3月10日,濟南振聲學校,剛剛結束了為期近一年的“中學生跟著院士做研究”項目的高一學生李明德意猶未盡。回憶起當初的選擇,他說自己就是沖著院士團隊去的。
齊魯晚報·齊魯壹點 記者 徐玉芹
3月10日,濟南振聲學校,剛剛結束了為期近一年的“中學生跟著院士做研究”項目的高一學生李明德意猶未盡。回憶起當初的選擇,他說自己就是沖著院士團隊去的。
李明德與同學曹博文在匯報研究成果
山東山大基礎教育集團總校長、山東大學附屬中學校長趙勇表示,讓學有余力的中學生走進大學,在科學家的指導下開展學術研討和科研實踐,激發他們的科學興趣,提高創新能力,幫助他們樹立科學志向,正是這個項目的最大意義。
高中生牽手院士團隊
李明德初中就讀于山大附中。山大附中資源豐富,對他而言,參與各種職業體驗、聽各種專家講座的機會很多。盡管如此,進入振聲學校開啟高中生涯之后,當“中學生跟著院士做研究”項目降臨,他還是感覺到了不同。“最吸引我的是院士,畢竟日常生活中院士離我們很遠。”
視線拉回2024年4月。2024年4月17日,濟南振聲學校,9名對巖土工程感興趣的高一學生,與中國工程院院士、山東大學校長李術才團隊成員劉人太、陳孟軍等專家學者首次見面。這次導師見面會,標志著“中學生跟著院士做研究”項目的正式啟動。
“中學生跟著院士做研究”項目是在山東大學實施拔尖創新人才小學、中學、大學貫通培養模式下推出的,由李術才院士領銜,致力于培養學生顛覆性創新能力與原創性思維。參與項目的同學不僅可以近距離聆聽院士授課,領略院士風采,還可以親自參與到院士團隊的課題研究中,在發現問題、解決問題中培養科研興趣。李明德和趙藝均便是首批參與試點的學生。
初生牛犢不怕虎。第一次面對院士團隊,“小牛犢”們問題一個接著一個:“老師,我們的發展路徑是什么?”“需要我們做哪些準備?”……
劉人太向學生們介紹了山大巖土與結構工程研究中心的研究與發展。他說,他們將結合團隊的一些主流科研方向以及高中生的知識背景,制定一些微科研項目,由學生根據興趣選擇,嘗試微課題研究。
聽完劉人太的介紹,學生們進一步追問:
“老師,感覺你們的研究很多是跨學科的內容,我需要涉獵哪些方面的知識?”“未來行業發展前景如何?”“現實與愛好該怎樣平衡?”
面對同學們連珠炮似的提問,教授導師耐心一一作答。
一番你來我往,學生們聽得兩眼放光。通過互動交流,院士團隊不僅幫助學生梳理了生涯規劃,還激發了他們的科研興趣。
山東山大基礎教育集團總校長、山東大學附屬中學校長趙勇表示,通過讓學生跟著大學教授、院士做研究,讓學生清晰地體驗科研的魅力,能夠激發他們對知識學習產生一種新的理解和體驗。
“我需要多一些向外探索”
聽與看,是兩種不同的感受。在導師見面會上完成初步科普之后,2024年5月8日,學員們懷揣好奇,走進山東大學未來技術學院。
趙藝均告訴記者,在走進未來學院之前,在她的腦海中,土木工程的概念就是高樓大廈、修路架橋。但走進去之后,她發現竟然有那么多高科技儀器。
“原來土木工程不僅僅是做工程,它其實是一個非常綜合的學科,有很多細分領域,比如你可以研究材料,也可以研究探測等,需要各方面能力綜合起來去解決問題。”那次參觀,趙藝均印象最深刻的是一個類似于智能傳感的儀器,“通過對周圍環境的掃描,就可以判斷出是否存在風險。”也正是這次參觀,讓趙藝均確認了自己的內心,“我更想深入了解這究竟是一個怎樣的學科。”
“教授告訴我們,高中知識到了大學之后會被重塑,我比較期待了解物理化學這些學科在大學里會以怎樣的方式出現。”趙藝均是一個對未來充滿探索欲的女孩,盡管家里沒有人學工科,但開放包容的家庭環境,給了她充分的探索自由。
李明德爸媽都是醫生,但他本人并不想當醫生。“我需要多一些向外探索,來了解我自己未來適合發展的方向。”李明德初中就讀于山大附中,這所學校給了他充足的探索空間。
“上初中時學校組織過活動,讓大家參與父母的工作。當時我爸媽在外地出差,我就跟同學去了他爸爸工作的地方,他爸爸恰好是山大搞土木工程的……”這次走近同學家長職業的機會,讓李明德對土木工程產生了興趣。而讓他堅定選擇的,也是5月8日的那次參觀。
“那次參觀比較觸動我的是實驗室里那些精密儀器,比如那種能夠精確到小數點后四位的稱,還有類似于注漿機的儀器,這些在生活中不太有機會見到。”除了精密、高端的儀器,打動李明德的還有實驗室里的導師。“他們都很風趣幽默,讓我感覺科研也是一件好玩的事情。”
這次參觀之后,趙藝均和李明德都選擇了留下。趙藝均選擇的研究課題是《膨脹顆粒球材料性能測試研究》,李明德選擇的是《空間磁異常信號探測方法與研究》。之后,他們便投入到了為期近一年的研究中。
從科研“小白”,到主導實驗
經歷了科研入門科普之后,小組成員由9人減至7人,“有兩名同學因參加其他競賽時間沖突而放棄”,濟南振聲學校高一年級組組長王濤永告訴記者。接下來,項目組7名同學按照各自選擇,組成了兩個項目組,進入了微課題研究環節。
李明德所在課題組每個周末要進一次導師的實驗室。“我們先后經歷了三個階段,第一階段是理論學習,畢竟我們還是高中生嘛,有些理論知識還不充分,所以院士團隊會首先給我們介紹與實驗相關的理論知識。經過理論知識學習之后,進入第二個階段——實驗。”李明德說,進入實驗階段之后,又分成了兩個階段,先是給博士研究生做幫手,學習基本操作,然后自己動手操作。說起實驗操作,李明德馬上兩眼放光。
“一開始給博士研究生做幫手階段,有一個實驗是移動磁探頭去觀測某一個點的磁信號強度。我和一個同學負責移動磁探頭計秒數,博士研究生哥哥負責記錄數據。”他說,這個過程看似簡單,甚至有點枯燥,但他從中悟到了科學研究其實就是一個枯燥的過程,“你必須要有足夠的耐心,要足夠熱愛,才能走到最后。”
后來從幫手變成參與者,再變成主導者,每一步都讓李明德感到新奇和喜悅。“能夠接觸到那些高端儀器,本身就是一件讓人興奮的事。”
趙藝均所在小組更側重于性能研究,“比如我們在不同溫度下讓膨脹顆粒球吸水,看它的膨脹率是多少。讓它吸水以后在離心機里轉,給它烘干以后,看它膨脹了多少倍……”說起實驗過程,趙藝均滔滔不絕。“我們在這次實驗得到一個結果之后,再轉變為它另一個性能的研究,一直在實踐的路上,然后在實踐中穿插理論。”
也就是說,在這個階段,學生們逐漸從理論走向實踐,學會將理論應用于實際問題,并在實驗中不斷調整和優化方案。
到了2024年9月,隨著實驗的逐漸深入,兩個小組都進入了深度研究與總結階段。學生們在導師的引導下進入了創新性探索。這個階段,學生們開始提出自己的研究問題,嘗試從不同角度思考問題,然后總結研究成果,撰寫科研論文。
2025年3月1日,持續了近一年的“中學生跟著院士做研究”項目迎來了交卷時間。
“科學的火種需要盡早點燃”
“今天,我將向大家匯報我們小組的研究課題——《空間磁異常信號探測方法與研究》。”濟南振聲學校高一學生李明德與曹博文身著校服,向院士團隊和老師展示了他們小組的研究成果。他們利用自己設計的實驗,展示了詳盡的實驗數據和結果,以及接下來需要進一步研究的問題。
講臺下,山東大學未來技術學院副院長劉人太頻頻點頭。
作為“中學生跟著院士做研究”項目負責人,劉人太感觸頗深。他說,在項目實施過程中,他和團隊成員發現,中學生的創造力甚至超越了本科生和研究生。“科學的火種需要盡早點燃,青少年不應被‘年齡不夠’的偏見所束縛。”
趙勇也為學生們點贊。他說,學生們的這些經歷已經超越了高考范疇,“他們不僅學會了實驗技術,更掌握了提出科學問題的方法論。”不僅如此,學生們還在這個過程中找到了個人興趣所在,并體會到肩負的社會責任。他希望有更多同學參與其中,深入感知世界,“這可能會激發同學們對世界的終身興趣。”
趙勇說,過去學生做科研是為了升學“鍍金”,而現在他們討論的是“如何優化實驗設計”、“這個發現能否真正用于地鐵建設”。這種純粹的科研精神,正是院士團隊言傳身教的結果。
“讓學有余力的中學生走進大學,在科學家的指導下開展學術研討和科研實踐,激發他們的科學興趣,提高創新能力,幫助他們樹立科學志向,正是這個項目的最大意義。”他表示。
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