了解科学研究方法，认识科学研究步骤

在“英才计划”的实施过程中，我结合“英才计划”的培养原则，根据学生的具体个性，遵循科学规律以及任教多年的实际经验，形成了以下培养理念。

第一，树立以实验(观测)为基础的科学观，意识到科学就是人与自然之间的对话。第一步，通过观察与实验回答：看到了什么;第二步，提出假设，建立模型，回答：看到的是什么;第三步，通过观测与实验，检测第二步的假设与模型，再通过实验事实修正理论，如此循环，直到得出科学结论。通过以上方法的介绍，学生对科学研究的方法有了初步的了解，明白书本上的科学知识的来源，从而激发学生探索自然的热情。

第二，在体验中了解物理(天文)，在实践中认识科学研究的基本步骤。在探索自然规律的过程中，了解一些基础知识是必要的，我以讲解加讨论的形式为学生进行了必要的理论知识储备，然后鼓励学生参加科学报告，并组织学生进行文献阅读。在学生作阅读报告的时候，我会给予详细的点评分析，并将阅读内容与国际最新的科学成果相结合，使学生们理解到科学研究的循序渐进，哪怕是最前沿的成果也需要最经典的理论支撑，从而让学生意识到基础工作的重要性。此类活动有利于提高学生的科学素养，扩展学生的科学视域，挖掘不同于书本知识的新的研究角度，使学生在以后的学习中注意所学的书本知识的来源和研究过程，而非死记硬背。

▲ 龚碧平教授与学生座谈会

传授学生基本知识，引导学生参与活动

根据以上的培养理念，在具体的计划实施中，我开展了以下活动，并取得一定培养效果。

1.以“科学本质”为主题开展相关课堂

2022 年 1 月 20 日晚上 7:00 — 8:15，我为袁宇函和王逍睿两名同学开展以“科学本质”为主题的线上课程。该课程主要分为两个部分，第一个部分讲述人类最初的科学探索，在回溯起源的过程中寻找科学的本质，并得出结论：科学的本质就在于 O-C 的过程之中。 O 代表观测，C 代表模型，科学理论的创立与修订，就是不断地修改 C，使之逼近 O的过程。在课堂的第二部分，我与两位同学就科学的本质以及古希腊的朴素科学与现代实验科学之间的异同进行了讨论，并得出结论：虽然现代科学在观测(实验)以及理论发展的系统性与复杂性远远超过古希腊时期的朴素科学，但其核心方法 O-C 却是与古希腊的科学观一脉相承。

2.传授基本知识，开展基础课堂

2022 年1月27日晚上 7:00 — 8:10，我与袁宇函和王逍睿两名同学一同线上学习，本次学习分为两个部分：第一部分讨论地球上可以接收到的天文信息的种类;第二部分讨论几种望远镜接收的来自天体电磁辐射的记录方式。在线上的共同学习结束后，我布置了两个调研题目，要求学生应用所学知识，自主完成。

3.引导学生参与科学活动

(1) 邀请学生参加科学报告，直观了解科研过程

2022 年 2 月 7 日，我邀请曾经的学生开展一个小型的科学报告活动。该学生现于美国留学，其毕业论文被国际 A 类 学术刊物接收。我希望他分享研究过程，并邀请“英才计划”学生前来聆 听。这次活动使 “英才计划”的学生对具体的科学研究过程有了更加直观的感受，并对中外大学生活的异同有了更深刻的了解，有助于他们更好地规划自己的研究生涯，实现科学家梦想。

▲ 龚碧平教授与学生合影

(2)要求学生阅读课外文献，培养基础学术能力

在课堂学习结束后，我要求学生在课下阅读文献，并进行汇报。我曾请袁宇函和王逍睿两名同学分别以视超光速现象和光变曲线为主题进行文献阅读报告，报告显示两名同学不仅学习到了一些新的天体物理知识，而且对科学研究的方法与步骤有了新的理解。之后我们就报告中所涉及的背景、原理、应用及前沿问题进行了更加详细的讨论，还浏览了一篇将视超光速现象和光变曲线 结合的 2018 年 Nature 论文。这种在作业基础上的读书报告和拓展讨论使学生对最前沿的研究有了一定理解，让同学们知道虽然自己还是高中生，但对于前沿科学的研究并非一筹莫展、束手无策，而是可以通过阅读文献、理解讨论，根据科学发展的基本规律与脉络，对它加以了解。通过这种方式，我可以帮助学生克服畏难心理，培养他们对物理学科的兴趣，释放学生的好奇心。

_{▲ 王逍睿同学线上学习}

4.了解学生情况，关心学生成长

在与学生的视频交流中，我不断地提问学生，积极地与学生互动，通过学生的回答，了解学生的知识背景、思维特点以及创造力，从而更好地实现因材施教，让学生各尽其才，培养国家未来所需的物理创新人才。

5.布置小课题，培养学生科学素养

我下一步的工作计划是为学生布置适当的小课题，制定切实可行的科研方案，使学生实质参与科学研究，锻炼学生自主发现问题、分析问题与解决问题的能力，激发学生对物理(天文)学科的兴趣，帮助他们体验完整的科研过程。

对“英才计划”培养的建议

首先，建议将统一培养改为分类培养，尊重学生的特点与差异，结合实际情况开展培养计划，实现“分门别类，因材施教”。我认为可采取灵活的培养周期形式，对于优秀的学生，可适当放长培养周期，为成熟的学术成果创造条件。对于学习压力较大的学生，同样可以采取弹性培养周期机制，适当缩短培养时间，给予学生一定的压力与竞争意识。

其次，建议增加导师数量。在我院“英才计划”的具体实施过程中，导师人均单独培养两名学生，投入的时间与精力较大。希望等计划实施到一定规模后，配备专门的组织老师(类似于辅导员或班主任)，负责程序性的事物，摸索一套适合中学生的活动流程，如组织参观实验室与参与学术报告等活动，将导师的工作重心重新放回科研部分。

最后，我在科普活动中发现一些很有天赋的学生(有些同学的能力甚至超过了“英才计划”的学生)，但他们又不属于“英才计划”内的学生，如何通过适当渠道对这样的学生进行培养，值得我们进一步深入探讨。