循序渐进,培养创新英才

2023-11-16 05:53张亚文
中国科技教育 2023年10期
关键词:英才科学研究导师

张亚文

导师团队的培养理念是让英才计划学员尽可能早地接触化学领域的前沿研究,了解和切实解决与国民经济发展及社会进步相关的问题。导师从化学“中心学科”的地位和特点出发,注重学生化学基础理论知识和基本实验方法的培养,提升学员自主学习和解决问题的能力,培养学员的创新意识,使其具备参与科学研究的基本素养。

重视基础,努力提升英才学员能力

导师团队每次都会在充分调研的基础上,与英才学员一起确定研究题目。确定题目后,助教会与学员一起开展相互协作的实验,带领学员主动参与到科学研究中。后期,通过分析实验数据、优化实验过程、总结实验结论等环节,让英才学员的科研能力得到一定程度的提升,重点培养学员对科学研究的兴趣。

循序渐进,线上讨论与线下实验结合培养

线上,以培养学员阅读文献的能力为主,鼓励学员就文献内容进行深入剖析,引导学员对自己研究的问题进行深入探索。导师会定期向学员发送推荐阅读的文献,内容涵盖科学研究的一般方法、课题相关领域的前沿进展,以及关于具有重大经济社会意义科学问题的讨论。学员完成文献阅读后定期与导师团队开展线上讨论,导师通过答疑指导学员对文献进行深入学习。在这一过程中,学员的文献阅读能力有了明显提升,并且建立了初步的科研思维,为后期的实验设计打下了基础。

線下,导师鼓励学员参加组会,旁听课题组博士研究生带来的文献阅读报告和工作报告。随着与学员讨论的不断深入,导师根据学员特长与兴趣爱好为其确定基本的研究方向。导师课题组的合成实验室全程对学员开放,但考虑到实验安全的问题,学员到实验室前须接受安全培训,并在导师或助教的指导下进行实验。对于学员在实验过程中遇到的各种问题,导师也会及时与学员讨论、解决。通过亲身参与实验,学员不仅深入了解了各项实验操作的基本原理,也熟悉了各种仪器的使用,同时也培养了学员的实验安全意识、实验规划能力等。此外,借助北京大学分析测试平台,学员在助教的带领下对自己的样品进行了完整的结构表征和性能测试,让学员对科学研究有了更加深入的认识。

鼓励参与,让学员深入体验化学魅力

在文献阅读与前沿知识获取方面,学员在导师团队的指导下阅读了相关的中英文文献,这些文献均发表在高水平的国内外期刊上,代表了该研究领域的最新进展,以此培养学员阅读中英文文献的能力。与此同时,我们还鼓励学员对自己的工作进行整理、提炼,在组会上进行展示,锻炼与他人的沟通、交流能力。

在实验与研究方面,学员按照预定计划完成实验,完整体验从设计、合成、物化性质表征到测试的完整研究过程,并得到初步的实验结论。同时,学生在实验操作中的失误次数明显减少,在配置反应物时对毫克级的操作也更加熟悉,逐渐体验到了化学学科的魅力。此外,我们还鼓励学员对结果进行解释,提出进一步的猜想,全面体验大学的科研工作。

学员田三甲在培养之初完成了资料《稀土贵金属纳米催化综述(2020)》的阅读,了解到导师团队所做的项目是有关高性能贵金属氧化铈纳米催化材料的控制合成、性能调控及应用。随后完成了导师推荐书目《发现的种子》的阅读,该书主要以生物科学研究为基础,介绍了科研的步骤、过程及要点,同时系统地介绍了机遇和机会在科学发现中的角色,论及对新发现的认可通常需要一段漫长的检验期等内容,让他收获颇丰。

面对挑战,积极应对

近几年在英才计划学员培养过程中遇到的最大挑战来自于新型冠状病毒疫情,使得学员无法进入高校实验室开展实验探究。为了让学员在无法动手实验的情况下也能领略到化学科研的魅力,导师通过向学员推荐书籍、前沿学术论文,助教定期答疑的方式,始终保持着较高的线上讨论频率,加深了学员对知识的理解,维持了学员对科研的热情。在进入实验室后,虽然时间有限,导师团队依然通过合理的规划与安排,使得每一名学员都能接触并了解实验的各项细节。

本文作者系北京大学化学与分子工程学院教授、博士生导师、国家杰出青年科学基金获得者(2010),主要从事稀土- 贵金属纳米材料化学及其催化功能的基础研究,迄今在国际学术刊物(Nature Catal.,J. Am. Chem.Soc.,Angew. Chem. Int. Ed.,ACS Catal. 等)上发表SCI 收录论文近200 篇,总他引15 000 余次,H 因子为62;以第二完成人先后在2010 年和2011 年获教育部自然科学奖一等奖和国家自然科学奖二等奖各1 项;担任《结构化学》编委,以及中国稀土学会催化专业委员会常委、中国化工学会稀土催化与过程专业委员会特聘副主任委员;自2014 年来,多次被选入爱思唯尔化学组中国高被引学者名录。

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