培养科研兴趣，提升创新意识

1.让学生自选研究题目是激发其科研兴趣最好的方式

首都师范大学附属中学的范家欣同学是 2021 年度的“英才计划”入选者，并加入了中国科学院生物物理研究所赫荣乔教授的研究团队，开展了亚磁生物学效应的研究。赫荣乔教授从多个方面激发该学生对科学实验的兴趣。经过几次实验，到 2021 年度“英才计划”结束，范家欣获得了一些有趣的结果。虽然为期一年的“英才计划”已经结束，但是为了将自选课题做出一个较为满意的结果，他主动将学习和实验延长到 2022 年底。

如何研究亚磁场生物学效应，我们鼓励范家欣同学自己选择研究课题。我对他说：“有本事，你自己选择课题。”这句话是对范家欣最好的鼓励。年轻人总是有不服输的劲头，在 2021 年初寒假期间，范家欣自学了有关电磁学的知识，包括亚磁生物学效应的资料等。

通过思考、分析、讨论，范家欣最后选择了“亚空间磁场下大蒜的萌发”这个有趣的题目。该选题拟探索亚磁场对大蒜胚芽发育，包括生长速度和结构形态的影响，为进一步研究亚磁生物学效应的分子机制建立一个大蒜的发育模型。

▲ 实验室亚磁实验平台设备

▲ 范家欣（右）与博士生王国蜜（左）在亚磁场实验工作平台

2.在研究中提升学生的创新意识

“英才计划”旨在让中学生在科学家的指导下，参加科学研究、学术研讨和科研实践，使中学生感受、体验科研过程，激发科学兴趣，提高创新能力，树立科学志向。我们强调培养学生对科学研究的兴趣，因为兴趣是推动科学研究的动力。我们鼓励学生在老师的指导下，自己操作大型仪器，激励他们自己完成实验。我们让学生自选国内外没有研究过的课题，这样课题的选择就具有创新的含量。在这种情况下，学生的兴趣高涨，他们就会主动开展工作。

为了提高范家欣同学的创新意识， 我们告诉他， 他所用的亚磁场空间大型设备是我们自主研究研发的。在博士生王国蜜的指导下，范家欣学习了此课题需要的实验技术，观察了大蒜在亚磁场中的萌发，发现与地磁场中大蒜的萌发相比，在亚磁场中大蒜萌发速度和胚芽的长度存在差异。

引导学生跟踪实验过程，克服实验难题

1.实验与初步结果

范家欣选取来自老家(山东潍坊)种植的蒜，保证品种统一，并筛选大蒜鳞茎的个头大小：实验组与对照组组内大小不同，对照组与实验组个头大的和个头小的比例相同。实验过程如下：萌发前进行暗处理和低温处理 36 小时，后保持温度 25 ℃，湿度 75%。托盘底部铺垫厚纱布保持水分，并剪开小口，填入大蒜，使大蒜尽量垂直于地面，同时预留出大蒜生根的空间。考虑到亚空间磁场实验环境内不能出现铁器及电器，在不伤害幼芽的情况下将大蒜固定。

每日喷水，维持湿度后每日观察其胚根长度，随后在茎长出后记录茎、根的生长情况，在培养 10 ~ 15 天后测定大蒜鳞茎的鲜重、茎长度与根长度。他观察到：亚磁场环境下生出的幼芽，尤其是长芽(高于平均数)，普遍出现了弯曲情况。而地磁场中则无此情况。

2.克服实验中所出现的问题

如何保证每一个大蒜在萌发过程中保持垂直，是一个需要解决的问题。范家欣最开始采用滤纸固定，但随着大蒜的萌发，其放置角度难以维持大蒜垂直于地面。后来，他改为牙签固定，即将牙签扎入大蒜并进行固定。开始大蒜还能够维持一定的垂直，但随着萌发，大蒜出现歪斜，影响实验的效果。

▲ 将大蒜用滤纸隔离

▲ 采用牙签将大蒜固定

3.解决大蒜萌发不齐的问题

在实验中的大蒜，有的萌发，有的不萌发。这就影响了后期的分子与统计，从而无法得出可以信赖的实验结果。

4.延长时间也要解决实验中的问题

虽然“英才计划”已经结束，范家欣仍计划在 2022 年寒假和暑假期间，继续开展实验，解决实验中出现的问题，要将大蒜在亚磁场中的萌发数据收集完整。通过思考和实践，范家欣终于解决了大蒜垂直萌发的问题。他采用陶粒土来解决大蒜垂直萌发的问题，同时购买了山东“金乡大蒜”作为研究对象。6 天之后，大蒜开始萌发，他解决了大蒜萌发和方向不齐的问题。

▲ 牙签固定无法解决大蒜在萌发时胚芽生长的方向

▲ 范家欣在家采用陶粒土解决了大蒜萌发的固定问题   

激发学生的实验兴趣，培养解决问题的能力

1.鼓励有兴趣的学生延长“英才计划”的时间

范家欣就是一个例子。他对自己选择的研究题目产生了兴趣，并且已经获得了一些结果。我们应该鼓励这样的学生把实验进行下去，这样也培养了学生把实验进行到底的信念。

2.研究题目不在于“高、精、尖”，关键是激发学生对实验的兴趣

“现实很骨感”，学生忙，导师更忙，时间有限。参加“英才计划”的学生可能再怎么努力，也做不出系统性的成果。“英才计划”的关键是培养学生对科学实验的兴趣。

3.培养学生的兴趣、思维和能力

我们要培养千千万万的后备科技俊才，首先应该培养的就是他们对科学的兴趣、思维和解决问题的能力。