在北京青少年科技俱乐部,科学家指导中学生参加形式多样的科学实践活动大手拉着小手 迈入科学大门(深度观察)
参加野外科学考察、聆听科普讲座、走进实验室做科研……这个暑假,在北京青少年科技俱乐部(以下简称科技俱乐部)科研导师的精心指导下,来自北京20多所学校的100多名中学生参加了形式多样的科学实践活动,触摸前沿科学知识,感悟科学家精神。
“科技俱乐部的初衷是创造机会让青少年‘走近科学’,通过科学家与学生的‘教学互动’,发现‘科学苗子’,帮助他们‘走进科学’,逐步成长为具备深厚科学素养的优秀人才。”科技俱乐部活动委员会主任、中国科学院院士蔡荣根介绍,1999年,经中国科学院院士王绶琯倡议,61名科学家联名发起成立科技俱乐部,其中有45位两院院士。
这项由科学家和青少年共同完成的科学实践,给孩子们带来了什么?在激发青少年好奇心、培养科技后备人才方面,科学家如何发挥更大作用?让我们走进这个科技俱乐部,一探究竟。
科学探索
“野外科考真正做到了在实践中学习,提升了我们发现问题、解决问题的能力”
这是一次科学探索之旅。
2023年7月16日至23日,8天时间,往返行程4000多公里。在依兰陨石坑,大胆求证月牙形地貌的假说;在松花江与牡丹江汇流处,探索“泾渭分明”奇观的成因;在太阳岛湿地,体会“地球之肾”的奥秘……“自然课堂”激发起同学们的浓厚兴趣,大家边看边记笔记,抓住专家刨根问底。
“野外科考真正做到了在实践中学习,提升了我们发现问题、解决问题的能力。”北京师范大学附属实验中学学生汪思齐说,他事先查阅了《遥感导论》等专业书籍,以后还将继续利用遥感手段研究北京附近的湿地。
途中,晚上的科普讲座同样让孩子们大开眼界。《科学追光之旅——多彩的东北、多样的生命》《东北虎知识讲座》《陨石坑——地球表面的撞击构造》《丰富多彩的湿地》……中国科学院空天信息创新研究院研究员付碧宏等导师将科学前沿知识娓娓道来,同学们边听边抛出一个个问题:为什么大部分兽类是色盲?火烧山与老黑山几乎同时喷发,为什么植被差异很大?湿地是碳源还是碳汇?
北京师范大学附属实验中学生物学老师刚永运带领学生参加过长白山、西双版纳、鄂尔多斯、海南等地的野外科考,在他看来,野外科考能给予学生“身临其境”的多学科知识学习情境,“感同身受”的发现、分析和解决问题的氛围,以及“原来如此”的知识获得体验。“这些独到之处让学生在野外科考中更加积极主动,自然收获更多、体会更深。”
“在野外科考的过程中,学生们展现出的独立自主能力都是在学校里不曾看到的。”目睹学生的表现,北京市第十八中学教师闫洪霞十分欣喜,“同学们通过自己的思考提出问题,再通过查找资料等方式解决问题找出答案,不再局限于知其然,而是做到了知其所以然。”
围绕碳储量、森林碳汇、地球撞击构造、湿地等主题,同学们分成7个探索组。以湿地探索组为例,有的负责遥感影像的分析,有的负责湿地植物研究,有的负责制作幻灯片……大家分工明确又互相配合,俨然一个科研小组。每天考察回来,同学们就立即查阅、整理资料,不时展开讨论,有时甚至讨论到深夜。“我喜欢大家一起交流的形式,老师对我们更多的是引导而非直接告诉答案。”北京市海淀外国语实验学校高梓涵说。
也是在这个暑假,几乎同时,另一批科技俱乐部学生会员在中国科学院、北京大学、清华大学、北京航空航天大学等科研院所、高校的实验室里,开始了“真刀实弹”的科研实践活动。
“利用拉曼光谱鉴定并研究弧菌不同存活状态及转化机理”“QA智能客服算法研究”“超新星数据调查与分析”“芥菜在根肿菌侵染下的基因表达分析”……如果不是亲眼所见,难以想象这些是十五六岁的中学生正在研究的课题。
“这些中学生尽管学科知识相对有限,但是他们展现出了很强的自学能力以及对科学的渴望和追求。”中国科学院理化技术研究所研究员丛欢深有感触,曾有中学生问了他一个非常专业的光化学问题,他需要去查阅文献才能回复,“导师所做的是激发兴趣,引导学生自主设计课题,在研究过程中这些学生往往会迸发出巨大的热情,并愿意投入更多的精力。”
北京市第八中学学生梁光宇一直对生物学有着浓厚的兴趣。他在校内研究过不同肥料对于植物生长的影响,还自学了生物学的基础知识,阅读大量外文期刊,了解最新研究动向。2019年秋季,他作为科技俱乐部的学生会员,进入中国科学院微生物研究所进行长达3年的科研实践。今年9月,梁光宇即将升入大学,开始生物学与其他学科的交叉研究。“我期待通过科学研究工作更好地认识世界,做出有益于人类的研究成果。”梁光宇说。
感悟精神
“在科学家质朴的外表下,蕴藏着美好的品格和渊博的学识”
收获的不止知识。
采访中,师生们不约而同谈到今年7月20日参观中国科学院海伦农业生态试验站的感受。在黑土地上,科研人员几十年如一日埋头攻关,精心培育大豆良种。为了缩短大豆的育种周期,多年前,老科学家曾坐60多个小时的火车硬座,从黑龙江海伦一路向南赶到海南三亚的南繁育种基地。育种季节,科学家们凌晨3点就要起床为大豆授粉。
正午烈日下,看着试验田里长势喜人的大豆,听着科学家的故事,孩子们的心灵受到了极大的震撼。“我看到同学们眼睛里都泛着光,流露出敬佩之情,那是被科学家的精神感动了。这就是无声的教育,将激励更多的孩子投身于科学事业。”北京市丰台区璞瑅学校戴占红老师说。
有一幕情景让黑龙江省科学院自然与生态研究所副研究员谢立红印象深刻。当研究人员向同学们仔细讲述黑土的成分时,顺手拔掉身边大豆田里的一颗杂草。一个男同学立即掏出口袋里的塑封袋,细心地把杂草根挟带的土抖落后保存,说要带回北京继续研究。“在与科学家近距离接触的过程中,同学们感受到了脚踏实地、求真务实的精神,这对于他们的成长弥足珍贵。”谢立红说。
受从事科研工作的父亲影响,北京市第八中学学生章珂月从小就有当科学家的梦想。2021年暑假,当她满怀信心,进入中国科学院微生物研究所开展肺炎链球菌研究时,困难却接蹱而至:构建好的重组质粒因为保存不当而降解,菌株转化不成功,明明检测出了目的基因却并没有表现出相应性状……在导师们的鼓励和帮助下,章珂月一点点分析问题,寻找解决方案,最终圆满完成了实验。“每一次失败,都给我一个成长进步的机会,让我一步一步靠近成功的彼岸。”章珂月说。