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王晓锋:做学生探索天体物理的“领路人”

2019-08-15 10:07:40 来源:新华网

清华大学物理系天体物理中心教授王晓锋从2017年开始担任“英才计划”物理学科导师,他培养过的一名中学生曾将“英才计划”比做一艘宇宙飞船,将王晓锋比喻为这艘飞船上的“掌舵者”,带学生一起在浩瀚的宇宙中翱翔。相较于“掌舵者”,王晓锋则更愿意把自己定义为带领学生入门天体物理的领路人。

“学生入门以后就要完全靠自己了,我们做的是给他们提供了这样一个平台,帮助他们能够在科学探索的道路上走得顺利一些。我不能决定他们的未来,把他们领进来之后,怎么走要靠学生自己来决定。”王晓锋说。

在学有余力的中学生心中埋下科研的种子

与大学生相比,中学生掌握的专业知识在宽度和深度上都有所欠缺,很多学生对天体物理的兴趣来源于新闻报道中的重要天文发现,然而哪些研究重要、哪些问题值得去探索,他们通常并不清楚。因而,王晓锋给中学生们带来的第一堂课往往是把天文物理这本厚厚的“书”浓缩到一两个小时,通过概括性地介绍学科发展历史、重要事件、当前取得的一些成果以及目前有待研究的一些重要问题,让学生形成对天体物理的一个基本认识。

王晓锋认为,“英才计划”并非一定要让高中生去做一个比较重要的科学发现。“这个计划的初衷应该是为学有余力或者出类拔萃的学生提供平台,让他尽早地体验什么是科研,为今后的选择提供一种参考。经过一年,他发现这个学科比之前想象的更有意思,这对他以后在这个领域的成长是非常好的一件事情,即使一年后他发现这个学科不适合他,或者很难激起他的兴趣,也不是能说是一种失败,他可以把精力放在别的领域。”

为了避免学生在培养的过程中有功利性的诉求,学生进入到团队之后,王晓锋总会强调,“不要想着一定要发论文、获奖,到这里来就是要享受,享受什么是科学,怎么去做科研,中间有哪些过程,如果有能力的话可以做一些小课题,我们可以给你提供很多的帮助。”比如让学生有机会走进天文台,使用大型观测设备获得所需数据来验证自己的一些想法,体验做科研的乐趣。

第二次与英才学员见面的时候,王晓锋就会列出一些比较适合中学生做的课题,让他们花一个月的时间去斟酌自己想要做什么,期间他们需要通过调研、查阅相关文献来了解课题背后的一些知识。考虑到学生的学业压力及学习精力,对于那些基础没有那么突出的学生,王晓锋鼓励让他们两三个人合作完成一个课题,培养分工协作的能力。而对于那些比较突出的学生,王晓锋基本上鼓励他们去自主选题。“有的学生在来之前就已经想清楚自己想要干什么,希望我们提供一些帮助,有的学生则是有一定的基础,对于这类学生,我鼓励他们做自己的课题,鼓励他们去自由探索。”

学物理不是让人人成为物理学家

培养自我探究、自我学习能力至关重要

选择王晓锋的多是对天体物理有着浓厚兴趣的中学生。在王晓锋看来,“学习物理实际上并不是说将来一定要成为物理学家,这是很难的,最重要的是训练我们的科学思维,能从一系列的事物当中提炼出一些规律性的东西。一个人不管将来从事什么学科,物理学所培养的逻辑思维、推导思辨能力都能帮助他取得一定的成果或进步。”

那么,一个热爱物理的学生如果想要在这个领域做到出类拔萃、取得一定的创新性成果需要从哪些方面去努力呢?王晓锋认为,首先要有很好的数理基础,肯钻研,其次就是要有自我学习的能力。“星星为什么会一闪一闪,热爱物理的学生大概就会想一想,为什么会这样,要主动去探究背后的原因是什么,然后用学到的知识去解释自然界的各种现象。”另外,需要关注当前的一些科技前沿,有条件的话最好能多参与学校的一些实验活动,甚至主动设计实验去验证自己的一些想法。

对于“英才计划”的学生来说,王晓锋认为学员在培养期间最需要锻炼的就是探究式学习的能力。“希望他们能通过一些现象、观测数据提炼出合理的科学问题,我们并不期望他能够马上解决这些问题,解决问题实际上是研究生阶段做的事情,但中学生能够意识到这个问题或者能够提出一些有意思的科学问题,这个很重要。”学员在一年的培养过后,思考一个问题的宽度和深度能比来之前有明显的不同,这是王晓锋最愿意看到的事情。

除了让英才学员体验做科研的乐趣、了解科研的过程,王晓锋强调,还需要从高中阶段起就给他们系好学风、学术道德这粒扣子,严格规范引用文献的方法。“别人的东西,不要说成是你的东西,在这个工作当中,你贡献多少要实事求是,别人帮了你很多或者大部分是别人做的,你不能说成是你自己做的。”

保护学生兴趣

以兴趣驱动选择专业更有利于创新

回想高中生活,王晓锋谈到,他高中的时候偏科喜欢地理,考虑到未来不想完全研究物理,于是高考填志愿选择了天文学,可以“上知天文,下知地理”。结合自身的经历,他鼓励学生选专业的时候要以兴趣驱动,而不是热门驱动。

“我们那个年代只要有个学上,有一个工作就已经很幸福了,当时没有想过我一定要考上什么大学,一定要成为什么什么家,不像现在的孩子接触的东西多,知识面宽,有自己的独立思想。”王晓锋认为,随着国家的发展,家庭收入的增长,无论家长或是学生,完全可以依据自己的兴趣而不是依据热度去选择专业,学生依据兴趣选专业将来更有可能取得大的成就。“家长真的应该去保护学生的兴趣,引导他们去选择自己喜欢的专业。如果大家都是按照自己的兴趣去选择喜欢的专业,各方提供培养的土壤,配备比较好的师资或平台,这不仅有利于他们个人的成长,同时也有利于国家创新氛围的培养。”

于“英才计划”而言,王晓锋也希望吸引更多真正对天体物理有浓厚兴趣且学有余力的学生参与到这个计划当中。担任了三年的英才导师,王晓锋发现,有一部分中学生通过这个渠道已经表现出了比较突出的能力和潜质,这类学生往往对天体物理有着非常浓厚的兴趣,而且愿意投入时间,最后做出了一定的成果,有的同学甚至能提出一些专业研究人员还没有想到过的一些新奇的想法,尽管有的想法最终被证实不可行,但是这些创造性的思维王晓锋认为都需要被鼓励。与此同时,有些学生面试的时候表现出比较浓厚的兴趣,但进来之后付出的时间有限,最终的培养效果可能就不明显。面对这些不同基础的学生,王晓锋始终都会提供不同方面的帮助,“我的初衷就是鼓励那些有兴趣的人,希望他们能够保持对科研的兴趣”。

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