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2016年08月10日 星期三
中青在线

科学现场

大院士的小实验

实习生 徐芃  来源:中国青年报  ( 2016年08月10日   11 版)

    俱乐部的会员和导师进行野外考察。

    俱乐部的会员和导师进行野外考察。

    俱乐部的会员和导师进行野外考察。

    俱乐部的会员和导师进行野外考察。

    在北京大学生命与科学学院,昌增益教授每年都会开展几个特别的“实验”。和日常的科研工作不同,这些实验大都要在双休日和寒暑假进行。要获得实验结果,至少得等上十多年。

    密切关注实验进展的,还有一位已经年过九旬的科学家、中国天体物理学的主要奠基人王绶琯院士。他也是这项实验的发起者。

    目前与昌增益一起开展这项实验的,还有来自著名高校、科研院所的研究人员。从天体物理到地理科学,从基因工程到草地生态,涵盖的领域相当广泛。

    实验对象则是活生生的人。其中包括从昌增益的实验室走出去的美国加州大学洛杉矶分校助理教授洪暐哲,包括正在哈佛大学做博士后研究的王思远,还有31岁的丛欢,中科院理化技术研究所最年轻的研究员、国家“青年千人计划”入选者。

    他们多年前进入这项实验时还都是高中生。按王绶琯的设想,将中学生放入真实的科研环境中,被学者点拨、熏陶,直至“发现科研,发现自己”。

    “那些曾经被寄予厚望的少年,有多少走上了科学的道路?作为前辈的我们这一代人,反躬自问,是否也有失职之处?”

    这场已经走过了17年的“科学实验”,叫做北京青少年科技俱乐部。

    尽管做的都是科研课题,但这项“科学实验”更重要的目的在于教育。王院士将俱乐部称为“大手拉小手的志愿者小分队”,“小手”就是来自各个学校的高中学生。教授带着这些“对科学有兴趣”的孩子,进行为期一年的课题研究,最终完成论文,接受评审。

    来自北京二中的张博雅,就是昌增益教授拉过的“小手”。

    尽管三个月前才过了18岁生日,张博雅的“科研资历”已经不浅。高一进入昌教授的实验室之前,小学四年级的她就前往东城区科技馆,研究草坪草在移植中是否会出现断根,以及断根是否影响草坪的抗旱能力。

    因为一直对线虫感兴趣,上了高中后,张博雅选择跟着昌教授的博士研究线虫的休眠问题。她渐渐发觉,这回的实验可不像往常“有小虫子、小动物,很好玩儿”那么简单。做着做着,不知哪儿就冒出“各种各样、奇奇怪怪的阻力”。眼瞅着暑假就要到头,实验却没多少进展,这个小姑娘当时就傻掉了,“怯怯的,有点儿懵”。

    为了节省时间,张博雅把实验设备搬回了中学,周末、节假日还有寒暑假,把所有能用的课余时间都扑到了实验上。

    投入并没有立竿见影,各种“奇奇怪怪的困难”还是不时找上门来。最严重的一次,因为设备故障,培养箱的温度足足升高了一倍。尽管心里明白,实验用的线虫估计难逃此劫,张博雅还是不死心,一条条检查完,养了大半年的线虫还是“没留一个活口”。

    不过这次,她没有再傻掉。找学校,咨询导师,联系其他实验室再提供一些线虫……张博雅熟络地寻求补救,她发现这段时间自己“变化挺大”——“从那段时间到现在,我就觉得其实什么事儿都不是个事儿了。”

    17年来,在北京青少年科技俱乐部每年一度的科研实践活动中,王老看着一批一批像张博雅这样的高中生会员,从生涩走向成熟。

    早在创办科技俱乐部之前,王绶琯就一直挂念着青少年的“科技苗子”。王老的女儿回忆,当时国内各种青少年科技比赛,但凡邀请他去做评委,他都很积极。

    看见比赛里喜欢科学的孩子,王老特别高兴,评完比赛回来,心里还“老是挂着这些孩子”,“他们都上哪儿去了?怎么也没信儿了?”1997年,王绶琯给北京市科协青少年部写信:“那些当年被寄予厚望的少年,有多少走上了科学的道路?作为前辈的我们这一代人,反躬自问,是否也有失职之处?”也是从那时起,他开始酝酿发起俱乐部的想法。

    “人一生要走很长的路,一路上就常常要有人拉一把。我自己年轻时候的路就走得很艰难,是遇到了几双‘大手’才有幸‘走进科学’的。” 

    少年求学阶段,这位中国天体物理的奠基人,最初学习的专业却是航海和造船,但他始终舍不下对天文的兴趣。在英国学习造船时,隔壁是格林尼治天文台,台长格里高利批准了他的工作申请,由此正式开启了他的天文学生涯。

    王绶琯院士把高中阶段视为人生重要的转折点:高中毕业马上就要面临专业的选择,这可能会“定下后半辈子主要努力的方向”。面临这样重要的人生选择,从教育上来说,要从“普适的、综合性的教育”转向“量体裁衣,因材施教”。

    但在国内的教育环境下,这种转折就像是要在高速路上来个急转弯——高中生们前一秒还在高考的赛道上互相追赶,高考后又得赶快选定专业,尽管绝大多数人对专业方向懵懂无知。

    王绶琯说,学生在青少年时期兴趣很广,“可能好多东西都喜欢”,对有热情的学生,关键是要从诸多兴趣中发展出愿意长期发展的“志趣”,在这样一个重要时期,特别需要有一双“大手”拉上一把。

    “我觉得科技俱乐部弥补了中国教育里的一点,让你有机会在高中去探索各种兴趣,模模糊糊地剔除掉一些你最不喜欢的东西”

    如果没有参加科技俱乐部,斯坦福大学博士生李星煜也许会“非常不幸地”选择一个自己并不擅长的专业。

    李星煜高中选择理科,平时考试分数也挺高,但上手做起实验,她才觉得自己有些“搞不太定”。比起挣扎着阅读物理、工程方向的论文,她更喜欢网上的心理学公开课。

    在北大物理系学习期间,另一位老会员王思远发现,不少同学报考物理系的理由,仅仅是“高中物理学得好”,接触大学物理后发现并无兴趣,“许多同学在短短一年之后就已经确定将来不做学术”。

    通过俱乐部的经历,王思远在高中就亲身体会到了科研工作和书本学习的不同。在他看来,书本学习仅要求“将已有的知识内化”,然后运用这些知识解释现象;科研工作则要求人去质疑,“将已有的知识组合、发展并付诸实践,最终创造新的知识框架”。很多同学能够游刃有余地掌握书本知识,但可能缺乏“科研工作所需的热情”。

    从清华大学毕业进入斯坦福大学,李星煜发现,在美国,本科生进入大学后,并没有马上划分专业,通过选修课程与社团活动,学生可以在前几年充分探索自己的兴趣,再来确定研究方向。

    “我觉得科技俱乐部弥补了中国教育里的一点,让你有机会在高中去探索各种兴趣,模模糊糊地剔除掉一些你最不喜欢的东西”,说到科技俱乐部对自己的影响,李星煜表示,“中国高中里基本没有太多探索,俱乐部可能算是一个小小的窗口。”

    她在俱乐部的研究课题,没有成为自己物理学生涯的开端,她把这段经历视为一次“试错”。从北京汇文中学保送到清华大学时,她已经非常确定物理学科“完全不是自己的兴趣点”,转而选择了自己更有热情的心理学专业。

    透过这个“窗口”,王思远则在课题研究中感受到了自己对研究的热情,十多年过去,他还记得那种兴奋的感觉。高一下学期的每个晚自习,他都用来学习分子遗传学,实验到了关键阶段,他甚至请假两周去实验室完成研究。比起从实验中学到的那些让自己兴奋不已的知识,即使学习成绩有所下降,他也一点儿没后悔。

    更多的俱乐部会员没有像他一样继续从事科研,对学生的不同选择,王绶琯的态度相当开放。有学员离开清华大学休学创业,他知道后,还时不时把这个学生叫到家里谈话,问一问他最近有没有什么困惑,自己能提供什么帮助。他认为,只要找到了方向,去做真正适合自己而且能有所成就的事情,放弃学业也并无不可。

    “人才的培养没有统一的方法,(俱乐部)不是要打造某一种样子的人”,这位著名科学家在接受采访时说,“而是你遇到有这个才华、有这个愿望的人,给他一个机遇,让他来试一试,让他能发现自己。”

    “不是说大家愿意来参加,家长、学校高兴了就行。我自己等了十几年看结果”

    虽然在很多人的“童年梦想列表”里,“科学家”是一个高频词语,但对于亲身参与科研的俱乐部成员来说,“做科研”的回忆大都被不间断的失败填充。

    “科学是辛苦的。”李星煜当时做的是一个海水淡化装置,很多时间里,她都在和故障不断的真空泵搏斗。

    “科研不总是那么浪漫,”王思远当年在俱乐部的指导老师、中科院微生物所的黄力老师认为,“很多人都会说,我对科研非常感兴趣。这常常是他们亲身体验科研之前的一个说法。”

    除了实验本身的困难,俱乐部还有不少外部的压力。尽管在挑选时就强调要“学有余力”,基地学校也大都是北京的名牌中学,相对来说没有那么大的升学压力。可为了减轻孩子的“负担”,俱乐部的学员大都来自高一。

    同时,因为俱乐部的导师都是国内一流的科研人员,学员在其指导下做出的论文拿去参赛,往往能获得不错的成绩,从“功利”的角度来看,又有利于招生选拔。

    “我们一般不反对竞赛,但反对应赛教育。就如不反对考试,但反对应试教育一样。”王老认为,用来检验学习成果的考试并无不妥,有考试就有应试,应试教育的错误不在“应试”,而是因为应试忽视了教育。

    “今天我国中学生的应试整个倾向功利,以至于揣摩权威者(在这里是出题人)的喜恶变成了‘大学问’。拿这一类‘学问’来教育、引导人们屈节趋利,对于少年是极其有害的。”他说。

    因此,这个俱乐部鼓励学生自由探索,很少有什么“禁区”,但在发给学校的招生函里,都注明一条——“不能有功利心理”。

    走进大学后,王思远才体会到俱乐部和导师当初有多么不易。仅仅是协调科研组成员的设备使用计划和课题计划,就是一项不小的工作。而他在俱乐部的导师黄力教授,当时需要协调整个研究所的人员。

    王思远在哈佛的实验室也有带学生的经历,即使是新加入的研究生,在开始培训的两周,他也必须得每天牺牲两小时的睡眠时间,自己的科研步骤也得暂时放缓。

    而在科技俱乐部,因为学员都是高中生,很难参与到一线团队的科研,导师还要为他们单独设计课题,从阅读文献到实验操作,都得手把手教起。

    王绶琯把俱乐部称作“大手拉小手的志愿者小分队”,对俱乐部的导师来说,参与这样一份工作全凭自愿,“就是看到对这个学科有兴趣的孩子,自己打心里喜欢……看到一个孩子有出息,就是对自己最好的报酬”。

    即将结束博士后工作的王思远,一边准备申请哈佛的教职,一边也和俱乐部沟通,希望开放自己的实验室,为俱乐部的小会员提供科研机会。今年的老会员沙龙,王思远还专门回来分享了自己的科研经历。

    在科技俱乐部的各种活动中,能看到许多老会员的身影,这些当年被科学家拉起的“小手”,现在也参与到俱乐部的活动之中,帮忙拉起更多的“小手”。

    “我们真正的结果,不是说大家愿意来参加,家长、学校高兴了就行了。”王老认为俱乐部的工作没法立竿见影,要让学员长大成熟之后自己评价,“我自己等了十几年看结果。”

    在过去的17年里,年过九旬的王绶琯已经开始看到一些结果。他印象最深的事情,不是见到哪个学生有多高的天分,也不是谁取得了多大的成就。有一年夏天,几个会员在波士顿不期而遇,他们来自不同的学校,专业的选择各不相同,互相并不熟识。但在那一刻,他们聚在一起,隔着时差给俱乐部发回了信息,王绶琯说,收到那样的信息,他特别开心。

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