介紹當(dāng)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(xué)領(lǐng)域可能通向“碳達峰、碳中和”的一些技術(shù)；另一部分圍繞高中生的學(xué)習(xí)，開展一些科研有什么意義、有哪些方法等內(nèi)容的講座。學(xué)生對這兩塊內(nèi)容都很有興趣，會問很多他們非常關(guān)注的問題。在這樣的講座與交流中，鼓勵學(xué)生“會提問、愛思考”；通過啟發(fā)式討論，讓學(xué)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(chǔ)。

尋找想法，設(shè)計課題

有了對科研過程的興趣和想法后，學(xué)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(xué)生自主提出課題研究計劃，導(dǎo)師與他們直接展開討論。實際上，學(xué)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(xué)興趣、知識基礎(chǔ)與邏輯能力。加入課題組的學(xué)員名單確定后，我會與這些學(xué)員逐一交流，這種引導(dǎo)式的討論，不會影響他們正常的高中化學(xué)學(xué)習(xí)進度。通過相互提問和分析，讓學(xué)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(xué)員的求知興趣。

動手研究，探索未知

學(xué)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(shè)計，都需通過動手實踐才能得以證明。通過與導(dǎo)師的交流、討論，學(xué)員從最初提出1個基本的、感興趣的問題，分析各種假設(shè)，設(shè)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(xué)到的方法，雖然在短期內(nèi)，比如他們的高中階段，對包括高考在內(nèi)的標準化測試也許沒有直接的幫助，但是學(xué)員學(xué)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(xué)員獨立開展實驗。通過實踐過程，讓學(xué)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(gòu)拓展

科學(xué)研究的一個重要功能是解構(gòu)知識、再重新建立知識體系。在這個過程中，讓學(xué)員學(xué)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(jié)論是否成立。每隔一段時間，我們會對學(xué)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(fēng)順的，會遇到很多原先沒有預(yù)想到的困難，需要學(xué)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(xué)術(shù)基礎(chǔ)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(chǔ)知識學(xué)習(xí)不同，科研更是某個特定領(lǐng)域的專注與突破，高中生不必擔(dān)心基礎(chǔ)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(xué)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(yīng)積極與導(dǎo)師溝通課題研究的重點和關(guān)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(guān)鍵部分。

最后，科學(xué)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(xué)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(fù)旦大學(xué)教授、博導(dǎo)、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、教育部青年長江學(xué)者、中國化學(xué)會青委會委員、中國科協(xié)英才計劃化學(xué)學(xué)科導(dǎo)師。2000年本科畢業(yè)于復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系，2007年獲得美國哈佛大學(xué)物理化學(xué)博士學(xué)位，之后在美國西北大學(xué)進行博士后研究，2010年起在復(fù)旦大學(xué)先進材料實驗室與化學(xué)系工作。曾獲得 Clarivate 全球高被引科學(xué)家、中國化學(xué)會青年化學(xué)獎、寶鋼基金會優(yōu)秀教師獎、教育部拔尖計劃優(yōu)秀導(dǎo)師獎、上海市教學(xué)成果二等獎、上海市五四青年獎?wù)碌葮s譽。目前從事納米功能材料的設(shè)計合成，及其在碳基能源化學(xué)催化等方面的研究。