从身边小事激发学生的化学兴趣

杨朝勇

以开阔视野、激发兴趣与提升能力为培养理念

我连续十年担任中学生 “英才计划”导师。在这十年的时间里,加入课题组的中学生源由厦门本市拓展至福建省周边区域。多年来,我们所指导的中学生取得了优异成绩。例如,厦门双十中学郑书馨同学的论文《家用电蚊香的毒性探测与挑选建议》入选中学生科技创新后备人才培养计划学生论文集。该学生同时获评首届全国中学生“英才计划”化学学科优秀学生(福建省唯一一名)。厦门六中蔡静雯等同学的《基于气压计的免疫检测方法》课题被推荐参加全国中学生“英才计划”化学学科论坛并获得优秀证书。厦门一中周君恺同学的《集成化 ELISA 芯片用于即时检测》项目获福建省青少年科技创新大赛一等奖。另外,多名学生在高考填报志愿时报考化学专业或其他理科专业,如北京大学化学系、武汉大学化学系、新加坡国立大学化学系,继续从事科研探索工作,攀登科学之峰。

▲ 郑书馨同学参加中国化学学会汇报

参与“英才计划”的学生具备成绩优秀、学科兴趣及主动性强的优势,在接触过程中,我能强烈感受到中学生们对化学学科的浓厚兴趣与独到见解。另一方面,我也意识到中学生们的学科知识不完善、课程多、时间紧、兴趣高、可塑性强等特点,经过多年的摸索实践,我形成了一套具有特色的“英才计划”学生培养方法。与研究生的培养目标不同,对于中学生,我更强调“开阔视野、激发兴趣、提升能力”。首先,我会利用周末和假期时间与中学生进行面对面交流,介绍学科基础知识、科研的背景、科研的方法,以及我所从事领域的发展前沿动态,指导中学生们阅读书目,推荐学术报告,参加学术会议、大中学生夏令营等,来拓展学生知识的宽度和深度,激发他们学习科学的热情。同时,我经常组织学生参观实验室、大型仪器,观摩研究生实验等,揭开科研实验的神秘面纱。这些活动不仅有助于中学生们开阔视野,也有助于提高中学生亲自动手做实验的信心。另外,根据中学生的知识结构与课题组的研究基础,我会设计一些学生感兴趣的课题,让他们在优秀本科生和研究生的指导下开展研究,培养提升中学生的初步科研能力。

以兴趣导向、面向生活为课题指导方针

根据学生的个人兴趣,我结合社会关注的医药、食品和环境安全热点问题,提倡引导中学生设计形式多样的课题解决实际问题,培养学生的创新能力、动手能力和社会责任感。同时,我会让他们体验从阅读文献、选题、设计实验、开展实验、数据处理与分析到撰写论文或总结、分享交流的完整的科研过程。例如,我指导的郑书馨同学结合自身养鱼的兴趣及对蚊香毒性的好奇,设计了一系列实验探讨了各种电蚊香液的毒性。通过进行这些实验,郑书馨锻炼了实践技能,也进一步深入自学了《微生物》等生物学相关知识,培养了对科研的兴趣。再如,我们以生活中常见的血糖仪、气压计和温度计为便携检测工具,指导学生拓宽思维,发展了一系列便携检测方法,用于解决生活中的食品安全检测。这一系列来自于生活、用之于生活的实验设计提高了学生对科学研究的亲切感,培养了学生的创新思维,增强了学生的社会责任感。最后,在课题的设计与执行过程中,我们组织不同年级的本科生与研究生参与交流,让学生感受、体会大学学习、生活、研究的真貌,拉近学生心目中的中学与大学的距离,进一步拉近生活与科技的距离。

▲ 2022年“英才计划”导师与学生合照

▲ “英才计划”学生中期汇报

教学相长,双向受益

我们大部分的重要科研成果是由校内学生创造出来的,在培养学生的过程中,我也学习了很多。在指导过程中,我们让研究生成为导师团的重要成员,有这样几个好处:第一,研究生和中学生年纪差异比起我们与中学生的年纪差异小,更有共同语言。中学生可以通过与研究生的交流,更深入全面地了解大学生活,了解科研生活。第二,研究生通过带领中学生做课题,既培养他们指导学生的能力,也提升了沟通能力。我们团队中有指导过中学生的部分研究生,已经成为各个高校的教授、副教授。因此,这是一种双向互赢的培养模式。

孟子认为,君子有三乐,其第三乐即“得天下英才而教育之”,就是得到天下的优秀人才并教育他们。我参加“英才计划”的初衷就是希望利用这个优秀的平台,接触到更多的优秀中学生,激发、引导他们的学科兴趣,拓宽他们的视野,让他们走得更高更远。