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瞭望|讓本科生成為「準科學家」

2024-10-15心靈
大三就獲得國家自然科學基金資助的羅心怡坦言,正是因為有「大學生研究計劃」打下的科研基礎,她才能像成熟的科研工作者那樣,在規定的1年時間內完成了自己申請的科研計畫
從1998年開始,中科大試行「大學生研究計劃」,借鑒海外經驗,鼓勵本科生參與科研實踐,探索讓學生早進實驗室、了解實驗室的執行模式,為成為「準科學家」奠定基礎
文 |【瞭望】新聞周刊記者 徐海濤 周暢
讓優秀本科生有機會跟諾貝爾獎得主面對面交流;透過「大學生研究計劃」,讓學生參與不少於200小時的科研活動;實施創新創業教育,鑄就學生「創新的靈魂」……
在很多人印象中,大學本科在高等教育中處於打基礎階段。但【瞭望】新聞周刊記者近期在中國科學技術大學采訪了解到,這所高校將人才培養埠前移,著力培育本科生創新精神、科研能力,探索更好實作教育、科技、人才「三位一體」的道路,誌在盡早為國家遴選、孕育優秀尖端科技人才。
為大一新生開設「科學與社會」課程進行「科學第一課」,以更好保護本科生創新思維的「小火苗」;「大學生研究計劃」鼓勵本科生參與科研實踐,手把手地把本科生扶上科研之路;建設獨具特色的創新創業教育體系,鑄就本科生「創新的靈魂」……為了讓更多大學生成為「準科學家」,中科大正在積極推進一系列創新改革,將校內優質資源不遺余力地投入到本科生培養中。
中科大少年班學院學生正在進行光纖傳感顯微測量實驗(2024年3月19日攝) 中科大物理實驗教學中心供圖
點燃創新思維的「小火苗」
「從沒想過能跟諾貝爾獎得主面對面交流。」剛參加完第73屆林道諾貝爾獎大會從德國返回的「00後」本科生管俊宇,仍然感覺不可思議。
2023年,國家自然科學基金委員會首次試點資助全國八所高校優秀本科生從事基礎研究,管俊宇就是其中一員。不久前,管俊宇作為全國本科生代表之一,參加了德國第73屆林道諾貝爾獎大會,與多位諾貝爾獎得主面對面學習、交流。
鼓勵本科生參與科研實踐活動,既是中科大本科教學的傳統特色,也是培養後備人才的重要手段。在中科大科研部副部長沈瑋看來,這與國家自然科學基金將本科生納入資助範圍的改革目標一致,「把人才培養的埠往前移,盡早為國家遴選、培養一批後備人才。」
此行令管俊宇印象最深刻的是2014年諾貝爾化學獎得主貝齊格教授。「他對我的研究方向很感興趣,對我的實驗方法提出了一些建議,讓我思路上有了很大提升。」管俊宇說,這次德國之行,讓他看到了世界科技前沿,也堅定了從事科研工作的決心,「我不想只做從90到95的事,想做從0到1的創新。」
多年來中科大將培育本科生的創新精神、科研能力,貫穿於在校生的培養過程當中,點燃並保護學生創新思維的「小火苗」。
「基礎寬厚實」是中科大本科教育的顯著特色。中科大的本科生,不論學院和專業,在低年級所學習的課程基本一致,包含數學、物理、電腦等。
「我們堅持讓學生具備紮實的數理基礎,這是從事科研的必備條件。同時,還註重理實交融,讓學生不光要學好理論,還要有科學研究的充分實踐。」中科大教務處副處長吳強說,該校還在大一設定了「科學與社會」研討課,作為學生科學啟蒙的「第一課」,為學生拓寬視野,讓科技創新的種子在每個年輕的心靈中生根發芽。
剛進入大一時,管俊宇就被「科學與社會」課所震撼。這門課的一部份是主題報告,不同領域的頂尖科學家或科技行業領軍人物,分享自己的研究領域或所思所感。另一部份是小班研討,將學生分為不同小組,由不同學院的教師單獨授課、組織討論。
這門課自2013年以來,已先後邀請侯建國、韓啟德、楊衛、包信和、潘建偉、薛其坤、常進、楊偉、張榮橋、胡偉武、張亞勤、劉慶峰等數十位院士及科技行業領軍人物,為大一新生作主題報告。
「聆聽報告,讓我更加理解什麽是科學,也萌生了想為國家開發先進科研裝置的想法。小班研討,讓我從0開始學習如何研究文獻,如何提出科學問題並開展相關研究。」管俊宇說,這些都為他理解創新、走向科研打下了堅實的基礎,這門課讓他看到了科學家們胸懷國之大者,讓他也立誌於科技報國。
中科大物理學院學生正在進行磁場作用下汞燈光譜線劈裂的影像采集(2024年5月14日攝) 中科大物理實驗教學中心供圖
從學術「跟跑」到自主「探路」
做從0到1的創新並非易事。青年科技人才勇闖基礎科學和前沿技術無人區,需要具有自主探路的能力。
從1998年開始,中科大試行「大學生研究計劃」,借鑒海外經驗,鼓勵本科生參與科研實踐,探索讓學生早進實驗室、了解實驗室的執行模式,為成為「準科學家」奠定基礎。
2001年,該計劃正式實行,中科大讓完成大一課程的學生,利用業余時間或暑季學期,在導師的指導下開展科研活動,要求學生透過不少於200小時的工作和研究,基本完成預期研究目標。
大三就獲得國家自然科學基金資助的羅心怡坦言,正是因為有「大學生研究計劃」打下的科研基礎,她才能像成熟的科研工作者那樣,在規定的1年時間內完成了自己申請的科研計畫。
「大二時,我進入了自己感興趣的實驗室,對怎麽做科研有了基礎訓練,比如怎麽麻醉小鼠以及進行各種動物實驗。」羅心怡說,有了這些基礎,她申請國家自然科學基金資助的計畫時,對自己要做什麽有了大致的預想,並希望將自己的初步想法一步步變為現實。
「進入實驗室後,會先跟著老師和學長學姐們參與實驗室的課題,透過做課題,對做實驗的方法、腦科學領域的基本方向有了更多了解。」羅心怡說,這也成為她有勇氣獨立申報國家自然科學基金計畫的重要基礎。
羅心怡申報的計畫,是透過探索光與社交行為的關系,揭示不同光環境對社交行為的影響及相應的神經機制,為深入理解「光與生命」這一主題提供更多科學依據,並為開發非侵入式光療法緩解、治療社交障礙疾病如自閉癥等提供理論基礎。
盡管有一定的科研基礎,羅心怡還是遇到不少困難,比如最初寫下的計畫申請書,與最終結果有一定出入;一開始使用的方法和工具效率較低,不符合自己的預期目標;過去在實驗室裏有導師和學長學姐們指導,現在需要自己獨立主導計畫……
「我泡在實驗室裏,不斷實驗去驗證自己的猜想。」羅心怡說,在這個過程中,她對做計畫的過程有了更深入的體會,鍛煉了科研思維,「學會了提出科學猜想,再用科學的方式去尋找答案,實作了從本科生向科研工作者的轉變。」
「有聲音說中國的論文數量很多,但原創性創新內容仍然不夠。對此,根本上需要讓學生從習慣跟跑變為自主探路。」在沈瑋看來,為實作這一轉變,高校需要做好科教融合,打造自主研究的環境和氛圍,以實作教育、科技與人才的深度融合,發揮出高校作為科技、人才、創新集中交匯點的巨大潛力。
2012年有數據記載以來,中科大的「大學生研究計劃」總數為4700余項,湧現出了一批優秀學子,如在2018年榮登【自然】雜誌影響世界十大科學人物榜首的曹原等。
鑄就學生「創新的靈魂」
全國大學生數學競賽安徽分組一等獎、第四屆「中青杯」全國大學生數學建模競賽本科生組二等獎、中國科學技術大學Robogame機器人大賽三等獎……今年畢業前獲得中科大本科生最高榮譽「郭沫若獎學金」的歐陽燦燦至今還記得,在Robogame比賽中,他參與制作的機器人跑起來的瞬間,心裏有多快樂。
大學四年裏,他在各類創新實踐中不斷磨煉自己,也更深刻地認識到,要勇於自我挑戰、樂於嘗試新事物,始終保持對自己專業的好奇心和開放度。目前已被保研至該校計算力學實驗室的歐陽燦燦,希望能以實際行動踐行科教報國,為社會和科學技術的進步貢獻自己的力量。
在中科大,科研成果正源源不斷走出實驗室落地生根。這背後是一代代學生透過創新實踐,把創新理念融入到做學問、做研究中,推動科技成果套用落地。
2019年,中科大成立創新創業學院,以鑄造學生創新創業靈魂為目標,建設中科大特色的創新創業教育體系。該體系的核心在於推動學生跳出單一的科研環境,註重培養學生的創新思維、市場化思維,提升他們系統化營運科研成果的能力。
具體實踐中,中科大一方面開啟校企深度合作,據了解,共有70多家科創企業參與課程建設,學校還聘請了中國科學院院士俞書宏、華米科技董事長黃汪等100位創新創業導師,共同培育學生。
「另一方面,我們在全國率先組建了學生創新創業基金管理團隊,透過培訓,讓學生按照投資公司的邏輯考慮做什麽計畫,不僅培養創新創業人才,也在培養科技創投人才。」創新創業學院常務副院長朱東傑說,學生的創新創業教育,既可以提高創新的能力、意識,也能為科技成果轉化創造許多可能性。目前,透過該校設立的公益性創新創業基金體系,已孵化成立公司近40家,申請專利近400項。
「創新就像學騎自由車,不是光看書就能學會、坐而論道就能實作,一定要在實踐中學會如何保持身體平衡。」在朱東傑看來,要教會學生怎麽做團隊建設、投融資、營運管理,在這三個基礎「橋墩」的支撐下,才能走通從技術研發走向產品、從產品批次制造到商品化的「橋面」,跨越科技創新向產業轉化的「死亡之谷」。
朱東傑坦言,中科大的雙創學院,並不是教學生如何開公司、當老板,而是透過創新創業教育,培養學生的創新思維,讓「創新的靈魂」陪伴他們的一生,激發更多創新成果。
就像中科大黨委書記舒歌群在該校【破土】系列創新創業教材序言中所寫的:中科大始終堅持創新立校,尊重首創精神。學校充分發揮科研、教育、人才優勢,積極整合優質資源,建立跨學科協同創新的教育孵化平台,培育具備創新精神和創業能力的優秀人才,促進科技成果轉移孵化,服務創新型國家戰略。■