问题——面对新一轮科技革命和产业变革,基础学科人才培养如何更早阶段发现兴趣、打牢基础并形成创新能力,成为中学科学教育需要回答的现实问题。尤其在生命科学、材料、医药等领域加速走向“计算+实验”融合的背景下,学生既需要科学精神的引领,也需要对学科交叉的学习路径形成更清晰的认识。 原因——一上,前沿科研的研究范式正变化。以分子模拟为代表的计算方法,已从“辅助工具”发展为与实验并行的重要手段,能够在微观尺度揭示传统观测难以捕捉的动态过程和反应机制。另一上,中学科学教育正从单纯的知识传授转向素养培养,更强调探究式学习、实践能力和问题意识。如何把前沿科学的思想与方法转化为学生可理解、可参与的学习体验,需要高水平科学家与一线教育实践建立更有效的连接。 影响——此次瓦谢尔在重庆南开中学的学术交流,为中学科学教育提供了具有示范意义的“前沿对接”。据介绍,瓦谢尔长期从事生物分子模拟方法研究,在分子动力学、量子力学与分子力学相结合(QM/MM)等方向作出开创性贡献,涉及的计算程序被国际学界广泛使用,为理解酶反应、蛋白质折叠、电子与质子转移等关键过程提供了重要路径。活动现场,他以个人成长与科研经历为线索,分享如何从并非科班起步的学习阶段逐步确立科研志向,并在关键节点选择“面向复杂问题、敢于走新路”的研究方向。他强调,科学探索要认真对待每一个问题的价值,在持续解决问题的过程中积累能力与判断。 在座谈交流中,围绕“计算生物学能做什么”“中学阶段如何开展科研启蒙”“跨学科学习怎样起步”等话题,瓦谢尔建议青年学生在学习初期广泛打牢数学、物理、化学、生物等基础,通过处理不同类型的问题训练思维与能力,在形成基本学术视野后再聚焦兴趣领域深入钻研。他指出,科研进步往往来自对既有观点的审慎检验与独立判断,保持好奇、持续投入和长期专注尤为重要。 对策——以大师资源带动科学教育,关键在于把一次讲座延伸为可持续的育人机制。活动期间,学校聘请瓦谢尔担任学生成长导师,并举行聘任仪式。校方表示,将继续完善“讲坛+导师+实践”的协同路径,通过引入高水平学术资源、拓展实验与探究活动、加强跨学科课程实践,提升学生科学素养与创新潜能。此前,学校教师结合日常教学组织了测量蛋白质含量、观察植物叶片气孔等探究实践,通过可操作的实验任务引导学生提出问题、验证假设。此次交流更带来前沿视角,有助于引导学生理解科学研究从“现象观察”走向“机理解释”的基本逻辑。 前景——业内人士认为,推动拔尖创新人才的早期培养,需要在中学阶段更系统地搭建科学精神、方法训练与学科交叉意识的成长阶梯。一上,应提升基础学科教育的深度与质量,把学习重心从“会做题”转向“会提问、会验证、会表达”;另一方面,要为学生打开通向真实科研世界的窗口,使其理解科学发展的路径与代价,增强面对不确定性的韧性。随着高校、科研机构与中学协同育人机制健全,“前沿科学家走进校园”“科研资源适度下沉”“跨学科课程与项目化学习融合”等做法有望更加常态化,为培养面向未来的创新型人才打下更扎实的基础。
从讲坛上的科学叙事——到座谈中的方法建议——再到导师聘任带来的制度化连接,此次交流传递的核心信息是:创新人才的成长,既需要仰望星空的志向,也离不开脚踏实地的训练。面向未来,把基础打牢、把兴趣点燃、把路径铺实,才能让更多青少年在科学长跑中保持定力,在交叉前沿中找到属于自己的突破方向。